WO2020149515A1 - 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

표시 장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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WO2020149515A1
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electrode
coating layer
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light emitting
display device
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도영락
유희연
어윤재
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Samsung Display Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a display device and a method for manufacturing the same.
  • 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
  • An inorganic light emitting diode using an inorganic semiconductor as a fluorescent material has an advantage in that it has durability even in a high temperature environment, and has higher efficiency of blue light than an organic light emitting diode.
  • a transfer method using a dielectrophoresis (DEP) method has been developed. Accordingly, research on inorganic light emitting diodes having superior durability and efficiency has been continued.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a method of manufacturing a display device including a step of forming a diffusion preventing layer on an electrode, and dispersing a solvent in which a light emitting element is dispersed on the diffusion preventing layer to arrange the light emitting element.
  • the present invention is to provide a display device including a light emitting device disposed between the electrodes sprayed on the anti-spread layer.
  • a display device for solving the above-described problem is a substrate in which a first region and a second region that is an area other than the first region are defined, and at least a portion of the substrate is spaced apart from the first region.
  • the first coating layer may be disposed to overlap at least the first region, and the light emitting device may be disposed on an area where the opening is not disposed on the first coating layer.
  • the first coating layer is disposed to cover the first electrode and the second electrode disposed in the first region, and the opening is disposed in the first coating layer and the first electrode and the second electrode in the first region are disposed. It may include a first opening exposing at least a portion of the electrode.
  • first contact electrode in contact with the first electrode exposed through the first opening and a second contact electrode in contact with the second electrode exposed through the first opening, the first contact electrode
  • the second contact electrode may contact one end of the light emitting element and the other end of the light emitting element.
  • the first coating layer is disposed in a region between the first electrode and the second electrode, and may partially overlap each side surface opposite to the first electrode and the second electrode.
  • the first coating layer includes at least one coating pattern, and the coating pattern is formed on a first side where the first electrode faces the second electrode and a second side where the second electrode faces the first electrode. Can be placed on.
  • At least a portion of the first electrode and the second electrode may be disposed in the second region, and the first coating layer may be disposed to cover the first electrode and the second electrode in the second region.
  • the coating layer includes a material having a second polarity that is opposite to the first polarity, and further includes a second coating layer disposed in the first region, and the light emitting device can be disposed on the second coating layer.
  • the first polarity may be hydrophobic, and the second polarity may be hydrophilic.
  • the first coating layer may include a polymer containing fluorine.
  • the second coating layer is disposed to cover the first electrode and the second electrode disposed in the first region, and the opening is disposed in the second coating layer and the first electrode and the second electrode in the first region are disposed.
  • a second opening exposing at least a portion of the electrode may be further included.
  • the second coating layer may be disposed in a region between the first electrode and the second electrode spaced apart from the first region.
  • the second coating layer may be disposed such that the first electrode and the second electrode partially overlap each side facing each other.
  • a method of manufacturing a display device includes preparing a target substrate and first and second electrodes spaced apart from each other on the target substrate, and at least a portion of the target substrate Forming a coating layer disposed and covering at least a portion of the first electrode and the second electrode; and spraying ink including a light emitting element on the coating layer covering the first electrode and the second electrode, and discharging the light emitting element. And landing between the first electrode and the second electrode.
  • the coating layer may include a material having a first polarity
  • the ink may include a solvent having a second polarity that is a polarity opposite to the first polarity.
  • the first polarity is hydrophobic
  • the second polarity is hydrophilic
  • the coating layer may include a fluorine-based polymer.
  • the ink is sprayed on the first electrode and the second electrode on the coating layer, and the ink sprayed on the coating layer may have a contact angle with the coating layer of 30 or more.
  • Landing the light emitting device may include forming an electric field in the ink by applying alternating current power to the first electrode and the second electrode, and the light emitting device to the first electrode and the second electrode by the electric field. It may include a step disposed between.
  • first contact electrode in contact with the first electrode exposed through the opening and a second contact electrode in contact with the second electrode exposed through the opening, the first contact electrode of the light emitting element One end may be contacted, and the second contact electrode may contact the other end of the light emitting element.
  • the manufacturing method of the display device may form a coating layer having a polarity opposite to that of the ink containing the light emitting element, and the coating layer may prevent the ink from spreading in the sprayed area. Accordingly, in the manufacturing process of the display device, the ink may be maintained in a position sprayed on the coating layer, and the light emitting element may be disposed between electrodes within a specific area.
  • the display device may increase the number of light emitting elements disposed in the alignment area, thereby improving light emission reliability and process yield for each pixel.
  • FIG. 1 is a plan view of a display device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a light emitting device according to an embodiment.
  • FIG 3 is a schematic cross-sectional view of a display device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing that ink is sprayed on an electrode according to a comparative example.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line IIa-IIa' of FIG. 4.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing that ink is sprayed on an electrode on which a coating layer is formed according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line IIb-IIb' of FIG. 6.
  • FIGS. 8 and 9 are schematic cross-sectional views of a display device according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line I-I' of FIG. 1.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment.
  • 12 to 16 are cross-sectional views illustrating process steps of a method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment.
  • 17 to 20 are plan views of display devices according to other exemplary embodiments.
  • 21 is a schematic cross-sectional view illustrating that ink is sprayed on the display device of FIG. 19.
  • FIG. 22 is a plan view of a display device according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 23 is a schematic cross-sectional view illustrating that ink is sprayed on the display device of FIG. 22.
  • FIG. 24 is a plan view of a display device according to another exemplary embodiment.
  • 25 is a schematic cross-sectional view illustrating that ink is sprayed on the display device of FIG. 24.
  • 26 and 27 are plan views of display devices according to other exemplary embodiments.
  • FIG. 28 is a schematic diagram of a light emitting device according to another 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.
  • FIG. 1 is a plan view of a display device according to an exemplary embodiment.
  • the display device 1 may include a plurality of pixels PX.
  • Each of the pixels PX includes one or more light emitting devices 30 that emit light in a specific wavelength range, and may display a specific color.
  • Each of the plurality of pixels PX may include a first sub-pixel PX1, a second sub-pixel PX2, and a third sub-pixel PX3.
  • the first sub-pixel PX1 emits light of a first color
  • the second sub-pixel PX2 emits light of a second color
  • the third sub-pixel PX3 emits light of a third color.
  • the first color may be red
  • the second color may be green
  • the third color may be blue, but is not limited thereto
  • each sub-pixel PXn may emit light of the same color.
  • FIG. 1 illustrates that each of the pixels PX includes three sub-pixels, the present invention is not limited thereto, and each of the pixels PX may include a larger number of sub-pixels.
  • Each sub-pixel PXn of the display device 1 may include an area defined by the alignment area AA and the non-alignment area NAA.
  • the alignment area AA is defined as an area in which the light emitting elements 30 included in the display device 1 are disposed.
  • the unaligned area NAA is an area other than the aligned area AA, and may be defined as an area in which the light emitting device 30 is not disposed and light is not emitted.
  • the definition of the alignment area AA is not limited thereto, and may be defined as an area in which the light emitting device 30 should be disposed.
  • an alignment area AA in which the light emitting devices 30 should be aligned is defined on each pixel PX or sub-pixel PXn, and in the manufacturing process of the display device 1, the light emitting devices 30 are aligned It may be disposed on (AA).
  • the alignment area AA may include electrodes 21 and 22 of each sub-pixel PXn and be defined as an area between them.
  • the display device 1 includes a coating layer 80 disposed on at least a portion of each pixel PX or sub-pixel PXn.
  • the coating layer 80 is disposed on the alignment region AA or the misalignment region NAA of each sub-pixel PXn, and may partially overlap the electrodes 21 and 22 in some cases.
  • the coating layer 80 is disposed in each sub-pixel PXn to cover the electrodes 21 and 22 entirely, but some regions include openings 80P exposing.
  • the coating layer 80 may be partially disposed in the unaligned area NAA including the aligned area AA. However, it is not limited thereto.
  • the coating layer 80 sprays the ink S in which the light emitting elements 30 are dispersed on the electrodes 21 and 22 in the manufacturing process of the display device 1, and applies an electric field to the ink S.
  • the light emitting element 30 can be disposed on the electrodes 21 and 22 by application.
  • the coating layer 80 according to an embodiment may perform a function of preventing the ink S sprayed on each pixel PX or sub-pixel PXn from moving or spreading to an area other than the alignment area AA required. have.
  • the ink S may be sprayed into the alignment area AA required by the coating layer 80, and the light emitting element 30 may be smoothly disposed on the electrodes 21 and 22. A more detailed description will be provided later.
  • the sub-pixel PXn of the display device 1 may include a plurality of partition walls 40, a plurality of electrodes 21 and 22, a light emitting device 30 and a coating layer 80.
  • the plurality of electrodes 21 and 22 are electrically connected to the light emitting elements 30 and may be applied with a predetermined voltage so that the light emitting elements 30 emit light. Further, at least a portion of each of the electrodes 21 and 22 may be utilized to form an electric field in the sub-pixel PXn in order to align the light emitting element 30.
  • the plurality of electrodes 21 and 22 may include a first electrode 21 and a second electrode 22.
  • the first electrode 21 may be a pixel electrode separated for each sub-pixel PXn
  • the second electrode 22 may be a common electrode commonly connected along each sub-pixel PXn.
  • One of the first electrode 21 and the second electrode 22 may be an anode electrode of the light emitting element 30, and the other may be a cathode electrode of the light emitting element 30.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 are respectively extended in the first direction D1 and are disposed in the first direction D1 in the electrode stem parts 21S and 22S and the electrode stem parts 21S and 22S. It may include at least one electrode branch portion (21B, 22B) extending and branching in the second direction (D2) that intersects with.
  • the first electrode 21 is branched from the first electrode stem portion 21S and the first electrode stem portion 21S, which are disposed to extend in the first direction D1, but at least one that extends in the second direction D2. It may include a first electrode branch portion (21B).
  • the first electrode stem portion 21S of any one pixel is terminated with both ends spaced apart between each sub-pixel PXn, but neighboring sub-pixels belonging to the same row (for example, adjacent to the first direction D1)
  • the first electrode stem portion (21S) of can be placed on substantially the same straight line. Accordingly, the first electrode stem portion 21S disposed in each sub-pixel PXn may apply different electric signals to each of the first electrode branch portions 21B, and the first electrode branch portion 21B may Each can be driven separately.
  • the first electrode branch portion 21B is branched from at least a portion of the first electrode stem portion 21S and is disposed to extend in the second direction D2, and is disposed to face the first electrode stem portion 21S. 2 may be terminated in a state spaced apart from the electrode stem portion 22S.
  • the second electrode 22 is branched from the second electrode stem portion 22S and the second electrode stem portion 22S extending in the first direction D1 and spaced apart from the first electrode stem portion 21S to face each other. However, it may include a second electrode branch portion 22B which is disposed to extend in the second direction D2. However, the second electrode stem portion 22S may extend to a plurality of sub-pixels PXn whose other ends are adjacent in the first direction D1. Accordingly, one end of the second electrode stem portion 22S of any one pixel may be connected to the second electrode stem portion 22S of a neighboring pixel between each pixel PX.
  • the second electrode branch portion 22B may be spaced apart from the first electrode branch portion 21B to face each other, and may be terminated while being spaced apart from the first electrode stem portion 21S. That is, one end of the second electrode branch portion 22B is connected to the second electrode stem portion 22S, and the other end is disposed in the sub-pixel PXn while being spaced apart from the first electrode stem portion 21S. Can.
  • the plurality of partition walls 40 include a third partition wall 43 disposed at a boundary between each sub-pixel PXn, a first partition wall 41 and a second partition wall 42 disposed under each electrode 21 and 22. It can contain. Although the first partition wall 41 and the second partition wall 42 are not illustrated in the drawing, the first partition wall 41 and the second partition wall are respectively provided below the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B. 42 may be disposed.
  • the third partition wall 43 may be disposed at a boundary between each sub-pixel PXn. Each end of the plurality of first electrode stem portions 21S may be spaced apart from each other based on the third partition wall 43 and terminated.
  • the third partition wall 43 may extend in the second direction D2 and be disposed at the boundary of the sub-pixels PXn arranged in the first direction D1.
  • the present invention is not limited thereto, and the third partition wall 43 may extend in the first direction D1 and be disposed at the boundary of the sub-pixels PXn arranged in the second direction D2.
  • the third partition wall 43 may be formed in substantially the same process including the same material as the first partition wall 41 and the second partition wall 42.
  • each sub-pixel PXn includes a first insulating layer 51 covering the sub-pixel PXn entirely including a first electrode branch portion 21B and a second electrode branch portion 22B. Can be deployed.
  • the first insulating layer 51 may protect each electrode 21 and 22 and at the same time insulate them from direct contact.
  • a plurality of light emitting elements 30 may be arranged between the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B. At least some of the plurality of light emitting devices 30 may have one end electrically connected to the first electrode branch portion 21B, and the other end electrically connected to the second electrode branch portion 22B.
  • the plurality of light emitting devices 30 may be spaced apart in the second direction D2 and may be substantially parallel to each other.
  • the spacing between the light emitting elements 30 is not particularly limited.
  • a plurality of light-emitting elements 30 are arranged adjacently to form a group, and the other plurality of light-emitting elements 30 may form a group to be spaced apart at regular intervals, and have uneven density, but in one direction. It may be oriented and aligned.
  • the contact electrodes 26 may be respectively disposed on the first electrode branch portions 21B and the second electrode branch portions 22B. However, the contact electrode 26 is substantially disposed on the first insulating layer 51, and at least a portion of the contact electrode 26 contacts the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B. Or it can be electrically connected.
  • the plurality of contact electrodes 26 may be disposed to extend in the second direction D2 and spaced apart from each other in the first direction D1.
  • the contact electrode 26 may be in contact with at least one end of the light emitting element 30, and the contact electrode 26 may be contacted with the first electrode 21 or the second electrode 22 to receive an electric signal. . Accordingly, the contact electrode 26 may transmit the electric signal transmitted from each electrode 21 and 22 to the light emitting element 30.
  • the contact electrode 26 may include a first contact electrode 26a and a second contact electrode 26b.
  • the first contact electrode 26a is disposed on the first electrode branch portion 21B, is in contact with one end of the light emitting element 30, and the second contact electrode 26b is on the second electrode branch portion 22B. It is disposed, and may be in contact with the other end of the light emitting element (30).
  • the first electrode stem portion 21S and the second electrode stem portion 22S are circuit elements of the display device 1 through contact holes, for example, the first electrode contact hole CNTD and the second electrode contact hole CNTS. It can be electrically connected to the layer.
  • one second electrode contact hole CNTS is formed in the second electrode stem portion 22S of the plurality of sub-pixels PXn.
  • the present invention is not limited thereto, and in some cases, a second electrode contact hole CNTD may be formed for each sub-pixel PXn.
  • the display device 1 includes a second insulating layer 52 (shown in FIG. 10) and a passivation layer disposed to cover at least a portion of each electrode 21 and 22 and the light emitting element 30. (55, shown in Fig. 10). The arrangement and structure between them will be described later.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a light emitting device 30 according to an embodiment.
  • the light emitting device 30 may be a light emitting diode, and specifically, the light emitting device 30 has a size of a micrometer or a nanometer, and is made of an inorganic material. It may be a light emitting diode. Inorganic light emitting diodes can be aligned between the two electrodes where polarity is formed by forming an electric field in a specific direction between the two electrodes facing each other. The light emitting element 30 may be aligned between the electrodes by an electric field formed on two electrodes.
  • the light emitting device 30 may include semiconductor crystals doped with any conductivity type (eg, p-type or n-type) impurities.
  • the semiconductor crystal may receive an electric signal applied from an external power source and emit it as light in a specific wavelength band.
  • the light emitting device 30 may include a first conductivity type semiconductor 31, a second conductivity type semiconductor 32, an active layer 33, and an insulating layer 38.
  • the light emitting device 30 according to an embodiment may further include at least one conductive electrode layer 37. 2 illustrates that the light emitting device 30 further includes one conductive electrode layer 37, but is not limited thereto.
  • the light emitting device 30 may include a larger number of conductive electrode layers 37 or may be omitted. The description of the light emitting device 30 to be described later may be equally applied even if the number of conductive electrode layers 37 is different or further includes other structures.
  • the light emitting device 30 may have a shape extending in one direction.
  • the light emitting device 30 may have a shape of a nano rod, nano wire, or nano tube.
  • the light emitting element 30 may be cylindrical or rod.
  • the shape of the light emitting device 30 is not limited thereto, and may have various shapes such as a regular cube, a rectangular parallelepiped, and a hexagonal columnar shape.
  • the plurality of semiconductors included in the light emitting device 30 to be described later may have a structure sequentially arranged or stacked along the one direction.
  • the light emitting device 30 may emit light of a specific wavelength band.
  • the light emitted from the active layer 33 may emit blue light having a center wavelength range of 450 nm to 495 nm.
  • the central wavelength band of blue light is not limited to the above-described range, and includes all wavelength ranges that can be recognized as blue in the art.
  • light emitted from the active layer 33 of the light emitting device 30 is not limited thereto, and green light having a center wavelength band of 495 nm to 570 nm or green wavelength having a center wavelength band of 620 nm to 750 nm It may be a red light.
  • the first conductivity type semiconductor 31 may be, for example, an n-type semiconductor having a first conductivity type.
  • the first conductivity type semiconductor 31 is In x Al y Ga 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1,0 ⁇ y ⁇ 1, 0 It may include a semiconductor material having a formula of ⁇ x+y ⁇ 1).
  • it may be any one or more of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, and InN doped with n-type.
  • the first conductive semiconductor 31 ′ may be doped with a first conductive dopant, for example, the first conductive dopant may be Si, Ge, Sn, or the like.
  • the first conductivity-type semiconductor 31 may be n-GaN doped with n-type Si.
  • the length of the first conductivity type semiconductor 31 may have a range of 1.5 ⁇ m to 5 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the second conductivity type semiconductor 32 is disposed on the active layer 33 to be described later.
  • the second conductivity type semiconductor 32 may have a second conductivity type, for example, a p-type semiconductor, and for example, when the light emitting device 30 emits light in a blue or green wavelength band, the second conductivity type semiconductor 32 ) May include a semiconductor material having the formula In x Al y Ga 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1,0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x+y ⁇ 1). For example, it may be any one or more of InAlGaN, GaN, AlGaNN, InGaN, AlN, and InN doped with p-type.
