KR102282060B1 - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 장치 및 그 제조 방법이 제공된다. 상기 표시 장치는 제1 색을 표현하는 제1 화소, 및 상기 제1 색보다 짧은 피크 파장을 갖는 제2 색을 표현하고 상기 제1 화소와 인접 배치된 제2 화소가 정의된 표시 장치로서, 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 상에 배치되고 상기 제1 화소 내에 배치되는 색 변환 패턴으로서, 상기 색 변환 패턴으로 입사되는 광의 색을 상기 제1 색으로 변환시켜 출사하는 색 변환 패턴, 상기 색 변환 패턴 상에 배치되는 제1 오버코팅층, 상기 제1 오버코팅층 상에 직접 배치되고 무기 재료로 이루어진 배리어층, 및 상기 배리어층 상에 직접 배치되고 유기 재료로 이루어진 제2 오버코팅층을 포함한다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 점차 커지고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting diode Display, OLED) 등과 같은 다양한 표시 장치가 개발되고 있다.
그 중 액정 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 개재된 액정층을 포함하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널에 광을 제공하는 광원부를 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정을 재배열하고, 이를 통해 각 화소 별로 액정층을 투과하는 광의 양을 제어함으로써 영상 표시를 구현할 수 있다.
각 화소가 하나의 기본색을 고유하게 표현하도록 하기 위한 하나의 방법으로, 광원으로부터 시청자에 이르는 광 경로 상에 각 화소마다 색 변환 패턴을 배치하는 방법을 예시할 수 있다. 예컨대, 컬러 필터(color filter)는 입사광의 특정 파장 대역을 흡수하고, 다른 특정 파장 대역만을 선택적으로 투과시킴으로써 기본색을 구현할 수 있다. 한편, 표시 장치의 색 순도를 더욱 개선하기 위한 방법의 개발이 요구되는 실정이다.
색 변환 패턴은 입사되는 광의 색을 변환시켜 입사광과 상이한 색을 갖는 광을 출사시킬 수 있다. 그러나 색 변환 패턴이 충분한 정도의 색 변환 효율을 갖도록 하기 위해 색 변환 패턴의 두께를 증가시킴에 따라 색 변환 패턴이 형성하는 단차가 과도하게 커질 수 있다. 색 변환 패턴에 의해 발생하는 단차가 클 경우 색 변환 패턴의 상부에 배치되는 구성요소, 예컨대 전기-광학적 기능을 갖는 구성요소가 원하는 위치에 정확히 배치되지 않아 표시 품질이 저하될 수 있다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 평탄화도가 보다 개선된 평탄화층을 포함하여 표시 품질이 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 평탄화층의 평탄화도를 개선시킬 수 있는 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 색을 표현하는 제1 화소, 및 상기 제1 색보다 짧은 피크 파장을 갖는 제2 색을 표현하고 상기 제1 화소와 인접 배치된 제2 화소가 정의된 표시 장치로서, 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 상에 배치되고 상기 제1 화소 내에 배치되는 색 변환 패턴으로서, 상기 색 변환 패턴으로 입사되는 광의 색을 상기 제1 색으로 변환시켜 출사하는 색 변환 패턴, 상기 색 변환 패턴 상에 배치되는 제1 오버코팅층, 상기 제1 오버코팅층 상에 배치되고 무기 재료로 이루어진 배리어층, 상기 배리어층 상에 배치되고 유기 재료로 이루어진 제2 오버코팅층, 상기 제2 오버코팅층 상에 배치된 액정층, 상기 액정층 상에 배치된 스위칭 소자, 및 상기 스위칭 소자 상에 배치된 제2 절연 기판을 포함한다.
상기 제1 오버코팅층은 유기 재료로 이루어지고, 상기 배리어층은 절연성 무기 재료로 이루어질 수 있다.
또, 상기 제1 오버코팅층과 상기 배리어층은 상기 제1 화소 내에서 전면에 걸쳐 맞닿아 접하고, 상기 배리어층과 상기 제2 오버코팅층은 상기 제1 화소 내에서 전면에 걸쳐 맞닿아 접할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제2 오버코팅층과 상기 액정층 사이에 배치되는 반사형 편광 소자 및 상기 제2 절연 기판 상에 배치고 상기 제2 색의 광을 제공하는 광원부를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 표시 장치는 상기 제2 오버코팅층과 상기 반사형 편광 소자 사이에 배치되고, 상기 제2 오버코팅층 및 상기 반사형 편광 소자와 맞닿아 접하며, 절연성 무기 재료로 이루어진 제1 보호층, 상기 반사형 편광 소자와 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 반사형 편광 소자 상에 직접 배치되어 상기 반사형 편광 소자를 커버하는 캡핑층, 상기 캡핑층과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 캡핑층 상에 직접 배치되는 투명 전극, 및 상기 투명 전극과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 투명 전극 상에 직접 배치된 액정 배향층을 더 포함할 수 있다.
상기 반사형 편광 소자는, 상기 제1 보호층 상에 직접 배치되고 도전성 재료로 이루어진 제1 선 격자 패턴층, 및 상기 제1 선격자 패턴층 상에 직접 배치되고, 상기 제1 선 격자 패턴층에 상응하는 형상이며, 절연성 재료로 이루어진 제2 선 격자 패턴층을 포함할 수 있다.
상기 제1 오버코팅층과 상기 배리어층 사이의 계면은 불규칙한 그루브를 가지고, 상기 배리어층은 상기 제1 오버코팅층의 표면을 따라 일정한 두께로 형성될 수 있다.
또, 상기 제1 오버코팅층의 최소 두께는 상기 제2 오버코팅층의 최대 두께보다 크고, 상기 제2 오버코팅층의 최소 두께는 상기 배리어층의 최대 두께보다 클 수 있다.
또, 상기 제1 오버코팅층과 상기 제2 오버코팅층은 서로 상이한 유기 재료로 이루어질 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 색 변환 패턴과 상기 제1 오버코팅층 사이에 배치되고, 상기 색 변환 패턴 및 상기 제1 오버코팅층과 맞닿아 접하는 제1 파장 대역 필터를 더 포함하되, 상기 제1 파장 대역 필터는 상기 제2 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 투과시키고, 상기 제1 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 반사할 수 있다.
상기 제1 파장 대역 필터는 서로 교번적으로 적층된 복수의 저굴절층 및 복수의 고굴절층을 포함할 수 있다.
또, 상기 제1 파장 대역 필터는 상기 색 변환 패턴의 외측면을 따라 일정한 두께로 형성될 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제1 절연 기판과 상기 제1 파장 대역 필터 사이에 배치되고 상기 제2 화소 내에 배치되는 투광 패턴을 더 포함할 수 있다.
서로 인접한 상기 색 변환 패턴의 측벽과 상기 투광 패턴의 측벽은 이격 대향할 수 있다.
