KR20220167809A - 잉크젯 프린팅 장치 - Google Patents

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박성호
김경섭
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Abstract

잉크젯 프린팅 장치가 제공된다. 잉크젯 프린팅 장치는 대상 기판이 안착되는 스테이지, 및 상기 스테이지의 상부에 위치하는 잉크젯 헤드를 포함하되, 상기 잉크젯 헤드는, 복수의 입자를 포함하는 잉크를 분사하는 복수의 노즐이 배치되는 토출부, 상기 토출부의 상부에 배치되며, 상기 복수의 입자를 선택적으로 통과시키는 필터부, 및 상기 필터부에 배치되며, 상기 필터부에 전계를 형성하는 전계 형성 전극을 포함한다.

Description

잉크젯 프린팅 장치{Inkjet printing device}
본 발명은 잉크젯 프린팅 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 유기발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
표시 장치의 화상을 표시하는 장치로서 유기 발광 표시 패널이나 액정 표시 패널과 같은 표시 패널을 포함한다. 그 중, 발광 표시 패널로서, 발광 소자를 포함할 수 있는데, 예를 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 경우, 유기물을 발광 물질로 이용하는 유기 발광 다이오드(OLED), 무기물을 발광 물질로 이용하는 무기 발광 다이오드 등이 있다.
한편, 표시 장치에 포함되는 유기물층을 형성하거나 무기 발광 다이오드를 정렬하기 위해, 잉크젯 프린팅 장치가 이용될 수 있다. 임의의 잉크나 용액을 잉크젯으로 프린팅한 뒤, 후처리 공정을 수행하여 상기 무기 발광 다이오드 소자를 전사하거나 유기물층을 형성할 수도 있다. 잉크젯 프린팅 장치는 소정의 잉크나 용액이 잉크젯 헤드로 공급되고, 잉크젯 헤드는 피처리 기판(예컨대, 대상 기판) 상에 상기 잉크나 용액을 분사하는 공정을 수행할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비분사 모드(프린팅 대기 시간) 동안 잉크젯 헤드에 잔류하는 잉크 내의 입자의 침전에 의해 노즐의 막힘 현상을 방지하는 잉크젯 프린팅 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는 대상 기판이 안착되는 스테이지, 및 상기 스테이지의 상부에 위치하는 잉크젯 헤드를 포함하되, 상기 잉크젯 헤드는, 복수의 입자를 포함하는 잉크를 분사하는 복수의 노즐이 배치되는 토출부, 상기 토출부의 상부에 배치되며, 상기 복수의 입자를 선택적으로 통과시키는 필터부, 및 상기 필터부에 배치되며, 상기 필터부에 전계를 형성하는 전계 형성 전극을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치는 대상 기판이 안착되는 스테이지, 및 상기 스테이지의 상부에 위치하는 잉크젯 헤드를 포함하되, 상기 잉크젯 헤드는, 복수의 입자를 포함하는 잉크를 분사하는 복수의 노즐, 상기 복수의 노즐의 상부에 배치되며, 복수의 제1 홀을 포함하는 제1 전극 필터, 및 상기 제1 전극 필터의 상부에서 상기 제1 전극 필터와 중첩 배치되며, 복수의 제2 홀을 포함하는 제2 전극 필터를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치에 의하면, 잉크젯 헤드는 내부관, 내부관의 하부에 배치되는 복수의 노즐, 복수의 노즐과 내부관 사이에 위치되며, 전계 생성 전극이 배치되는 필터부를 포함할 수 있다. 상기 전계 생성 전극은 비분사 모드에서 상기 잉크젯 헤드 내부에 전계를 형성할 수 있고, 상기 전계에 의해 잉크젯 헤드의 내부에 잔류하는 잉크의 유동을 유도할 수 있다. 따라서, 비분사 모드에서, 잉크젯 헤드에 잔류하는 잉크 내의 입자가 잉크젯 헤드의 내부에서 하부로 침강 또는 침전하는 것을 방지하여 노즐의 막힘 현상을 방지할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소를 나타낸 평면 배치도이다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 자른 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략 사시도이다.
도 5는 도 3의 A 영역을 확대한 일 예를 나타낸 확대 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 사시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 프린트 헤드 유닛의 개략적인 평면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 프린트 헤드 유닛의 동작을 나타내는 개략도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 개략적인 단면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 제1 및 제2 전계 생성 전극의 평면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 제1 및 제2 전계 생성 전극의 홀과 입자 사이의 크기를 비교하기 위한 개략 단면도이다.
도 12 및 도 13은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 동작을 도시하는 개략 단면도들이다.
도 14는 도 12의 B 영역을 확대한 일 예를 나타낸 확대도이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 개략적인 단면도이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다른 형태로 구현될 수도 있다. 즉, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
명세서 전체를 통하여 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(10)는 동영상이나 정지 영상을 표시한다. 표시 장치(10)는 표시 화면을 제공하는 모든 전자 장치를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 표시 화면을 제공하는 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷, 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 전자 시계, 스마트 워치, 워치 폰, 헤드 마운트 디스플레이, 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 내비게이션, 게임기, 디지털 카메라, 캠코더 등이 표시 장치(10)에 포함될 수 있다.
표시 장치(10)는 표시 화면을 제공하는 표시 패널을 포함한다. 표시 패널의 예로는 무기 발광 다이오드 표시 패널, 유기발광 표시 패널, 양자점 발광 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 전계방출 표시 패널 등을 들 수 있다. 이하에서는 표시 패널의 일 예로서, 무기 발광 다이오드 표시 패널이 적용된 경우를 예시하지만, 그에 제한되는 것은 아니며, 동일한 기술적 사상이 적용 가능하다면 다른 표시 패널에도 적용될 수 있다.
이하, 표시 장치(10)를 설명하는 도면에서는 X축 방향(X), Y축 방향(Y), Z축 방향(Z)이 정의되어 있다. X축 방향(X)과 Y축 방향(Y)은 하나의 평면 내에서 서로 수직한 방향일 수 있다. Z축 방향(Z)은 X축 방향(X)과 Y축 방향(Y)이 위치하는 평면에 수직한 방향일 수 있다. Z축 방향(Z)은 X축 방향(X)과 Y축 방향(Y) 각각에 대해 수직을 이룬다. 표시 장치(10)를 설명하는 실시예에서 Z축 방향(Z)은 표시 장치(10)의 두께 방향을 나타낸다.
표시 장치(10)는 평면상 X축 방향(X)이 Y축 방향(Y)보다 긴 장변과 단변을 포함하는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 평면상 표시 장치(10)의 장변과 단변이 만나는 코너부는 직각일 수 있지만, 이에 제한되지 않으며, 라운드진 곡선 형상을 가질 수도 있다. 표시 장치(10)의 형상은 예시된 것에 제한되지 않고, 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 평면상 정사각형, 코너부(꼭지점)가 둥근 사각형, 기타 다각형, 원형 등 기타 다른 형상을 가질 수도 있다.
표시 장치(10)의 표시면은 두께 방향인 Z축 방향(Z)의 일 측에 배치될 수 있다. 실시예들에서 다른 별도의 언급이 없는 한, 표시 장치(10)를 설명함에 있어서, “상부”는 Z축 방향(Z) 일 측으로 표시 방향을 나타내고, 마찬가지로 “상면”은 Z축 방향(Z) 일 측을 향하는 표면을 나타낸다. 또한, “하부”는 Z축 방향(Z) 타 측으로 표시 방향의 반대 방향을 나타내고, "하면"은 Z축 방향(Z) 타 측을 향하는 표면을 나타낸다. 또한, “좌”, “우”, “상”, “하”는 표시 장치(10)를 평면에서 바라보았을 때의 방향을 나타낸다. 예를 들어, “우측”은 X축 방향(X) 일 측, “좌측”은 X축 방향(X) 타 측, “상측”은 Y축 방향(Y) 일 측, “하측”은 Y축 방향(Y) 타 측을 나타낸다.
표시 장치(10)는 표시 영역(DPA)과 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DPA)은 화면이 표시될 수 있는 영역이고, 비표시 영역(NDA)은 화면이 표시되지 않는 영역이다. 표시 영역(DPA)은 후술하는 잉크젯 프린팅 장치(1000, 도 6 참조)를 이용하여 표시 장치(10)를 제조하는 공정 중 발광 소자(ED, 도 2 참조)가 분사되는 영역일 수 있다.
표시 영역(DPA)의 형상은 표시 장치(10)의 형상을 추종할 수 있다. 예를 들어, 표시 영역(DPA)의 형상은 표시 장치(10)의 전반적인 형상과 유사하게 평면상 직사각형 형상을 가질 수 있다. 표시 영역(DPA)은 대체로 표시 장치(10)의 중앙을 차지할 수 있다.
표시 영역(DPA)은 복수의 화소(PX)를 포함할 수 있다. 복수의 화소(PX)는 행렬 방향으로 배열될 수 있다. 각 화소(PX)의 형상은 평면상 직사각형 또는 정사각형일 수 있다. 각 화소(PX)는 무기 입자로 이루어진 발광 소자를 포함할 수 있다. 발광 소자는 잉크젯 프린팅 장치(1000, 도 6 참조)에 의한 잉크젯 프린트 공정을 통해 각 화소(PX) 내에 배치될 수 있다.
표시 영역(DPA)의 주변에는 비표시 영역(NDA)이 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DPA)을 전부 또는 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 장치(10)의 베젤을 구성할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소를 나타낸 평면 배치도이다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(10)의 각 화소(PX)는 발광 영역(EMA) 및 비발광 영역을 포함할 수 있다. 발광 영역(EMA)은 발광 소자(ED)에서 방출된 광이 출사되는 영역이고, 비발광 영역은 발광 소자(ED)에서 방출된 광들이 도달하지 않아 광이 출사되지 않는 영역으로 정의될 수 있다.
발광 영역(EMA)은 발광 소자(ED)가 배치된 영역 및 그 인접 영역을 포함할 수 있다. 또한, 발광 영역은 발광 소자(ED)에서 방출된 광이 다른 부재에 의해 반사되거나 굴절되어 출사되는 영역을 더 포함할 수 있다.
각 화소(PX)는 비발광 영역에 배치된 서브 영역(SA)을 더 포함할 수 있다. 서브 영역(SA)에는 발광 소자(ED)가 배치되지 않을 수 있다. 서브 영역(SA)은 일 화소(PX) 내에서 발광 영역(EMA)의 상측(또는 Y축 방향(Y) 일 측)에 배치될 수 있다. 서브 영역(SA)은 Y축 방향(Y)으로 이웃하여 배치된 화소(PX)의 발광 영역(EMA) 사이에 배치될 수 있다. 서브 영역(SA)은 후술하는 컨택부(CT1, CT2)를 통해 전극층(200)과 접촉 전극(700)이 전기적으로 연결되는 영역을 포함할 수 있다.
서브 영역(SA)은 분리부(ROP)를 포함할 수 있다. 서브 영역(SA)의 분리부(ROP)는 Y축 방향(Y)을 따라 서로 이웃하는 각 화소(PX)에 포함되는 전극층(200)이 포함하는 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)이 각각 서로 분리되는 영역일 수 있다.
표시 장치(10)는 제1 뱅크(400), 전극층(200), 접촉 전극(700) 및 복수의 발광 소자(ED) 및 제2 뱅크(600)를 포함할 수 있다.
전극층(200)은 발광 영역(EMA) 및 서브 영역(SA)에 걸쳐 배치될 수 있다. 전극층(200)은 Y축 방향(Y)으로 연장되고, X축 방향(X)으로 서로 이격된 복수의 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극층(200)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 포함할 수 있다.
제1 전극(210) 및 제2 전극(220)은 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA) 및 서브 영역(SA)에 걸쳐 배치되되, Y축 방향(Y)으로 이웃하는 화소(PX)에 포함되는 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)과 서브 영역(SA)에 위치하는 분리부(ROP)에서 서로 이격될 수 있다.
