喷墨头与利用此的喷墨方法与流程

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1.本发明涉及喷墨头与利用此的喷墨方法，更详细地说，涉及使用于显示装置的制造工艺的喷墨头与利用此的喷墨方法。

背景技术：

2.显示装置根据发光方式有液晶显示装置(lcd，liquid crystal display)、有机发光显示装置(oled，organic light emitting display)、等离子显示装置(pdp，plasma display panel)、微发光显示装置(micro-led)、量子点纳米发光显示装置(qned，quantumdot nano light emitting diode display)等。
3.其中，量子点纳米发光显示装置(qned)是利用基于纳米尺寸的超小型半导体粒子的量子点和氮化镓(gan)的发光元件的显示装置。
4.发光元件是具有长条状的超细纳米尺寸纳米棒(nanorods)的形状。量子点纳米发光显示装置通过喷墨印刷工艺将发光元件喷射并排列于各个像素上，进而构成显示装置。
5.韩国专利公报(公开专利号：10-2019-0137742，“led电极组件及其制造方法”)公开了可防止在排列led元件时可发生的电极受损及短路的led电极组件的制造方法，然而存在在喷射led元件之后在排列步骤中因为具有预定长度的发光元件的形态特性出现在喷射及排列的步骤无法正确排列的问题。
6.(现有技术文献)
7.(专利文献)
8.(专利文献0001)韩国专利公报第10-2019-0137742号(公开日期：2019.12.11.)

