WO2020059994A1 - 잉크젯 프린트 장치, 쌍극자 정렬 방법 및 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

잉크젯 프린트 장치, 쌍극자 정렬 방법 및 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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WO2020059994A1
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electric field
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stage
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정흥철
이병철
허명수
곽진오
이도헌
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삼성디스플레이 주식회사
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    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
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    • H10K71/135—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing using ink-jet printing
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    • B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/09—Ink jet technology used for manufacturing optical filters

Definitions

  • the present invention relates to an inkjet printing device, a dipole alignment method, and a manufacturing method of a display device.
  • OLED organic light emitting display
  • LCD liquid crystal display
  • a device for displaying an image of a display device includes a display panel such as an organic light emitting display panel or a liquid crystal display panel.
  • a light emitting display panel a light emitting device may be included.
  • a light emitting diode LED
  • OLED organic light emitting diode
  • OLED organic light emitting diode
  • a fluorescent material of a light emitting device In the case of an organic light emitting diode (OLED), an organic material is used as a fluorescent material of a light emitting device, and the manufacturing process is simple and the display device has flexible characteristics. However, it is known that the organic material is vulnerable to a high-temperature driving environment, and the efficiency of blue light is relatively low.
  • an inorganic semiconductor is used as a fluorescent material, so it has durability even in a high temperature environment, and has an advantage of high blue light efficiency compared to an organic light emitting diode.
  • an alignment method using a dielectrophoresis (DEP) method has been developed.
  • DEP dielectrophoresis
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an inkjet print apparatus capable of easily aligning dipole orientation directions.
  • Another problem to be solved by the present invention is to provide a dipole alignment method with improved alignment accuracy.
  • Another problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing a display device with improved alignment accuracy of a light emitting device.
  • An inkjet printing apparatus includes a stage, a print head unit positioned on the stage, and an electric field generating member that provides an electric field in a space between the stage and the print head unit.
  • the print head unit is connected to the print head and the print head, and may include a nozzle for ejecting ink including a dipole.
  • the electric field generating member may include an antenna unit including an antenna pattern.
  • the antenna unit may be disposed on the stage and the print head unit.
  • the antenna unit may generate a vertical electric field in a space between the stage and the print head unit.
  • the inkjet print apparatus further includes a substrate mounting member disposed on the antenna unit, wherein the antenna unit is disposed on the stage, and the antenna unit may be surrounded between the stage and the substrate mounting member.
  • the antenna unit may be disposed on the side of the stage.
  • the antenna unit may generate a horizontal electric field in a space between the stage and the print head unit.
  • the dipole may include a light emitting device.
  • the inkjet printing apparatus may further include a probe unit and a probe driving device that drives the probe unit.
  • the electric field may be provided by an antenna unit including the antenna pattern.
  • the step of spraying the ink may include the alignment direction of the dipoles by the electric field.
  • the target substrate includes a first electrode and a second electrode, and the step of landing the dipole may be a step of landing the dipole on the first electrode and the second electrode.
  • Landing the dipole may include applying AC power to the first electrode and the second electrode.
  • the step of spraying the ink on the target substrate may be performed using an inkjet printing device.
  • the inkjet print apparatus may include a stage, a print head unit positioned on the stage, and an electric field generating member that provides an electric field in a space between the stage and the print head unit.
  • a method of manufacturing a display device for solving the another problem includes preparing a base layer on which a first electrode and a second electrode are formed, and includes a light emitting device in a state in which an electric field is generated on the base layer. And spraying the ink to pass through the region where the electric field is generated and onto the base layer, and landing the light emitting element between the first electrode and the second electrode.
  • the base layer includes a plurality of pixels, the first electrode and the second electrode are provided for each pixel, and the light emitting element can be landed between the first electrode and the second electrode of each pixel. have.
  • the step of spraying the ink may further include aligning an alignment direction of the light emitting element by the electric field.
  • alignment accuracy can be improved while easily aligning the dipole orientation direction.
  • alignment accuracy of the light emitting device is improved, thereby reducing display defects of the display device.
  • FIG. 1 is a perspective view of an inkjet printing apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of an inkjet printing apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a partial plan view of an inkjet printing apparatus according to an embodiment.
  • 4A and 4B are partial cross-sectional views illustrating orientation directions of dipoles in ink according to an operation of an antenna unit in an inkjet print apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a partial plan view of an inkjet printing apparatus according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing an orientation direction of a dipole in ink according to the operation of the antenna unit in the inkjet printing apparatus of FIG. 5.
  • FIG. 7A to 7E are partial plan views of an inkjet print apparatus according to various embodiments.
  • FIG. 8 is a partial plan view of an inkjet printing apparatus according to another embodiment.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing an orientation direction of a dipole in ink according to the operation of the antenna unit in the inkjet printing apparatus of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a flowchart of a dipole alignment method according to an embodiment.
  • 11 to 14 are cross-sectional views of process steps of a dipole alignment method according to an embodiment.
  • 15 is a plan view of a display device manufactured by a method according to an embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line I-I ', II-II', and III-III 'of FIG. 15.
  • 17 is a schematic diagram of a light emitting device according to an embodiment.
  • FIGS. 18 and 19 are cross-sectional views illustrating process steps of a method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment.
  • An element or layer being referred to as the "on" of another element or layer includes all cases in which another layer or other element is interposed immediately above or in between.
  • the same reference numerals refer to the same components throughout the specification.
  • first direction D1, the second direction D2, and the third direction D3 are defined.
  • the first direction D1 and the second direction D2 are located on one plane and are orthogonal to each other, and the third direction D3 is perpendicular to the first direction D1 and the second direction D2, respectively.
  • the inkjet printing apparatus 1000 includes a print head unit 800 positioned at a distance from the stage 710 and the upper portion of the stage 710 (third direction D3) It includes.
  • the inkjet printing apparatus 1000 may further include a base frame 610, an electric field forming member, a substrate mounting member 730, and a head support 620.
  • the stage 710 provides a space in which the target substrate SUB is disposed.
  • the stage 710 may be disposed on the base frame 610.
  • the electric field generating member is disposed on the stage 710.
  • the electric field generating member is disposed on the rear surface of the target substrate SUB, and serves to generate an electric field in an upper portion (third direction D3), that is, a space in which a printing process is performed.
  • an antenna unit 720 is illustrated as an example of an electric field generating member.
  • the electric field generating member is not limited to the antenna unit 720, and various members capable of generating a plurality of electrodes or other electric fields are applicable.
  • the antenna unit 720 may include a base substrate 721, an antenna pattern 722 disposed on the base substrate 721 and an insulating layer 723 disposed on the antenna pattern 722.
  • the base substrate 721 may be a printed circuit board or a flexible circuit board, or may be an insulating substrate such as polyimide.
  • the antenna pattern 722 generates an electric field. Specifically, when electric power is supplied to the antenna pattern 722, an electric field is generated, and a vertical electric field having an equipotential surface in the horizontal direction may be generated while generating electromagnetic waves. The electric field thus generated can control the orientation direction of the dipole 31 included in the ink 30. Detailed description thereof will be described later.
  • the planar shape of the antenna pattern 722 is generally spread evenly on a plane as shown in FIG. 3, which is advantageous for generating a uniform electric field.
  • the antenna pattern 722 preferably has a size and shape to cover the entire target substrate SUB so as to generate an electric field on the entire target substrate SUB.
  • the rectangular shape of the target substrate (SUB) may have different characteristics compared to other areas of the corner portion.
  • the antenna pattern (so that the electric field of the corner portion of the target substrate (SUB) is the same or greater than the other regions) 722) can be designed. For example, by forming the antenna pattern 722 in a shape corresponding to the corner portion of the target substrate SUB, or by increasing the density of the antenna pattern 722 in the corner portion, the intensity of the electric field in the corresponding area is not reduced. Can be adjusted.
  • the planar shape of the antenna pattern 722 may be a closed loop shape, a plurality of closed loop shapes, an open loop shape, a rectangular shape, a polygonal shape, a circular shape, a spiral shape wound around a center portion, a coil shape, and the like. It can be applied, and is not limited to the above examples.
  • the antenna pattern 722 may be formed of a conductive material such as silver (Ag) or copper (Cu).
  • the cover layer 723 covers the antenna pattern 722.
  • the cover layer 723 may include an inorganic insulating layer such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or an organic insulating material. At least one of the base substrate 721 and the cover layer 723 may further include a magnetic material, but is not limited thereto.
  • a substrate mounting member 730 may be disposed on the antenna unit 720.
  • the substrate mounting member 730 may cover the electric field generating member.
  • the target substrate SUB may be seated on the substrate mounting member 730 to advance the printing process.
  • a substrate aligner 740 may be installed on the substrate mounting member 730 to align the target substrate SUB.
  • the substrate mounting member 730 may be made of quartz or ceramic material, and may be provided in the form of an electrostatic chuck, but is not limited thereto.
  • the edge portion of the substrate mounting member 730 may be in contact with the stage 710, and accordingly, the electric field generating member may be surrounded by the substrate mounting member 730 and the stage 710.
  • the substrate mounting member 730 may be fabricated integrally with the stage 710.
  • the stage unit 700 includes an antenna unit 720 and / or a substrate mounting member 730 in addition to the stage 710. It may further include. In this case, it may be understood that the antenna unit 720 is built in the stage unit 700.
  • the overall planar shape of the stage unit 700 may follow the planar shape of the target substrate SUB.
  • the overall shape of the stage unit 700 is rectangular, and when the target substrate SUB is circular, the overall shape of the stage unit 700 may be circular.
  • a rectangular stage unit 700 in which a long side is disposed in a first direction D1 and a short side is disposed in a second direction D2 is illustrated.
  • the print head unit 800 serves to print the ink 30 on the target substrate SUB.
  • the inkjet printing apparatus 1000 may further include an ink 30 providing unit such as an ink cartridge, and the ink 30 supplied from the ink 30 providing unit may be a target substrate SUB through the print head unit 800. It can be injected (discharge) to the side.
  • the ink 30 may be provided in a solution state.
  • the ink 30 may include, for example, a solvent ('32' in FIG. 4A) and a plurality of dipoles ('31' in FIG. 4A) included in the solvent 32.
  • the solvent 32 may be acetone, water, alcohol, toluene, or the like.
  • the solvent 32 may be a material that is vaporized or volatilized by normal temperature or heat.
  • the plurality of dipoles 31 may be dispersed in the solvent 32.
  • the dipole 31 may be a solid material finally remaining on the target substrate SUB after the solvent 32 is removed.
  • the dipole 31 may be an object whose one end has a first polarity and the other end has a second polarity different from the first polarity.
  • one end of the dipole 31 has a positive polarity, and the other end of the dipole 31 can have a negative polarity.
  • the orientation direction may be controlled by receiving electric forces (human and repulsive forces).
  • the dipole 31 may have a shape extending in one direction.
  • the dipole 31 may have a shape of a nano rod, nano wire, or nano tube.
  • one end is doped with a first conductivity type (eg, p-type) impurity, and the other end is a second conductivity type (eg, n-type) impurity
  • a semiconductor nanorod doped with may be applied.
  • the print head unit 800 is disposed on the substrate mounting member 730.
  • the print head unit 800 may be mounted on the head support 620 and spaced a predetermined distance from the substrate mounting member 730.
  • the head support 620 may include a horizontal support 621 extending in a horizontal direction and a vertical support 622 connected to the horizontal support 621 and extending in a third direction D3 which is a vertical direction.
  • the extending direction of the horizontal support 621 may be the same as the first direction D1 that is the long side direction of the stage unit 700.
  • the end of vertical support 622 may rest on base frame 610.
  • the print head unit 800 may be mounted on the horizontal support 621 of the head support 620.
  • the separation distance between the print head unit 800 and the substrate mounting member 730 may be adjusted by the height of the head support 620.
  • the distance between the print head unit 800 and the substrate mounting member 730 is a certain distance between the print head unit 800 and the target substrate SUB when the target substrate SUB is disposed on the substrate mounting member 730. It can be adjusted within a range in which the process space can be secured.
  • the print head unit 800 may include a print head 810 and a plurality of nozzles 820 positioned on the bottom surface of the print head 810.
  • the print head 810 may have a shape extending along one direction.
  • the extending direction of the print head 810 may be the same as the extending direction of the horizontal support 621 of the head support 620. That is, the extending direction of the print head 810 may be a first direction D1 that is a long side direction of the stage unit 700.
  • the print head 810 may include an inner tube 811 formed along an extension direction.
  • the plurality of nozzles 820 may be arranged along the extending direction of the print head 810.
  • the plurality of nozzles 820 may be arranged in one row or multiple rows. In one embodiment, the number of nozzles 820 included in one print head unit 800 may be 128 to 1800, but is not limited thereto.
  • Each nozzle 820 may be connected to the inner tube 811 of the print head 810.
  • the ink 30 is supplied to the inner tube 811 of the print head 810, and the supplied ink 30 may flow along the inner tube 811 and be ejected through each nozzle 820.
  • the ink 30 ejected through the nozzle 820 may be supplied to the upper surface of the target substrate SUB.
  • the injection amount of the ink 30 through the nozzle 820 may be adjusted according to the voltage applied to the individual nozzle 820. In one embodiment, the discharge amount of each nozzle 820 may be 1 to 50 pl (picoliter), but is not limited thereto.
  • one print head unit 800 is illustrated, but is not limited thereto.
  • the same number of print head units 800 as the type of the inks 30 may be disposed.
  • the inkjet printing apparatus 1000 may further include a moving unit that moves the print head unit 800 and / or the stage unit 700.
  • the print head moving unit for moving the print head unit 800 may include a first horizontal moving unit 631, a second horizontal moving unit 633, and a vertical moving unit 632.
  • the first horizontal moving portion 631 moves the print head unit 800 in the first direction D1 on the horizontal support portion 621
  • the second horizontal moving portion 633 moves the vertical support portion 622 in the second direction.
  • the print head unit 800 mounted on the head support 620 may be moved in the second direction D2.
  • Ink is applied to the entire area of the target substrate SUB even with the print head unit 800 having a smaller area than the target substrate SUB through horizontal movement by the first horizontal moving part 631 and the second horizontal moving part 633. 30) can be sprayed.
  • the first horizontal moving part 631 may be installed on the horizontal support part 621, and the second horizontal moving part 633 may be installed on the base frame 610.
  • the vertical moving part 632 may adjust the distance between the print head unit 800 and the target substrate SUB by elevating the position of the print head unit 800 on the horizontal support 621 in the vertical direction.
  • the stage moving unit 635 that moves the stage unit 700 may move the stage unit 700 in the second direction D2.
  • the stage moving part 635 may be installed on the base frame 610.
  • the second horizontal moving part 633 of the print head 810 moving part may be omitted. That is, the print head unit 800 may reciprocate in the first direction D1, and the stage unit 700 may move in the second direction D2 to perform a printing process on all areas of the target substrate SUB. have.
  • the inkjet printing apparatus 1000 may further include probe devices 910 and 920.
  • the probe devices 910 and 920 may include probe units 911 and 921 and probe driving devices 912 and 922.
  • the probe driving devices 912 and 922 serve to move the probe units 911 and 921, and may include, but are not limited to, a driving cylinder or a driving motor.
  • the probe units 911 and 921 and the probe driving devices 912 and 922 may be disposed on at least one side of the stage unit 700 (or target substrate SUB). For example, one probe unit and a probe driving device driving the same may be disposed adjacent to one side of the stage unit 700. However, the present invention is not limited thereto, and a plurality of probe units and a probe driving device may be arranged. In the drawing, a case where two probe units 911 and 921 and probe driving devices 912 and 922 are disposed is illustrated.
  • the probe device includes a first probe unit 911 disposed adjacent to the outside of the first short side of the stage unit 700 and a second short side of the first probe driving device 912 and the stage unit 700.
  • a second probe unit 921 and a second probe driving device 922 disposed adjacent to the outside may be included.
  • the first and second probe units 911 and 921 extend in the second direction D2, respectively, and may include a plurality of probes.
  • the lengths of the first and second probe units 911 and 921 in the extending direction may cover the entire target substrate SUB.
  • Each probe of the first and second probe units 911 and 921 may contact the electrode pad of the target substrate SUB and provide a predetermined voltage, for example, an alternating voltage.
  • the application of the voltages by the first and second probe units 911 and 921 may be performed simultaneously or sequentially.
  • the first and second probe driving devices 912 and 922 are disposed outside the first and second probe units 911 and 921, and the first and second probe units 911 and 921 are first in the horizontal direction. It can be moved in the direction D1 and the third direction D3 which is a vertical direction.
  • the first and second probe units 911 and 921 may be disposed on the stage moving unit 635, respectively, but are not limited thereto, or disposed on the base frame 610, or separately. It can also be arranged as a device
  • FIGS. 4A and 4B are partial cross-sectional views illustrating orientation directions of dipoles in ink according to an operation of an antenna unit in an inkjet print apparatus according to an embodiment.
  • the illustration of the specific cross-sectional structure of the stage unit 700 excluding the antenna pattern 722 is omitted in FIGS. 4A and 4B.
  • the dipole 31 inside the ink 30 has a random orientation direction when no external force is applied. As shown in FIG. 4A, when power is not applied to the antenna pattern 722 of the antenna unit 720 and an electric field is not generated, the dipole 31 is ejected from the print head 810 to the target substrate SUB. ) The orientation direction is not aligned in a specific direction.
  • the orientation direction may be aligned to some extent in a constant direction, but on the target substrate SUB
  • the orientation direction is random in the sprayed state, there is a difference in the degree to which the orientation direction is changed for each dipole 31, and thus misalignment may occur or alignment may take a long time.
  • the ink 30 when power is applied to the antenna pattern 722 of the antenna unit 720 to generate an electric field on the target substrate SUB, the ink 30 is the nozzle 820 of the print head 810 ) Until it is injected onto the target substrate SUB, the electric field may be affected.
  • the orientation direction is directed to the electric field direction by receiving electric force.
  • the electric field by the antenna pattern 722 is a vertical electric field having an equipotential line (IEL) in the horizontal direction
  • IEL equipotential line
  • the degree of change in the orientation direction is similar to that of the dipoles 31 having a random orientation, thereby improving the alignment accuracy of the dipoles 31 and Rapid alignment can be achieved.
  • the degree of alignment of the dipoles 31 in the ink 30 in a state sprayed on the substrate before the landing process may be substantially proportional to the time exposed to the electric field and the size of the electric field.
  • the effective time when the dipole 31 is exposed to the electric field may be calculated by the following equation.
  • H distance denotes the separation distance between the print head and the target substrate
  • V drop and jet denote the ejection speed of ink droplets, respectively.
  • the separation distance between the print head 810 and the target substrate SUB is 0.3 mm to 1 mm, and the injection speed of the ink 30 droplets may be 5 m / s to 10 m / s.
  • the effective time when the dipole 31 is exposed to the electric field may be 60 to 200 us. As described above, when the effective time for the dipole 31 to be exposed to the electric field is determined, it is possible to secure the desired alignment orientation of the dipole 31 by adjusting the size of the electric field, which is another variable related to alignment alignment.
  • FIG. 5 is a partial plan view of an inkjet printing apparatus according to another embodiment.
  • the plane arrangement of the stage and the antenna unit is illustrated, and illustration of other members is omitted for convenience of description.
  • 6 is a partial cross-sectional view showing an orientation direction of a dipole in ink according to the operation of the antenna unit in the inkjet printing apparatus of FIG. 5.
  • the antenna unit 750 is disposed on the side portion (or the side portion of the stage unit 701 or the print head 810) of the target substrate SUB. It differs from the embodiment of FIGS. 1 to 3 in that respect.
  • the antenna unit 750 may be disposed outside one short side of the stage unit 701, for example.
  • the antenna unit 750 may be disposed to cover at least one entire side of the target substrate SUB.
  • the antenna unit 750 may have a bar shape extending in the second direction D2.