  • the second conductive semiconductor 32 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 second conductivity-type semiconductor 32 may be p-GaN doped with p-type Mg.
  • the length of the second conductivity type semiconductor 32 may have a range of 0.08 ⁇ m to 0.25 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the drawing shows that the first conductivity type semiconductor 31 and the second conductivity type semiconductor 32 are configured as one layer, but is not limited thereto.
  • the first conductivity type semiconductor 31 and the second conductivity type semiconductor 32 may have a larger number of layers, such as a clad layer or TSBR (Tensile strain barrier reducing). ) May further include a layer.
  • the active layer 33 is disposed between the first conductivity type semiconductor 31 and the second conductivity type semiconductor 32.
  • the active layer 33 may include a single or multiple quantum well structure material.
  • the quantum layer and the well layer may have a structure in which a plurality of alternating layers are alternately stacked.
  • the active layer 33 may emit light by a combination of electron-hole pairs according to electrical signals applied through the first conductivity type semiconductor 31 and the second conductivity type semiconductor 32.
  • a material such as AlGaN or AlInGaN may be included.
  • the active layer 33 when the active layer 33 is a structure in which the quantum layer and the well layer are alternately stacked in a multi-quantum well structure, the quantum layer may include a material such as AlGaN or AlInGaN, and the well layer is GaN or AlInN.
  • the active layer 33 includes AlGaInN as a quantum layer and AlInN as a well layer, and the active layer 33 has blue light having a center wavelength range of 450 nm to 495 nm. Can release.
  • the active layer 33 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. Depending on the type, it may include other Group 3 to 5 semiconductor materials.
  • the light emitted by the active layer 33 is not limited to light in the blue wavelength band, and may emit light in the red and green wavelength bands in some cases.
  • the length of the active layer 33 may have a range of 0.05 ⁇ m to 0.25 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the light emitted from the active layer 33 may be emitted on both sides as well as the longitudinal outer surface of the light emitting device 30.
  • the light emitted from the active layer 33 is not limited in direction in one direction.
  • the conductive electrode layer 37 may be an ohmic contact electrode. However, the present invention is not limited thereto, and may be a Schottky contact electrode.
  • the conductive electrode layer 37 may include a conductive metal.
  • the conductive electrode layer 37 includes aluminum (Al), titanium (Ti), indium (In), gold (Au), silver (Ag), indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and ITZO (Indium Tin-Zinc Oxide).
  • the conductive electrode layer 37 may include a semiconductor material doped with n-type or p-type.
  • the conductive electrode layer 37 may include the same material or different materials, but is not limited thereto.
  • the insulating film 38 is disposed to surround the outer surfaces of the plurality of semiconductors described above.
  • the insulating film 38 is disposed to surround at least the outer surface of the active layer 33, and the light emitting device 30 may extend in one extended direction.
  • the insulating film 38 may function to protect the members.
  • the insulating film 38 is formed to surround side surfaces of the members, and both ends of the light emitting device 30 in the longitudinal direction may be exposed.
  • the insulating film 38 extends in the longitudinal direction of the light emitting element 30 to cover the first conductive semiconductor 31 to the conductive electrode layer 37, the present invention is not limited thereto.
  • the insulating layer 38 may include only the active layer 33 to cover only the outer surfaces of some of the conductive semiconductors, or cover only a portion of the outer surfaces of the conductive electrode layers 37 to expose some of the outer surfaces of the conductive electrode layers 37.
  • the thickness of the insulating film 38 may have a range of 10 nm to 1.0 ⁇ m, but is not limited thereto. Preferably, the thickness of the insulating film 38 may be 40 nm.
  • the insulating film 38 includes materials having insulating properties, for example, silicon oxide (SiO x ), silicon nitride (SiN x ), silicon oxynitride (SiO x N y ), aluminum nitride (Aluminum) nitride, AlN), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ). Accordingly, it is possible to prevent an electrical short circuit that may occur when the active layer 33 directly contacts the electrode through which the electrical signal is transmitted to the light emitting device 30. In addition, since the insulating film 38 protects the outer surface of the light emitting element 30 including the active layer 33, it is possible to prevent a decrease in luminous efficiency.
  • the outer surface of the insulating film 38 may be surface-treated.
  • the light emitting device 30 may be aligned by spraying on the electrode in a dispersed state in a predetermined ink.
  • the insulating film 38 may be hydrophobic or hydrophilic.
  • the light emitting device 30 may have a length (l) of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m or 2 ⁇ m to 5 ⁇ m, preferably 4 ⁇ m or less.
  • the diameter of the light emitting device 30 has a range of 300nm to 700nm
  • the aspect ratio of the light emitting device 30 (Aspect ratio) may be from 1.2 to 100.
  • the present invention is not limited thereto, and the plurality of light emitting elements 30 included in the display device 1 may have different diameters according to a difference in composition of the active layer 33.
  • the diameter of the light emitting device 30 may have a range of about 500 nm.
  • the light emitting element 30 may be sprayed on the electrodes 21 and 22 in a dispersed state on the ink S.
  • the ink S is required to be located in the required alignment area AA so that the light emitting element 30 is disposed between the electrodes 21, 22.
  • an ink in which the light emitting element 30 is dispersed by forming a coating layer 80 disposed on at least a portion of the pixel PX or sub-pixel PXn It is possible to prevent (S) from spreading from the required alignment area AA.
  • FIG 3 is a schematic cross-sectional view of a display device according to an exemplary embodiment.
  • the coating layer 80 may be disposed to completely cover the target substrate SUB and the electrodes 21 and 22.
  • the light emitting device 30 may be disposed between the first electrode 21 and the second electrode 22 on the coating layer 80.
  • the coating layer 80 disposed on the electrodes 21 and 22 prevents the sprayed ink S from spreading, so that the light emitting element 30 is defined on the target substrate SUB. It can be induced to be arranged in the alignment area AA.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing that ink is sprayed on an electrode according to a comparative example. 5 is a cross-sectional view taken along line IIa-IIa' of FIG. 4.
  • the ink S in which the light emitting device 30 is dispersed may be sprayed on the target substrate SUB.
  • Alignment area AA and unalignment area NAA are defined on target substrate SUB, and ink S is ejected on electrodes 21 and 22 within alignment area AA.
  • the coating layer 80 is not formed on the target substrate SUB, the ink S sprayed on the target substrate SUB moves in at least one direction, and in particular, ink (S) may be spread out of the alignment region AA to the non-alignment region NAA.
  • the specific gravity of the light-emitting element 30 located in the unaligned area NAA among the light-emitting elements 30 dispersed in the ink S is increased, and an electric field is formed in the ink S in the steps described below.
  • the number of light emitting elements 30 disposed between the electrodes 21 and 22 in the alignment area AA decreases.
  • the manufacturing yield decreases and the defective rate of the manufactured display device 1 increases.
  • the display device 1 forms a coating layer 80 before spraying the ink S in the manufacturing process to prevent the ink S from moving to an area other than the alignment area AA. can do. That is, the display device 1 may induce the light emitting device 30 to be smoothly disposed within the alignment area AA, including the coating layer 80 that performs the function of preventing the spread of the ink S.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing that ink is sprayed on an electrode on which a coating layer is formed according to an embodiment.
  • 7 is a cross-sectional view taken along line IIb-IIb' of FIG. 6.
  • the display device 1 includes a coating layer 80 disposed on the target substrate SUB, for example, to cover the first electrode 21 and the second electrode 22. It may include.
  • the ink S in which the light emitting device 30 is dispersed may be sprayed on the coating layer 80 in the alignment area AA.
  • the spreading prevention function of the coating layer 80 may be induced by controlling the contact angle ⁇ d using a difference in surface energy between the coating layer 80 and the solvent of the ink S.
  • the ink S in which the light emitting device 30 is dispersed includes a solvent having a first polarity, and the coating layer 80 has a second polarity in which at least some regions are opposite to the first polarity. It may contain substances.
  • the ink S sprayed on the target substrate SUB may form a predetermined contact angle ⁇ d at the interface with the target substrate SUB or the coating layer 80.
  • the liquid sprayed on the target object may have a shape for minimizing the surface energy of the surface.
  • the target substrate SUB or the ink S sprayed on the coating layer 80 may have a spherical or semi-elliptical shape to minimize the surface energy of the surface.
  • the first surface energy ⁇ SL is at the interface between the ink S and the target substrate SUB
  • the second surface energy ⁇ SV is at the interface between the target substrate SUB and air.
  • the third surface energy ( ⁇ LV) is formed at the interface between the ink S and air, and the surface of the ink S forms a contact angle ⁇ d between the target substrate SUB, the relationship between them is 1 is satisfied.
  • ⁇ SL is the first surface energy
  • ⁇ SV is the second surface energy
  • ⁇ LV is the third surface energy
  • ⁇ d is the contact angle that the surface of the ink S forms with the target substrate SUB.
  • the ink S may exhibit a behavior for minimizing the surface energy at the interface. That is, the ink S is applied in a direction in a horizontal direction to which a third surface energy ⁇ SV having a large value is applied at a point in contact with the target substrate SUB, and the surface of the ink S is You can move in the direction. Accordingly, the contact angle ⁇ d between the ink S and the target substrate SUB becomes small, and the ink S spreads in the one direction on the target substrate SUB.
  • the coating layer 80 may control the difference between the first surface energy ( ⁇ SL) and the third surface energy ( ⁇ SV) with the ink (S).
  • the ink S is sprayed on the coating layer 80 so that the first surface energy ⁇ SL at the interface between the coating layer 80 and the ink S may have a value greater than the third surface energy ⁇ SV. have.
  • the force acts in the direction in which the first surface energy ⁇ SL is directed, so that the coating layer 80 induces the surface energy of the ink S to have a small value and prevents the ink S from spreading.
  • the coating layer 80 includes a material having a polarity opposite to that of the solvent of the ink S, and the first surface energy ⁇ SL and the contact angle ⁇ d between the coating layer 80 and the ink S Can have a large value.
  • the coating layer 80 may prevent the ink S sprayed on the alignment area AA from spreading to the non-alignment area NAA.
  • the solvent of the ink S is hydrophilic
  • the coating layer 80 may include at least a portion of the hydrophobic material. Accordingly, the contact angle ⁇ d between the coating layer 80 and the ink S may have a value of 30° or more.
  • the hydrophobic material may be a polymer containing fluorine (F).
  • the coating layer 80 may include 1H,1H,2H,2H-perfluorodecyltrichlorosilane (1H,1H,2H,2H-Perfluorodecyltrichlorosilane).
  • the material included in the coating layer 80 is not limited thereto.
  • the coating layer 80 may include a hydrophilic material.
  • some areas of the coating layer 80 may have the same polarity as the ink S, and other areas may have opposite polarities to the ink S.
  • the coating layer 80 includes at least a portion of the material having a polarity, so that the structure S and the material are limited if the ink S sprayed on the alignment region AA can be prevented from spreading to the unaligned region NAA. Does not work.
  • the coating layer 80 includes a first region and a second region having different polarities, and the ink S may be sprayed between the first and second regions.
  • the coating layer 80 has an ink S It can be prevented from moving to the area. That is, it is possible to prevent the ink S from spreading from the first region to the second region on the coating layer 80. This will be described later with reference to other drawings.
  • the display device 1 may further include a light emitting element 30 and a contact electrode 26 contacting the electrodes 21 and 22.
  • the contact electrode 26 may contact at least one end of the light emitting device 30, and the coating layer 80 of the electrodes 21 and 22 may be partially removed to contact the exposed area.
  • FIGS. 8 and 9 are schematic cross-sectional views of a display device according to another exemplary embodiment.
  • the coating layer 80 includes an opening 80P exposing at least a portion of the electrodes 21 and 22, and an electrode 21 exposed through the opening 80P 22) may further include a contact electrode 26 in contact.
  • the coating layer 80 is disposed to cover the electrodes 21 and 22, and the opening 80P overlaps with the electrodes 21 and 22 to expose a portion of the electrodes 21 and 22.
  • the region in which the opening portion 80P is disposed may be a region in which the coating layer 80 partially exposes the upper surfaces of the electrodes 21 and 22 in FIG. 1.
  • the opening 80P may partially expose the upper surfaces of the electrodes 21 and 22, but is not limited thereto.
  • the opening 80P may expose the entire flat upper surfaces of the electrodes 21 and 22 and partially expose the inclined side surfaces of the electrodes 21 and 22.
  • the contact electrodes 26 are disposed on the electrodes 21, 22.
  • the contact electrode 26 may contact the exposed region and the light emitting device 30 through the openings 80P of the electrodes 21 and 22.
  • the contact electrode 26 includes a first contact electrode 26a disposed on the first electrode 21 and a second contact electrode 26b disposed on the second electrode 22.
  • the first contact electrode 26a contacts the exposed area of the first electrode 21 and one end of the light emitting element 30, and the second contact electrode 26b contacts the exposed area of the second electrode 22
  • the light emitting element 30 may contact the other end.
  • the target substrate SUB and the coating layers 80 covering the electrodes 21 and 22 are formed to form the light emitting device 30 in the alignment area AA, and the electrode 21 , An opening 80P exposing a part of 22 may be formed.
  • the electrical signal transmitted from the electrodes 21 and 22 may be transmitted to the light emitting device 30 through the contact electrode 26.
  • the opening 80P of the coating layer 80 may expose at least a portion of the side surface including the upper surfaces of the electrodes 21 and 22.
  • the area of the electrodes 21 and 22 exposed by the opening 80P becomes larger, and the contact electrode 26 may contact the electrodes 21 and 22 in more areas. Accordingly, the contact resistance between the contact electrode 26 and the electrodes 21 and 22 can be reduced.
  • the structure of the display device 1 is not limited thereto, and other structures may be provided, or a larger number of members may be disposed on the target substrate SUB. This will be described later with reference to other drawings.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the display device taken along the line I-I' of FIG. 1.
  • FIG. 10 illustrates a cross-sectional view of the first sub-pixel PX1, but the same may be applied to other pixels PX or sub-pixels PXn.
  • 6 shows a cross section across one end and the other end of any light emitting element 30.
  • the display device 1 may further include a circuit element layer positioned under each electrode 21 and 22.
  • the circuit element layer may include a plurality of semiconductor layers and a plurality of conductive patterns, and may include at least one transistor and a power supply wiring. However, a detailed description thereof will be omitted below.
  • the display device 1 includes a via layer 20, electrodes 21 and 22 disposed on the via layer 20, and a light emitting device 30 And the like.
  • a circuit element layer (not shown) may be further disposed under the via layer 20.
  • the via layer 20 may include an organic insulating material to perform a surface planarization function.
  • a plurality of partition walls 41, 42 and 43 are disposed on the via layer 20.
  • the plurality of partition walls 41, 42 and 43 may be disposed to be spaced apart from each other in each sub-pixel PXn.
  • the plurality of partition walls 41, 42 and 43 are disposed at a boundary between the first partition wall 41 and the second partition wall 42 and the sub-pixel PXn disposed adjacent to the center of the sub-pixel PXn. (43).
  • the third partition wall 43 has a function of blocking the ink I from exceeding the boundary of the sub-pixel PXn when the ink I is ejected using the inkjet printing device during manufacture of the display device 1 It can be done.
  • the member is disposed on the third partition wall 43 so that the third partition wall 43 supports the function.
  • it is not limited thereto.
  • the first partition wall 41 and the second partition wall 42 are spaced apart from each other and disposed to face each other.
  • the first electrode 21 may be disposed on the first partition wall 41
  • the second electrode 22 may be disposed on the second partition wall 42. 2 and 6, it may be understood that the first electrode branch portion 21B is disposed on the first partition wall 41 and the second partition wall 42 is disposed on the second partition wall 42.
  • first partition wall 41, the second partition wall 42, and the third partition wall 43 may be formed in substantially the same process. Accordingly, the partition walls 41, 42, and 43 may form a single lattice pattern.
  • the plurality of partition walls 41, 42, and 43 may include polyimide (PI).
  • the plurality of partition walls 41, 42, and 43 may have a structure in which at least a part of the via layer 20 protrudes.
  • the partition walls 41, 42, and 43 may protrude upward with respect to a plane in which the light emitting elements 30 are disposed, and at least a portion of the protruding portions may have a slope.
  • the shape of the partition walls 41, 42 and 43 of the protruding structure is not particularly limited. As shown in the drawing, the first partition wall 41 and the second partition wall 42 protrude to the same height, but the third partition wall 43 may have a shape protruding to a higher position.
  • Reflective layers 21a and 22a may be disposed on the first and second partition walls 41 and 42, and electrode layers 21b and 22b may be disposed on the reflective layers 21a and 22a.
  • the reflective layers 21a and 22a and the electrode layers 21b and 22b may constitute electrodes 21 and 22, respectively.
  • the reflective layers 21a and 22a include a first reflective layer 21a and a second reflective layer 22a.
  • the first reflective layer 21a may cover the first partition wall 41, and the second reflective layer 22a may cover the second partition wall 42.
  • a portion of the reflective layers 21a and 22a are electrically made to the circuit element layer through contact holes penetrating the via layer 20.
  • the reflective layers 21a and 22a may reflect light emitted from the light emitting device 30 including a material having high reflectance.
  • the reflective layers 21a and 22a may include materials such as silver (Ag), copper (Cu), indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or indium tin-zinc oxide (ITZO). , But is not limited thereto.
  • the electrode layers 21b and 22b include a first electrode layer 21b and a second electrode layer 22b.
  • the electrode layers 21b and 22b may have substantially the same pattern as the reflective layers 21a and 22a.
  • the first reflective layer 21a and the first electrode layer 21b are disposed to be spaced apart from the second reflective layer 22a and the second electrode layer 22b.
  • the electrode layers 21b and 22b may include a transparent conductive material, and light emitted from the light emitting device 30 may be incident on the reflective layers 21a and 22a.
  • the electrode layers 21b and 22b may include materials such as Indium Tin Oxide (ITO), Indium Zinc Oxide (IZO), Indium Tin-Zinc Oxide (ITZO), but are not limited thereto.
