KR20230039109A - 전극기판 - Google Patents

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KR20230039109A
KR20230039109A KR1020210122017A KR20210122017A KR20230039109A KR 20230039109 A KR20230039109 A KR 20230039109A KR 1020210122017 A KR1020210122017 A KR 1020210122017A KR 20210122017 A KR20210122017 A KR 20210122017A KR 20230039109 A KR20230039109 A KR 20230039109A
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light emitting
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KR1020210122017A
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김동휘
장환실
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 발광소자의 양 말단에 전원을 공급하기 위한 전극기판에 있어서, 베이스 기판, 상기 발광소자의 양 말단 중 어느 하나와 접촉하며, 원형 형태를 가지도록 상기 베이스 기판의 상부에 배치되는 제1 전극부, 상기 발광소자의 양 말단 중 다른 하나와 접촉하며, 상기 제1 전극부를 둘러싸는 도넛 형태를 가지도록 상기 베이스 기판의 상부에 배치되는 제2 전극부를 포함하고, 상기 베이스 기판으로부터 상기 제1 전극부의 상단면까지의 두께를 나타내는 제1 두께 값은 상기 베이스 기판으로부터 상기 제2 전극부의 상단면까지의 두께를 나타내는 제2 두께 값과 다르게 함에 따라, 발광소자들의 집적도를 향상시켜 발광 효율을 증가시키는 전극기판에 관한 것이다.

Description

전극기판{ELECTRODE SUBSTRATE}
본 발명은 전극기판에 관한 것이다.
디스플레이 장치의 제작을 위하여 프린팅 기술이 사용되고 있다. 디스플레이 장치의 제작에 일반적으로 사용되는 잉크젯 프린트 장치는, 잉크젯 헤드를 이용하여 인쇄용 잉크 또는 용액의 미소한 액적(droplet)을 전극기판, 예컨대 인쇄 매체와 같은 인쇄용지 상의 원하는 위치에 토출시켜서 인쇄용지의 표면에 소정 색상의 화상을 인쇄하는 장치이다. 이러한 잉크젯 프린팅 장치는 최근에 액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display)와 유기발광소자(OLED; Organic Light Emitting Device) 등과 같은 평판 디스플레이 분야, 전자종이(E-Paper) 등과 같은 플렉시블 디스플레이 분야, 금속 배선 등과 같은 인쇄 전자공학(Printed electronics) 분야, 및 유기 박막트랜지스터(OTFT; Organic Thin Film Transistor) 등과 같은 다양한 분야로 응용 범위가 확대되고 있다. 이러한 잉크젯 프린팅 장치가 상기한 디스플레이 분야나 인쇄 전자공학 분야에 적용되는데 있어서 공정 기술상 가장 중요한 기술적 과제 중의 하나가 발광효율의 향상에 따른 고 해상도 프린팅이다.
프린팅 장치가 발광소자들이 혼합된 잉크를 전극기판에 분사하면, 발광소자들이 전극기판에 전기적으로 연결됨에 따라, 발광소자들 각각은 특정 파장의 광을 생성할 수 있다. 한정된 전극기판의 면적 내에서 발광효율 향상을 위하여, 최대한 많은 수의 발광소자들이 전극기판에 전기적으로 연결될 필요성이 대두된다.
대한민국 등록특허 제 10-2064806호 등은 복수의 LED만이 기판 상에 배치되고, 발광소자들을 구동하기 위한 구동부를 기판 아래에 배치하여, 발광률을 향상시키는 방법을 개시하고 있으나, 이는 기판 전체의 구조를 변경시켜야 하고, 기판이 두꺼워진다는 단점이 있다.
대한민국 등록특허 제 10-2064806호(2020.01.10. 공개)
본 발명은 발광효율 향상을 위한 전극기판을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 발광소자의 양 말단에 전원을 공급하기 위한 전극기판에 있어서, 베이스 기판, 상기 발광소자의 양 말단 중 어느 하나와 접촉하며, 원형 형태를 가지도록 상기 베이스 기판의 상부에 배치되는 제1 전극부, 상기 발광소자의 양 말단 중 다른 하나와 접촉하며, 상기 제1 전극부를 둘러싸는 도넛 형태를 가지도록 상기 베이스 기판의 상부에 배치되는 제2 전극부,를 포함하고, 상기 베이스 기판으로부터 상기 제1 전극부의 상단면까지의 두께를 나타내는 제1 두께 값은 상기 베이스 기판으로부터 상기 제2 전극부의 상단면까지의 두께를 나타내는 제2 두께 값과 다른 것을 특징으로 하는 전극기판,을 제공한다.