  • an electric field may be generated in the lateral direction toward the target substrate SUB while generating electromagnetic waves. That is, a horizontal electric field having an equipotential line IEL in the vertical direction may be generated between the print head 810 and the target substrate SUB. Accordingly, when the ink 30 is ejected from the print head 810, the dipole 31 included in the ink 30 is influenced by the horizontal electric field, so that the orientation direction may be generally directed to the horizontal direction.
  • the landing process is performed on the dipoles 31 aligned in a specific direction as described above, alignment accuracy of the dipoles 31 that have been landed is improved as described above. Furthermore, when the landing process is to orient the dipoles 31 in the horizontal direction, alignment accuracy and speed can be further improved because they are generally aligned in a similar orientation direction before the landing process.
  • the number and arrangement of the antenna units 750 generating a horizontal electric field is not limited to that illustrated in FIG. 5 and can be variously modified. 7A to 7E are referred to for a detailed description.
  • FIG. 7A to 7E are partial plan views of an inkjet print apparatus according to various embodiments.
  • FIG. 7A illustrates the case where the antenna unit 750 is disposed outside one long side of the stage unit 701.
  • 7B illustrates a case in which two antenna units 750 are disposed outside one long side and one short side of the stage unit 701, respectively.
  • 7C illustrates a case in which two antenna units 750 are disposed outside the opposite sides (short sides in the drawing) of the stage unit 701.
  • FIG. 7D shows a case where three antenna units 750 are disposed outside three sides of the stage unit 701.
  • FIG. 7E shows four antenna units 750 disposed outside the four sides of the stage unit 701, respectively. Illustrate the case.
  • the electric field of a specific region may be represented by a vector sum of electric fields generated from the plurality of antenna units 750, respectively.
  • FIG. 8 is a partial plan view of an inkjet printing apparatus according to another embodiment.
  • 9 is a partial cross-sectional view showing an orientation direction of a dipole in ink according to the operation of the antenna unit in the inkjet printing apparatus of FIG. 8.
  • the inkjet printing apparatus is previously included in that it includes both a first antenna unit 720 generating a vertical electric field and a second antenna unit 750 generating a horizontal electric field.
  • this embodiment is substantially the same as adding an antenna unit 750 that generates a horizontal electric field as shown in FIG. 5 to the inkjet print apparatus according to the embodiments of FIGS. 1 to 3.
  • the space between the print head 810 and the target substrate SUB is both the vertical electric field of the first antenna unit 720 and the horizontal electric field of the second antenna unit 750 acting on the vector sum of these. Accordingly, an electric field may be formed. Accordingly, the dipoles 31 in the ink 30 sprayed on the target substrate SUB may be aligned in a direction in which the orientation direction is generally inclined between the vertical direction and the horizontal direction.
  • the landing process is performed on the dipoles 31 aligned in a specific direction as described above, since the degree of change in the orientation direction is similar to that of the dipoles 31 having a random orientation direction, the alignment accuracy of the dipoles 31 is improved. Improved and rapid alignment can be achieved.
  • the inkjet printing device has been described as an example of the coating device, but it may be applied to various devices for applying a liquid solution, such as an inkjet injection device, a slot-die coating device, a slot-die printing device, etc. that share the technical idea. .
  • FIG. 10 is a flowchart of a dipole alignment method according to an embodiment.
  • 11 to 14 are cross-sectional views of process steps of a dipole alignment method according to an embodiment.
  • the dipole alignment method comprises the steps of setting an inkjet printing apparatus (S1), jetting ink containing a dipole in a state in which an electric field is applied to the target substrate (S2), and And landing a dipole on the target substrate (S3).
  • the step S1 of setting the inkjet printing apparatus is a step of tuning the inkjet printing apparatus 1000 according to a target process. For precise tuning, an inkjet print test process may be performed on the inspection substrate and the set value of the inkjet print apparatus 1000 may be adjusted according to the result.
  • the inspection substrate may have the same structure as the target substrate (SUB), but a bare substrate such as a glass substrate may be used.
  • the top surface of the inspection substrate is water-repellent.
  • the water repellent treatment may be performed by fluorine coating or plasma surface treatment.
  • the ink 30 including the dipole 31 is coated on the upper surface of the inspection substrate using the inkjet printing apparatus 1000, and the amount of droplets for each nozzle 820 is measured. Measurement of the amount of droplets per nozzle 820 may be performed by checking the size of the droplet at the moment of injection using the camera and the size of the droplet applied to the substrate. If the measured droplet amount is different from the reference droplet amount, the voltage for each nozzle 820 is adjusted to adjust the reference droplet amount to be injected. This inspection method can be repeated several times until each nozzle 820 sprays the correct amount of droplets.
  • the step (S1) of setting the inkjet printing apparatus described above may be omitted.
  • the ink 30 including the dipole 31 is ejected on the target substrate SUB (S2).
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 are formed on the target substrate SUB, and the ink 30 is sprayed thereon.
  • the electric field in the vertical direction is generated using the antenna unit 720 as described above, while the ink 30 passes through the region where the electric field is generated, the orientation direction of the dipole 31 in the solvent 32 is generally vertical.
  • ink 30 is sprayed on a pair of electrodes, a larger number of electrode pairs are formed on the target substrate SUB, and a plurality of nozzles 820 of the print head unit 800 ), The ink 30 may be sprayed to each electrode pair in the same manner.
  • a step of landing the dipole 31 on the target substrate SUB is performed. Landing of the dipole 31 may be performed by a dielectric phoresis method. Specifically, as illustrated in FIG. 12, an AC voltage is applied to the first electrode 21 and the second electrode 22. The applied AC voltage may have a voltage of ⁇ (10 ⁇ 50) V and a frequency of 10kHz to 1MHz.
  • the alternating voltage can be applied using the probe device shown in FIG. 1.
  • the probe device may further include a function generator and an amplifier for generating an appropriate AC voltage. That is, the function generator may generate a signal reflecting a desired alternating current waveform and frequency, and amplify it to an appropriate voltage in an amplifier to provide a corresponding alternating voltage to each probe of the probe unit.
  • Each of the first electrode 21 and the second electrode 22 is connected to an electrode pad provided on at least one side of the target substrate SUB, and an AC voltage may be applied to the electrode pad through a probe unit of a probe device.
  • the probe device includes the first probe unit 911 and the second probe unit 921
  • electrode pads of the first electrode 21 and the second electrode 22 are also provided on both sides of the target substrate SUB. You can.
  • the electrode pad of one side may be applied with the AC voltage by the first probe unit 911 and the electrode pad of the other side by the second probe unit 921.
  • the first probe unit 911 and the second probe unit 921 may simultaneously apply the AC voltage, and the first probe unit 911 and the second probe unit 921 sequentially apply the AC voltage. You may.
  • the dipole 31 subjected to the dielectrophoretic force may be landed such that both ends thereof contact the first electrode 21 and the second electrode 22 as shown in FIG. 13 as the orientation direction and position are gradually changed.
  • the dielectrophoretic force acts, since the orientation directions of the dipoles 31 are generally aligned in a specific direction, the movement due to the dielectrophoretic force may be substantially similar. Accordingly, the alignment accuracy of the landed dipoles 31 can be increased.
  • the solvent 32 of the ink 30 may be removed by volatilization or vaporization.
  • the flow between the dipole 31 and each electrode is prevented, and the mutual bonding force may increase.
  • the dipole 31 can be accurately aligned between the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • the method of aligning the inkjet printing apparatus 1000 and the dipole 31 as described above may be used to manufacture a display device including a light emitting device which is a kind of the dipole 31. It will be described in detail below.
  • 15 is a plan view of a display device manufactured by a method according to an embodiment.
  • the display device 10 may include a plurality of pixels PX: PX1, PX2, and PX3.
  • the plurality of pixels PX may emit light of a specific wavelength band to the outside of the display device 10.
  • the plurality of pixels PX may be arranged in a matrix direction. In FIG. 15, three pixels PX1, PX2, and PX3 that emit different colors are exemplarily illustrated.
  • the first pixel PX1 may display red color
  • the second pixel PX2 may display green color
  • the third pixel PX3 may display blue color.
  • Each pixel PX may be alternately arranged along rows and columns.
  • Each pixel PX includes one or more light emitting devices 300.
  • Each pixel PX displaying different colors may include a light emitting device 300 emitting different colors.
  • the first pixel PX1 is a light emitting device 300 that emits red light
  • the second pixel PX2 is a light emitting device 300 that emits green light
  • the third pixel PX3 is Each of the light emitting elements 300 may emit blue light.
  • pixels having different colors include a light emitting device 300 that emits the same color (for example, blue), and a wavelength conversion layer or a color filter is disposed on the light emission path. The color of each pixel can also be implemented.
  • Each light emitting device 300 may include a semiconductor whose one end is doped with a p-type (or n-type), and the other end is doped with an n-type (or p-type) having the opposite conductivity type. That is, the light emitting device 300 may be a type of dipole.
  • the display device 10 includes a plurality of electrodes 210 and 220. At least a portion of each of the electrodes 210 and 220 is disposed in each pixel PX, and is electrically connected to the light emitting device 300, and an electric signal may be applied to the light emitting device 300 to emit a specific color.
  • each of the electrodes 210 and 220 may be used to form an electric field in the pixel PX to align the light emitting device 300.
  • a dielectric spectroscopy method may be used.
  • the first electrode 210 and the second electrode ( 220) can generate an electric field between.
  • the plurality of electrodes 210 and 220 may include a first electrode 210 and a second electrode 220.
  • the first electrode 210 is a pixel electrode separated for each pixel PX
  • the second electrode 220 may be a common electrode commonly connected along a plurality of pixels PX.
  • One of the first electrode 210 and the second electrode 220 may be an anode electrode of the light emitting device 300, and the other may be a cathode electrode of the light emitting device 300.
  • the present invention is not limited thereto, and may be the opposite.
  • the first electrode 210 and the second electrode 220 respectively extend in the first direction D1 and are disposed in the first direction D1 in the electrode stem parts 210S and 220S and the electrode stem parts 210S and 220S. It may include at least one electrode branch portion 210B and 220B extending and branching in the second direction D2 which is a direction intersecting with.
  • the first electrode 210 is branched from the first electrode stem portion 210S and the first electrode stem portion 210S, which are disposed to extend in the first direction D1, but extend in the second direction D2. It may include at least one first electrode branch portion 210B. Although not illustrated, one end of the first electrode stem portion 210S is connected to the electrode pad, and the other end is extended in the first direction D1, and the electrical connection can be separated between each pixel PX. . AC power may be applied to the electrode pad by contacting a probe of the above-described probe device.
  • the first electrode stem portion 210S of any one pixel may substantially lie on the same straight line as the first electrode stem portion 210S of neighboring pixels belonging to the same row (eg, adjacent in the first direction D1). You can. In other words, the first electrode stem portion 210S of one pixel is terminated with both ends spaced between each pixel PX, but the first electrode stem portion 210S of the neighboring pixel is the first electrode row of the one pixel. It may be aligned with the extension line of the base 210S.
  • the arrangement of the first electrode stem portion 210S may be formed as one connected stem electrode in the manufacturing process, and may be formed by cutting through a laser or the like after performing the alignment process of the light emitting device 300. Accordingly, the first electrode stem portion 210S disposed in each pixel PX may apply different electric signals to each first electrode branch portion 210B, and a plurality of electrodes disposed in each pixel PX. Each of the first electrode branch portions 210B may be driven separately.
  • the first electrode branch portion 210B is branched from at least a portion of the first electrode stem portion 210S and is disposed to extend in the second direction D2, and is disposed to face the first electrode stem portion 210S. 2 may be terminated while being spaced apart from the electrode stem portion 220S. That is, one end of the first electrode branch part 210B may be connected to the first electrode stem part 210S, and the other end may be disposed in the pixel PX while being spaced apart from the second electrode stem part 220S. have. Since the first electrode branch portion 210B is connected to the first electrode stem portion 210S that is electrically separated for each pixel PX, different electric signals may be applied to each pixel PX.
  • first electrode branch portions 210B may be disposed in each pixel PX.
  • the two first electrode branch portions 210B are disposed, and the second electrode branch portion 220B is disposed therebetween, but is not limited thereto, and a larger number of first electrode branch portions 210B may be disposed.
  • the first electrode branch portions 210B are alternately spaced apart from the plurality of second electrode branch portions 220B, and a plurality of light emitting elements 300 may be disposed therebetween.
  • the second electrode branch portion 220B is disposed between the first electrode branch portions 210B, so that each pixel PX may have a symmetrical structure based on the second electrode branch portion 220B. have. However, it is not limited thereto.
  • the second electrode 220 is branched from the second electrode stem portion 220S and the second electrode stem portion 220S extending in the first direction D1 and spaced apart from the first electrode stem portion 210S to face each other. However, it may include at least one second electrode branch portion 220B extending in the second direction D2 and spaced apart from the first electrode branch portion 210B to face each other. Like the first electrode stem portion 210S, the second electrode stem portion 220S may have one end connected to the electrode pad. The other end of the second electrode stem portion 220S may extend in a plurality of pixels PX adjacent in the first direction D1. That is, the second electrode stem portion 220S may be electrically connected between each pixel PX. Accordingly, any one pixel second electrode stem portion 220S is connected to one end of the second electrode stem portion 220S of a neighboring pixel between both ends of each pixel PX and is identical to each pixel PX. Electrical signals can be applied.
  • the second electrode branch portion 220B is branched from at least a portion of the second electrode stem portion 220S, and is disposed to extend in the second direction D2, but terminates in a state spaced apart from the first electrode stem portion 210S. Can be. That is, one end of the second electrode branch part 220B may be connected to the second electrode stem part 220S, and the other end may be disposed in the pixel PX while being spaced apart from the first electrode stem part 210S. have. Since the second electrode branch portion 220B is connected to the second electrode stem portion 220S that is electrically connected to each pixel PX, the same electric signal can be applied to each pixel PX.
  • the second electrode branch portion 220B may be disposed to be spaced apart from the first electrode branch portion 210B to face each other.
  • the first electrode stem part 210S and the second electrode stem part 220S are spaced apart from each other in the opposite direction based on the center of each pixel PX
  • the first electrode stem part 210B and the second The extending direction of the electrode branch portion 220B may be reversed.
  • the first electrode branch portion 210B extends in one direction in the second direction D2
  • the second electrode branch portion 220B extends in the other direction in the second direction D2
  • each branch portion One end may be disposed opposite to each other based on the center of the pixel PX.
  • first electrode stem portion 210S and the second electrode stem portion 220S may be disposed to be spaced apart from each other in the same direction based on the center of the pixel PX.
  • first electrode branch portions 210B and the second electrode branch portions 220B branched from the electrode stem portions 210S and 220S may extend in the same direction.
  • one second electrode branch portion 220B is disposed in each pixel PX, but is not limited thereto, and a larger number of second electrode branch portions 220B may be disposed.
  • a plurality of light emitting devices 300 may be arranged between the first electrode branch portion 210B and the second electrode branch portion 220B. Specifically, at least a portion of the plurality of light emitting devices 300 may have one end electrically connected to the first electrode branch portion 210B and the other end electrically connected to the second electrode branch portion 220B.
  • the light emitting device 300 is aligned by the dipole alignment method described above and may have excellent alignment accuracy.
  • the plurality of light emitting devices 300 are spaced apart in the second direction D2 and may be substantially parallel to each other.
  • the spacing between the light emitting elements 300 is not particularly limited.
  • a plurality of light-emitting elements 300 are arranged adjacently to form a group, and the other plurality of light-emitting elements 300 may be grouped to be spaced apart at regular intervals, and have uneven density, but in one direction. It may be oriented and aligned.
  • a contact electrode 260 may be disposed on the first electrode branch portion 210B and the second electrode branch portion 220B, respectively.
  • the plurality of contact electrodes 260 may be disposed to extend in the second direction D2, but may be spaced apart from each other in the first direction D1.
  • the contact electrode 260 is disposed on the first electrode branch portion 210B and is disposed on the first contact electrode 261 and the second electrode branch portion 220B in contact with one end of the light emitting element 300 and emits light.
  • the second contact electrode 262 may be in contact with the other end of the device 300.
  • the first electrode stem portion 210S and the second electrode stem portion 220S may be described later through the first electrode contact hole (CNTD) and the second electrode contact hole (CNTS) thin film transistor 120 or power wiring ( 161).
  • 15 illustrates that the contact holes on the first electrode stem portion 210S and the second electrode stem portion 220S are arranged for each pixel PX, but are not limited thereto.
  • the second electrode stem portion 220S may be thinly connected through one contact hole in some embodiments because it may be extended and electrically connected to an adjacent pixel PX. It can be electrically connected to the transistor.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line I-I ', II-II', and III-III 'of FIG. 15.
  • the display device 10 includes a substrate 110, at least one thin film transistor 120, 140 disposed on the substrate 110, and an upper portion of the thin film transistors 120, 140.
  • the electrodes 210 and 220 and the light emitting device 300 may be included.
  • the thin film transistor may include a first thin film transistor 120 that is a driving transistor that transmits a driving signal to the first electrode 210.
  • the thin film transistor may further include a second thin film transistor 140.
  • the second thin film transistor 140 may be a switching transistor that transmits a data signal, but is not limited thereto.
  • Each of the thin film transistors 120 and 140 may include an active layer, a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode.
  • the first electrode 210 may be electrically connected to the drain electrode of the first thin film transistor 120.
  • the substrate 110 may be an insulating substrate.
  • the substrate 110 may be made of an insulating material such as glass, quartz, or polymer resin.
  • the polymer material include polyethersulphone (PES), polyacrylate (PA), polyarylate (PAR), polyetherimide (PEI), and polyethylene napthalate (PEN) ), Polyethylene terepthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyallylate, polyimide (PI), polycarbonate (PC), cellulose triacetate ( cellulose triacetate (CAT), cellulose acetate propionate (CAP), or combinations thereof.
  • the substrate 110 may be a rigid substrate, but may also be a flexible substrate capable of bending, folding, rolling, and the like.
  • the buffer layer 115 may be disposed on the substrate 110.
  • the buffer layer 115 may prevent the diffusion of impurity ions, prevent penetration of moisture or outside air, and may perform a surface planarization function.
  • the buffer layer 115 may include silicon nitride, silicon oxide, or silicon oxynitride.
  • a semiconductor layer is disposed on the buffer layer 115.
  • the semiconductor layer may include a first active layer 126 of the first thin film transistor 120, a second active layer 146 of the second thin film transistor 140, and an auxiliary layer 163.
  • the semiconductor layer may include polycrystalline silicon, monocrystalline silicon, and oxide semiconductor.
  • the first gate insulating layer 170 is disposed on the semiconductor layer.
  • the first gate insulating layer 170 covers the semiconductor layer.
  • the first gate insulating layer 170 may function as a gate insulating layer of the thin film transistor.
  • the first gate insulating layer 170 may include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, tantalum oxide, hafnium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, and the like. These may be used alone or in combination with each other.
  • the first conductive layer is disposed on the first gate insulating layer 170.
  • the first conductive layer includes the first gate electrode 121 and the second thin film transistor 140 disposed on the first active layer 126 of the first thin film transistor 120 with the first gate insulating layer 170 interposed therebetween.
  • the second gate electrode 141 disposed on the second active layer 146 and the power wiring 161 disposed on the auxiliary layer 163 may be included.
  • the first conductive layer is molybdenum (Mo), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), silver (Ag), magnesium (Mg), gold (Au), nickel (Ni), neodymium (Nd), It may include one or more metals selected from iridium (Ir), chromium (Cr), calcium (Ca), titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), and copper (Cu).
  • the first conductive layer may be a single film or a multilayer film.
  • the second gate insulating layer 180 is disposed on the first conductive layer.
  • the second gate insulating layer 180 may be an interlayer insulating layer.