또, 상기 색 변환 패턴은 제1 베이스 수지, 및 상기 제1 베이스 수지에 분산되고 입사광의 피크 파장을 상기 제1 색의 피크 파장으로 시프트시키는 파장 시프트 물질을 포함하고, 상기 투광 패턴은 제2 베이스 수지, 및 상기 제2 베이스 수지에 분산된 광 산란 입자를 포함하며, 상기 투광 패턴의 최대 두께는 상기 색 변환 패턴의 최대 두께보다 클 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제1 절연 기판과 상기 색 변환 패턴 사이에 배치되고, 상기 색 변환 패턴과 맞닿아 접하는 제2 파장 대역 필터를 더 포함하되, 상기 제2 파장 대역 필터는 상기 제1 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 투과시키고, 상기 제2 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 반사하거나 흡수하며, 상기 제2 파장 대역 필터는 상기 색 변환 패턴과 중첩하되 상기 투광 패턴과 중첩하지 않을 수 있다.
또, 상기 표시 장치에는, 상기 제2 색보다 긴 피크 파장을 갖고 상기 제1 색과 상이한 피크 파장을 갖는 제3 색을 표현하고 상기 제1 화소와 인접 배치된 제3 화소가 더 정의되고, 상기 제2 파장 대역 필터는 상기 제1 화소 및 상기 제3 화소에 걸쳐 일체로 형성될 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 파장 대역 필터 사이에 배치되고, 상기 색 변환 패턴 및 상기 투광 패턴과 동시에 중첩하도록 배치된 차광 부재, 및 상기 차광 부재와 상기 제2 파장 대역 필터 사이, 및 상기 차광 부재와 상기 투광 패턴 사이에 배치되고, 상기 차광 부재, 상기 제2 파장 대역 필터 및 상기 투광 패턴과 맞닿아 접하며, 절연성 무기 재료로 이루어진 제2 보호막을 더 포함하되, 상기 색 변환 패턴과 상기 투광 패턴은 상기 차광 부재 상에서 이격될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 제1 절연 기판과 상기 제1 절연 기판 상에 배치된 색 변환 패턴을 포함하는 제1 표시판, 제2 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 상에 배치된 스위칭 소자를 포함하고 상기 제1 표시판과 대향하는 제2 표시판, 및 상기 제1 표시판과 상기 제2 표시판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 표시 패널로서, 제1 색을 표현하는 화소가 정의된 표시 패널, 및 상기 표시 패널에 상기 제1 색보다 짧은 피크 파장을 갖는 제2 색의 광을 제공하는 광원부를 포함하는 표시 장치로서, 상기 제2 절연 기판 표면에 대해 수직한 방향으로 진행하는 광의 적어도 일부는, 제1 편광 소자, 상기 액정층, 제2 편광 소자, 제1 유기층, 무기층, 제2 유기층, 제1 파장 대역 필터, 상기 색 변환 패턴 및 제2 파장 대역 필터를 순차적으로 투과하여 상기 제1 색을 표현하되, 상기 제1 파장 대역 필터는 상기 제1 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 반사하고 상기 제2 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 투과시키며, 상기 색 변환 패턴은 입사광의 색을 상기 제1 색으로 변환시켜 출사하고, 상기 제2 파장 대역 필터는 상기 제1 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 투과시키고 상기 제2 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 흡수 또는 반사한다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 절연 기판 상에 파장 시프트 물질을 포함하는 색 변환 패턴을 형성하는 단계, 상기 색 변환 패턴 상에 제1 오버코팅층을 형성하는 단계, 상기 제1 오버코팅층 상에 배리어층을 형성하는 단계, 상기 배리어층 상에 제2 오버코팅층을 형성하는 단계, 및 상기 제2 오버코팅층 상에 액정층을 위치시키는 단계를 포함하되, 상기 제1 오버코팅층을 형성하는 단계는, 상기 색 변환 패턴 상에 제1 오버코팅용 조성물을 도포하는 단계, 및 상기 제1 오버코팅용 조성물을 180℃ 이하의 온도에서 경화하는 단계를 포함하고, 상기 배리어층을 형성하는 단계는, 200℃ 이하의 온도에서 상기 제1 오버코팅층 상에 배리어층 형성 물질을 증착하는 단계를 포함하고, 상기 제2 오버코팅층을 형성하는 단계는, 상기 배리어층 상에 제2 오버코팅용 조성물을 도포하는 단계, 및 상기 제2 오버코팅용 조성물을 180℃ 이하의 온도에서 경화하는 단계를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 색 변환 패턴의 두께로 인해 야기되는 단차에도 불구하고 우수한 평탄화도를 갖는 평탄화층을 포함함으로써 전기-광학적 기능을 갖는 구성요소를 의도된 위치에 정확히 배치할 수 있고, 이를 통해 표시 품질이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따르면 표시 품질이 향상된 표시 장치를 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 임의의 화소들을 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 영역을 확대하여 나타낸 확대도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치 내부에서의 광 경로를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 임의의 화소들을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 임의의 화소들을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 B 영역을 확대하여 나타낸 확대도이다.
도 7은 도 5의 표시 장치 내부에서의 광 경로를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 임의의 화소들을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 임의의 화소들을 나타낸 단면도이다.
도 10은 도 9의 C 영역을 확대하여 나타낸 확대도이다.
도 11 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 단계별로 나타낸 단면도들이다.
도 17 및 도 18은 실험예에 따라 측정한 제1 오버코팅층과 제2 오버코팅층의 표면 높이 프로파일을 나타낸 도면이다.
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 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 '위(on)'로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 '직접 위(directly on)'로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. '및/또는'는 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)', '위(above)', '상부(upper)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 임의의 화소들을 나타낸 단면도이다. 도 2는 도 1의 A 영역을 확대하여 나타낸 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 표시 패널(10) 및 표시 패널(10)에 광을 제공하는 광원부(20)를 포함한다.
표시 패널(10)은 하부 표시판(100), 하부 표시판(100)과 대향하는 상부 표시판(200) 및 그 사이에 개재된 액정층(300)을 포함할 수 있다. 액정층(300)은 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 및 이들을 합착시키는 실링 부재(미도시)에 의해 밀봉된 상태일 수 있다.