  • the reflective layers 21a and 22a and the electrode layers 21b and 22b may have a structure in which one or more layers of a transparent conductive layer such as ITO, IZO, ITZO, and a metal layer such as silver and copper are stacked, respectively.
  • the reflective layers 21a and 22a and the electrode layers 21b and 22b may form a stacked structure of ITO/silver (Ag)/ITO/IZO.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 may be formed as one layer. That is, the reflective layers 21a and 22a and the electrode layers 21b and 22b are formed as one single layer to transmit electric signals to the light emitting device 30 and reflect light at the same time.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 may be alloys including aluminum (Al), nickel (Ni), and lanthanum (La) as a highly reflective conductive material. However, it is not limited thereto.
  • the first insulating layer 51 is disposed to partially cover the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • the first insulating layer 51 is disposed to cover most of the top surfaces of the first electrode 21 and the second electrode 22, but may expose a portion of the first electrode 21 and the second electrode 22. .
  • the first insulating layer 51 partially covers the region where the first electrode 21 and the second electrode 22 are separated, and the opposite sides of the regions of the first electrode 21 and the second electrode 22 partially. Can be deployed.
  • the first insulating layer 51 is disposed such that the relatively flat upper surfaces of the first electrode 21 and the second electrode 22 are exposed, and each electrode 21 and 22 has a first partition wall 41 and a second partition wall ( 42).
  • the first insulating layer 51 forms a flat upper surface so that the light emitting element 30 is disposed, and the upper surface extends in one direction toward the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • the extended portion of the first insulating layer 51 ends on the inclined side surfaces of the first electrode 21 and the second electrode 22. Accordingly, the contact electrode 26 contacts the exposed first electrode 21 and the second electrode 22 and smoothly contacts the light emitting device 30 on a flat top surface of the first insulating layer 51. Can.
  • the first insulating layer 51 may protect the first electrode 21 and the second electrode 22 and insulate them from each other.
  • the light emitting device 30 disposed on the first insulating layer 51 may be prevented from being in direct contact with other members to be damaged.
  • the coating layer 80 may be disposed on the first insulating layer 51.
  • the coating layer 80 may have substantially the same shape as the first insulating layer 51 in cross section.
  • the material forming the first insulating layer 51 and the material forming the coating layer 80 are sequentially disposed on the electrodes 21 and 22, and then formed by etching in the same process. May be In the region where the first insulating layer 51 and the coating layer 80 are etched, an opening 80P of the coating layer 80 is formed, and some regions of the electrodes 21 and 22 may be exposed. Some regions of the electrodes 21 and 22 exposed through the opening 80P may contact the contact electrodes 26 described later.
  • the present invention is not limited thereto, and the coating layer 80 may have different shapes by being disposed only in a partial region on the first insulating layer 51.
  • the description of the coating layer 80 is the same as described above, so a detailed description thereof will be omitted.
  • various embodiments of the coating layer 80 will be described later with reference to other drawings.
  • the light emitting device 30 may be disposed on the coating layer 80 or the first insulating layer 51. In the drawing, the light emitting device 30 is illustrated as being disposed on the coating layer 80 disposed on the first insulating layer 51. The light emitting device 30 may be disposed on at least one coating layer 80 between the first electrode 21 and the second electrode 22. The light emitting device 30 may be provided with a plurality of layers in a horizontal direction to the via layer 20.
  • the light emitting device 30 of the display device 1 includes the above-described conductive type semiconductor and an active layer, and they may be sequentially arranged in the horizontal direction on the via layer 20.
  • the light emitting device 30 has a first conductivity type semiconductor 31, an active layer 33, a second conductivity type semiconductor 32, and a conductive electrode layer 37 horizontal to the via layer 20. It can be arranged sequentially in the direction. However, it is not limited thereto.
  • the order in which the plurality of layers of the light emitting device 30 are arranged may be in the opposite direction, and in some cases, when the light emitting device 30 has a different structure, the plurality of layers are in a direction perpendicular to the via layer 20. It may be deployed.
  • the second insulating layer 52 may be partially disposed on the light emitting device 30.
  • the second insulating layer 52 may protect the light emitting element 30 and at the same time, function to fix the light emitting element 30 in the manufacturing process of the display device 1.
  • the second insulating layer 52 may be disposed to surround the outer surface of the light emitting device 30. That is, some of the materials of the second insulating layer 52 may be disposed between the lower surface of the light emitting device 30 and the first insulating layer 51.
  • the second insulating layer 52 may extend in a second direction D2 between the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B in a planar shape and have an island-like or linear shape.
  • the contact electrode 26 is disposed on each electrode 21 and 22 and the second insulating layer 52.
  • the first contact electrode 26a and the second contact electrode 26b are spaced apart from each other on the second insulating layer 52. Accordingly, the second insulating layer 52 may insulate the first contact electrode 26a and the second contact electrode 26b from each other.
  • the first contact electrode 26a may contact at least one end of the first electrode 21 and the light emitting device 30 to which the first insulating layer 51 and the coating layer 80 are patterned and exposed.
  • the second contact electrode 26b may contact at least the first insulating layer 51 and the coating layer 80 with the patterned second electrode 22 and the other ends of the light emitting device 30.
  • the first and second contact electrodes 26a and 26b respectively contact both end sides of the light emitting element 30, for example, the first conductivity type semiconductor 31, the second conductivity type semiconductor 32, or the conductive electrode layer 37, respectively. can do.
  • the first insulating layer 51 forms a flat upper surface, so that the contact electrode 26 can smoothly contact the side surface of the light emitting element 30.
  • the contact electrode 26 may include a conductive material.
  • it may include ITO, IZO, ITZO, aluminum (Al). However, it is not limited thereto.
  • the passivation layer 55 is disposed on the second insulating layer 52 and the contact electrode 26.
  • the passivation layer 55 may function to protect members disposed on the via layer 20 against the external environment.
  • first insulating layer 51, second insulating layer 52 and passivation layer 55 may include an inorganic insulating material or an organic insulating material.
  • first insulating layer 51 and the passivation layer 55 are silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN) and the like.
  • the second insulating layer 52 is an organic insulating material and may include photoresist or the like. However, it is not limited thereto.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment.
  • a method of manufacturing the display device 1 includes preparing a target substrate SUB and a first electrode 21 and a second electrode 22 disposed on the target substrate SUB (S100 ). , Forming a coating layer 80 disposed on at least a portion of the target substrate SUB and covering at least a portion of the first electrode 21 and the second electrode 22 (S200) and the first electrode 21 and The ink S including the light emitting element 30 is sprayed on the coating layer 80 covering the second electrode 22, and the light emitting element 30 is between the first electrode 21 and the second electrode 22. It includes a step of landing (S300).
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 disposed on the target substrate SUB are prepared, and at least some regions on the target substrate SUB are prepared.
  • the step of landing the light emitting device 30 between the first electrode 21 and the second electrode 22 may be included.
  • the coating layer 80 may be disposed to partially overlap the electrodes 21 and 22 on the target substrate SUB, but is not limited thereto.
  • the coating layer 80 may include the first electrode 21 and the second electrode. It may be arranged only in an area other than (22).
  • a case where the coating layer 80 completely covers the target substrate SUB including the first electrode 21 and the second electrode 22 will be described.
  • 12 to 16 are cross-sectional views illustrating process steps of a method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment.
  • a target substrate SUB on which the first electrode 21 and the second electrode 22 are formed is prepared (S100 ).
  • S100 a target substrate SUB on which the first electrode 21 and the second electrode 22 are formed.
  • the display device 1 is not limited thereto, and as described above, the display device 1 may include more members such as a partition wall 40 and a contact electrode 26.
  • a coating layer 80 disposed on the target substrate SUB and the electrodes 21 and 22 is formed (S200 ).
  • the method of forming the coating layer 80 is not particularly limited, but in one embodiment, the coating layer 80 may be formed on the electrodes 21 and 22, including a self-assembly monolayer. However, it is not limited thereto.
  • the ink S including the light emitting element 30 is sprayed on the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • the ink S may be disposed on the coating layer 80 disposed to cover the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • the ink S may include the ink I and a plurality of light emitting elements 30 included in the solvent.
  • the ink S may be provided in a solution or colloidal state.
  • the solvent may be acetone, water, alcohol, toluene, propylene glycol (PG) or propylene glycol methyl acetate (Propylene glycol methyl acetate, PGMA), but is not limited thereto.
  • the ink S may include hydrophilic propylene glycol as a solvent, and the coating layer 80 may include a hydrophobic fluorine-based polymer. That is, the ink S and the coating layer 80 may include materials having opposite polarities.
  • the first surface energy (not shown, ⁇ SL) formed at the interface between the coating layer 80 and the ink S has a large value and the contact angle ⁇ d formed by the ink S with the coating layer 80 is It has a large value.
  • the ink S sprayed on the coating layer 80 does not spread in one direction and can maintain the initial ejected position.
  • the ink S is sprayed on the alignment area AA defined on the first electrode 21 and the second electrode 22 so that a large number of light emitting elements 30 can be located in the alignment area AA. have.
  • the light emitting device 30 lands between the first electrode 21 and the second electrode 22 (S300 ).
  • an electric signal is applied to the first electrode 21 and the second electrode 22 to form an electric field in the ink S
  • the light emitting element ( 30) may include a step of landing on the electrodes 21 and 22 by receiving a dielectrophoretic force and removing the solvent of the ink S.
  • the light emitting device 30 may be disposed on the electrodes 21 and 22 using Dielectrophoresis (DEP).
  • DEP Dielectrophoresis
  • the solution in which the light emitting elements 30 are dispersed is sprayed on the electrodes 21 and 22, and AC power is applied to the electrodes 21 and 22.
  • AC power is applied to the first electrode 21 and the second electrode 22, an electric field is generated therebetween, and the light-emitting element 30 subjected to the dielectric force by the electric field is on the electrodes 21, 22. Can be deployed.
  • an electric field E may be formed in the ink S sprayed on the electrodes 21 and 22.
  • the electric field E may apply a dielectric force to the light emitting element 30, and the light emitting element 30 to which the dielectric force is applied may be landed on the first electrode 21 and the second electrode 22. Can.
  • the solvent of the ink S is removed.
  • Conventional methods can be employed for the step of removing the solvent.
  • the solvent may be removed through a method such as heat treatment or infrared irradiation.
  • the display device 1 including the coating layer 80 may be manufactured.
  • the manufacturing method of the display device 1 is not limited to this, and as described above, the display device 1 may include a larger number of members and more processes may be performed. Detailed description will be omitted.
  • 17 to 20 are plan views of display devices according to other exemplary embodiments.
  • the display device 1_1 may be disposed such that the coating layer 80_1 substantially overlaps the alignment area AA.
  • the display device 1_1 of FIG. 17 may be formed in a relatively narrow area of the coating layer 80_1 compared to the display device 1 of FIG. 1.
  • the overlapping description will be omitted and the description will be mainly focused on the differences.
  • the coating layer 80_1 of the display device 1_1 may be disposed to overlap only the alignment area AA in which the light emitting elements 30 are aligned. In the drawing, in order to distinguish the alignment area AA and the coating layer 80_1, their boundaries are spaced apart from each other, but the coating layer 80_1 may overlap the alignment area AA.
  • the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B are disposed in the alignment area AA, and the coating layer 80_1 includes the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B. It can be arranged to partially cover.
  • the coating layers 80_1 overlap the electrodes 21 and 22 with the alignment area AA ) To prevent the ink S from spreading.
  • the ink S disposed on the coating layer 80_1 disposed in the alignment area AA forms a first surface energy ⁇ SL having a large value at the interface with the coating layer 80_1 and a contact angle ⁇ d, and a ratio It can be prevented from spreading to the alignment area NAA. Accordingly, a large number of light emitting elements 30 are located in the alignment area AA in the ink S, and the light emitting elements 30 are between the electrodes 21 and 22 in the alignment area AA, that is, the first electrode. It may be disposed between the branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B.
  • the light emitting elements 30 are disposed between the electrodes 21 and 22 facing each other in the alignment area AA.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 include both sides, and a light emitting element 30 is disposed between each side opposite to the first electrode 21 and the second electrode 22. That is, the ink S including the light emitting element 30 may be ejected between the opposite sides of the electrodes 21 and 22.
  • the coating layer 80 according to an embodiment is disposed to overlap the electrodes 21 and 22, and at least each electrode 21 and 22 overlaps one side facing each other, but the other side may not be overlapped.
  • the coating layer 80_2 of the display device 1_2 is disposed in the alignment area AA and partially overlapped with the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B.
  • the second electrode branch portion 22B has opposite sides of the first electrode branch portion 21B, which are different from each other, so that the coating layer 80_2 overlaps both sides of the second electrode branch portion 22B.
  • the first electrode branch portion 21B has one side, and one side positioned outside the center of the sub-pixel PXn in the drawing does not face the second electrode branch portion 22B.
  • the electrodes 21 and 22 include one side and the other side, and the coating layer 80_2 overlaps the one side of the electrodes 21 and 22 but the other side does not overlap. have. As illustrated in the drawing, one side of the coating layer 80_2 facing the second electrode branch portion 22B of the first electrode branch portion 21B overlaps, and the other side is disposed so as not to overlap.
  • the ink S may be sprayed on the coating layer 80_2 between the first electrode branch portions 21B and the second electrode branch portions 22B facing each other, and the ink S of the coating layer 80_2 is first It can be prevented from spreading to the other side of the electrode branch portion 21B. Accordingly, most of the light emitting elements 30 in the ink S may be located between the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B.
  • the coating layer 80 may be disposed in an area where each side of the electrodes 21 and 22, which are regions in which the light emitting elements 30 are disposed, faces each other, and the coating layer 80 forms a plurality of coating patterns 80a. Thus, they may be disposed in opposite regions of the electrodes 21 and 22, respectively.
  • the coating layers 80_3 and 80_4 of the display devices 1_3 and 1_4 include at least one coating pattern 80a_3 and 80a_4, and the coating patterns 80a_3 and 80a_4 May be disposed between the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • the coating layer 80_3 has one coating pattern 80a_3 disposed between the first electrode branch 21B and the second electrode branch 22B, and the display device of FIG. 20 ( 1_4), the coating layer 80_4 may be disposed with two coating patterns 80a_4 spaced apart between the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B.
  • the coating patterns 80a_3 and 80a_4 may be respectively extended in the second direction D2 and spaced apart in the first direction D1.
  • the coating patterns 80a_3 and 80a_4 partially overlap each side opposite to each other of the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B, and may partially overlap the region between them.
  • the ink S including the light emitting element 30 is sprayed on the coating pattern 80a_3 of FIG. 19 between the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B, or the coating pattern of FIG. 20 It can be injected between (80a_4).
  • the coating patterns 80a_3 and 80a_4 can prevent the ink S from spreading in areas where the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B are spaced apart.
  • 21 is a schematic cross-sectional view illustrating that ink is sprayed on the display device of FIG. 20.
  • the coating pattern 80a_4 is disposed to cover each side faced by the first electrode 21 and the second electrode 22 and an area between them.
  • the ink S is sprayed between the first electrode 21 and the second electrode 22 between the coating patterns 80a_4 of FIG. 20.
  • the surface of the ink S sprayed between the coating patterns 80a_4 forms a large contact angle ⁇ d at the interface with the coating pattern 80a_4, and can be prevented from spreading to the outside of the coating pattern 80a_4.
  • most of the light emitting devices 30 may be located between the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • the coating layer 80 may not necessarily be arranged on the alignment area AA, but may be disposed only on the non-alignment area NAA.
  • the coating layer 80 disposed in the non-aligned area NAA can prevent the ink S sprayed in the alignment area AA from spreading to the non-aligned area NAA.
  • 22 is a plan view of a display device according to another exemplary embodiment.
  • 23 is a schematic cross-sectional view illustrating that ink is sprayed on the display device of FIG. 22.
  • the coating layer 80_5 of the display device 1_5 may not be overlapped with the alignment area AA but may be disposed to overlap only the non-overlapping area NAA.
  • the ink S overlaps the alignment area AA
  • the ink S is sprayed on the electrodes 21 and 22 where the coating layer 80_5 is not disposed, and up to the boundary of the area where the coating layer 80_5 is disposed. Can spread.
  • the coating layer 80_5 can prevent the ink S from spreading onto the coating layer 80_5 at the boundary, that is, the boundary between the alignment area AA and the non-alignment area NAA.
  • the coating layer 80_5 is disposed only in the unaligned area NAA, and the ink S is the first electrode 21 and the second electrode within the alignment area AA. (22).
  • the ink S disposed in the alignment area AA may spread in at least one direction without forming an interface with the coating layer 80_5.
  • the ink S When the ink S spreads to the boundary between the alignment area AA and the non-alignment area NAA, it partially contacts the coating layer 80_5.
  • the coating layer 80_5 includes a material of a second polarity opposite to the first polarity, at the interface where the ink S and the coating layer 80_5 contact
  • the surface energy can have a large value.
  • the ink S can be moved such that the area in contact with the coating layer 80_5 forming a large value of surface energy is small. That is, when the ink S contacts the coating layer 80_5, a force is applied in the opposite direction to the one direction in which the ink S spreads in the alignment area AA.
  • the ink S is prevented from spreading on the boundary between the alignment area AA and the misalignment area NAA, which is a boundary with the coating layer 80_5, without moving onto the coating layer 80_5. Accordingly, the coating layer 80_5 may prevent the light emitting device 30 from moving to the unaligned area NAA.
  • the coating layer 80 includes a material having a polarity opposite to that of the ink S to prevent the ink S from spreading to the unaligned area NAA. This means that the ink S sprayed on the alignment area AA can spread within the alignment area AA.
  • the coating layer 80 may include a first coating layer 81 and a second coating layer 82 having different polarities. One of the first coating layer 81 and the second coating layer 82 may have the same polarity as the ink S, and the other may have the opposite polarity.
  • FIG. 24 is a plan view of a display device according to another exemplary embodiment.
  • the coating layer 80_6 of the display device 1_6 may include a first coating layer 81_6 and a second coating layer 82_6.
  • the first coating layer 81_6 may include a material having a first polarity
  • the second coating layer 82_6 may include a material having a second polarity different from the first polarity.
  • the first coating layer 81_6 may include a hydrophobic material
  • the second coating layer 82_6 may include a hydrophilic material.