  • the second gate insulating layer 180 may be made of an inorganic insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, hafnium oxide, aluminum oxide, titanium oxide, tantalum oxide, and zinc oxide.
  • the second conductive layer is disposed on the second gate insulating layer 180.
  • the second conductive layer includes a capacitor electrode 128 disposed on the first gate electrode 121 with the second gate insulating layer interposed therebetween.
  • the capacitor electrode 128 may form a storage capacitor with the first gate electrode 121.
  • the second conductive layer is the same as the first conductive layer described above, molybdenum (Mo), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), silver (Ag), magnesium (Mg), gold (Au), nickel Contains one or more metals selected from (Ni), neodymium (Nd), iridium (Ir), chromium (Cr), calcium (Ca), titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), copper (Cu) can do.
  • the interlayer insulating layer 190 is disposed on the second conductive layer.
  • the interlayer insulating layer 190 may be an interlayer insulating film. Furthermore, the interlayer insulating layer 190 may perform a surface planarization function.
  • the interlayer insulating layer 190 is made of acrylic resin, epoxy resin, phenolic resin, polyamides resin, polyimides rein, and unsaturated polyester. It may include an organic insulating material such as an unsaturated polyesters resin, poly phenylenethers resin, polyphenylenesulfides resin or benzocyclobutene (BCB).
  • the third conductive layer is disposed on the interlayer insulating layer 190.
  • the third conductive layer includes a first drain electrode 123 and a first source electrode 124 of the first thin film transistor 120, a second drain electrode 143 and a second source electrode of the second thin film transistor 140 ( 144), and a power electrode 162 disposed on the power wiring 161.
  • the first source electrode 124 and the first drain electrode 123 are respectively the first active layer 126 through the first contact hole 129 passing through the interlayer insulating layer 190 and the second gate insulating layer 180. It can be electrically connected to.
  • the second source electrode 144 and the second drain electrode 143 each have a second active layer 146 through a second contact hole 149 penetrating the interlayer insulating layer 190 and the second gate insulating layer 180. It can be electrically connected to.
  • the power electrode 162 may be electrically connected to the power wiring 161 through a third contact hole 169 passing through the interlayer insulating layer 190 and the second gate insulating layer 180.
  • the third conductive layer is aluminum (Al), molybdenum (Mo), platinum (Pt), palladium (Pd), silver (Ag), magnesium (Mg), gold (Au), nickel (Ni), neodymium (Nd), It may include one or more metals selected from iridium (Ir), chromium (Cr), calcium (Ca), titanium (Ti), tantalum (Ta), tungsten (W), and copper (Cu).
  • the third conductive layer may be a single film or a multilayer film.
  • the third conductive layer may be formed of a stacked structure such as Ti / Al / Ti, Mo / Al / Mo, Mo / AlGe / Mo, Ti / Cu.
  • the via layer 200 is disposed on the third conductive layer.
  • the via layer 200 is made of an acrylic resin, an epoxy resin, a phenolic resin, a polyamides resin, a polyimides resin, and an unsaturated polyester resin. (unsaturated polyesters resin), polyphenylene-based resin (poly phenylenethers resin), polyphenylene sulfide-based resin (polyphenylenesulfides resin) or benzocyclobutene (benzocyclobutene, BCB) may be made of an organic material.
  • the surface of the via layer 200 may be flat.
  • the via layer 200 may serve as a base layer on which the first electrode 210, the second electrode 220, and the light emitting device 300 are disposed.
  • a plurality of partition walls 410 and 420 may be disposed on the via layer 200.
  • the plurality of partition walls 410 and 420 are disposed to be spaced apart from each other in each pixel PX, and are spaced apart from each other, such as on the first partition wall 410 and the second partition wall 420, respectively.
  • the first electrode 210 and the second electrode 220 may be disposed.
  • three partition walls 410 and 420, specifically, two first partition walls 410 and one second partition wall 420 are disposed in one pixel PX, and each of the first electrodes ( 210) and the second electrode 220 are disposed.
  • the plurality of partition walls 410 and 420 may be formed of one material and formed in one process. In this case, the partition walls 410 and 420 may form a single lattice pattern.
  • the partition walls 410 and 420 may include polyimide (PI).
  • the plurality of partition walls 410 and 420 may have a structure protruding in the thickness direction based on the via layer 200.
  • the partition walls 410 and 420 may protrude upward with respect to a plane in which the light emitting device 300 is disposed, and at least a portion of the protruding portion may have a slope.
  • the reflective layers 211 and 221 may be disposed on the partition walls 410 and 420 of the structure protruding with a slope to reflect light.
  • the reflective layer may include a first reflective layer 211 and a second reflective layer 210.
  • the first reflective layer 211 covers the first partition wall 410, and a part of the first drain electrode 123 of the first thin film transistor 120 through the fourth contact hole 319_1 passing through the via layer 200 ).
  • the second reflective layer 221 covers the second partition wall 420, and a part of the second reflective layer 221 may be electrically connected to the power electrode 162 through a fifth contact hole 319_2 passing through the via layer 200.
  • the reflective layers 211 and 221 may include a material having a high reflectance to reflect light emitted from the light emitting device 300.
  • the reflective layers 211 and 221 may include materials such as silver (Ag) and copper (Cu), but are not limited thereto.
  • the first electrode layer 212 and the second electrode layer 222 may be disposed on the first reflective layer 211 and the second reflective layer 221, respectively.
  • the first electrode layer 212 is disposed directly on the first reflective layer 211.
  • the first electrode layer 212 may have a pattern substantially the same as the first reflective layer 211.
  • the second electrode layer 222 is disposed directly above the second reflective layer 221, and is spaced apart from the first electrode layer 212.
  • the second electrode layer 222 may have substantially the same pattern as the second reflective layer 221.
  • the electrode layers 212 and 222 may cover the lower reflective layers 211 and 221, respectively. That is, the electrode layers 212 and 222 may be formed to be larger than the reflective layers 211 and 221 to cover the end side surfaces of the reflective layers 211 and 221. However, it is not limited thereto.
  • the first electrode layer 212 and the second electrode layer 222 respectively describe electric signals transmitted to the first reflective layer 211 and the second reflective layer 221 connected to the first thin film transistor 120 or the power electrode 162, respectively.
  • the electrode layers 212 and 222 may include a transparent conductive material.
  • the electrode layers 212 and 222 may include materials such as Indium Tin Oxide (ITO), Indium Zinc Oxide (IZO), and Indium Tin-Zinc Oxide (ITZO), but are not limited thereto.
  • the reflective layers 211 and 221 and the electrode layers 212 and 222 may form a structure in which one or more transparent conductive layers such as ITO, IZO, ITZO, and metal layers such as silver and copper are stacked.
  • the reflective layers 211 and 221 and the electrode layers 212 and 222 may form a stacked structure of ITO / silver (Ag) / ITO.
  • the first reflective layer 211 and the first electrode layer 212 disposed on the first partition wall 410 form the first electrode 210.
  • the first electrode 210 may protrude to regions extending from both ends of the first partition wall 410, so that the first electrode 210 can contact the via layer 200 in the protruding region.
  • the second reflective layer 221 and the second electrode layer 222 disposed on the second partition wall 420 form the second electrode 220.
  • the second electrode 220 may protrude from both ends of the second partition wall 420 to regions extending, and thus the second electrode 220 may contact the via layer 200 in the protruding region. .
  • the first electrode 210 and the second electrode 220 may be disposed to cover the entire area of the first partition wall 410 and the second partition wall 420, respectively. However, as described above, the first electrode 210 and the second electrode 220 are spaced apart from each other and disposed to face each other.
  • a first insulating layer 510 may be disposed between each electrode, as described below, and a second insulating layer 520 and a light emitting device 300 may be disposed thereon.
  • the first reflective layer 211 may receive a driving voltage from the first thin film transistor 120
  • the second reflective layer 221 may receive a power voltage from the power wiring 161
  • the first electrode ( 210) and the second electrode 220 receives the driving voltage and the power voltage, respectively.
  • the first electrode 210 may be electrically connected to the first thin film transistor 120
  • the second electrode 220 may be electrically connected to the power wiring 161.
  • the first contact electrode 261 and the second contact electrode 262 disposed on the first electrode 210 and the second electrode 220 may receive the driving voltage and the power supply voltage.
  • the driving voltage and the power supply voltage are transmitted to the light emitting device 300, and a predetermined current flows through the light emitting device 300 to emit light.
  • the first insulating layer 510 partially covering them is disposed on the first electrode 210 and the second electrode 220.
  • the first insulating layer 510 is disposed to cover most of the top surfaces of the first electrode 210 and the second electrode 220, but may expose a portion of the first electrode 210 and the second electrode 220. .
  • the first insulating layer 510 may be disposed in a space where the first electrode 210 and the second electrode 220 are separated. Referring to FIG. 15, the first insulating layer 510 may be disposed to have an island-like or linear shape along a space between the first electrode branch portion 210B and the second electrode branch portion 220B on a plane. have.
  • the first insulating layer is spaced apart between the first electrode 210 (eg, the first electrode branch portion 210B) and the second electrode 220 (eg, the second electrode branch portion 220B). 510 is shown. However, as described above, since the first electrode 210 and the second electrode 220 may be plural, the first insulating layer 510 is different from one first electrode 210 and the second electrode 220 or It may be disposed between one second electrode 220 and the other first electrode 210.
  • the first insulating layer 510 may overlap some of the regions on the electrodes 210 and 220, for example, a portion of the regions where the first electrode 210 and the second electrode 220 protrude in opposite directions.
  • the first insulating layer 510 may also be disposed in a region where the inclined side surfaces and flat top surfaces of the partition walls 410 and 420 overlap each electrode 210 and 220.
  • the first insulating layer 510 may be disposed such that the first electrode 210 and the second electrode 220 partially cover them on opposite sides of each side facing each other. That is, the first insulating layer 510 may be disposed to expose only the center portions of the first electrode 210 and the second electrode 220.
  • the first insulating layer 510 may be disposed between the light emitting device 300 and the via layer 200.
  • the lower surface of the first insulating layer 510 may contact the via layer 200, and the light emitting device 300 may be disposed on the upper surface of the first insulating layer 510.
  • the first insulating layer 510 may be in contact with each electrode 210 and 220 on both sides to electrically insulate them.
  • the first insulating layer 510 may cover each end protruding in a direction in which the first electrode 210 and the second electrode 220 face each other.
  • the first insulating layer 510 may be in contact with the via layer 200 and a part of the lower surface, and each of the electrodes 210 and 220 may be in contact with a portion and a side surface of the lower surface. Accordingly, the first insulating layer 510 may protect regions overlapping with the respective electrodes 210 and 220, and electrically insulate them from each other.
  • the first conductive type semiconductor 310 and the second conductive type semiconductor 320 of the light emitting device 300 may be prevented from directly contacting other substrates, thereby preventing damage to the light emitting device 300.
  • the present invention is not limited thereto, and in some embodiments, only the region where the first insulating layer 510 overlaps the inclined side surfaces of the partition walls 410 and 420 among the regions on the first and second electrodes 210 and 220. It may be deployed.
  • the lower surface of the first insulating layer 510 ends on the inclined side surfaces of the partition walls 410 and 420, and each electrode 210 and 220 disposed on a part of the inclined side surfaces of the partition walls 410 and 420 May be exposed and contact the contact electrode 260.
  • the first insulating layer 510 may be disposed to expose both ends of the light emitting device 300. Accordingly, the contact electrode 260 may be in contact with the exposed upper surface of each of the electrodes 210 and 220 and both ends of the light emitting device 300, and the contact electrode 260 may be in contact with the first electrode 210.
  • the electrical signal applied to the second electrode 220 may be transmitted to the light emitting device 300.
  • One end of the light emitting device 300 may be electrically connected to the first electrode 210, and the other end may be electrically connected to the second electrode 220. Both ends of the light emitting device 300 may contact the first contact electrode 261 and the second contact electrode 262, respectively.
  • the light emitting device 300 may be a light emitting diode.
  • the light-emitting device 300 may be a nano structure whose size is generally nano-unit.
  • the light emitting device 300 may be an inorganic light emitting diode made of an inorganic material.
  • the light emitting device 300 is an inorganic light emitting diode, when a light emitting material having an inorganic crystal structure is disposed between two electrodes facing each other and an electric field is formed in a specific direction in the light emitting material, a specific polarity of the inorganic light emitting diode is formed. It can be aligned between the two electrodes.
  • the light emitting device 300 may have a structure in which the first conductivity type semiconductor 310, the device active layer 330, the second conductivity type semiconductor 320, and the electrode material layer 370 are stacked.
  • the stacking order of the light emitting device 300 is a first conductivity type semiconductor 310, a device active layer 330, a second conductivity type semiconductor 320 and an electrode material layer 370 in a direction horizontal to the via layer 200. It can be placed.
  • the light emitting device 300 in which the plurality of layers are stacked may be disposed in a horizontal and horizontal direction with the via layer 200.
  • the present invention is not limited thereto, and the light emitting device 300 may be aligned between the first electrode 210 and the second electrode 220 so that the above-described stacking direction is opposite. A detailed description of the structure of the light emitting device 300 will be described later.
  • the second insulating layer 530 may be disposed to overlap at least a portion of the light emitting device 300.
  • the second insulating layer 530 may protect the light emitting device 300 and simultaneously fix the light emitting device 300 between the first electrode 210 and the second electrode 220.
  • the second insulating layer 530 is disposed on the upper surface of the light emitting device 300 in a cross-sectional view, but the second insulating layer 530 may be arranged to surround the outer surface of the light emitting device 300. have. That is, the second insulating layer 530, like the first insulating layer 510, is in a second direction D2 along a space between the first electrode branch portion 210B and the second electrode branch portion 220B on a plane. It may be arranged to have an elongated island-like or linear shape.
  • some of the materials of the second insulating layer 530 may be disposed in a region where the lower surface of the light emitting device 300 and the first insulating layer 510 contact.
  • the display device 10 may be formed when the light emitting device 300 is aligned on the first insulating layer 510 and the second insulating layer 530 is disposed thereon.
  • some voids are formed in the first insulating layer 510 that contacts the lower surface of the light emitting device 300, when the second insulating layer 530 is formed, some of the material of the second insulating layer 530 penetrates into the voids It may be formed by.
  • the second insulating layer 530 is disposed to expose both sides of the light emitting device 300.
  • the second insulating layer 530 may be recessed inward than the both side surfaces of the light emitting device 300. Accordingly, side surfaces of the first insulating layer 510, the light emitting device 300, and the second insulating layer 530 may be stacked in a stepwise manner.
  • the contact electrodes 261 and 262 which will be described later, may be in smooth contact with both end surfaces of the light emitting device 300.
  • the present invention is not limited thereto, and the lengths of the second insulating layer 530 and the length of the light emitting device 300 coincide, and both sides may be aligned.
  • the second insulating layer 530 is disposed to cover the first insulating layer 510 and is formed by patterning in some areas, for example, an area where the light emitting device 300 is exposed to contact the contact electrode 260. You can.
  • the step of patterning the second insulating layer 530 may be performed through conventional dry etching or wet etching.
  • the first insulating layer 510 and the second insulating layer 530 may include materials having different etching selectivity.
  • the first insulating layer 510 may function as an etching stopper.
  • the material of the first insulating layer 510 is not damaged.
  • the first insulating layer 510 and the light emitting device 300 may form a smooth contact surface at both ends of the light emitting device 300 where the light emitting device 300 and the contact electrode 260 are in contact.
  • the first contact electrode 261 and the second contact electrode 262 may be disposed on upper surfaces of the first electrode 210 and the second electrode 220, respectively. Specifically, the first contact electrode 261 and the second contact electrode 262 are respectively in an area where the first insulating layer 510 is patterned such that a portion of the first electrode 210 and the second electrode 220 is exposed. The first electrode layer 212 and the second electrode layer 222 may be contacted. The first contact electrode 261 and the second contact electrode 262 may have one end side surface of the light emitting device 300, for example, a first conductivity type semiconductor 310, a second conductivity type semiconductor 320, or an electrode material layer 370. ). Accordingly, the first contact electrode 261 and the second contact electrode 262 may transmit electrical signals applied to the first electrode layer 212 and the second electrode layer 222 to the light emitting device 300.
  • the first contact electrode 261 is disposed to partially cover the first electrode 210, but the lower surface thereof partially contacts the light emitting device 300, the first insulating layer 510, and the second insulating layer 530. can do.
  • One end of the first contact electrode 261 in the direction in which the second contact electrode 262 is disposed is disposed on the second insulating layer 530.
  • the second contact electrode 262 is disposed on the second electrode 220 to partially cover it, and the lower surface thereof partially contacts the light emitting device 300, the first insulating layer 510, and the third insulating layer 540. can do.
  • One end of the second contact electrode 262 in a direction in which the first contact electrode 261 is disposed is disposed on the third insulating layer 540.
  • the first insulating layer 510 and the second insulating layer 530 are disposed to cover the first electrode 210 and the second electrode 220 on the upper surfaces of the first partition wall 410 and the second partition wall 420.
  • the area can be patterned. Accordingly, the first electrode 210 and the second electrode 220 are exposed to the first electrode layer 212 and the second electrode layer 222, respectively, and electrically contact each of the contact electrodes 261 and 262 in the exposed region. Can be connected to.
  • the first contact electrode 261 and the second contact electrode 262 may be disposed to be spaced apart from each other on the second insulating layer 530 or the third insulating layer 540. That is, the first contact electrode 261 and the second contact electrode 262 are in contact with the light emitting device 300 and the second insulating layer 530 or the third insulating layer 540, but the second insulating layer 530 ) Can be electrically insulated by being spaced apart in the stacked direction.
  • the contact electrodes 261 and 262 may include a conductive material.
  • it may include ITO, IZO, ITZO, aluminum (Al), and the like. However, it is not limited thereto.
  • the contact electrodes 261 and 262 may include the same material as the electrode layers 212 and 222.
  • the contact electrodes 261 and 262 may be disposed in substantially the same pattern on the electrode layers 212 and 222 so that the contact layers 212 and 222 can be contacted.
  • the third insulating layer 540 is disposed on the first contact electrode 261 to electrically insulate the first contact electrode 261 and the second contact electrode 262 from each other.
  • the third insulating layer 540 is disposed to cover the first contact electrode 261, but is not overlapped in some regions of the light emitting device 300 so that the light emitting device 300 can contact the second contact electrode 262. Can be arranged.
  • the third insulating layer 540 may partially contact the first contact electrode 261, the second contact electrode 262, and the second insulating layer 530 on the upper surface of the second insulating layer 530.
  • the third insulating layer 540 may be disposed to cover one end of the first contact electrode 261 on the upper surface of the second insulating layer 530. Accordingly, the third insulating layer 540 may protect the first contact electrode 361 and electrically insulate the first contact electrode 261 and the second contact electrode 262.
  • One end of the third insulating layer 540 in the direction in which the second electrode 220 is disposed may be aligned with one side of the second insulating layer 530.
  • the third insulating layer 540 may be omitted in the display device 10. Accordingly, the first contact electrode 261 and the second contact electrode 262 may be disposed on substantially the same plane, and the second contact electrode 261 and the second contact electrode 550 are described later by the passivation layer 550 to be described later.
  • the electrodes 262 may be electrically insulated from each other.
  • the passivation layer 550 is formed on the third insulating layer 540 and the second contact electrode 262 to function to protect members disposed on the via layer 200 against the external environment.
  • the passivation layer 550 may cover them. That is, the passivation layer 550 may be disposed to cover the first electrode 210, the second electrode 220, the light emitting device 300, and the like.
  • the passivation layer 550 may be formed on the first contact electrode 261 and the second contact electrode 262. In this case, the passivation layer 550 may electrically insulate the first contact electrode 261 and the second contact electrode 262 from each other.
  • Each of the first insulating layer 510, the second insulating layer 530, the third insulating layer 540, and the passivation layer 550 may include an inorganic insulating material.
