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特許7536079インクジェットプリンティング装置、双極性素子の整列方法および表示装置の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-08-08
(45)【発行日】2024-08-19
(54)【発明の名称】インクジェットプリンティング装置、双極性素子の整列方法および表示装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
B05C 5/00 20060101AFI20240809BHJP
H01L 33/00 20100101ALI20240809BHJP
B05D 7/24 20060101ALI20240809BHJP
B05D 3/14 20060101ALI20240809BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20240809BHJP
【ＦＩ】
B05C5/00 101
H01L33/00 H
B05D7/24 303A
B05D7/24 301M
B05D3/14
G09F9/00 338
【請求項の数】
24
(21)【出願番号】P 2022504282
(86)(22)【出願日】2020-02-27
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-09-30
(86)【国際出願番号】 KR2020002798
(87)【国際公開番号】W WO2021015385
(87)【国際公開日】2021-01-28
【審査請求日】2023-01-16
(31)【優先権主張番号】10-2019-0089752
(32)【優先日】2019-07-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】512187343
【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】１， Ｓａｍｓｕｎｇ－ｒｏ， Ｇｉｈｅｕｎｇ－ｇｕ， Ｙｏｎｇｉｎ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110002619
【氏名又は名称】弁理士法人ＰＯＲＴ
(72)【発明者】
【氏名】リュウ アンナ
(72)【発明者】
【氏名】カク ジンオ
(72)【発明者】
【氏名】キム ソンフン
(72)【発明者】
【氏名】イ ドンホ
(72)【発明者】
【氏名】チョ ソンチャン
【審査官】伊藤 寿美
(56)【参考文献】
【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００５５０２１（ＫＲ，Ａ）
【文献】韓国登録特許第１０－１４８２９５１（ＫＲ，Ｂ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００１９３７７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－１４４４３０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０５Ｃ ５／００－ ５／０４
Ｂ０５Ｄ １／００－ ７／２６
Ｂ４１Ｊ ２／０１，
２／０８５，
２／０９５，
２／１４
Ｈ０１Ｌ ３３／００
Ｇ０９Ｆ ９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一方向に延びた形状を有し、前記一方向に延びた形状の一端部は第１極性を有し、他端部は前記第１極性と異なる第２極性を有する双極性素子を複数含むインクを吐出するインクジェットプリンティング装置であって、前記インクジェットプリンティング装置は、
ステージおよび前記ステージ上に電界を生成するプローブユニットを含む電界生成ユニットと、
前記ステージの上部に位置し、前記インクが吐出される複数のノズルを有するインクジェットヘッドを含み、
前記プローブユニットは、電界を生成するプローブパッドと、前記プローブパッドを前記ステージ上で移動させるプローブ駆動部と、を含み、
前記複数のノズルの各々は第１直径を有する流入口および前記流入口と連結されて前記第１直径より小さい第２直径を有する排出口を含み、
前記排出口の一側面である第１側面は前記ステージの上面に向かう方向である第１方向に延び、前記流入口の一側面である第２側面は前記第１方向を基準として傾斜し、前記第２側面の長さは前記双極性素子の前記一方向に延びた形状の長さより大きい、インクジェットプリンティング装置。
【請求項2】
前記インクは前記流入口を介して前記排出口に流入し、前記双極性素子は前記ノズルの前記第２側面に沿って前記排出口に流入する、請求項１に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項3】
前記双極性素子は延びた一方向が前記第１方向と平行な状態で前記排出口から吐出される、請求項２に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項4】
前記インクジェットヘッドは複数の前記ノズルの間に位置するガイド部をさらに含み、前記ガイド部は前記排出口の間の第１ガイド部および前記流入口の間の第２ガイド部を含む、請求項１に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項5】
前記インクジェットヘッドは、前記ガイド部に配置された電界生成電極をさらに含む、請求項４に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項6】
前記電界生成電極は、前記第１ガイド部の前記第１側面と接触する一面に配置された第１電界生成電極および前記第２ガイド部の前記第２側面と接触する一面に配置され、前記第１電界生成電極と前記第１方向に離隔した第２電界生成電極を含む、請求項５に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項7】
前記第１電界生成電極および前記第２電界生成電極は、前記流入口と前記排出口に前記第１方向に向かう電界を生成する、請求項６に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項8】
前記インクジェットヘッドは前記ノズルを囲むように配置された電界生成コイルをさらに含む、請求項４に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項9】
前記電界生成コイルは、前記流入口と前記排出口に前記第１方向に向かう電界を生成する、請求項８に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項10】
前記インクジェットヘッドは前記流入口と連結された内部管をさらに含み、前記流入口の前記第１直径は前記内部管から前記排出口に行くほど小さくなる、請求項１に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項11】
前記インクジェットヘッドは前記流入口と前記内部管の間に配置された複数の第３ガイド部をさらに含み、
前記ノズルは前記内部管と前記流入口の間で前記第３ガイド部が離隔した空間が形成する流入管をさらに含む、請求項１０に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項12】
前記インクは前記内部管から前記流入管に沿って前記流入口に供給され、前記双極性素子は前記流入管の一側面に沿って前記第２側面に流入する、請求項１１に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項13】
前記インクジェットヘッドは一方向に延びた支持台に据え付けられたプリントヘッドユニットに配置され、前記プリントヘッドユニットは前記一方向に移動する、請求項１に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項14】
前記吐出されたインクは前記ステージ上に噴射され、前記電界生成ユニットは前記ステージ上に電界を生成する、請求項１に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項15】
前記ステージ上に噴射された双極性素子は、前記電界によって延びた方向が前記第１方向と異なる第２方向に向かうように整列する、請求項１４に記載のインクジェットプリンティング装置。
【請求項16】
請求項１に記載のインクジェットプリンティング装置を用いた双極性素子の整列方法であって、
対象基板上に一方向に配向された、一方向に延びた形状を有し、前記一方向に延びた形状の一端部は第１極性を有し、他端部は前記第１極性と異なる第２極性を有する双極性素子を複数含むインクを噴射する段階と、
前記対象基板の上部に電界を生成して前記双極性素子を前記対象基板上に安着させる段階を含む、双極性素子の整列方法。
【請求項17】
前記インクを噴射する段階は、前記双極性素子の長軸が向かう方向が前記対象基板の上面に垂直である状態で配向されて噴射される段階である、請求項１６に記載の双極性素子の整列方法。
【請求項18】
前記インクを噴射する段階は、前記インクに電界が生成されて前記双極性素子の長軸が前記電界が向かう方向に配向される段階を含む、請求項１７に記載の双極性素子の整列方法。
【請求項19】
前記インクは、前記双極性素子の前記一端部が前記対象基板の上面に向かうように配向された状態で噴射される、請求項１８に記載の双極性素子の整列方法。
【請求項20】
前記対象基板は第１電極と第２電極を含み、前記双極性素子を安着させる段階は前記第１電極と前記第２電極の間に前記双極性素子を安着させる段階である、請求項１６に記載の双極性素子の整列方法。
【請求項21】
前記双極性素子は少なくとも一端部が前記第１電極および前記第２電極のうち少なくともいずれか一つ上に配置される、請求項２０に記載の双極性素子の整列方法。
【請求項22】
請求項１に記載のインクジェットプリンティング装置を用いた表示装置の製造方法であって、
第１電極および第２電極が形成された対象基板を準備する段階と、
前記対象基板上に一方向に配向された、一方向に延びた形状を有し、前記一方向に延びた形状の一端部は第１極性を有し、他端部は前記第１極性と異なる第２極性を有する発光素子を複数含むインクを噴射する段階と、
前記第１電極と前記第２電極の間に前記発光素子を安着させる段階を含む、表示装置の製造方法。
【請求項23】
前記インクを噴射する段階は前記発光素子の長軸が向かう方向が前記対象基板の上面に垂直である状態で配向されて噴射される段階である、請求項２２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項24】
前記発光素子を安着させる段階は前記第１電極と前記第２電極上に電界が生成され、前記電界によって前記発光素子の配向方向が整列する段階をさらに含む、請求項２３に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はインクジェットプリンティング装置、双極性素子の整列方法および表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
表示装置はマルチメディアの発達と共にその重要性が増大している。これに応じて有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ，ＯＬＥＤ）、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ，ＬＣＤ）等のような様々な種類の表示装置が使われている。
【0003】
表示装置の画像を表示する装置として有機発光表示パネルや液晶表示パネルのような表示パネルを含む。その中で、発光表示パネルとしては、発光素子を含み得るが、例えば、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ，ＬＥＤ）の場合、有機物を蛍光物質として用いる有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、無機物を蛍光物質として用いる無機発光ダイオード等がある。
【0004】
蛍光物質として無機物半導体を用いる無機発光ダイオードは、高温の環境でも耐久性を有し、有機発光ダイオードに比べて青色光の効率が高い長所がある。また、既存の無機発光ダイオード素子の限界として指摘されていた製造工程においても、誘電泳動（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ，ＤＥＰ）法を用いた転写方法が開発された。そのため、有機発光ダイオードに比べて耐久性および効率に優れた無機発光ダイオードに対する研究が続けられている。
【0005】
一方、誘電泳動法を用いて、無機発光ダイオード素子を転写するために、または、表示装置に含まれる有機物層を形成するために、インクジェットプリンティング装置が用いられる。任意のインクや溶液をインクジェットでプリンティングした後、後処理工程を行うことで、前記無機発光ダイオード素子を転写することができ、有機物層を形成することもできる。インクジェットプリンティング装置は所定のインクまたは溶液がインクジェットヘッドに供給され、インクジェットヘッドは所定の基板上に前記インクや溶液を噴射する工程を行うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、双極性素子が一定の配向を有して吐出され得るインクジェットプリンティング装置を提供することにある。
【0007】
本発明が解決しようとする他の課題は、インクジェットプリンティング装置を用いて整列度が改善された双極性素子の整列方法、および双極性素子を含む表示装置の製造方法を提供することにある。
【0008】
本発明の課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていないまた他の技術的課題は以下の記載から当業者に明確に理解されることができる。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題を解決するための一実施形態によるインクジェットプリンティング装置は、一方向に延びた双極性素子を含むインクを吐出するインクジェットプリンティング装置であって、前記インクジェットプリンティング装置は、ステージおよび前記ステージ上に電界を生成するプローブユニットを含む電界生成ユニットおよび前記ステージの上部に位置し、前記インクが吐出される複数のノズルを有するインクジェットヘッドを含み、前記ノズルは第１直径を有する流入口および前記流入口と連結されて前記第１直径より小さい第２直径を有する排出口を含む。
【0010】
前記ノズルは前記排出口の一側面である第１側面は第１方向に延び、前記流入口の一側面である第２側面は前記第１方向を基準として傾斜するように形成され得る。
【0011】
前記インクは前記流入口を介して前記排出口に流入し、前記双極性素子は前記ノズルの前記第２側面に沿って前記排出口に流入し得る。
【0012】
前記双極性素子は、延びた一方向が前記第１方向と平行な状態で前記排出口から吐出され得る。
【0013】
前記インクジェットヘッドは複数の前記ノズルの間に位置するガイド部をさらに含み、前記ガイド部は前記排出口の間の第１ガイド部および前記流入口の間の第２ガイド部を含み得る。