각 화소(PX)의 분리부(ROP)에서 분리된 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)은 표시 장치(10)의 제조 공정 중 복수의 발광 소자(ED)를 정렬하는 공정 후 형성될 수 있다. 구체적으로, 표시 장치(10)의 제조 공정 중 복수의 발광 소자(ED)를 정렬하는 공정에서 Y축 방향(Y)으로 연장된 정렬 라인을 이용하여 전계를 생성할 수 있고, 복수의 발광 소자(ED)는 상기 정렬 라인들 상에 생성된 전계에 의해 유전영동힘을 받아 정렬될 수 있다. 발광 소자(ED)의 정렬 공정이 수행된 후, 복수의 정렬 라인들이 각 화소(PX)의 서브 영역(SA)에 위치하는 분리부(ROP)에서 분리되어 도 2에 도시된 바와 같이 각 화소(PX)의 분리부(ROP)에서 분리된 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 형성할 수 있다.
제1 전극(210)은 제1 전극 컨택홀(CTD)을 통해 후술하는 회로 소자층(CCL, 도 3 참조)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(220)은 제2 전극 컨택홀(CTS)을 통해 회로 소자층(CCL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(210)이 제1 전극 컨택홀(CTD)을 통해 회로 소자층(CCL)과 전기적으로 연결되고 제2 전극(220)이 제2 전극 컨택홀(CTS)을 통해 회로 소자층(CCL)과 전기적으로 연결됨으로써, 회로 소자층(CCL)으로 인가된 전기 신호는 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 통해 발광 소자(ED)의 양 단부로 전달될 수 있다. 한편, 도면에서는 제1 및 제2 전극 컨택홀(CTD, CTS)이 제2 뱅크(600)와 Z축 방향(Z)으로 중첩하도록 배치된 것을 도시하였으나, 제1 및 제2 전극 컨택홀(CTD, CTS)의 위치는 이에 제한되지 않는다.
제1 뱅크(400)는 발광 영역(EMA)에 배치될 수 있다. 제1 뱅크(400)는 Y축 방향(Y)으로 연장되고, X축 방향(X)으로 서로 이격된 복수의 서브 뱅크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 뱅크(400)는 제1 서브 뱅크(410) 및 제2 서브 뱅크(420)를 포함할 수 있다.
제1 서브 뱅크(410)는 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA)에서 제1 전극(210)과 Z축 방향(Z)으로 중첩 배치될 수 있다. 제2 서브 뱅크(420)는 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA)에서 제2 전극(220)과 Z축 방향(Z)으로 중첩 배치될 수 있다.
제2 뱅크(600)는 각 화소(PX)들의 경계에 걸쳐 배치되어 이웃하는 화소(PX)들을 구분하고, 발광 영역(EMA)과 서브 영역(SA)을 구분할 수 있다. 구체적으로, 제2 뱅크(600)는 발광 영역(EMA) 및 서브 영역(SA)과 각각 Z축 방향(Z)으로 중첩하는 개구를 포함하여, 발광 영역(EMA) 및 서브 영역(SA)을 정의할 수 있다.
제2 뱅크(600)는 각 화소(PX)들의 경계에 걸쳐 배치되어 표시 장치(10)의 제조 공정 중 발광 소자(ED)를 정렬하기 위한 잉크젯 프린팅 공정에서 복수의 발광 소자(ED)가 분산된 잉크가 인접한 화소(PX)로 혼합되지 않고 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA) 내에 분사되도록 할 수 있다. 또한, 제2 뱅크(600)는 발광 영역(EMA) 및 서브 영역(SA)을 둘러싸도록 배치되어, 표시 장치(10)의 제조 공정 중 발광 소자(ED)를 정렬하기 위한 잉크젯 공정에서 발광 소자(ED)가 분산된 잉크가 서브 영역(SA)으로 분사되지 않고 발광 영역(EMA)으로 안정적으로 분사되도록 가이드하는 격벽의 역할을 할 수 있다.
복수의 발광 소자(ED)는 발광 영역(EMA)에 배치될 수 있다. 복수의 발광 소자(ED)는 서브 영역(SA)에는 배치되지 않을 수 있다.
복수의 발광 소자(ED)는 발광 영역(EMA)에서 제1 서브 뱅크(410)와 제2 서브 뱅크(420) 사이에 배치될 수 있다. 발광 소자(ED)는 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있으며, 발광 소자(ED)의 연장 방향은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)의 연장 방향과 실질적으로 수직을 이룰 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 발광 소자(ED)의 연장 방향은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)의 연장 방향에 비스듬히 배치될 수도 있다. 발광 소자(ED)는 제1 서브 뱅크(410) 및 제2 서브 뱅크(420)가 서로 이격 대향하는 영역에서 양 단부 중 적어도 일 단부가 제1 전극(210) 또는 제2 전극(220) 상에 놓이도록 배치될 수 있다.
복수의 발광 소자(ED)는 서로 이격 배치될 수 있다. 복수의 발광 소자(ED)는 제1 서브 뱅크(410)와 제2 서브 뱅크(420) 사이에서 Y축 방향(Y)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
접촉 전극(700)은 발광 영역(EMA) 및 서브 영역(SA)에 걸쳐 배치될 수 있다. 접촉 전극(700)은 Y축 방향(Y)으로 연장되고, X축 방향(X)으로 서로 이격된 복수의 접촉 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접촉 전극(700)은 제1 접촉 전극(710) 및 제2 접촉 전극(720)을 포함할 수 있다.
제1 접촉 전극(710)은 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA) 및 서브 영역(SA)에서 제1 전극(210)과 Z축 방향(Z)으로 중첩 배치될 수 있다. 제1 접촉 전극(710)은 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA)에서 복수의 발광 소자(ED)의 일 단부와 중첩 배치될 수 있다.
제1 접촉 전극(710)은 각 화소(PX)의 서브 영역(SA)에서 제1 컨택부(CT1)를 통해 제1 전극(210)과 접촉하고, 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA)에서 복수의 발광 소자(ED)의 일 단부와 접촉할 수 있다. 제1 접촉 전극(710)이 발광 소자(ED)의 일 단부 및 제1 전극(210)과 각각 접촉함으로써, 제1 접촉 전극(710)은 발광 소자(ED)의 일 단부와 제1 전극(210)을 전기적으로 연결하는 역할을 할 수 있다. 한편, 도면에서는 제1 접촉 전극(710)이 각 화소(PX)의 서브 영역(SA)에서 제1 전극(210)과 접촉하는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 접촉 전극(710)은 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA)에서 제1 전극(210)과 접촉할 수도 있다.
제2 접촉 전극(720)은 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA) 및 서브 영역(SA)에서 제2 전극(220)과 Z축 방향(Z)으로 중첩 배치될 수 있다. 제2 접촉 전극(720)은 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA)에서 복수의 발광 소자(ED)의 타 단부와 중첩 배치될 수 있다.
제2 접촉 전극(720)은 각 화소(PX)의 서브 영역(SA)에서 제2 컨택부(CT2)를 통해 제2 전극(220)과 접촉하고, 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA)에서 복수의 발광 소자(ED)의 타 단부와 접촉할 수 있다. 제2 접촉 전극(720)이 발광 소자(ED)의 타 단부 및 제2 전극(220)과 각각 접촉함으로써, 제2 접촉 전극(720)은 발광 소자(ED)의 타 단부와 제2 전극(220)을 전기적으로 연결하는 역할을 할 수 있다. 한편, 도면에서는 제2 접촉 전극(720)이 각 화소(PX)의 서브 영역(SA)에서 제2 전극(220)과 접촉하는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제2 접촉 전극(720)은 각 화소(PX)의 발광 영역(EMA)에서 제2 전극(220)과 접촉할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 제1 접촉 전극(710)과 제2 접촉 전극(720)은 X축 방향(X)으로 서로 이격될 수 있다. 제1 접촉 전극(710)과 제2 접촉 전극(720) 사이의 간격은 발광 소자(ED)의 연장 방향으로의 길이보다 작을 수 있다. 따라서, 제1 접촉 전극(710)과 제2 접촉 전극(720)은 X축 방향(X)으로 서로 이격되되, 발광 소자(ED)의 양 단부와 각각 접촉할 수 있다.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 자른 일 예를 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시 장치(10)는 기판(SUB), 회로 소자층(CCL) 및 발광 소자층(EML)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 베이스 기판 또는 베이스 부재일 수 있다. 기판(SUB)은 유리, 석영, 또는 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 기판(SUB)은 리지드(Rigid) 기판일 수 있지만, 벤딩(Bending), 폴딩(Folding), 롤링(Rolling) 등이 가능한 플렉시블(Flexible) 기판일 수도 있다.
회로 소자층(CCL)은 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다. 회로 소자층(CCL)은 적어도 하나의 트랜지스터 등을 포함하여 각 화소(PX)의 발광 소자층(EML)을 구동할 수 있다.
회로 소자층(CCL)은 하부 금속층(110), 반도체층(120), 제1 도전층(130), 제2 도전층(140), 제3 도전층(150) 및 복수의 절연막을 포함할 수 있다
하부 금속층(110)은 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다. 하부 금속층(110)은 차광 패턴(BML)을 포함할 수 있다. 차광 패턴(BML)은 하부에서 적어도 트랜지스터(TR)의 액티브층(ACT)의 채널 영역을 커버하도록 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 차광 패턴(BML)은 생략될 수 있다.
하부 금속층(110)은 광을 차단하는 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하부 금속층(110)은 광의 투과를 차단하는 불투명한 금속 물질로 형성될 수 있다.
버퍼층(161)은 하부 금속층(110) 상에 배치될 수 있다. 버퍼층(161)은 하부 금속층(110)이 배치된 기판(SUB)의 전면을 덮도록 배치될 수 있다. 버퍼층(161)은 투습에 취약한 기판(SUB)을 통해 침투하는 수분으로부터 복수의 트랜지스터를 보호하는 역할을 할 수 있다.
반도체층(120)은 버퍼층(161) 상에 배치된다. 반도체층(120)은 트랜지스터(TR)의 액티브층(ACT)을 포함할 수 있다. 트랜지스터(TR)의 액티브층(ACT)은 상술한 바와 같이 하부 금속층(110)의 차광 패턴(BML)과 중첩하여 배치될 수 있다.
반도체층(120)은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, 산화물 반도체 등을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 반도체층(120)이 다결정 실리콘을 포함하는 경우, 다결정 실리콘은 비정질 실리콘을 결정화하여 형성될 수 있다. 반도체층(120)이 다결정 실리콘을 포함하는 경우, 트랜지스터(TR)의 액티브층(ACT)은 불순물로 도핑된 복수의 도핑 영역 및 이들 사이의 채널 영역을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 반도체층(120)은 산화물 반도체를 포함할 수도 있다. 상기 산화물 반도체는 예를 들어, 인듐-주석 산화물(Indium-Tin Oxide, ITO), 인듐-아연 산화물(Indium-Zinc Oxide, IZO), 인듐-갈륨 산화물(Indium-Gallium Oxide, IGO), 인듐-아연-주석 산화물(Indium-Zinc-Tin Oxide, IZTO), 인듐-갈륨-아연 산화물(Indium-Gallium-Zinc Oxide, IGZO), 인듐-갈륨-주석 산화물(Indium-Gallium-Tin Oxide, IGTO), 인듐-갈륨-아연-주석 산화물(Indium-Gallium-Zinc-Tin Oxide, IGZTO) 등일 수 있다.
게이트 절연막(162)은 반도체층(120) 상에 배치될 수 있다. 게이트 절연막(162)은 무기물, 예컨대 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy)을 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무기층이 교번하여 적층된 다중층으로 형성될 수 있다.