  • the first insulating layer 510, the second insulating layer 530, the third insulating layer 540 and the passivation layer 550 are silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride ( SiOxNy), aluminum oxide (Al2O3), and aluminum nitride (AlN).
  • the first insulating layer 510, the second insulating layer 530, the third insulating layer 540, and the passivation layer 550 may be made of the same material, but may be made of different materials.
  • various materials that impart insulation properties to the first insulating layer 510, the second insulating layer 530, the third insulating layer 540, and the passivation layer 550 are applicable.
  • the first insulating layer 510 and the second insulating layer 530 may have different etching selectivity.
  • the first insulating layer 510 includes silicon oxide (SiOx)
  • the second insulating layer 530 may include silicon nitride (SiNx).
  • the first insulating layer 510 includes silicon nitride (SiNx)
  • the second insulating layer 530 may include silicon oxide (SiOx).
  • SiOx silicon oxide
  • the light emitting device 300 may be manufactured by epitaxial growth on a substrate.
  • a seed crystal layer for forming a semiconductor layer on the substrate may be formed, and a desired semiconductor material may be deposited to grow.
  • a desired semiconductor material may be deposited to grow.
  • the light emitting device 300 may include a plurality of conductive semiconductors 310 and 320, a device active layer 330, an electrode material layer 370, and an insulating material film 380. Electrical signals applied from the first electrode 210 and the second electrode 220 may be transmitted to the device active layer 330 through a plurality of conductive semiconductors 310 and 320 to emit light.
  • the light emitting device 300 is a first conductive type semiconductor 310, a second conductive type semiconductor 320, the first conductive type semiconductor 310 and the second active type semiconductor device disposed between the semiconductor layer 320 330, a rod-shaped semiconductor core including an electrode material layer 370 disposed on the second conductivity-type semiconductor 320, and an insulating material film 380 disposed to surround the outer peripheral surface of the semiconductor core.
  • the first conductive semiconductor 310, the device active layer 330, the second conductive semiconductor 320 and the electrode material layer 370 of the semiconductor core are sequentially stacked in the longitudinal direction. The structure is illustrated, but is not limited thereto.
  • the electrode material layer 370 may be omitted, and in some embodiments, may be disposed on at least one of both sides of the first conductivity type semiconductor 310 and the second conductivity type semiconductor 320.
  • the light emitting device 300 of FIG. 4 will be described as an example, and the description of the light emitting device 300 to be described later may be applied to the same even if the light emitting device 300 further includes other structures. .
  • the first conductivity-type semiconductor 310 may be an n-type semiconductor layer.
  • the first conductivity-type semiconductor 310 when the light emitting device 300 emits light in a blue wavelength band, the first conductivity-type semiconductor 310 includes InxAlyGa1-x-yN (0 ⁇ x ⁇ 1,0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y It may be a semiconductor material having the formula of ⁇ 1). For example, it may be any one or more of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, and InN doped with n-type.
  • the first conductive semiconductor 310 may be doped with a first conductive dopant, for example, the first conductive dopant may be Si, Ge, Sn, or the like.
  • the length of the first conductivity type semiconductor 310 may have a range of 1.5 ⁇ m to 5 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the second conductivity-type semiconductor 320 may be a p-type semiconductor layer.
  • the second conductivity-type semiconductor 320 when the light emitting device 300 emits light in the blue wavelength band, the second conductivity-type semiconductor 320 is InxAlyGa1-x-yN (0 ⁇ x ⁇ 1,0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y It may be a semiconductor material having the formula of ⁇ 1). For example, it may be any one or more of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN and InN doped with p-type.
  • the second conductive semiconductor 320 may be doped with a second conductive dopant, for example, the second conductive dopant may be Mg, Zn, Ca, Se, Ba, or the like.
  • the length of the second conductivity type semiconductor 320 may have a range of 0.08 ⁇ m to 0.25 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the device active layer 330 is disposed between the first conductivity type semiconductor 310 and the second conductivity type semiconductor 320, and may include a single or multiple quantum well structure material.
  • the device active layer 330 includes a material having a multi-quantum well structure, a quantum layer and a well layer may be alternately stacked alternately.
  • the device active layer 330 may emit light by combining electron-hole pairs according to electrical signals applied through the first conductivity type semiconductor 310 and the second conductivity type semiconductor 320.
  • the device active layer 330 may include a material such as AlGaN, AlInGaN, etc.
  • the device active layer 330 is a multi-quantum well structure, the quantum layer and the well layer
  • the quantum layer may include a material such as AlGaN or AlInGaN
  • the well layer may include GaN or AlGaN.
  • the present invention is not limited thereto, and the device active layer 330 may have a structure in which a semiconductor material having a large band gap energy and a semiconductor material having a small band gap energy are alternately stacked, and a wavelength band of light emitting light. Other group 3 to 5 semiconductor materials may also be included.
  • the light emitted by the device active layer 330 is not limited to light in the blue wavelength band, but may also emit light in the red and green wavelength bands in some cases.
  • the length of the device active layer 330 may have a range of 0.05 ⁇ m to 0.25 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the light emitted from the device active layer 330 may be emitted on both sides as well as the longitudinal outer surface of the light emitting device 300. That is, the light emitted from the device active layer 330 is not limited in direction in one direction.
  • the electrode material layer 370 may be an ohmic contact electrode. However, the present invention is not limited thereto, and may be a Schottky contact electrode.
  • the electrode material layer 370 may include a conductive metal.
  • the electrode material layer 370 may include at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), indium (In), gold (Au), and silver (Ag).
  • the electrode material layer 370 may include the same material or different materials. However, it is not limited thereto.
  • the insulating material film 380 is disposed to surround the outer peripheral surface of the semiconductor core. Specifically, the insulating material film 380 is formed on the outside of the first conductive semiconductor 310, the second conductive semiconductor 320, the device active layer 330, and the electrode material layer 370, and functions to protect them You can do
  • the insulating material film 380 is formed to surround the side surfaces of the members, so that both ends of the light emitting device 300 in the longitudinal direction, for example, the first conductivity type semiconductor 310 and the electrode material layer 370 It may not be formed at both ends of the arrangement. However, it is not limited thereto.
  • the insulating material layer 380 is formed to extend in the longitudinal direction to cover the first conductive type semiconductor 310 to the electrode material layer 370, but is not limited thereto.
  • the insulating material layer 380 covers only the first conductive type semiconductor 310, the device active layer 330, and the second conductive type semiconductor 320, or covers only a portion of the outer surface of the electrode material layer 370 to form the electrode material layer 370 ), Some of the outer surfaces may be exposed.
  • the thickness of the insulating material film 380 may have a range of 0.5 ⁇ m to 1.5 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the insulating material film 380 may include an insulating film 381 and a device coupler 385 coupled to the insulating film 381.
  • the insulating film 381 has insulating properties and may function to protect the first conductive semiconductor 310, the second conductive semiconductor 320, the device active layer 330, and the electrode material layer 370. .
  • the insulating film 381 includes materials having insulating properties, for example, silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy), and aluminum nitride (AlN). , Aluminum oxide (A2O3), and the like. Accordingly, an electrical short circuit that may occur when the device active layer 330 directly contacts the first electrode 210 or the second electrode 220 can be prevented. In addition, since the insulating film 381 protects the outer circumferential surface of the light emitting device 300 including the device active layer 330, it is possible to prevent a decrease in light emission efficiency.
  • the outer peripheral surface of the insulating film 381 may be surface treated, and the device coupler 385 may be coupled to at least a portion of the surface.
  • the device coupler 385 may form a covalent bond with the second insulating layer 520 and may fix the light emitting device 300 between the electrodes 210 and 220 when manufacturing the display device 10.
  • FIG. 18 and 19 are cross-sectional views illustrating process steps of a method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment. For convenience of description, in FIG. 18, illustration of members disposed under the via layer 200 is omitted.
  • first partition wall 410 and the second partition wall 420, the first partition wall 410, and the second partition wall 420 disposed on the via layer 200 and the via layer 200 are spaced apart from each other.
  • a substrate including a first electrode 210 and a second electrode 220 and first insulating layers 510 ′ disposed to cover them is prepared.
  • the above members may be formed by patterning a metal, inorganic or organic material by performing a conventional mask process.
  • the light emitting device 300 is then landed and aligned on the first electrode 210 and the second electrode 220.
  • the light-emitting element 300 is a type of dipole, and the alignment of the light-emitting element 300 may be performed using the inkjet printing apparatus and the dipole alignment method described above, so a duplicate description will be omitted.
  • the plurality of members described above for example, the contact electrode 260, the third insulating layer 540, and the passivation layer 550 may be formed to manufacture the display device 10. .
  • the first insulating layer 510 ' may be partially removed, and accordingly, the first insulation of FIG. 16 A layer 510 can be formed.
  • the light emitting device 300 may be aligned with a high degree of alignment between the first electrode 210 and the second electrode 220. As the alignment degree is improved, the light emitting device 300 may reduce connection or contact defects between the electrodes 210 and 220 or the contact electrodes 260, and improve reliability of each pixel PX of the display device 10. I can do it.

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Abstract

잉크젯 프린트 장치, 쌍극자 정렬 방법 및 표시 장치의 제조 방법이 제공된다. 표시 장치는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치는 스테이지, 스테이지 상부에 위치하는 프린트 헤드 유닛, 및 스테이지와 프린트 헤드 유닛 사이의 공간에 전계를 제공하는 전계 생성 부재를 포함한다.

Description

잉크젯 프린트 장치, 쌍극자 정렬 방법 및 표시 장치의 제조 방법
본 발명은 잉크젯 프린트 장치, 쌍극자 정렬 방법 및 표시 장치의 제조 방법에 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 패널로써, 발광 소자를 포함할 수 있는데, 예를 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 경우, 유기물을 형광 물질로 이용하는 유기 발광 다이오드(OLED), 무기물을 형광물질로 이용하는 무기 발광 다이오드 등이 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 경우, 발광 소자의 형광물질로 유기물을 이용하는 것으로, 제조공정이 간단하며 표시 소자가 플렉서블한 특성을 가질 수 있는 장점이 있다. 그러나, 유기물은 고온의 구동환경에 취약한 점, 청색 광의 효율이 상대적으로 낮은 것으로 알려져 있다.
반면에, 무기 발광 다이오드의 경우, 형광물질로 무기물 반도체를 이용하여, 고온의 환경에서도 내구성을 가지며, 유기 발광 다이오드에 비해 청색 광의 효율이 높은 장점이 있다. 또한, 기존의 무기 발광 다이오드 소자의 한계로 지적되었던 제조 공정에 있어서도, 유전영동(Dielectrophoresis, DEP)법을 이용한 정렬 방법이 개발되고 있다. 그러나, 유전영동법을 이용하더라도 랜덤한 배향 방향을 갖는 무기 발광 다이오드 소자를 모두 정렬시키는 것이 쉽지 않고, 오정렬에 따른 불량이 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 쌍극자 배향 방향을 용이하게 정렬할 수 있는 잉크젯 프린트 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 정렬 정확도가 개선된 쌍극자 정렬 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 발광 소자의 정렬 정확도가 개선된 표시 장치의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치는 스테이지, 상기 스테이지 상부에 위치하는 프린트 헤드 유닛, 및 상기 스테이지와 상기 프린트 헤드 유닛 사이의 공간에 전계를 제공하는 전계 생성 부재를 포함한다.
상기 프린트 헤드 유닛은 프린트 헤드 및 상기 프린트 헤드와 연결되며, 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사하는 노즐을 포함할 수 있다.
상기 전계 생성 부재는 안테나 패턴을 포함하는 안테나 유닛을 포함할 수 있다.
상기 안테나 유닛은 상기 스테이지와 상기 프린트 헤드 유닛 상에 배치될 수 있다.
상기 안테나 유닛은 상기 스테이지와 상기 프린트 헤드 유닛 사이의 공간에 수직 전계를 생성할 수 있다.
잉크젯 프린트 장치는 상기 안테나 유닛 상에 배치된 기판 탑재 부재를 더 포함하되, 상기 안테나 유닛은 상기 스테이지 상에 배치되고, 상기 안테나 유닛은 상기 스테이지와 상기 기판 탑재 부재 사이에 둘러싸일 수 있다.
상기 안테나 유닛은 상기 스테이지의 측면부에 배치될 수 있다.
상기 안테나 유닛은 상기 스테이지와 상기 프린트 헤드 유닛 사이의 공간에 수평 전계를 생성할 수 있다.
상기 쌍극자는 발광 소자를 포함할 수 있다.
잉크젯 프린트 장치는 프로브 유닛과 상기 프로브 유닛을 구동하는 프로브 구동 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 쌍극자 정렬 방법은
대상 기판 상부에 전계가 생성된 상태에서 쌍극자를 포함하는 잉크를 상기 전계가 생성된 영역을 통과하여 상기 대상 기판 상에 분사하는 단계; 및
상기 대상 기판 상에 상기 쌍극자를 랜딩하는 단계를 포함한다.
상기 전계는 상기 안테나 패턴을 포함하는 안테나 유닛에 의해 제공될 수 있다.
상기 잉크를 분사하는 단계는 상기 전계에 의해 상기 쌍극자의 배향 방향이 정렬되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 대상 기판은 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 상기 쌍극자를 랜딩하는 단계는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 상에 상기 쌍극자를 랜딩하는 단계일 수 있다.
상기 쌍극자를 랜딩하는 단계는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 교류 전원을 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 대상 기판 상에 상기 잉크를 분사하는 단계는 잉크젯 프린트 장치를 이용하여 진행될 수 있다.
상기 잉크젯 프린트 장치는 스테이지, 상기 스테이지 상부에 위치하는 프린트 헤드 유닛, 및 상기 스테이지와 상기 프린트 헤드 유닛 사이의 공간에 전계를 제공하는 전계 생성 부재를 포함할 수 있다.
상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 제1 전극 및 제2 전극이 형성된 베이스층을 준비하는 단계, 상기 베이스층 상부에 전계가 생성된 상태에서 발광 소자를 포함하는 잉크를 상기 전계가 생성된 영역을 통과하여 상기 베이스층 상에 분사하는 단계, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 발광 소자를 랜딩하는 단계를 포함한다.
상기 베이스층은 복수의 화소를 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 각 화소마다 구비되며, 상기 발광 소자는 상기 각 화소의 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 랜딩될 수 있다.
표시 장치의 제조 방법은 상기 잉크를 분사하는 단계는 상기 전계에 의해 상기 발광 소자의 배향 방향이 정렬되는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 의하면, 쌍극자 배향 방향을 용이하게 정렬하면서도 정렬 정확도를 개선할 수 있다. 또한, 발광 소자의 정렬 정확도가 개선되어 표시 장치의 표시 불량을 감소시킬 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치에서 안테나 유닛의 동작에 따른 잉크 내의 쌍극자의 배향 방향을 나타낸 부분 단면도들이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 평면도이다.
도 6은 도 5의 잉크젯 프린트 장치에서 안테나 유닛의 동작에 따른 잉크 내의 쌍극자의 배향 방향을 나타낸 부분 단면도이다.
도 7a 내지 도 7e는 다양한 실시예들에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 평면도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 평면도이다.
도 9는 도 8의 잉크젯 프린트 장치에서 안테나 유닛의 동작에 따른 잉크 내의 쌍극자의 배향 방향을 나타낸 부분 단면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 쌍극자 정렬 방법의 순서도이다.
도 11 내지 도 14는 일 실시예에 따른 쌍극자 정렬 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 15은 일 실시예에 따른 방법으로 제조된 표시 장치의 평면도이다.
도 16은 도 15의 I-I'선, II-II' 선 및 III-III' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 18 및 도 19는 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
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 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 단면도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 평면도이다. 도면에서 제1 방향(D1), 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)이 정의되어 있다. 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)은 일 평면 상에 위치하며 서로 직교하는 방향이고, 제3 방향(D3)은 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)에 각각 수직한 방향이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치(1000)는 스테이지(710) 및 스테이지(710) 상부(제3 방향(D3))에 이격되어 위치하는 프린트 헤드 유닛(800)을 포함한다. 잉크젯 프린트 장치(1000)는 베이스 프레임(610), 전계 성성 부재, 기판 탑재 부재(730), 및 헤드 지지대(620)를 더 포함할 수 있다.
스테이지(710)는 대상 기판(SUB)이 배치되는 공간을 제공한다. 스테이지(710)는 베이스 프레임(610) 상에 배치될 수 있다.
스테이지(710) 상에는 전계 생성 부재가 배치된다. 전계 생성 부재는 대상 기판(SUB)의 배면에 배치되며, 그 상부(제3 방향(D3)), 즉 프린트 공정이 이루어지는 공간에 전계를 생성하는 역할을 한다. 도면에서는 전계 생성 부재의 예로 안테나 유닛(720)이 도시되어 있다. 그러나, 전계 생성 부재가 안테나 유닛(720)에 제한되는 것은 아니고, 복수의 전극이나 기타 전계를 생성할 수 있는 다양한 부재가 적용가능하다.
안테나 유닛(720)은 베이스 기판(721), 베이스 기판(721) 상에 배치된 안테나 패턴(722) 및 안테나 패턴(722) 상에 배치된 절연층(723)을 포함할 수 있다.
베이스 기판(721)은 인쇄 회로 기판이나 연성 회로 기판일 수도 있고, 폴리이미드 등 절연 기판일 수도 있다.
안테나 패턴(722)은 전계를 생성한다. 구체적으로, 안테나 패턴(722)에 전원이 제공되어 전류가 흐르면 전자파를 발생하면서 상부에 수평 방향의 등전위면을 갖는 수직 전계가 생성될 수 있다. 이렇게 생성된 전계는 잉크(30)에 포함된 쌍극자(31)의 배향 방향을 제어할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
안테나 패턴(722)의 평면 형상은 도 3에 도시된 바와 같이 대체로 평면상 고르게 퍼져 있는 것이 균일한 전계를 생성하는 데에 유리하다. 안테나 패턴(722)은 대상 기판(SUB) 전체에 전계를 생성할 수 있도록 대상 기판(SUB) 전체를 커버할 수 있는 크기 및 형상을 갖는 것이 바람직하다. 직사각형 형상의 대상 기판(SUB)은 코너부가 다른 영역에 비해 특성이 상이할 수 있는데, 이 부분을 보완하기 위해 대상 기판(SUB)의 코너부의 전계가 다른 영역에 비해 같거나 더 크도록 안테나 패턴(722)의 형상을 설계할 수 있다. 예를 들어, 안테나 패턴(722)을 대상 기판(SUB)의 코너부에 상응하는 형상으로 형성하거나, 코너부에 안테나 패턴(722)의 밀도를 더 크게 함으로써, 해당 영역에서 전계의 세기가 줄어들지 않도록 조절할 수 있다.
안테나 패턴(722)의 평면 형상은 폐루프(closed loop) 형상, 복수의 폐루프 형상, 개방 루프 형상, 직사각형, 다각형, 원형, 중심부를 중심으로 권취된 나선 형상, 코일 형상 등일 수 있고, 이들이 조합되어 적용될 수 있으며, 이상의 예시에 제한되는 것도 아니다.
안테나 패턴(722)은 은(Ag), 구리(Cu) 등과 같은 도전성 물질로 형성될 수 있다.