【0014】
前記インクジェットヘッドは、前記ガイド部に配置された電界生成電極をさらに含み得る。
【0015】
前記電界生成電極は、前記第１ガイド部の前記第１側面と接触する一面に配置された第１電界生成電極および前記第２ガイド部の前記第２側面と接触する一面に配置され、前記第１電界生成電極と前記第１方向に離隔した第２電界生成電極を含み得る。
【0016】
前記第１電界生成電極および前記第２電界生成電極は、前記流入口と前記排出口に前記第１方向に向かう電界を生成し得る。
【0017】
前記インクジェットヘッドは、前記ノズルを囲むように配置された電界生成コイルをさらに含み得る。
【0018】
前記電界生成コイルは、前記流入口と前記排出口に前記第１方向に向かう電界を生成し得る。
【0019】
前記インクジェットヘッドは前記流入口と連結された内部管をさらに含み、前記流入口の前記第１直径は前記内部管から前記排出口に行くほど小さくなり得る。
【0020】
前記インクジェットヘッドは前記流入口と前記内部管の間に配置された複数の第３ガイド部をさらに含み、前記ノズルは前記内部管と前記流入口の間で前記第３ガイド部が離隔した空間が形成する流入管をさらに含み得る。
【0021】
前記インクは前記内部管から前記流入管に沿って前記流入口に供給され、前記双極性素子は前記流入管の一側面に沿って前記第２側面に流入し得る。
【0022】
前記インクジェットヘッドは一方向に延びた支持台に据え付けられたプリントヘッドユニットに配置され、前記プリントヘッドユニットは前記一方向に移動し得る。
【0023】
前記吐出されたインクは前記ステージ上に噴射され、前記電界生成ユニットは前記ステージ上に電界を生成し得る。
【0024】
前記ステージ上に噴射された双極性素子は、前記電界によって延びた方向が前記第１方向と異なる第２方向に向かうように整列し得る。
【0025】
前記課題を解決するための一実施形態による双極性素子の整列方法は、対象基板上に一方向に配向された双極性素子を含むインクを噴射する段階および前記対象基板の上部に電界を生成して前記双極性素子を前記対象基板上に安着させる段階を含む。
【0026】
前記双極性素子は一方向に延びた形状を有し、前記インクを噴射する段階は前記双極性素子の長軸が向かう方向が前記対象基板の上面に垂直である状態で配向されて噴射される段階であり得る。
【0027】
前記インクを噴射する段階は、前記インクに電界が生成されて前記双極性素子の長軸が前記電界が向かう方向に配向される段階を含み得る。
【0028】
前記インクは前記双極性素子の第１端部が前記対象基板の上面に向かうように配向された状態で噴射され得る。
【0029】
前記対象基板は第１電極と第２電極を含み、前記双極性素子を安着させる段階は前記第１電極と前記第２電極の間に前記双極性素子を安着させる段階であり得る。
【0030】
前記双極性素子は少なくとも一端部が前記第１電極および前記第２電極のうち少なくともいずれか一つ上に配置され得る。
【0031】
前記対象基板上に前記インクを噴射する段階は、インクジェットプリンティング装置を用いて行われ得る。
【0032】
前記インクジェットプリンティング装置は、ステージおよび前記ステージ上に電界を生成するプローブユニットを含む電界生成ユニットおよび前記ステージの上部に位置し、前記インクが吐出される複数のノズルを有するインクジェットヘッドを含み、前記ノズルは第１幅を有する流入口および前記流入口と連結されて前記第１幅より小さい第２幅を有する排出口を含み得る。
【0033】
前記課題を解決するための一実施形態による表示装置の製造方法は、第１電極および第２電極が形成された対象基板を準備する段階、前記対象基板上に一方向に配向された発光素子を含むインクを噴射する段階および前記第１電極と前記第２電極の間に前記発光素子を安着させる段階を含む。
【0034】
前記発光素子は一方向に延びた形状を有し、前記インクを噴射する段階は、前記発光素子の長軸が向かう方向が前記対象基板の上面に垂直である状態で配向されて噴射される段階であり得る。
【0035】
前記発光素子を安着させる段階は、前記第１電極と前記第２電極上に電界が生成され、前記電界によって前記発光素子の配向方向が整列する段階をさらに含み得る。
【0036】
その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図面に含まれている。
【発明の効果】
【0037】
一実施形態によるインクジェットプリンティング装置は傾斜した側面を有し、一部領域が互いに異なる直径を有するノズルを含み、インク内に分散した双極性素子は任意の配向方向を有する状態で吐出されることができる。また、インクジェットプリンティング装置は電界を生成できる部材がインクジェットヘッドにさらに配置され、双極性素子は特定の配向方向を有して整列した状態で吐出されることができる。
【0038】
そのため、一実施形態によるインクジェットプリンティング装置を用いて高い整列度で双極性素子を整列させることができる。
【0039】
実施形態による効果は、以上で例示した内容によって制限されず、より多様な効果が本明細書内に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】一実施形態によるインクジェットプリンティング装置の斜視図である。
【図2】一実施形態によるプリントヘッドユニットの概略的な平面図である。
【図3】一実施形態によるプリントヘッドユニットの動作を示す概略図である。
【図4】一実施形態によるインクジェットヘッドの概略的な断面図である。
【図5】一実施形態によるインクジェットヘッドからインクが吐出されることを示す断面図である。
【図6】一実施形態によるインクジェットヘッドから吐出されたインクを示す概略図である。
【図7】一実施形態による電界生成ユニットの概略的な平面図である。
【図8】一実施形態によるプローブユニットの動作を示す概略図である。
【図9】一実施形態によるプローブユニットの動作を示す概略図である。
【図10】一実施形態による電界生成ユニットによって対象基板上に電界が生成されたことを示す概略図である。
【図11】他の実施形態によるインクジェットヘッドの概略的な断面図である。
【図15】また他の実施形態によるインクジェットヘッドの概略的な断面図である。
【図17】また他の実施形態によるインクジェットヘッドの概略的な断面図である。
【図19】一実施形態による双極性素子の整列方法を示すフローチャートである。
【図20】一実施形態によるインクジェットプリンティング装置を用いた双極性素子の整列方法を示す断面図である。
【図21】一実施形態によるインクジェットプリンティング装置を用いた双極性素子の整列方法を示す断面図である。
【図22】一実施形態によるインクジェットプリンティング装置を用いた双極性素子の整列方法を示す断面図である。
【図23】一実施形態によるインクジェットプリンティング装置を用いた双極性素子の整列方法を示す断面図である。
【図24】一実施形態による発光素子の概略図である。
【図25】他の実施形態による発光素子の概略図である。
【図26】一実施形態による表示装置の概略的な平面図である。
【図27】一実施形態による表示装置の一画素を示す平面図である。
【図29】一実施形態による表示装置の製造方法の一部を示す断面図である。
【図30】一実施形態による表示装置の製造方法の一部を示す断面図である。
【図31】一実施形態による表示装置の製造方法の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0041】
本発明の利点および特徴、並びにこれらを達成する方法は、添付する図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現されることができ、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。
【0042】
素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）または層が他の素子または層の「上（ｏｎ）」と称する場合、他の素子のすぐ上または中間に他の層または他の素子が介在する場合をすべて含む。これと同様に、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「左（ｌｅｆｔ）」および「右（ｒｉｇｈｔ）」と称される場合は、他の素子とすぐ隣に介在する場合または中間に他の層または他の素材を介在する場合をすべて含む。明細書全体にわたって同一参照符号は同一構成要素を称する。
【0043】
第１、第２等が多様な構成要素を叙述するために使われるが、これらの構成要素はこれらの用語によって制限されないのはもちろんである。これらの用語は単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用する。したがって、以下で言及される第１構成要素は、本発明の技術的思想内で第２構成要素であり得るのはもちろんである。
【0044】
以下、添付する図面を参照して実施形態について説明する。
【0045】
図１は一実施形態によるインクジェットプリンティング装置の概略的な平面図である。
【0046】
図１を参照すると、一実施形態によるインクジェットプリンティング装置１０００は、複数のインクジェットヘッド（３００，図２に図示）を含むプリントヘッドユニット１００および電界生成ユニット７００を含む。インクジェットプリンティング装置１０００はベースフレーム６００、ステージＳＴＡをさらに含み得る。
【0047】
インクジェットプリンティング装置１０００はプリントヘッドユニット１００を用いて所定のインク（９０，図３に図示）を対象基板（ＳＵＢ、図３に図示）上に噴射することができる。インク９０が噴射された対象基板ＳＵＢ上には電界生成ユニット７００により電界が生成され、インク９０に含まれた双極性素子のような粒子は対象基板ＳＵＢ上で整列することができる。
【0048】
対象基板ＳＵＢは電界生成ユニット７００上に提供されることができ、電界生成ユニット７００は対象基板ＳＵＢの上部に電界を形成し、前記電界は対象基板ＳＵＢ上に噴射されたインク９０に伝達されることができる。インク９０に含まれた双極性素子のような粒子は一方向に延びた形状を有し、前記電界によって延びた方向が一方向に向かうように整列することができる。ここで、一実施形態によるインクジェットプリンティング装置１０００は後述するインクジェットヘッド３００を含み、対象基板ＳＵＢ上に整列する双極性素子のような粒子は任意の方向に配向された状態で対象基板ＳＵＢ上に噴射され得る。また、インクジェットヘッド３００はインク９０に含まれた粒子によってインク９０が吐出されるノズル３５０が詰まることを防止することができる。以下、図面を参照してインクジェットプリンティング装置１０００について詳細に説明する。
【0049】
一方、図１では第１方向ＤＲ１、第２方向ＤＲ２および第３方向ＤＲ３が定義されている。第１方向ＤＲ１と第２方向ＤＲ２は一平面上に位置して互いに直交する方向であり、第３方向ＤＲ３は第１方向ＤＲ１と第２方向ＤＲ２にそれぞれ垂直な方向である。第１方向ＤＲ１は図面上横方向を意味し、第２方向ＤＲ２は図面上縦方向を意味し、第３方向ＤＲ３は図面上上部および下部方向を意味するものと理解されることができる。
【0050】
図２は一実施形態によるプリントヘッドユニットの概略的な平面図である。
【0051】
図１に関連して図２を参照すると、インクジェットプリンティング装置１０００は複数のインクジェットヘッド３００を含むプリントヘッドユニット１００と電界生成ユニット７００を含む。また、インクジェットプリンティング装置１０００は電界生成ユニット７００が配置されるステージＳＴＡをさらに含み得る。
【0052】
ステージＳＴＡは電界生成ユニット７００が配置される領域を提供することができる。インクジェットプリンティング装置１０００は第２方向ＤＲ２に延びた第１レールＲＬ１および第２レールＲＬ２を含み、ステージＳＴＡは第１レールＲＬ１と第２レールＲＬ２上に配置される。ステージＳＴＡは第１レールＲＬ１と第２レールＲＬ２上で別の移動部材を介して第２方向ＤＲ２に移動し得る。電界生成ユニット７００はステージＳＴＡとともに第２方向ＤＲ２に移動し得、プリントヘッドユニット１００を通過してその上部にインク９０が噴射され得る。
【0053】
プリントヘッドユニット１００は複数のインクジェットヘッド３００を含んでベースフレーム６００に配置され得る。プリントヘッドユニット１００は別のインク格納部と連結されたインクジェットヘッド３００を用いて電界生成ユニット７００に提供される対象基板ＳＵＢ上に所定のインク９０を噴射し得る。
【0054】
一方、一実施形態で、インク９０は溶媒９１と溶媒９１内に含まれた複数の双極性素子９５を含み得る。例示的な実施形態で、インク９０は溶液またはコロイド（ｃｏｌｌｏｉｄｅ）状態で提供されることができる。例えば、溶媒９１はアセトン、水、アルコール、トルエン、プロピレングリコール（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ，ＰＧ）またはプロピレングリコールメチルアセテート（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍｅｔｈｙｌ ａｃｅｔａｔｅ，ＰＧＭＡ）等であり得るが、これに制限されない。複数の双極性素子９５は溶媒９１内に分散した状態で含まれてプリントヘッドユニット１００に供給されて吐出されることができる。
【0055】
ベースフレーム６００は支持部６１０および移動ユニット６３０を含み得る。支持部６１０は水平方向である第１方向ＤＲ１に延びた第１支持部６１１および第１支持部６１１と連結されて垂直方向である第３方向ＤＲ３に延びた第２支持部６１２を含み得る。第１支持部６１１の延長方向は電界生成ユニット７００の長辺方向である第１方向ＤＲ１と同様であり得る。プリントヘッドユニット１００は第１支持部６１１上に据え付けられた移動ユニット６３０に配置され得る。
【0056】
移動ユニット６３０は第１支持部６１１に据え付けられ、一方向に移動できる移動部６３１および移動部６３１の下面に配置されてプリントヘッドユニット１００が配置される固定部６３２を含み得る。移動部６３１は第１支持部６１１上で第１方向ＤＲ１に移動することができ、プリントヘッドユニット１００は固定部６３２に固定されて移動部６３１とともに第１方向ＤＲ１に移動することができる。
【0057】
プリントヘッドユニット１００はベースフレーム６００に配置され、インクストレージから提供されたインク９０を後述するインクジェットヘッド３００を介して対象基板ＳＵＢ上に噴射することができる。プリントヘッドユニット１００はベースフレーム６００の下部で通過するステージＳＴＡから一定間隔離隔し得る。プリントヘッドユニット１００がステージＳＴＡと離隔した間隔はベースフレーム６００の第２支持部６１２の高さによって調節されることができる。プリントヘッドユニット１００とステージＳＴＡの離隔距離はステージＳＴＡ上に電界生成ユニット７００と対象基板ＳＵＢが配置されたときプリントヘッドユニット１００が対象基板ＳＵＢからある程度の間隔を有して工程空間が確保できる範囲内で調節されることができる。
【0058】
一実施形態によれば、プリントヘッドユニット１００は複数のノズル３５０を含むインクジェットヘッド３００を含み得る。インクジェットヘッド３００はプリントヘッドユニット１００の下面に配置され得る。