제1 도전층(130)은 게이트 절연막(162) 상에 배치될 수 있다. 제1 도전층(130)은 트랜지스터(TR)의 게이트 전극(GE)을 포함할 수 있다. 게이트 전극(GE)은 액티브층(ACT)의 채널 영역과 기판(SUB)의 두께 방향인 Z축 방향(Z)으로 중첩하도록 배치될 수 있다.
제1 층간 절연막(163)은 제1 도전층(130) 상에 배치될 수 있다. 제1 층간 절연막(163)은 게이트 전극(GE)을 덮도록 배치될 수 있다. 제1 층간 절연막(163)은 제1 도전층(130)과 그 위에 배치되는 다른 층들 사이에서 절연막의 기능을 수행하며 제1 도전층(130)을 보호할 수 있다.
제2 도전층(140)은 제1 층간 절연막(163) 상에 배치될 수 있다. 제2 도전층(140)은 트랜지스터(TR)의 드레인 전극(SD1), 트랜지스터(TR)의 소스 전극(SD2)을 포함할 수 있다.
트랜지스터(TR)의 드레인 전극(SD1) 및 소스 전극(SD2)은 각각 제1 층간 절연막(163) 및 게이트 절연막(162)을 관통하는 컨택홀을 통해 트랜지스터(TR)의 액티브층(ACT)의 양 단부 영역과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 트랜지스터(TR)의 소스 전극(SD2)은 제1 층간 절연막(163), 게이트 절연막(162) 및 버퍼층(161)을 관통하는 다른 컨택홀을 통해 하부 금속층(110)의 차광 패턴(BML)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 층간 절연막(164)은 제2 도전층(140) 상에 배치될 수 있다. 제2 층간 절연막(164)은 트랜지스터(TR)의 드레인 전극(SD1) 및 트랜지스터(TR)의 소스 전극(SD2)을 덮도록 배치될 수 있다. 제2 층간 절연막(164)은 제2 도전층(140)과 그 위에 배치되는 다른 층들 사이에서 절연막의 기능을 수행하며 제2 도전층(140)을 보호할 수 있다.
제3 도전층(150)은 제2 층간 절연막(164) 상에 배치될 수 있다. 제3 도전층(150)은 제1 전압 라인(VL1), 제2 전압 라인(VL2) 및 도전 패턴(CDP)을 포함할 수 있다.
제1 전압 라인(VL1)은 트랜지스터(TR)의 드레인 전극(SD1)의 적어도 일부와 기판(SUB)의 두께 방향으로 중첩될 수 있다. 제1 전압 라인(VL1)에는 트랜지스터(TR)에 공급되는 고전위 전압(또는, 제1 전원 전압)이 인가될 수 있다.
제2 전압 라인(VL2)은 후술하는 비아층(166) 및 패시베이션층(165)을 관통하는 제2 전극 컨택홀(CTS)을 통해 제2 전극(220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전압 라인(VL2)에는 제1 전압 라인(VL1)에 공급되는 고전위 전압보다 낮은 저전위 전압(또는, 제2 전원 전압)이 인가될 수 있다.
즉, 제1 전압 라인(VL1)에는 트랜지스터(TR)에 공급되는 고전위 전압(또는, 제1 전원 전압)이 인가되고, 제2 전압 라인(VL2)에는 제1 전압 라인(VL1)에 공급되는 고전위 전압보다 낮은 저전위 전압(또는, 제2 전원 전압)이 인가될 수 있다.
도전 패턴(CDP)은 트랜지스터(TR)의 소스 전극(SD2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도전 패턴(CDP)은 제2 층간 절연막(164)을 관통하는 컨택홀을 통해 트랜지스터(TR)의 소스 전극(SD2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 도전 패턴(CDP)은 후술하는 비아층(166) 및 패시베이션층(165)을 관통하는 제1 전극 컨택홀(CTD)을 통해 제1 전극(210)과 전기적으로 연결될 수 있다.
패시베이션층(165)은 제3 도전층(150) 상에 배치될 수 있다. 패시베이션층(165)은 제3 도전층(150)을 덮도록 배치될 수 있다. 패시베이션층(165)은 제3 도전층(150)을 보호하는 역할을 할 수 있다.
상술한 버퍼층(161), 게이트 절연막(162), 제1 층간 절연막(163), 제2 층간 절연막(164) 및 패시베이션층(165)은 각각 교번하여 적층된 복수의 무기층들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상술한 버퍼층(161), 게이트 절연막(162), 제1 층간 절연막(163), 제2 층간 절연막(164) 및 패시베이션층(165)은 실리콘 산화물(Silicon Oxide, SiOx), 실리콘 질화물(Silicon Nitride, SiNx), 실리콘 산질화물(Silicon Oxynitride, SiOxNy) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무기층이 적층된 이중층, 또는 이들이 교번하여 적층된 다중층으로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 버퍼층(161), 게이트 절연막(162), 제1 층간 절연막(163), 제2 층간 절연막(164) 및 패시베이션층(165)은 상술한 절연성 재료를 포함하여 하나의 무기층으로 이루어질 수도 있다.
비아층(166)은 패시베이션층(165) 상에 배치될 수 있다. 비아층(166)은 하부에 배치된 패턴의 형상이나 유무에 무관하게 대체로 평탄한 표면을 가질 수 있다. 즉, 비아층(166)은 패시베이션층(165)의 상부를 평탄화하는 역할을 할 수 있다. 비아층(166)은 유기 절연 물질, 예를 들어 폴리이미드(Polyimide, PI)와 같은 유기 물질을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 발광 소자층(EML)은 회로 소자층(CCL) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자층(EML)은 제1 뱅크(400), 전극층(200), 제1 절연층(510), 제2 뱅크(600), 발광 소자(ED), 제2 절연층(520) 및 접촉 전극(700)을 포함할 수 있다. 발광 소자층(EML)은 보호층(810)을 더 포함할 수 있다.
제1 뱅크(400)는 비아층(166) 상에 배치될 수 있다. 제1 뱅크(400)는 비아층(166)의 상면에 직접 배치될 수 있다. 제1 뱅크(400)가 포함하는 제1 서브 뱅크(410) 및 제2 서브 뱅크(420)는 각각 단면상 비아층(166)의 상면을 기준으로 적어도 일부가 돌출된 구조를 가질 수 있다.
제1 서브 뱅크(410) 및 제2 서브 뱅크(420)는 표시 장치(10)의 제조 공정 중 복수의 발광 소자(ED)를 정렬하는 공정에서 복수의 발광 소자(ED)가 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 배치되도록 유도하는 역할을 할 수 있다. 제1 서브 뱅크(410) 및 제2 서브 뱅크(420) 사이의 이격 공간은 복수의 발광 소자(ED)가 배치되는 영역을 제공할 수 있다.
또한, 제1 서브 뱅크(410) 및 제2 서브 뱅크(420)는 경사진 측면을 포함하여 발광 소자(ED)에서 방출되어 제1 서브 뱅크(410) 및 제2 서브 뱅크(420)의 측면을 향해 진행하는 광의 진행 방향을 상부 방향으로 바꾸는 역할을 할 수 있다. 즉, 제1 뱅크(400)는 발광 소자(ED)가 배치되는 공간을 제공함과 동시에 발광 소자(ED)로부터 방출되는 광의 진행 방향을 상부 방향으로 바꾸는 반사 격벽의 역할도 할 수 있다.
한편, 도면에서는 제1 뱅크(400)가 포함하는 복수의 서브 뱅크(410, 420)의 각 측면이 선형의 형상으로 경사진 것을 도시하였으나. 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제1 뱅크(400)가 포함하는 복수의 서브 뱅크(410, 420)의 측면(또는 외면)은 곡률진 반원 또는 반타원의 형상을 가질 수도 있다. 예시적인 실시예에서. 제1 뱅크(400)는 폴리이미드(Polyimide, PI)와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
전극층(200)은 제1 뱅크(400) 및 제1 뱅크(400)가 노출하는 비아층(166) 상에 배치될 수 있다. 전극층(200)은 발광 영역(EMA)과 서브 영역(SA)에 걸쳐 배치될 수 있다.
제1 전극(210) 및 제2 전극(220)은 각각 발광 영역(EMA)에서 제1 뱅크(400) 및 제1 뱅크(400)가 노출하는 비아층(166) 상에 배치되고, 비발광 영역에서 비아층(166) 상에 배치될 수 있다.
발광 영역(EMA)에서 제1 전극(210)은 제1 서브 뱅크(410) 상에 배치되고, 제2 전극(220)은 제2 서브 뱅크(420) 상에 배치될 수 있다. 발광 영역(EMA)에서 제1 전극(210)은 적어도 제2 서브 뱅크(420)와 대향하는 제1 서브 뱅크(410)의 일 측면 상에 배치되고, 발광 영역(EMA)에서 제2 전극(220)은 적어도 제1 서브 뱅크(410)와 대향하는 제2 서브 뱅크(420)의 일 측면 상에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 전극(210, 220)은 서로 대향하는 제1 및 제2 서브 뱅크(410, 420)의 일 측면을 덮도록 배치되어 발광 소자(ED)에서 방출된 광을 반사시킬 수 있다.
제1 전극(210)은 비아층(166) 및 패시베이션층(165)을 관통하는 제1 전극 컨택홀(CTD)을 통해 회로 소자층(CCL)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극(220)은 비아층(166) 및 패시베이션층(165)을 관통하는 제2 전극 컨택홀(CTS)을 통해 회로 소자층(CCL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 전극(210)은 제1 전극 컨택홀(CTD)을 통해 도전 패턴(CDP)과 전기적으로 연결되고, 제2 전극(220)은 제2 전극 컨택홀(CTS)을 통해 제2 전압 라인(VL2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(210)은 제1 전극 컨택홀(CTD)이 노출하는 도전 패턴(CDP)의 상면과 접촉하고, 제2 전극(220)은 제2 전극 컨택홀(CTS)이 노출하는 제2 전압 라인(VL2)의 상면과 접촉할 수 있다. 제1 전극(210)은 도전 패턴(CDP)을 통해 트랜지스터(TR)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(220)에는 제2 전압 라인(VL2)을 통해 제2 전원 전압이 인가될 수 있다. 한편, 도면에서는 제1 및 제2 전극 컨택홀(CTD, CTS)이 제2 뱅크(600)와 Z축 방향(Z)으로 중첩하도록 배치된 것을 도시하였으나, 제1 및 제2 전극 컨택홀(CTD, CTS)의 위치는 이에 제한되지 않는다.
상술한 바와 같이, 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)은 서브 영역(SA)에 위치하는 분리부(ROP)에서 Y축 방향(Y)으로 이웃한 화소(PX)에 포함된 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)과 서로 이격될 수 있다. 따라서, 분리부(ROP)와 중첩하는 영역에서 비아층(166)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)에 의해 노출될 수 있다.
제1 전극(210) 및 제2 전극(220)은 발광 소자(ED)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)은 각각 제1 접촉 전극(710) 및 제2 접촉 전극(720)을 통해 발광 소자(ED)의 양 단부와 각각 연결될 수 있고, 회로 소자층(CCL)으로부터 인가되는 전기 신호를 발광 소자(ED)에 전달할 수 있다.
전극층(200)은 반사율이 높은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극층(200)은 반사율이 높은 물질로 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 등과 같은 금속을 포함하거나, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 란타늄(La) 등을 포함하는 합금일 수 있다. 전극층(200)은 발광 소자(ED)에서 방출되어 제1 뱅크(400)의 측면으로 진행하는 광을 상부 방향으로 반사시킬 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 전극층(200)은 투명성 전도성 물질을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극층(200)은 ITO, IZO, ITZO 등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전극층(200)은 투명성 전도성 물질과 반사율이 높은 금속층이 각각 한층 이상 적층된 구조를 이루거나, 이들을 포함하여 하나의 층으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 전극층(200)은 ITO/Ag/ITO/, ITO/Ag/IZO, 또는 ITO/Ag/ITZO/IZO 등의 적층 구조를 가질 수 있다.