커버층(723)은 안테나 패턴(722)을 덮는다. 커버층(723)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막 등과 같은 무기 절연층을 포함하거나, 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 베이스 기판(721)과 커버층(723) 중 적어도 하나는 자성체를 더 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
안테나 유닛(720)의 상부에는 기판 탑재 부재(730)가 배치될 수 있다. 기판 탑재 부재(730)는 전계 생성 부재를 커버할 수 있다. 대상 기판(SUB)은 프린트 공정 진행을 위해 기판 탑재 부재(730) 상에 안착될 수 있다. 대상 기판(SUB)의 얼라인을 위해 기판 탑재 부재(730) 상에는 기판 얼라이너(740)가 설치될 수 있다. 기판 탑재 부재(730)는 석영이나 세라믹 물질로 이루어질 수 있고, 정전척 등의 형태로 제공될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
기판 탑재 부재(730)는 테두리 부위가 스테이지(710)와 맞닿을 수 있고, 그에 따라 전계 생성 부재는 기판 탑재 부재(730)와 스테이지(710)에 의해 둘러싸일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 기판 탑재 부재(730)는 스테이지(710)와 일체형으로 제작될 수도 있다. 대상 기판(SUB)이 탑재되는 공간을 제공하는 유닛을 스테이지 유닛(700)으로 정의할 때, 스테이지 유닛(700)은 스테이지(710) 외에 안테나 유닛(720) 및/또는 기판 탑재 부재(730)를 더 포함할 수 있다. 이 경우 안테나 유닛(720)은 스테이지 유닛(700) 내부에 내장된 것으로 이해될 수 있을 것이다.
스테이지 유닛(700)의 전반적인 평면 형상은 대상 기판(SUB)의 평면 형상을 추종할 수 있다. 예를 들어, 대상 기판(SUB)이 직사각형 형상일 경우 스테이지 유닛(700)의 전반적인 형상은 직사각형이 되고, 대상 기판(SUB)이 원형일 경우 스테이지 유닛(700)의 전반적인 형상은 원형이 될 수 있다. 도면에서는 장변이 제1 방향(D1)으로 배치되고, 단변이 제2 방향(D2)으로 배치된 직사각형 형상의 스테이지 유닛(700)이 예시되어 있다.
프린트 헤드 유닛(800)은 대상 기판(SUB)에 잉크(30)를 인쇄하는 역할을 한다. 잉크젯 프린트 장치(1000)는 잉크 카트리지와 같은 잉크(30) 제공부를 더 포함할 수 있고, 잉크(30) 제공부로부터 공급된 잉크(30)는 프린트 헤드 유닛(800)을 통해 대상 기판(SUB) 측으로 분사(토출)될 수 있다. 잉크(30)는 용액 상태로 제공될 수 있다. 잉크(30)는 예를 들어, 솔벤트(도 4a의 '32')와 솔벤트(32) 내에 포함된 복수의 쌍극자(도 4a의 '31')를 포함할 수 있다. 솔벤트(32)는 아세톤, 물, 알코올, 톨루엔 등일 수 있다. 솔벤트(32)는 상온 또는 열에 의해 기화되거나 휘발되는 물질일 수 있다. 복수의 쌍극자(31)는 솔벤트(32) 내에 분산되어 있을 수 있다. 쌍극자(31)는 솔벤트(32)가 제거된 후 최종적으로 대상 기판(SUB) 상에 잔류하는 고형 물질일 수 있다.
쌍극자(31)는 일 단부가 제1 극성을 띠고, 타 단부가 제1 극성과 다른 제2 극성을 띠는 물체일 수 있다. 예를 들어, 쌍극자(31)의 일 단부는 양의 극성을 띠고, 쌍극자(31)의 타 단부는 음의 극성을 띨 수 있다. 양 단부에 다른 극성을 갖는 쌍극자(31)는 안테나 유닛(720)이 생성하는 전계에 놓였을 때 전기적인 힘(인력과 척력)을 받아 배향 방향이 제어될 수 있다.
쌍극자(31)는 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 쌍극자(31)는 나노 로드, 나노 와이어, 나노 튜브 등의 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 따른 잉크(30)에 포함되는 쌍극자(31)로서, 일 단부가 제1 도전형(예컨대, p형) 불순물로 도핑되고, 타 단부가 제2 도전형(예컨대, n형) 불순물로 도핑된 반도체 나노 로드가 적용될 수 있다.
프린트 헤드 유닛(800)은 기판 탑재 부재(730)의 상부에 배치된다. 프린트 헤드 유닛(800)은 헤드 지지대(620) 상에 거치되어 기판 탑재 부재(730)로부터 소정 거리 이격될 수 있다. 헤드 지지대(620)는 수평 방향으로 연장된 수평 지지부(621) 및 수평 지지부(621)와 연결되고 수직 방향인 제3 방향(D3)으로 연장된 수직 지지부(622)를 포함할 수 있다. 수평 지지부(621)의 연장 방향은 스테이지 유닛(700)의 장변 방향인 제1 방향(D1)과 동일할 수 있다. 수직 지지부(622)의 단부는 베이스 프레임(610) 상에 놓일 수 있다. 프린트 헤드 유닛(800)은 헤드 지지대(620)의 수평 지지부(621) 상에 거치될 수 있다.
프린트 헤드 유닛(800)과 기판 탑재 부재(730)의 이격 거리는 헤드 지지대(620)의 높이에 의해 조절될 수 있다. 프린트 헤드 유닛(800)과 기판 탑재 부재(730)의 이격 거리는 기판 탑재 부재(730) 상에 대상 기판(SUB)이 배치되었을 때 프린트 헤드 유닛(800)이 대상 기판(SUB)으로부터 어느 정도의 간격을 가져 공정 공간이 확보될 수 있는 범위 내에서 조절될 수 있다.
프린트 헤드 유닛(800)은 프린트 헤드(810)와 프린트 헤드(810)의 저면에 위치하는 복수의 노즐(820)을 포함할 수 있다. 프린트 헤드(810)는 일 방향을 따라 연장된 형상을 가질 수 있다. 프린트 헤드(810)의 연장 방향은 헤드 지지대(620)의 수평 지지부(621) 연장 방향과 동일할 수 있다. 즉, 프린트 헤드(810)의 연장 방향은 스테이지 유닛(700)의 장변 방향인 제1 방향(D1)일 수 있다. 프린트 헤드(810)는 연장 방향을 따라 형성된 내부관(811)을 포함할 수 있다. 복수의 노즐(820)은 프린트 헤드(810)의 연장 방향을 따라 배열될 수 있다. 복수의 노즐(820)은 1열 또는 복수열로 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 프린트 헤드 유닛(800)에 포함된 노즐(820)의 수는 128개 내지 1800개일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
각 노즐(820)은 프린트 헤드(810)의 내부관(811)에 연결될 수 있다. 프린트 헤드(810)의 내부관(811)에는 잉크(30)가 공급되고, 공급된 잉크(30)는 내부관(811)을 따라 흐르다가 각 노즐(820)을 통해 분사될 수 있다. 노즐(820)을 통해 분사된 잉크(30)는 대상 기판(SUB)의 상면으로 공급될 수 있다. 노즐(820)을 통한 잉크(30)의 분사량은 개별 노즐(820)에 인가되는 전압에 따라 조절될 수 있다. 일 실시예에서, 각 노즐(820)의 1회 토출량은 1 내지 50pl(picoliter)일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도면에서는 하나의 프린트 헤드 유닛(800)이 예시되어 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 대상 기판(SUB)에 복수의 잉크(30)를 제공하는 공정의 경우, 잉크(30)의 종류와 동일한 수의 프린트 헤드 유닛(800)이 배치될 수 있다.
잉크젯 프린트 장치(1000)는 프린트 헤드 유닛(800) 및/또는 스테이지 유닛(700)을 이동시키는 이동부를 더 포함할 수 있다.
프린트 헤드 유닛(800)을 이동시키는 프린트 헤드 이동부는 제1 수평 이동부(631), 제2 수평 이동부(633), 및 수직 이동부(632)를 포함할 수 있다. 제1 수평 이동부(631)는 프린트 헤드 유닛(800)을 수평 지지부(621) 상에서 제1 방향(D1)으로 이동시키고, 제2 수평 이동부(633)는 수직 지지부(622)를 제2 방향(D2)으로 이동시켜 헤드 지지대(620)에 거치된 프린트 헤드 유닛(800)을 제2 방향(D2)으로 이동시킬 수 있다. 제1 수평 이동부(631)와 제2 수평 이동부(633)에 의한 수평 이동을 통해 대상 기판(SUB)보다 면적이 작은 프린트 헤드 유닛(800)으로도 대상 기판(SUB) 전 영역에 잉크(30)를 분사할 수 있다. 제1 수평 이동부(631)는 수평 지지부(621) 상에 설치되고, 제2 수평 이동부(633)는 베이스 프레임(610) 상에 설치될 수 있다. 수직 이동부(632)는 수평 지지부(621) 상에서 프린트 헤드 유닛(800)의 위치를 수직 방향으로 승강시켜 프린트 헤드 유닛(800)과 대상 기판(SUB) 간의 간격을 조절할 수 있다.
스테이지 유닛(700)은 이동시키는 스테이지 이동부(635)는 스테이지 유닛(700)을 제2 방향(D2)으로 이동시킬 수 있다. 스테이지 이동부(635)는 베이스 프레임(610) 상에 설치될 수 있다. 스테이지 이동부(635)가 존재하는 경우, 프린트 헤드(810) 이동부의 제2 수평 이동부(633)는 생략될 수도 있다. 즉, 프린트 헤드 유닛(800)은 제1 방향(D1)으로 왕복 이동하고, 스테이지 유닛(700)은 제2 방향(D2)으로 이동하면서 대상 기판(SUB)의 전 영역에 프린트 공정을 수행할 수 있다.
잉크젯 프린트 장치(1000)는 프로브 장치(910, 920)를 더 포함할 수 있다. 프로브 장치(910, 920)는 프로브 유닛(911, 921) 및 프로브 구동 장치(912, 922)를 포함할 수 있다. 프로브 구동 장치(912, 922)는 프로브 유닛(911, 921)을 이동시키는 역할을 하며, 구동 실린더 또는 구동 모터를 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
프로브 유닛(911, 921)과 프로브 구동 장치(912, 922)는 스테이지 유닛(700)(또는 대상 기판(SUB))의 적어도 일측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 하나의 프로브 유닛과 이를 구동하는 프로브 구동 장치가 스테이지 유닛(700)의 일변 외측에 인접 배치될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 복수 개의 프로브 유닛과 프로브 구동 장치가 배치될 수도 있다. 도면에서는 2개의 프로브 유닛(911, 921)과 프로브 구동 장치(912, 922)가 배치된 경우가 예시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 프로브 장치는 스테이지 유닛(700)의 제1 단변 외측에 인접 배치된 제1 프로브 유닛(911)과 제1 프로브 구동 장치(912) 및 스테이지 유닛(700)의 제2 단변 외측에 인접 배치된 제2 프로브 유닛(921)과 제2 프로브 구동 장치(922)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 프로브 유닛(911, 921)은 각각 제2 방향(D2)으로 연장되어 있고, 복수의 프로브를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 프로브 유닛(911, 921)의 연장 방향의 길이는 대상 기판(SUB) 전체를 커버할 수 있다. 제1 및 제2 프로브 유닛(911, 921)의 각 프로브는 대상 기판(SUB)의 전극 패드에 접촉하고, 소정의 전압, 예컨대 교류 전압을 제공할 수 있다. 제1 및 제2 프로브 유닛(911, 921)에 의한 전압의 인가는 동시에 이루어질 수도 있고, 순차적으로 이루어질 수도 있다. 제1 및 제2 프로브 구동 장치(912, 922)는 제1 및 제2 프로브 유닛(911, 921)의 외측에 배치되고, 제1 및 제2 프로브 유닛(911, 921)을 수평 방향인 제1 방향(D1)과, 수직 방향인 제3 방향(D3)으로 이동시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 프로브 유닛(911, 921)은 각각 스테이지 이동부(635) 상에 배치될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 베이스 프레임(610) 상에 배치되거나, 기타 별도의 장치로 배치될 수도 있다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치에서 안테나 유닛의 동작에 따른 잉크 내의 쌍극자의 배향 방향을 나타낸 부분 단면도들이다. 설명의 편의상 도 4a 및 도 4b에서는 안테나 패턴(722)을 제외한 스테이지 유닛(700)의 구체적인 단면 구조의 도시를 생략하였다.
잉크(30) 내부의 쌍극자(31)는 외부의 힘이 작용하지 않는 경우에는 랜덤한 배향 방향을 갖는다. 도 4a에 도시된 것처럼, 안테나 유닛(720)의 안테나 패턴(722)에 전원이 인가되지 않아 전계가 생성되지 않은 경우에는 프린트 헤드(810)로부터 대상 기판(SUB) 상에 분사되기까지 쌍극자(31) 배향 방향은 특정 방향으로 정렬되지 않는다. 후속하는 쌍극자(31)를 랜딩하는 공정, 예컨대 유전영동법에 의해 쌍극자(31)가 대상 기판(SUB) 상에 랜딩하면서 배향 방향이 일정한 방향으로 어느 정도 정렬될 수 있지만, 대상 기판(SUB) 상에 분사된 상태에서 배향 방향이 랜덤한 경우에는 각 쌍극자(31)별로 배향 방향이 변경되는 정도에 차이가 있어 정렬 불량이 발생하거나, 정렬에 오랜 시간이 소요될 수 있다.
도 4b에 도시된 것처럼, 안테나 유닛(720)의 안테나 패턴(722)에 전원이 인가되어 대상 기판(SUB) 상부에 전계가 생성된 경우에는 잉크(30)가 프린트 헤드(810)의 노즐(820)로부터 대상 기판(SUB) 상에 분사될 때까지 전계의 영향을 받을 수 있다. 잉크(30) 내부의 쌍극자(31)가 전계 내부에 놓이면 전기적 힘을 받아 배향 방향이 전계 방향을 향하게 된다. 도시된 것처럼 안테나 패턴(722)에 의한 전계가 수평 방향으로 등전위선(IEL)을 갖는 수직 방향의 전계인 경우, 해당 전계에 놓인 쌍극자(31)도 대체로 수직 방향으로 배향되는 경향성을 보일 수 있다. 특정 방향으로 정렬된 쌍극자(31)에 대해 랜딩 공정을 수행하게 되면, 랜덤한 배향 방향을 갖는 쌍극자(31)에 비해 배향 방향이 변경되는 정도가 유사해지므로 쌍극자(31)의 정렬 정확도가 개선되고 신속한 정렬이 이루어질 수 있다.
랜딩 공정 전 기판 상에 분사된 상태에서의 잉크(30) 내 쌍극자(31)의 배향 정렬도는 전계에 노출된 시간 및 전계의 크기에 대체로 비례할 수 있다. 쌍극자(31)가 전계에 노출되는 유효 시간(Effective Time)은 아래의 식으로 계산될 수 있다.
<식> Effective Time = H distance / V drop, jet
상기 식에서 H distance는 프린트 헤드와 대상 기판의 이격거리를, V drop, jet는 잉크 액적의 분사 속도를 각각 나타낸다.
프린트 헤드(810)와 대상 기판(SUB)의 이격거리는 0.3mm 내지 1mm이고, 잉크(30) 액적의 분사속도는 5m/s 내지 10m/s일 수 있다. 이 경우, 쌍극자(31)가 전계에 노출되는 유효 시간(Effective Time)은 60us 내지 200us가 될 수 있다. 이와 같이 쌍극자(31)가 전계에 노출되는 유효 시간이 결정되면, 이를 토대로 배향 정렬에 관한 다른 변수인 전계의 크기를 조절하여 원하는 쌍극자(31)의 배향 정렬도를 확보할 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 평면도이다. 도 5에서는 스테이지와 안테나 유닛의 평면 배치를 도시하고, 설명의 편의상 다른 부재에 대한 도시는 생략하였다. 도 6은 도 5의 잉크젯 프린트 장치에서 안테나 유닛의 동작에 따른 잉크 내의 쌍극자의 배향 방향을 나타낸 부분 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치는 안테나 유닛(750)이 대상 기판(SUB)의 측면부(또는 스테이지 유닛(701)이나 프린트 헤드(810)의 측면부)에 배치된 점에서 도 1 내지 도 3의 실시예와 차이가 있다.
안테나 유닛(750)은 예를 들어 스테이지 유닛(701)의 일 단변 외측에 배치될 수 있다. 안테나 유닛(750)은 적어도 대상 기판(SUB)의 일 단변 전체를 커버하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 안테나 유닛(750)은 제2 방향(D2)으로 연장된 바(bar) 형상일 수 있다.
안테나 유닛(750)이 전원을 인가받으면 전자파를 발생하면서 대상 기판(SUB)을 향해 측면 방향으로 전계가 생성될 수 있다. 즉, 프린트 헤드(810)와 대상 기판(SUB) 사이에 수직 방향의 등전위선(IEL)을 갖는 수평 전계가 생성될 수 있다. 그에 따라, 프린트 헤드(810)에서 잉크(30)를 분사할 때 잉크(30)에 포함된 쌍극자(31)가 수평 전계에 영향을 받아 배향 방향이 대체로 수평 방향을 향하게 될 수 있다. 이와 같이 특정 방향으로 정렬된 쌍극자(31)에 대해 랜딩 공정을 수행하게 되면, 상술한 것처럼 랜딩을 마친 쌍극자(31)의 정렬 정확성이 개선된다. 나아가, 랜딩 공정이 쌍극자(31)를 수평 방향으로 배향하는 것인 경우, 랜딩 공정 전에 대체로 유사한 배향 방향으로 정렬되어 있기 때문에 정렬 정확도 및 신속성이 더욱 개선될 수 있다.
수평 전계를 생성하는 안테나 유닛(750)의 수와 배치는 도 5에 예시된 바에 제한되지 않고, 다양하게 변형 가능하다. 이에 대한 구체적인 설명을 위해 도 7a 내지 도 7e가 참조된다.
도 7a 내지 도 7e는 다양한 실시예들에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 평면도이다.
도 7a는 안테나 유닛(750)이 스테이지 유닛(701)의 일 장변 외측에 배치된 경우를 예시한다. 도 7b는 2개의 안테나 유닛(750)이 각각 스테이지 유닛(701)의 일 장변과 일 단변 외측에 배치된 경우를 예시한다. 도 7c는 2개의 안테나 유닛(750)이 스테이지 유닛(701)의 마주보는 변(도면에서는 단변)의 외측에 배치된 경우를 예시한다. 도 7d는 3개의 안테나 유닛(750)이 스테이지 유닛(701)의 3개의 변 외측에 배치된 경우를 도 7e는 4개의 안테나 유닛(750)이 스테이지 유닛(701)의 4개의 변 외측에 각각 배치된 경우를 예시한다. 수평 전계를 생성하는 안테나 유닛(750)의 수가 많아질수록 영역별 전계의 편차를 줄일 수 있다. 특정 영역의 전계는 복수의 안테나 유닛(750)으로부터 각각 생성되는 전계들의 벡터 합으로 표현될 수 있다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치의 부분 평면도이다. 도 9는 도 8의 잉크젯 프린트 장치에서 안테나 유닛의 동작에 따른 잉크 내의 쌍극자의 배향 방향을 나타낸 부분 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치는 수직 전계를 생성하는 제1 안테나 유닛(720)과 수평 전계를 생성하는 제2 안테나 유닛(750)을 모두 포함하는 점에서 이전의 실시예와 차이가 있다. 즉, 본 실시예는 도 1 내지 도 3의 실시예에 따른 잉크젯 프린트 장치에 도 5에 도시된 바와 같은 수평 전계를 생성하는 안테나 유닛(750)을 추가한 것과 실질적으로 동일하다.
본 실시예의 경우, 프린트 헤드(810)로부터 대상 기판(SUB) 사이의 공간은 제1 안테나 유닛(720)의 수직 전계와 제2 안테나 유닛(750)의 수평 전계가 모두 작용하여 이들의 벡터 합에 따른 전계가 형성될 수 있다. 그에 따라, 대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(30) 내의 쌍극자(31)는 그 배향 방향이 대체로 수직 방향과 수평 방향 사이의 경사진 방향으로 정렬될 수 있다. 이와 같이 특정 방향으로 정렬된 쌍극자(31)에 대해 랜딩 공정을 수행하게 되면, 랜덤한 배향 방향을 갖는 쌍극자(31)에 비해 배향 방향이 변경되는 정도가 유사해지므로 쌍극자(31)의 정렬 정확도가 개선되고 신속한 정렬이 이루어질 수 있다.