본 발명에 따른 전극기판은 전기적으로 연결된 발광소자들의 집적도 향상을 통하여 발광효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극기판을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전극부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전극부의 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자와 전극기판의 전기적 연결의 일 예를 나타낸 도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전극부의 제1 접촉부를 나타낸 도이다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전극부의 제2 접촉부를 나타낸 도이다.
도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 제1 접촉부들 및 복수의 제2 접촉부들을 나타낸 도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 발광소자들과 전극기판의 전기적 연결의 일 예를 나타낸 도이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 발광소자들과 전극기판의 전기적 연결의 일 예를 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 발광소자들과 전극기판의 전기적 연결의 다른 예를 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극기판에 발광소자들이 혼합된 용액을 분사하기 위한 잉크젯 프린팅 장치를 도시한 도이다.
본 발명은 전극기판에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 명세서 전체에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
<발광소자>
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(100)를 나타낸 도이다. 본 실시예에 따른 발광소자(Light Emitting Diode)(100)는 마이크로미터(micro-meter) 또는 나노미터(nano-meter) 단위의 크기를 가지고, 무기물로 이루어진 무기 발광 다이오드(inorganic LED)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
서로 대향하는 두 전극들 사이에 특정 방향으로 전계를 형성하면, 상기 두 전극 사이에 극성이 형성되고, 무기 발광 다이오드는 상기 극성이 형성된 두 전극 사이에 정렬될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 발광소자(100)에 해당하는 나노소자 또는 무기 발광 다이오드는 기판 상에 존재하는 두 전극 사이에 정렬될 수 있다.
발광소자(100)에 대하여 좀 더 상세히 설명하면, 발광소자(100)는 막대 형태의 쌍극자 LED가 될 수 있다. 예를 들어 설명하면, 발광소자(100)는 제1 전극층(110), 제1 반도체층(120), 활성층(130), 제2 반도체층(140) 및 제2 전극층(150)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 발광소자(100)에 포함된 제1 전극층(110), 제1 반도체층(120), 활성층(130), 제2 반도체층(140) 및 제2 전극층(150)은 일 방향을 따라 순차적으로 배치되거나, 적층된 구조를 가질 수 있다.
발광소자(100)의 제1 전극층(110) 및 제2 전극층(150) 각각이 전극기판의 제1 전극부 및 제2 전극부와 동시에 접촉함에 따라, 발광소자(100)와 전극기판이 제1 전극부 및 제2 전극부를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 본 실시예에 따른 제1 말단부(102) 및 제2 말단부(104)는 발광소자(100)가 전극기판의 제1 전극부 및 제2 전극부와 접촉하는 부분을 나타낼 수 있다.
본 실시예에 따른 발광소자(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 길이 L(105)을 가지는 원통형이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 발광소자(100)의 길이 L(105)은 10 μm 이하일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 바람직하게는 1.5μm 내지 7 μm일 수 있다.
발광소자(100)는 길이 L(105)의 일 방향으로 연장된 형상을 가지는 로드형(rod), 직사각형, 육각기둥형 등과 같은 다각기둥형 형상을 가질 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 발광소자(100)의 형태는 이에 제한되는 것은 아니며, 정육면체, 튜브, 와이어와 같은 형상을 가질 수도 있고, 일 방향으로 연장되고 외면이 부분적으로 경사진 형상을 갖는 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
발광소자(100)의 제1 반도체층(120), 활성층(130) 및 제2 반도체층(140)은 전기신호가 인가됨에 따라, 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 제1 반도체층(120)은 n형 반도체층을 포함할 수 있고, 제2 반도체층(140)은 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 이에 따라, 외부의 전원으로부터 전기신호가 발광소자(100)에 인가되면, 활성층(130)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성하여 방출할 수 있다.
본 실시예에 따른 발광소자(100)가 빛을 생성할 수 있도록 발광소자(100)에 전기신호가 인가되어야 한다. 발광소자(100)에 전기신호를 안정적이고 효율적으로 인가하기 위하여, 두 개의 전극부들을 포함하는 전극기판이 사용될 수 있고, 발광소자(100)는 전극기판과 전기적으로 연결됨에 따라, 소장 파장의 빛을 생성할 수 있다.