제1 절연층(510)은 전극층(200) 상에 배치될 수 있다. 제1 절연층(510)은 전극층(200) 및 전극층(200)이 노출하는 비아층(166)을 덮도록 배치될 수 있다. 제1 절연층(510)은 전극층(200)을 보호함과 동시에 제1 전극(210)과 제2 전극(220)을 상호 절연시키는 역할을 할 수 있다.
제1 절연층(510)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)의 적어도 일부를 노출하는 제1 및 제2 컨택부(CT1, CT2)를 포함할 수 있다. 접촉 전극(700)과 전극층(200)은 제1 절연층(510)을 관통하는 제1 및 제2 컨택부(CT1, CT2)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 도면에서는 전극층(200)의 일부를 노출하는 제1 및 제2 컨택부(CT1, CT2)가 서브 영역(SA)에 위치하는 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 전극층(200)의 일부를 노출하는 제1 및 제2 컨택부(CT1, CT2)는 발광 영역(EMA)에 위치할 수도 있다.
제2 뱅크(600)는 제1 절연층(510) 상에 배치되어 소정의 높이를 갖도록 형성될 수 있다. 제2 뱅크(600)의 높이는 제1 뱅크(400)의 높이보다 클 수 있다. 제2 뱅크(600)가 소정의 높이를 가지며 서브 영역(SA)을 둘러싸도록 배치됨으로써, 표시 장치(10)의 제조 공정 중 발광 소자(ED)를 정렬하기 위한 잉크젯 프린팅 공정에서 복수의 발광 소자(ED)가 분산된 잉크는 발광 영역(EMA) 내에 분사되되, 서브 영역(SA)에는 분사되지 않을 수 있다. 예시적인 실시예에서. 제2 뱅크(600)는 폴리이미드(Polyimide, PI)와 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
발광 소자(ED)는 발광 영역(EMA)에서 제1 절연층(510) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자(ED)는 발광 영역(EMA)에는 배치되되, 서브 영역(SA)에는 배치되지 않을 수 있다. 발광 소자(ED)는 발광 영역(EMA)에서 제1 서브 뱅크(410) 및 제2 서브 뱅크(420) 사이에 배치될 수 있다. 발광 소자(ED)는 양 단부가 각각 제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 상에 놓이도록 배치될 수 있다.
발광 소자(ED)는 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(ED)는 480nm 이하의 범위의 피크 파장, 바람직하게 445nm 내지 480nm 이하의 범위의 피크 파장을 갖는 제3 색 광 또는 청색 광을 방출할 수 있다.
제2 절연층(520)은 발광 소자(ED) 상에 배치될 수 있다. 제2 절연층(520)은 발광 소자(ED)의 외면을 부분적으로 감싸도록 배치되되, 발광 소자(ED)의 양 단부는 덮지 않도록 배치될 수 있다. 따라서, 제2 절연층(520)의 폭은 발광 소자(ED)의 길이보다 작을 수 있다. 제2 절연층(520)은 표시 장치(10)의 제조 공정에서 발광 소자(ED)를 보호함과 동시에 발광 소자(ED)를 고정시키는 역할을 할 수 있다.
접촉 전극(700)은 제2 절연층(520) 상에 배치될 수 있다. 제1 접촉 전극(710) 및 제2 접촉 전극(720)은 제2 절연층(520)을 사이에 두고 서로 이격될 수 있다. 제1 접촉 전극(710) 및 제2 접촉 전극(720)은 제1 및 제2 전극(210, 220)과 발광 소자(ED)를 전기적으로 연결하는 역할을 할 수 있다.
제1 접촉 전극(710)은 제1 전극(210) 및 발광 소자(ED)의 일 단부와 각각 접촉할 수 있다. 구체적으로, 제1 접촉 전극(710)은 발광 영역(EMA)에서 제2 절연층(520)이 노출하는 발광 소자(ED)의 일 단부와 접촉하고, 서브 영역(SA)에서 제1 절연층(510)을 관통하는 제1 컨택부(CT1)에 의해 노출된 제1 전극(210)과 접촉할 수 있다. 제1 접촉 전극(710)이 발광 소자(ED)의 일 단부 및 제1 전극(210)과 각각 접촉함으로써, 제1 접촉 전극(710)은 발광 소자(ED)의 일 단부와 제1 전극(210)을 전기적으로 연결하는 역할을 할 수 있다.
제2 접촉 전극(720)은 제2 전극(220) 및 발광 소자(ED)의 타 단부와 각각 접촉할 수 있다. 구체적으로, 제2 접촉 전극(720)은 발광 영역(EMA)에서 제2 절연층(520)이 노출하는 발광 소자(ED)의 타 단부와 접촉하고, 서브 영역(SA)에서 제1 절연층(510)을 관통하는 제2 컨택부(CT2)에 의해 노출된 제2 전극(220)과 접촉할 수 있다. 제2 접촉 전극(720)이 발광 소자(ED)의 타 단부 및 제2 전극(220)과 각각 접촉함으로써, 제2 접촉 전극(720)은 발광 소자(ED)의 타 단부와 제2 전극(220)을 전기적으로 연결하는 역할을 할 수 있다.
접촉 전극(700)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접촉 전극(700)은 ITO, IZO, ITZO, 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 접촉 전극(700)은 투명성 전도성 물질을 포함하고, 발광 소자(ED)에서 방출된 광은 접촉 전극(700)을 투과하여 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 향해 진행할 수 있으며, 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)의 외면에서 반사될 수 있다.
보호층(810)은 접촉 전극(700) 상에 배치될 수 있다. 보호층(810)은 기판(SUB)의 전면을 덮도록 배치되어, 하부에 배치된 제1 뱅크(400), 전극층(200), 복수의 발광 소자(ED), 접촉 전극(700) 및 제2 뱅크(600)를 보호할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략 사시도이다.
도 4를 참조하면, 발광 소자(ED)는 입자형 소자로서, 소정의 종횡비를 갖는 로드 또는 원통형 형상일 수 있다. 발광 소자(ED)의 길이는 발광 소자(ED)의 직경보다 크며, 종횡비는 6:5 내지 100:1일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
발광 소자(ED)는 나노미터(nano-meter) 스케일(1nm 이상 1um 미만) 내지 마이크로미터(micro-meter) 스케일(1um 이상 1mm 미만)의 크기를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 발광 소자(ED)는 직경과 길이가 모두 나노미터 스케일의 크기를 갖거나, 모두 마이크로미터 스케일의 크기를 가질 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 발광 소자(ED)의 직경은 나노미터 스케일의 크기를 갖는 반면, 발광 소자(ED)의 길이는 마이크로미터 스케일의 크기를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 일부의 발광 소자(ED)는 직경 및/또는 길이가 나노미터 스케일의 크기를 갖는 반면, 다른 일부의 발광 소자(ED)는 직경 및/또는 길이가 마이크로미터 스케일의 크기를 가질 수도 있다.
일 실시예에서, 발광 소자(ED)는 무기 발광 다이오드일 수 있다. 무기 발광 다이오드는 복수의 반도체층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무기 발광 다이오드는 제1 도전형(예컨대, n형) 반도체층, 제2 도전형(예컨대, p형) 반도체층 및 이들 사이에 개재된 활성 반도체층을 포함할 수 있다. 활성 반도체층은 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층으로부터 각각 정공과 전자를 제공받으며, 활성 반도체층에 도달한 정공과 전자는 상호 결합하여 발광할 수 있다.
일 실시예에서, 상술한 반도체층들은 발광 소자(ED)의 길이 방향인 일 방향을 따라 순차 적층될 수 있다. 발광 소자(ED)는 일 방향으로 순차 적층된 제1 반도체층(31), 소자 활성층(33), 및 제2 반도체층(32)을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(31), 소자 활성층(33), 및 제2 반도체층(32)은 각각 상술한 제1 도전형 반도체층, 활성 반도체층 및 제2 도전형 반도체층일 수 있다.
제1 반도체층(31)은 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn 등일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 반도체층(31)은 n형 Si로 도핑된 n-GaN일 수 있다.
제2 반도체층(32)은 소자 활성층(33)을 사이에 두고 제1 반도체층(31)과 이격되어 배치될 수 있다. 제2 반도체층(32)은 Mg, Zn, Ca, Se, Ba 등과 같은 제2 도전형 도펀트가 도핑되어 있을 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 반도체층(32)은 p형 Mg로 도핑된 p-GaN일 수 있다.
소자 활성층(33)은 단일 또는 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함할 수 있다. 상술한 것처럼, 소자 활성층(33)은 제1 반도체층(31) 및 제2 반도체층(32)을 통해 인가되는 전기 신호에 따라 전자-정공 쌍의 결합에 의해 광을 발광할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 소자 활성층(33)은 밴드갭(Band gap) 에너지가 큰 종류의 반도체 물질과 밴드갭 에너지가 작은 반도체 물질들이 서로 교번적으로 적층된 구조일 수도 있고, 발광하는 광의 파장대에 따라 다른 3족 내지 5족 반도체 물질들을 포함할 수도 있다.
소자 활성층(33)에서 방출되는 광은 발광 소자(ED)의 길이 방향으로의 양 단부면뿐만 아니라, 발광 소자의 외주면(또는 외면, 측면)으로도 방출될 수 있다. 즉, 소자 활성층(33)에서 방출되는 광은 하나의 방향으로 출광 방향이 제한되지 않는다.
발광 소자(ED)는 제2 반도체층(32) 상에 배치된 소자 전극층(37)을 더 포함할 수 있다. 소자 전극층(37)은 제2 반도체층(32)과 접촉할 수 있다. 소자 전극층(37)은 오믹(Ohmic) 접촉 전극일 수 있지만, 이에 제한되지 않고, 쇼트키(Schottky) 접촉 전극일 수도 있다.
소자 전극층(37)은 제1 반도체층(31) 및 제2 반도체층(32)에 전기 신호를 인가하기 위해 발광 소자(ED)의 양 단부와 접촉 전극(700)이 전기적으로 연결될 때, 제2 반도체층(32)과 전극 사이에 배치되어 저항을 감소시키는 역할을 할 수 있다. 소자 전극층(37)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 인듐(In), 금(Au), 은(Ag), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 소자 전극층(37)은 n형 또는 p형으로 도핑된 반도체 물질을 포함할 수도 있다.
발광 소자(ED)는 제1 반도체층(31), 제2 반도체층(32), 소자 활성층(33) 및/또는 소자 전극층(37)의 외주면을 감싸는 소자 절연막(38)을 더 포함할 수 있다. 소자 절연막(38)은 적어도 소자 활성층(33)의 외면을 둘러싸도록 배치되고, 발광 소자(ED)가 연장된 일 방향으로 연장될 수 있다. 소자 절연막(38)은 상기 부재들을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 소자 절연막(38)은 절연 특성을 가진 물질들로 이루어져 소자 활성층(33)이 발광 소자(ED)에 전기 신호가 전달되는 전극과 직접 접촉하는 경우 발생할 수 있는 전기적 단락을 방지할 수 있다. 또한, 소자 절연막(38)은 소자 활성층(33)을 포함하여 제1 및 제2 반도체층(31, 32)의 외주면을 보호하기 때문에, 발광 효율의 저하를 방지할 수 있다.
도 5는 도 3의 A 영역을 확대한 일 예를 나타낸 확대 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 발광 소자(ED)는 발광 소자(ED)의 연장 방향이 기판(SUB)의 일면에 평행하도록 배치될 수 있다. 발광 소자(ED)에 포함된 복수의 반도체층들은 기판(SUB)의 상면과 평행한 방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(ED)의 제1 반도체층(31), 소자 활성층(33), 제2 반도체층(32)은 기판(SUB)의 상면과 평행하도록 순차 배치될 수 있다.