상술한 실시예에서는 도포 장치로서 잉크젯 프린팅 장치를 예로 하여 설명하였지만, 기술적 사상을 공유하는 이상 잉크젯 주입 장치, 슬롯-다이 코팅 장치, 슬롯-다이 프린트 장치 등 액상 용액을 도포하는 다양한 장치에 적용될 수도 있다.
이하, 상술한 다양한 실시예들에 따른 잉크젯 프린트 장치를 이용한 쌍극자 정렬 방법에 대해 설명한다.
도 10은 일 실시예에 따른 쌍극자 정렬 방법의 순서도이다. 도 11 내지 도 14는 일 실시예에 따른 쌍극자 정렬 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 1 내지 도 4 및 도 10을 참조하면, 쌍극자 정렬 방법은 잉크젯 프린트 장치를 세팅하는 단계(S1), 대상 기판 상에 전계가 가해진 상태에서 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사하는 단계(S2), 및 대상 기판상에 쌍극자를 랜딩하는 단계(S3)를 포함할 수 있다.
잉크젯 프린트 장치를 세팅하는 단계(S1)는 잉크젯 프린트 장치(1000)를 대상 공정에 맞게 튜닝하는 단계이다. 정밀한 튜닝을 위해 검사용 기판에 대한 잉크젯 프린트 테스트 공정을 진행하고 그 결과에 따라 잉크젯 프린트 장치(1000)의 설정값을 조절할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 검사용 기판을 먼저 준비한다. 검사용 기판은 대상 기판(SUB)과 동일한 구조를 가질 수도 있지만, 유리 기판 등과 같은 베어 기판이 사용될 수도 있다.
이어, 검사용 기판의 상면을 발수처리한다. 발수처리는 플루오린 코팅 또는 플라즈마 표면처리 등으로 진행될 수 있다.
이어, 검사용 기판의 상면에 잉크젯 프린트 장치(1000)를 이용하여 쌍극자(31)를 포함하는 잉크(30)를 도포하고, 각 노즐(820)별 액적량을 측정한다. 노즐(820)별 액적량의 측정은 카메라를 이용하여 분사되는 순간의 액적의 크기 및 기판에 도포된 액적의 크기를 확인하는 방식으로 진행될 수 있다. 측정된 액적량이 기준 액적량과 상이하면 해당 노즐(820)별 전압을 조정하여 기준 액적량이 분사될 수 있도록 조절한다. 이와 같은 검사 방법은 각 노즐(820)이 정확한 액적량을 분사할 때까지 수회 반복될 수 있다.
상술한 잉크젯 프린트 장치를 세팅하는 단계(S1)는 생략될 수도 있다.
잉크젯 프린트 장치(1000)의 세팅이 완료되면, 도 11에 도시된 바와 같이 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자(31)를 포함하는 잉크(30)를 분사한다(S2). 대상 기판(SUB)에는 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 형성되어 있고, 잉크(30)는 그 상부에 분사된다. 이때, 상술한 것처럼 안테나 유닛(720)을 이용하여 수직 방향의 전계를 생성하면 잉크(30)가 전계가 생성된 영역을 통과하면서 솔벤트(32) 내에서 쌍극자(31)의 배향 방향이 대체로 수직 방향으로 정렬될 수 있다. 도면에서는 한쌍의 전극 상에 잉크(30)가 분사되는 경우를 예시적으로 도시하였지만, 대상 기판(SUB) 상에는 더 많은 수의 전극쌍이 형성되어 있고, 프린트 헤드 유닛(800)의 복수의 노즐(820)을 이동하면서 각 전극쌍에 동일한 방식으로 잉크(30)를 분사할 수 있을 것이다.
이어, 대상 기판(SUB) 상에 쌍극자(31)를 랜딩하는 단계가 진행된다. 쌍극자(31)의 랜딩은 유전영동법에 의해 진행될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 교류 전압을 인가한다. 인가되는 교류 전압은 ±(10 ~50)V의 전압 및 10kHz 내지 1MHz의 주파수를 가질 수 있다.
교류 전압은 도 1에 도시된 프로브 장치를 이용하여 인가될 수 있다. 프로브 장치는 적절한 교류 전압 생성을 위한 기능 생성기(function generator) 및 증폭기(amplifier)를 더 포함할 수 있다. 즉, 기능 생성기에서 목적하는 교류의 파형과 주파수 등이 반영된 신호를 생성하고, 이를 증폭기(amplifier)에서 적절한 전압으로 증폭한 후 프로브 유닛의 각 프로브에 해당 교류 전압을 제공할 수 있다.
제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 각각 대상 기판(SUB)의 적어도 일측에 마련된 전극 패드에 연결되어 있고, 프로브 장치의 프로브 유닛을 통해 전극 패드에 교류 전압이 인가될 수 있다. 프로브 장치가 제1 프로브 유닛(911)과 제2 프로브 유닛(921)을 포함하는 경우, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 전극 패드 또한 대상 기판(SUB)의 양측에 마련될 수 있다. 일측의 전극 패드는 제1 프로브 유닛(911)에 의해 타측의 전극 패드는 제2 프로브 유닛(921)에 의해 교류 전압이 인가될 수 있다. 이 경우, 제1 프로브 유닛(911)과 제2 프로브 유닛(921)이 동시에 교류 전압을 인가할 수도 있고, 제1 프로브 유닛(911)과 제2 프로브 유닛(921)이 순차적으로 교류 전압을 인가할 수도 있다.
제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 교류 전압이 인가되면, 그 사이에 전기장(LEF)이 생성되고, 그 전기장(LEF)에 의해 유전영동힘(Dielectrophoretic Force)이 작용한다. 유전영동힘을 받은 쌍극자(31)는 배향 방향 및 위치가 조금씩 바뀌면서 최종적으로 도 13에 도시된 바와 같이 양 단부가 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 접촉하도록 랜딩할 수 있다. 상술한 바와 같이, 유전영동힘이 작용할 때 쌍극자(31)들은 이미 대체로 특정 방향으로 그 배향 방향이 정렬되어 있으므로, 유전영동힘에 의한 움직임도 대체로 유사하게 이루어질 수 있다. 그에 따라, 랜딩된 쌍극자(31)들의 정렬 정확도가 증가할 수 있다.
이어, 도 14에 도시된 바와 같이, 잉크(30)의 솔벤트(32)를 휘발시키거나 기화시켜 제거할 수 있다. 솔벤트(32)가 제거되면서 쌍극자(31)와 각 전극간 유동이 방지되고, 상호간 결합력이 증가할 수 있다. 이상의 결과로서, 쌍극자(31)가 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에서 정확하게 정렬될 수 있다.
상술한 바와 같은 잉크젯 프린트 장치(1000) 및 쌍극자(31) 정렬 방법은 쌍극자(31)의 일종인 발광 소자를 포함하는 표시 장치를 제조하는 데에 사용될 수 있다. 이하에서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 15은 일 실시예에 따른 방법으로 제조된 표시 장치의 평면도이다.
도 15를 참조하면, 표시 장치(10)는 복수의 화소(PX: PX1, PX2, PX3)를 포함할 수 있다. 복수의 화소(PX)들은 특정 파장대의 광을 표시 장치(10)의 외부로 방출할 수 있다. 복수의 화소(PX)는 행렬 방향으로 배열될 수 있다. 도 15에서는 서로 다른 색을 방출하는 3개의 화소(PX1, PX2, PX3)들이 예시적으로 도시되어 있다. 제1 화소(PX1)는 적색을 표시하고, 제2 화소(PX2)는 녹색을 표시하며, 제3 화소(PX3)는 청색을 표시할 수 있다. 각 화소(PX)는 행과 열을 따라 교대 배열될 수 있다.
각 화소(PX)는 하나 이상의 발광 소자(300)를 포함한다. 서로 다른 색을 표시하는 각 화소(PX)는 서로 다른 색을 발광하는 발광 소자(300)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 화소(PX1)는 적색의 광을 발광하는 발광 소자(300)를, 제2 화소(PX2)는 녹색의 광을 발광하는 발광 소자(300)를, 제3 화소(PX3)는 청색의 광을 방출하는 발광 소자(300)를 각각 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 서로 다른 색을 나타내는 화소들이 동일한 색(예컨대 청색)을 발광하는 발광 소자(300)를 포함하고, 발광 경로 상에 파장 변환층이나 컬러 필터를 배치하여 각 화소의 색을 구현할 수도 있다.
각 발광 소자(300)는 일 단부가 p형(또는 n형)으로 도핑되어 있고, 타 단부가 반대 도전형인 n형(또는 p형)으로 도핑되어 있는 반도체를 포함할 수 있다. 즉, 발광 소자(300)는 쌍극자의 일종일 수 있다.
표시 장치(10)는 복수의 전극(210, 220)을 포함한다. 각 전극(210, 220)들의 적어도 일부는 각 화소(PX) 내에 배치되어, 발광 소자(300)와 전기적으로 연결되고, 발광 소자(300)가 특정 색을 발광하도록 전기신호를 인가할 수 있다.
또한, 각 전극(210, 220)들의 적어도 일부는 발광 소자(300)를 정렬하기 위해 화소(PX) 내에 전기장을 형성하는 데에 활용될 수 있다. 상술한 바와 같이 쌍극자의 일종인 발광 소자(300)를 정렬시킬 때 유전영동법이 사용될 수 있는데, 이때 각 전극(210, 220)에 교류 전원을 인가됨으로써, 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 전기장을 생성할 수 있다.
복수의 전극(210, 220)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 전극(210)은 각 화소(PX)마다 분리된 화소 전극이고, 제2 전극(220)은 복수의 화소(PX)를 따라 공통으로 연결된 공통 전극일 수 있다. 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 중 어느 하나는 발광 소자(300)의 애노드 전극이고, 다른 하나는 발광 소자(300)의 캐소드 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 그 반대의 경우일 수도 있다.
제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 각각 제1 방향(D1)으로 연장되어 배치되는 전극 줄기부(210S, 220S)와 전극 줄기부(210S, 220S)에서 제1 방향(D1)과 교차하는 방향인 제2 방향(D2)으로 연장되어 분지되는 적어도 하나의 전극 가지부(210B, 220B)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 전극(210)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 배치되는 제1 전극 줄기부(210S)와 제1 전극 줄기부(210S)에서 분지되되, 제2 방향(D2)으로 연장되는 적어도 하나의 제1 전극 가지부(210B)를 포함할 수 있다. 도시하지는 않았지만, 제1 전극 줄기부(210S)의 일 단부는 전극 패드에 연결되고, 타 단부는 제1 방향(D1)으로 연장되되, 각 화소(PX) 사이에서 전기적으로 연결이 분리될 수 있다. 상기 전극 패드에는 상술한 프로브 장치의 프로브가 접촉하여 교류 전원이 인가될 수 있다.
임의의 일 화소의 제1 전극 줄기부(210S)는 동일 행에 속하는(예컨대, 제1 방향(D1)으로 인접한) 이웃하는 화소의 제1 전극 줄기부(210S)와 실질적으로 동일 직선 상에 놓일 수 있다. 다시 말해, 일 화소의 제1 전극 줄기부(210S)는 양 단이 각 화소(PX) 사이에서 이격되어 종지하되, 이웃 화소의 제1 전극 줄기부(210S)는 상기 일 화소의 제1 전극 줄기부(210S)의 연장선에 정렬될 수 있다.
이와 같은 제1 전극 줄기부(210S)의 배치는 제조 과정에서 하나의 연결된 줄기 전극으로 형성되었다가, 발광 소자(300)의 정렬 공정을 수행한 후에 레이저 등을 통해 단선되어 형성된 것일 수 있다. 이에 따라, 각 화소(PX)에 배치되는 제1 전극 줄기부(210S)는 각 제1 전극 가지부(210B)에 서로 다른 전기 신호를 인가할 수 있고, 각 화소(PX)들에 배치된 복수의 제1 전극 가지부(210B)들은 각각 별개로 구동될 수 있다.
제1 전극 가지부(210B)는 제1 전극 줄기부(210S)의 적어도 일부에서 분지되고, 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치되되, 제1 전극 줄기부(210S)에 대향되어 배치되는 제2 전극 줄기부(220S)와 이격된 상태에서 종지될 수 있다. 즉, 제1 전극 가지부(210B)는 일 단부가 제1 전극 줄기부(210S)와 연결되고, 타 단부는 제2 전극 줄기부(220S)와 이격된 상태로 화소(PX) 내에 배치될 수 있다. 제1 전극 가지부(210B)는 각 화소(PX) 마다 전기적으로 분리되는 제1 전극 줄기부(210S)에 연결되어 있기 때문에, 각 화소(PX)별로 서로 다른 전기 신호를 인가받을 수 있다.
또한, 제1 전극 가지부(210B)는 각 화소(PX)에 하나 이상 배치될 수 있다. 도 15에서는 두개의 제1 전극 가지부(210B)가 배치되고, 그 사이에 제2 전극 가지부(220B)가 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않으며, 더 많은 수의 제1 전극 가지부(210B)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 전극 가지부(210B)들은 복수개의 제2 전극 가지부(220B)와 교대로 이격된 상태로 배치되며, 그 사이에 복수개의 발광 소자(300)가 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 전극 가지부(210B)들 사이에 제2 전극 가지부(220B)가 배치되어, 각 화소(PX)는 제2 전극 가지부(220B)를 기준으로 대칭구조를 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
제2 전극(220)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 제1 전극 줄기부(210S)와 이격되어 대향하도록 배치되는 제2 전극 줄기부(220S)와 제2 전극 줄기부(220S)에서 분지되되, 제2 방향(D2)으로 연장되어 제1 전극 가지부(210B)와 이격되어 대향하도록 배치되는 적어도 하나의 제2 전극 가지부(220B)를 포함할 수 있다. 제2 전극 줄기부(220S)도 제1 전극 줄기부(210S)와 같이 일 단부는 전극 패드에 연결될 수 있다. 제2 전극 줄기부(220S)의 타 단부는 제1 방향(D1)으로 인접한 복수의 화소(PX)로 연장될 수 있다. 즉, 제2 전극 줄기부(220S)는 각 화소(PX) 사이에서 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 임의의 일 화소 제2 전극 줄기부(220S)는 양 단이 각 화소(PX) 사이에서 이웃 화소의 제2 전극 줄기부(220S)의 일 단에 연결되어 각 화소(PX)에 동일한 전기 신호를 인가할 수 있다.
제2 전극 가지부(220B)는 제2 전극 줄기부(220S)의 적어도 일부에서 분지되고, 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치되되, 제1 전극 줄기부(210S)와 이격된 상태에서 종지될 수 있다. 즉, 제2 전극 가지부(220B)는 일 단부가 제2 전극 줄기부(220S)와 연결되고, 타 단부는 제1 전극 줄기부(210S)와 이격된 상태로 화소(PX) 내에 배치될 수 있다. 제2 전극 가지부(220B)는 각 화소(PX) 마다 전기적으로 연결되는 제2 전극 줄기부(220S)에 연결되어 있기 때문에, 각 화소(PX)마다 동일한 전기 신호를 인가받을 수 있다.
또한, 제2 전극 가지부(220B)는 제1 전극 가지부(210B)와 이격되어 대향하도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1 전극 줄기부(210S)와 제2 전극 줄기부(220S)는 각 화소(PX)의 중앙을 기준으로 서로 반대방향에서 이격되어 대향하므로, 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)는 연장되는 방향이 반대일 수 있다. 다시 말해, 제1 전극 가지부(210B)는 제2 방향(D2)의 일 방향으로 연장되고, 제2 전극 가지부(220B)는 제2 방향(D2)의 타 방향으로 연장되어, 각 가지부의 일 단부는 화소(PX)의 중앙을 기준으로 서로 반대방향에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제1 전극 줄기부(210S)와 제2 전극 줄기부(220S)는 화소(PX)의 중앙을 기준으로 동일한 방향에서 서로 이격되어 배치될 수도 있다. 이 경우, 각 전극 줄기부(210S, 220S)에서 분지되는 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)는 동일한 방향으로 연장될 수도 있다.
도 15에서는 각 화소(PX) 내에 하나의 제2 전극 가지부(220B)가 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않으며, 더 많은 수의 제2 전극 가지부(220B)가 배치될 수 있다.
제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B) 사이에는 복수의 발광 소자(300)가 정렬될 수 있다. 구체적으로, 복수의 발광 소자(300) 중 적어도 일부는 일 단부가 제1 전극 가지부(210B)와 전기적으로 연결되고, 타 단부가 제2 전극 가지부(220B)와 전기적으로 연결될 수 있다. 발광 소자(300)는 상술한 쌍극자 정렬 방법에 의해 정렬된 것으로 우수한 정렬 정확도를 가질 수 있다.
복수의 발광 소자(300)들은 제2 방향(D2)으로 이격되고, 실질적으로 서로 평행하게 정렬될 수 있다. 발광 소자(300)들이 이격되는 간격은 특별히 제한되지 않는다. 경우에 따라서는 복수의 발광 소자(300)들이 인접하게 배치되어 무리를 이루고, 다른 복수의 발광 소자(300)들은 일정 간격 이격된 상태로 무리를 이룰 수도 있으며, 불균일한 밀집도를 가지되 일 방향으로 배향되어 정렬될 수도 있다.
제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B) 상에는 각각 접촉 전극(260)이 배치될 수 있다. 복수의 접촉 전극(260)은 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치되되, 제1 방향(D1)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 접촉 전극(260)은 제1 전극 가지부(210B) 상에 배치되며 발광 소자(300)의 일 단부와 접촉하는 제1 접촉 전극(261) 및 제2 전극 가지부(220B) 상에 배치되며 발광 소자(300)의 타 단부와 접촉하는 제2 접촉 전극(262)을 포함할 수 있다.
한편, 제1 전극 줄기부(210S)와 제2 전극 줄기부(220S)는 제1 전극 컨택홀(CNTD) 및 제2 전극 컨택홀(CNTS)을 통해 후술하는 박막 트랜지스터(120) 또는 전원 배선(161)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도 15에서는 제1 전극 줄기부(210S)와 제2 전극 줄기부(220S) 상의 컨택홀은 각 화소(PX) 별로 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상술한 바와 같이, 제2 전극 줄기부(220S)의 경우 인접한 화소(PX)로 연장되어 전기적으로 연결될 수 있기 때문에, 몇몇 실시예에서 제2 전극 줄기부(220S)는 하나의 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 16은 도 15의 I-I'선, II-II' 선 및 III-III' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 표시 장치(10)는 기판(110), 기판(110) 상에 배치된 적어도 하나의 박막 트랜지스터(120, 140), 박막 트랜지스터(120, 140) 상부에 배치된 전극(210, 220)들과 발광 소자(300)를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터는 제1 전극(210)에 구동 신호를 전달하는 구동 트랜지스터인 제1 박막 트랜지스터(120)를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터는 제2 박막 트랜지스터(140)를 더 포함할 수 있다. 제2 박막 트랜지스터(140)는 데이터 신호를 전달하는 스위칭 트랜지스터일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 각 박막 트랜지스터(120, 140)는 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 제1 전극(210)은 제1 박막 트랜지스터(120)의 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 장치(10)의 단면 구조에 대해 더욱 구체적으로 설명하면, 기판(110)은 절연 기판일 수 있다. 기판(110)은 유리, 석영, 또는 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 고분자 물질의 예로는 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PA), 폴리아릴레이트(polyarylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethylene terepthalate: PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합을 들수 있다. 기판(110)은 리지드 기판일 수 있지만, 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉시블(flexible) 기판일 수도 있다.
기판(110) 상에는 버퍼층(115)이 배치될 수 있다. 버퍼층(115)은 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다. 버퍼층(115)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 또는 실리콘 산질화물 등을 포함할 수 있다.