【0059】
複数のインクジェットヘッド３００は一方向に互いに離隔して配置され、一つの列または複数の列に配列されることができる。図面ではインクジェットヘッド３００が２列に配置されて各列のインクジェットヘッド３００が互いにずれるように配置されたことを示している。ただし、これに制限されず、インクジェットヘッド３００はより多くの数の列に配列されることができ、互いにずれることなく重なるように配置されることもできる。インクジェットヘッド３００の形状は特に制限されないが、一例としてインクジェットヘッド３００は四角形の形状を有することができる。
【0060】
インクジェットヘッド３００は少なくとも一つ、例えば２個のインクジェットヘッド３００が一つのパック（ｐａｃｋ）を形成して隣接するように配置され得る。ただし、一つのパックに含まれるインクジェットヘッド３００の数はこれに制限されず、一例として一つのパックに含まれるインクジェットヘッド３００の数は１個～５個であり得る。また、図面にはプリントヘッドユニット１００に配置されたインクジェットヘッド３００を６個のみ示しているが、これはプリントヘッドユニット１００を概略的に図示するためであり、インクジェットヘッド３００の数はこれに制限されない。
【0061】
プリントヘッドユニット１００に配置されたインクジェットヘッド３００はステージＳＴＡの上部に配置される対象基板ＳＵＢ上にインク９０を噴射し得る。一実施形態によれば、プリントヘッドユニット１００は第１支持部６１１上で一方向に移動することができ、インクジェットヘッド３００は前記一方向に移動して対象基板ＳＵＢの上部にインク９０を噴射することができる。
【0062】
図３は一実施形態によるプリントヘッドユニットの動作を示す概略図である。図３は一実施形態によるプリントヘッドユニット１００と、ステージＳＴＡ上に配置された電界生成ユニット７００を正面から見た形状を示している。
【0063】
図１および図３を参照すると、プリントヘッドユニット１００は第１支持部６１１が延びた第１方向ＤＲ１に移動することができ、インクジェットヘッド３００は第１方向ＤＲ１に移動して対象基板ＳＵＢの上部にインク９０を噴射することができる。いくつかの実施形態で、対象基板ＳＵＢは第１方向ＤＲ１に測定された幅がプリントヘッドユニット１００の幅より大きくてもよい。この場合、プリントヘッドユニット１００は第１方向ＤＲ１に移動して対象基板ＳＵＢ上に全面的にインク９０を噴射することができる。また、電界生成ユニット７００上には複数の対象基板ＳＵＢが提供される場合、プリントヘッドユニット１００は第１方向ＤＲ１に移動しながら複数の対象基板ＳＵＢ上にインク９０をそれぞれ噴射することができる。
【0064】
ただし、これに制限されず、プリントヘッドユニット１００は第１レールＲＬ１と第２レールＲＬ２の外側に位置してから第１方向ＤＲ１に移動して対象基板ＳＵＢの上部にインク９０を噴射することができる。プリントヘッドユニット１００はステージＳＴＡが第２方向ＤＲ２に移動してベースフレーム６００の下部に位置すると、第１レールＲＬ１と第２レールＲＬ２の間に移動してインクジェットヘッド３００を介してインク９０を噴射することができる。このようなインクジェットヘッド３００の動作はこれに制限されず、これを実現できる範囲内で多様に変形することができる。インクジェットヘッド３００の動作に係る詳しい説明は省略する。
【0065】
【0066】
図４および図５を参照すると、インクジェットヘッド３００は複数のノズル３５０を含んでノズル３５０を介してインク９０を吐出することができる。ノズル３５０から吐出されたインク９０はステージＳＴＡまたは電界生成ユニット７００上に提供された対象基板ＳＵＢに噴射され得る。ノズル３５０はインクジェットヘッド３００の底面に位置し、インクジェットヘッド３００が延びた一方向に沿って配列され得る。
【0067】
一実施形態によるインクジェットヘッド３００は、ベース部３１０、インク９０が供給される内部管３３０、内部管３３０と連結されてインク９０が吐出される複数のノズル３５０およびベース部３１０のうち複数のノズル３５０の間に位置するガイド部３７０を含み得る。
【0068】
ベース部３１０はインクジェットヘッド３００の本体を構成する部分であり得る。ベース部３１０はプリントヘッドユニット１００に付着し、ベース部３１０に含まれた内部管３３０はプリントヘッドユニット１００の内部流路と連結されてインク９０が供給されることができる。ベース部３１０は一方向に延びた形状を有することができ、内部管３３０はベース部３１０の延長方向に沿って形成されることができる。プリントヘッドユニット１００を介して供給されたインク９０は内部管３３０に沿って流入し、インクジェットヘッド３００のノズル３５０を介して吐出され得る。
【0069】
インクジェットヘッド３００は複数のノズル３５０を含み、ベース部３１０は複数のノズル３５０の間の部分であるガイド部３７０を含み得る。複数のノズル３５０は互いに離隔して配列され、ベース部３１０のうち、これらの間の部分はガイド部３７０であり得る。
【0070】
複数のノズル３５０は内部管３３０と連結され、ベース部３１０の延長方向に沿って配列され得る。図面に示していないが、複数のノズル３５０は１列または複数列に配列され得る。また、図面ではインクジェットヘッド３００に４個のノズル３５０が形成されたことが示されているが、これに制限されない。いくつかの実施形態で、インクジェットヘッド３００に含まれたノズル３５０の数は１２８個～１８００個であり得る。
【0071】
ノズル３５０は内部管３３０に沿って流入したインク９０を吐出し得る。ノズル３５０を介するインク９０の噴射量は各ノズル３５０に印加される電圧に応じて調節されることができる。一実施形態で、各ノズル３５０から１回吐出されるインク９０の量は１～５０ｐｌ（ｐｉｃｏｌｉｔｔｅｒ）であり得るが、これに制限されるものではない。
【0072】
一実施形態によれば、ノズル３５０は第１直径Ｒ１を有する流入口３５１および流入口３５１と連結されて第１直径Ｒ１より小さい第２直径Ｒ２を有する排出口３５３を含み得る。流入口３５１は内部管３３０と直接連結され、内部管３３０に沿って流れるインク９０がノズル３５０に供給される部分である。排出口３５３は流入口３５１と連結され、流入口３５１から供給されたインク９０は排出口３５３を介して吐出され得る。
【0073】
インク９０に分散した双極性素子９５は一方向に延びた形状を有することができる。インク９０内で無作為に分散した双極性素子９５は内部管３３０に沿って流れてノズル３５０に供給されることができる。ノズル３５０の内部管３３０と連結された入口が狭い直径を有する場合、インク９０内の双極性素子９５が固まった状態でノズル３５０に供給され、ノズル３５０の入口が詰まる現象が発生し得る。一実施形態によるインクジェットヘッド３００は、排出口３５３の第２直径Ｒ２より大きい第１直径Ｒ１を有する流入口３５１を含むことで双極性素子９５によりノズル３５０が詰まることを防止することができる。流入口３５１の第１直径Ｒ１は双極性素子９５の長軸の長さより大きくてもよいが、これに制限されない。
【0074】
双極性素子９５は一方向に延びた形状を有することにより、複数の双極性素子９５は長軸が向かう方向である配向方向が決定され得る。複数の双極性素子９５はインク９０内で無作為の配向方向を有する状態で内部管３３０に供給されることができる。ただし、内部管３３０に流れるインク９０がノズル３５０に供給されるとき、流入口３５１の形状に応じて双極性素子９５の長軸が向かう方向、すなわち配向方向が変わり得る。
【0075】
インクジェットヘッド３００のノズル３５０は少なくとも一部領域が傾斜した側面を有することができる。一実施形態によれば、インクジェットヘッド３００のノズル３５０は排出口３５３の一側面である第１側面Ｓ１は一方向に延び、流入口３５１の一側面である第２側面Ｓ２は前記一方向を基準として傾斜するように形成され得る。流入口３５１の第１直径Ｒ１は内部管３３０から排出口３５３に行くほど小さくなる。流入口３５１は排出口３５３より大きい直径を有するが、内部管３３０と隣接する部分より排出口３５３と隣接する部分はさらに小さい直径を有することで、第２側面Ｓ２は傾斜するように形成されることができる。
【0076】
内部管３３０からノズル３５０に供給されるインク９０は流入口３５１の傾斜した側面に沿って流れ得る。インク９０に分散した双極性素子９５は流入口３５１の第２側面Ｓ２に沿って流れ、無作為の配向方向を有する双極性素子９５は第２側面Ｓ２に沿って流れながら配向方向が変わり得る。一方向に延びた双極性素子９５は長軸が向かう方向が第２側面Ｓ２の傾斜した方向と平行なように変わり得る。そのためインク９０に分散した双極性素子９５は任意の一方向に向かう配向方向を有することができる。
【0077】
ノズル３５０の排出口３５３は流入口３５１とは異なり、第１側面Ｓ１が一方向に延びることができる。流入口３５１を介して流入したインク９０は排出口３５３の第１側面Ｓ１に沿って流れながら配向方向が変わることなくそのまま吐出されることができる。排出口３５３に流入する双極性素子９５は流入口３５１の第２側面Ｓ２のよって流れながら任意の配向方向を有し、前記配向方向を有する状態で排出口３５３に吐出されることができる。一実施形態によれば、インクジェットヘッド３００から吐出される双極性素子９５は長軸の方向が排出口３５３の第１側面Ｓ１が延びた一方向と平行な状態から吐出される。
【0078】
図５に示すように、内部管３３０に供給された双極性素子９５は無作為の配向方向を有して流れる。ただし、ノズル３５０の流入口３５１を介して排出口３５３に流入する双極性素子９５は延びた一方向と第１側面Ｓ１が延びた一方向が平行なように配向されることができる。インクジェットヘッド３００のノズル３５０から吐出されたインク９０は任意の配向方向を有する複数の双極性素子９５が分散した状態で含まれ得る。
【0079】
インクジェットヘッド３００のベース部３１０はノズル３５０の間に位置する部分であるガイド部３７０を含み、ガイド部３７０の形状に応じて流入口３５１と排出口３５３の側面Ｓ１，Ｓ２の形状および直径Ｒ１，Ｒ２が決定されることができる。一実施形態によれば、インクジェットヘッド３００は複数のノズル３５０の間に位置するガイド部３７０を含み、ガイド部３７０は排出口３５３の間の第１ガイド部３７１および流入口３５１の間の第２ガイド部３７２を含み得る。前述したように、流入口３５１の直径Ｒ１は排出口３５３の直径Ｒ２より大きくてもよく、これと同様に、第１ガイド部３７１の第１幅Ｗ１は第２ガイド部３７２の第２幅Ｗ２より大きくてもよい。また、第２ガイド部３７２は内部管３３０から第１ガイド部３７１に行くほど第２幅Ｗ２が大きくなる。そのため第２ガイド部３７２の間の流入口３５１は第１直径Ｒ１が変わり、傾斜した側面を形成することができる。
【0080】
第１側面Ｓ１と第２側面Ｓ２を有するノズル３５０は複数の双極性素子９５が任意の配向方向を有する状態のインク９０を吐出することができ、前述したようにインクジェットヘッド３００から吐出されたインク９０は対象基板ＳＵＢ上に噴射されることができる。
【0081】
図６は一実施形態によるインクジェットヘッドから吐出されたインクを示す概略図である。
【0082】
図６を参照すると、インクジェットヘッド３００から吐出されたインク９０は対象基板ＳＵＢ上に噴射される。内部管３３０で無作為の配向を有する双極性素子９５はノズル３５０を介して任意の配向方向を有して吐出されることができる。例示的な実施形態で、インク９０は双極性素子９５の長軸が向かう配向方向が対象基板ＳＵＢの上面に垂直である状態で配向されてインクジェットヘッド３００から吐出されることができる。インク９０がインクジェットヘッド３００から吐出されて対象基板ＳＵＢ上に噴射されたインク９０は双極性素子９５の長軸が向かう方向が対象基板ＳＵＢの上面に向かうことができる。後述するように、双極性素子９５は任意の配向方向を有して対象基板ＳＵＢ上に噴射され、電界生成ユニット７００が生成する電界によって特定の配向方向を有して対象基板ＳＵＢ上に安着することができる。
【0083】
一方、双極性素子９５は第１極性を有する第１端部と第２極性を有する第２端部を含み得る。一方向に延びた双極性素子９５は第１端部が向かう方向を基準として特定の配向方向が定義されることができる。図５および図６ではインク９０内に分散した双極性素子９５は第１端部が向かう方向が統一されず、図面上上部方向および下部方向に向かうことが示されている。ただし、これに制限されない。いくつかの実施形態で、インクジェットヘッド３００はインク９０内に分散した双極性素子９５が第１端部が同じ方向に向かうようにノズル３５０内に電界を生成する部材をさらに含み得る。これに関する説明は他の実施形態が参照される。
【0084】
対象基板ＳＵＢ上に双極性素子９５を含むインク９０が噴射されると、電界生成ユニット７００は対象基板ＳＵＢの上部に電界を生成することができる。前記電界によってインク９０内に含まれた双極性素子９５は特定の配向方向を有するように整列することができる。以下、他の図面を参照して電界生成ユニット７００について説明する。
【0085】
図７は一実施形態による電界生成ユニットの概略的な平面図である。
【0086】
【0087】
電界生成ユニット７００はステージＳＴＡ上に配置され、ステージＳＴＡとともに第２方向ＤＲ２に移動し得る。対象基板ＳＵＢが配置された電界生成ユニット７００はステージＳＴＡに沿って移動し、その上部にインク９０が噴射され得る。電界生成ユニット７００はインク９０が噴射されると対象基板ＳＵＢの上部に電界を生成することができる。
【0088】
サブステージ７１０は対象基板ＳＵＢが配置される空間を提供することができる。また、サブステージ７１０上にはプローブ支持台７３０、プローブユニット７５０およびアライナ７８０が配置され得る。サブステージ７１０の形状は特に制限されないが、一例として、サブステージ７１０は図面に示すように両辺が第１方向ＤＲ１および第２方向ＤＲ２に延びた四角形の形状を有することができる。サブステージ７１０は第１方向ＤＲ１に延びた長辺と第２方向ＤＲ２に延びた短辺を含み得る。ただし、サブステージ７１０の全般的な平面形状は対象基板ＳＵＢの平面上形状に応じて変わり得る。例えば、対象基板ＳＵＢが平面上長方形の場合、図面に示すようにサブステージ７１０の形状は長方形であり得、対象基板ＳＵＢが円形の平面を有する場合、サブステージ７１０も平面上形状が円形であり得る。
【0089】
アライナ７８０はサブステージ７１０上に少なくとも一つ配置され得る。アライナ７８０はサブステージ７１０の各辺上に配置され、複数のアライナ７８０が囲む領域は対象基板ＳＵＢが配置される領域であり得る。図面ではサブステージ７１０の各辺上に２個のアライナ７８０が離隔して配置され、サブステージ７１０上には合計８個のアライナ７８０が配置されたことが示されている。ただし、これに制限されず、アライナ７８０の数と配置等は対象基板ＳＵＢの形状または種類によって変わり得る。
【0090】
プローブ支持台７３０およびプローブユニット７５０はサブステージ７１０上に配置される。プローブ支持台７３０はサブステージ７１０上でプローブユニット７５０が配置される空間を提供することができる。具体的にはプローブ支持台７３０はサブステージ７１０上の少なくとも一側に配置され、一側部が延びた方向に沿って延び得る。一例として、図面に示すようにプローブ支持台７３０はサブステージ７１０上の左右側の側部で第２方向ＤＲ２に延びて配置され得る。ただし、これに制限されず、プローブ支持台７３０はより多くの数が含まれ得、場合によってはサブステージ７１０の上下側にも配置されることができる。すなわち、プローブ支持台７３０は電界生成ユニット７００に含まれるプローブユニット７５０の数、または配置や構造等によってその構造が変わり得る。