  • the present invention is not limited thereto, and the first polarity and the second polarity may be opposite to each other.
  • the ink S including the light emitting element 30 includes a second polarity, such as a hydrophilic solvent
  • the display device 1_6 includes the alignment area AA It may include a second coating layer (82_6) overlapping and a first coating layer (81_6) overlapping the unaligned region (NAA).
  • the first coating layer 81_6 is disposed to substantially surround the second coating layer 82_6, and the second coating layer 82_6 is partially aligned with the first electrode 21 and the second electrode 22 in the alignment area AA. It is arranged to overlap.
  • the second coating layer 82_6 includes an opening 80P exposing at least a portion of the electrodes 21 and 22, and the contact electrode 26 through the opening 80P has electrodes 21 and 22. ). Description of this is the same as described above.
  • the ink S including the light emitting element 30 is sprayed on the second coating layer 82_6 in the alignment area AA.
  • the second coating layer 82_6 and the ink S may include a material having the same second polarity, or a solvent.
  • the ink S may form a low surface energy at the interface with the second coating layer 82_6 and spread on the alignment area AA in at least one direction.
  • a boundary between the first coating layer 81_6 and the second coating layer 82_6 is formed at the boundary between the alignment area AA and the non-alignment area NAA.
  • the ink S spreads in one direction in the alignment area AA, and may partially contact the first coating layer 81_6 at the boundary between the first coating layer 81_6 and the second coating layer 82_6.
  • 25 is a schematic cross-sectional view illustrating that ink is sprayed on the display device of FIG. 24.
  • the ink S may move on the second coating layer 82_6 to contact the first coating layer 81_6 at a boundary with the first coating layer 81_6. Since the ink S includes a solvent having a polarity opposite to that of the first coating layer 81_6, surface energy having a large value is formed on a surface in contact with the first coating layer 81_6. In order to minimize the surface energy of the ink S, a force is transmitted in a direction to minimize the area of the surface in contact with the first coating layer 81_6 on which a large value of surface energy is formed.
  • the surface of the ink (S) is balanced by the force toward the opposite direction at the boundary between the first coating layer (81_6) and the second coating layer (82_6), the ink (S) is on the first coating layer (81_6) Spreading is prevented. Accordingly, the light emitting device 30 is positioned in the alignment area AA on the second coating layer 82_6.
  • 26 and 27 are plan views of display devices according to other exemplary embodiments.
  • the second coating layer 82 may include a material having the same polarity as the solvent of the ink S.
  • the surface energy may be smaller at the interface where the ink S forms with the second coating layer 82 than the interface formed with the target substrate SUB or electrodes 21 and 22 on which the coating layer 80 is not formed. have.
  • the ink S may move in a direction in which a surface contacting the second coating layer 82 increases in order to have a lower surface energy value. That is, the ink (S) may be transferred by the attraction force by the second coating layer 82.
  • the second coating layer 82 is disposed in the alignment area AA, and includes at least one coating pattern 82a, and at least each electrode 21, 22 is opposite to the coating pattern 82a. Can be placed between the regions.
  • the coating layer 80_7 of the display device 1_7 includes the first coating layer 81_7 disposed in the unaligned area NAA and the second coating layer 82_7 disposed in the alignment area AA.
  • the second coating layer 82_7 may include at least one coating pattern 82a_7 to be disposed between the first electrode 21 and the second electrode 22 facing regions.
  • the second coating layer 82_7 includes two coating patterns 82a_7, and each coating pattern 82a_7 may be disposed between the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B. have.
  • the coating patterns 82a_7 have a shape extending in the second direction D2 and are spaced apart in the first direction D1.
  • the coating pattern 82a_7 of the second coating layer 82_7 is disposed between the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B to apply an attractive force so that the ink S has low surface energy. .
  • the ink S may spread to increase the area of the interface formed with the second coating layer 82_7 on the target substrate SUB, and the light emitting device 30 included in the ink S may have the second coating layer 82_7. ). Most of the light emitting elements 30 in the ink S may be disposed between the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B and disposed between the respective electrodes 21 and 22.
  • the coating pattern 82a_7 of the second coating layer 82_8 has a relatively wide width compared to FIG. 26, and the first electrode branch portion 21B and the second electrode branch portion 22B face each other. Can partially overlap with one side.
  • the detailed description of the coating pattern 82a_8 is the same as described above, so it will be omitted.
  • the display device 1 may further include a light emitting element 30 having a different structure from the light emitting element 30 of FIG. 2.
  • FIG. 28 is a schematic diagram of a light emitting device according to another embodiment.
  • the light emitting device 30 ′ may be formed such that a plurality of layers are not stacked in one direction, and each layer surrounds the outer surface of any other layer.
  • the light emitting device 30' of FIG. 28 is the same as the light emitting device 30 of FIG. 2, except that the shape of each layer is partially different.
  • the same contents will be omitted and differences will be described.
  • the first conductivity type semiconductor 31 ′ may extend in one direction and both ends may be formed to be inclined toward the center.
  • the first conductivity type semiconductor 31 ′ of FIG. 28 may have a rod-shaped or cylindrical body portion, and conical ends formed at upper and lower portions of the body portion, respectively.
  • the upper end of the main body may have a steeper slope than the lower end.
  • the active layer 33' is disposed to surround the outer surface of the body portion of the first conductivity-type semiconductor 31'.
  • the active layer 33 ′ may have an annular shape extending in one direction.
  • the active layer 33' is not formed on the upper and lower portions of the first conductivity type semiconductor 31'. That is, the active layer 33 ′ may contact only the parallel side surface of the first conductivity type semiconductor 31 ′.
  • the second conductivity type semiconductor 32' is disposed to surround the outer surface of the active layer 33' and the upper end of the first conductivity type semiconductor 31'.
  • the second conductivity-type semiconductor 32 ′ may include an annular body portion extending in one direction and an upper portion formed such that the side surface is inclined. That is, the second conductivity type semiconductor 32 ′ may directly contact the parallel side surface of the active layer 33 ′ and the inclined upper portion of the first conductivity type semiconductor 31 ′. However, the second conductivity type semiconductor 32' is not formed on the lower end of the first conductivity type semiconductor 31'.
  • the electrode material layer 37' is disposed to surround the outer surface of the second conductivity type semiconductor 32'. That is, the shape of the electrode material layer 37 ′ may be substantially the same as the second conductivity type semiconductor 32 ′. That is, the electrode material layer 37 ′ may be in full contact with the outer surface of the second conductivity-type semiconductor 32 ′.
  • the insulating film 38 ′ may be disposed to surround the outer surfaces of the electrode material layer 37 ′ and the first conductivity type semiconductor 31 ′.
  • the insulating film 38' includes an electrode material layer 37', and directly with the lower end of the first conductivity type semiconductor 31' and the exposed lower portion of the active layer 33' and the second conductivity type semiconductor 32'. Can contact you.

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

표시 장치 및 이의 제조 방법이 제공된다. 표시 장치는 제1 영역 및 상기 제1 영역 이외의 영역인 제2 영역이 정의된 기판, 상기 기판 상에서 적어도 일부가 상기 제1 영역에서 서로 이격되어 배치된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 기판 상에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 덮도록 배치된 코팅층 및 상기 제1 영역에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 적어도 하나의 발광 소자를 포함하고, 상기 코팅층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 적어도 일부를 노출하는 개구부 및 상기 개구부 이외의 영역에 배치되고 제1 극성을 갖는 물질을 포함하는 제1 코팅층을 포함한다.

Description

표시 장치 및 이의 제조 방법
본 발명은 표시 장치 및 이의 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.
형광물질로 무기물 반도체를 이용하는 무기 발광 다이오드는 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 전사방법이 개발되었다. 이에 유기 발광 다이오드에 비해 내구성 및 효율이 우수한 무기 발광 다이오드에 대한 연구가 지속되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전극 상에 퍼짐 방지층을 형성하는 단계를 포함하여, 발광 소자가 분산된 용매를 상기 퍼짐 방지층 상에 분사하여 발광 소자를 배치시키는 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 퍼짐 방지층 상에 분사되어 전극 사이에 배치된 발광 소자를 포함하는 표시 장치를 제공하는 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 표시 장치는 제1 영역 및 상기 제1 영역 이외의 영역인 제2 영역이 정의된 기판, 상기 기판 상에서 적어도 일부가 상기 제1 영역에서 서로 이격되어 배치된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 기판 상에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 덮도록 배치된 코팅층 및 상기 제1 영역에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 적어도 하나의 발광 소자를 포함하고, 상기 코팅층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 적어도 일부를 노출하는 개구부 및 상기 개구부 이외의 영역에 배치되고 제1 극성을 갖는 물질을 포함하는 제1 코팅층을 포함한다.
상기 제1 코팅층은 적어도 상기 제1 영역과 중첩하도록 배치되고, 상기 발광 소자는 상기 제1 코팅층 상에서 상기 개구부가 배치되지 않은 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1 코팅층은 상기 제1 영역에 배치된 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 덮도록 배치되고, 상기 개구부는 상기 제1 코팅층에 배치되고 상기 제1 영역의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 노출하는 제1 개구부를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부를 통해 노출된 상기 제1 전극과 접촉하는 제1 접촉 전극 및 상기 제1 개구부를 통해 노출된 상기 제2 전극과 접촉하는 제2 접촉 전극을 더 포함하고, 상기 제1 접촉 전극은 상기 발광 소자의 일 단부와 접촉하고 상기 제2 접촉 전극은 상기 발광 소자의 타 단부와 접촉할 수 있다.
상기 제1 코팅층은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 이격된 사이 영역에 배치되되, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 대향하는 각 측면과 부분적으로 중첩할 수 있다.
상기 제1 코팅층은 적어도 하나의 코팅패턴을 포함하고, 상기 코팅패턴은 상기 제1 전극이 상기 제2 전극과 대향하는 제1 측면 및 상기 제2 전극이 상기 제1 전극과 대향하는 제2 측면 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 적어도 일부가 상기 제2 영역에 배치되고, 상기 제1 코팅층은 상기 제2 영역에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 덮도록 배치될 수 있다.
상기 코팅층은 상기 제1 극성과 반대의 극성인 제2 극성을 갖는 물질을 포함하며 상기 제1 영역에 배치된 제2 코팅층을 더 포함하고, 상기 발광 소자는 상기 제2 코팅층 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 극성은 소수성이고, 상기 제2 극성은 친수성일 수 있다.
상기 제1 코팅층은 불소를 함유하는 고분자를 포함할 수 있다.
상기 제2 코팅층은 상기 제1 영역에 배치된 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 덮도록 배치되고, 상기 개구부는 상기 제2 코팅층에 배치되고 상기 제1 영역의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 개구부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 코팅층은 상기 제1 영역에 배치된 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 이격된 사이 영역에 배치될 수 있다.
상기 제2 코팅층은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 서로 대향하는 각 측면과 부분적으로 중첩하도록 배치될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 대상 기판 및 상기 대상 기판 상에 서로 이격되어 배치된 제1 전극 및 제2 전극을 준비하는 단계, 상기 대상 기판 상의 적어도 일부 영역에 배치되고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 덮는 코팅층을 형성하는 단계 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 덮는 상기 코팅층 상에 발광 소자를 포함하는 잉크를 분사하고 상기 발광 소자를 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 랜딩하는 단계를 포함한다.
상기 코팅층은 제1 극성을 갖는 물질을 포함하고, 상기 잉크는 상기 제1 극성과 반대의 극성인 제2 극성을 갖는 용매를 포함할 수 있다.
상기 제1 극성은 소수성이고 상기 제2 극성은 친수성이며, 상기 코팅층은 불소계 고분자를 포함할 수 있다.
상기 잉크는 상기 코팅층 상에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 상에 분사되고, 상기 코팅층 상에 분사된 잉크는 상기 코팅층과 이루는 접촉각이 30 이상일 수 있다.
상기 발광 소자를 랜딩하는 단계는, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 교류 전원을 인가하여 상기 잉크에 전계를 형성하는 단계 및 상기 발광 소자가 상기 전계에 의해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 단계를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 표시 장치는 정렬 영역 및 비정렬 영역이 정의된 베이스층, 상기 베이스층 상에서 적어도 일부가 상기 정렬 영역에 배치되고, 제1 방향으로 연장되되 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이격된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 덮도록 배치되고, 소수성 물질을 포함하는 코팅층, 상기 코팅층 상에 배치되고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 각각 부분적으로 노출하는 적어도 하나의 개구부 및 상기 정렬 영역에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되되, 상기 코팅층의 상기 개구부가 배치되지 않은 영역에 배치된 적어도 하나의 발광 소자를 포함한다.
상기 개구부를 통해 노출된 상기 제1 전극과 접촉하는 제1 접촉 전극 및 상기 개구부를 통해 노출된 상기 제2 전극과 접촉하는 제2 접촉 전극을 더 포함하고, 상기 제1 접촉 전극은 상기 발광 소자의 일 단부와 접촉하고 상기 제2 접촉 전극은 상기 발광 소자의 타 단부와 접촉할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은, 발광 소자를 포함하는 잉크의 극성과 반대의 극성을 갖는 코팅층을 형성하고, 상기 코팅층은 상기 잉크가 분사된 영역에서 퍼지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치의 제조 공정에서, 잉크는 상기 코팅층 상에 분사된 영역에서 위치가 유지될 수 있고, 발광 소자는 특정 영역 내에서 전극 사이에 배치될 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 표시 장치는 정렬 영역 내에 배치된 발광 소자의 수를 증가시켜 각 화소별 발광 신뢰도 및 공정 수율을 향상시킬 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 일 비교예에 따른 전극 상에 잉크가 분사된 것을 나타내는 개략도이다.
도 5는 도 4의 Ⅱa-Ⅱa'선을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 코팅층이 형성된 전극 상에 잉크가 분사된 것을 나타내는 개략도이다.
도 7은 도 6의 Ⅱb-Ⅱb'선을 따라 자른 단면도이다.
도 8 및 도 9는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 10은 도 1의 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12 내지 도 16은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
도 17 내지 도 20은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 21은 도 19의 표시 장치 상에 잉크가 분사된 것을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 22는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 23은 도 22의 표시 장치 상에 잉크가 분사된 것을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 24는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 25는 도 24의 표시 장치 상에 잉크가 분사된 것을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 26 및 도 27은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 28은 다른 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
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 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 복수의 화소(PX)를 포함할 수 있다. 화소(PX)들 각각은 특정 파장대의 광을 방출하는 발광 소자(30)를 하나 이상 포함하여 특정 색을 표시할 수 있다.
복수의 화소(PX)들 각각은 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(PX1)는 제1 색의 광을 발광하고, 제2 서브 화소(PX2)는 제2 색의 광을 발광하며, 제3 서브 화소(PX3)는 제3 색의 광을 발광할 수 있다. 제1 색은 적색, 제2 색은 녹색, 제3 색은 청색일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 각 서브 화소(PXn)들이 동일한 색의 광을 발광할 수도 있다. 또한, 도 1에서는 화소(PX)들 각각이 3 개의 서브 화소들을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 제한되지 않고, 화소(PX)들 각각은 더 많은 수의 서브 화소들을 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 각 구성요소들을 지칭하는 '제1', '제2'등이 사용되나, 이는 상기 구성요소들을 단순히 구별하기 위해 사용되는 것이며, 반드시 해당 구성요소를 의미하는 것은 아니다. 즉, 제1, 제2 등으로 정의된 구성이 반드시 특정 구조 또는 위치에 제한되는 구성은 아니며, 경우에 따라서는 다른 번호들이 부여될 수 있다. 따라서, 각 구성요소들에 부여된 번호는 도면 및 이하의 서술을 통해 설명될 수 있으며, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
표시 장치(1)의 각 서브 화소(PXn)들은 정렬 영역(AA)과 비정렬 영역(NAA)으로 정의되는 영역을 포함할 수 있다. 정렬 영역(AA)은 표시 장치(1)에 포함되는 발광 소자(30)가 배치된 영역으로 정의된다. 비정렬 영역(NAA)은 정렬 영역(AA) 이외의 영역으로, 발광 소자(30)가 배치되지 않고 광이 방출되지 않는 영역으로 정의될 수 있다.
다만, 정렬 영역(AA)의 정의는 이에 제한되지 않고, 발광 소자(30)가 배치되어야 하는 영역으로 정의될 수도 있다. 다시 말해, 각 화소(PX) 또는 서브 화소(PXn) 상에는 발광 소자(30)가 정렬되어야 하는 정렬 영역(AA)이 정의되고, 표시 장치(1)의 제조 공정에서 발광 소자(30)는 정렬 영역(AA) 상에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 정렬 영역(AA)은 각 서브 화소(PXn)의 전극(21, 22)을 포함하여 이들 사이의 영역으로 정의될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 각 화소(PX) 또는 서브 화소(PXn)의 적어도 일부 영역에 배치되는 코팅층(80)을 포함한다. 코팅층(80)은 각 서브 화소(PXn)의 정렬 영역(AA) 또는 비정렬 영역(NAA) 상에 배치되며, 경우에 따라서 전극(21, 22)과 부분적으로 중첩될 수 있다. 도 1에서는 코팅층(80)이 각 서브 화소(PXn) 내에 배치되어 전극(21, 22)을 전면적으로 덮되, 일부 영역은 노출시키는 개구부(80P)를 포함하는 것을 도시하고 있다. 코팅층(80)은 정렬 영역(AA)을 포함하여 비정렬 영역(NAA)에도 부분적으로 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
후술할 바와 같이, 코팅층(80)은 표시 장치(1)의 제조 공정에서 전극(21, 22) 상에 발광 소자(30)가 분산된 잉크(S)를 분사하고, 잉크(S)에 전계를 인가하여 발광 소자(30)를 전극(21, 22) 상에 배치할 수 있다. 일 실시예에 따른 코팅층(80)은 각 화소(PX) 또는 서브 화소(PXn)에 분사된 잉크(S)가 필요한 정렬 영역(AA) 이외의 영역으로 이동하거나 퍼지는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 잉크(S)는 코팅층(80)에 의해 필요한 정렬 영역(AA) 내에 분사될 수 있고, 발광 소자(30)는 전극(21, 22) 상에 원활하게 배치될 수 있다. 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다.