버퍼층(115) 상에는 반도체층이 배치된다. 반도체층은 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 활성층(126), 제2 박막 트랜지스터(140)의 제2 활성층(146) 및 보조층(163)을 포함할 수 있다. 반도체층은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, 산화물 반도체 등을 포함할 수 있다.
반도체층 상에는 제1 게이트 절연층(170)이 배치된다. 제1 게이트 절연층(170)은 반도체층을 덮는다. 제1 게이트 절연층(170)은 박막 트랜지스터의 게이트 절연막으로 기능할 수 있다. 제1 게이트 절연층(170)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
제1 게이트 절연층(170) 상에는 제1 도전층이 배치된다. 제1 도전층은 제1 게이트 절연층(170)을 사이에 두고 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 활성층(126) 상에 배치된 제1 게이트 전극(121), 제2 박막 트랜지스터(140)의 제2 활성층(146) 상에 배치된 제2 게이트 전극(141) 및 보조층(163) 상에 배치된 전원 배선(161)을 포함할 수 있다. 제1 도전층은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제1 도전층은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
제1 도전층 상에는 제2 게이트 절연층(180)이 배치된다. 제2 게이트 절연층(180)은 층간 절연막일 수 있다. 제2 게이트 절연층(180)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 하프늄 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 아연 산화물 등의 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
제2 게이트 절연층(180) 상에는 제2 도전층이 배치된다. 제2 도전층은 제2 게이트 절연층을 사이에 두고 제1 게이트 전극(121) 상에 배치된 커패시터 전극(128)을 포함한다. 커패시터 전극(128)은 제1 게이트 전극(121)과 유지 커패시터를 이룰 수 있다.
제2 도전층은 상술한 제1 도전층과 동일하게 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
제2 도전층 상에는 층간절연층(190)이 배치된다. 층간절연층(190)은 층간 절연막일 수 있다. 더 나아가, 층간절연층(190)은 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다. 층간절연층(190)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
층간절연층(190) 상에는 제3 도전층이 배치된다. 제3 도전층은 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 드레인 전극(123)과 제1 소스 전극(124), 제2 박막 트랜지스터(140)의 제2 드레인 전극(143)과 제2 소스 전극(144), 및 전원 배선(161) 상부에 배치된 전원 전극(162)을 포함한다.
제1 소스 전극(124) 및 제1 드레인 전극(123)은 각각 층간절연층(190)과 제2 게이트 절연층(180)을 관통하는 제1 컨택홀(129)을 통해 제1 활성층(126)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 소스 전극(144) 및 제2 드레인 전극(143)은 각각 층간절연층(190)과 제2 게이트 절연층(180)을 관통하는 제2 컨택홀(149)을 통해 제2 활성층(146)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전원 전극(162)은 층간절연층(190)과 제2 게이트 절연층(180)을 관통하는 제3 컨택홀(169)을 통해 전원 배선(161)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 도전층은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제3 도전층은 단일막 또는 다층막일 수 있다. 예를 들어, 제3 도전층은 Ti/Al/Ti, Mo/Al/Mo, Mo/AlGe/Mo, Ti/Cu 등의 적층구조로 형성될 수 있다.
제3 도전층 상에는 비아층(200)이 배치된다. 비아층(200)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등의 유기 물질로 이루어질 수 있다. 비아층(200)의 표면은 평탄할 수 있다. 비아층(200)은 제1 전극(210), 제2 전극(220) 및 발광 소자(300)가 배치되는 베이스층의 역할을 할 수 있다.
비아층(200) 상에는 복수의 격벽(410, 420)이 배치될 수 있다. 복수의 격벽(410, 420)은 각 화소(PX) 내에서 서로 이격되어 대향하도록 배치되고, 서로 이격된 격벽(410, 420), 예컨대 제1 격벽(410) 및 제2 격벽(420) 상에는 각각 제1 전극(210)과 제2 전극(220)이 배치될 수 있다. 도 20에서는 하나의 화소(PX) 내에 3개의 격벽(410, 420), 구체적으로 2개의 제1 격벽(410)과 하나의 제2 격벽(420)이 배치되어, 각각 이들을 덮도록 제1 전극(210)과 제2 전극(220)이 배치되는 경우를 도시하고 있다.
복수의 격벽(410, 420)은 실질적으로 동일한 물질로 이루어져 하나의 공정에서 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(410, 420)은 하나의 격자형 패턴을 이룰 수도 있다. 격벽(410, 420)은 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다.
복수의 격벽(410, 420)은 비아층(200)을 기준으로 두께 방향으로 돌출된 구조를 가질 수 있다. 격벽(410, 420)은 발광 소자(300)가 배치된 평면을 기준으로 상부로 돌출될 수 있고, 상기 돌출된 부분은 적어도 일부가 경사를 가질 수 있다.
경사를 가지고 돌출된 구조의 격벽(410, 420) 상에는 반사층(211, 221)이 배치되어 광을 반사시킬 수 있다. 반사층은 제1 반사층(211)과 제2 반사층(210)을 포함할 수 있다.
제1 반사층(211)은 제1 격벽(410)을 덮으며, 일부는 비아층(200)을 관통하는 제4 컨택홀(319_1)을 통해 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 드레인 전극(123)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 반사층(221)은 제2 격벽(420)을 덮으며, 일부는 비아층(200)을 관통하는 제5 컨택홀(319_2)을 통해 전원 전극(162)과 전기적으로 연결될 수 있다.
반사층(211, 221)은 발광 소자(300)에서 방출되는 광을 반사시키기 위해, 반사율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 반사층(211, 221)은 은(Ag), 구리(Cu) 등과 같은 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 반사층(211) 및 제2 반사층(221) 상에는 각각 제1 전극층(212) 및 제2 전극층(222)이 배치될 수 있다.
제1 전극층(212)은 제1 반사층(211)의 바로 위에 배치된다. 제1 전극층(212)은 제1 반사층(211)과 실질적으로 동일한 패턴을 가질 수 있다. 제2 전극층(222)은 제2 반사층(221)의 바로 위에 배치되되, 제1 전극층(212)과 이격되도록 배치된다. 제2 전극층(222)은 제2 반사층(221)과 실질적으로 동일한 패턴을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 전극층(212, 222)은 각각 하부의 반사층(211, 221)을 덮을 수 있다. 즉, 전극층(212, 222)은 반사층(211, 221)보다 크게 형성되어 반사층(211, 221)의 단부 측면을 덮을 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 전극층(212)과 제2 전극층(222)은 각각 제1 박막 트랜지스터(120) 또는 전원 전극(162)과 연결된 제1 반사층(211)과 제2 반사층(221)으로 전달되는 전기 신호를 후술할 접촉 전극(261, 262)들에 전달할 수 있다. 전극층(212, 222)은 투명성 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 전극층(212, 222)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 등과 같은 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 반사층(211, 221)과 전극층(212, 222)은 ITO, IZO, ITZO 등과 같은 투명도전층과 은, 구리와 같은 금속층이 각각 한층 이상 적층된 구조를 이룰 수 있다. 일 예로, 반사층(211, 221)과 전극층(212, 222)은 ITO/은(Ag)/ITO의 적층구조를 형성할 수도 있다.
제1 격벽(410) 상에 배치되는 제1 반사층(211)과 제1 전극층(212)은 제1 전극(210)을 이룬다. 제1 전극(210)은 제1 격벽(410)의 양 끝단에서 연장된 영역까지 돌출될 수 있고, 이에 따라 제1 전극(210)은 상기 돌출된 영역에서 비아층(200)과 접촉할 수 있다. 제2 격벽(420) 상에 배치되는 제2 반사층(221)과 제2 전극층(222)은 제2 전극(220)을 이룬다. 제2 전극(220)은 제2 격벽(420)의 양 끝단에서 연장된 영역까지 돌출될 수 있고, 이에 따라 제2 전극(220)은 상기 돌출된 영역에서 비아층(200)과 접촉할 수 있다.
제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 각각 제1 격벽(410)과 제2 격벽(420)의 전 영역을 커버하도록 배치될 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 서로 이격되어 대향하도록 배치된다. 각 전극들이 이격된 사이에는 후술할 바와 같이 제1 절연층(510)이 배치되고, 그 상부에 제2 절연층(520) 및 발광 소자(300)가 배치될 수 있다.
또한, 제1 반사층(211)은 제1 박막 트랜지스터(120)로부터 구동 전압을 전달받을 수 있고, 제2 반사층(221)은 전원 배선(161)으로부터 전원 전압을 전달받을 수 있으므로, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 각각 구동 전압과 전원 전압을 전달받는다.
구체적으로, 제1 전극(210)은 제1 박막 트랜지스터(120)와 전기적으로 연결되고, 제2 전극(220)은 전원 배선(161)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 상에 배치되는 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)은 상기 구동 전압과 전원 전압을 인가받을 수 있다. 상기 구동 전압과 전원 전압은 발광 소자(300)로 전달되고, 발광 소자(300)에 소정이 전류가 흐르면서 광을 방출할 수 있다.
제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 상에는 이들을 부분적으로 덮는 제1 절연층(510)이 배치된다. 제1 절연층(510)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 상면을 대부분 덮도록 배치되되, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 일부를 노출시킬 수 있다. 또한, 제1 절연층(510)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)이 이격된 공간에도 배치될 수 있다. 도 15를 기준으로 설명하면, 제1 절연층(510)은 평면상 제1 전극 가지부(210B) 및 제2 전극 가지부(220B) 사이의 공간을 따라 섬형 또는 선형 형상을 가지도록 배치될 수 있다.
도 16에서는 하나의 제1 전극(210, 예컨대 제1 전극 가지부(210B))과 하나의 제2 전극(220, 예컨대 제2 전극 가지부(220B)) 사이의 이격된 공간에 제1 절연층(510)이 배치된 것을 도시하고 있다. 다만, 상술한 바와 같이 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 복수개일 수 있으므로, 제1 절연층(510)은 하나의 제1 전극(210)과 다른 제2 전극(220) 또는 하나의 제2 전극(220)과 다른 제1 전극(210) 사이에도 배치될 수 있다.
제1 절연층(510)은 각 전극(210, 220) 상의 일부 영역, 예컨대, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)이 대향하는 방향으로 돌출된 영역 중 일부와 중첩될 수 있다. 격벽(410, 420)의 경사진 측면 및 평탄한 상면과 각 전극(210, 220)이 중첩되는 영역에도 제1 절연층(510)이 배치될 수 있다. 또한, 제1 절연층(510)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)이 서로 대향하는 각 측부의 반대편에서도 이들을 부분적으로 덮도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 절연층(510)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 중심부만을 노출시키도록 배치될 수 있다.
제1 절연층(510)은 발광 소자(300)와 비아층(200) 사이에 배치될 수 있다. 제1 절연층(510)의 하면은 비아층(200)에 접촉하고, 제1 절연층(510)의 상면에 발광 소자(300)가 배치될 수 있다. 그리고 제1 절연층(510)은 양 측면에서 각 전극(210, 220)과 접촉하여, 이들을 전기적으로 상호 절연시킬 수 있다.
일 예로, 제1 절연층(510)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)이 서로 대향하는 방향으로 돌출된 각 단부를 덮을 수 있다. 제1 절연층(510)은 비아층(200)과 하면의 일부가 접촉할 수 있고, 각 전극(210, 220)과 하면의 일부 및 측면이 접촉할 수 있다. 이에 따라, 제1 절연층(510)은 각 전극(210, 220)과 중첩된 영역을 보호함과 동시에, 이들을 전기적으로 상호 절연시킬 수 있다. 또한, 발광 소자(300)의 제1 도전형 반도체(310) 및 제2 도전형 반도체(320)가 다른 기재와 직접 접촉하는 것을 방지하여 발광 소자(300)의 손상을 방지할 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않으며, 몇몇 실시예에서는 제1 절연층(510)이 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 상의 영역 중에서 격벽(410, 420)의 경사진 측면과 중첩되는 영역에만 배치될 수도 있다. 이 경우, 제1 절연층(510)의 하면은 격벽(410, 420)의 경사진 측면에서 종지하고, 격벽(410, 420)의 경사진 측면 중 일부 상에 배치되는 각 전극(210, 220)은 노출되어 접촉 전극(260)과 컨택될 수 있다.
제1 절연층(510)은 발광 소자(300)의 양 단부를 노출하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 접촉 전극(260)이 상기 각 전극(210, 220)의 노출된 상부면과 발광 소자(300)의 양 단부와 접촉될 수 있고, 접촉 전극(260)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)으로 인가되는 전기 신호를 발광 소자(300)로 전달할 수 있다.
발광 소자(300)는 일 단부가 제1 전극(210)과 전기적으로 연결되고, 타 단부는 제2 전극(220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 발광 소자(300)의 양 단부는 각각 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)과 컨택될 수 있다.
발광 소자(300)는 발광 다이오드(Light Emitting diode)일 수 있다. 발광 소자(300)는 그 크기가 대체로 나노 단위인 나노 구조물일 수 있다. 발광 소자(300)는 무기물로 이루어진 무기 발광 다이오드일 수 있다. 발광 소자(300)가 무기 발광 다이오드일 경우, 서로 대향하는 두 전극들 사이에 무기 결정 구조를 갖는 발광 물질을 배치하고 발광 물질에 특정 방향으로 전계를 형성하면, 무기 발광 다이오드가 특정 극성이 형성되는 상기 두 전극 사이에 정렬될 수 있다.
몇몇 실시예에서 발광 소자(300)는 제1 도전형 반도체(310), 소자 활성층(330), 제2 도전형 반도체(320) 및 전극 물질층(370)이 적층된 구조를 가질 수 있다. 발광 소자(300)의 상기 적층순서는 비아층(200)에 수평한 방향으로 제1 도전형 반도체(310), 소자 활성층(330), 제2 도전형 반도체(320) 및 전극 물질층(370)이 배치될 수 있다. 다시 말해, 상기 복수의 층들이 적층된, 발광 소자(300)는 비아층(200)과 수평한 가로방향으로 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 발광 소자(300)는 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 상술한 적층 방향이 반대가 되도록 정렬될 수도 있다. 발광 소자(300)의 구조에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
제2 절연층(530)은 발광 소자(300) 상의 적어도 일부 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다. 제2 절연층(530)은 발광 소자(300)를 보호함과 동시에 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 발광 소자(300)를 고정시키는 기능을 수행할 수도 있다.
도 16에서는 제2 절연층(530)이 단면도상 발광 소자(300)의 상부면에 배치된 것을 도시하고 있으나, 제2 절연층(530)은 발광 소자(300)의 외면을 감싸도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 절연층(510)과 같이 제2 절연층(530)은 평면상 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B) 사이의 공간을 따라 제2 방향(D2)으로 연장되어 섬형 또는 선형의 형상을 갖도록 배치될 수 있다.
또한, 제2 절연층(530)의 재료 중 일부는 발광 소자(300)의 하면과 제1 절연층(510)이 접하는 영역에도 배치될 수 있다. 이는 표시 장치(10)의 제조 시, 제1 절연층(510) 상에 발광 소자(300)가 정렬되고 그 위에 제2 절연층(530)이 배치될 때 형성된 것일 수도 있다. 발광 소자(300)의 하면과 접하는 제1 절연층(510)에 일부 공극이 형성되면, 제2 절연층(530)이 형성될 때 상기 공극으로 제2 절연층(530)의 재료 중 일부가 침투하여 형성된 것일 수 있다.
제2 절연층(530)은 발광 소자(300)의 양 측면을 노출하도록 배치된다. 제2 절연층(530)은 발광 소자(300)의 상기 양 측면보다 내측으로 함몰될 수 있다. 이에 따라, 제1 절연층(510), 발광 소자(300) 및 제2 절연층(530)은 측면이 계단식으로 적층될 수 있다. 이 경우 후술하는 접촉 전극(261, 262)은 발광 소자(300)의 양 단부 측면과 원활하게 접촉이 이루어질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제2 절연층(530)의 길이와 발광 소자(300)의 길이가 일치하여 양 측부들이 정렬될 수 있다.
한편, 제2 절연층(530)은 제1 절연층(510)을 덮도록 배치된 뒤 일부 영역, 예컨대, 발광 소자(300)가 접촉 전극(260)과 컨택되도록 노출되는 영역에서 패터닝되어 형성된 것일 수 있다. 제2 절연층(530)을 패터닝하는 단계는 통상적인 건식 식각 또는 습식 식각을 통해 수행할 수 있다. 여기서, 제1 절연층(510)이 패터닝되지 않도록 하기 위해, 제1 절연층(510)과 제2 절연층(530)은 서로 다른 식각 선택비를 갖는 재료를 포함할 수 있다. 다시 말해, 제2 절연층(530)을 패터닝할 때, 제1 절연층(510)은 에칭 스토퍼(etching stopper)의 기능을 수행할 수도 있다.
이에 따라 제2 절연층(530)이 발광 소자(300)의 외면을 덮고, 발광 소자(300)의 양 단부는 노출되도록 패터닝 하더라도, 제1 절연층(510)은 재료가 손상되지 않는다. 특히, 발광 소자(300)와 접촉 전극(260)이 컨택되는 발광 소자(300)의 양 단부에서 제1 절연층(510)과 발광 소자(300)는 매끄러운 접촉면을 형성할 수 있다.
제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 각각 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 상부면에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 제1 절연층(510)이 패터닝되어 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 일부가 노출되는 영역에서 각각 제1 전극층(212) 및 제2 전극층(222)과 접촉할 수 있다. 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 발광 소자(300)의 일 단부 측면, 예컨대 제1 도전형 반도체(310), 제2 도전형 반도체(320) 또는 전극 물질층(370)에 각각 접촉될 수 있다. 이에 따라, 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)은 제1 전극층(212) 및 제2 전극층(222)에 인가된 전기 신호를 발광 소자(300)에 전달할 수 있다.
제1 접촉 전극(261)은 제1 전극(210) 상에서 이를 부분적으로 커버하도록 배치되되, 하면이 부분적으로 발광 소자(300), 제1 절연층(510) 및 제2 절연층(530)과 접촉할 수 있다. 제1 접촉 전극(261)의 제2 접촉 전극(262)이 배치된 방향의 일 단부는 제2 절연층(530) 상에 배치된다. 제2 접촉 전극(262)은 제2 전극(220) 상에서 이를 부분적으로 커버하도록 배치되되, 하면이 부분적으로 발광 소자(300), 제1 절연층(510) 및 제3 절연층(540)과 접촉할 수 있다. 제2 접촉 전극(262)의 제1 접촉 전극(261)이 배치된 방향의 일 단부는 제3 절연층(540) 상에 배치된다.
제1 절연층(510) 및 제2 절연층(530)은 제1 격벽(410)과 제2 격벽(420)의 상부면에서 제1 전극(210)과 제2 전극(220)을 덮도록 배치된 영역이 패터닝될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 각각 제1 전극층(212) 및 제2 전극층(222)이 노출되고, 상기 노출된 영역에서 각 접촉 전극(261, 262)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)은 제2 절연층(530) 또는 제3 절연층(540) 상에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)은 발광 소자(300)와 제2 절연층(530) 또는 제3 절연층(540)에 함께 접촉되나, 제2 절연층(530) 상에서는 적층된 방향으로 이격되어 배치됨으로써 전기적으로 절연될 수 있다.
접촉 전극(261, 262)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, ITO, IZO, ITZO, 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 접촉 전극(261, 262)은 전극층(212, 222)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 접촉 전극(261, 262)은 전극층(212, 222)에 컨택될 수 있도록, 전극층(212, 222) 상에서 실질적으로 동일한 패턴으로 배치될 수 있다.