技术实现要素：

9.(要解决的问题)
10.本发明要解决的一技术问题是涉及在显示装置的制造工艺中可提高发光元件的排列准确度的喷墨头与利用此的喷墨方法。
11.(解决问题的手段)
12.为了解决上述技术问题，本发明提供一种喷墨头。
13.本发明的一实施例的喷墨头可包括：喷嘴，具有可喷射包含发光元件的溶液的喷射口；及一对电极，彼此相对地配置在所述喷射口上，对所述发光元件可施加电极电压。
14.根据一实施例，所述喷墨头还可包括绝缘层，所述绝缘层介入于所述喷嘴端部和所述电极之间。
15.根据一实施例，所述喷嘴配置成排成一列以上。所述电极可包括：第一电极，沿着彼此相邻的多个所述喷嘴的一端部配置成一列；及第二电极，与所述第一电极彼此相向，以在所述喷嘴的另一端部配置成一列。
16.根据一实施例，所述第一电极沿着一个方向可与所述第二电极间隔预定间距配置。
17.根据一实施例，所述喷墨头还包括：第一压电元件，改变填充所述溶液的储液器的内部压力；执行器，改变施加于所述第一压电元件的压电元件电压，以通过所述喷射口喷射所述溶液；及控制器，可调节施加于所述电极的电极电压的强度；其中，所述控制器基于所述压电元件电压，而且可与所述压电元件电压独立调节所述电极电压的大小。
18.根据一实施例，所述喷墨头还可包括第二压电元件，所述第二压电元件介入于所述喷嘴端部和所述电极之间。
19.为了解决所述技术课题，本发明提供一种喷墨方法。
20.本发明的一实施例的喷墨方法可包括：第一排列步骤，对于供应包含发光元件的溶液的喷嘴的喷射口施加电极电压以排列所述发光元件，使得所述发光元件的一端部和另一端部朝向任意的方向；喷射步骤，将所述溶液喷射于相互间隔配置基板第一电极和基板第二电极的基板上；及第二排列步骤，对所述基板施加电源，排列所述发光元件，以使所述发光元件的一端部配置在所述基板第一电极上，以及使所述另一端部配置在所述基板第二电极上。
21.根据一实施例，所述第一排列步骤可在所述喷射步骤的喷射工艺之前执行以及可与所述喷射工艺同时执行。
22.根据一实施例，在所述第一排列步骤中，可施加大小与用于通过所述喷射口喷射所述溶液的压电元件电压相互不同的电极电压。
23.(发明的效果)
24.根据本发明的实施例，在喷射工艺之前从电极施加电极电压来旋转运动发光元件，进而可具有提高基板中的排列收益率的优点。
25.根据本发明的一实施例，在喷射口具备电极，进而在喷射之前、喷射时施加电极电压来第一次排列发光元件，进而具有提高发光元件的排列特性，并且通过精确排列可提高显示装置的收益率的优点。
26.根据本发明的另一实施例，控制器可与压电元件电压独立控制电极电压的大小，并且将电极电压与压电元件电压形成为同相来控制在相同的大小，进而具有在喷射时可提高发光元件的垂直降落性能的优点。
附图说明
27.图1是示出本发明的一实施例的喷墨头和基板的主视图。
28.图2是图1中的a部分的扩大图。
29.图3a是将从现有的喷墨头喷射的溶液的活动状态模式示出的图；图3b是将从本发明的一实施例的喷墨头喷射的溶液的活动状态模式示出的图。
30.图4是本发明的一实施例的喷墨头的仰视图。
31.图5的(a)是将本发明的一实施例的贴装第一电极和第二电极的基板模式示出的立体图；图5的(b)是示出本发明的一实施例的以排列状态配置发光元件的基板的平面图。
32.图6的(a)和图6的(b)是示出本发明的一实施例的发光元件的图。
33.图7是本发明的一实施例的喷墨方法的动作流程图。
34.(附图标记说明)
35.10：喷墨头
36.100：喷嘴
37.110：喷射口
38.120：储液器
39.200：电极
40.210：第一电极
41.220：第二电极
42.300：绝缘层
43.400：第一压电元件
44.500：执行器
45.600：控制器
46.700：第二压电元件
47.21：分散溶剂
48.22：发光元件
49.30：基板
50.31：基板第一电极
51.32：基板第二电极
具体实施方式
52.以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。然而，本发明的技术思想不限于在此说明的实施例，而是可具体化成其他形态。反之，在此说明的实施例是为了使公开的内容能够彻底且完整以及可将本发明的思想充分传达给通常的技术人员而提供的。
53.在本说明书中，在谈及某一构件位于另一构件上时，这意味着可直接形成在另一构件上或者在两者之间也介入第三构件。另外，在附图中，夸张示出了形状及尺寸，以有效说明技术内容。
54.另外，在本说明书的各种实施例中，第一、第二、第三等的用语是为了说明各种构件而使用的，不得用如此的用语限定这些构件。这些用语只是为了将一构件与另一构件区分而使用的。据此，在某一实施例称为第一构件的在另一实施例也可称为第二构件。在此，说明并示例的各个实施例也包括互补的实施例。另外，在本说明书中，“和/或者”以包括在前后排列的构件中的至少一个的含义使用。
55.在说明书中，对于单数的表述，除非在文章中有不同的意思，否则包括复数的表述。另外，“包括”或者“具有”等的用语是要指定在说明书中记载的特征、数字、步骤、构件或者这些组合的存在，不得理解为排除一个或者一个以上的其他特征、数字、步骤、构件或者这些组合的存在或者附加的可能性。另外，在本说明书中，“连接”以将间接连接以及直接连接多个构件情况全部包括的含义来使用。
56.另外，以下在对本发明的说明中，若判断相关的已知功能或者结构的具体说明可使本发明的要点不清楚，则省略其详细说明。