표시 패널(10)에는 평면상 대략 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소(PXa, PXb, PXc)가 정의될 수 있다. 본 명세서에서, '화소(pixel)'는 평면 시점에서 색 표시를 위해 표시 영역이 구획되어 정의되는 단일 영역을 의미하며, 하나의 화소는 다른 화소와 서로 독립적으로 색을 표현할 수 있는 최소 단위를 의미한다. 즉, 상기 각 화소는 색 표시를 구현하기 위해서 기본색 중 하나의 색을 고유하게 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 화소는 제1 색을 표시하는 제1 화소(PXa), 상기 제1 색보다 짧은 피크 파장을 갖는 제2 색을 표시하는 제2 화소(PXb), 상기 제2 색보다 짧은 피크 파장을 갖는 제3 색을 표시하는 제3 화소(PXc)를 포함할 수 있다. 상호 인접 배치된 제1 화소(PXa), 제2 화소(PXb) 및 제3 화소(PXc)는 기본 단위를 이루어 반복 배치될 수 있다. 이하에서, 제1 색은 적색이고 제2 색은 녹색이며 제3 색은 청색인 경우를 예시하여 설명하나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
광원부(20)는 표시 패널(10)의 하측에 배치되어 특정 파장을 갖는 광을 표시 패널(10) 측으로 출사할 수 있다. 광원부(20)는 광을 직접적으로 방출하는 광원(light source) 및 상기 광원(미도시)으로부터 제공받은 광을 가이드하여 표시 패널(10) 측으로 출사시키는 도광판(미도시)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 도광판의 재료는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 글라스(glass) 재료, 석영(quartz) 재료 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리카보네이트(polycarbonate) 등의 플라스틱 재료로 이루어질 수 있다.
상기 광원은 발광 다이오드(LED) 또는 유기발광 다이오드(OLED) 등일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 광원은 상기 제1 색 및 상기 제2 색보다 짧은 피크 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 광원은 상기 제3 색을 나타내는 광을 방출할 수 있다. 상기 제3 색은 약 430nm 내지 470nm 범위에서 단일 피크 파장을 갖는 청색일 수 있다. 즉 광원부(20)는 상기 제3 색의 광을 표시 패널(10)에 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 광원은 자외선 대역에서 피크 파장을 갖는 광을 방출하고 광원부(20)는 상기 자외선을 표시 패널(10)에 제공할 수도 있다.
도면에 도시하지 않았으나, 표시 패널(10)과 광원부(20) 사이에는 하나 이상의 광학 시트가 배치될 수 있다. 상기 광학 시트는 프리즘 시트, 확산 시트, (반사형)편광 시트, 렌티큘러 렌즈 시트, 마이크로 렌즈 시트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 광학 시트는 광원부(20)로부터 제공되어 표시 패널(10) 측으로 진행하는 광의 광학 특성, 예컨대 집광, 확산, 산란 또는 편광 특성을 변조하여 표시 장치(1)의 표시 품질을 개선할 수 있다.
이어서 표시 패널(10)이 포함하는 구성요소에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
우선 하부 표시판(100)은 제1 절연 기판(110), 제1 절연 기판(110) 상에 배치된 스위칭 소자(115), 스위칭 소자(115) 상에 배치된 화소 전극(190)을 포함하고, 제1 편광 소자(180)를 더 포함할 수 있다.
제1 절연 기판(110)은 투명한 절연 기판일 수 있다. 예를 들어, 제1 절연 기판(110)은 유리 재료, 석영 재료 또는 투광성 플라스틱 재료로 이루어진 기판일 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1 절연 기판(110)은 가요성을 가지고 표시 장치(1)는 곡면형 표시 장치일 수 있다.
제1 절연 기판(110) 상에는 복수의 스위칭 소자(115)들이 배치될 수 있다. 각 스위칭 소자(115)는 각 화소(PXa, PXb, PXc)마다 배치되어 후술할 화소 전극(190)에 구동 신호를 전달하거나 차단할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 각 스위칭 소자(115)는 게이트 전극, 상기 게이트 전극 상에 배치된 액티브층 및 상기 액티브층 상에서 서로 이격되어 배치된 소스 전극과 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터일 수 있다. 제어 단자인 게이트 전극은 게이트 라인(미도시)과 연결되어 게이트 구동 신호를 제공받고, 입력 단자인 소스 전극은 데이터 라인(미도시)과 연결되어 데이터 구동 신호를 제공 받으며, 출력 단자인 드레인 전극은 화소 전극(190)과 전기적으로 연결될 수 있다. 액티브층은 비정질 규소 또는 다결정 규소를 포함하여 이루어지거나 또는 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 상기 액티브층은 스위칭 소자(115)의 채널 역할을 하며 상기 게이트 전극에 인가되는 전압에 따라 채널을 턴 온 또는 턴 오프할 수 있다.
스위칭 소자(115) 상에는 중간층(160)이 배치될 수 있다. 중간층(160)은 그 상부의 구성과 하부의 구성을 서로 전기적으로 절연시키고, 제1 절연 기판(110) 상에 적층된 복수의 구성요소들의 단차를 평탄화할 수 있다. 중간층(160)은 하나 이상의 층을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어 중간층(160)은 유기 재료로 이루어진 층과 무기 재료로 이루어진 층의 적층 구조일 수 있다. 중간층(160)을 형성하는 무기 재료의 예로는 질화 규소(SiNx), 산화 규소(SiOx), 질화산화 규소(SiNxOy, x>y) 또는 산화질화 규소(SiOxNy, x>y) 등을 들 수 있다. 도면에 나타내지 않았으나 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인을 포함하는 배선층은 제1 절연 기판(110)과 중간층(160) 사이에 배치될 수 있다.
중간층(160) 상에는 복수의 화소 전극(190)들이 배치될 수 있다. 화소 전극(190)은 후술할 공통 전극(290)과 함께 액정층(300)에 전계를 형성하여 해당 화소 내의 액정(301)들의 배향 방향을 제어할 수 있다. 화소 전극(190)은 중간층(160)에 형성된 컨택홀(contact hole)을 통해 스위칭 소자(115)의 출력 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 각 화소 전극(190)은 각 화소(PXa, PXb, PXc)마다 배치되어 스위칭 소자(115)를 통해 서로 독립적인 전압이 인가될 수 있다. 화소 전극(190)은 투명한 도전성 재료로 이루어진 투명 전극일 수 있다. 투명 전극을 형성하는 재료의 예로는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등을 들 수 있다. 도면에 나타내지 않았으나 화소 전극(190)은 복수의 미세 슬릿을 가질 수도 있다. 화소 전극(190) 상에는 제1 액정 배향층(195)이 배치될 수 있다. 제1 액정 배향층(195)은 인접한 액정층(300) 내 액정(301)의 초기 배향을 유도할 수 있다. 본 명세서에서, '액정의 초기 배향'이라 함은 액정층에 전계가 형성되지 않은 상태에서의 액정의 배열을 의미한다. 제1 액정 배향층(195)은 주쇄의 반복 단위 내에 이미드기를 갖는 고분자 유기 재료를 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 편광 소자(180)는 액정층(300)과 광원부(20) 사이에 배치될 수 있다. 제1 편광 소자(180)는 흡수형 편광 소자 또는 반사형 편광 소자일 수 있다. 예를 들어 흡수형 편광 소자는 흡수축과 평행한 편광 성분은 흡수하고 투과축과 평행한 편광 성분은 투과시켜 투과광에 편광을 부여할 수 있다. 도 1 등은 제1 편광 소자(180)가 제1 절연 기판(110)의 광원부(20) 측 일면 상에 위치하는 경우를 예시하고 있으나, 제1 편광 소자(180)는 제1 절연 기판(110)과 액정층(300) 사이에 배치될 수도 있다.