표시 장치(1)의 서브 화소(PXn)는 복수의 격벽(40), 복수의 전극(21, 22), 발광 소자(30) 및 코팅층(80)을 포함할 수 있다.
복수의 전극(21, 22)은 발광 소자(30)들과 전기적으로 연결되고, 발광 소자(30)가 발광하도록 소정의 전압을 인가 받을 수 있다. 또한, 각 전극(21, 22)의 적어도 일부는 발광 소자(30)를 정렬하기 위해, 서브 화소(PXn) 내에 전기장을 형성하는 데에 활용될 수 있다.
복수의 전극(21, 22)은 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 전극(21)은 각 서브 화소(PXn) 마다 분리된 화소 전극이고, 제2 전극(22)은 각 서브 화소(PXn)를 따라 공통으로 연결된 공통전극일 수 있다. 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 중 어느 하나는 발광 소자(30)의 애노드(Anode) 전극이고, 다른 하나는 발광 소자(30)의 캐소드(Cathode) 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 그 반대의 경우일 수도 있다.
제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 각각 제1 방향(D1)으로 연장되어 배치되는 전극 줄기부(21S, 22S)와 전극 줄기부(21S, 22S)에서 제1 방향(D1)과 교차하는 방향인 제2 방향(D2)으로 연장되어 분지되는 적어도 하나의 전극 가지부(21B, 22B)를 포함할 수 있다.
제1 전극(21)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 배치되는 제1 전극 줄기부(21S)와 제1 전극 줄기부(21S)에서 분지되되, 제2 방향(D2)으로 연장되는 적어도 하나의 제1 전극 가지부(21B)를 포함할 수 있다.
임의의 일 화소의 제1 전극 줄기부(21S)는 양 단이 각 서브 화소(PXn) 사이에서 이격되어 종지하되, 동일 행에 속하는(예컨대, 제1 방향(D1)으로 인접한) 이웃하는 서브 화소의 제1 전극 줄기부(21S)와 실질적으로 동일 직선 상에 놓일 수 있다. 이에 따라, 각 서브 화소(PXn)에 배치되는 제1 전극 줄기부(21S)는 각 제1 전극 가지부(21B)에 서로 다른 전기 신호를 인가할 수 있고, 제1 전극 가지부(21B)는 각각 별개로 구동될 수 있다.
제1 전극 가지부(21B)는 제1 전극 줄기부(21S)의 적어도 일부에서 분지되고, 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치되되, 제1 전극 줄기부(21S)에 대향되어 배치되는 제2 전극 줄기부(22S)와 이격된 상태에서 종지될 수 있다.
제2 전극(22)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 제1 전극 줄기부(21S)와 이격되어 대향하도록 배치되는 제2 전극 줄기부(22S)와 제2 전극 줄기부(22S)에서 분지되되, 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치되는 제2 전극 가지부(22B)를 포함할 수 있다. 다만, 제2 전극 줄기부(22S)는 타 단부가 제1 방향(D1)으로 인접한 복수의 서브 화소(PXn)로 연장될 수 있다. 이에 따라, 임의의 일 화소 제2 전극 줄기부(22S)는 양 단이 각 화소(PX) 사이에서 이웃 화소의 제2 전극 줄기부(22S)에 연결될 수 있다.
제2 전극 가지부(22B)는 제1 전극 가지부(21B)와 이격되어 대향하고, 제1 전극 줄기부(21S)와 이격된 상태에서 종지될 수 있다. 즉, 제2 전극 가지부(22B)는 일 단부가 제2 전극 줄기부(22S)와 연결되고, 타 단부는 제1 전극 줄기부(21S)와 이격된 상태로 서브 화소(PXn) 내에 배치될 수 있다.
도면에서는 두개의 제1 전극 가지부(21B)가 배치되고, 그 사이에 제2 전극 가지부(22B)가 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다.
복수의 격벽(40)은 각 서브 화소(PXn)간의 경계에 배치되는 제3 격벽(43), 각 전극(21, 22) 하부에 배치되는 제1 격벽(41) 및 제2 격벽(42)을 포함할 수 있다. 도면에서는 제1 격벽(41) 및 제2 격벽(42)이 도시되지 않았으나, 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 하부에는 각각 제1 격벽(41)과 제2 격벽(42)이 배치될 수 있다.
제3 격벽(43)은 각 서브 화소(PXn)간의 경계에 배치될 수 있다. 복수의 제1 전극 줄기부(21S)는 각 단부가 제3 격벽(43)을 기준으로 서로 이격되어 종지할 수 있다. 제3 격벽(43)은 제2 방향(D2)으로 연장되어 제1 방향(D1)으로 배열된 서브 화소(PXn)들의 경계에 배치될 수 있다. 다만 이에 제한되지 않으며, 제3 격벽(43)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 제2 방향(D2)으로 배열된 서브 화소(PXn)들의 경계에도 배치될 수 있다. 제3 격벽(43)은 제1 격벽(41) 및 제2 격벽(42)과 동일한 재료를 포함하여 실질적으로 동일한 공정에서 형성될 수 있다.
도면에서는 도시하지 않았으나, 각 서브 화소(PXn)에는 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B)를 포함하여 서브 화소(PXn)를 전면적으로 덮는 제1 절연층(51)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(51)은 각 전극(21, 22)을 보호함과 동시에 이들이 직접 접촉하지 않도록 상호 절연시킬 수 있다.
제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에는 복수의 발광 소자(30)가 정렬될 수 있다. 복수의 발광 소자(30) 중 적어도 일부는 일 단부가 제1 전극 가지부(21B)와 전기적으로 연결되고, 타 단부가 제2 전극 가지부(22B)와 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 발광 소자(30)들은 제2 방향(D2)으로 이격되고, 실질적으로 서로 평행하게 정렬될 수 있다. 발광 소자(30)들이 이격되는 간격은 특별히 제한되지 않는다. 경우에 따라서는 복수의 발광 소자(30)들이 인접하게 배치되어 무리를 이루고, 다른 복수의 발광 소자(30)들은 일정 간격 이격된 상태로 무리를 이룰 수도 있으며, 불균일한 밀집도를 가지되 일 방향으로 배향되어 정렬될 수도 있다.
제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 상에는 각각 접촉 전극(26)이 배치될 수 있다. 다만, 접촉 전극(26)은 실질적으로 제1 절연층(51) 상에 배치되며, 접촉 전극(26)의 적어도 일부가 제1 전극 가지부(21B) 및 제2 전극 가지부(22B)와 접촉하거나 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 접촉 전극(26)은 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치되되, 제1 방향(D1)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 접촉 전극(26)은 발광 소자(30)의 적어도 일 단부와 컨택될 수 있으며, 접촉 전극(26)은 제1 전극(21) 또는 제2 전극(22)과 컨택되어 전기 신호를 인가받을 수 있다. 이에 따라, 접촉 전극(26)은 각 전극(21, 22)으로부터 전달되는 전기 신호를 발광 소자(30)에 전달할 수 있다.
접촉 전극(26)은 제1 접촉 전극(26a)과 제2 접촉 전극(26b)을 포함할 수 있다. 제1 접촉 전극(26a)은 제1 전극 가지부(21B) 상에 배치되며, 발광 소자(30)의 일 단부와 컨택되고 제2 접촉 전극(26b)은 제2 전극 가지부(22B) 상에 배치되며, 발광 소자(30)의 타 단부와 컨택될 수 있다.
제1 전극 줄기부(21S)와 제2 전극 줄기부(22S)는 각각 컨택홀, 예컨대 제1 전극 컨택홀(CNTD) 및 제2 전극 컨택홀(CNTS)을 통해 표시 장치(1)의 회로소자층과 전기적으로 연결될 수 있다. 도면에는 복수의 서브 화소(PXn)의 제2 전극 줄기부(22S)에 하나의 제2 전극 컨택홀(CNTS)이 형성된 것을 도시하고 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 경우에 따라서는 각 서브 화소(PXn) 마다 제2 전극 컨택홀(CNTD)이 형성될 수 있다.
또한, 도면에서는 도시하지 않았으나, 표시 장치(1)는 각 전극(21, 22) 및 발광 소자(30)의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 제2 절연층(52, 도 10에 도시) 및 패시베이션층(55, 도 10에 도시)을 포함할 수 있다. 이들 간의 배치와 구조 등은 후술하기로 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 발광 소자(30)의 개략도이다.
발광 소자(30)는 발광 다이오드(Light Emitting diode)일 수 있으며, 구체적으로 발광 소자(30)는 마이크로 미터(micro-meter) 또는 나노미터(nano-meter) 단위의 크기를 가지고, 무기물로 이루어진 무기 발광 다이오드일 수 있다. 무기 발광 다이오드는 서로 대향하는 두 전극들 사이에 특정 방향으로 전계를 형성하면 극성이 형성되는 상기 두 전극 사이에 정렬될 수 있다. 발광 소자(30)는 두 전극 상에 형성된 전계에 의해 전극 사이에 정렬될 수 있다.
발광 소자(30)는 임의의 도전형(예컨대, p형 또는 n형) 불순물로 도핑된 반도체 결정을 포함할 수 있다. 반도체 결정은 외부의 전원으로부터 인가되는 전기 신호를 전달받고, 이를 특정 파장대의 광으로 방출할 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 발광 소자(30)는 제1 도전형 반도체(31), 제2 도전형 반도체(32), 활성층(33) 및 절연막(38)을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예예 따른 발광 소자(30)는 적어도 하나의 도전성 전극층(37)을 더 포함할 수도 있다. 도 2에서는 발광 소자(30)가 하나의 도전성 전극층(37)을 더 포함하는 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 경우에 따라서 발광 소자(30)는 더 많은 수의 도전성 전극층(37)을 포함하거나, 생략될 수도 있다. 후술하는 발광 소자(30)에 대한 설명은 도전성 전극층(37)의 수가 달라지더거나 다른 구조를 더 포함하더라도 동일하게 적용될 수 있다.
발광 소자(30)는 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 발광 소자(30)는 나노 로드, 나노 와이어, 나노 튜브 등의 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 발광 소자(30)는 원통형 또는 로드형(rod)일 수 있다. 다만, 발광 소자(30)의 형태가 이에 제한되는 것은 아니며, 정육면체, 직육면체, 육각기둥형 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 후술하는 발광 소자(30)에 포함되는 복수의 반도체들은 상기 일 방향을 따라 순차적으로 배치되거나 적층된 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 따른 발광 소자(30)는 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 활성층(33)에서 방출되는 광은 중심 파장대역이 450nm 내지 495nm의 범위를 갖는 청색(Blue)광을 방출할 수 있다. 다만, 청색(Blue) 광의 중심 파장대역이 상술한 범위에 제한되는 것은 아니며, 본 기술분야에서 청색으로 인식될 수 있는 파장 범위를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 발광 소자(30)의 활성층(33)에서 방출되는 광은 이에 제한되지 않고, 중심 파장대역이 495nm 내지 570nm의 범위를 갖는 녹색(Green)광 또는 중심 파장대역이 620nm 내지 750nm의 범위를 갖는 적색(Red)광일 수도 있다.
도 2를 참조하여 발광 소자(30)에 대하여 구체적으로 설명하면, 제1 도전형 반도체(31)는 제1 도전형을 갖는, 예컨대 n형 반도체일 수 있다. 일 예로, 발광 소자(30)가 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제1 도전형 반도체(31)는 In xAl yGa 1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, n형으로 도핑된 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제1 도전형 반도체(31')는 제1 도전성 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제1 도전성 도펀트는 Si, Ge, Sn 등일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 도전형 반도체(31)는 n형 Si로 도핑된 n-GaN일 수 있다. 제1 도전형 반도체(31)의 길이는 1.5㎛ 내지 5㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 도전형 반도체(32)는 후술하는 활성층(33) 상에 배치된다. 제2 도전형 반도체(32)는 제2 도전형을 갖는, 예컨대 p형 반도체일 수 있으며 일 예로, 발광 소자(30)가 청색 또는 녹색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제2 도전형 반도체(32)는 In xAl yGa 1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, p형으로 도핑된 InAlGaN, GaN, AlGaNN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제2 도전형 반도체(32)는 제2 도전성 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제2 도전성 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Se, Ba 등일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 도전형 반도체(32)는 p형 Mg로 도핑된 p-GaN일 수 있다. 제2 도전형 반도체(32)의 길이는 0.08㎛ 내지 0.25㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도면에서는 제1 도전형 반도체(31)와 제2 도전형 반도체(32)가 하나의 층으로 구성된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 경우에 따라서는 활성층(33)의 물질에 따라 제1 도전형 반도체(31)와 제2 도전형 반도체(32)는 더 많은 수의 층, 예컨대 클래드층(clad layer) 또는 TSBR(Tensile strain barrier reducing)층을 더 포함할 수도 있다.
활성층(33)은 제1 도전형 반도체(31)와 제2 도전형 반도체(32) 사이에 배치된다. 활성층(33)은 단일 또는 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함할 수 있다. 활성층(33)이 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함하는 경우, 양자층(Quantum layer)와 우물층(Well layer)가 서로 교번적으로 복수개 적층된 구조일 수도 있다. 활성층(33)은 제1 도전형 반도체(31) 및 제2 도전형 반도체(32)를 통해 인가되는 전기 신호에 따라 전자-정공 쌍의 결합에 의해 광을 발광할 수 있다. 일 예로, 활성층(33)이 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, AlGaN, AlInGaN 등의 물질을 포함할 수 있다. 특히, 활성층(33)이 다중 양자 우물 구조로 양자층과 우물층이 교번적으로 적층된 구조인 경우, 양자층은 AlGaN 또는 AlInGaN, 우물층은 GaN 또는 AlInN 등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 활성층(33)은 양자층으로 AlGaInN를, 우물층으로 AlInN를 포함하여 상술한 바와 같이, 활성층(33)은 중심 파장대역이 450nm 내지 495nm의 범위를 갖는 청색(Blue)광을 방출할 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 활성층(33)은 밴드갭(Band gap) 에너지가 큰 종류의 반도체 물질과 밴드갭 에너지가 작은 반도체 물질들이 서로 교번적으로 적층된 구조일 수도 있고, 발광하는 광의 파장대에 따라 다른 3족 내지 5족 반도체 물질들을 포함할 수도 있다. 활성층(33)이 방출하는 광은 청색 파장대의 광으로 제한되지 않고, 경우에 따라 적색, 녹색 파장대의 광을 방출할 수도 있다. 활성층(33)의 길이는 0.05㎛ 내지 0.25㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 활성층(33)에서 방출되는 광은 발광 소자(30)의 길이방향 외부면 뿐만 아니라, 양 측면으로 방출될 수 있다. 활성층(33)에서 방출되는 광은 하나의 방향으로 방향성이 제한되지 않는다.
도전성 전극층(37)은 오믹(ohmic) 접촉 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 쇼트키(Schottky) 접촉 전극일 수도 있다. 도전성 전극층(37)은 전도성이 있는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도전성 전극층(37)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 인듐(In), 금(Au), 은(Ag), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한 도전성 전극층(37)은 n형 또는 p형으로 도핑된 반도체 물질을 포함할 수도 있다. 도전성 전극층(37)은 동일한 물질을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질을 포함할 수도 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
절연막(38)은 상술한 복수의 반도체들의 외면을 둘러싸도록 배치된다. 예시적인 실시예에서, 절연막(38)은 적어도 활성층(33)의 외면을 둘러싸도록 배치되고, 발광 소자(30)가 연장된 일 방향으로 연장될 수 있다. 절연막(38)은 상기 부재들을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 절연막(38)은 상기 부재들의 측면부를 둘러싸도록 형성되되, 발광 소자(30)의 길이방향의 양 단부는 노출되도록 형성될 수 있다.
도면에서는 절연막(38)이 발광 소자(30)의 길이방향으로 연장되어 제1 도전형 반도체(31)부터 도전성 전극층(37)까지 커버할 수 있도록 형성된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 절연막(38)은 활성층(33)을 포함하여 일부의 도전형 반도체의 외면만을 커버하거나, 도전성 전극층(37) 외면의 일부만 커버하여 도전성 전극층(37)의 일부 외면이 노출될 수도 있다.
절연막(38)의 두께는 10nm 내지 1.0㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 절연막(38)의 두께는 40nm일 수 있다.
절연막(38)은 절연특성을 가진 물질들, 예를 들어, 실리콘 산화물(Silicon oxide, SiO x), 실리콘 질화물(Silicon nitride, SiN x), 산질화 실리콘(SiO xN y), 질화알루미늄(Aluminum nitride, AlN), 산화알루미늄(Aluminum oxide, Al 2O 3) 등을 포함할 수 있다. 이에 따라 활성층(33)이 발광 소자(30)에 전기 신호가 전달되는 전극과 직접 접촉하는 경우 발생할 수 있는 전기적 단락을 방지할 수 있다. 또한, 절연막(38)은 활성층(33)을 포함하여 발광 소자(30)의 외면을 보호하기 때문에, 발광 효율의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서, 절연막(38)은 외면이 표면처리될 수 있다. 발광 소자(30)는 표시 장치(1)의 제조 시, 소정의 잉크 내에서 분산된 상태로 전극 상에 분사되어 정렬될 수 있다. 여기서, 발광 소자(30)가 잉크(S) 내에서 인접한 다른 발광 소자(30)와 응집되지 않고 분산된 상태를 유지하기 위해, 절연막(38)은 표면이 소수성 또는 친수성 처리될 수 있다.
한편, 발광 소자(30)는 길이(l)가 1㎛ 내지 10㎛ 또는 2㎛ 내지 5㎛의 범위를 가질 수 있으며, 바람직하게는 4㎛ 내외의 길이를 가질 수 있다. 또한, 발광 소자(30)의 직경은 300nm 내지 700nm의 범위를 갖고, 발광 소자(30)의 종횡비(Aspect ratio)는 1.2 내지 100일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시 장치(1)에 포함되는 복수의 발광 소자(30)들은 활성층(33)의 조성 차이에 따라 서로 다른 직경을 가질 수도 있다. 바람직하게는 발광 소자(30)의 직경은 500nm 내외의 범위를 가질 수 있다.