제3 절연층(540)은 제1 접촉 전극(261)의 상부에 배치되어, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)을 전기적으로 상호 절연시킬 수 있다. 제3 절연층(540)은 제1 접촉 전극(261)을 덮도록 배치되되, 발광 소자(300)가 제2 접촉 전극(262)과 컨택될 수 있도록 발광 소자(300)의 일부 영역에는 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 제3 절연층(540)은 제2 절연층(530)의 상부면에서 제1 접촉 전극(261), 제2 접촉 전극(262) 및 제2 절연층(530)과 부분적으로 접촉할 수 있다. 제3 절연층(540)은 제2 절연층(530)의 상부면에서 제1 접촉 전극(261)의 일 단부를 커버하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 제3 절연층(540)은 제1 접촉 전극(361)을 보호함과 동시에, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)을 전기적으로 절연시킬 수 있다.
제3 절연층(540)의 제2 전극(220)이 배치된 방향의 일 단부는 제2 절연층(530)의 일 측면과 정렬될 수 있다.
한편, 몇몇 실시예에서, 표시 장치(10)는 제3 절연층(540)이 생략될 수도 있다. 이에 따라, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 실질적으로 동일한 평면상에 배치될 수 있고, 후술할 패시베이션층(550)에 의해 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 전기적으로 상호 절연될 수 있다.
패시베이션층(550)은 제3 절연층(540) 및 제2 접촉 전극(262)의 상부에 형성되어, 외부 환경에 대하여 비아층(200) 상에 배치되는 부재들을 보호하는 기능을 할 수 있다. 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)이 노출될 경우, 전극 손상에 의해 접촉 전극 재료의 단선 문제가 발생할 수 있기 때문에, 패시베이션층(550)으로 이들을 커버할 수 있다. 즉, 패시베이션층(550)은 제1 전극(210), 제2 전극(220), 발광 소자(300) 등을 커버하도록 배치될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 제3 절연층(540)이 생략되는 경우, 패시베이션층(550)은 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)의 상부에 형성될 수 있다. 이 경우, 패시베이션층(550)은 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)을 전기적으로 상호 절연시킬 수도 있다.
상술한 제1 절연층(510), 제2 절연층(530), 제3 절연층(540) 및 패시베이션층(550) 각각은 무기물 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 절연층(510), 제2 절연층(530), 제3 절연층(540) 및 패시베이션층(550)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN)등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 제1 절연층(510), 제2 절연층(530), 제3 절연층(540) 및 패시베이션층(550)은 동일한 물질로 이루어질 수도 있지만, 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있다. 기타, 제1 절연층(510), 제2 절연층(530), 제3 절연층(540) 및 패시베이션층(550)에 절연성을 부여하는 다양한 물질이 적용가능하다.
한편, 제1 절연층(510)과 제2 절연층(530)은 상술한 바와 같이, 서로 다른 식각 선택비를 가질 수 있다. 일 예로, 제1 절연층(510)이 실리콘산화물(SiOx)을 포함하는 경우, 제2 절연층(530)은 실리콘질화물(SiNx)을 포함할 수 있다. 다른 예로, 제1 절연층(510)이 실리콘질화물(SiNx)을 포함하는 경우에는, 제2 절연층(530)은 실리콘산화물(SiOx)을 포함할 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 발광 소자(300)는 기판 상에서 에픽택셜(Epitaxial) 성장법에 의해 제조될 수 있다. 기판 상에 반도체층을 형성하기 위한 시드 결정(Seed crystal)층을 형성하고, 원하는 반도체 재료를 증착시켜 성장시킬 수 있다. 이하, 도 17을 참조하여 다양한 실시예들에 따른 발광 소자(300)의 구조에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 17은 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다. 도 17을 참조하면, 발광 소자(300)는 복수의 도전형 반도체(310, 320), 소자 활성층(330), 전극 물질층(370) 및 절연성 물질막(380)을 포함할 수 있다. 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)으로부터 인가되는 전기 신호는 복수의 도전형 반도체(310, 320)을 통해 소자 활성층(330)으로 전달되어 광을 방출할 수 있다.
구체적으로, 발광 소자(300)는 제1 도전형 반도체(310), 제2 도전형 반도체(320), 제1 도전형 반도체(310)와 제2 도전형 반도체(320) 사이에 배치되는 소자 활성층(330), 제2 도전형 반도체(320) 상에 배치되는 전극 물질층(370)을 포함하는 로드 형상의 반도체 코어와, 반도체 코어의 외주면을 둘러싸도록 배치되는 절연성 물질막(380)을 포함할 수 있다. 도 17의 발광 소자(300)는 반도체 코어의 제1 도전형 반도체(310), 소자 활성층(330), 제2 도전형 반도체(320) 및 전극 물질층(370)이 길이방향으로 순차적으로 적층된 구조를 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 전극 물질층(370)은 생략될 수 있으며, 몇몇 실시예에서는 제1 도전형 반도체(310) 및 제2 도전형 반도체(320)의 양 측면 중 적어도 어느 하나에 배치될 수도 있다. 이하에서는, 도 4의 발광 소자(300)를 예시하여 설명하기로 하며, 후술되는 발광 소자(300)에 관한 설명은 발광 소자(300)가 다른 구조를 더 포함하더라도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다.
제1 도전형 반도체(310)는 n형 반도체층일 수 있다. 일 예로, 발광 소자(300)가 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제1 도전형 반도체(310)는 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료일 수 있다. 예를 들어, n형으로 도핑된 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제1 도전형 반도체(310)는 제1 도전성 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제1 도전성 도펀트는 Si, Ge, Sn 등일 수 있다. 제1 도전형 반도체(310)의 길이는 1.5㎛ 내지 5㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 도전형 반도체(320)는 p형 반도체층일 수 있다. 일 예로, 발광 소자(300)가 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제2 도전형 반도체(320)는 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료일 수 있다. 예를 들어, p형으로 도핑된 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제2 도전형 반도체(320)는 제2 도전성 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제2 도전성 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Se, Ba 등일 수 있다. 제2 도전형 반도체(320)의 길이는 0.08㎛ 내지 0.25㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
소자 활성층(330)은 제1 도전형 반도체(310) 및 제2 도전형 반도체(320) 사이에 배치되며, 단일 또는 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함할 수 있다. 소자 활성층(330)이 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함하는 경우, 양자층(Quantum layer)과 우물층(Well layer)이 서로 교번적으로 복수개 적층된 구조일 수도 있다. 소자 활성층(330)은 제1 도전형 반도체(310) 및 제2 도전형 반도체(320)를 통해 인가되는 전기 신호에 따라 전자-정공 쌍의 결합에 의해 광을 발광할 수 있다. 일 예로, 소자 활성층(330)이 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, AlGaN, AlInGaN 등의 물질을 포함할 수 있으며, 특히, 소자 활성층(330)이 다중 양자 우물 구조로, 양자층과 우물층이 교번적으로 적층된 구조인 경우, 양자층은 AlGaN 또는 AlInGaN, 우물층은 GaN 또는 AlGaN 등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 소자 활성층(330)은 밴드갭(Band gap) 에너지가 큰 종류 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. 이에 따라, 소자 활성층(330)이 방출하는 광은 청색 파장대의 광으로 제한되지 않고, 경우에 따라 적색, 녹색 파장대의 광을 방출할 수도 있다. 소자 활성층(330)의 길이는 0.05㎛ 내지 0.25㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
소자 활성층(330)에서 방출되는 광은 발광 소자(300)의 길이방향 외부면 뿐만 아니다, 양 측면으로 방출될 수 있다. 즉, 소자 활성층(330)에서 방출되는 광은 일 방향으로 방향성이 제한되지 않는다.
전극 물질층(370)은 오믹(ohmic) 접촉 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 쇼트키(Schottky) 접촉 전극일 수도 있다. 전극 물질층(370)은 전도성이 있는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극 물질층(370)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 인듐(In), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 전극 물질층(370)은 동일한 물질을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질을 포함할 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
절연성 물질막(380)은 반도체 코어의 외주면을 둘러싸도록 배치된다. 구체적으로, 절연성 물질막(380)은 제1 도전형 반도체(310), 제2 도전형 반도체(320), 소자 활성층(330) 및 전극 물질층(370)의 외부에 형성되고, 이들을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 절연성 물질막(380)은 상기 부재들의 측면부를 둘러싸도록 형성되어, 발광 소자(300)의 길이방향의 양 단부, 예를 들어 제1 도전형 반도체(310) 및 전극 물질층(370)이 배치된 양 단부에는 형성되지 않을 수 있다. 다만, 이에 제한되지는 않는다.
도면에서는 절연성 물질막(380)은 길이방향으로 연장되어 제1 도전형 반도체(310)부터 전극 물질층(370)까지 커버할 수 있도록 형성된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 절연성 물질막(380)은 제1 도전형 반도체(310), 소자 활성층(330) 및 제2 도전형 반도체(320)만 커버하거나, 전극 물질층(370) 외면의 일부만 커버하여 전극 물질층(370)의 일부 외면이 노출될 수도 있다.
절연성 물질막(380)의 두께는 0.5 ㎛ 내지 1.5㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
절연성 물질막(380)은 절연피막(381)과 절연피막(381)에 결합되는 소자 결합기(385)를 포함할 수 있다. 절연피막(381)은 절연특성을 가지고, 제1 도전형 반도체(310), 제2 도전형 반도체(320), 소자 활성층(330) 및 전극 물질층(370)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다.
절연피막(381)은 절연특성을 가진 물질들, 예를 들어, 실리콘 산화물(Silicon oxide, SiOx), 실리콘 질화물(Silicon nitride, SiNx), 산질화 실리콘(SiOxNy), 질화알루미늄(Aluminum nitride, AlN), 산화알루미늄(Aluminum oxide, Al2O3) 등을 포함할 수 있다. 이에 따라 소자 활성층(330)이 제1 전극(210) 또는 제2 전극(220)과 직접 접촉하는 경우 발생할 수 있는 전기적 단락을 방지할 수 있다. 또한, 절연피막(381)은 소자 활성층(330)을 포함하여 발광 소자(300)의 외주면을 보호하기 때문에, 발광 효율의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 절연피막(381)은 외주면이 표면처리 되어, 표면의 적어도 일부에 소자 결합기(385)가 결합될 수 있다. 소자 결합기(385)는 제2 절연층(520)과 공유결합을 형성할 수 있고, 표시 장치(10)의 제조시 발광 소자(300)를 각 전극(210, 220) 사이에서 고정시킬 수 있다.
이하, 상기한 바와 같은 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 18 및 도 19는 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다. 설명의 편의를 위해, 도 18에서는 비아층(200) 하부에 배치되는 부재들에 대해서는 도시를 생략하였다.
도 18을 참조하면, 비아층(200), 비아층(200) 상에 서로 이격되어 배치되는 제1 격벽(410) 및 제2 격벽(420), 제1 격벽(410) 및 제2 격벽(420) 상에 각각 배치되는 제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 및 이들을 덮도록 배치되는 제1 절연물층(510')을 포함하는 기판을 준비한다. 상기의 부재들은 통상적인 마스크 공정을 수행하여, 금속, 무기물 또는 유기물 등을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.
도 19를 참조하면, 이어, 제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 상에 발광 소자(300)를 랜딩하고 정렬시킨다. 발광 소자(300)는 쌍극자의 일종으로서, 발광 소자(300)의 정렬은 상술한 잉크젯 프린트 장치 및 쌍극자 정렬 방법을 사용하여 이루어질 수 있으므로, 중복 설명은 생략하기로 한다.
이어, 이후의 추가적인 공정을 수행하여, 상술한 복수의 부재들, 예컨대 접촉 전극(260), 제3 절연층(540) 및 패시베이션층(550)을 형성하여 표시 장치(10)를 제조할 수 있다. 특히, 접촉 전극(260)과 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 컨택시키기 위해, 제1 절연물층(510')은 부분적으로 제거될 수 있고, 이에 따라 도 16의 제1 절연층(510)을 형성할 수 있다.
상기한 바와 같이 실시예들에 따른 방법에 의하면 발광 소자(300)가 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 높은 정렬도를 가지며 정렬될 수 있다. 정렬도의 개선에 따라 발광 소자(300)는 각 전극(210, 220) 또는 접촉 전극(260)간의 연결 또는 컨택 불량을 줄일 수 있고, 표시 장치(10)의 각 화소(PX)별 신뢰도를 향상시킬 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.

Claims (20)

  1. 스테이지;
    상기 스테이지 상부에 위치하는 프린트 헤드 유닛; 및
    상기 스테이지와 상기 프린트 헤드 유닛 사이의 공간에 전계를 제공하는 전계 생성 부재를 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프린트 헤드 유닛은 프린트 헤드 및 상기 프린트 헤드와 연결되며, 쌍극자를 포함하는 잉크를 분사하는 노즐을 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 전계 생성 부재는 안테나 패턴을 포함하는 안테나 유닛을 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 안테나 유닛은 상기 스테이지와 상기 프린트 헤드 유닛 상에 배치되는 잉크젯 프린트 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 안테나 유닛은 상기 스테이지와 상기 프린트 헤드 유닛 사이의 공간에 수직 전계를 생성하는 잉크젯 프린트 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 안테나 유닛 상에 배치된 기판 탑재 부재를 더 포함하되,
    상기 안테나 유닛은 상기 스테이지 상에 배치되고,
    상기 안테나 유닛은 상기 스테이지와 상기 기판 탑재 부재 사이에 둘러싸이는 잉크젯 프린트 장치.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 안테나 유닛은 상기 스테이지의 측면부에 배치되는 잉크젯 프린트 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 안테나 유닛은 상기 스테이지와 상기 프린트 헤드 유닛 사이의 공간에 수평 전계를 생성하는 잉크젯 프린트 장치.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 쌍극자는 발광 소자를 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    프로브 유닛과 상기 프로브 유닛을 구동하는 프로브 구동 장치를 더 포함하는 잉크젯 프린트 장치.
  11. 대상 기판 상부에 전계가 생성된 상태에서 쌍극자를 포함하는 잉크를 상기 전계가 생성된 영역을 통과하여 상기 대상 기판 상에 분사하는 단계; 및
    상기 대상 기판 상에 상기 쌍극자를 랜딩하는 단계를 포함하는 쌍극자 정렬 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 전계는 상기 안테나 패턴을 포함하는 안테나 유닛에 의해 제공되는 쌍극자 정렬 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 잉크를 분사하는 단계는 상기 전계에 의해 상기 쌍극자의 배향 방향이 정렬되는 단계를 포함하는 쌍극자 정렬 방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 대상 기판은 제1 전극과 제2 전극을 포함하고,
    상기 쌍극자를 랜딩하는 단계는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 상에 상기 쌍극자를 랜딩하는 단계인 쌍극자 정렬 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 쌍극자를 랜딩하는 단계는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 교류 전원을 인가하는 단계를 포함하는 쌍극자 정렬 방법.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 대상 기판 상에 상기 잉크를 분사하는 단계는 잉크젯 프린트 장치를 이용하여 진행되는 쌍극자 정렬 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 잉크젯 프린트 장치는 스테이지,
    상기 스테이지 상부에 위치하는 프린트 헤드 유닛, 및
    상기 스테이지와 상기 프린트 헤드 유닛 사이의 공간에 전계를 제공하는 전계 생성 부재를 포함하는 쌍극자 정렬 방법.
  18. 제1 전극 및 제2 전극이 형성된 베이스층을 준비하는 단계;
    상기 베이스층 상부에 전계가 생성된 상태에서 발광 소자를 포함하는 잉크를 상기 전계가 생성된 영역을 통과하여 상기 베이스층 상에 분사하는 단계; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 상기 발광 소자를 랜딩하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 베이스층은 복수의 화소를 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 각 화소마다 구비되며,
    상기 발광 소자는 상기 각 화소의 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 랜딩되는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 잉크를 분사하는 단계는 상기 전계에 의해 상기 발광 소자의 배향 방향이 정렬되는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022005033A1 (ko) * 2020-06-29 2022-01-06 삼성디스플레이 주식회사 잉크젯 프린팅 장치

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210130885A (ko) * 2020-04-22 2021-11-02 삼성디스플레이 주식회사 잉크젯 프린팅 장치 및 이를 이용한 쌍극성 소자의 프린팅 방법
KR20220004841A (ko) * 2020-07-02 2022-01-12 삼성디스플레이 주식회사 잉크젯 프린팅 장치 및 표시 장치의 제조 방법
WO2022097787A1 (ko) * 2020-11-06 2022-05-12 엘지전자 주식회사 잉크젯 헤드 장치
KR20220070106A (ko) * 2020-11-20 2022-05-30 삼성디스플레이 주식회사 잉크젯 프린팅 장치 및 그의 미토출 해소 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003090909A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Canon Inc インクジェット描画装置及び描画方法及びカラーフィルタ及びエレクトロルミネッセンス素子
JP2003185829A (ja) * 2001-12-11 2003-07-03 Ind Technol Res Inst インクジェット方式のカラーフィルタ製造方法および装置
JP2010036548A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Ricoh Printing Systems Ltd インクジェット装置
KR20130071542A (ko) * 2011-12-21 2013-07-01 엘지디스플레이 주식회사 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법
KR101812334B1 (ko) * 2010-12-21 2018-01-25 엘지이노텍 주식회사 투명 전광판 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998003896A1 (en) * 1996-07-19 1998-01-29 E-Ink Corporation Electronically addressable microencapsulated ink and display thereof
CN100532103C (zh) * 2002-09-24 2009-08-26 柯尼卡美能达控股株式会社 静电吸引式液体喷射头的制造方法,喷嘴板的制造方法,静电吸引式液体喷射装置
GB0322230D0 (en) * 2003-09-23 2003-10-22 Koninkl Philips Electronics Nv Suspended particle device
GB0322229D0 (en) * 2003-09-23 2003-10-22 Koninkl Philips Electronics Nv A display
KR20070073158A (ko) * 2006-01-04 2007-07-10 삼성전자주식회사 잉크젯 프린팅 시스템 및 이를 이용한 표시 장치의 제조방법
KR20080024265A (ko) * 2006-09-13 2008-03-18 삼성전자주식회사 잉크젯 인쇄 장치, 이를 사용한 색 필터 검사 방법 및 색필터 표시판의 제조 방법
JP2008287119A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置の駆動方法
BR112012030274B1 (pt) * 2010-06-29 2020-09-15 Hewlett - Packard Development Company, L.P Conjunto de ejeção de fluido piezelétrico e dispositivo de ejeção de fluido
JP5539547B2 (ja) * 2012-01-24 2014-07-02 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド及びその製造方法
US8994014B2 (en) * 2012-06-06 2015-03-31 Saudi Basic Industries Corporation Ferroelectric devices, interconnects, and methods of manufacture thereof
FR3025801B1 (fr) * 2014-09-16 2018-03-09 Dover Europe Sarl Composition de liquide, notamment encre, pour l'impression par jet continu devie binaire, a gouttes non chargees, utilisation de ladite composition, procede de marquage, et substrat marque.
EP3194512B1 (en) * 2014-09-18 2020-04-22 Markem-Imaje Corporation Ink compositions
FR3046418B1 (fr) * 2016-01-06 2020-04-24 Dover Europe Sarl Composition de liquide, notamment encre, pour l'impression par jet continu devie binaire, a gouttes non chargees, utilisation de ladite composition, procede de marquage, et substrat marque.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003090909A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Canon Inc インクジェット描画装置及び描画方法及びカラーフィルタ及びエレクトロルミネッセンス素子
JP2003185829A (ja) * 2001-12-11 2003-07-03 Ind Technol Res Inst インクジェット方式のカラーフィルタ製造方法および装置
JP2010036548A (ja) * 2008-08-08 2010-02-18 Ricoh Printing Systems Ltd インクジェット装置
KR101812334B1 (ko) * 2010-12-21 2018-01-25 엘지이노텍 주식회사 투명 전광판 및 이의 제조 방법
KR20130071542A (ko) * 2011-12-21 2013-07-01 엘지디스플레이 주식회사 유기전계 발광소자 및 이의 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022005033A1 (ko) * 2020-06-29 2022-01-06 삼성디스플레이 주식회사 잉크젯 프린팅 장치

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