【0091】
プローブユニット７５０はプローブ支持台７３０上に配置されてサブステージ７１０に準備される対象基板ＳＵＢ上に電界を形成することができる。プローブユニット７５０はプローブ支持台７３０のように一方向、例えば、第２方向ＤＲ２に延びて前記延びた長さは対象基板ＳＵＢ全体をカバーすることができる。すなわち、プローブ支持台７３０とプローブユニット７５０の大きさおよび形状は対象基板ＳＵＢにより変わり得る。
【0092】
一実施形態で、プローブユニット７５０はプローブ支持台７３０上に配置されるプローブ駆動部７５３、プローブ駆動部７５３に配置されて電気信号が伝達されるプローブジグ７５１、およびプローブジグ７５１に接続されて前記電気信号を対象基板ＳＵＢ上に電気信号を伝達するプローブパッド７５８を含み得る。
【0093】
プローブ駆動部７５３はプローブ支持台７３０上に配置されてプローブジグ７５１およびプローブパッド７５８を移動させることができる。例示的な実施形態で、プローブ駆動部７５３はプローブジグ７５１を水平方向および垂直方向、例えば水平方向である第１方向ＤＲ１と垂直方向である第３方向ＤＲ３に移動させることができる。プローブ駆動部７５３の駆動によってプローブパッド７５８は対象基板ＳＵＢと接触すること、及び、分離することができる。インクジェットプリンティング装置１０００の工程中に、対象基板ＳＵＢに電界を形成する段階ではプローブ駆動部７５３が駆動してプローブパッド７５８を対象基板ＳＵＢに接触させ、それ以外の段階ではプローブ駆動部７５３が再び駆動してプローブパッド７５８を対象基板ＳＵＢと分離させることができる。これに係る詳しい説明は他の図面を参照して後述する。
【0094】
プローブパッド７５８はプローブジグ７５１から伝達される電気信号を介して対象基板ＳＵＢ上に電界を形成することができる。プローブパッド７５８は対象基板ＳＵＢに接触して前記電気信号を伝達して対象基板ＳＵＢ上に電界を形成することができる。一例として、プローブパッド７５８は対象基板ＳＵＢの電極または電源パッド等に接触し、プローブジグ７５１の電気信号は前記電極または電源パッドに伝達されることができる。対象基板ＳＵＢに伝達された前記電気信号は対象基板ＳＵＢ上に電界を形成することができる。
【0095】
ただし、これに制限されるものではなく、プローブパッド７５８はプローブジグ７５１から伝達された電気信号を介して電界を形成する部材であり得る。すなわち、プローブパッド７５８から前記電気信号の伝達を受けて電界を形成する場合、プローブパッド７５８は対象基板ＳＵＢと接触されなくてもよい。
【0096】
プローブパッド７５８の形状は特に制限されないが、例示的な実施形態で、プローブパッド７５８は対象基板ＳＵＢ全体をカバーするように一方向に延びた形状を有することができる。
【0097】
プローブジグ７５１はプローブパッド７５８に接続され、別の電圧印加装置と接続され得る。プローブジグ７５１は前記電圧印加装置から伝達される電気信号をプローブパッド７５８に伝達して対象基板ＳＵＢ上に電界を形成することができる。プローブジグ７５１に伝達される電気信号は電界を形成するための電圧、一例として交流電圧であり得る。
【0098】
プローブユニット７５０は複数のプローブジグ７５１を含み得、その数は特に制限されない。図面では３個のプローブジグ７５１と３個のプローブ駆動部７５３が配置されたことを示しているが、プローブユニット７５０はより多くの数のプローブジグ７５１およびプローブ駆動部７５３を含み対象基板ＳＵＢ上にさらに高い密度を有する電界を形成することもできる。
【0099】
一実施形態によるプローブユニット７５０はこれに制限されない。図面ではプローブユニット７５０がプローブ支持台７３０、すなわち電界生成ユニット７００に配置されたことが示されているが、場合によってプローブユニット７５０は別の装置に配置されることもできる。電界生成ユニット７００は電界を形成できる装置を含み対象基板ＳＵＢ上に電界を形成できれば、その構造や配置は制限されない。
【0100】
【0101】
前述したように、プローブユニット７５０のプローブ駆動部７５３はインクジェットプリンティング装置１０００の工程段階に従い動作することができる。図８および図９を参照すると、電界生成ユニット７００に電界を形成しない第１状態ではプローブユニット７５０はプローブ支持台７３０上に配置されて対象基板ＳＵＢと離隔することができる。プローブユニット７５０のプローブ駆動部７５３は水平方向である第２方向ＤＲ２と垂直方向である第３方向ＤＲ３に駆動してプローブパッド７５８を対象基板ＳＵＢと離隔させることができる。
【0102】
次に、対象基板ＳＵＢ上に電界を形成する第２状態ではプローブユニット７５０のプローブ駆動部７５３が駆動してプローブパッド７５８を対象基板ＳＵＢと接触させることができる。プローブ駆動部７５３が垂直方向である第３方向ＤＲ３と水平方向である第１方向ＤＲ１に駆動してプローブパッド７５８は対象基板ＳＵＢと接触することができる。プローブユニット７５０のプローブジグ７５１はプローブパッド７５８に電気信号を伝達し、対象基板ＳＵＢ上には電界が形成されることができる。
【0103】
一方、図面では電界生成ユニット７００の両側にプローブユニット７５０がそれぞれ一つずつ配置され、二つのプローブユニット７５０が同時に対象基板ＳＵＢに接触することを示している。ただし、これに制限されるものではなく、複数のプローブユニット７５０はそれぞれ別に駆動されることもできる。例えば、サブステージ７１０上に対象基板ＳＵＢが準備され、インク９０が噴射されると、任意の第１プローブユニット７５０が先に対象基板ＳＵＢ上に電界を形成し、第２プローブユニット７５０は対象基板ＳＵＢに接触しない。その後、第１プローブユニット７５０が対象基板ＳＵＢから分離し、第２プローブユニット７５０が対象基板ＳＵＢと接触して電界を形成することもできる。すなわち、複数のプローブユニット７５０は同時に駆動して電界を形成することができ、それぞれ順次駆動して順次に電界を形成することもできる。
【0104】
図１０は一実施形態による電界生成ユニットによって対象基板上に電界が生成されたことを示す概略図である。
【0105】
双極性素子９５は一端部が第１極性を有し、他端部が第１極性と異なる第２極性を有する物体であり得る。例えば、双極性素子９５の一端部は陽の極性を有し、双極性素子９５の他端部は陰の極性を有することができる。両端部に異なる極性を有する双極性素子９５は所定の電界に置かれたとき電気的な力（引力と斥力）を受けて配向方向が制御されることができる。
【0106】
図１０を参照すると、インク９０は双極性素子９５を含んでインクジェットヘッド３００のノズル３５０から吐出される。ノズル３５０から吐出されたインク９０は任意の配向方向を有する双極性素子９５を含んで対象基板ＳＵＢ上に噴射されることができる。対象基板ＳＵＢ上に電界ＩＥＬが生成されると、第１極性および第２極性を有する双極性素子９５は対象基板ＳＵＢ上にインク９０が安着するまで、または安着した後にも電気的力を受けることができる。前記電気的力によって双極性素子９５は第１端部および第２端部の極性に応じて配向されることができる。一例として双極性素子９５の配向方向は電界ＩＥＬが向かう方向であり得る。
【0107】
前述したように、インクジェットヘッド３００から吐出された双極性素子９５は長軸が向かう方向が対象基板ＳＵＢの上面と垂直な方向に配向されることができる。対象基板ＳＵＢ上に生成される電界ＩＥＬは対象基板ＳＵＢの上面に水平な方向に形成され、双極性素子９５は第１端部と第２端部が電界ＩＥＬの方向に沿って配向方向および位置が変わり得る。例示的な実施形態で、対象基板ＳＵＢ上に噴射された双極性素子９５は電界ＩＥＬにより延びた方向が対象基板ＳＵＢの上面に垂直な方向と異なる方向に向かうように配向されることができる。
【0108】
対象基板ＳＵＢ上に水平方向の電界ＩＥＬが生成されると、一方向に延びた双極性素子９５は第１端部と第２端部が対象基板ＳＵＢ上に水平な方向に向かうように配向されることができる。ここで、双極性素子９５は第１極性を有する第１端部が一方向に向かい、第２極性を有する第２端部は他方向に向かうように配向されることができる。インクジェットヘッド３００から吐出された双極性素子９５は長軸が向かう方向が対象基板ＳＵＢの上面に垂直な方向を有するが、各双極性素子９５の第１端部は無作為の方向に向かうように配向されることができる。反面、対象基板ＳＵＢ上に噴射されて電界ＩＥＬが生成されると、各双極性素子９５は第１端部が同じ方向に向かうように配向され、対象基板ＳＵＢ上で整列することができる。インクジェットプリンティング装置１０００は第１端部が特定方向を有するように双極性素子９５を対象基板ＳＵＢ上に整列させることができる。
【0109】
インクジェットヘッド３００から吐出される双極性素子９５が任意の配向方向を有するので、対象基板ＳＵＢ上に生成される電界ＩＥＬの方向に応じて双極性素子９５が円滑に整列することができる。対象基板ＳＵＢ上に配向された双極性素子９５はいずれか一つの双極性素子９５を基準として他の双極性素子９５の配向誤差が計算されることができ、これにより配向された双極性素子９５の整列度が測定されることができる。双極性素子９５が有する「整列度」とは、対象基板ＳＵＢ上で整列した双極性素子９５の配向方向間の誤差の程度を意味する。例えば、双極性素子９５の配向方向間の誤差が大きい場合、双極性素子９５の整列度が低いことであり、双極性素子９５の配向方向間の誤差が小さい場合、双極性素子９５の整列度が高かいかまたは改善されたと理解されることができる。
【0110】
双極性素子９５が無作為の配向を有している状態で対象基板ＳＵＢ上に噴射される場合、双極性素子９５が電界ＩＥＬにより電気的な力の伝達を受けても、これらが特定の配向方向を有するように整列する程度が充分でないこともある。反面、一実施形態によるインクジェットプリンティング装置１０００は任意の配向方向を有する状態で双極性素子９５を吐出することができ、対象基板ＳＵＢ上で整列する双極性素子９５の整列度を改善することができる。
【0111】
一方、電界生成ユニット７００が対象基板ＳＵＢの上部に電界ＩＥＬを生成する時点は特に制限されない。図面ではインク９０がノズル３５０から吐出されて対象基板ＳＵＢ上に到達する間プローブユニット７５０で電界ＩＥＬを生成することを示している。そのため双極性素子９５はノズル３５０から吐出されて対象基板ＳＵＢに到達するまで電界ＩＥＬにより力の受けることができる。ただし、これに制限されず、場合によってプローブユニット７５０はインク９０が対象基板ＳＵＢに噴射された後に電界ＩＥＬを生成することもできる。電界生成ユニット７００はインクジェットヘッド３００からインク９０が噴射されるとき、またはその後に電界ＩＥＬを生成することができる。
【0112】
図面には示していないが、いくつかの実施形態でサブステージ７１０上には電界生成部材がさらに配置され得る。電界生成部材は後述するプローブユニット７５０のように上部（すなわち、第３方向ＤＲ３）、または対象基板ＳＵＢ上に電界を形成することができる。例示的な実施形態で、電界生成部材はアンテナユニットであるが、複数の電極を含む装置等が適用されることができる。
【0113】
一方、図面に示していないが、一実施形態によるインクジェットプリンティング装置１０００は対象基板ＳＵＢ上に噴射されたインク９０を揮発させる工程が行われる熱処理ユニットをさらに含み得る。前記熱処理ユニットは対象基板ＳＵＢ上に噴射されたインク９０に熱を照射してインク９０の溶媒９１は揮発して除去され、双極性素子９５は対象基板ＳＵＢ上に安着することができる。インク９０に熱を照射して溶媒９１を除去する工程は通常の熱処理ユニットを用いて行われ得る。これに係る詳しい説明は省略する。
【0114】
インクジェットプリンティング装置１０００はインクジェットヘッド３００が傾斜した第２側面Ｓ２を有するノズル３５０を含み、双極性素子９５が任意の配向方向を有する状態で吐出されることができる。対象基板ＳＵＢ上に噴射されたインク９０内には双極性素子９５が任意の配向方向を有し分散し、電界生成ユニット７００が生成する電界ＩＥＬにより双極性素子９５は特定の配向方向を有して整列することができる。一実施形態によるインクジェットプリンティング装置１０００は対象基板ＳＵＢ上に整列する双極性素子９５の整列度を改善することができる。
【0115】
以下ではインクジェットプリンティング装置１０００の多様な実施形態について説明する。
【0116】
前述したように、双極性素子９５は第１極性を有する第１端部と第２極性を有する第２端部を含み、第１端部が向かう特定の配向方向を有することができる。一実施形態によるインクジェットヘッド３００はノズル３５０に電界ＩＥＬを生成する部材をさらに含んで吐出される双極性素子９５が第１端部が同じ方向に向かって特定の配向方向を有するように誘導することができる。
【0117】
【0118】
図１１および図１２を参照すると、一実施形態によるインクジェットヘッド３００＿１はガイド部３７０に配置された電界生成電極４００＿１をさらに含み得る。電界生成電極４００＿１は印加される電気信号によってノズル３５０に電界ＩＥＬを生成することができる。ノズル３５０を介して吐出される双極性素子９５は電界生成電極４００＿１が生成する電界ＩＥＬにより極性を有する第１端部および第２端部が特定方向に向かうように整列することができる。本実施形態はガイド部３７０に配置された電界生成電極４００＿１をさらに含んでインク９０に分散した複数の双極性素子９５が第１端部が同じ方向に向かうように整列した状態で吐出されることができる。その他に他の部材に係る説明は図４の実施形態と同様であるため、以下では重複する説明は省略して差異点を中心に説明する。
【0119】
電界生成電極４００＿１はガイド部３７０の側面に配置され得る。電界生成電極４００＿１は第１電界生成電極４１０＿１および第２電界生成電極４２０＿１を含み得、第１電界生成電極４１０＿１は第１ガイド部３７１の一側面に配置され、第２電界生成電極４２０＿１は第２ガイド部３７２の一側面に配置され得る。第１電界生成電極４１０＿１は第１ガイド部３７１の一側面に配置されて排出口３５３の第１側面Ｓ１に配置され得、第２電界生成電極４２０＿１は第２ガイド部３７２の一側面に配置されて流入口３５１の第２側面Ｓ２に配置され得る。前述したように、排出口３５３の第１側面Ｓ１は一方向に延びた形状を有し、流入口３５１の第２側面Ｓ２は傾斜するように形成され得る。そのため、第１電界生成電極４１０＿１は一方向に延びた側面上に配置され、第２電界生成電極４２０＿１は傾斜するように形成された側面上に配置され得る。
【0120】
一実施形態によれば、第１電界生成電極４１０＿１と第２電界生成電極４２０＿１は一方向に離隔することができる。第１電界生成電極４１０＿１と第２電界生成電極４２０＿１のノズル３５０の側面に沿って互いに離隔して配置され得る。第１電界生成電極４１０＿１は第２電界生成電極４２０＿１の下部に配置され得る。
【0121】
第１電界生成電極４１０＿１と第２電界生成電極４２０＿１は実質的に電界生成ユニット７００のプローブユニット７５０と同じ機能をすることができる。ただし、電界生成電極４００＿１はインクジェットヘッド３００に直接配置される点で電界生成ユニット７００と差がある。