<전극기판>
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극기판(200)을 나타낸 평면도이다. 본 발명에 따른 전극기판(200)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 발광소자의 양 말단에 전원을 공급하기 위한 것으로, 베이스 기판(210), 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)를 포함한다. 본 발명에 따른 전극기판(200)은 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)를 통하여, 하나 또는 그 이상의 발광소자(100)들에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 전극기판(200)은 전기적으로 연결된 발광소자(100)들에 전원을 인가할 수 있다.
베이스 기판 (210)
본 실시예에 따른 베이스 기판(210)은 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)가 배치될 수 있는 기판이다. 도 2는 설명의 편의를 위하여, 하나의 제1 전극부(220) 및 하나의 제2 전극부(230)만을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 복수의 제1 전극부(220)들 및 복수의 제2 전극부(230)들을 포함할 수 있다. 이때, 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)의 쌍들은 소정의 간격을 사이에 두고 서로 이격되도록 배치될 수 있다.
베이스 기판(210)은 폴리머 필름 형태의 재질로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 유리, 사파이어, 수정, 플라스틱 등으로 구현될 수도 있다. 본 실시예에 따른 베이스 기판(210)의 면적은 상부에 배치될 수 있는 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)의 면적, 발광소자(100)들의 크기, 및 전극기판(200)에 정렬될 발광소자(100)들의 개수에 따라 달라질 수 있다.
제1 전극부 (220)
본 실시예에 따른 제1 전극부(220)는 베이스 기판(210)의 상부에 배치된다. 예를 들어 설명하면, 제1 전극부(220)는 발광소자(100)의 양 말단 중 어느 하나와 접촉하며, 베이스 기판(210)의 상부에 형성될 수 있으며, 바람직하게는 원형 형태를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 제1 전극부(220)와 접촉하는 발광소자의 일 말단은 제1 말단부(102)일 수 있다.
본 실시예에 따른 전극기판(200)은 하나 또는 그 이상의 발광소자(100)들이 전기적으로 연결될 수 있고, 도 1에 도시된 발광소자(100)는 상기 하나 또는 그 이상의 발광소자(100)들 중 어느 하나를 나타낸다. 이에 따라, 하나의 발광소자(100)에 대한 설명은 복수의 발광소자(100)들 각각에 적용될 수 있다.
제1 전극부(220)는 절연막 또는 평탄화막의 상부에 배치되어 발광소자(100)에 전기적으로 연결될 수 있는 전극부이다. 이때, 절연막 또는 평탄화막은 베이스 기판(210)에 존재할 수 있다. 예를 들어 설명하면, 절연막은 실리콘 산화물이나, 실리콘 질화물 등과 같은 무기막으로 형성될 수 있으며, 또한 유기막을 포함할 수도 있다. 평탄화막은 소자 구동을 위한 트랜지스터를 덮으며, 발광소자(100)의 발광효율을 높이기 위해 막의 단차를 없애고 평탄화시키는 역할을 할 수 있다. 평탄화막은 상기 절연막 위에 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 전극부(220)는 알루미늄, 타이타늄, 인듐, 골드 및 실버로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 금속물질 또는 ITO(Indum Tin Oxide), ZnO:Al 및 CNT-전도성 폴리머(polmer) 복합체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 투명물질을 포함할 수 있다. 제1 전극부(220)에 포함된 물질이 2종 이상인 경우, 일 예시에 따른 제1 전극부(220)는 2종 이상의 물질이 적층된 구조로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전극부(220)의 사시도이다. 도 3을 참조하면, 제1 전극부(220)는 베이스 기판(210)의 상부에 제1 두께 값을 가지도록 형성되고, 제1 두께 값은 베이스 기판(210)으로부터 제1 전극부(220)의 상단면까지의 두께(222)를 나타낼 수 있다. 예를 들어 설명하면, 본 실시예에 따른 제1 두께 값은 1 내지 500 nm의 범위일 수 있다.