이어서 액정층(300)에 대하여 설명한다. 액정층(300)은 초기 배향된 복수의 액정(301)들을 포함한다. 액정(301)은 음의 유전율 이방성을 가지고 초기 배향 상태에서 수직 배향될 수 있다. 액정(301)은 초기 배향 상태에서 소정의 선경사(pretilt) 각도를 가질 수도 있다. 액정(301)의 초기 배향은 제1 액정 배향층(195) 및 제2 액정 배향층(295)에 의해 유도될 수 있다. 화소 전극(190)과 공통 전극(290) 사이에 전계가 형성되면 액정(301)은 특정 방향으로 기울어지거나 또는 회전함으로써 액정층(300)을 투과하는 광의 편광 상태를 변화시킬 수 있다. 다른 실시예에서 액정(301)은 양의 유전율 이방성을 가지고 초기 배향 상태에서 수평 배향될 수도 있다.
다음으로, 상부 표시판(200)은 제2 절연 기판(210), 제2 절연 기판(210) 상에 배치된 색 변환 패턴(240a, 240b), 색 변환 패턴(240a, 240b) 상에 배치된 제2 편광 소자(280) 및 제2 편광 소자(280) 상에 배치된 공통 전극(290)을 포함할 수 있다.
제2 절연 기판(210)은 제1 절연 기판(110)과 같은 투명한 절연 기판일 수 있다. 제2 절연 기판(210) 상에는 차광 부재(215)가 배치될 수 있다. 차광 부재(215)는 인접한 화소들의 경계에 배치되어 평면상 대략 사각 격자 형태로 배치될 수 있다. 차광 부재(215)는 광의 투과를 차단하여 이웃한 화소들 간의 혼색 불량을 방지할 수 있다. 차광 부재(215)는 광의 투과를 차단할 수 있으면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 블랙 매트릭스 또는 불투명한 금속 재질로 이루어질 수 있다. 광원부(20)로부터 제2 절연 기판(210)의 상측에 위치하는 시청자(미도시)에 이르는 광 경로 상에서 차광 부재(215)를 상기 시청자 측에 가깝게 배치하여 혼색 불량을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 차광 부재(215) 상에는 제1 보호층(221)이 배치될 수 있다. 제1 보호층(221)은 화소(PXa, PXb, PXc)의 구분 없이 일체로 형성되어 제2 절연 기판(210)의 전면을 커버할 수 있다. 예를 들어, 제1 보호층(221)은 차광 부재(215), 제1 파장 대역 필터(230) 및 투광 패턴(240c)과 맞닿아 접할 수 있다. 제1 보호층(221)은 질화 규소 또는 산화 규소 등의 무기 절연 재료로 이루어질 수 있다. 제1 보호층(221)은 상부 표시판(200)의 제조 공정 중에 차광 부재(215)가 손상 또는 부식되는 것을 억제할 수 있다. 다른 실시예에서 제1 보호층(221)은 생략되고 제2 절연 기판(210)과 차광 부재(215) 상에 직접 제1 파장 대역 필터(230) 및 투광 패턴(240c)이 배치될 수도 있다.
제1 보호층(221) 상에는 제1 파장 대역 필터(230)가 배치될 수 있다. 제1 파장 대역 필터(230)는 특정 파장 대역의 광은 투과시키고, 다른 특정 파장 대역의 광은 차단하여 투과광의 일부 파장 대역만을 선택적으로 투과시키는 파장-선택적 광학 필터(optical filter)이다.
예시적인 실시예에서, 제1 파장 대역 필터(230)는 광원부(20)가 제공하는 제3 색의 피크 파장보다 긴 피크 파장을 갖는 광을 선택적으로 투과시키고, 제3 색의 광은 흡수할 수 있다. 예컨대, 제1 파장 대역 필터(230)는 상기 제1 색의 피크 파장 및/또는 상기 제2 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 투과시키고, 상기 제3 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 흡수하는 컬러 필터(color filter)일 수 있다. 상기 제1 색은 약 610nm 내지 650nm 범위에서 피크 파장을 갖는 적색이고, 상기 제2 색은 약 530nm 내지 570nm 범위에서 피크 파장을 갖는 녹색일 수 있다. 비제한적인 일례로서, 제1 파장 대역 필터(230)는 베이스 수지 및 상기 베이스 수지 내에 용해되어 상기 제3 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광을 흡수하는 안료(colorant) 또는 염료(dye)를 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 파장 대역 필터(230)는 감광성(photosensitivity)을 갖는 유기 재료로 이루어질 수 있다. 제1 파장 대역 필터(230)는 제1 보호층(221) 상에 직접 배치되며 제1 화소(PXa) 및 제2 화소(PXb)에 걸쳐 일체로 형성될 수 있다. 반면 제3 화소(PXc)에는 배치되지 않을 수 있다. 제1 파장 대역 필터(230)의 평균 두께는 약 0.5㎛ 이상 2㎛, 또는 약 0.5㎛ 이상 1.5㎛ 이하일 수 있다. 제1 파장 대역 필터(230)의 두께가 0.5㎛ 이상일 경우 특정 파장 대역의 광에 대한 충분한 흡수능을 부여할 수 있고, 2㎛ 이하일 경우 제1 파장 대역 필터(230)가 형성하는 단차를 최소화할 수 있으며 후술할 색 변환 패턴(240a, 240b)과 차광 부재(215) 사이의 거리를 최소화하여 혼색 불량을 억제할 수 있다.
제1 파장 대역 필터(230)는 광원부(20)로부터 제공되어 후술할 색 변환 패턴(240a, 240b)으로 입사되는 제3 색의 광 중에서, 색 변환 패턴(240a, 240b)에 의해 색 변환되지 않고 그대로 투과된 제3 색의 광을 흡수할 수 있다. 이를 통해 제1 화소(PXa) 및 제2 화소(PXb)가 표현하는 색의 순도를 향상시키고 표시 장치(1)의 표시 품질을 개선할 수 있다.
제1 파장 대역 필터(230) 상에는 색 변환 패턴(240a, 240b)이 배치될 수 있다. 색 변환 패턴(240a, 240b)은 투과광의 색을 입사광과 상이한 색으로 변환시킬 수 있다. 즉, 색 변환 패턴(240a, 240b)을 투과한 후의 광은 특정 파장 대역의 광으로 변환될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 색 변환 패턴(240a, 240b)은 입사광의 피크 파장을 특정 피크 파장으로 변환 또는 시프트(shift) 시키는 물질, 즉 파장 시프트 물질(242a, 242b)을 포함하여 이루어질 수 있다.
다른 실시예에서, 색 변환 패턴(240a, 240b)은 입사광의 특정 파장 대역의 광은 투과시키고, 다른 특정 파장 대역의 광은 흡수하여 투과광의 일부 파장 대역만을 선택적으로 투과시키는 컬러 필터(color filter)일 수 있다.