【0122】
第１電界生成電極４１０＿１と第２電界生成電極４２０＿１には所定の電気信号が印加されることができ、これらの間には電界ＩＥＬが生成されることができる。例示的な実施形態で、第１電界生成電極４１０＿１および第２電界生成電極４２０＿１は流入口３５１と排出口３５３に第１側面Ｓ１が延びた一方向に向かう電界ＩＥＬを生成することができる。電界ＩＥＬはインク９０に分散した双極性素子９５が第１極性を有する第１端部が同じ方向に向かうように整列させることができる。図５の実施形態とは異なり、図１１および図１２のインクジェットヘッド３００＿１は電界生成電極４００＿１をさらに含んで吐出される双極性素子９５が第１端部が同じ方向を有するように特定の配向方向を有して整列することができる。そのため、対象基板ＳＵＢ上に噴射されたインク９０には第１端部が同じ方向に向かうように整列した双極性素子９５が分散することができ、電界生成ユニット７００が生成する電界ＩＥＬにより双極性素子９５が円滑に整列することができる。すなわち、電界生成電極４００＿１をさらに含むインクジェットプリンティング装置１０００は双極性素子９５の整列度をさらに改善することができる。
【0123】
【0124】
先に、図１３を参照すると、インクジェットヘッド３００＿２はより多くの数の電界生成電極４００＿２を含み得る。第１電界生成電極４１０＿２は第１ガイド部３７１の両側面に配置され、第２電界生成電極４２０＿２は第２ガイド部３７２の両側面に配置され得る。そのためインクジェットヘッド３００＿２のノズル３５０にはより強い電界ＩＥＬが生成されることができ、双極性素子９５は特定の配向方向を有して整列した状態でインクジェットヘッド３００＿２から吐出されることができる。本実施形態はより多くの数の電界生成電極４００＿２が配置された点で図１１の実施形態と差がある。
【0125】
引き続き、図１４を参照すると、インクジェットヘッド３００＿３は電界生成電極４００＿３がノズル３５０を囲むように配置され得る。そのためインクジェットヘッド３００＿３のノズル３５０には位置に応じて均一な電界ＩＥＬが生成されることができ、双極性素子９５はノズル３５０を介して吐出される前まで均一に電界ＩＥＬした力を伝達されることができる。本実施形態は電界生成電極４００＿３の配置が相異する点で図１３の実施形態と差がある。以下、重複する説明は省略する。
【0126】
【0127】
図１５および図１６を参照すると、一実施形態によるインクジェットヘッド３００＿４はノズル３５０を囲むように配置された電界生成コイル５００＿４を含み得る。電界生成コイル５００＿４は流れる電流によってコイルの延びた一方向に電界ＩＥＬを生成することができる。ノズル３５０のうち少なくとも排出口３５３を囲むように配置された電界生成コイル５００＿４は排出口３５３の第１側面Ｓ１が延びた一方向に沿って電界ＩＥＬを生成することができる。ノズル３５０に流入する双極性素子９５は電界ＩＥＬの方向に応じて第１端部および第２端部が配向され、特定の配向方向を有して整列した状態でインクジェットヘッド３００＿４から吐出されることができる。本実施形態はインクジェットヘッド３００＿４のノズル３５０に電界ＩＥＬを生成する部材が電界生成コイル５００＿４の点で図１１の実施形態と差がある。以下、重複する説明は省略する。
【0128】
【0129】
図１７および図１８を参照すると、一実施形態によるインクジェットヘッド３００＿５は流入口３５１＿５と内部管３３０＿５の間に配置された複数の第３ガイド部３８０＿５をさらに含み、ノズル３５０＿５は内部管３３０と流入口３５１＿５の間で第３ガイド部３８０＿５が離隔した空間が形成する流入管３５５＿５をさらに含み得る。本実施形態はインクジェットヘッド３００＿５が第３ガイド部３８０＿５をさらに含んで内部管３３０に沿って流れるインク９０が流入管３５５＿５を介して流入口３５１＿５に供給される点で図５の実施形態と差がある。以下では重複する説明は省略して差異点を中心に説明する。
【0130】
第３ガイド部３８０＿５は第２ガイド部３７２＿５上に配置され得る。第３ガイド部３８０＿５は一方向に延びた形状を有し、流入口３５１＿５の一側面から他側面に向かうように突出することができる。複数のノズル３５０＿５の間ごとに第１ガイド部３７１＿５および第２ガイド部３７２＿５が位置し、第３ガイド部３８０＿５の場合にも複数のノズル３５０＿５の間ごとに配置され得る。インクジェットヘッド３００＿５は複数の第３ガイド部３８０＿５を含み、これらは互いに離隔することができる。第３ガイド部３８０＿５は内部管３３０とノズル３５０＿５の流入口３５１＿５の間に配置され、第３ガイド部３８０＿５が離隔した空間には流入管３５５＿５が形成されることができる。
【0131】
第３ガイド部３８０＿５は内部管３３０と流入口３５１＿５の間に配置されることにより、内部管３３０からインク９０が供給される流入口３５１＿５の入口が狭くなる。すなわち、流入管３５５＿５の直径である第３直径Ｒ３は流入口３５１＿５の直径である第１直径Ｒ１より小さい。内部管３３０に沿って流れるインク９０は狭い直径を有する流入管３５５＿５を介して流入口３５１＿５に供給されることができる。インク９０は流入管３５５＿５を介して流れる間流速がはやくなり、インク９０は流入口３５１＿５の傾斜した側面に沿ってはやくなった流速を有して排出口３５３＿５に流入し得る。
【0132】
図１８は第３ガイド部３８０＿５が形成する流入管３５５＿５を介してインク９０が流入口３５１＿５に供給されることを概略的に示している。図１８では図面に示していないが、流入管３５５＿５の上部と下部には第３ガイド部３８０＿５が位置すると理解されることができる。図面に示すように、内部管３３０＿５に沿って流れるインク９０は流入管３５５＿５を介して流入口３５１＿５に供給されることができる。比較的広い直径を有する内部管３３０＿５から狭い直径を有する流入管３５５＿５に供給されたインク９０ははやい流速を有して流入口３５１＿５の側面に沿って流れる。例示的な実施形態で流入口３５１＿５が平面上円形を有する形状を有する場合、インク９０は流入口３５１＿５の側面に沿って回転しながら流れ、回転力を有する状態で排出口３５３＿５に流入することができる。
【0133】
前述したように流入口３５１＿５は一側面である第２側面Ｓ２が傾斜するように形成され、はやい流速を有するインク９０内に分散した双極性素子９５は任意の配向方向を有することができる。一実施形態によるインクジェットヘッド３００＿５は第３ガイド部３８０＿５をさらに含んで双極性素子９５が任意の配向方向を有してノズル３５０＿５から吐出されるように誘導することができる。その後、対象基板ＳＵＢ上に双極性素子９５が噴射されると、電界生成ユニット７００が生成する電界ＩＥＬにより双極性素子９５は特定の配向方向を有するように整列することができる。以下、重複する説明は省略する。
【0134】
以上で説明したインクジェットプリンティング装置１０００は双極性素子９５が任意の方向に配列された状態を有するインク９０を吐出することができる。双極性素子９５が配列された状態を有するインク９０は対象基板ＳＵＢ上に噴射され、電界生成ユニット７００はインク９０が噴射された対象基板ＳＵＢの上部に電界ＩＥＬを生成する。双極性素子９５は電界ＩＥＬにより配向方向および位置が変わって対象基板ＳＵＢ上で特定方向に整列することができる。以下では一実施形態によるインクジェットプリンティング装置１０００を用いた双極性素子９５の整列方法について詳しく説明する。
【0135】
【0136】
図１、および図１９～図２３を参照すると、一実施形態による双極性素子９５整列方法は、インクジェットプリンティング装置１０００をセットする段階（Ｓ１００）、対象基板ＳＵＢ上に一方向に配向された双極性素子９５を含むインク９０を噴射する段階（Ｓ２００）および対象基板ＳＵＢ上に双極性素子９５を安着させる段階（Ｓ３００）を含み得る。
【0137】
一実施形態による双極性素子９５整列方法は、図１を参照して上述したインクジェットプリンティング装置１０００を用いて行われ得、対象基板ＳＵＢ上にインク９０を噴射するとき双極性素子９５は任意の一方向に配向された状態で吐出されることができる。その後、対象基板ＳＵＢの上部に生成される電界ＩＥＬにより双極性素子９５は一方向に整列することができる。
【0138】
先に、インクジェットプリンティング装置１０００をセット（Ｓ１００）する。インクジェットプリンティング装置１０００をセットする段階（Ｓ１００）はインクジェットプリンティング装置１０００を対象工程に合わせてチューニングする段階である。精密なチューニングのために検査用基板に対するインクジェットプリントテスト工程を行い、その結果によってインクジェットプリンティング装置１０００の設定値を調節することができる。
【0139】
具体的に説明すると、検査用基板を先に準備する。検査用基板は対象基板ＳＵＢと同じ構造を有することもできるが、ガラス基板等のようなベース基板を用いることもできる。
【0140】
引き続き、検査用基板の上面を撥水処理する。撥水処理はフッ素コーティングまたはプラズマ表面処理等により行われる。
【0141】
引き続き、検査用基板の上面にインクジェットプリンティング装置１０００を用いて双極性素子９５を含むインク９０を噴射し、各インクジェットヘッド３００別の液滴量を測定する。インクジェットヘッド３００別の液滴量の測定はカメラを用いて噴射される瞬間の液滴の大きさおよび基板に塗布された液滴の大きさを確認する方式で行われる。測定された液滴量が基準液滴量と相異する場合、該当インクジェットヘッド３００別の電圧を調整して基準液滴量が吐出されるように調節する。このような検査方法は各インクジェットヘッド３００が正確な液滴量を吐出するまで数回繰り返することができる。
【0142】
ただし、これに制限されず、上述したインクジェットプリンティング装置をセットする段階（Ｓ１００）は省略することもできる。
【0143】
次に、インクジェットプリンティング装置１０００のセットが完了すると、図２０に示すように、対象基板ＳＵＢを準備する。例示的な実施形態で対象基板ＳＵＢ上には第１電極２１と第２電極２２が配置され得る。図面では一対の電極が配置されたことを示しているが、対象基板ＳＵＢ上にはより多くの数の電極双が形成されることができ、複数のインクジェットヘッド３００が各電極双に同じ方式でインク９０を噴射することができる。
【0144】
引き続き、図２１に示すように、対象基板ＳＵＢ上に双極性素子９５が分散した溶媒９１を含むインク９０を噴射（Ｓ２００）する。インク９０はプリントヘッドユニット１００のインクジェットヘッド３００から吐出され得、対象基板ＳＵＢ上に配置された第１電極２１と第２電極２２上に噴射され得る。特に、一実施形態によるインクジェットヘッド３００は互いに異なる幅を有する流入口３５１および排出口３５３を含むノズル３５０を含み、インク９０内に分散した双極性素子９５が一方向に配向された状態で吐出されることができる。インク９０は対象基板ＳＵＢに配置された第１電極２１と第２電極２２上に噴射され、インク９０に分散した双極性素子９５は延びた一方向が対象基板ＳＵＢの上面に垂直な方向に配向されることができる。また、図面に示していないが、インクジェットヘッド３００が図１１～図１６のインクジェットヘッド３００の場合、インク９０に分散した各双極性素子９５は第１極性有する第１端部または第２極性を有する第２端部が同じ方向を有するように整列した状態で噴射されることができる。これに関する説明は上述した内容と同様であるため、詳しい説明は省略する。
【0145】
次に、図２２を参照すると、対象基板ＳＵＢ上に電界ＩＥＬを生成して電界ＩＥＬにより双極性素子９５を対象基板ＳＵＢ上に安着（Ｓ３００）させる。いくつかの実施形態で、双極性素子９５は対象基板ＳＵＢの上部に生成された電界ＩＥＬにより誘電泳動力の伝達を受けて第１電極２１と第２電極２２の間に配置されることができる。
【0146】
具体的に説明すると、プローブユニット７５０を用いて第１電極２１と第２電極２２に電気信号を印加する。プローブユニット７５０は対象基板ＳＵＢ上に備えられた所定のパッド（図示せず）と接触し、前記パッドと接続された第１電極２１と第２電極２２に電気信号を印加することができる。例示的な実施形態で前記電気信号は交流電圧であり得、前記交流電圧は±（１０～５０）Ｖの電圧および１０ｋＨｚ～１ＭＨｚの周波数を有することができる。前記交流電圧が第１電極２１と第２電極２２に印加されると、これらの間には電界ＩＥＬが形成され、双極性素子９５は電界ＩＥＬによる誘電泳動力（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｆｏｒｃｅ）の伝達を受ける。誘電泳動力の伝達を受けた双極性素子９５は配向方向および位置が変わって第１電極２１と第２電極２２上に配置されることができる。
【0147】
図面に示すように、インク９０上に延びた一方向が対象基板ＳＵＢに垂直であるように分散した双極性素子９５は電界ＩＥＬの方向により配向方向が変わり得る。一実施形態によれば、双極性素子９５は電界ＩＥＬにより延びた一方向が電界ＩＥＬが向かう方向に向かうように整列することができる。対象基板ＳＵＢ上に生成される電界ＩＥＬが対象基板ＳＵＢの上面に平行なように生成される場合、双極性素子９５は延びた方向が対象基板ＳＵＢに平行なように整列して第１電極２１と第２電極２２の間に配置されることができる。いくつかの実施形態で、双極性素子９５を安着させる段階は双極性素子９５を第１電極２１と第２電極２２の間に安着させる段階であり、双極性素子９５の少なくとも一端部は第１電極２１または第２電極２２の少なくともいずれか一つ上に配置されることができる。ただし、これに制限されず、双極性素子９５は第１電極２１と第２電極２２の間の対象基板ＳＵＢ上に直接配置されることができる。
【0148】
次に、図２３に示すように対象基板ＳＵＢ上に噴射されたインク９０の溶媒９１を除去する。溶媒９１を除去する段階は熱処理装置を介して行われ、熱処理装置は対象基板ＳＵＢ上に熱Ｈまたは赤外線を照射し得る。対象基板ＳＵＢ上に噴射されたインク９０で溶媒９１が除去されることによって双極性素子９５の流動が防止され、電極２１，２２上に安着することができる。
【0149】
以上の方法により、一実施形態によるインクジェットプリンティング装置１０００は対象基板ＳＵＢ上に双極性素子９５を整列させることができる。
【0150】
一方、上述した双極性素子９５は複数の半導体層を含む発光素子であり得、一実施形態によれば、インクジェットプリンティング装置１０００を用いて発光素子を含む表示装置を製造することができる。
【0151】
図２４は一実施形態による発光素子の概略図である。
【0152】
発光素子３０は、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）であり得、具体的には発光素子３０はマイクロメータ（ｍｉｃｒｏ－ｍｅｔｅｒ）またはナノメータ（ｎａｎｏ－ｍｅｔｅｒ）単位の大きさを有し、無機物からなる無機発光ダイオードであり得る。無機発光ダイオードは互いに対向する二つの電極の間に特定方向に電界を形成すると極性が形成される前記二つの電極の間に整列することができる。発光素子３０は二つの電極上に形成された電界によって電極の間に整列することができる。
【0153】