구체적으로, 발광 소자(ED)는 발광 소자(ED)의 양 단부를 가로지르는 단면상 제1 반도체층(31), 소자 활성층(33), 제2 반도체층(32) 및 소자 전극층(37)이 기판(SUB)의 상면과 수평한 방향으로 순차적으로 형성될 수 있다.
발광 소자(ED)는 일 단부가 제1 전극(210) 상에 놓이고, 타 단부가 제2 전극(220) 상에 놓이도록 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 발광 소자(ED)는 일 단부가 제2 전극(220) 상에 놓이고, 타 단부가 제1 전극(210) 상에 놓이도록 배치될 수도 있다.
제2 절연층(520)은 발광 소자(ED) 상에 배치될 수 있다. 제2 절연층(520)은 발광 소자(ED)의 외면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 발광 소자(ED)가 배치된 영역에서 제2 절연층(520)은 발광 소자(ED)의 외면을 둘러싸도록 배치되고, 발광 소자(ED)가 배치되지 않은 영역에서 제2 절연층(520)은 발광 소자(ED)가 노출하는 제1 절연층(510) 상에 배치될 수 있다.
제1 접촉 전극(710)은 제2 절연층(520)이 노출하는 발광 소자(ED)의 일 단부와 접촉할 수 있다. 구체적으로, 제1 접촉 전극(710)은 제2 절연층(520)이 노출하는 발광 소자(ED)의 일 단부면을 감싸도록 배치될 수 있다. 제1 접촉 전극(710)은 발광 소자(ED)의 소자 절연막(38) 및 소자 전극층(37)과 접촉할 수 있다.
제2 접촉 전극(720)은 제2 절연층(520)이 노출하는 발광 소자(ED)의 타 단부와 접촉할 수 있다. 구체적으로, 제2 접촉 전극(720)은 제2 절연층(520)이 노출하는 발광 소자(ED)의 타 단부면을 감싸도록 배치될 수 있다. 제2 접촉 전극(720)은 발광 소자(ED)의 소자 절연막(38) 및 제1 반도체층(31)과 접촉할 수 있다.
제1 접촉 전극(710)과 제2 접촉 전극(720)은 제2 절연층(520)을 사이에 두고 서로 이격될 수 있다. 제1 접촉 전극(710)과 제2 접촉 전극(720)은 제2 절연층(520)의 상면의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다.
제1 접촉 전극(710)과 제2 접촉 전극(720)은 동일한 층에 형성되고, 동일한 물질을 포함할 수 있다. 즉, 제1 접촉 전극(710)과 제2 접촉 전극(720)은 하나의 마스크 공정으로 동시에 형성될 수 있다. 따라서, 제1 접촉 전극(710)과 제2 접촉 전극(720)을 형성하기 위한 추가적인 마스크 공정을 요하지 않으므로, 표시 장치(10)의 제조 공정 효율이 개선될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치의 개략적인 사시도이다. 도 7은 일 실시예에 따른 프린트 헤드 유닛의 개략적인 평면도이다. 도 8은 일 실시예에 따른 프린트 헤드 유닛의 동작을 나타내는 개략도이다. 도 8은 일 실시예에 따른 프린트 헤드 유닛(100)과, 스테이지(STA) 상에 배치된 프로브 장치(7000)를 정면에서 바라본 형상을 도시하고 있다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 복수의 잉크젯 헤드(300)를 포함하는 프린트 헤드 유닛(100) 및 프로브 장치(7000)를 포함한다. 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 스테이지(STA)를 이동시키는 제1 및 제2 레일(RL1, RL2)을 포함하는 제1 이동 유닛, 베이스 프레임(6000), 스테이지(STA)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 소정의 잉크(90)를 대상 기판(SUBB) 상에 분사하고, 상기 잉크(90) 내에 분산된 입자, 예컨대 쌍극성 소자와 같은 입자를 상기 대상 기판(SUBB) 상에 정렬시킬 수 있다. 구체적으로, 잉크(90) 내에 분산된 입자는 프린트 헤드 유닛(100)의 잉크젯 헤드(300)를 통해 대상 기판(SUBB) 상에 분사될 수 있다. 잉크(90)가 분사된 대상 기판(SUBB) 상에는 프로브 장치(7000)에 의해 전계가 형성되고, 잉크(90)에 포함된 입자들은 대상 기판(SUBB) 상에서 정렬될 수 있다. 한편, 프린팅 공정이 수행되지 않는 동안 잉크젯 헤드(300)에 공급된 잉크(90)는 잉크젯 헤드(300) 내에서 흐르지 않을 수 있고, 잉크(90) 내에 분산된 입자는 잉크젯 헤드(300) 내에서 침전될 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치(1000)를 설명하는 도면에서는 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2) 및 제3 방향(DR3)이 정의되어 있다. 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)은 하나의 평면 내에서 서로 수직한 방향일 수 있다. 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 위치하는 평면에 수직한 방향일 수 있다. 이하, 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 설명하는 실시예들에서 다른 별도의 언급이 없는 한, “상부”는 제3 방향(DR3) 일 측, “상면”은 제3 방향(DR3) 일 측을 향하는 표면을 나타낸다. 또한, “하부”는 제3 방향(DR3) 타 측, “하면”은 제3 방향(DR3) 타 측을 향하는 표면을 나타낸다. 또한, “좌”, “우”, “상”, “하”는 잉크젯 프린팅 장치(1000)를 평면에서 바라보았을 때의 방향을 나타낸다. 예를 들어, “우측”은 제1 방향(DR1) 일 측, “좌측”은 제1 방향(DR1) 타 측, “상측”은 제2 방향(DR2) 일 측, “하측”은 제2 방향(DR2) 타 측을 나타낸다.
대상 기판(SUBB)은 프로브 장치(7000) 상에 제공될 수 있으며, 프로브 장치(7000)는 대상 기판(SUBB)의 상부에 전계를 형성하고, 상기 전계에 의해 잉크(90)에 포함된 입자는 특정 단부가 일 방향을 향하도록 정렬될 수 있다.
프로브 장치(7000)는 서브 스테이지(7100), 프로브 지지대(730), 프로브 유닛(750) 및 얼라이너(780)를 포함할 수 있다.
서브 스테이지(7100)는 대상 기판(SUBB)이 배치되는 공간을 제공할 수 있다. 또한, 서브 스테이지(7100) 상에는 프로브 지지대(730), 프로브 유닛(750) 및 얼라이너(780)가 배치될 수 있다. 서브 스테이지(7100)의 전반적인 평면 형상은 대상 기판(SUBB)의 평면 형상을 추종할 수 있다. 예를 들어, 대상 기판(SUBB)이 직사각형 형상일 경우 서브 스테이지(7100)의 전반적인 형상은 직사각형이 될 수 있다.
얼라이너(780)는 서브 스테이지(7100) 상에 적어도 하나 배치될 수 있다. 얼라이너(780)는 서브 스테이지(7100)의 각 변 상에 배치되며, 복수의 얼라이너(780)들이 둘러싸는 영역은 대상 기판(SUBB)이 배치되는 영역일 수 있다.
프로브 지지대(730) 및 프로브 유닛(750)은 서브 스테이지(7100) 상에 배치된다. 프로브 지지대(730)는 서브 스테이지(7100) 상에서 프로브 유닛(750)이 배치되는 공간을 제공할 수 있다.
프로브 유닛(750)은 프로브 지지대(730) 상에 배치되어 서브 스테이지(7100)에 준비되는 대상 기판(SUBB) 상에 전계를 형성할 수 있다.
스테이지(STA)는 프로브 장치(7000)가 배치되는 영역을 제공할 수 있다. 제1 이동 유닛은 스테이지(STA)와 프린트 헤드 유닛(100) 사이의 상대적 위치를 조정할 수 있다. 제1 이동 유닛은 제1 및 제2 레일(RL1, RL2)을 포함할 수 있다.
스테이지(STA)는 제2 방향(DR2)을 따라 연장된 제1 및 제2 레일(RL1, RL2) 상에 배치될 수 있다. 스테이지(STA)는 제1 및 제2 레일(RL1, RL2) 상에 배치되어 제2 방향(DR2)으로 왕복 이동하면서, 대상 기판(SUB)의 전 영역에 프린팅 공정을 수행될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 대상 기판(SUBB)은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 피처리체로서, 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 다이오드를 포함하는 무기 발광 표시 장치, 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)를 포함하는 유기 발광 표시 장치, 초소형 발광 다이오드(micro LED)를 포함하는 초소형 발광 다이오드 표시 장치, 또는 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 소자(Quantum dot Light Emitting Diode)를 이용하는 양자점 발광 표시 장치 등 어떠한 종류의 기판도 적용될 수 있다. 이하에서의 대상 기판(SUBB)은 도 1 내지 도 5를 참조하여 상술한 무기 발광 다이오드를 포함하는 무기 발광 표시 기판인 경우를 예시하지만, 그에 제한되는 것은 아니며, 동일한 기술적 사상이 적용 가능하다면 다른 표시 장치에도 적용될 수 있다.
프린트 헤드 유닛(100)은 대상 기판(SUBB) 상에 잉크(90)를 인쇄하는 역할을 할 수 있다. 프린트 헤드 유닛(100)은 잉크젯 프린팅 장치(1000)의 구동 시 소정의 잉크(90)를 대상 기판(SUBB) 상에 분사할 수 있다. 프린트 헤드 유닛(100)은 잉크 제공부로부터 공급받은 잉크(90)를 서브 스테이지(7100) 상에 제공된 대상 기판(SUBB) 상에 분사할 수 있다.
프린트 헤드 유닛(100)에서 분사되는 잉크(90)는 용액 상태 또는 콜로이드(colloid) 상태일 수 있다. 잉크(90)는 용매(91, 도 9 참조)와 용매(91) 내에 분산된 복수의 입자(95, 도 9 참조)를 포함할 수 있다. 예컨대, 용매(91)는 아세톤, 물, 알코올, 톨루엔, 프로필렌글리콜(Propylene glycol, PG) 또는 프로필렌글리콜메틸아세테이트(Propylene glycol methyl acetate, PGMA), 트리에틸렌 글리콜 모노뷰틸 에테르(Triethylene glycol monobutyl ether, TGBE), 디에틸렌 글리콜 모노페닐 에테르(Diethylene glycol monophenyl ether, DGPE), 아마이드계 용매, 디카보닐계 용매, 디에틸렌 글리콘 디벤조에이트(Diethylene glycol dibenzoate), 트리카보닐계 용매, 트리에틸 시트레이트(Triethly citrate), 프탈레이트계 용매, 벤질 뷰틸 프탈레이트(Benzyl butyl phthalate), 비스(2-에틸헥실) 프탈레이트(Bis(2-ethlyhexyl) phthalate), 비스(2-에틸헥실) 이소프탈레이트(Bis(2-ethylhexyl) isophthalate), 에틸프탈릴 에틸 글리콜레이트(Ethyl phthalyl ethyl glycolate) 등일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 복수의 입자(95)는 용매(91) 내에 분산된 상태로 포함되어 잉크 제공부를 통해 프린트 헤드 유닛(100)에 제공되고, 프린트 헤드 유닛(100)을 통해 분사될 수 있다. 입자(95)는 도 4를 참조하여 상술한 무기물로 이루어진 무기 발광 다이오드일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
프린트 헤드 유닛(100)은 프로브 장치(7000) 또는 스테이지(STA)의 상부에 배치된다. 프린트 헤드 유닛(100)은 베이스 프레임(6000)에 거치되어 이동할 수 있다. 베이스 프레임(6000)은 제1 지지대(610) 및 제2 이동 유닛(630)을 포함할 수 있다.