제2 전극부 (230)
다시 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 제2 전극부(230)는 베이스 기판(210)의 상부에 배치된다. 예를 들어 설명하면, 제2 전극부(230)는 절연막 또는 평탄화막의 상부에 배치되어 발광소자(100)에 전기적으로 연결될 수 있는 전극부이다. 이때, 절연막 또는 평탄화막은 베이스 기판(210)에 존재할 수 있다. 일 실시예에 따른 제2 전극부(230)는 알루미늄, 타이타늄, 인듐, 골드 및 실버로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 금속물질 또는 ITO(Indum Tin Oxide), ZnO:Al 및 CNT-전도성 폴리머(polmer) 복합체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 투명물질을 포함할 수 있다. 제2 전극부(230)에 포함된 물질이 2종 이상인 경우, 일 예시에 따른 제2 전극부(230)는 2종 이상의 물질이 적층된 구조로 형성될 수 있다. 일 예로서, 제1 전극부(220)와 제2 전극부(230)에 포함된 물질은 동일하거나 상이할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 제2 전극부(230)는 발광소자(100)의 양 말단 중 다른 하나와 접촉하며, 제1 전극부(220)를 둘러싸는 형태를 가질 수 있으며, 바람직하게는 도넛 형태를 가질 수 있다. 상기 제2 전극부(230)와 접촉하는 발광소자의 타 말단은 제2 말단부(104)일 수 있다. 본 실시예에 따른 제2 전극부(230)는 제1 전극부(220)의 원주로부터 간격 D(225)(이하, '제1 간격'이라고도 함)만큼 이격되어 있을 수 있다. 즉, 간격 D(225)는 제1 전극부(220)와 제2 전극부(230) 간의 이격거리를 나타낼 수 있다.
예를 들어 설명하면, 간격 D(225)는 도 1에 도시된 발광소자(100)의 길이 L(105)에 따라 결정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 설명하면, 본 실시예에 따른 간격 D(225)는 발광소자(100)의 길이 L(105)과의 관계에서, 0.3L 내지 0.95L의 범위일 수 있으며, 바람직하게는 0.5L 내지 0.9L의 범위일 수 있다.
본 실시예에 따른 간격 D(225)가 0.3L 보다 작을 경우, 제1 전극부(220)와 제2 전극부(230) 간의 거리가 너무 가까워지게 되고, 발광소자(100)들이 배치되는 각도가 수직에 가까워지게 된다. 이에 따라, 발광소자(100)에서 빛이 발광되는 부분(예를 들면, 도 1의 활성화층(130))이 외부로 향하는 면적이 상대적으로 줄어들게 되어, 발광소자(100)들의 발광 효율이 감소하게 된다.
또한, 본 실시예에 따른 간격 D(225)가 0.95L 보다 클 경우, 제1 전극부(220)와 제2 전극부(230) 간의 거리가 너무 멀어지게 되고, 발광소자(100)가 제1 전극부(220)와 제2 전극부(230) 사이에 배치되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전극부(230)의 사시도이다. 도 4를 참조하면, 제2 전극부(230)는 베이스 기판(210)의 상부에 제2 두께 값을 가지도록 형성되고, 제2 두께 값은 베이스 기판(210)으로부터 제2 전극부(230)의 상단면까지의 두께(232)를 나타낼 수 있다. 예를 들어 설명하면, 본 실시예에 따른 제2 두께 값은 0.5 내지 3.0 ㎛의 범위일 수 있다.
제2 전극부(230)는 제2 두께 값을 가지는 사각형의 원환체(圓環體; toroid)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 제2 전극부(230)는 소정의 두께를 가지면서 상단면이 제1 전극부(220)를 둘러싸는 도넛 형태를 가지는 모든 형태를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 전극부(220)의 두께(222)를 나타내는 제1 두께 값과 본 실시예에 따른 제2 전극부(230)의 두께(232)를 나타내는 제2 두께 값은 서로 다른 값을 가진다. 즉, 제1 전극부(220)와 제2 전극부(230)는 단차를 가지도록 베이스 기판(210)에 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 제2 전극부(230)의 두께(232)를 나타내는 제2 두께 값은 본 실시예에 따른 제1 전극부(220)의 두께(222)를 나타내는 제1 두께 값 보다 더 큰 값을 가질 수 있다. 이때, 제1 두께 값과 제2 두께 값의 차를 나타내는 두께차는 하기 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.