一実施形態による発光素子３０は一方向に延びた形状を有することができる。発光素子３０はロッド、ワイヤー、チューブ等の形状を有することができる。例示的な実施形態で、発光素子３０は円筒形またはロッド形（ｒｏｄ）であり得る。ただし、発光素子３０の形態はこれに制限されるものではなく、正六面体、直六面体、六角柱形等多角柱の形状を有ることができ、一方向に延びるが外面が部分的に傾斜した形状を有する等発光素子３０は多様な形状を有することができる。後述する発光素子３０に含まれる複数の半導体は、前記一方向に沿って順次配置されことができ、積層された構造を有することができる。
【0154】
発光素子３０は任意の導電型（例えば、ｐ型またはｎ型）不純物でドーピングされた半導体層を含み得る。半導体層は外部の電源から印加される電気信号の伝達を受け、これを特定波長帯の光として放出することができる。
【0155】
図２４を参照すると参照すると、発光素子３０は第１半導体層３１、第２半導体層３２、活性層３３、電極層３７および絶縁膜３８を含み得る。
【0156】
第１半導体層３１はｎ型半導体であり得る。一例として、発光素子３０が青色波長帯の光を放出する場合、第１半導体層３１はＡｌｘＧａｙＩｎ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１）の化学式を有する半導体材料を含み得る。例えば、ｎ型にドーピングされたＡｌＧａＩｎＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮおよびＩｎＮのうちいずれか一つ以上であり得る。第１半導体層３１はｎ型ドーパントがドーピングされ得、一例としてｎ型ドーパントはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ等であり得る。例示的な実施形態で、第１半導体層３１はｎ型Ｓｉでドーピングされたｎ－ＧａＮであり得る。第１半導体層３１の長さは１．５μｍ～５μｍの範囲を有することができるが、これに制限されるものではない。
【0157】
第２半導体層３２は後述する活性層３３上に配置される。第２半導体層３２はｐ型半導体であり得、一例として、発光素子３０が青色または緑色波長帯の光を放出する場合、第２半導体層３２はＡｌｘＧａｙＩｎ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦１）の化学式を有する半導体材料を含み得る。例えば、ｐ型にドーピングされたＡｌＧａＩｎＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮおよびＩｎＮのうちいずれか一つ以上であり得る。第２半導体層３２はｐ型ドーパントがドーピングされ得、一例としてｐ型ドーパントはＭｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｅ、Ｂａ等であり得る。例示的な実施形態で、第２半導体層３２はｐ型Ｍｇでドーピングされたｐ－ＧａＮであり得る。第２半導体層３２の長さは０．０５μｍ～０．１０μｍの範囲を有することができるが、これに制限されるものではない。
【0158】
一方、図面では第１半導体層３１と第２半導体層３２が一つの層として構成されたことを示しているが、これに制限されるものではない。いくつかの実施形態によれば、活性層３３の物質によって第１半導体層３１と第２半導体層３２はより多くの数の層、例えばクラッド層（ｃｌａｄ ｌａｙｅｒ）またはＴＳＢＲ（Ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒａｉｎ ｂａｒｒｉｅｒ ｒｅｄｕｃｉｎｇ）層をさらに含むこともできる。これに関する説明は他の図面を参照して後述する。
【0159】
活性層３３は第１半導体層３１と第２半導体層３２の間に配置される。活性層３３は単一または多重量子井戸構造の物質を含み得る。活性層３３が多重量子井戸構造の物質を含む場合、量子層（Ｑｕａｎｔｕｍ ｌａｙｅｒ）と井戸層（Ｗｅｌｌ ｌａｙｅｒ）が互いに交互に複数積層された構造であり得る。活性層３３は第１半導体層３１および第２半導体層３２を介して印加される電気信号に応じて電子－正孔ペアの結合によって光を発光することができる。一例として、活性層３３が青色波長帯の光を放出する場合、ＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮ等の物質を含み得る。特に、活性層３３が多重量子井戸構造として量子層と井戸層が交互に積層された構造である場合、量子層はＡｌＧａＮまたはＡｌＧａＩｎＮ、井戸層はＧａＮまたはＡｌＩｎＮ等のような物質を含み得る。例示的な実施形態で、活性層３３は量子層としてＡｌＧａＩｎＮを、井戸層としてＡｌＩｎＮを含み前述したように、活性層３３は中心波長帯域が４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲を有する青色（Ｂｌｕｅ）光を放出することができる。
【0160】
ただし、これに制限されるものではなく、活性層３３はバンドギャップ（Ｂａｎｄ ｇａｐ）エネルギが大きい種類の半導体物質とバンドギャップエネルギが小さい半導体物質が互いに交互に積層された構造であり得、発光する光の波長帯によって他の３族～５族半導体物質を含むこともできる。活性層３３が放出する光は青色波長帯の光に制限されず、場合によって赤色、緑色波長帯の光を放出することもできる。活性層３３の長さは０．０５μｍ～０．１０μｍの範囲を有することができるが、これに制限されるものではない。
【0161】
一方、活性層３３から放出される光は発光素子３０の長手方向の外部面だけでなく、両側面に放出されることができる。活性層３３から放出される光は一つの方向に方向性が制限されない。
【0162】
電極層３７はオーミック（Ｏｈｍｉｃ）接触電極であり得る。ただし、これに制限されず、ショットキー（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）接触電極でもあり得る。発光素子３０は少なくとも一つの電極層３７を含み得る。図２４では発光素子３０が一つの電極層３７を含むことを示しているが、これに制限されない。場合によって発光素子３０はより多くの数の電極層３７を含むことができ、省略することもできる。後述する発光素子３０に係る説明は電極層３７の数が変わってよく、他の構造をさらに含んでも同様に適用することができる。
【0163】
電極層３７は一実施形態による表示装置１０で発光素子３０が電極または接触電極と電気的に接続されるとき、発光素子３０と電極または接触電極の間の抵抗を減少させることができる。電極層３７は伝導性がある金属を含み得る。例えば、電極層３７はアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）およびＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ－Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）のうち少なくともいずれか一つを含み得る。また、電極層３７はｎ型またはｐ型にドーピングされた半導体物質を含むこともできる。電極層３７は同じ物質を含み得、互いに異なる物質を含むこともでき、これに制限されるものではない。
【0164】
絶縁膜３８は上述した複数の半導体層および電極層の外面を囲むように配置される。例示的な実施形態で、絶縁膜３８は少なくとも活性層３３の外面を囲むように配置され、発光素子３０が延びた一方向に延び得る。絶縁膜３８は前記部材を保護する機能をすることができる。一例として、絶縁膜３８は前記部材の側面部を囲むように形成され、発光素子３０の長手方向の両端部は露出するように形成されることができる。
【0165】
図面では絶縁膜３８が発光素子３０の長手方向に延びて第１半導体層３１から電極層３７の側面までカバーするように形成されたことを示しているが、これに制限されない。絶縁膜３８は活性層３３を含んで一部の半導体層の外面のみをカバーすることができ、電極層３７外面の一部のみをカバーして各電極層３７の外面が部分的に露出することもできる。また、絶縁膜３８は発光素子３０の少なくとも一端部と隣接する領域で断面上上面がラウンド形状に形成されることもできる。
【0166】
絶縁膜３８の厚さは１０ｎｍ～１．０μｍの範囲を有することができるが、これに制限されるものではない。好ましくは絶縁膜３８の厚さは４０ｎｍ内外であり得る。
【0167】
絶縁膜３８は絶縁特性を有する物質、例えば、シリコン酸化物（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｘｉｄｅ，ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ，ＳｉＮｘ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）、窒化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ，ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｉｄｅ，Ａｌ２Ｏ３）等を含み得る。そのため活性層３３が発光素子３０に電気信号が伝達される電極と直接接触する場合に発生し得る電気的短絡を防止することができる。また、絶縁膜３８は活性層３３を含んで発光素子３０の外面を保護するので、発光効率の低下を防止することができる。
【0168】
また、いくつかの実施形態で、絶縁膜３８は外面が表面処理されることができる。発光素子３０は表示装置１０の製造時、所定のインク内で分散した状態で電極上に噴射されて整列することができる。ここで、発光素子３０がインク内で隣接する他の発光素子３０と凝集せずに分散した状態を保持するために、絶縁膜３８は表面が疎水性または親水性処理されることができる。
【0169】
発光素子３０は長さ（ｈ）が１μｍ～１０μｍまたは２μｍ～６μｍの範囲を有することができ、好ましくは３μｍ～５μｍの長さを有することができる。また、発光素子３０の直径は３０ｎｍ～７００ｎｍの範囲を有し、発光素子３０の縦横比（Ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）は１．２～１００であり得る。ただし、これに制限されず、表示装置１０に含まれる複数の発光素子３０は活性層３３の組成差によって互いに異なる直径を有することもできる。好ましくは発光素子３０の直径は５００ｎｍ内外の範囲を有することができる。
【0170】
発光素子３０は一方向に延びた形状を有することができる。発光素子３０はナノロッド、ナノワイヤ、ナノチューブ等の形状を有することができる。例示的な実施形態で、発光素子３０は円筒形またはロッド形（ｒｏｄ）であり得る。ただし、発光素子３０の形態はこれに制限されるものではなく、正六面体、直六面体、六角柱形等多様な形態を有することができる。
【0171】
一方、発光素子３０の構造は図２４に示されたところに制限されず、他の構造を有することもできる。
【0172】
図２５は他の実施形態による発光素子の概略図である。
【0173】
図２５を参照すると、発光素子３０’は一方向に延びた形状を有するが、部分的に側面が傾斜した形状を有することができる。すなわち、一実施形態による発光素子３０’は部分的に円錘形の形状を有することができる。
【0174】
発光素子３０’は複数の層が一方向に積層されず、各層がいずれか他の層の外面を囲むように形成されることができる。図２５の発光素子３０’は複数の半導体層がある他の層の外面のうち少なくとも一部を囲むように形成されることができる。発光素子３０は少なくとも一部領域が一方向に延びた半導体コアとこれを囲むように形成された絶縁膜３８’を含み得る。前記半導体コアは第１半導体層３１’、活性層３３’、第２半導体層３２’および電極層３７’を含み得る。図２５の発光素子３０’は各層の形状が一部相異することを除いては図２４の発光素子３０と同一である。以下では同じ内容は省略して差異点について叙述する。
【0175】
一実施形態によれば、第１半導体層３１’は一方向に延びて両端部が中心部に向かって傾斜するように形成されることができる。図２５の第１半導体層３１’はロッド形または円筒形の本体部と、前記本体部の上部および下部にそれぞれの側面が傾斜した形状の端部が形成された形状であり得る。前記本体部の上段部は下段部に比べてさらに急な傾斜を有することができる。
【0176】
活性層３３’は第１半導体層３１’の前記本体部の外面を囲むように配置される。活性層３３’は一方向に延びた環状の形状を有することができる。活性層３３’は第１半導体層３１’の上段部および下段部上には形成されなくてもよい。活性層３３’は第１半導体層３１’の傾斜のない側面にのみ形成されることができる。ただし、これに制限されるものではない。そのため活性層３３’から放出される光は発光素子３０’の長手方向の両端部だけでなく、長手方向を基準として両側面に放出されることができる。図２４の発光素子３０に比べて図２５の発光素子３０’は活性層３３’の面積が広いためより多くの量の光を放出することができる。
【0177】
第２半導体層３２’は活性層３３’の外面と第１半導体層３１’の上段部を囲むように配置される。第２半導体層３２’は一方向に延びた環状の本体部との側面が傾斜するように形成された上段部を含み得る。すなわち、第２半導体層３２’は活性層３３’の平行な側面と第１半導体層３１’の傾斜した上段部に直接接触することができる。ただし、第２半導体層３２’は第１半導体層３１’の下段部には形成されない。
【0178】
電極層３７’は第２半導体層３２’の外面を囲むように配置される。すなわち、電極層３７’の形状は実質的に第２半導体層３２’と同一であり得る。すなわち、電極層３７’は第２半導体層３２’の外面に全面的に接触することができる。
【0179】
絶縁膜３８’は電極層３７’および第１半導体層３１’の外面を囲むように配置され得る。絶縁膜３８’は電極層３７’を含み、第１半導体層３１’の下段部および活性層３３’と第２半導体層３２’の露出した下段部と直接接触することができる。
【0180】
一実施形態によれば、インクジェットプリンティング装置１０００は図２４または図２５の発光素子３０，３０’をインク９０に分散させて対象基板ＳＵＢ上に噴射または吐出させることができ、これにより発光素子３０を含む表示装置１０を製造することができる。
【0181】
図２６は一実施形態による表示装置の概略的な平面図である。
【0182】
図２６を参照すると、表示装置１０は動画や静止映像を表示する。表示装置１０は表示画面を提供するすべての電子装置をいう。例えば、表示画面を提供するテレビ、ノートブック、モニタ、広告板、モノのインターネット、モバイルフォン、スマートフォン、タブレットＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、電子時計、スマートウォッチ、ウォッチフォン、ヘッドマウントディスプレイ、移動通信端末機、電子手帳、電子ブック、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）、ナビゲーション、ゲーム機、デジタルカメラ、カムコーダ等が表示装置１０に含まれ得る。
【0183】
表示装置１０の形状は多様に変形することができる。例えば、表示装置１０は横が長い長方形、縦が長い長方形、正方形、コーナー部（頂点）が丸い四角形、その他の多角形、円形等の形状を有することができる。表示装置１０の表示領域ＤＡの形状もまた、表示装置１０の全般的な形状と同様であり得る。図２６では横が長い長方形形状の表示装置１０および表示領域ＤＡが例示している。