색 변환 패턴(240a, 240b)은 제1 색 변환 패턴(240a) 및 제2 색 변환 패턴(240b)을 포함한다. 구체적으로, 제1 색 변환 패턴(240a)은 제1 파장 대역 필터(230)와 중첩하여 제1 화소(PXa)에 배치되고 제2 색 변환 패턴(240b)은 제1 파장 대역 필터(230)와 중첩하여 제2 화소(PXb)에 배치된다. 즉, 제1 색 변환 패턴(240a)을 투과한 후의 광은 상기 제1 색을 표현하고 제2 색 변환 패턴(240b)을 투과한 후의 광은 상기 제2 색을 표현할 수 있다. 기본 단위를 이루는 제1 화소(PXa), 제2 화소(PXb) 및 제3 화소(PXc)의 배열 방향을 따라 절개한 단면도 상에서, 제1 색 변환 패턴(240a) 및/또는 제2 색 변환 패턴(240b)은 각각 중앙부에 비해 적어도 일측의 가장자리부가 더 솟아오른 형상을 가질 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 색 변환 패턴(240a)은 제1 파장 대역 필터(230) 상에 직접 배치될 수 있다. 제1 색 변환 패턴(240a)은 제1 베이스 수지(241a) 및 제1 베이스 수지(241a) 내에 분산되고 입사광의 피크 파장을 상기 제1 색의 피크 파장으로 시프트시키는 제1 파장 시프트 물질(242a)을 포함할 수 있다. 또, 제2 색 변환 패턴(240b)은 제1 파장 대역 필터(230) 상에 직접 배치될 수 있다. 제2 색 변환 패턴(240b)은 제2 베이스 수지(241b) 및 제2 베이스 수지(241b) 내에 분산되고 입사광의 피크 파장을 상기 제2 색의 피크 파장으로 시프트시키는 제2 파장 시프트 물질(242b)을 포함할 수 있다. 제1 베이스 수지(241a) 및 제2 베이스 수지(241b)는 투명한 광 투과성 수지이면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 등의 유기 재료로 이루어질 수 있다.
제1 파장 시프트 물질(242a)은 입사광의 피크 파장을 상기 제1 색의 피크 파장으로 시프트시켜 출사하는 물질일 수 있다. 또 제2 파장 시프트 물질(242b)은 입사광의 피크 파장을 상기 제2 색의 피크 파장으로 시프트시켜 출사하는 물질일 수 있다. 상기 파장 시프트 물질의 예로는 양자점(quantum dot), 양자 막대(quantum rod) 또는 형광체 물질 등을 들 수 있다. 예를 들어, 양자점은 전자가 전도대에서 가전자대로 전이하면서 특정 색을 발광할 수 있다. 상기 양자점 물질은 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 상기 코어는 반도체 나노 결정 물질일 수 있다. 상기 양자점의 코어의 예로는 규소(Si)계 나노 결정, II-VI족계 화합물 나노 결정, III-V족계 화합물 나노 결정 등을 들 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 비제한적인 일례로, 제1 파장 시프트 물질(242a) 및 제2 파장 시프트 물질(242b)은 각각 카드뮴셀레나이드(CdSe), 카드뮴텔루라이드(CdTe), 황화카드뮴(CdS), 또는 인화인듐(InP) 중 어느 하나로 이루어진 코어와 황화아연(ZnS)으로 이루어진 외부 쉘을 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 파장 시프트 물질(242a)의 크기(예컨대 입경 크기)는 제2 파장 시프트 물질(242b)의 크기보다 클 수 있다. 비제한적인 일례로, 제1 파장 시프트 물질(242a)의 크기는 약 55Å 내지 65Å이고, 제2 파장 시프트 물질(242b)의 크기는 약 40Å 내지 50Å일 수 있다. 제1 파장 시프트 물질(242a) 및 제2 파장 시프트 물질(242b)이 방출하는 광은 입사광의 입사각과 무관하게 여러 방향으로 방출되며 표시 장치(1)가 표현하는 제1 색 및 제2 색의 측면 시인성 개선에 기여할 수 있다. 제1 색 변환 패턴(240a) 및 제2 색 변환 패턴(240b)에서 시청자 측으로 방출되는 광은 편광이 해소되어 비편광(unpolarized)된 상태일 수 있다. 본 명세서에서, '비편광된 광'이란 특정 방향의 편광 성분만으로 이루어지지 않은 광, 즉 특정 방향만으로 편광되지 않은 광, 다시 말해서 무작위화된 편광(random polarization) 성분으로 이루어진 광을 의미한다. 비편광된 광의 예로는 자연광(natural light)을 들 수 있다.
제1 색 변환 패턴(240a) 및 인접한 제2 색 변환 패턴(240b)은 어느 차광 부재(215)와 동시에 중첩하되, 제1 색 변환 패턴(240a)과 제2 색 변환 패턴(240b)은 차광 부재(215) 상에서 이격될 수 있다. 또, 제1 색 변환 패턴(240a)의 측벽은 인접하여 대향하는 제2 색 변환 패턴(240b)의 측벽과 이격된 상태일 수 있다. 제1 색 변환 패턴(240a)과 제2 색 변환 패턴(240b)을 서로 물리적으로 이격시킴으로써, 예컨대 제1 파장 시프트 물질(242a)이 방출한 광이 제2 색 변환 패턴(240b) 내로 진행하여 제2 화소(PXb)에서 제1 색이 표현되는 불량을 억제할 수 있다.
한편, 제3 화소(PXc) 내의 제1 보호층(221) 상에는 투광 패턴(240c)이 배치될 수 있다. 투광 패턴(240c)은 실질적으로 투과광의 색을 변환시키지 않고 그대로 투과시킬 수 있다. 즉, 투광 패턴(240c)을 투과한 후의 광은 상기 제3 색을 표현할 수 있다. 투광 패턴(240c)은 제1 파장 대역 필터(230)와 중첩하지 않을 수 있다. 투광 패턴(240c)은 제3 베이스 수지(241c) 및 제3 베이스 수지(241c) 내에 분산된 광 산란 입자(242c)를 포함할 수 있다. 제3 베이스 수지(241c)는 투명한 광 투과성 수지일 수 있다. 제1 베이스 수지(241a), 제2 베이스 수지(241b) 및 제3 베이스 수지(241c)는 서로 동일하거나 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 광 산란 입자(242c)는 제3 베이스 수지(241c)와 상이한 굴절률을 갖는 입자일 수 있다. 광 산란 입자(242c)는 입사광을 산란시킬 수 있는 입자이면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 금속 산화물 입자 또는 유기 입자일 수 있다. 상기 금속 산화물로는 산화 티타늄(TiO2), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 인듐(In2O3), 산화 아연(ZnO) 또는 산화 주석(SnO2) 등을 예시할 수 있고, 상기 유기 재료로는 아크릴계 수지 또는 우레탄계 수지 등을 예시할 수 있다. 광 산란 입자(242c)는 광원부(20)로부터 제공되어 투광 패턴(240c)을 투과하는 제3 색의 광의 파장을 변환시키지 않으면서, 입사각과 무관하게 여러 방향으로 산란시킴으로써 표시 장치(1)가 표현하는 제3 색의 측면 시인성을 개선할 수 있다. 투광 패턴(240c)에서 시청자 측으로 방출되는 광은 편광이 해소되어 비편광(unpolarized)된 상태일 수 있다. 몇몇 실시예에서 투광 패턴(240c)은 생략될 수도 있다.