Figure pat00001
... (수학식 1)
본 실시예에 따른 상기 수학식 1의 두께차는 도 1에 도시된 발광소자(100)의 길이 L(105)에 따라 결정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 설명하면, 본 실시예에 따른 상기 수학식 1의 두께차는 발광소자(100)의 길이 L(105)과에 대하여, 0.05L 내지 0.7L의 범위일 수 있으며, 바람직하게는 0.1L 내지 0.5L의 범위일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이와 같이, 제1 전극부(220)와 제2 전극부(230)간의 두께차로 인하여, 발광소자(100)들이 경사진 형태로 집적됨에 따라, 평면으로 집적되는 경우 대비 제1 전극부(220)와 제2 전극부(230)와 전기적으로 연결된 발광소자(100)들의 집적개수가 증가할 수 있고, 이에 따라 발광 효율이 향상될 수 있다.
본 실시예에 따른 두께차가 0.05L 보다 작을 경우, 제1 전극부(220)와 제2 전극부(230) 간의 단차가 크지 않아, 발광소자(100)들이 효율적으로 정렬되지 않게 된다.
또한, 본 실시예에 따른 두께차가 0.7L 보다 클 경우, 제1 전극부(220)와 제2 전극부(230) 간의 과도한 단차로 인하여, 발광소자(100)가 직립에 가까워짐에 따라 발광소자(100)에서 빛이 발광되는 부분(예를 들면, 도 1의 활성화층(130))이 외부로 향하는 면적이 상대적으로 줄어들게 되어, 발광소자(100)들의 발광 효율이 감소하게 되며, 오히려 발광소자(100)들의 효율적 정렬을 방해하게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 수학식 1의 두께차 및 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)간의 이격거리를 나타내는 간격 D(225)는 발광소자(100)의 길이 L(105)에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어 설명하면, 두께차는 발광소자(100)의 길이 L(105)과의 관계에서, 0.05L 내지 0.7L의 범위일 수 있으며, 바람직하게는 0.1L 내지 0.5L의 범위일 수 있고, 상기 간격 D(225)은 발광소자(100)의 길이 L(105)과의 관계에서, 0.3L 내지 0.95L의 범위일 수 있으며, 바람직하게는 0.5L 내지 0.9L의 범위일 수 있다.
상기에서 기재한 바와 같이, 전극기판(200)의 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230) 간의 두께차 및 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)간의 이격거리인 간격 D(225)를 조정함에 따라, 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)와 전기적으로 연결되는 발광소자(100)들의 개수를 증가시킬 수 있고, 또한, 발광소자(100)의 제1 말단부(102) 및 제2 말단부(104)가 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230) 각각에 정확하게 접촉되는 접촉 정확도를 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 궁극적으로 발광소자(100)들의 발광효율이 향상될 수 있다.
<발광소자 및 전극기판의 전기적 연결>
발광소자(100)의 양 말단 중 어느 하나는 전극기판(200)의 제1 전극부(220)와 접촉될 수 있고, 발광소자(100)의 양 말단 중 다른 하나는 제2 전극부(230)와 접촉될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(100)와 전극기판(200)의 전기적 연결의 일 예를 나타낸 도이다. 도 5a를 참조하면, 발광소자(100)의 제1 말단부(102)는 전극기판(200)의 제1 전극부(220)와 접촉될 수 있고, 발광소자(100)의 제2 말단부(104)는 제2 전극부(230)와 접촉될 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 발광소자(100)의 제1 말단부(102) 및 제2 말단부(104) 각각이 전극기판(200)의 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)와 동시에 접촉됨에 따라, 발광소자(100)와 전극기판(200)은 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 전극기판(200)의 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230) 중 적어도 하나는 상기 발광소자의 양 말단 중 어느 하나의 형상과 대응되는 홈이 하나 이상 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 실시예에 따른 전극기판(200)의 제1 전극부(220)는 발광소자(100)의 제1 말단부(102)와 동일한 형상이 음각으로 형성된 제1 접촉부(224)를 포함할 수 있고, 제2 전극부(230)는 발광소자(100)의 제2 말단부(104)와 동일한 형상이 음각으로 형성된 제2 접촉부(234)를 포함할 수 있다. 이하에서 도 5b 내지 도 5d를 참조하여, 제1 접촉부(224) 및 제2 접촉부(234)에 대하여 좀 더 상세히 설명한다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 전극부(220)의 제1 접촉부(224)를 나타낸 도이고, 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 전극부(230)부의 제2 접촉부(234)를 나타낸 도이다. 도 5b를 참조하면, 제1 접촉부(224)는 발광소자(100)의 제1 말단부(102)와 동일한 형상이 음각으로 형성되어 있고, 도 5c를 참조하면, 제2 접촉부(234)는 발광소자(100)의 제2 말단부(104)와 동일한 형상이 음각으로 형성되어 있다.