【0184】
表示装置１０は表示領域ＤＡと非表示領域ＮＤＡを含み得る。表示領域ＤＡは画面が表示される領域であり、非表示領域ＮＤＡは画面が表示されない領域である。表示領域ＤＡは活性領域であり、非表示領域ＮＤＡは非活性領域ともいう。
【0185】
表示領域ＤＡは概して表示装置１０の中央を占め得る。表示領域ＤＡは複数の画素ＰＸを含み得る。複数の画素ＰＸは行列方向に配列され得る。各画素ＰＸの形状は平面上長方形または正方形であり得るが、これに制限されるのではなく、各辺が一方向に対して傾いた菱形形状でもあり得る。画素ＰＸそれぞれは特定波長帯の光を放出する発光素子３０を一つ以上含んで特定色を表示することができる。
【0186】
図２７は一実施形態による表示装置の一画素の概略的な平面図である。
【0187】
図２７を参照すると、複数の画素ＰＸそれぞれは第１サブ画素ＰＸ１、第２サブ画素ＰＸ２および第３サブ画素ＰＸ３を含み得る。第１サブ画素ＰＸ１は第１色の光を発光し、第２サブ画素ＰＸ２は第２色の光を発光し、第３サブ画素ＰＸ３は第３色の光を発光し得る。第１色は青色、第２色は緑色、第３色は赤色であり得るが、これに制限されず、各サブ画素ＰＸｎが同じ色の光を発光することもできる。また、図２７では画素ＰＸが３個のサブ画素ＰＸｎを含むことを例示したが、これに制限されず、画素ＰＸはより多くの数のサブ画素ＰＸｎを含み得る。
【0188】
表示装置１０の各サブ画素ＰＸｎは発光領域ＥＭＡと定義される領域を含み得る。第１サブ画素ＰＸ１は第１発光領域ＥＭＡ１を、第２サブ画素ＰＸ２は第２発光領域ＥＭＡ２を、第３サブ画素ＰＸ３は第３発光領域ＥＭＡ３を含み得る。発光領域ＥＭＡは表示装置１０に含まれる発光素子３０が配置されて特定波長帯の光が出射される領域と定義することができる。
【0189】
図面に示していないが、表示装置１０の各サブ画素ＰＸｎは発光領域ＥＭＡ以外の領域と定義された非発光領域を含み得る。非発光領域は発光素子３０が配置されず、発光素子３０から放出された光が到達せず、光が出射されない領域であり得る。
【0190】
表示装置１０の各サブ画素ＰＸｎは発光層ＥＭＬを含む。発光層ＥＭＬは複数の電極２１，２２、発光素子３０、複数の接触電極２６、複数の内部バンク（４１，４２度２８に図示）と外部バンク４３および少なくとも一つの絶縁層（５１，５２，５３，５５，図２８に図示）を含み得る。
【0191】
複数の電極２１，２２は発光素子３０と電気的に接続され、発光素子３０が特定波長帯の光を放出するように所定の電圧の印加を受けることができる。また、各電極２１，２２の少なくとも一部は発光素子３０を整列するためにサブ画素ＰＸｎ内に電場を形成するのに活用されることができる。
【0192】
複数の電極２１，２２は第１電極２１および第２電極２２を含み得る。例示的な実施形態で、第１電極２１は各サブ画素ＰＸｎごとに分離した画素電極であり、第２電極２２は各サブ画素ＰＸｎに沿って共通に接続された共通電極であり得る。第１電極２１と第２電極２２のいずれか一つは発光素子３０のアノード（Ａｎｏｄｅ）電極であり、他の一つは発光素子３０のカソード（Ｃａｔｈｏｄｅ）電極であり得る。ただし、これに制限されず、その逆の場合でもあり得る。
【0193】
第１電極２１と第２電極２２はそれぞれ第４方向ＤＲ４に延びて配置される電極幹部２１Ｓ，２２Ｓと電極幹部２１Ｓ，２２Ｓで第４方向ＤＲ４と交差する方向である第５方向ＤＲ５に延びて分枝する少なくとも一つの電極枝部２１Ｂ，２２Ｂを含み得る。
【0194】
第１電極２１は第４方向ＤＲ４に延びて配置される第１電極幹部２１Ｓと第１電極幹部２１Ｓから分枝して第５方向ＤＲ５に延びた少なくとも一つの第１電極枝部２１Ｂを含み得る。
【0195】
任意の一画素の第１電極幹部２１Ｓは両端が各サブ画素ＰＸｎの間で離隔して終止するが、同一行（例えば、第４方向ＤＲ４に隣接する）で隣り合うサブ画素の第１電極幹部２１Ｓと実質的に同一直線上に置かれ得る。各サブ画素ＰＸｎに配置される第１電極幹部２１Ｓは両端が相互離隔することによって各第１電極枝部２１Ｂに互いに異なる電気信号を印加することができ、第１電極枝部２１Ｂはそれぞれ別に駆動されることができる。
【0196】
第１電極枝部２１Ｂは第１電極幹部２１Ｓの少なくとも一部から分枝して第５方向ＤＲ５に延びて配置されるが、第１電極幹部２１Ｓと対向して配置された第２電極幹部２２Ｓと離隔した状態で終止し得る。
【0197】
第２電極２２は第４方向ＤＲ４に延びて第１電極幹部２１Ｓと第５方向ＤＲ５に離隔して対向する第２電極幹部２２Ｓと第２電極幹部２２Ｓから分枝して第５方向ＤＲ５に延びた第２電極枝部２２Ｂを含み得る。第２電極幹部２２Ｓは他端部が第４方向ＤＲ４に隣接する他のサブ画素ＰＸｎの第２電極幹部２２Ｓと接続され得る。すなわち、第２電極幹部２２Ｓは第１電極幹部２１Ｓとは異なり第４方向ＤＲ４に延びて各サブ画素ＰＸｎを横切るように配置されることができる。各サブ画素ＰＸｎを横切る第２電極幹部２２Ｓは各画素ＰＸまたはサブ画素ＰＸｎが配置された表示領域ＤＡの外郭部、または、非表示領域ＮＤＡで一方向に延びた部分と接続され得る。
【0198】
第２電極枝部２２Ｂは第１電極枝部２１Ｂと離隔して対向し、第１電極幹部２１Ｓと離隔した状態で終止し得る。第２電極枝部２２Ｂは第２電極幹部２２Ｓと接続され、延びた方向の端部は第１電極幹部２１Ｓと離隔した状態でサブ画素ＰＸｎ内に配置され得る。
【0199】
第１電極２１と第２電極２２はそれぞれコンタクトホール、例えば第１電極コンタクトホールＣＮＴＤおよび第２電極コンタクトホールＣＮＴＳを介して表示装置１０の回路素子層（図示せず）と電気的に接続され得る。図面には第１電極コンタクトホールＣＮＴＤは各サブ画素ＰＸｎの第１電極幹部２１Ｓごとに形成され、第２電極コンタクトホールＣＮＴＳは各サブ画素ＰＸｎを横切る一つの第２電極幹部２２Ｓに一つのみが形成されたことを示している。ただし、これに制限されず、場合によっては第２電極コンタクトホールＣＮＴＳの場合にも各サブ画素ＰＸｎごとに形成されることができる。
【0200】
複数のバンク４１，４２，４３は各サブ画素ＰＸｎ間の境界に配置される外部バンク４３、各サブ画素ＰＸｎの中心部と隣接して各電極２１，２２の下部に配置される複数の内部バンク４１，４２を含み得る。図面では複数の内部バンク４１，４２が示していないが、第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂの下部にはそれぞれ第１内部バンク４１と第２内部バンク４２が配置され得る。
【0201】
外部バンク４３は各サブ画素ＰＸｎ間の境界に配置され得る。複数の第１電極幹部２１Ｓは各端部が外部バンク４３を基準として互いに離隔して終止し得る。外部バンク４３は第５方向ＤＲ５に延びて第４方向ＤＲ４に配列されたサブ画素ＰＸｎの境界に配置され得る。ただし、これに制限されず、外部バンク４３は第４方向ＤＲ４に延びて第５方向ＤＲ５に配列されたサブ画素ＰＸｎの境界にも配置されることができる。外部バンク４３は内部バンク４１，４２と同じ材料を含んで一つの工程で同時に形成されることができる。
【0202】
発光素子３０は第１電極２１と第２電極２２の間に配置され得る。発光素子３０は一端部が第１電極２１と電気的に接続され、他端部が第２電極２２と電気的に接続され得る。発光素子３０は後述する接触電極２６を介してそれぞれ第１電極２１と第２電極２２に電気的に接続され得る。
【0203】
複数の発光素子３０は互いに離隔して配置されて実質的に相互平行なように整列し得る。発光素子３０が離隔する間隔は特に制限されない。場合によって複数の発光素子３０が隣接して配置されて群れをなし、他の複数の発光素子３０は一定間隔離隔した状態で群れをなすこともでき、不均一な密集度を有するが、一方向に配向されて整列することもできる。また、例示的な実施形態で発光素子３０は一方向に延びた形状を有し、各電極、例えば第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂが延びた方向と発光素子３０が延びた方向は実質的に垂直をなすことができる。ただし、これに制限されず、発光素子３０は第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂが延びた方向に垂直でない、斜めに配置されることもできる。
【0204】
一実施形態による発光素子３０は、互いに異なる物質を含む活性層３３を含んで互いに異なる波長帯の光を外部に放出することができる。表示装置１０は、第１サブ画素ＰＸ１の発光素子３０は中心波長帯域が第１波長である第１光Ｌ１を放出し、第２サブ画素ＰＸ２の発光素子３０は中心波長帯域が第２波長である第２光Ｌ２を放出し、第３サブ画素ＰＸ３の発光素子３０は中心波長帯域が第３波長である第３光Ｌ３を放出することができる。そのため第１サブ画素ＰＸ１では第１光Ｌ１が出射され、第２サブ画素ＰＸ２では第２光Ｌ２が出射され、第３サブ画素ＰＸ３では第３光Ｌ３が出射されることができる。いくつかの実施形態で、第１光Ｌ１は中心波長帯域が４５０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲を有する青色光であり、第２光Ｌ２は中心波長帯域が４９５ｎｍ～５７０ｎｍの範囲を有する緑色光であり、第３光Ｌ３は中心波長帯域が６２０ｎｍ～７５０ｎｍの範囲を有する赤色光であり得る。ただし、これに制限されない。
【0205】
図２７には示していないが、表示装置１０は第１電極２１および第２電極２２の少なくとも一部を覆う第２絶縁層５２を含み得る。
【0206】
第２絶縁層５２は表示装置１０の各サブ画素ＰＸｎに配置され得る。第２絶縁層５２は実質的に各サブ画素ＰＸｎを全面的に覆うように配置され得、隣り合う他のサブ画素ＰＸｎにも延びて配置され得る。第２絶縁層５２は第１電極２１と第２電極２２の少なくとも一部を覆うように配置され得る。図２７には示していないが、第２絶縁層５２は第１電極２１および第２電極２２の一部、具体的には第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂの一部領域を露出するように配置され得る。
【0207】
複数の接触電極２６は少なくとも一部領域が一方向に延びた形状を有することができる。複数の接触電極２６はそれぞれ発光素子３０および電極２１，２２と接触し得、発光素子３０は接触電極２６を介して第１電極２１と第２電極２２から電気信号の伝達を受け得る。
【0208】
接触電極２６は第１接触電極２６ａおよび第２接触電極２６ｂを含み得る。第１接触電極２６ａと第２接触電極２６ｂはそれぞれ第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂ上に配置され得る。
【0209】
第１接触電極２６ａは第１電極２１、または第１電極枝部２１Ｂ上に配置されて第５方向ＤＲ５に延び得る。第１接触電極２６ａは発光素子３０の一端部と接触し得る。また、第１接触電極２６ａは第２絶縁層５２が配置されずに露出した第１電極２１と接触し得る。そのため、発光素子３０は第１接触電極２６ａを介して第１電極２１と電気的に接続されることができる。
【0210】
第２接触電極２６ｂは第２電極２２、または、第２電極枝部２２Ｂ上に配置されて第５方向ＤＲ５に延び得る。第２接触電極２６ｂは第１接触電極２６ａと第４方向ＤＲ４に離隔し得る。第２接触電極２６ｂは発光素子３０の他端部と接触し得る。また、第２接触電極２６ｂは第２絶縁層５２が配置されずに露出した第２電極２２と接触し得る。そのため、発光素子３０は第２接触電極２６ｂを介して第２電極２２と電気的に接続されることができる。図面では一つのサブ画素ＰＸｎに２個の第１接触電極２６ａと一つの第２接触電極２６ｂが配置されたことが示されているが、これに制限されない。第１接触電極２６ａと第２接触電極２６ｂの個数は各サブ画素ＰＸｎに配置された第１電極２１と第２電極２２、または第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂの数により変わり得る。
【0211】
いくつかの実施形態で、第１接触電極２６ａと第２接触電極２６ｂは一方向に測定された幅がそれぞれ第１電極２１と第２電極２２、または第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂの前記一方向に測定された幅より大きくてもよい。ただし、これに制限されず、場合によって第１接触電極２６ａおよび第２接触電極２６ｂは第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂの一側部のみを覆うように配置されることもできる。
【0212】
一方、表示装置１０は第２絶縁層５２以外にも各電極２１，２２の下部に位置する回路素子層（図示せず）と、各電極２１，２２および発光素子３０の少なくとも一部を覆うように配置される第３絶縁層（５３，図２８に図示）およびパッシベーション層（５５，図２８に図示）を含み得る。以下では図２８を参照して表示装置１０の構造について詳しく説明する。
【0213】
【0214】
図２８は第１サブ画素ＰＸ１の断面のみを示しているが、他の画素ＰＸまたはサブ画素ＰＸｎの場合にも同様に適用することができる。図２８は第１サブ画素ＰＸ１に配置された発光素子３０の一端部と他端部を横切る断面を示している。
【0215】
一方、図２８には示していないが、表示装置１０は各電極２１，２２の下部に位置する回路素子層をさらに含み得る。回路素子層は複数の半導体層および複数の導電パターンを含み、少なくとも一つのトランジスタと電源配線を含み得る。ただし、以下ではこれに係る詳しい説明は省略する。
【0216】
図２７に関連して図２８を参照すると、表示装置１０は第１絶縁層５１と第１絶縁層５１上に配置される電極２１，２２、発光素子３０等を含み得る。第１絶縁層５１の下部には回路素子層（図示せず）がさらに配置され得る。第１絶縁層５１は有機絶縁物質を含んで表面平坦化機能をすることができる。
【0217】
第１絶縁層５１上には複数のバンク４１，４２，４３と複数の電極２１，２２および発光素子３０が配置され得る。
【0218】
複数のバンク４１，４２，４３は各サブ画素ＰＸｎ内で離隔して配置される内部バンク４１，４２および隣り合うサブ画素ＰＸｎの境界に配置される外部バンク４３を含み得る。
【0219】
外部バンク４３は第５方向ＤＲ５に延びて第４方向ＤＲ４に配列されたサブ画素ＰＸｎの境界に配置され得る。ただし、これに制限されず、外部バンク４３は第４方向ＤＲ４に延びて第５方向ＤＲ５に配列されたサブ画素ＰＸｎの境界にも配置され得る。すなわち、外部バンク４３は各サブ画素ＰＸｎの境界を区分することができる。
【0220】
外部バンク４３は表示装置１０の製造の際、上述した図１のインクジェットプリンティング装置１０００を用いて発光素子３０が分散したインクを噴射するときインクがサブ画素ＰＸｎの境界を越えることを防止する機能をすることができる。外部バンク４３は互いに異なるサブ画素ＰＸｎごとに他の発光素子３０が分散したインクが互いに混合されないようにこれらを分離させることができる。ただし、これに制限されるものではない。
【0221】
複数の内部バンク４１，４２は各サブ画素ＰＸｎの中心部に隣接して配置された第１内部バンク４１および第２内部バンク４２を含み得る。
【0222】
第１内部バンク４１および第２内部バンク４２は互いに離隔して対向するように配置される。第１内部バンク４１上には第１電極２１が、第２内部バンク４２上には第２電極２２が配置され得る。図２７および図２８を参照すると第１内部バンク４１上には第１電極枝部２１Ｂが、第２内部バンク４２上には第２電極枝部２２Ｂが配置されたと理解することができる。