프린트 헤드 유닛(100)은 제1 지지대(610) 상에 배치된 제2 이동 유닛(630) 상에 거치될 수 있다. 프린트 헤드 유닛(100)이 제2 이동 유닛(630) 상에 거치되는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 프린트 헤드 유닛(100)은 제2 이동 유닛(630) 상에 직접 배치될 수도 있고, 별도의 결합 부재를 통해 제2 이동 유닛(630) 상에 거치 또는 결합될 수도 있다.
제1 지지대(610)는 수평 방향인 제1 방향(DR1)으로 연장된 제1 수평 지지부(611) 및 제1 수평 지지부(611)와 연결되고 수직 방향인 제3 방향(DR3)으로 연장된 제1 수직 지지부(612)를 포함할 수 있다. 제1 수평 지지부(611)의 연장 방향은 평면상 제1 및 제2 레일(RL1, RL2) 상에서 스테이지(STA)의 이동 방향인 제2 방향(DR2)과 수직한 제1 방향(DR1)과 동일할 수 있다. 프린트 헤드 유닛(100)은 제1 수평 지지부(611)에 배치된 제2 이동 유닛(630) 상에 거치될 수 있다.
제2 이동 유닛(630)은 제1 수평 지지부(611) 상에서 일 방향을 따라 이동할 수 있다. 제2 이동 유닛(630)은 이동부(631) 및 고정부(632)를 포함할 수 있다.
제2 이동 유닛(630)의 이동부(631)는 제1 수평 지지부(611) 상에서 제1 방향(DR1)을 따라 이동할 수 있고, 프린트 헤드 유닛(100)은 제2 이동 유닛(630)의 고정부(632)에 고정되어 제2 이동 유닛(630)과 함께 제1 방향(DR1)을 따라 이동할 수 있다. 스테이지(STA)는 제1 및 제2 레일(RL1, RL2)을 통해 제2 방향(DR2)으로 왕복 이동하고, 프린트 헤드 유닛(100)은 제2 이동 유닛(630)을 통해 제1 방향(DR1)으로 왕복 이동하면서, 대상 기판(SUBB)보다 면적인 작은 프린트 헤드 유닛(100)으로도 대상 기판(SUBB)의 전 영역에 잉크(90)를 분사할 수 있다.
도면에서는 스테이지(STA)가 제1 및 제2 레일(RL1, RL2) 상에서 제2 방향(DR2)을 따라 이동되고, 프린트 헤드 유닛(100)이 제1 방향(DR1)을 따라 이동하는 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 다른 몇몇 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(1000)는 프린트 헤드 유닛(100)을 제2 방향(DR2)으로 이동시키는 수평 이동부를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 스테이지(STA)를 제2 방향(DR2)으로 이동시키는 제1 및 제2 레일(RL1, RL2)은 생략될 수도 있다. 즉, 스테이지(STA)는 고정되고, 프린트 헤드 유닛(100)이 스테이지(STA) 상에서 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)을 따라 왕복 이동하면서 대상 기판(SUBB)의 전 영역에 프린팅 공정을 수행할 수도 있다. 즉, 스테이지(STA)와 프린트 헤드 유닛(100) 사이의 상대적 위치는 스테이지(STA)가 고정되고, 프린트 헤드 유닛(100)이 수평 방향인 제1 및 제2 방향(DR1, DR2)을 따라 이동하면서 조정될 수도 있고, 프린트 헤드 유닛(100)이 고정되고, 스테이지(STA)가 수평 방향인 제1 및 제2 방향(DR1, DR2)을 따라 이동하면 조정될 수도 있다.
이하, 도면에서는 제1 및 제2 레일(RL1, RL2)을 포함하는 제1 이동 유닛을 이용하여 스테이지(STA)가 제2 방향(DR2)을 따라 왕복 이동하고, 제2 이동 유닛(630)을 이용하여 프린트 헤드 유닛(100)이 제2 방향(DR2)을 따라 왕복 이동하는 것을 예시적으로 도시하여 설명하나, 스테이지(STA)와 프린트 헤드 유닛(100)의 상대적인 위치를 조정하는 방법은 이에 제한되지 않음은 자명하다.
프린트 헤드 유닛(100)은 제1 지지대(610)에 배치된 제2 이동 유닛(630) 상에 거치되어 스테이지(STA)로부터 제3 방향(DR3)으로 소정 거리 이격될 수 있다. 프린트 헤드 유닛(100)과 스테이지(STA)의 제3 방향(DR3)으로의 이격 거리는 제1 지지대(610)의 제1 수직 지지부(612)의 높이에 의해 조절될 수 있다. 프린트 헤드 유닛(100)과 스테이지 유닛(STAS)의 이격 거리는 대상 기판(SUB)이 스테이지(STA) 상에 배치되었을 때 프린트 헤드 유닛(100)이 대상 기판(SUB)으로부터 어느 정도의 간격을 가져 프린팅 공정에 필요한 공간이 확보될 수 있는 범위 내에서 조절될 수 있다.
프린트 헤드 유닛(100)은 제1 베이스부(1100) 및 제1 베이스부(1100)의 하면에 위치하는 복수의 잉크젯 헤드(300)를 포함할 수 있다.
제1 베이스부(1100)는 일 방향을 따라 연장된 형상을 가질 수 있다. 일 예로 제1 베이스부(1100)의 연장 방향은 제1 수평 지지부(611)의 연장 방향과 동일할 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 제1 베이스부(1100)는 제1 방향(DR1)으로 연장된 장변과 제2 방향(DR2)으로 연장된 단변을 포함할 수 있다. 다만, 제1 베이스부(1100)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 베이스부(1100)의 일면, 예컨대 하면에는 복수의 잉크젯 헤드(300)가 배치될 수 있다. 복수의 잉크젯 헤드(300)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 잉크젯 헤드(300)는 일 방향으로 배치되어 하나의 열 또는 복수의 열로 배열될 수 있다.
도면에서는 복수의 잉크젯 헤드(300)가 2열로 배열되고, 각 열의 잉크젯 헤드(300)가 서로 엇갈리게 배열된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 잉크젯 헤드(300)는 더 많은 수의 열로 배열될 수도 있고, 각 열에 배치된 잉크젯 헤드(300)는 서로 엇갈리지 않고 중첩 배치될 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 하나의 프린트 헤드 유닛(100)에 배치된 잉크젯 헤드(300)의 수는 128개 내지 1800개일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 잉크젯 헤드(300)의 평면 형상은 특별히 제한되지 않으나, 일 예로 사각형 형상을 가질 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 개략적인 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드(300)는 헤드 베이스(310), 내부관(330), 복수의 노즐(350) 및 전계 형성 유닛(IU)을 포함할 수 있다. 잉크젯 헤드(300)는 압전 소자(390) 및 가이드 플레이트(MP)를 더 포함할 수 있다.
헤드 베이스(310)는 잉크젯 헤드(300)의 본체를 구성하는 부분일 수 있다. 헤드 베이스(310)는 일 방향을 따라 연장된 형상을 가질 수 있다. 헤드 베이스(310)의 연장 방향은 제1 지지대(610)의 제1 수평 지지부(611)의 연장 방향과 동일할 수 있다.
잉크젯 헤드(300)는 잉크 이동부(AA), 토출부(DA) 및 필터부(FA)를 포함할 수 있다.
잉크 이동부(AA)는 잉크젯 헤드(300) 중 제1 베이스부(1100)로부터 잉크(90)를 제공받아 토출부(DA)로 이동시키거나 토출부(DA)로부터 토출되지 않은 잉크(90)를 다시 제1 베이스부(1100)로 제공하는 부분일 수 있다. 즉, 잉크 이동부(AA)는 헤드 베이스(310) 중 제1 베이스부(1100)와 토출부(DA) 사이에 배치되어, 잉크(90)가 이동하는 통로를 제공하고 잔류 잉크(90)를 순환시키는 영역일 수 있다.
내부관(330)은 잉크 이동부(AA)에 배치될 수 있다. 내부관(330)은 헤드 베이스(310)의 연장 방향을 따라 형성될 수 있다. 내부관(330)은 헤드 베이스(310) 내에 배치되어 제1 베이스부(1100)의 내부 유로와 연결될 수 있다. 제1 베이스부(1100)를 통해 공급된 잉크(90)는 내부관(330)의 입구(331)를 통해 유입되어, 내부관(330)을 따라 흐를 수 있다. 상기 내부관(330)을 따라 흐르는 잉크(90)의 일부는 필터부(FA)를 거쳐 토출부(DA)의 노즐(350)을 통해 분사되고, 내부관(330)을 따라 흐르는 잉크(90)의 다른 일부는 내부관(330)의 출구(333)를 통해 제1 베이스부(1110)로 나갈 수 있다. 즉, 내부관(330)은 제1 베이스부(1100)의 내부 유로로부터 제공받은 잉크(90)를 토출부(DA)로 이동시키거나, 토출부(DA)에서 토출되지 않은 잉크(90)를 다시 제1 베이스부(1100)의 내부 유로로 회수하는 기능을 할 수 있다. 내부관(330)의 입구(331)는 내부관(330)의 일단에 위치하고, 내부관(330)의 출구(333)는 내부관(330)의 입구(331)의 반대편(또는 타단)에 위치할 수 있다.
토출부(DA)는 잉크젯 헤드(300) 중 잉크(90)가 토출되는 부분일 수 있다. 토출부(DA)에는 복수의 노즐(350), 피에조 챔버(360) 및 압전 소자(390)가 배치될 수 있다.
복수의 노즐(350)은 헤드 베이스(310)의 일 면, 예컨대 하면에 위치한 토출부(DA)에 배치될 수 있다. 복수의 노즐(350)은 서로 이격되어 헤드 베이스(310)의 연장 방향을 따라 배열되고, 토출부(DA)에 위치하는 헤드 베이스(310)를 관통하는 피에조 챔버(360)를 통해 헤드 베이스(310)의 필터부(FA)와 연결될 수 있다.
노즐(350)은 내부관(330)을 따라 필터부(FA)를 통과하여 피에조 챔버(360)에 유입된 잉크(90)를 토출할 수 있다. 각 노즐(350)을 통한 잉크(90)의 분사량은 개별 노즐(350)의 피에조 챔버(360) 내에 배치되는 압전 소자(390)에 인가되는 전압에 따라 조절될 수 있다. 개별 노즐(350)에 배치되는 압전 소자(390)에 인가되는 전압에 따라 발생되는 압력이 노즐(350) 주변 영역의 잉크(90)에 가해지면서 상기 잉크(90)가 노즐(350)을 통해 분사될 수 있다. 예를 들어, 비분사 모드에서, 잉크젯 헤드(350)의 압전 소자(390)는 피에조 챔버(360)의 내부 압력과 잉크젯 헤드(300)의 외부 압력이 평형이 되도록 조절되어, 노즐(350)을 통해 잉크(90)가 분사되지 않을 수 있다. 분사 모드에서, 잉크젯 헤드(300)의 압전 소자(390)는 피에조 챔버(360)의 내부 압력이 잉크젯 헤드(300)의 외부 압력보다 크도록 조절되어, 노즐(350)을 통해 잉크(90)가 분사될 수 있다.
피에조 챔버(360)는 노즐(350)과 필터부(FA) 사이에 배치되어, 잉크(90)가 노즐(350)로 토출되기 전에 임시 저장되는 곳일 수 있다. 피에조 챔버(360) 내에 위치하는 잉크(90)에 압전 소자(390)에 의한 압력이 인가되면, 상기 잉크(90)는 노즐(350)을 통해 토출될 수 있다. 피에조 챔버(360)는 내부관(330)의 하부에 연결되며, 복수의 노즐(350)에 각각 대응하여 배치될 수 있다.