57.图1是示出本发明的一实施例的喷墨头10和基板30的主视图；图2是图1中的a部分的扩大图；图3a是将从现有的喷墨头10’喷射的溶液21、22的活动状态模式示出的图；图3b是将从本发明的一实施例的喷墨头10喷射的溶液21、22的活动状态模式示出的图；图4是本
发明的一实施例的喷墨头10的仰视图；图5的(a)是将本发明的一实施例的贴装第一电极210和第二电极220的基板30模式示出的立体图；图5的(b)是示出本发明的一实施例的以排列状态配置发光元件22的基板30的平面图；图6的(a)和图6的(b)是示出本发明的一实施例的发光元件22的图。
58.以下，详细说明本发明的一实施例的喷墨头10的各个构件。
59.参照图1至图6的(b)，本发明的一实施例的喷墨头10可以是通过喷墨方式将包含发光元件22的溶液21、22供应于基板30上的装置。喷墨头10包括喷嘴100和电极200，进一步地还可包括绝缘层300、第一压电元件400、执行器500、控制器600及第二压电元件700。
60.重新参照图1至图4，喷嘴100可具有喷射口110。喷射口110可喷射包含发光元件22的溶液21、22。
61.喷嘴100可排成一列以上。
62.储液器120可储存溶液21、22。储液器120的一端部可与喷射口110连通。
63.重新参照图1至图3b，溶液21、22可包含除了发光元件以外的分散溶剂22。优选为，分散溶剂22可以是由丙酮、水、酒精或者甲苯组成的组中选择的至少一种，但是不限于此，在挥发性能优秀且对发光元件未造成物理性、化学性影响的情况下可无限制使用。
64.重新参照图1至图6的(b)，发光元件22通过第一电极210和第二电极220的静电引力可在分散溶剂21内部能够以任意一个方向进行旋转运动。对于发光元件22在喷墨之前进行第一排列以与基板第一电极210和基板第二电极220彼此相向之后进行喷墨。
65.发光元件22可构成为使第一导电性半导体层22a和第二导电性半导体层22c沿着长度方向分别位于活性层22b的两端部。参照图6的(a)，发光元件22可包括：第一导电性半导体层22a、形成在第一导电性半导体层22c上的活性层22b、形成在活性层22b上的第二导电性半导体层22c。参照图6的(b)，发光元件22可在外周形成绝缘膜22d，以包围第一导电性半导体层22a、活性层22b及第二导电性半导体层22c。
66.第一导电性半导体层22a及第二导电性半导体层22c中的任意一个可以是n型半导体层，而另一个可以是p型半导体层。
67.根据一实施例，在第一导电性半导体层22a为n型半导体层的情况下，可使用具有in
x
alyga
1-x-y
n(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料，例如可在inalgan、gan、algan、ingan、aln或者inn中选择至少一种，并且可掺杂第一导电型掺杂剂。第一导电型掺杂剂可以是si、ge或者sn，但是不限于此。在第二导电性半导体层为p型半导体层的情况下，可使用具有in
x
alyga
1-x-y
n(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤x+y≤1)的组成式的半导体材料，例如在inalgan、gan、algan、ingan、aln或者inn中可选择至少一种，并且可掺杂第二导电型掺杂剂。第二导电型掺杂剂可以是mg，但是不限于此。
68.活性层22b介入于第一导电性半导体层22a和第二导电性半导体层22c之间，并且可构成为单一或者多个量子阱结构。活性层22b可使用包含于使用于照明、显示屏等的通常的发光元件的活性层22b。在对发光元件22两端施加预定电压以上的电场时，在活性层22b中结合电子空穴对，进而发光元件22可发光。
69.绝缘膜22d可提供成包围第一导电性半导体层22a、活性层22b及第二导电性半导体层22c的全部或者一部分。绝缘膜22d可以是透明的材料。绝缘膜22d可以是sio2、si3n4、al2o3及tio2中的至少一种，但是不限于此。
70.绝缘膜22d可防止不规则地分布在分散溶剂21内的发光元件22之间发生短路。
71.发光元件22可具有棒(rod)形状。发光元件22的纵横比为1.2至100，优选为是1.2至50，更加优选为是1.5至20，更进一步地优选为是1.5至10。
72.发光元件22可具有纳米级的直径和/或者长度。
73.重新参照图1至图4，电极200在喷射口110上配置成彼此相向地一对。一实施例的电极200可配置在喷射口110的尖端。电极200可将电极电压施加于发光元件22。电极200可包括第一电极210和第二电极220。电极200能够以交流电压的形式施加电压。
74.第一电极210可与第二电极220形成任意的电位差。一实施例的第一电极可沿着彼此相邻的多个喷嘴一端部排成一列。
75.第一电极210可沿着一个方向与第二电极220间隔预定间距配置。第一电极210可配置成与基板第一电极31并列以及基板第二电极32与第二电极220并列。第一电极210和第二电极220可配置成与基板第一电极31及基板第二电极32彼此相向。
76.第一电极210可配置成与第二电极220一同包围喷射口110的尖端的形态。
77.第一电极210可以是铝、钛、铟、金和银中的至少任意一种金属或者ito(indium tin oxide，氧化铟锡)、zno:al及cnt导电性高分子复合物中的至少任意一种的透明材料。对于第一电极210，在用两种以上的材料构成的情况下可分别层叠形成所述第一电极210。