상술한 바와 같이, 발광 소자(30)는 잉크(S) 상에 분산된 상태로 전극(21, 22) 상에 분사될 수 있다. 발광 소자(30)가 전극(21, 22) 사이에 배치되도록 잉크(S)는 필요한 정렬 영역(AA) 내에 위치할 것이 요구된다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(1)의 제조 공정에서, 화소(PX) 또는 서브 화소(PXn)의 적어도 일부 영역에 배치되는 코팅층(80)을 형성하여, 발광 소자(30)가 분산된 잉크(S)가 필요한 정렬 영역(AA)으로부터 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 코팅층(80)은 대상 기판(SUB) 및 전극(21, 22)을 전면적으로 덮도록 배치될 수 있다. 발광 소자(30)는 코팅층(80) 상에서 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 배치될 수 있다. 표시 장치(1)의 제조 시, 전극(21, 22) 상에 배치된 코팅층(80)은 분사된 잉크(S)가 퍼지는 것을 방지하여 발광 소자(30)가 대상 기판(SUB) 상에 정의된 정렬 영역(AA) 내에 배치되도록 유도할 수 있다.
도 4는 일 비교예에 따른 전극 상에 잉크가 분사된 것을 나타내는 개략도이다. 도 5는 도 4의 Ⅱa-Ⅱa'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 전극(21, 22) 상에 발광 소자(30)를 배치시키기 위해, 대상 기판(SUB) 상에는 발광 소자(30)가 분산된 잉크(S)가 분사될 수 있다. 대상 기판(SUB) 상에는 정렬 영역(AA)과 비정렬 영역(NAA)이 정의되고, 잉크(S)는 정렬 영역(AA) 내에서 전극(21, 22) 상에 분사된다. 다만, 도면에 도시된 바와 같이, 대상 기판(SUB) 상에 코팅층(80)이 형성되지 않은 경우, 대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(S)는 적어도 일 방향으로 이동하게 되고, 특히 잉크(S)는 정렬 영역(AA)을 벗어나 비정렬 영역(NAA)으로 퍼질 수 있다. 이에 따라 잉크(S) 내에 분산된 발광 소자(30)들 중 비정렬 영역(NAA)에 위치하는 발광 소자(30)의 비중이 커지게 되고, 후술하는 단계에서 잉크(S)에 전계를 형성하는 경우 정렬 영역(AA) 내의 전극(21, 22) 사이에 배치되는 발광 소자(30)의 수가 감소한다. 이 경우, 표시 장치(1)의 제조 공정에 있어서 제조 수율의 감소와 제조된 표시 장치(1)의 불량율이 증가하게 된다.
반면에 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 제조 공정에서 잉크(S)를 분사하기 전, 코팅층(80)을 형성하여 잉크(S)가 정렬 영역(AA) 이외의 영역으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 표시 장치(1)는 잉크(S)의 퍼짐 방지기능을 수행하는 코팅층(80)을 포함하여 발광 소자(30)가 정렬 영역(AA) 내에서 원활하게 배치될 수 있도록 유도할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 코팅층이 형성된 전극 상에 잉크가 분사된 것을 나타내는 개략도이다. 도 7은 도 6의 Ⅱb-Ⅱb'선을 따라 자른 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 대상 기판(SUB) 상, 예컨대 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 덮도록 배치되는 코팅층(80)을 포함할 수 있다. 발광 소자(30)가 분산된 잉크(S)는 정렬 영역(AA) 내에서 코팅층(80) 상에 분사될 수 있다.
코팅층(80)은 분사된 잉크(S)가 적어도 일 방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 코팅층(80) 상에 분사된 잉크(S)는 일 방향으로 퍼지지 않고 초기의 분사된 위치를 유지할 수 있으며, 잉크(S) 내 분산된 발광 소자(30)들 중에서 정렬 영역(AA) 내에 위치하는 발광 소자(30)의 비중이 커질 수 있다. 후술하는 단계에서 잉크(S)에 전계를 형성하면 잉크(S)에 분산된 발광 소자(30)들 중에서 대부분이 정렬 영역(AA) 내의 전극(21, 22) 사이에 배치될 수 있다.
이러한 코팅층(80)의 퍼짐 방지기능은 코팅층(80)과 잉크(S)의 용매 사이의 표면 에너지(surface energy) 차이를 이용하여 접촉각(Θd)을 제어함으로써 유도할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 발광 소자(30)가 분산된 잉크(S)는 제1 극성을 갖는 용매를 포함하고, 코팅층(80)은 적어도 일부 영역이 상기 제1 극성과 반대인 제2 극성을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 대상 기판(SUB) 상에 분사된 잉크(S)는 대상 기판(SUB) 또는 코팅층(80)과의 계면에서 소정의 접촉각(Θd)을 형성할 수 있다. 대상 물체 상에 분사된 액체는 표면의 표면에너지를 최소화하기 위한 형태를 가질 수 있다. 대상 기판(SUB) 또는 코팅층(80) 상에 분사된 잉크(S)는 표면의 표면에너지를 최소화하기 위해 구형 또는 반타원 형의 형상을 가질 수 있다.
여기서, 도 5 및 도 7의 A부분과 같이, 잉크(S)와 대상 기판(SUB) 또는 코팅층(80), 대상 기판(SUB) 또는 코팅층(80)과 공기, 및 공기와 잉크(S) 사이의 계면에서는 각각 일 방향을 향하는 표면에너지가 형성될 수 있다.
도 5의 A부분과 같이, 잉크(S)와 대상 기판(SUB) 사이의 계면에서는 제1 표면에너지(γSL)가, 대상 기판(SUB)과 공기 사이의 계면에서는 제2 표면에너지(γSV)가, 잉크(S)와 공기 사이의 계면에서는 제3 표면에너지(γLV)가 형성되고, 잉크(S)의 표면이 대상 기판(SUB) 사이에서 접촉각(Θd)을 이루는 경우, 이들 간의 관계는 하기 식 1을 만족한다.
[식 1]
γSL - γSV - γLVcos(Θd) = 0
(여기서, γSL는 제1 표면에너지, γSV는 제2 표면에너지, γLV는 제3 표면에너지, Θd는 잉크(S)의 표면이 대상 기판(SUB)과 이루는 접촉각이다.)
상기 식 1과 도 5를 참조하여 설명하면 제1 표면에너지인 γSL 값이 제3 표면에너지인 γSV 값보다 작은 경우, 잉크(S)는 계면의 표면에너지를 최소화하기 위한 거동을 보일 수 있다. 즉, 잉크(S)는 대상 기판(SUB)과 접하는 점에서 큰 값을 갖는 제3 표면에너지(γSV)가 가해지는 수평 방향의 일 방향으로 힘이 가해지고, 잉크(S)의 표면은 상기 일 방향으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 잉크(S)와 대상 기판(SUB)이 이루는 접촉각(Θd)은 작아지고, 잉크(S)는 대상 기판(SUB)상에서 상기 일 방향으로 퍼지게 된다.
반면에, 상기 식 1과 도 7을 참조하여 설명하면, 코팅층(80) 상에 잉크(S)가 분사되고 제1 표면에너지인 γSL 값이 제3 표면에너지인 γSV 값보다 큰 경우, 잉크(S)는 계면의 표면에너지를 최소화하기 위해 큰 값을 갖는 제1 표면에너지(γSL)가 가해지는 수평 방향의 타 방향으로 힘이 작용될 수 있다. 이에 따라, 잉크(S)와 코팅층(80)이 이루는 접촉각(Θd)은 커지고, 잉크(S)는 코팅층(80) 상에서 이동하지 않고 최초의 분사된 위치를 유지할 수 있다.
코팅층(80)은 잉크(S)와의 제1 표면에너지(γSL) 및 제3 표면에너지(γSV) 차이를 조절할 수 있다. 예를 들어, 코팅층(80) 상에 잉크(S)가 분사되어 코팅층(80)과 잉크(S)의 계면에서 제1 표면에너지(γSL)가 제3 표면에너지(γSV)보다 큰 값을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 표면에너지(γSL)가 향하는 방향으로 힘이 작용하여 코팅층(80)은 잉크(S)의 표면에너지가 작은 값을 갖도록 유도하고, 잉크(S)가 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 따른 코팅층(80)은 잉크(S)의 용매와 반대의 극성을 갖는 재료를 포함하여, 코팅층(80)과 잉크(S) 사이의 제1 표면에너지(γSL)와 접촉각(Θd)은 큰 값을 가질 수 있다. 코팅층(80)은 정렬 영역(AA) 상에 분사된 잉크(S)가 비정렬 영역(NAA)으로 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 잉크(S)의 용매는 친수성이고, 코팅층(80)은 적어도 일부 영역이 소수성 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라 코팅층(80)과 잉크(S) 사이의 접촉각(Θd)은 30° 이상의 값을 가질 수 있다. 코팅층(80)이 소수성 물질을 포함하는 경우, 상기 소수성 물질은 불소(F)를 포함하는 고분자일 수 있다. 일 예로, 코팅층(80)은 1H,1H,2H,2H-과불화데실트리클로로실란(1H,1H,2H,2H-Perfluorodecyltrichlorosilane)을 포함할 수 있다.
다만, 코팅층(80)에 포함되는 재료가 이에 한정되지는 않는다. 예컨대 잉크(S)가 소수성 용매를 포함하는 경우, 코팅층(80)은 친수성 재료를 포함할 수도 있다. 또한, 코팅층(80)은 일부 영역은 잉크(S)와 동일한 극성을 갖고, 나머지 다른 영역은 잉크(S)와 반대의 극성을 가질 수도 있다. 코팅층(80)은 적어도 일부 영역이 일 극성을 갖는 재료를 포함함으로써, 정렬 영역(AA)에 분사된 잉크(S)가 비정렬 영역(NAA)으로 퍼지는 것을 방지할 수 있다면 그 구조 및 재료는 제한되지 않는다.
예를 들어, 코팅층(80)이 서로 다른 극성을 갖는 제1 영역과 제2 영역을 포함하여 잉크(S)가 상기 제1 및 제2 영역 사이에 분사될 수 있다. 이 경우, 잉크(S)와 코팅층(80)이 이루는 계면이 제1 영역에서 제2 영역으로 변함에 따라 잉크(S)의 표면에너지가 증가한다면, 코팅층(80)은 잉크(S)가 제2 영역으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 즉 잉크(S)가 코팅층(80) 상의 제1 영역으로부터 제2 영역으로 퍼지는 것을 방지할 수 있다. 이에 대한 설명은 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 상술한 바와 같이, 표시 장치(1)는 발광 소자(30)와 전극(21, 22)에 접촉하는 접촉 전극(26)을 더 포함할 수 있다. 접촉 전극(26)은 발광 소자(30)의 적어도 일 단부와 접촉하고, 전극(21, 22)의 코팅층(80)이 부분적으로 제거되어 노출된 영역과 접촉할 수 있다.
도 8 및 도 9는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
먼저 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 코팅층(80)은 전극(21, 22)의 적어도 일부 영역을 노출시키는 개구부(80P)를 포함하고, 개구부(80P)를 통해 노출된 전극(21, 22)과 접촉하는 접촉 전극(26)을 더 포함할 수 있다. 코팅층(80)은 전극(21, 22)을 덮도록 배치되고, 개구부(80P)는 전극(21, 22)과 중첩되어 전극(21, 22)의 일부 영역을 노출시킬 수 있다. 개구부(80P)가 배치된 영역은 도 1에서 코팅층(80)이 전극(21, 22)의 상면을 부분적으로 노출하는 영역일 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 개구부(80P)는 전극(21, 22)의 상면을 부분적으로 노출시킬 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 9를 참조하여 후술할 바와 같이 개구부(80P)는 전극(21, 22)의 평탄한 상면 전체를 노출시키고, 전극(21, 22)의 경사진 측면을 부분적으로 노출시킬 수도 있다.
접촉 전극(26)은 전극(21, 22) 상에 배치된다. 접촉 전극(26)은 전극(21, 22)의 개구부(80P)를 통해 노출된 영역 및 발광 소자(30)와 접촉할 수 있다. 접촉 전극(26)은 제1 전극(21) 상에 배치되는 제1 접촉 전극(26a) 및 제2 전극(22) 상에 배치되는 제2 접촉 전극(26b)을 포함한다. 제1 접촉 전극(26a)은 제1 전극(21)의 노출된 영역과 발광 소자(30)의 일 단부에 접촉하고, 제2 접촉 전극(26b)은 제2 전극(22)의 노출된 영역과 발광 소자(30)의 타 단부에 접촉할 수 있다.
표시 장치(1)의 제조 공정에서 대상 기판(SUB)과 전극(21, 22)을 전면적으로 덮는 코팅층(80)을 형성하여 발광 소자(30)는 정렬 영역(AA) 내에 배치시키고, 전극(21, 22)의 일부를 노출시키는 개구부(80P)를 형성할 수 있다. 표시 장치(1)는 코팅층(80)이 전극(21, 22)을 전면적으로 덮더라도, 개구부(80P)를 통해 노출된 전극(21, 22)과 발광 소자(30)에 접촉하는 접촉 전극(26)을 더 포함하여 전극(21, 22)으로부터 전달되는 전기신호를 접촉 전극(26)을 통해 발광 소자(30)에 전달할 수 있다.
도 9를 참조하면, 코팅층(80)의 개구부(80P)는 전극(21, 22)의 상면을 포함하여 측면의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다. 개구부(80P)에 의해 노출되는 전극(21, 22)의 면적이 더 커지게 되고, 접촉 전극(26)은 전극(21, 22)과 더 많은 영역에서 접촉할 수 있다. 이에 따라, 접촉 전극(26)과 전극(21, 22) 사이의 컨택 저항을 줄일 수 있다. 다만, 표시 장치(1)의 구조가 이에 제한되는 것은 아니며, 이와 다른 구조를 갖거나 대상 기판(SUB) 상에 더 많은 수의 부재들이 배치될 수 있다. 이에 대한 설명은 다른 도면이 참조되어 후술된다.
이하에서는 다른 도면을 참조하여 표시 장치(1)에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 10은 도 1의 I-I' 선을 따라 자른 표시 장치의 부분 단면도이다.
도 10은 제1 서브 화소(PX1)의 단면도를 도시하고 있으나, 다른 화소(PX) 또는 서브 화소(PXn)의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 도 6은 임의의 발광 소자(30)의 일 단부와 타 단부를 가로지르는 단면을 도시한다.
한편, 도 10에서는 도시하지 않았으나, 표시 장치(1)는 각 전극(21, 22)의 하부에 위치하는 회로소자층을 더 포함할 수 있다. 회로소자층은 복수의 반도체층 및 복수의 도전패턴을 포함하여, 적어도 하나의 트랜지스터와 전원 배선을 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 10을 참조하여 표시 장치(1)에 대하여 구체적으로 설명하면, 표시 장치(1)는 비아층(20)과 비아층(20) 상에 배치되는 전극(21, 22), 발광 소자(30)등을 포함할 수 있다. 비아층(20)의 하부에는 회로소자층(미도시)이 더 배치될 수 있다. 비아층(20)은 유기 절연 물질을 포함하여 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다.
비아층(20) 상에는 복수의 격벽(41, 42, 43)이 배치된다. 복수의 격벽(41, 42, 43)은 각 서브 화소(PXn) 내에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 격벽(41, 42, 43)은 서브 화소(PXn)의 중심부에 인접하여 배치된 제1 격벽(41) 및 제2 격벽(42), 서브 화소(PXn)간의 경계에 배치된 제3 격벽(43)을 포함할 수 있다.
제3 격벽(43)은 표시 장치(1)의 제조 시, 잉크젯 프린팅 장치를 이용하여 잉크(I)를 분사할 때, 잉크(I)가 서브 화소(PXn)의 경계를 넘지 않도록 차단하는 기능을 수행할 수 있다. 또는, 표시 장치(1)가 다른 부재를 더 포함하는 경우, 제3 격벽(43) 상에 상기 부재가 배치되어 제3 격벽(43)이 이를 지지하는 기능을 수행할 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 격벽(41)과 제2 격벽(42)은 서로 이격되어 대향하도록 배치된다. 제1 격벽(41) 상에는 제1 전극(21)이, 제2 격벽(42) 상에는 제2 전극(22)이 배치될 수 있다. 도 2 및 도 6에서는 제1 격벽(41) 상에는 제1 전극 가지부(21B)가, 제2 격벽(42) 상에는 제2 격벽(42)이 배치된 것으로 이해될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 격벽(41), 제2 격벽(42) 및 제3 격벽(43)은 실질적으로 동일한 공정에서 형성될 수 있다. 이에 따라, 격벽(41, 42, 43)은 하나의 격자형 패턴을 이룰 수도 있다. 복수의 격벽(41, 42, 43)은 폴리이미드(Polyimide, PI)를 포함할 수 있다.
복수의 격벽(41, 42, 43)은 비아층(20)을 기준으로 적어도 일부가 돌출된 구조를 가질 수 있다. 격벽(41, 42, 43)은 발광 소자(30)가 배치된 평면을 기준으로 상부로 돌출될 수 있고, 상기 돌출된 부분은 적어도 일부가 경사를 가질 수 있다. 돌출된 구조의 격벽(41, 42, 43)의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 도면에 도시된 바와 같이, 제1 격벽(41)과 제2 격벽(42)은 동일한 높이로 돌출되되, 제3 격벽(43)은 더 높은 위치까지 돌출된 형상을 가질 수 있다.
제1 격벽(41)과 제2 격벽(42) 상에는 반사층(21a, 22a)이 배치되고, 반사층(21a, 22a) 상에는 전극층(21b, 22b)이 배치될 수 있다. 반사층(21a, 22a)과 전극층(21b, 22b)은 각각 전극(21, 22)을 구성할 수 있다.
반사층(21a, 22a)은 제1 반사층(21a)과 제2 반사층(22a)을 포함한다. 제1 반사층(21a)은 제1 격벽(41)을 덮고, 제2 반사층(22a)은 제2 격벽(42)을 덮을 수 있다. 반사층(21a, 22a)의 일부는 비아층(20)을 관통하는 컨택홀을 통해 회로소자층과 전기적으로 된다.