투광 패턴(240c) 및 인접한 제2 색 변환 패턴(240b)은 어느 차광 부재(215)와 동시에 중첩하되, 투광 패턴(240c)과 제2 색 변환 패턴(240b)은 차광 부재(215) 상에서 이격될 수 있다. 또, 투광 패턴(240c)의 측벽은 인접하여 대향하는 제2 색 변환 패턴(240b)의 측벽과 이격된 상태일 수 있다. 투광 패턴(240c)과 제2 색 변환 패턴(240b)을 서로 물리적으로 이격시킴으로써, 예컨대 제2 파장 시프트 물질(242b)이 방출한 광이 투광 패턴(240c) 내로 진행하여 제3 화소(PXc)에서 제2 색이 표현되는 불량을 억제할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 투광 패턴(240c)의 최대 두께(t240c)는 색 변환 패턴(240a, 240b)의 최대 두께, 예컨대 제2 색 변환 패턴(240b)의 최대 두께(t240b)보다 클 수 있다. 투광 패턴(240c)의 최대 두께(t240c)는 투광 패턴(240c)의 바닥면으로부터 투광 패턴(240c)의 정상부까지의 수직 최대 거리를 의미하고, 제2 색 변환 패턴(240b)의 최대 두께(t240b)는 제2 색 변환 패턴(240b)의 바닥면으로부터 제2 색 변환 패턴(240b)의 중앙부까지의 수직 최대 거리를 의미한다. 예를 들어, 투광 패턴(240c)의 최대 두께(t240c)는 약 7㎛ 이상 8㎛ 이하이고, 제2 색 변환 패턴(240b)의 최대 두께(t240b)는 약 6㎛ 이상 7㎛ 이하일 수 있다.
기본 단위를 이루는 제1 화소(PXa), 제2 화소(PXb) 및 제3 화소(PXc)의 배열 방향을 따라 절개한 단면도 상에서, 제2 색 변환 패턴(240b)의 중앙부에 비해 적어도 일측의 가장자리부가 더 솟아오른 형상을 갖는 예시적인 실시예에서, 상기 중앙부와 가장자리부가 형성하는 단차, 즉 뿔 단차(ts)는 약 0.3㎛ 이하일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 색 변환 패턴(240a), 제2 색 변환 패턴(240b) 및 투광 패턴(240c) 상에는 제2 파장 대역 필터(250)가 배치될 수 있다. 제2 파장 대역 필터(250)는 특정 파장 대역의 광은 투과시키고, 다른 특정 파장 대역의 광은 차단하여 투과광의 일부 파장 대역만을 선택적으로 투과시키는 파장-선택적 광학 필터(optical filter)이다.
예시적인 실시예에서, 제2 파장 대역 필터(250)는 광원부(20)가 제공하는 제3 색의 피크 파장보다 긴 피크 파장을 갖는 광을 반사하고, 제3 색의 광은 선택적으로 투과시킬 수 있다. 예컨대, 제2 파장 대역 필터는 상기 제1 색의 피크 파장 및 상기 제2 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 반사하고, 상기 제3 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 반사하는 파장-선택적 투과/반사층일 수 있다.
제2 파장 대역 필터(250)는 무기 재료로 이루어진 하나 이상의 층을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어 제2 파장 대역 필터(250)는 서로 교번적으로 적층된 복수의 저굴절층(251)과 복수의 고굴절층(252)을 포함하여 이루어질 수 있다. 본 명세서에서, '저굴절층'은 인접한 층에 비해 상대적으로 굴절률이 낮은 층을 의미하고, '고굴절층'은 인접한 층에 비해 상대적으로 굴절률이 높은 층을 의미한다. 저굴절층(251)과 고굴절층(252)의 재료, 각 층의 두께와 두께 차이 및 각 층의 굴절률과 굴절률 차이 등을 통해 제2 파장 대역 필터(250)의 투과 파장 대역과 반사 파장 대역을 제어할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
예시적인 실시예에서, 제2 파장 대역 필터(250)는 서로 교번적으로 적층된 질화 규소(SiNx)층과 산화 규소(SiOx)층을 포함하여 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 저굴절층(251)은 산화 규소(SiOx) 등의 규소 산화물로 이루어지고, 고굴절층(252)은 산화 티타늄(TiOx), 산화 탄탈럼(TaOx), 산화 하프늄(HfOx) 또는 산화 지르코늄(ZrOx) 등의 금속 산화물로 이루어질 수 있다. 도 2는 제2 파장 대역 필터(250)가 두 개의 저굴절층(251)과 두 개의 고굴절층(252)으로 이루어진 경우를 예시하고 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 파장 대역 필터(250)는 화소(PXa, PXb, PXc)의 구분 없이 제1 색 변환 패턴(240a), 제2 색 변환 패턴(240b) 및 투광 패턴(240c) 상에 직접 배치될 수 있다. 제2 파장 대역 필터(250)는 제1 색 변환 패턴(240a), 제2 색 변환 패턴(240b) 및 투광 패턴(240c)의 외측면을 따라 실질적으로 일정한 두께를 가지고 형성될 수 있다. 제2 파장 대역 필터(250)의 평균 두께는 약 0.5㎛ 이상 2㎛ 이하, 또는 약 1㎛일 수 있다.
제2 파장 대역 필터(250)는 제1 파장 시프트 물질(242a) 및 제2 파장 시프트 물질(242b)이 여러 방향으로 방출하는 광 중에서 제2 파장 대역 필터(250) 측으로 출사된 광을 제2 절연 기판(210) 측, 즉 시청자 측으로 반사하여 색 표시에 기여하도록 할 수 있다. 이를 통해 광의 이용 효율을 증가시킬 수 있고 표시 장치(1)는 보다 선명한 색을 표현할 수 있다. 또, 광원부(20)가 제공하는 광 중에서 제3 색의 피크 파장을 갖는 광은 투과시키는 반면 상기 제3 색보다 긴 피크 파장을 갖는 광의 투과를 차단함으로써 광원부(20)가 제공하는 광의 색 순도를 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.