78.第二电极220与第一电极210彼此相向地间隔预定间距配置。一实施例的第二电极220可在喷嘴100的另一端部排成一列。
79.第二电极220可以是铝、钛、铟、金和银中的至少任意一种金属或者ito(indium tin oxide，氧化铟锡)、zno:al及cnt导电性高分子复合物中的至少任意一种的透明材料。第二电极220可用与第一电极210相同或者不同的材料构成。
80.一实施例的第一电极210和第二电极220在基板30上根据基板第一电极31的基板第二电极32的排列位置可在任意一个方向彼此交叉排列。根据一实施例，第一电极210可配置成与第二电极220以y轴方向相互面对。第一电极210可与电压源、电阻及第二电极220串联连接。
81.重新参照图1，在第一个喷嘴100中可施加电极电压，以使第一电极210与基板第一电极310、第二电极220分别沿着x轴并列排列；在第二个喷嘴100中可施加电极电压，以使第一电极210与基板第二电极320、第二电极220与基板第一电极310并列排列。
82.重新参照图1至图4，绝缘层300可防止喷嘴100与电极200发生短路。绝缘层300可介入于喷嘴100端部和电极200之间。绝缘层300可将电极200与喷嘴100端部绝缘。绝缘层300可将因为在包含发光元件22的溶液21、22的喷射工艺上供应的溶剂或者导电性杂质导致喷嘴端部和第一电极或者第二电极发生电短路及损坏防止于未然。绝缘层300可用sio2、si3n4、sin
x
、al2o3、hfo2、y2o3及tio2中的至少一种构成，但是不限于此。根据一实施例，绝缘层300可以是氮化硅(sin
x
)。
83.重新参照图1至图2，第一压电元件400通过待后述的执行器500的驱动可在溶液21、22产生压力。第一压电元件400可改变储液器120的内部压力。在储液器120可填充溶液21、22。
84.重新参照图1，执行器500可对第一压电元件400施加任意值的压电元件电压。执行器500任意改变压电元件电压，可驱动控制第一压电元件400以通过喷射口110喷射溶液21、
22。
85.若执行器500驱动第一压电元件400，则缩小储液器120的内部体积，据此通过储液器120的压力变化可通过喷射口110喷射溶液21、22。
86.重新参照图1，控制器600可调节施加于电极的电极电压的强度。控制器600可调用执行器500的信息。控制器600可从执行器500接收压电元件电压值。控制器600可与压电元件电压值任意独立调节施加于电极200的电极电压的大小。
87.重新参照图1至图3b，第二压电元件700可介入喷嘴100端部和电极200之间。第二压电元件700可提供与第一压电元件400同相的喷射压力。
88.第二压电元件700可与第一压电元件400同步化以形成恒定的声振动。第二压电元件700在第一压电元件400施加于喷射口110上的波浪能的基础上追加施加波浪能，进而可提高从喷射口110喷射溶液21、22的喷射力。
89.根据一实施例的第二压电元件700可与绝缘层300选择性设置。根据另一实施例的第二压电元件700可配置成介入于绝缘层300和电极200之间。
90.重新参照图1、图2及图5，基板30可包括基板第一电极31和基板第二电极32。基板第一电极31可在基板上沿着一个方向与基板第二电极32间隔预定间距地配置。根据一实施例的基板第一电极31可配置成与基板第二电极32以y轴方向相互面对。
91.基板30可用硬性或者软性材料构成。基板30为柔性基板中的至少任意一种，诸如玻璃基板、水晶基板、蓝宝石基板、塑料基板或者高分子薄膜，可以是可形成电极的基板。根据一实施例，基板30可用透明材料构成，但是不限于此。另外，基板30也可用半透明、不透明或者反射性材料构成。
92.以下，将按照时间序说明利用本发明的一实施例的喷墨头10的喷墨方法的各个步骤。
93.图7是本发明的一实施例的喷墨方法的动作流程图。
94.参照图7，本发明的一实施例的喷墨方法以在喷射包含发光元件的溶液之前进行第一排列、涂布包含发光元件的溶液、对发光元件进行第二排列、清除溶剂的顺序可在基板上贴装发光元件。
95.本发明的一实施例的喷墨方法可包括第一排列步骤s10、喷射步骤s20及第二排列步骤s30。
96.在第一排列步骤s10中，对于供应包含发光元件的溶液的喷嘴的喷射口施加电极电压，以排列所述发光元件，使得所述发光元件的一端部和另一端部朝向任意方向。
97.第一排列步骤s10可在喷射步骤的喷射工艺之前执行以及与喷射工艺同时执行。
98.在第一排列步骤s10中，可施加大小与用于通过喷射口喷射溶液的压电元件电压相互不同的电极电压。
99.在第一排列步骤s10中，在通过喷射步骤从喷墨头喷射包含发光元件的溶液之前，利用发光元件的偶极子特性施加静电引力，可旋转移动发光元件，以使发光元件朝向任意方向。
100.在喷射步骤s20中，通过喷墨头喷射包含发光元件的溶液，进而可将发光元件喷射并涂布于基板上部。此时，基板可相互间隔配置基板第一电极和基板第二电极。
101.在第二排列步骤s30中，对基板施加电源，可排列发光元件，以使发光元件的一端
部配置在基板第一电极上以及发光元件的另一端部配置在基板第二电极上。
102.以上，利用优选实施例详细说明本发明，但是本发明的范围不限于特定实施例，而是应该由权利要求的范围解释。另外，只要是在该技术领域中掌握通常知识的人在不超出本发明的范围的同时可进行修改和变形。