반사층(21a, 22a)은 반사율이 높은 물질을 포함하여 발광 소자(30)에서 방출되는 광을 반사시킬 수 있다. 일 예로, 반사층(21a, 22a)은 은(Ag), 구리(Cu), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 등과 같은 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전극층(21b, 22b)은 제1 전극층(21b)과 제2 전극층(22b)을 포함한다. 전극층(21b, 22b)은 실질적으로 반사층(21a, 22a)과 동일한 패턴을 가질 수 있다. 제1 반사층(21a) 및 제1 전극층(21b)은 제2 반사층(22a) 및 제2 전극층(22b)과 서로 이격되도록 배치된다.
전극층(21b, 22b)은 투명성 전도성 물질을 포함하여 발광 소자(30)에서 방출되는 광이 반사층(21a, 22a)으로 입사될 수 있다. 일 예로, 전극층(21b, 22b)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(21a, 22a)과 전극층(21b, 22b)은 ITO, IZO, ITZO 등과 같은 투명도전층과 은, 구리와 같은 금속층이 각각 한층 이상 적층된 구조를 이룰 수 있다. 일 예로, 반사층(21a, 22a)과 전극층(21b, 22b)은 ITO/은(Ag)/ITO/IZO의 적층구조를 형성할 수도 있다.
한편, 몇몇 실시예에서, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 하나의 층으로 형성될 수 있다. 즉, 반사층(21a, 22a)과 전극층(21b, 22b)이 하나의 단일층으로 형성되어 발광 소자(30)에 전기 신호를 전달함과 동시에 광을 반사할 수 있다. 일 예로, 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 반사율이 높은 전도성 물질로 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 란타늄(La) 등을 포함하는 합금일 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 부분적으로 덮도록 배치된다. 제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 상면을 대부분 덮도록 배치되되, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 일부를 노출시킬 수 있다. 제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 이격된 영역과, 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)의 상기 영역의 반대편도 부분적으로 덮도록 배치될 수 있다.
제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 비교적 평탄한 상면이 노출되도록 배치되며, 각 전극(21, 22)이 제1 격벽(41)과 제2 격벽(42)의 경사진 측면과 중첩하도록 배치된다. 제1 절연층(51)은 발광 소자(30)가 배치되도록 평탄한 상면을 형성하고, 상기 상면이 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 향해 일 방향으로 연장된다. 제1 절연층(51)의 상기 연장된 부분은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 경사진 측면에서 종지한다. 이에 따라, 접촉 전극(26)은 상기 노출된 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)과 접촉하고, 제1 절연층(51)의 평탄한 상면에서 발광 소자(30)와 원활하게 접촉할 수 있다.
제1 절연층(51)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 보호함과 동시에 이들을 상호 절연시킬 수 있다. 또한, 제1 절연층(51) 상에 배치되는 발광 소자(30)가 다른 부재들과 직접 접촉하여 손상되는 것을 방지할 수도 있다.
코팅층(80)은 제1 절연층(51) 상에 배치될 수 있다. 코팅층(80)은 단면상 실질적으로 제1 절연층(51)과 동일한 형상을 가질 수 있다. 이는 표시 장치(1)의 제조 공정에서, 전극(21, 22) 상에 제1 절연층(51)을 이루는 물질과 코팅층(80)을 이루는 물질이 순차적으로 배치되었다가, 동일한 공정에서 식각됨으로써 형성된 것일 수 있다. 제1 절연층(51)과 코팅층(80)이 식각된 영역에는 코팅층(80)의 개구부(80P)가 형성되고, 전극(21, 22)의 일부 영역을 노출시킬 수 있다. 개구부(80P)를 통해 노출된 전극(21, 22)의 일부 영역은 후술하는 접촉 전극(26)과 접촉할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 코팅층(80)은 제1 절연층(51) 상에 일부 영역에만 배치됨으로써, 서로 다른 형상을 가질 수 있다. 코팅층(80)에 대한 설명은 상술한 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 코팅층(80)에 대한 다양한 실시예는 다른 도면을 참조하여 후술된다.
발광 소자(30)는 코팅층(80) 또는 제1 절연층(51) 상에 배치될 수 있다. 도면에서는 발광 소자(30)가 제1 절연층(51) 상에 배치된 코팅층(80) 상에 배치된 것으로 도시되어 있다. 발광 소자(30)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이의 코팅층(80) 상에 적어도 하나 배치될 수 있다. 발광 소자(30)는 비아층(20)에 수평한 방향으로 복수의 층들이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치(1)의 발광 소자(30)는 상술한 도전형 반도체와 활성층을 포함하고, 이들은 비아층(20)에 수평한 방향으로 순차적으로 배치될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 발광 소자(30)는 제1 도전형 반도체(31), 활성층(33), 제2 도전형 반도체(32) 및 도전성 전극층(37)이 비아층(20)에 수평한 방향으로 순차적으로 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 발광 소자(30)의 복수의 층들이 배치된 순서는 반대방향일 수도 있으며, 경우에 따라서는 발광 소자(30)가 다른 구조를 갖는 경우, 복수의 층들은 비아층(20)에 수직한 방향으로 배치될 수도 있다.
제2 절연층(52)은 발광 소자(30) 상에 부분적으로 배치될 수 있다. 제2 절연층(52)은 발광 소자(30)를 보호함과 동시에 표시 장치(1)의 제조 공정에서 발광 소자(30)를 고정시키는 기능을 수행할 수도 있다. 제2 절연층(52)은 발광 소자(30)의 외면을 감싸도록 배치될 수 있다. 즉, 제2 절연층(52)의 재료 중 일부는 발광 소자(30)의 하면과 제1 절연층(51) 사이에 배치될 수도 있다. 제2 절연층(52)은 평면상 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에서 제2 방향(D2)으로 연장되어 섬형 또는 선형의 형상을 가질 수 있다.
접촉 전극(26)은 각 전극(21, 22) 및 제2 절연층(52) 상에 배치된다. 제1 접촉 전극(26a)과 제2 접촉 전극(26b)은 제2 절연층(52) 상에서 서로 이격되어 배치된다. 이에 따라, 제2 절연층(52)은 제1 접촉 전극(26a)과 제2 접촉 전극(26b)을 상호 절연시킬 수 있다.
제1 접촉 전극(26a)은 적어도 제1 절연층(51)과 코팅층(80)이 패터닝되어 노출된 제1 전극(21) 및 발광 소자(30)의 일 단부와 접촉할 수 있다. 제2 접촉 전극(26b)은 적어도 제1 절연층(51)과 코팅층(80)이 패터닝되어 노출된 제2 전극(22) 및 발광 소자(30)의 타 단부와 접촉할 수 있다. 제1 및 제2 접촉 전극(26a, 26b)은 발광 소자(30)의 양 단부 측면, 예컨대 제1 도전형 반도체(31), 제2 도전형 반도체(32) 또는 도전성 전극층(37)에 각각 접촉할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 절연층(51)은 평탄한 상면을 형성함으로써, 접촉 전극(26)이 발광 소자(30)의 측면에 원활하게 접촉할 수 있다.
접촉 전극(26)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, ITO, IZO, ITZO, 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
패시베이션층(55)은 제2 절연층(52) 및 접촉 전극(26)의 상부에 배치된다. 패시베이션층(55)은 비아층(20) 상에 배치되는 부재들을 외부 환경에 대하여 보호하는 기능을 할 수 있다.
상술한 제1 절연층(51), 제2 절연층(52) 및 패시베이션층(55) 각각은 무기물 절연성 물질 또는 유기물 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 절연층(51) 및 패시베이션층(55)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 산화 알루미늄(Al 2O 3), 질화 알루미늄(AlN)등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 제2 절연층(52)은 유기물 절연성 물질로 포토레지스트 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 일 실시예에 따른 표시 장치(1)의 제조 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11을 참조하면, 표시 장치(1)의 제조 방법은 대상 기판(SUB) 및 대상 기판(SUB) 상에 배치된 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 준비하는 단계(S100), 대상 기판(SUB) 상의 적어도 일부 영역에 배치되고 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)의 적어도 일부를 덮는 코팅층(80)을 형성하는 단계(S200) 및 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 덮는 코팅층(80) 상에 발광 소자(30)를 포함하는 잉크(S)를 분사하고, 발광 소자(30)를 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 랜딩하는 단계(S300)를 포함한다.
일 실시예에 따른 표시 장치(1)의 제조 방법은, 대상 기판(SUB) 상에 배치된 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 준비하고, 대상 기판(SUB) 상의 적어도 일부 영역에 배치되는 코팅층(80)을 형성한 뒤, 발광 소자(30)를 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 랜딩하는 단계를 포함할 수 있다. 코팅층(80)은 대상 기판(SUB) 상에서 전극(21, 22)과 부분적으로 중첩하도록 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 경우에 따라서는 코팅층(80)은 제1 전극(21) 및 제2 전극(22) 이외의 영역에만 배치될 수도 있다. 이하에서는 코팅층(80)이 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 포함하여 대상 기판(SUB)을 전면적으로 덮는 경우를 예시하여 설명하기로 한다.
도 12 내지 도 16은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법의 공정 단계별 단면도들이다.
먼저, 도 12에 도시된 바와 같이 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)이 형성된 대상 기판(SUB)을 준비(S100)한다. 이하의 도면에서는 설명의 편의를 위해 대상 기판(SUB) 상에 배치되는 전극(21, 22), 코팅층(80) 및 발광 소자(30)만을 도시하기로 한다. 다만, 표시 장치(1)가 이에 제한되는 것은 아니며 상술한 바와 같이 표시 장치(1)는 격벽(40), 접촉 전극(26) 등 더 많은 부재들을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 대상 기판(SUB) 및 전극(21, 22) 상에 배치되는 코팅층(80)을 형성(S200)한다. 코팅층(80)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 일 실시예에서 코팅층(80)은 자가조립단분자막(Self-assembly monolayer)을 포함하여, 전극(21, 22) 상에 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
다음으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 상에 발광 소자(30)를 포함하는 잉크(S)를 분사한다. 잉크(S)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22)을 덮도록 배치된 코팅층(80) 상에 배치될 수 있다.
잉크(S)는 잉크(I)는 용매와 용매 내에 포함된 복수의 발광 소자(30)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 잉크(S)는 용액 또는 콜로이드(colloide) 상태로 제공될 수 있다. 예컨대, 용매는 아세톤, 물, 알코올, 톨루엔, 프로필렌글리콜(Propylene glycol, PG) 또는 프로필렌글리콜메틸아세테이트(Propylene glycol methyl acetate, PGMA) 등일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 일 예로, 잉크(S)는 용매로 친수성의 프로필렌 글리콜을 포함할 수 있고, 코팅층(80)은 소수성의 불소계 고분자를 포함할 수 있다. 즉, 잉크(S)와 코팅층(80)은 서로 반대의 극성을 갖는 재료를 포함할 수 있다.
이에 따라, 코팅층(80)과 잉크(S) 사이의 계면에서 형성되는 제1 표면에너지(미도시, γSL)는 큰 값을 갖게 되고 잉크(S)가 코팅층(80)과 이루는 접촉각(Θd)은 큰 값을 가진다. 코팅층(80) 상에 분사된 잉크(S)는 일 방향으로 퍼지지 않고 최초의 분사된 위치를 유지할 수 있다. 특히, 잉크(S)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 상에 정의된 정렬 영역(AA)에 분사되어 많은 수의 발광 소자(30)들이 정렬 영역(AA) 내에 위치할 수 있다.
다음으로 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 발광 소자(30)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 랜딩(S300)한다. 발광 소자(30)를 랜딩하는 단계(S300)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 전기신호를 인가하여 잉크(S)에 전계를 형성하는 단계, 상기 전계에 의해 발광 소자(30)가 유전영동힘(Dielectrophoretic force)을 전달받아 전극(21, 22) 상에 랜딩하는 단계 및 잉크(S)의 용매를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
발광 소자(30)는 유전영동법(Dielectrophoresis, DEP)을 이용하여 전극(21, 22) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자(30)가 분산된 용액을 전극(21, 22) 상에 분사하고, 전극(21, 22)에 교류 전원을 인가한다. 제1 전극(21)과 제2 전극(22)에 교류 전원이 인가되면 그 사이에 전기장이 생성되고, 상기 전기장에 의해 유전영동힘을 받은 발광 소자(30)는 전극(21, 22) 상에 배치될 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 전극(21, 22)에 교류 전원을 인가하면, 전극(21, 22) 상에 분사된 잉크(S)에 전계(E)가 형성될 수 있다. 전계(E)는 발광 소자(30)에 유전영동힘을 인가할 수 있고, 상기 유전영동힘을 인가받은 발광 소자(30)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 상에 랜딩될 수 있다.
다음으로, 전극(21, 22) 상에 발광 소자(30)가 랜딩되면, 잉크(S)의 용매를 제거한다. 용매를 제거하는 단계를 통상적인 방법이 채용될 수 있다. 예컨대, 용매는 열처리, 적외선 조사 등의 방법을 통해 제거될 수 있다. 이상의 공정을 통해 코팅층(80)을 포함하는 표시 장치(1)를 제조할 수 있다. 다만, 표시 장치(1)의 제조 방법이 이에 제한되는 것은 아니며, 상술한 바와 같이 표시 장치(1)는 더 많은 수의 부재들을 포함하여 더 많은 공정이 수행될 수 있다. 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 다른 도면을 참조하여 표시 장치(1)의 다른 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 17 내지 도 20은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(1_1)는 코팅층(80_1)이 정렬 영역(AA)과 실질적으로 중첩되도록 배치될 수 있다. 도 17의 표시 장치(1_1)는 도 1의 표시 장치(1)에 비해 코팅층(80_1)이 비교적 좁은 영역에 형성될 수 있다. 이하에서는 중복되는 서술은 생략하고 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
표시 장치(1_1)의 코팅층(80_1)은 발광 소자(30)가 정렬되는 정렬 영역(AA)에만 중첩되도록 배치될 수 있다. 도면에서는 정렬 영역(AA)과 코팅층(80_1)을 구분하기 위해 이들의 경계가 서로 이격되도록 도시하고 있으나, 코팅층(80_1)은 정렬 영역(AA)과 중첩될 수 있다. 정렬 영역(AA)에는 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B)가 배치되고, 코팅층(80_1)은 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B)를 부분적으로 덮도록 배치될 수 있다.
표시 장치(1_1)의 제조 공정에서 발광 소자(30)를 포함하는 잉크(S)를 정렬 영역(AA)에만 분사하는 경우, 코팅층(80_1)은 정렬 영역(AA)과 중첩되는 전극(21, 22) 상에 배치되어 잉크(S)가 퍼지는 것을 방지할 수 있다. 정렬 영역(AA)에 배치된 코팅층(80_1) 상에 배치된 잉크(S)는 코팅층(80_1)과의 계면에서 큰 값을 갖는 제1 표면에너지(γSL)와 접촉각(Θd)을 형성하고, 비정렬 영역(NAA)으로 퍼지는 것이 방지될 수 있다. 이에 따라, 잉크(S) 내에서 정렬 영역(AA)에 많은 수의 발광 소자(30)가 위치하고, 발광 소자(30)는 정렬 영역(AA) 내의 전극(21, 22) 사이, 즉 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에 배치될 수 있다.
한편, 발광 소자(30)는 정렬 영역(AA) 내에서 서로 대향하는 전극(21, 22) 사이에 배치된다. 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 양 측면을 포함하고, 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 대향하는 각 측면 사이에 발광 소자(30)가 배치된다. 즉, 발광 소자(30)를 포함하는 잉크(S)는 상기 전극(21, 22)의 대향하는 각 측면 사이에 분사될 수 있다. 일 실시예에 따른 코팅층(80)은 전극(21, 22)과 중첩하도록 배치되되, 적어도 각 전극(21, 22)이 대향하는 일 측면과 중첩하되 타 측면은 중첩하지 않도록 배치될 수 있다.
도 18을 참조하면, 표시 장치(1_2)의 코팅층(80_2)은 정렬 영역(AA) 내에 배치되고, 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B)와 부분적으로 중첩하도록 배치된다. 제2 전극 가지부(22B)는 양 측면이 각각 서로 다른 제1 전극 가지부(21B)와 대향하여 코팅층(80_2)은 제2 전극 가지부(22B)의 양 측면과 중첩한다. 반면에, 제1 전극 가지부(21B)는 일 측면, 도면상 서브 화소(PXn)의 중심을 기준으로 외측에 위치하는 일 측면은 제2 전극 가지부(22B)와 대향하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 전극(21, 22)는 일 측면 및 타 측면을 포함하고, 코팅층(80_2)은 전극(21, 22)의 상기 일 측면과 중첩하되 상기 타 측면은 중첩하지 않도록 배치될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 코팅층(80_2)은 제1 전극 가지부(21B)의 제2 전극 가지부(22B)와 대향하는 일 측면은 중첩하되, 타 측면은 중첩하지 않도록 배치된다. 잉크(S)는 서로 대향하는 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에서 코팅층(80_2) 상에 분사될 수 있고, 코팅층(80_2)은 잉크(S)가 제1 전극 가지부(21B)의 타 측면으로 퍼지는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 잉크(S) 내의 대부분의 발광 소자(30)는 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에 위치할 수 있다.
한편, 코팅층(80)은 발광 소자(30)가 배치되는 영역인 전극(21, 22)의 각 측면이 대향하는 영역에 배치될 수 있으며, 코팅층(80)은 복수의 코팅패턴(80a)을 형성하여 상기 전극(21, 22)의 대향 영역에 각각 배치될 수 있다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(1_3, 1_4)의 코팅층(80_3, 80_4)은 적어도 하나의 코팅패턴(80a_3, 80a_4)을 포함하고, 코팅패턴(80a_3, 80a_4)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 배치될 수 있다. 도 19의 표시 장치(1_3)는 코팅층(80_3)이 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에 하나의 코팅패턴(80a_3)이 배치되고, 도 20의 표시 장치(1_4)는 코팅층(80_4)이 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에 두개의 코팅패턴(80a_4)이 이격되어 배치될 수 있다.