【0223】
第１内部バンク４１と第２内部バンク４２は各サブ画素ＰＸｎ内で第５方向ＤＲ５に延びて配置され得る。ただし、これに制限されず、第１内部バンク４１と第２内部バンク４２は各サブ画素ＰＸｎごとに配置されて表示装置１０の全面でパターンをなすことができる。複数のバンク４１，４２，４３はポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ，ＰＩ）を含み得るが、これに制限されない。
【0224】
第１内部バンク４１および第２内部バンク４２は第１絶縁層５１を基準として少なくとも一部が突出した構造を有することができる。第１内部バンク４１および第２内部バンク４２は発光素子３０が配置された平面を基準として上部に突出することができ、前記突出した部分は少なくとも一部が傾斜を有することができる。内部バンク４１，４２は第１絶縁層５１を基準として突出して傾斜した側面を有するので、発光素子３０から放出された光が内部バンク４１，４２の傾斜した側面で反射し得る。後述するように、内部バンク４１，４２上に配置される電極２１，２２が反射率が高い材料を含む場合、発光素子３０から放出された光は電極２１，２２で反射して第１絶縁層５１の上部方向に進行することができる。
【0225】
前述したように、複数のバンク４１，４２，４３は同じ材料を含んで同じ工程で形成されることができる。ただし、外部バンク４３は各サブ画素ＰＸｎの境界に配置されて格子型パターンをなすように形成されるが、内部バンク４１，４２は各サブ画素ＰＸｎ内に配置されて一方向に延びた形状を有する。
【0226】
複数の電極２１，２２は第１絶縁層５１および内部バンク４１，４２上に配置され得る。前述したように、各電極２１，２２は電極幹部２１Ｓ，２２Ｓと電極枝部２１Ｂ，２２Ｂを含む。
【0227】
第１電極２１と第２電極２２は一部領域は第１絶縁層５１上に配置され、一部領域は第１内部バンク４１および第２内部バンク４２上に配置され得る。前述したように、第１電極２１の第１電極幹部２１Ｓと第２電極２２の第２電極幹部２２Ｓは第４方向ＤＲ４に延び、第１内部バンク４１と第２内部バンク４２は第５方向ＤＲ５に延びて第５方向ＤＲ５に隣り合うサブ画素ＰＸｎにも配置されることができる。
【0228】
第１電極２１の第１電極幹部２１Ｓには第１絶縁層５１を貫いて回路素子層の一部を露出する第１電極コンタクトホールＣＮＴＤが形成され得る。第１電極２１は第１電極コンタクトホールＣＮＴＤを介して回路素子層のトランジスタと電気的に接続され得る。第１電極２１は前記トランジスタから所定の電気信号の伝達を受け得る。
【0229】
第２電極２２の第２電極幹部２２Ｓは一方向に延びて発光素子３０が配置されない非発光領域にも配置され得る。第２電極幹部２２Ｓには第１絶縁層５１を貫いて回路素子層の一部を露出する第２電極コンタクトホールＣＮＴＳが形成され得る。第２電極２２は第２電極コンタクトホールＣＮＴＳを介して電源電極と電気的に接続され得る。第２電極２２は前記電源電極から所定の電気信号の伝達を受け得る。
【0230】
第１電極２１と第２電極２２の一部領域、例えば第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂはそれぞれ第１内部バンク４１および第２内部バンク４２上に配置され得る。第１電極２１と第２電極２２の間の領域、すなわち、第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂが離隔して対向する空間には複数の発光素子３０が配置され得る。
【0231】
各電極２１，２２は透明性伝導性物質を含み得る。一例として、各電極２１，２２は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ－Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等のような物質を含み得るが、これに制限されるものではない。いくつかの実施形態で、各電極２１，２２は反射率が高い伝導性物質を含み得る。例えば、各電極２１，２２は反射率が高い物質として銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等のような金属を含み得る。この場合、各電極２１，２２に入射される光を反射させて各サブ画素ＰＸｎの上部方向に出射させることもできる。
【0232】
また、電極２１，２２は透明性伝導性物質と反射率が高い金属層がそれぞれ一層以上積層された構造をなすか、これらを含んで一つの層として形成されることもできる。例示的な実施形態で、各電極２１，２２は、ＩＴＯ／銀（Ａｇ）／ＩＴＯ／ＩＺＯの積層構造を有してよく、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、ランタン（Ｌａ）等を含む合金であり得る。ただし、これに制限されるものではない。
【0233】
第２絶縁層５２は第１絶縁層５１、第１電極２１および第２電極２２上に配置される。第２絶縁層５２は第１電極２１および第２電極２２を部分的に覆うように配置される。第２絶縁層５２は第１電極２１と第２電極２２の上面をほぼ覆うように配置され、第１電極２１と第２電極２２の一部を露出させることができる。第２絶縁層５２は第１電極２１と第２電極２２の上面のうち一部、例えば第１内部バンク４１上に配置された第１電極枝部２１Ｂの上面と第２内部バンク４２上に配置された第２電極枝部２２Ｂの上面のうち一部が露出するように配置され得る。すなわち、第２絶縁層５２は実質的に第１絶縁層５１上に全面的に形成され、第１電極２１と第２電極２２を部分的に露出する開口部を含み得る。
【0234】
例示的な実施形態で、第２絶縁層５２は第１電極２１と第２電極２２の間で上面の一部が陥没するように段差が形成され得る。いくつかの実施形態で、第２絶縁層５２は無機物絶縁性物質を含み、第１電極２１と第２電極２２を覆うように配置された第２絶縁層５２は下部に配置される部材の段差によって上面の一部が陥没することができる。第１電極２１と第２電極２２の間で第２絶縁層５２上に配置される発光素子３０は第２絶縁層５２の陥没した上面の間で空の空間を形成することができる。発光素子３０は第２絶縁層５２の上面と部分的に離隔した状態に配置されることができ、後述する第３絶縁層５３をなす材料が前記空間に埋められる。ただし、これに制限されない。第２絶縁層５２は発光素子３０が配置されるように平坦な上面を形成することができる。
【0235】
第２絶縁層５２は第１電極２１と第２電極２２を保護すると同時にこれらを相互絶縁させることができる。また、第２絶縁層５２上に配置される発光素子３０が他の部材と直接接触して損傷することを防止することもできる。ただし、第２絶縁層５２の形状および構造はこれに制限されない。
【0236】
発光素子３０は各電極２１，２２の間で第２絶縁層５２上に配置され得る。例示的に、発光素子３０は各電極枝部２１Ｂ，２２Ｂの間に配置された第２絶縁層５２上に少なくとも一つ配置され得る。ただし、これに制限されず、図面に示していないが各サブ画素ＰＸｎ内に配置された発光素子３０のうち少なくとも一部は各電極枝部２１Ｂ，２２Ｂの間以外の領域に配置されることもできる。発光素子３０は第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂが互いに対向する各端部上に配置されて接触電極２６を介して各電極２１，２２と電気的に接続され得る。
【0237】
発光素子３０は第１絶縁層５１に水平な方向に複数の層が配置され得る。一実施形態による表示装置１０の発光素子３０は一方向に延びた形状を有し、複数の半導体層が一方向に順次配置された構造を有することができる。前述したように、発光素子３０は第１半導体層３１、活性層３３、第２半導体層３２および電極層３７が一方向に沿って順次配置され、これらの外面を絶縁膜３８が囲み得る。表示装置１０に配置された発光素子３０は延びた一方向が第１絶縁層５１と平行なように配置され、発光素子３０に含まれた複数の半導体層は第１絶縁層５１の上面と平行な方向に沿って順次配置され得る。ただし、これに制限されない。場合によっては発光素子３０が異なる構造を有する場合、複数の層は第１絶縁層５１に垂直な方向に配置されることもできる。
【0238】
また、発光素子３０の一端部は第１接触電極２６ａと接触し、他端部は第２接触電極２６ｂと接触し得る。一実施形態によれば、発光素子３０は延びた一方向側の端部面には絶縁膜３８が形成されずに露出するので、前記露出した領域で後述する第１接触電極２６ａおよび第２接触電極２６ｂと接触することができる。ただし、これに制限されない。場合によって発光素子３０は絶縁膜３８のうち少なくとも一部領域が除去され、絶縁膜３８が除去されて発光素子３０の両端部の側面が部分的に露出することができる。
【0239】
第３絶縁層５３は第１電極２１と第２電極２２の間に配置された発光素子３０上に部分的に配置され得る。第３絶縁層５３は発光素子３０の外面を部分的に囲むように配置され得る。第３絶縁層５３は発光素子３０を保護すると同時に表示装置１０の製造工程で発光素子３０を固定させる機能をすることもできる。また、例示的な実施形態で、第３絶縁層５３の材料のうち一部は発光素子３０の下面と第２絶縁層５２の間に配置されることもできる。前述したように第３絶縁層５３は表示装置１０の工程中に形成された第２絶縁層５２と発光素子３０の間の空間を埋めるように形成されることもできる。そのため第３絶縁層５３は発光素子３０の外面を囲むように形成されることもできる。ただし、これに制限されない。
【0240】
第３絶縁層５３は平面上第１電極枝部２１Ｂと第２電極枝部２２Ｂの間で第５方向ＤＲ５に延びて配置され得る。一例として、第３絶縁層５３は第１絶縁層５１上で平面上島状または線状の形状を有することができる。一実施形態によれば、第３絶縁層５３は発光素子３０の上部に配置され得る。
【0241】
第１接触電極２６ａと第２接触電極２６ｂはそれぞれ電極２１，２２および第３絶縁層５３上に配置される。第１接触電極２６ａと第２接触電極２６ｂは第３絶縁層５３上で互いに離隔して配置され得る。第３絶縁層５３は第１接触電極２６ａと第２接触電極２６ｂが直接接触しないように相互絶縁させることができる。
【0242】
第１接触電極２６ａは第１内部バンク４１上で第１電極２１の露出した一部領域と接触し得、第２接触電極２６ｂは第２内部バンク４２上で第２電極２２の露出した一部領域と接触し得る。第１接触電極２６ａと第２接触電極２６ｂは各電極２１，２２から伝達される電気信号を発光素子３０に伝達し得る。
【0243】
接触電極２６は伝導性物質を含み得る。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＺＯ、アルミニウム（Ａｌ）等を含み得る。ただし、これに制限されるものではない。
【0244】
パッシベーション層５５は接触電極２６および第３絶縁層５３上に配置され得る。パッシベーション層５５は第１絶縁層５１上に配置される部材を外部環境から保護する機能をすることができる。
【0245】
上述した第２絶縁層５２、第３絶縁層５３およびパッシベーション層５５それぞれは無機物絶縁性物質または有機物絶縁性物質を含み得る。例示的な実施形態で、第２絶縁層５２、第３絶縁層５３およびパッシベーション層５５はシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯｘＮｙ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のような無機物絶縁性物質を含み得る。また、第２絶縁層５２、第３絶縁層５３およびパッシベーション層５５は有機物絶縁性物質として、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリフェニレン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ベンゾシクロブテン、カルド樹脂、シロキサン樹脂、シルセスキオキサン樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート－ポリカーボネート合成樹脂等を含み得る。ただし、これに制限されるものではない。
【0246】
【0247】
図２９～図３１を参照すると、一実施形態による表示装置１０は図１を参照して上述したインクジェットプリンティング装置１０００を用いて製造されることができる。インクジェットプリンティング装置１０００は発光素子３０が分散したインク９０を噴射し得、表示装置１０の第１電極２１と第２電極２２の間に発光素子３０が配置され得る。
【0248】
先に、図２９に示すように、第１絶縁層５１、第１絶縁層５１上に互いに離隔して配置される第１内部バンク４１および第２内部バンク４２、第１内部バンク４１および第２内部バンク４２上にそれぞれ配置される第１電極２１および第２電極２２、および第１電極２１と第２電極２２を覆う第２絶縁物層５２’を準備する。第２絶縁物層５２’は後続工程で一部パターニングされて表示装置１０の第２絶縁層５２をなすことができる。前記の部材は通常のマスク工程を行い、金属、無機物または有機物等をパターニングすることによって形成されることができる。
【0249】
引き続き、第１電極２１と第２電極２２上に発光素子３０が分散したインク９０を噴射する。発光素子３０は双極性素子の一種として、発光素子３０が分散したインク９０の噴射は上述したインクジェットプリンティング装置１０００および双極性素子の整列方法を用いて行われる。図面に示すように、一実施形態によるインクジェットプリンティング装置１０００を介して噴射されるインク９０は一方向に延びた発光素子３０が分散することができ、発光素子３０は延びた一方向が第１絶縁層５１の上面に垂直な状態で噴射されることができる。これに関する説明は上述した内容と同様であるため、詳しい説明は省略する。
【0250】
次に、図３０に示すように、第１電極２１と第２電極２２に電気信号を印加して発光素子３０が分散したインク９０に電界ＩＥＬを生成する。発光素子３０は電界ＩＥＬにより誘電泳動力の伝達を受け、配向方向および位置が変わって第１電極２１と第２電極２２の間に安着することができる。
【0251】
次に、図３１に示すように、インク９０の溶媒９１を除去する。以上の工程によって発光素子３０は第１電極２１と第２電極２２の間に配置され得る。その後、図面に示していないが、第２絶縁物層５２’をパターニングして第２絶縁層５２を形成し、第３絶縁層５３、第１接触電極２６ａおよび第２接触電極２６ｂ、およびパッシベーション層５５を形成して表示装置１０を製造することができる。
【0252】
一実施形態によるインクジェットプリンティング装置１０００を用いた表示装置１０の製造方法は、発光素子３０が第１電極２１と第２電極２２の間で高い整列度を有して整列することができる。整列度が改善された発光素子３０は各電極２１，２２または接触電極２６ａ，２６ｂの間の接続または接触不良を減らすことができ、表示装置１０の各画素ＰＸ別の発光信頼度を向上させることができる。
【0253】
以上、添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明のその技術的思想や必須の特徴を変更せず他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