상기 발광소자(100)는 로드형(rod), 직사각형, 육각기둥형 등과 같은 다각기둥형 형상을 가질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 정육면체형, 튜브형, 와이어형, 사다리꼴형, 대칭 또는 비대칭의 아령형, 대칭 또는 비대칭의 독-본(dog-bone)형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
이에 따라, 발광소자(100)들은 제1 접촉부(224) 및 제2 접촉부(234)를 통하여 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)에 용이하게 접촉할 수 있고, 이에 따른 발광효율이 향상될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 하나의 제1 접촉부(224) 및 제2 접촉부(234)를 예를 들어 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 도 5d에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 접촉부(224)들 및 복수의 제2 접촉부(234)들이 형성될 수 있다. 이때, 복수의 제1 접촉부(224)들 및 복수의 제2 접촉부(234)들 각각은 발광소자(100)가 접촉될 수 있도록 제1 접촉부(224) 및 제2 접촉부(234)로 구성된 복수의 접촉부 쌍(pair)(500)들로 구성될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 발광소자(100)들과 전극기판(200)의 전기적 연결의 일 예를 나타낸 도이다. 도 6a는 발광소자(100)들과 전극기판(200)이 연결된 상태에 대한 평면도 및 단면도를 각각 도시하고, 도 6b는 발광소자(100)들과 전극기판(200)이 연결된 상태에 대한 사시도를 도시한다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 소정의 단차를 가지는 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)에 복수의 발광소자(100)들이 접촉될 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)가 소정의 단차를 가짐에 따라, 전극기판(200)에 전기적으로 연결되는 발광소자(100)들의 개수가 증가될 수 있고, 이에 따라, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 발광소자(100)들과 전극기판(200)의 전기적 연결의 다른 예를 나타낸 도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전극기판(200)은 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)로 구성된 4개의 전극부 쌍이 형성되어 있고, 각 전극부 쌍에는 복수의 발광소자(100)들이 전기적으로 연결되어 있다.
도 7은 4개의 전극부 쌍을 예를 들어 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 더 많은 수의 전극부 쌍들이 형성될 수 있음은 물론이다.
<프린팅 장치>
도 8은 본 실시예에 따른 전극기판에 발광소자(100)들이 혼합된 용액을 분사하기 적합한 잉크젯 프린팅 장치(800)를 도시한 도이다. 도 8은 잉크젯 프린팅 장치(800)의 단면도를 나타낸 도면으로, 잉크젯 프린팅 장치(800)는 스테이지(810) 및 분사장치(820)를 포함한다. 본 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 장치(800)의 잉크는 발광소자(100)들이 혼합된 용액을 나타낼 수 있다. 이때, 발광소자(100)들이 혼합된 용액은 콜로이드(colloide) 상태로 제공될 수 있다. 이를 위하여, 용매는 아세톤, 물, 알코올, 톨루엔, 프로필렌글리콜(Propylene glycol, PG) 또는 프로필렌글리콜메틸아세테이트(Propylene glycol methyl acetate, PGMA) 등일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 이하에서는 잉크 및 용액은 서로 동일한 의미로 사용될 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치(800)는 압전 방식 또는 정전 방식과 같은 다양한 잉크 토출 방식을 채용할 수 있다. 압전 방식은 압전체의 변형에 의해 잉크를 토출시키는 방식이고, 정전 방식은 정전기력에 의해 잉크를 토출시키는 방식이다. 상기 정전 방식은 정전 유도(electrostatic induction)에 의해 잉크를 토출시키는 방식과, 대전된 안료(charged pigments)를 정전기력에 의해 축적시킨 뒤 잉크 액적으로 토출하는 방식으로 나뉠 수 있다.