필터부(FA)는 잉크 이동부(AA)와 토출부(DA) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 필터부(FA)는 내부관(330)과 피에조 챔버(360) 사이에 배치될 수 있다. 필터부(FA)는 잉크 이동부(AA)에서 노즐(350)로 유입되는 잉크(90) 내의 불순물을 제거하거나 잉크(90)의 유동을 가이드하는 부분일 수 있다. 또한, 필터부(FA)는 비분사 모드에서 잉크젯 헤드(300)에 잔류하는 잉크(90)에 분산된 입자(95)가 침전되는 것을 방지하도록, 비분사 모드에서 잉크(90)의 유동을 발생시키는 부분일 수 있다.
필터부(FA)에는 제1 필터(FT1)가 배치될 수 있다. 필터부(FA)에는 가이드 플레이트(MP)가 더 배치될 수 있다.
제1 필터(FT1)는 내부관(330)과 피에조 챔버(360) 사이에 배치될 수 있다. 제1 필터(FT1)는 복수의 홀을 포함하며, 잉크(90) 내의 입자(95)는 선택적으로 통과시키고, 잉크(90) 내에서 입자(95)를 제외한 다른 물질들(또는 이물질)은 차단할 수 있다. 즉, 제1 필터(FT1)는 내부관(330)을 따라 흐르는 잉크(90)가 토출부(DA)의 피에조 챔버(360)로 유입될 때, 입자(95)를 제외한 다른 물질들(또는 이물질)이 토출부(DA)로 유입되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 노즐(350)이 이물질에 의해 막히거나, 노즐(350)을 통해 토출된 잉크(90) 내에 이물질이 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 잉크젯 헤드(300)는 전계 형성 유닛(IU)을 포함할 수 있다. 전계 형성 유닛(IU)은 전계 형성 전극(320) 및 전압 인가 장치(340)를 포함할 수 있다. 전계 형성 유닛(IU)은 잉크젯 헤드(300) 내에 전계를 형성하여 잉크(90)의 유동을 유도하는 역할을 할 수 있다.
전계 형성 전극(320)은 필터부(FA)에 배치될 수 있다. 전계 형성 전극(320)은 필터부(FA)에 배치되어 전압 인가 장치(340)로부터 전달받은 전기 신호에 따라 전계를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 전계 형성 전극(320)은 제1 필터(FT1)를 구성할 수 있다. 전계 형성 전극(320)은 제1 전계 형성 전극(321) 및 제2 전계 형성 전극(322)을 포함할 수 있다. 제1 전계 형성 전극(321) 및 제2 전계 형성 전극(322)은 제1 필터(FT1)를 구성할 수 있다. 본 실시예에서, 제1 전계 형성 전극(321)은 제1 전극 필터(321), 제2 전계 형성 전극(322)은 제2 전극 필터(322)일 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 본 명세서에서, 제1 전계 형성 전극(321)은 제1 전극 필터(321)로, 제2 전계 형성 전극(322)은 제2 전극 필터(322)로 지칭될 수도 있다.
제1 전계 형성 전극(321)은 토출부(DA)의 상부에 배치될 수 있다. 제2 전계 형성 전극(322)은 제1 전계 형성 전극(321)의 상부에 제1 전계 형성 전극(321)과 제3 방향(DR3)으로 이격되어 배치될 수 있다. 제2 전계 형성 전극(322)은 제1 전계 형성 전극(321)과 제3 방향(DR3)으로 중첩 배치될 수 있다.
제1 전계 형성 전극(321)은 복수의 제1 홀(HA1)을 포함할 수 있다. 제2 전계 형성 전극(322)은 복수의 제2 홀(HA2)을 포함할 수 있다. 잉크(90) 내의 입자(95)는 상기 제1 홀(HA1) 및 제2 홀(HA2)을 통과할 수 있다.
제1 전계 형성 전극(321)과 제2 전계 형성 전극(322)은 전압 인가 장치(340)로부터 전기 신호를 전달받을 수 있다. 전압 인가 장치(340)로부터 제1 전계 형성 전극(321) 및 제2 전계 형성 전극(322)에 각각 전기 신호가 인가되면, 상기 제1 전계 형성 전극(321)과 제2 전계 형성 전극(322) 사이에는 전계가 형성될 수 있다.
가이드 플레이트(MP)는 제1 필터(FT1)와 피에조 챔버(360) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 가이드 플레이트(MP)는 필터부(FA) 내에서 제1 필터(FT1)의 하부에 배치될 수 있다. 가이드 플레이트(MP)는 복수의 피에조 챔버(360) 각각에 유입되는 잉크(90)의 양이 균일하도록 잉크(90)의 유동을 가이드하는 역할을 할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 제1 및 제2 전계 생성 전극의 평면도이다. 도 11은 일 실시예에 따른 제1 및 제2 전계 생성 전극의 홀과 입자 사이의 크기를 비교하기 위한 개략 단면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제1 전계 형성 전극(321) 및 제2 전계 형성 전극(322)은 제3 방향(DR3)으로 서로 중첩될 수 있다. 제1 전계 형성 전극(321)과 제2 전계 형성 전극(322)의 평면 형상은 서로 동일할 수 있다. 즉, 제1 전계 형성 전극(321)과 제2 전계 형성 전극(322)은 서로 중첩하며, 동일한 평면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 전계 형성 전극(321) 및 제2 전계 형성 전극(322)은 평면상 메쉬(mesh) 형상을 가질 수 있다.
제1 전계 형성 전극(321)은 제1 전계 형성 전극(321)을 관통하는 복수의 제1 홀(HA1)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 홀(HA1)은 서로 이격될 수 있다. 복수의 제1 홀(HA1)은 평면상 사각형의 매트릭스 형상으로 배열될 수 있다.
제2 전계 형성 전극(322)은 제2 전계 형성 전극(322)을 관통하는 복수의 제2 홀(HA2)을 포함할 수 있다. 복수의 제2 홀(HA2)은 서로 이격될 수 있다. 복수의 제2 홀(HA2)은 평면상 사각형의 매트릭스 형상으로 배열될 수 있다.
제1 홀(HA1)의 평면 형상과 제2 홀(HA2)의 평면 형상은 서로 동일할 수 있다. 따라서, 제1 홀(HA1)의 제1 방향(DR1)으로의 제1 폭(W1)과 제2 홀(HA2)의 제1 방향(DR1)으로의 제2 폭(W2)은 서로 동일할 수 있다. 한편, 도면에서는 복수의 제1 홀(HA1) 및 복수의 제2 홀(HA2)의 평면 형상이 정사각형인 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 복수의 제1 홀(HA1) 및 복수의 제2 홀(HA2)의 평면 형상은 원형일 수도 있다. 복수의 제1 홀(HA1)과 복수의 제2 홀(HA2)은 제3 방향(DR3)으로 중첩할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 전계 형성 전극(321) 및 제2 전계 형성 전극(322)은 제1 필터(FT1)를 구성할 수 있다. 따라서, 잉크(90) 내의 입자(95)가 제1 필터(FT1)(구체적으로, 제1 전계 형성 전극(321) 및 제2 전계 형성 전극(322))를 통과하기 위해서는 입자(95)의 길이(h)는 제1 홀(HA1)의 제1 폭(W1) 및 제2 홀(HA2)의 제2 폭(W2)보다 작을 수 있다. 따라서, 잉크(90) 내의 입자(95)는 제1 필터(FT1)를 구성하는 제1 전계 형성 전극(321) 및 제2 전계 형성 전극(322)을 통과할 수 있다.
도 12 및 도 13은 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 동작을 도시하는 개략 단면도들이다. 도 14는 도 12의 B 영역을 확대한 일 예를 나타낸 확대도이다.
도 12는 분사 모드에서의 잉크젯 헤드(300)의 동작을 나타내는 도면이고, 도 13은 비분사 모드에서의 잉크젯 헤드(300)의 동작을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 분사 모드는 잉크젯 헤드(300)의 외부로부터 잉크(90)를 제공받아 복수의 노즐(350)을 통해 잉크(90)를 토출하는 모드이고, 비분사 모드는 잉크젯 헤드(300)의 외부로부터 잉크(90)를 제공받지 않고 복수의 노즐(350)을 통해 잉크(90)가 토출되지 않는 모드일 수 있다. 상술한 바와 같이, 비분사 모드에서는 압전 소자(390)가 잉크젯 헤드(300)의 내부 압력과 외부 압력이 평형이 되도록 조절되어, 노즐(350)을 통해 잉크(90)가 분사되지 않을 수 있다. 또한, 분사 모드에서는 압전 소자(390)가 잉크젯 헤드(300)의 내부 압력이 외부 압력보다 크도록 조절되어, 노즐(350)을 통해 잉크(90)가 분사될 수 있다.
도 12를 참조하면, 분사 모드에서 잉크(90)는 내부관(330)의 입구(331)를 통해 잉크젯 헤드(300)의 외부로부터 잉크젯 헤드(300)의 내부로 제공될 수 있다. 상기 잉크(90)는 내부관(330)을 따라 내부관(330)의 입구(331)로부터 출구(333)를 향하는 방향으로 흐를 수 있다. 상기 내부관(330)을 따라 흐르는 잉크(90)의 일부는 제1 필터(FT1)를 구성하는 전계 형성 전극(320)을 통과하여 필터부(FA)로 유입될 수 있고, 상기 내부관(330)을 따라 흐르는 잉크(90)의 다른 일부는 내부관(330)의 출구(333)를 통해 잉크젯 헤드(300)의 외부로 회수될 수 있다.
상기 제1 필터(FT1)를 구성하는 전계 형성 전극(320)을 통과하여 이물질이 제거된 잉크(90)는 가이드 플레이트(MP)에 의해 복수의 피에조 챔버(360)에 균일하게 유입될 수 있다. 상기 피에조 챔버(360)에 유입된 잉크(90)는 압전 소자(390)에 의해 형성된 유압으로 각 노즐(350)을 통해 피에조 챔버(360)로부터 잉크젯 헤드(300)의 외부로 토출될 수 있다.
한편, 분사 모드에서, 전압 인가 장치(340)는 제1 전계 형성 전극(321) 및 제2 전계 형성 전극(322)에 각각 전기 신호를 전달하지 않을 수 있다. 따라서, 분사 모드에서 제1 전계 형성 전극(321)과 제2 전계 형성 전극(322) 사이에는 전계가 형성되지 않을 수 있다. 즉, 분사 모드에서 제1 전계 형성 전극(321) 및 제2 전계 형성 전극(322)은 잉크(90) 내의 이물질을 차단하는 필터(전극 필터)의 기능은 하되, 잉크(90) 내에 전계를 형성하는 기능은 하지 않을 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 비분사 모드에서 잉크(90)는 잉크젯 헤드(300)의 외부로부터 잉크젯 헤드(300)의 내부로 제공되지 않을 수 있다. 따라서, 비분사 모드에서 잉크(90)는 필터부(FA)의 상부에 배치된 내부관(330)을 따라 흐르지 않을 수 있다. 한편, 비분사 모드에서 잉크젯 헤드(300)의 내부에 잔류하는 잉크(90)에 유동이 발생하지 않는 경우, 잉크(90) 내에 분산된 입자(95)는 용매(91)보다 상대적으로 비중이 큰 물질을 포함하여 잉크(90) 내에서 침전 또는 침강될 수 있다. 이 경우, 복수의 입자(95)는 잉크젯 헤드(300)의 내부에서 잉크젯 헤드(300)의 하부에 위치하는 피에조 챔버(360)로 침전 또는 침강될 수 있고, 잔류하는 복수의 입자(95)에 의해 노즐(350)의 막힘 현상이 발생할 수 있다. 본 실시예에 따른 전계 형성 유닛(IU)은 비분사 모드에서 잉크젯 헤드(300)의 내부(구체적으로, 필터부(FA))에 잉크(90)의 유동을 발생시켜 잔류하는 잉크(90) 내의 입자(95)가 피에조 챔버(360)로 침전 또는 침강하는 것을 방지할 수 있고, 노즐(350)이 막히는 현상을 방지할 수 있다.