제2 파장 대역 필터(250) 상에는 제1 오버코팅층(261)이 배치될 수 있다. 제1 오버코팅층(261)은 제2 절연 기판(210) 상에 적층된 복수의 구성요소들의 단차를 최소화시키는 평탄화층일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 오버코팅층(261)은 화소(PXa, PXb, PXc)의 구분 없이 제2 파장 대역 필터(250) 상에 직접 배치될 수 있다. 제1 오버코팅층(261)은 평탄화 특성을 갖는 유기 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 오버코팅층(261)은 열 경화성 수지로 이루어질 수 있다. 제1 오버코팅층(261)을 형성하는 유기 재료의 예로는 카도(cardo)계 수지, 폴리이미드(polyimide)계 수지, 아크릴계 수지, 실록산(siloxane)계 수지 또는 실세스퀴옥산(silsesquioxane)계 수지 등을 들 수 있다.
제1 오버코팅층(261) 상에는 무기 재료로 이루어진 배리어층(270)이 배치될 수 있다. 배리어층(270)은 절연성 무기 재료로 이루어진 하나 이상의 층을 포함하여 이루어질 수 있다. 배리어층(270)을 형성하는 무기 재료의 예로는 질화 규소, 산화 규소, 질화산화 규소 또는 산화질화 규소 등을 들 수 있다. 예시적인 실시예에서, 배리어층(270)은 화소(PXa, PXb, PXc)의 구분 없이 제1 오버코팅층(261) 상에 직접 배치될 수 있다. 또, 배리어층(270)은 제1 오버코팅층(261)과 이격된 부분 없이, 하나의 화소(예컨대 제1 화소(PXa)) 내에서 전면에 걸쳐 제1 오버코팅층(261)과 맞닿아 접할 수 있다. 제1 오버코팅층(261)과 배리어층(270) 사이의 계면은 그루브(groove)를 가질 수 있다. 상기 그루브는 불규칙할 수 있다. 배리어층(270)은 제1 오버코팅층(261)의 표면(도면상 하면)을 따라 실질적으로 일정한 두께를 가지고 형성될 수 있다. 배리어층(270)의 평균 두께(t270)는 약 0.05㎛ 이상 0.2㎛ 이하, 또는 약 0.1㎛일 수 있다.
배리어층(270)은 후술할 제2 오버코팅층(262)을 경화하는 과정에서 제1 오버코팅층(261) 내부에서 발생하는 가스의 아웃 개싱 및 제1 오버코팅층(261) 내 잔류 용매(solvent)의 확산을 방지할 수 있다. 이를 통해 제2 오버코팅층(262)의 평탄화도를 극대화할 수 있고 제2 오버코팅층(262) 상에 배치되는 전기-광학적 기능을 갖는 구성요소들, 제2 편광 소자(280)와 공통 전극(290)을 원하는 위치에 정확히 배치함으로써 표시 장치(1)의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
배리어층(270) 상에는 제2 오버코팅층(262)이 배치될 수 있다. 제2 오버코팅층(262)은 제2 절연 기판(210) 상에 적층된 복수의 구성요소들의 단차를 평탄화시키는 평탄화층일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 오버코팅층(262)은 화소(PXa, PXb, PXc)의 구분 없이 배리어층(270) 상에 직접 배치될 수 있다. 또, 제2 오버코팅층(262)은 배리어층(270)과 이격된 부분 없이, 하나의 화소(예컨대 제1 화소(PXa)) 내에서 전면에 걸쳐 배리어층(270)과 맞닿아 접할 수 있다. 제2 오버코팅층(262)은 평탄화 특성을 갖는 유기 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 오버코팅층(262)은 열 경화성 수지 또는 광 경화성 수지로 이루어질 수 있다. 제2 오버코팅층(262)을 형성하는 유기 재료의 예로는 카도계 수지, 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지, 실록산계 수지 또는 실세스퀴옥산계 수지 등을 들 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제2 오버코팅층(262)은 제1 오버코팅층(261)과 상이한 유기 재료로 이루어질 수 있다. 이 경우 제1 오버코팅층(261) 및 제2 오버코팅층(262)이 충분한 평탄화 특성을 가지면서도 상기 오버코팅층들의 경화 후 리플로우(reflow)를 최소화할 수 있다. 즉, 제1 오버코팅층(261)과 제2 오버코팅층(262)을 포함하는 상기 오버코팅층들이 평탄화 특성과 리플로우 억제 특성을 동시에 갖도록 복합적인 기능을 부여할 수 있다. 또 제2 오버코팅층(262)의 광 경화성 수지로 이루어지는 경우 제2 오버코팅층(262)의 경화 과정에서 제1 오버코팅층(261)과 배리어층(270)의 계면에서 발생하는 스트레스를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
제2 오버코팅층(262)의 두께(t262), 예컨대 제2 오버코팅층(262)의 최대 두께는 제1 오버코팅층(261)의 최소 두께(t261)보다 작을 수 있다. 제1 오버코팅층(261)의 최소 두께(t261)는 제1 색 변환 패턴(240a) 또는 제2 색 변환 패턴(240b)의 중앙부로부터 제1 오버코팅층(261)의 표면까지의 수직 최단 거리를 의미한다. 예를 들어 제1 오버코팅층(261)의 최소 두께(t261)는 약 3㎛일 수 있다. 또, 제2 오버코팅층(262)의 최대 두께는 약 1.5㎛ 또는 약 1㎛일 수 있다. 제1 오버코팅층(261)의 최소 두께(t261)가 3㎛ 이상이고 제2 오버코팅층(262)의 최대 두께가 1.5㎛ 이하이면 제1 오버코팅층(261)과 제2 오버코팅층(262) 사이에서 발생하는 스트레스를 감소시킴과 동시에 우수한 평탄화도를 확보할 수 있다. 또, 제2 오버코팅층(262)의 두께(t262), 예컨대 제2 오버코팅층(262)의 최소 두께는 배리어층(270)의 두께, 예컨대 배리어층(270)의 최대 두께보다 클 수 있다. 배리어층(270)의 최대 두께는 약 0.2㎛일 수 있다.
제2 오버코팅층(262) 상에는 제2 보호층(222)이 배치될 수 있다. 제2 보호층(222)은 화소(PXa, PXb, PXc)의 구분 없이 제2 오버코팅층(262) 상에 직접 배치될 수 있다. 제2 보호층(222)은 질화 규소 또는 산화 규소 등의 절연성 무기 재료로 이루어질 수 있다. 제2 보호층(222)은 후술할 제2 편광 소자(280)를 형성하는 과정에서 제2 오버코팅층(262)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또, 제2 편광 소자(280)의 부착성을 개선하고 공기 또는 수분의 침투에 의한 제2 편광 소자(280)의 손상 또는 부식을 방지함으로써 표시 장치(1)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 보호층(222)은 생략될 수도 있다.