技术特征：

1.一种喷墨头，包括：喷嘴，具有可喷射包含发光元件的溶液的喷射口；及一对电极，彼此相对地配置在所述喷射口上，对所述发光元件可施加电极电压。2.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，还包括：绝缘层，介入于所述喷嘴端部和所述电极之间。3.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，所述喷嘴配置成排成一列以上；所述电极包括：第一电极，沿着彼此相邻的多个所述喷嘴的一端部配置成一列；及第二电极，与所述第一电极彼此相向，以在所述喷嘴的另一端部配置成一列。4.根据权利要求3所述的喷墨头，其特征在于，所述第一电极沿着一个方向与所述第二电极间隔预定间距配置。5.根据权利要求1所述的喷墨头，其特征在于，还包括：第一压电元件，改变填充所述溶液的储液器的内部压力；执行器，改变施加于所述第一压电元件的压电元件电压，以通过所述喷射口喷射所述溶液；及控制器，可调节施加于所述电极的电极电压的强度；其中，所述控制器基于所述压电元件电压，而且与所述压电元件电压独立调节所述电极电压的大小。6.根据权利要求5所述的喷墨头，其特征在于，还包括：第二压电元件，介入于所述喷嘴端部和所述电极之间。7.一种喷墨方法，包括：第一排列步骤，对于供应包含发光元件的溶液的喷嘴的喷射口施加电极电压以排列所述发光元件，使得所述发光元件的一端部和另一端部朝向任意的方向；喷射步骤，将所述溶液喷射于相互间隔配置基板第一电极和基板第二电极的基板上；及第二排列步骤，对所述基板施加电源，排列所述发光元件，以使所述发光元件的一端部配置在所述基板第一电极上，以及使所述另一端部配置在所述基板第二电极上。8.根据权利要求7所述的喷墨方法，其特征在于，所述第一排列步骤在所述喷射步骤的喷射工艺之前执行以及与所述喷射工艺同时执行。9.根据权利要求7所述的喷墨方法，其特征在于，在所述第一排列步骤中，施加大小与用于通过所述喷射口喷射所述溶液的压电元件电压相互不同的电极电压。

技术总结

本发明公开了一种喷墨头与利用此的喷墨方法。本发明的一实施例的喷墨头可包括：喷嘴，具有可喷射包含发光元件的溶液的喷射口；及一对电极，彼此相对地配置在所述喷射口上，对所述发光元件可施加电极电压。本发明的一实施例的喷墨方法可包括：第一排列步骤，对于供应包含发光元件的溶液的喷嘴的喷射口施加电极电压以排列所述发光元件，使得所述发光元件的一端部和另一端部朝向任意的方向；喷射步骤，将所述溶液喷射于相互间隔配置基板第一电极和基板第二电极的基板上；及第二排列步骤，对所述基板施加电源，排列所述发光元件，以使所述发光元件的一端部配置在所述基板第一电极上，以及使所述另一端部配置在所述基板第二电极上。上。上。