구체적으로, 비분사 모드에서 전계 형성 유닛(IU)은 잉크젯 헤드(300) 내에 전계(IEL)를 형성할 수 있다. 전압 인가 장치(340)는 제1 필터(FT1)를 구성하는 제1 전계 형성 전극(321) 및 제2 전계 형성 전극(322)에 각각 제1 전기 신호(SG1) 및 제2 전기 신호(SG2)를 인가할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 전기 신호(SG1)는 제1 전계 형성 전극(321)에 그라운드 전압을 인가하는 전기 신호이고, 제2 전기 신호(SG2)는 제2 전계 형성 전극(322)에 교류 전압을 인가하는 전기 신호일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 다른 몇몇 실시예에서, 상기 제2 전기 신호(SG2)는 제2 전계 형성 전극(322)에 교류 전압을 인가하는 전기 신호이되, 제1 전계 형성 전극(321)에 인가되는 제1 전기 신호(SG1)는 상기 제1 전계 형성 전극(321)에 그라운드 전압을 인가하는 전기 신호가 아닐 수도 있다. 또 다른 몇몇 실시예에서, 제1 전기 신호(SG1)는 제1 전계 형성 전극(321)에 교류 전압을 인가하는 전기 신호이고, 제2 전기 신호(SG2)는 제2 전계 형성 전극(322)에 그라운드 전압을 인가하는 전기 신호일 수도 있다.
제1 전계 형성 전극(321)에 제1 전기 신호(SG1)를 인가하고, 제2 전계 형성 전극(322)에 제2 전기 신호(SG2)를 인가하는 경우, 제1 전계 형성 전극(321)과 제2 전계 형성 전극(322) 사이에는 전계(IEL)가 형성될 수 있다. 상기 전계(IEL)는 제1 전계 형성 전극(321)과 제2 전계 형성 전극(322)이 서로 이격된 방향과 대체로 평행할 수 있다. 상기 제1 전계 형성 전극(321)과 제2 전계 형성 전극(322) 사이에 형성된 전계(IEL)에 의해, 제1 전계 형성 전극(321)과 제2 전계 형성 전극(322) 사이에 위치하는 잉크(90)에는 유동(AF)이 발생할 수 있다. 비분사 모드에서 상기 제1 전계 형성 전극(321)과 제2 전계 형성 전극(322) 사이에 위치하는 잉크(90)의 유동(AF)에 의해 제1 전계 형성 전극(321)과 제2 전계 형성 전극(322) 사이에 위치하는 잉크(90)뿐만 아니라, 잉크젯 헤드(300) 내부의 다른 영역에 잔류하는 잉크(90)에도 유동이 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 잉크(90)의 유동에 의해 잉크(90) 내의 입자(95)는 상기 잉크(90)와 함께 이동될 수 있다. 따라서, 비분사 모드에서 잉크(90)의 유입이 차단되는 경우에도, 상기 전계 형성 유닛(IU)에 의해 잉크젯 헤드(300)에 잔류하는 잉크(90)에 유동이 발생되어, 잔류하는 잉크(90) 내의 입자(95)가 피에조 챔버(360)로 침전 또는 침강하는 것을 방지할 수 있고, 노즐(350)이 막히는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 비분사 모드에서 잉크(90)의 유동(AF)에 의해 잉크젯 헤드(300) 내부에서 잉크(90)가 순환되어 잉크젯 헤드(300) 내부에 발생할 수 있는 버블(bubble)도 제거될 수 있다.
한편, 비분사 모드에서, 전계 형성 유닛(IU)은 제1 전계 형성 전극(321) 및 제2 전계 형성 전극(322)에 각각 제1 전기 신호(SG1) 및 제2 전기 신호(SG2)를 전달하여, 제1 전계 형성 전극(321)과 제2 전계 형성 전극(322) 사이에 전계(IEL)를 형성하여 잉크젯 헤드(300) 내에 잔류하는 잉크(90)의 유동(AF)을 발생하는 기능을 함과 동시에 상기 전계 형성 유닛(IU)에 의해 형성된 잉크(90)의 유동(AF)에 의해 내부관(330)으로부터 필터부(FA)로 잉크(90) 내의 이물질이 유입되는 것을 차단하는 필터(전극 필터)의 기능도 할 수 있다.
도 15는 다른 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 개략적인 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 잉크젯 헤드(300_1)는 필터부(FA_1)에 배치되는 전계 형성 전극(320_1)이 가이드 플레이트(MP)와 토출부(DA) 사이에 배치되어 제2 필터(FT2)를 구성하되, 제1 필터(FT1_1)를 구성하지 않는 점이 도 9의 잉크젯 헤드(300)와 차이점이다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 잉크젯 헤드(300_1)는 필터부(FA_1)에 배치되는 제1 필터(FT1_1) 및 제2 필터(FT2)를 포함할 수 있다.
제1 필터(FT1_1)는 필터부(FA_1)에서 가이드 플레이트(MP)의 상부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 필터(FT1_1)는 가이드 플레이트(MP)와 내부관(330) 사이에 배치될 수 있다. 제1 필터(FT1_1)는 복수의 홀을 포함하여, 내부관(330)으로부터 필터부(FA_1)로 유입되는 잉크(90) 내의 이물질을 차단하는 역할을 할 수 있다. 제1 필터(FT1_1)는 하나의 플레이트로 구성될 수 있다.
제2 필터(FT2)는 필터부(FA_1)에서 가이드 플레이트(MP)의 하부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 필터(FT2)는 가이드 플레이트(MP)와 토출부(DA)에 배치된 피에조 챔버(360) 사이에 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 전계 형성 유닛(IU_1)의 전계 형성 전극(320_1)은 제2 필터(FT2)를 구성할 수 있다. 즉, 제1 전계 형성 전극(321_1)은 가이드 플레이트(MP)와 피에조 챔버(360) 사이에 배치되고, 제2 전계 형성 전극(322_1)은 가이드 플레이트(MP)와 제1 전계 형성 전극(321_1) 사이에 배치될 수 있다. 본 실시예에 따른 전계 형성 전극(320_1)은 가이드 플레이트(MP)의 하부에서 제2 필터(FT2)를 구성하는 점을 제외하고 상술한 도 9의 전계 형성 전극(320)과 기능 및 형상이 동일한 바, 중복된 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 전계 형성 전극(320_1)은 가이드 플레이트(MP)와 토출부(DA) 사이에서 토출부(DA)와 인접 배치되어, 비분사 모드에서 피에조 챔버(360)에 잔류하는 잉크(90)의 유동이 잘 발생할 수 있다. 따라서, 잉크(90) 내의 입자(95)가 피에조 챔버(360)의 하부에 침전 또는 침강되는 것을 더욱 효율적으로 방지하여 노즐(350)의 막힘 발생을 더욱 효율적으로 방지할 수 있다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 개략적인 단면도이다.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 잉크젯 헤드(300_2)는 필터부(FA_2)에 배치되는 전계 형성 전극(320_2)이 가이드 플레이트(MP_2)를 구성하는 점이 도 15의 잉크젯 헤드(300_1)와 차이점이다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 전계 형성 유닛(IU_2)의 전계 형성 전극(320_2)은 가이드 플레이트(MP_2)를 구성할 수 있다. 가이드 플레이트(MP_2)를 구성하는 전계 형성 유닛(IU_2)의 전계 형성 전극(320_2)은 은 제1 필터(FT1_1)와 토출부(DA) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제1 전계 형성 전극(321_2)은 제1 필터(FT1_1)와 피에조 챔버(360) 사이에 배치되고, 제2 전계 형성 전극(322_2)은 제1 필터(FT1_1)와 제1 전계 형성 전극(321_2) 사이에 배치될 수 있다.
제1 전계 형성 전극(321_2) 및 제2 전계 형성 전극(322_2)은 복수의 홀이 형성되지 않을 수 있다. 즉, 제1 전계 형성 전극(321_2) 및 제2 전계 형성 전극(322_2)은 각각 복수의 홀을 포함하지 않는 전극 플레이트일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1000: 잉크젯 프린팅 장치
STA: 스테이지
100: 프린트 헤드 유닛
300: 잉크젯 헤드
310: 헤드 베이스
330: 내부관
320: 전계 형성 전극
321: 제1 전계 형성 전극
322: 제2 전계 형성 전극
340: 전압 인가 장치
350: 노즐
360: 피에조 챔버
90: 잉크
95: 입자
IEL: 전계
ED: 발광 소자
200: 전극층
210: 제1 전극
220: 제2 전극

Claims (20)

  1. 대상 기판이 안착되는 스테이지; 및
    상기 스테이지의 상부에 위치하는 잉크젯 헤드를 포함하되,
    상기 잉크젯 헤드는,
    복수의 입자를 포함하는 잉크를 분사하는 복수의 노즐이 배치되는 토출부,
    상기 토출부의 상부에 배치되며, 상기 복수의 입자를 선택적으로 통과시키는 필터부, 및
    상기 필터부에 배치되며, 상기 필터부에 전계를 형성하는 전계 형성 전극을 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전계 형성 전극은 서로 이격 배치된 제1 전계 형성 전극 및 제2 전계 형성 전극을 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 전계 형성 전극은 상기 제1 전계 형성 전극의 상부에서 상기 제1 전계 형성 전극과 중첩 배치되는 잉크젯 프린팅 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 전계 형성 전극은 서로 이격된 복수의 제1 홀을 포함하고,
    상기 제2 전계 형성 전극은 서로 이격된 복수의 제2 홀을 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 홀의 직경 및 상기 제2 홀의 직경은 각각 상기 입자의 길이보다 큰 잉크젯 프린팅 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 홀은 상기 복수의 제2 홀과 중첩하는 잉크젯 프린팅 장치.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 전계는 상기 제1 전계 형성 전극과 상기 제2 전계 형성 전극 사이에 형성되는 잉크젯 프린팅 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 전계 형성 전극은 제1 필터를 구성하는 잉크젯 프린팅 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는 상기 필터부에 배치되는 가이드 플레이트를 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 필터는 상기 가이드 플레이트의 상부에 배치되는 잉크젯 프린팅 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 필터는 상기 가이드 플레이트의 하부에 배치되는 잉크젯 프린팅 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는 상기 가이드 플레이트의 상부에 배치되는 제2 필터를 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 전계 형성 전극은 가이드 플레이트를 구성하는 잉크젯 프린팅 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 토출부에 배치되며, 상기 복수의 노즐 각각과 연결되는 피에조 챔버를 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 전계 형성 전극에 전기 신호를 인가하는 전압 인가 장치를 더 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 전압 인가 장치의 구동에 의해 상기 잉크젯 헤드에 잔류하는 잉크는 유동하는 잉크젯 프린팅 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 전압 인가 장치의 구동은 상기 잉크젯 헤드의 비분사 모드에서 진행되는 잉크젯 프린팅 장치.
  18. 대상 기판이 안착되는 스테이지; 및
    상기 스테이지의 상부에 위치하는 잉크젯 헤드를 포함하되,
    상기 잉크젯 헤드는,
    복수의 입자를 포함하는 잉크를 분사하는 복수의 노즐,
    상기 복수의 노즐의 상부에 배치되며, 복수의 제1 홀을 포함하는 제1 전극 필터, 및
    상기 제1 전극 필터의 상부에서 상기 제1 전극 필터와 중첩 배치되며, 복수의 제2 홀을 포함하는 제2 전극 필터를 포함하는 잉크젯 프린팅 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드의 비분사 모드에서, 상기 제1 전극 필터 및 상기 제2 전극 필터 사이에는 전계가 형성되는 잉크젯 프린팅 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 홀의 직경 및 상기 복수의 제2 홀의 직경은 상기 입자의 길이보다 큰 잉크젯 프린팅 장치.
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