상기 잉크젯 프린트 장치(800)는 전극기판(200)을 로딩할 수 있는 스테이지(810) 및 잉크를 분사하는 분사장치(820), 즉, 잉크젯 헤드를 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 전극기판(200)과 관련하여, 도 1 내지 도 7에서 전극기판(200)과 관련하여 기재된 설명은 도 8의 전극기판(200)에도 적용될 수 있기에, 중복되는 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 분사장치(820)는 발광소자(100)들이 혼합된 잉크가 이동하는 이동부(822) 및 4개의 노즐(824)들을 포함하고 있다. 도 8은 4개의 노즐(824)만을 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 분사장치(820)는 필요에 따라 적절한 수의 노즐들을 포함할 수 있다.
전극기판(200)은 스테이지(810) 상부에 배치될 수 있다. 즉, 스테이지(810)는 전극기판(200)이 배치되는 잉크를 도포하는 영역 및 전계 생성 유닛(미도시)이 배치되는 영역을 제공할 수 있다. 또한, 스테이지(810)는 이동 가능한 레일(미도시) 상에 배치될 수 있다. 이때, 레일은 서로 다른 방향으로 이동하는 제1 레일과 제2 레일을 포함할 수 있다. 스테이지(810)는 상기 레일 상에서 별도의 이동부재를 통하여 이동할 수 있다. 또한, 전계 생성 유닛은 스테이지와 함께 이동할 수 있으며, 노즐(824)로부터 분사된 잉크가 스테이지(810) 상부에 형성된 전계를 통하여 배향되어 전극기판(200) 상에 도포될 수 있다.
이 때, 도 1 내지 도 7에서 설명한 바와 같이, 단차를 가지는 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(230)를 포함하는 전극기판(200)을 사용함에 따라, 잉크젯 프린팅 장치(800)로부터 토출된 잉크에 의하여 정렬되는 발광소자(100)들의 집적도가 좋아질 수 있고, 이는 발광소자(100)들이 집적되어 형성되는 디스플레이 장치의 발광효율을 향상시킬 수도 있다.

Claims (12)

  1. 발광소자의 양 말단에 전원을 공급하기 위한 전극기판에 있어서,
    베이스 기판;
    상기 발광소자의 양 말단 중 어느 하나와 접촉하며, 상기 베이스 기판의 상부에 배치되는 제1 전극부; 및
    상기 발광소자의 양 말단 중 다른 하나와 접촉하며, 상기 제1 전극부를 둘러싸는 형태를 가지도록 상기 베이스 기판의 상부에 배치되는 제2 전극부;를 포함하고,
    상기 베이스 기판으로부터 상기 제1 전극부의 상단면까지의 두께를 나타내는 제1 두께 값은 상기 베이스 기판으로부터 상기 제2 전극부의 상단면까지의 두께를 나타내는 제2 두께 값과 다른 것을 특징으로 하는 전극기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극부는 원형 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 전극기판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 전극부는 상기 제1 전극부를 둘러싸는 도넛 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 전극기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 두께 값은 상기 제1 두께 값 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 전극기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 두께 값과 제2 두께 값의 차를 나타내는 두께차는 상기 발광소자의 길이(L)에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 전극기판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 두께 값과 제2 두께 값의 차를 나타내는 두께차는 발광소자의 길이(L)에 대하여, 0.05L 내지 0.7L인 것을 특징으로 하는 전극기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 전극부는 제1 전극부의 원주로부터 제1 간격만큼 이격되어 있고, 상기 제1 간격은 상기 발광소자의 길이(L)에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 전극기판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 전극부는 제1 전극부의 원주로부터 제1 간격만큼 이격되어 있고, 상기 제1 간격은, 발광소자의 길이(L)에 대하여, 0.3L 내지 0.95L인 것을 특징으로 하는 전극기판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광소자의 길이(L)에 따라, 상기 제1 두께 값과 제2 두께 값의 차를 나타내는 두께차 및 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 간의 이격거리를 나타내는 제1 간격이 결정되는 것을 특징으로 하는 전극기판.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 두께 값과 제2 두께 값의 차를 나타내는 두께차는 발광소자의 길이(L)에 대하여, 0.05L 내지 0.7L이고, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 간의 이격거리를 나타내는 제1 간격은 발광소자의 길이(L)에 대하여, 0.3L 내지 0.95L인 것을 특징으로 하는 전극기판.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극부 및 제2 전극부 중 적어도 하나는 상기 발광소자의 양 말단 중 어느 하나의 형상과 대응되는 홈이 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 전극기판.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광소자의 길이는 10 μm 이하인 것을 특징으로 하는 전극기판.
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