코팅패턴(80a_3, 80a_4)은 각각 제2 방향(D2)으로 연장되고, 제1 방향(D1)으로 이격되어 배치될 수 있다. 코팅패턴(80a_3, 80a_4)은 제1 전극 가지부(21B) 및 제2 전극 가지부(22B)의 서로 대향하는 각 측면과 부분적으로 중첩하고, 이들이 이격된 사이 영역에도 부분적으로 중첩할 수 있다. 발광 소자(30)를 포함하는 잉크(S)는 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에서 도 19의 코팅패턴(80a_3) 상에 분사되거나, 도 20의 코팅패턴(80a_4) 사이에 분사될 수 있다. 코팅패턴(80a_3, 80a_4)은 잉크(S)가 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B)가 이격된 영역에서 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
도 21은 도 20의 표시 장치 상에 잉크가 분사된 것을 나타내는 개략적인 단면도이다.
구체적으로 도 21을 참조하여 설명하면, 코팅패턴(80a_4)은 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 대향하는 각 측면과, 이들 사이의 영역을 덮도록 배치된다. 잉크(S)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에서 도 20의 코팅패턴(80a_4) 사이에 분사된다. 코팅패턴(80a_4) 사이에 분사된 잉크(S)의 표면은 코팅패턴(80a_4)과의 계면에서 큰 값의 접촉각(Θd)을 형성하고, 코팅패턴(80a_4)의 외부로 퍼지는 것이 방지될 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(30)들은 대부분이 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 위치할 수 있다.
한편, 잉크(S)가 정렬 영역(AA)에 분사되는 경우, 코팅층(80)은 반드시 정렬 영역(AA)에 배치되지 않고 비정렬 영역(NAA)에만 배치될 수도 있다. 비정렬 영역(NAA)에 배치된 코팅층(80)은 정렬 영역(AA)에 분사된 잉크(S)가 비정렬 영역(NAA)으로 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
도 22는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다. 도 23은 도 22의 표시 장치 상에 잉크가 분사된 것을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(1_5)의 코팅층(80_5)은 정렬 영역(AA)과 중첩하지 않고 비중첩 영역(NAA)에만 중첩하도록 배치될 수 있다. 잉크(S)가 정렬 영역(AA)에 중첩되는 경우, 잉크(S)는 코팅층(80_5)이 배치되지 않은 전극(21, 22) 상에 분사되고, 코팅층(80_5)이 배치된 영역의 경계까지 퍼질 수 있다. 다만, 코팅층(80_5)은 잉크(S)가 상기 경계, 즉 정렬 영역(AA)과 비정렬 영역(NAA)의 경계에서 코팅층(80_5) 상으로 퍼지는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 도 23에 도시된 바와 같이, 코팅층(80_5)은 비정렬 영역(NAA)에만 배치되고, 잉크(S)는 정렬 영역(AA) 내에서 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 상에 배치된다. 정렬 영역(AA) 내에 배치된 잉크(S)는 코팅층(80_5)과 계면을 형성하지 않고 적어도 일 방향으로 퍼질 수 있다.
잉크(S)가 정렬 영역(AA)과 비정렬 영역(NAA)의 경계까지 퍼지게 되면 코팅층(80_5)과 부분적으로 접촉하게 된다. 여기서 잉크(S)가 제1 극성의 용매를 포함하고, 코팅층(80_5)이 제1 극성에 반대인 제2 극성의 재료를 포함하는 경우, 잉크(S)와 코팅층(80_5)이 접촉한 계면에서는 표면에너지가 큰 값을 가질 수 있다. 잉크(S)는 표면의 표면에너지를 최소화하기 위해, 표면에너지가 큰 값을 형성하는 코팅층(80_5)과 접촉하는 면적이 작아지도록 이동할 수 있다. 즉, 잉크(S)가 코팅층(80_5)과 접촉하면 잉크(S)가 정렬 영역(AA) 내에서 퍼지는 상기 일 방향에 반대 방향으로 힘이 가해진다. 즉, 잉크(S)는 코팅층(80_5) 상으로 이동하지 않고 코팅층(80_5)과의 경계인 정렬 영역(AA)과 비정렬 영역(NAA)의 경계에서 퍼지는 것이 방지된다. 이에 따라, 코팅층(80_5)은 발광 소자(30)가 비정렬 영역(NAA)으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 코팅층(80)은 잉크(S)와 반대의 극성을 갖는 재료를 포함하여 잉크(S)가 비정렬 영역(NAA)으로 퍼지는 것을 방지한다. 이는 정렬 영역(AA)에 분사된 잉크(S)는 정렬 영역(AA) 내에서는 퍼질 수 있는 것임을 의미한다. 일 실시예에 따른 코팅층(80)은 서로 다른 극성을 갖는 제1 코팅층(81) 및 제2 코팅층(82)을 포함할 수 있다. 제1 코팅층(81)과 제2 코팅층(82) 중 어느 하나는 잉크(S)와 같은 극성을 갖고, 다른 하나는 반대의 극성을 가질 수 있다.
도 24는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 24를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(1_6)의 코팅층(80_6)은 제1 코팅층(81_6) 및 제2 코팅층(82_6)을 포함할 수 있다. 제1 코팅층(81_6)은 제1 극성을 갖는 재료를 포함하고, 제2 코팅층(82_6)은 상기 제1 극성과 다른 제2 극성을 포함하는 재료를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 코팅층(81_6)은 소수성 재료를 포함하고 제2 코팅층(82_6)은 친수성 재료를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 상기 제1 극성과 상기 제2 극성은 서로 반대의 경우일 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 표시 장치(1_6)의 제조 공정에서 발광 소자(30)를 포함하는 잉크(S)는 제2 극성, 예컨대 친수성 용매를 포함하고, 표시 장치(1_6)는 정렬 영역(AA)과 중첩하는 제2 코팅층(82_6) 및 비정렬 영역(NAA)과 중첩하는 제1 코팅층(81_6)을 포함할 수 있다. 제1 코팅층(81_6)은 실질적으로 제2 코팅층(82_6)을 둘러싸도록 배치되며, 제2 코팅층(82_6)은 정렬 영역(AA)에서 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)과 부분적으로 중첩하도록 배치된다. 도면으로 도시하지 않았으나, 제2 코팅층(82_6)은 전극(21, 22)의 적어도 일부를 노출시키는 개구부(80P)를 포함하고, 개구부(80P)를 통해 접촉 전극(26)이 전극(21, 22)과 접촉할 수 있다. 이에 대한 설명은 상술한 바와 동일하다.
발광 소자(30)를 포함하는 잉크(S)는 정렬 영역(AA)에서 제2 코팅층(82_6) 상에 분사된다. 제2 코팅층(82_6)과 잉크(S)는 동일한 제2 극성을 갖는 재료, 또는 용매를 포함할 수 있다. 잉크(S)는 제2 코팅층(82_6)과의 계면에서 낮은 값의 표면에너지를 형성하여 정렬 영역(AA) 상에서 적어도 일 방향으로 퍼질 수 있다.
정렬 영역(AA)과 비정렬 영역(NAA)의 경계에는 제1 코팅층(81_6)과 제2 코팅층(82_6)의 경계가 형성된다. 잉크(S)는 정렬 영역(AA)에서 일 방향으로 퍼지게 되고, 제1 코팅층(81_6)과 제2 코팅층(82_6)의 경계에서 제1 코팅층(81_6)과 부분적으로 접촉할 수 있다.
도 25는 도 24의 표시 장치 상에 잉크가 분사된 것을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 25를 참조하면, 잉크(S)는 제2 코팅층(82_6) 상에서 이동하여 제1 코팅층(81_6)과의 경계에서 제1 코팅층(81_6)과 접촉할 수 있다. 잉크(S)는 제1 코팅층(81_6)과 반대의 극성을 갖는 용매를 포함하므로, 제1 코팅층(81_6)과 접촉한 면에서는 큰 값을 갖는 표면에너지가 형성된다. 잉크(S)의 표면은 표면에너지를 최소화하기 위해, 큰 값의 표면에너지가 형성된 제1 코팅층(81_6)과 접촉한 면의 면적을 최소화하는 방향으로 힘이 전달된다. 즉, 잉크(S)의 표면은 제1 코팅층(81_6)과 제2 코팅층(82_6)의 경계에서 서로 반대방향을 향하는 힘에 의해 평형을 이루게 되고, 잉크(S)가 제1 코팅층(81_6) 상으로 퍼지는 것이 방지된다. 이에 따라, 발광 소자(30)는 제2 코팅층(82_6) 상에서 정렬 영역(AA)에 위치하게 된다.
도 26 및 도 27은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
제2 코팅층(82)은 잉크(S)의 용매와 동일한 극성을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 이 경우, 잉크(S)가 코팅층(80)이 형성되지 않은 대상 기판(SUB) 또는 전극(21, 22)과 형성하는 계면보다 제2 코팅층(82)과 형성하는 계면에서 표면에너지가 더 작을 수 있다. 잉크(S)는 더 낮은 표면에너지 값을 갖기 위해 제2 코팅층(82)과 접촉하는 면이 증가하는 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 잉크(S)는 제2 코팅층(82)에 의해 인력이 전달될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 코팅층(82)은 정렬 영역(AA)내에 배치되되, 적어도 하나의 코팅패턴(82a)을 포함하고, 코팅패턴(82a)은 적어도 각 전극(21, 22)이 대향하는 영역 사이에 배치될 수 있다.
먼저, 도 26을 참조하면, 표시 장치(1_7)의 코팅층(80_7)은 비정렬 영역(NAA)에 배치된 제1 코팅층(81_7) 및 정렬 영역(AA)에 배치된 제2 코팅층(82_7)을 포함하고, 제2 코팅층(82_7)은 적어도 하나의 코팅패턴(82a_7)을 포함하여 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 대향하는 영역 사이에 배치될 수 있다.
도 26에서는 제2 코팅층(82_7)이 두개의 코팅패턴(82a_7)을 포함하고, 각 코팅패턴(82a_7)은 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에 배치될 수 있다. 코팅패턴(82a_7)은 제2 방향(D2)으로 연장된 형상을 갖고 제1 방향(D1)으로 이격되어 배치된다. 제2 코팅층(82_7)의 코팅패턴(82a_7)은 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에 배치되어 잉크(S)가 낮은 표면에너지를 갖도록 인력을 인가할 수 있다. 즉, 잉크(S)는 대상 기판(SUB) 상에서 제2 코팅층(82_7)과 형성하는 계면의 면적이 커지도록 퍼질 수 있고, 잉크(S)에 포함된 발광 소자(30)는 제2 코팅층(82_7) 상에 위치할 수 있다. 잉크(S) 내에서 대부분의 발광 소자(30)는 제1 전극 가지부(21B)와 제2 전극 가지부(22B) 사이에 위치하여 각 전극(21, 22) 사이에 배치될 수 있다.
도 27을 참조하면, 제2 코팅층(82_8)의 코팅패턴(82a_7)은 도 26에 비해 비교적 넓은 폭을 갖고, 제1 전극 가지부(21B) 및 제2 전극 가지부(22B)의 서로 대향하는 일 측면과 부분적으로 중첩할 수 있다. 코팅패턴(82a_8)에 대한 자세한 설명은 상술한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.
한편, 표시 장치(1)는 도 2의 발광 소자(30)와 다른 구조를 갖는 발광 소자(30)를 더 포함할 수 도 있다.
도 28은 다른 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 28을 참조하면, 발광 소자(30')는 복수의 층들이 일 방향으로 적층되지 않고, 각 층들이 어느 다른 층의 외면을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 도 28의 발광 소자(30')는 각 층들의 형상이 일부 상이한 것을 제외하고는 도 2의 발광 소자(30)와 동일하다. 이하에서는 동일한 내용은 생략하고 차이점에 대하여 서술한다.
일 실시예에 따르면, 제1 도전형 반도체(31')는 일 방향으로 연장되고 양 단부가 중심부를 향해 경사지게 형성될 수 있다. 도 28의 제1 도전형 반도체(31')는 로드형 또는 원통형의 본체부와, 상기 본체부의 상부 및 하부에 각각 원뿔형의 단부가 형성된 형상일 수 있다. 상기 본체부의 상단부는 하단부에 비해 더 가파른 경사를 가질 수 있다.
활성층(33')은 제1 도전형 반도체(31')의 상기 본체부의 외면을 둘러싸도록 배치된다. 활성층(33')은 일 방향으로 연장된 고리형의 형상을 가질 수 있다. 활성층(33')은 제1 도전형 반도체(31')의 상단부 및 하단부 상에는 형성되지 않는다. 즉, 활성층(33')은 제1 도전형 반도체(31')의 평행한 측면에만 접촉할 수 있다.
제2 도전형 반도체(32')는 활성층(33')의 외면과 제1 도전형 반도체(31')의 상단부를 둘러싸도록 배치된다. 제2 도전형 반도체(32')는 일 방향으로 연장된 고리형의 본체부와 측면이 경사지도록 형성된 상단부를 포함할 수 있다. 즉, 제2 도전형 반도체(32')는 활성층(33')의 평행한 측면과 제1 도전형 반도체(31')의 경사진 상단부에 직접 접촉할 수 있다. 다만, 제2 도전형 반도체(32')는 제1 도전형 반도체(31')의 하단부에는 형성되지 않는다.
전극 물질층(37')은 제2 도전형 반도체(32')의 외면을 둘러싸도록 배치된다. 즉, 전극 물질층(37')의 형상은 실질적으로 제2 도전형 반도체(32')와 동일할 수 있다. 즉, 전극 물질층(37')은 제2 도전형 반도체(32')의 외면에 전면적으로 접촉할 수 있다.
절연막(38')은 전극 물질층(37') 및 제1 도전형 반도체(31')의 외면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 절연막(38')은 전극 물질층(37')을 포함하여, 제1 도전형 반도체(31')의 하단부 및 활성층(33')과 제2 도전형 반도체(32')의 노출된 하단부와 직접 접촉할 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. 제1 영역 및 상기 제1 영역 이외의 영역인 제2 영역이 정의된 기판;
    상기 기판 상에서 적어도 일부가 상기 제1 영역에서 서로 이격되어 배치된 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 기판 상에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 덮도록 배치된 코팅층; 및
    상기 제1 영역에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 적어도 하나의 발광 소자를 포함하고,
    상기 코팅층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 적어도 일부를 노출하는 개구부; 및
    상기 개구부 이외의 영역에 배치되고 제1 극성을 갖는 물질을 포함하는 제1 코팅층을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은 적어도 상기 제1 영역과 중첩하도록 배치되고,
    상기 발광 소자는 상기 제1 코팅층 상에서 상기 개구부가 배치되지 않은 영역에 배치된 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은 상기 제1 영역에 배치된 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 덮도록 배치되고,
    상기 개구부는 상기 제1 코팅층에 배치되고 상기 제1 영역의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 노출하는 제1 개구부를 포함하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 개구부를 통해 노출된 상기 제1 전극과 접촉하는 제1 접촉 전극; 및
    상기 제1 개구부를 통해 노출된 상기 제2 전극과 접촉하는 제2 접촉 전극을 더 포함하고,
    상기 제1 접촉 전극은 상기 발광 소자의 일 단부와 접촉하고 상기 제2 접촉 전극은 상기 발광 소자의 타 단부와 접촉하는 표시 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 이격된 사이 영역에 배치되되, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 대향하는 각 측면과 부분적으로 중첩하는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은 적어도 하나의 코팅패턴을 포함하고,
    상기 코팅패턴은 상기 제1 전극이 상기 제2 전극과 대향하는 제1 측면 및 상기 제2 전극이 상기 제1 전극과 대향하는 제2 측면 상에 배치된 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 적어도 일부가 상기 제2 영역에 배치되고,
    상기 제1 코팅층은 상기 제2 영역에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 덮도록 배치된 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 코팅층은 상기 제1 극성과 반대의 극성인 제2 극성을 갖는 물질을 포함하며 상기 제1 영역에 배치된 제2 코팅층을 더 포함하고,
    상기 발광 소자는 상기 제2 코팅층 상에 배치된 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 극성은 소수성이고, 상기 제2 극성은 친수성인 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 코팅층은 불소를 함유하는 고분자를 포함하는 표시 장치.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층은 상기 제1 영역에 배치된 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 덮도록 배치되고,
    상기 개구부는 상기 제2 코팅층에 배치되고 상기 제1 영역의 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 노출시키는 제2 개구부를 더 포함하는 표시 장치.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층은 상기 제1 영역에 배치된 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 이격된 사이 영역에 배치된 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 코팅층은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 서로 대향하는 각 측면과 부분적으로 중첩하도록 배치된 표시 장치.
  14. 대상 기판 및 상기 대상 기판 상에 서로 이격되어 배치된 제1 전극 및 제2 전극을 준비하는 단계;
    상기 대상 기판 상의 적어도 일부 영역에 배치되고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 덮는 코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 덮는 상기 코팅층 상에 발광 소자를 포함하는 잉크를 분사하고 상기 발광 소자를 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 랜딩하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 코팅층은 제1 극성을 갖는 물질을 포함하고,
    상기 잉크는 상기 제1 극성과 반대의 극성인 제2 극성을 갖는 용매를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 극성은 소수성이고 상기 제2 극성은 친수성이며, 상기 코팅층은 불소계 고분자를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 잉크는 상기 코팅층 상에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 상에 분사되고,
    상기 코팅층 상에 분사된 잉크는 상기 코팅층과 이루는 접촉각이 30 이상인 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 발광 소자를 랜딩하는 단계는,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 교류 전원을 인가하여 상기 잉크에 전계를 형성하는 단계; 및
    상기 발광 소자가 상기 전계에 의해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 정렬 영역 및 비정렬 영역이 정의된 베이스층;
    상기 베이스층 상에서 적어도 일부가 상기 정렬 영역에 배치되고, 제1 방향으로 연장되되 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이격된 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 덮도록 배치되고, 소수성 물질을 포함하는 코팅층;
    상기 코팅층 상에 배치되고 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 각각 부분적으로 노출하는 적어도 하나의 개구부; 및
    상기 정렬 영역에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되되, 상기 코팅층의 상기 개구부가 배치되지 않은 영역에 배치된 적어도 하나의 발광 소자를 포함하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 개구부를 통해 노출된 상기 제1 전극과 접촉하는 제1 접촉 전극; 및
    상기 개구부를 통해 노출된 상기 제2 전극과 접촉하는 제2 접촉 전극을 더 포함하고,
    상기 제1 접촉 전극은 상기 발광 소자의 일 단부와 접촉하고 상기 제2 접촉 전극은 상기 발광 소자의 타 단부와 접촉하는 표시 장치.
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