제2 보호층(222) 상에는 제2 편광 소자(280)가 배치될 수 있다. 제2 편광 소자(280)는 제1 편광 소자(180) 및 액정층(300)과 함께 광 셔터 기능을 수행하여 각 화소(PXa, PXb, PXc) 별로 투과광의 양을 제어할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 편광 소자(280)는 제2 보호층(222) 상에 직접 배치되는 선 격자 패턴(wire grid pattern)을 포함하여 이루어진 반사형 편광 소자일 수 있다. 상기 선 격자 패턴은 상호 평행하게 연장되어 이격 배치된 복수의 선형 패턴을 의미한다. 반사형 편광 소자는 반사축과 평행한 편광 성분은 반사하고 투과축과 평행한 편광 성분은 투과시켜 투과광에 편광을 부여할 수 있다. 상기 반사축은 선 격자 패턴의 연장 방향과 실질적으로 평행한 방향이고, 상기 투과축은 선 격자 패턴의 연장 방향과 교차하는 방향일 수 있다.
제2 편광 소자(280)의 선 격자 패턴은 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 선 격자 패턴을 형성할 수 있는 도전성 재료의 예로는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni) 또는 이들의 합금 등을 들 수 있다. 몇몇 실시예에서 상기 선 격자 패턴은 도전성 재료로 이루어진 복수의 선 격자 패턴층의 적층 구조일 수도 있다.
제2 편광 소자(280) 상에는 캡핑층(223)이 배치될 수 있다. 캡핑층(223)은 제2 편광 소자(280) 상에 직접 배치되어 제2 편광 소자(280)를 커버 및 보호할 수 있다. 캡핑층(223)은 공기 또는 수분의 침투에 의한 제2 편광 소자(280)의 손상 또는 부식을 방지하고 제2 편광 소자(280)의 상면(도면상 하면)을 평탄화할 수 있다. 캡핑층(223)은 질화 규소 또는 산화 규소 등의 무기 절연 재료로 이루어질 수 있다.
캡핑층(223) 상에는 공통 전극(290)이 배치될 수 있다. 공통 전극(290)은 화소(PXa, PXb, PXc)의 구분 없이 일체로 형성되어 공통 전압이 인가될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 공통 전극(290)은 캡핑층(223) 상에 직접 배치되고 공통 전극(290)은 투명 전극일 수 있다. 공통 전극(290) 상에는 제2 액정 배향층(295)이 배치될 수 있다. 제2 액정 배향층(295)은 인접한 액정층(300) 내 액정(301)의 초기 배향을 유도할 수 있다. 제2 액정 배향층(295)은 제1 액정 배향층(195)과 동일하거나 상이한 고분자 유기 재료를 포함하여 이루어질 수 있다.
이하에서 본 실시예에 따른 표시 장치(1)가 색 표현을 구현하는 과정에 대해 도 3을 더욱 참조하여 상세하게 설명한다. 도 3은 도 1의 표시 장치 내부에서의 광 경로를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 광원부(20)는 제3 색의 광을 표시 패널(10)에 제공할 수 있다. 예시적인 실시예에서 광원부(20)는 약 430nm 내지 470nm 범위에서 피크 파장을 갖는 청색 광(blue light)을 표시 패널(10)에 제공할 수 있다.
광원부(20)로부터 제공된 광 중 제1 절연 기판(110) 또는 제2 절연 기판(210) 표면에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 진행하는 광의 적어도 일부는 표시 패널(10)의 제1 화소(PXa)로 입사될 수 있다. 본 명세서에서, '절연 기판 표면에 대해 수직한 방향으로 진행하는 광'은 표시 패널(10)을 통과하는 직진 광을 의미한다. 표시 패널(10)이 곡면형 표시 패널인 경우, '절연 기판 표면에 대해 수직한 방향으로 진행하는 광'은 절연 기판 표면의 어느 지점을 통과하며 상기 지점의 법선 방향으로 진행하는 광을 의미한다.
제1 화소(PXa)로 입사된 광(La0)은 제1 편광 소자(180), 제1 절연 기판(110), 액정층(300), 캡핑층(223), 제2 편광 소자(280), 무기 재료로 이루어진 제2 보호층(222), 유기 재료로 이루어진 제2 오버코팅층(262), 무기 재료로 이루어진 배리어층(270), 유기 재료로 이루어진 제1 오버코팅층(261), 무기 재료로 이루어진 하나 이상의 층을 포함하여 이루어진 제2 파장 대역 필터(250), 제1 파장 시프트 물질(242a)을 포함하는 제1 색 변환 패턴(240a), 유기 재료로 이루어진 제1 파장 대역 필터(230), 무기 재료로 이루어진 제1 보호층(221) 및 제2 절연 기판(210)을 순차적으로 투과할 수 있다.
구체적으로, 광원부(20)로부터 제공되어 제1 화소(PXa)로 입사된 광(La0)은 제1 편광 소자(180), 제1 절연 기판(110), 액정층(300), 캡핑층(223), 제2 편광 소자(280), 제2 보호층(222), 제2 오버코팅층(262), 배리어층(270), 제1 오버코팅층(261) 및 제2 파장 대역 필터(250)를 투과한 후 상기 제3 색을 그대로 유지하고 있을 수 있다.
그 다음, 제2 파장 대역 필터(250)를 투과한 광의 피크 파장(즉, 제3 색의 피크 파장)은 제1 색 변환 패턴(240a)의 제1 파장 시프트 물질(242a)에 의해 제1 색의 피크 파장으로 시프트되어 파장 변환된 후 여러 방향으로 방출될 수 있다.
제1 파장 시프트 물질(242a)이 방출하는 광 중에서 제2 절연 기판(210) 측(도면상 상측)으로 출사된 광(La1)은 제1 파장 대역 필터(230)를 그대로 투과하여 제1 화소(PXa)의 제1 색 표시에 기여할 수 있다. 예를 들어 상기 제1 색은 약 610nm 내지 650nm 범위에서 피크 파장을 갖는 적색일 수 있다. 또, 제1 파장 시프트 물질(242a)이 방출하는 광 중에서 제2 파장 대역 필터(250) 측(도면상 하측)으로 출사된 광(La2)은 제1 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광을 반사하는 제2 파장 대역 필터(250)에 의해 제2 절연 기판(210) 측, 즉 시청자 측으로 반사되어 제1 화소(PXa)의 제1 색 표시에 기여할 수 있다.
또한, 광원부(20)로부터 제공되어 제1 화소(PXa)로 입사된 광(La0) 중에서 제1 색 변환 패턴(240a)의 제1 파장 시프트 물질(242a)에 의해 색 변환되지 않고 제1 베이스 수지(241a)를 그대로 투과한 상기 제3 색의 광(La3)은 제3 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광을 흡수하는 제1 파장 대역 필터(230)에 의해 흡수되어 제1 화소(PXa)에서 시인되지 않을 수 있다.
마찬가지로, 광원부(20)로부터 제공된 광 중 제1 절연 기판(110) 또는 제2 절연 기판(210) 표면에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 진행하는 광의 적어도 일부는 표시 패널(10)의 제2 화소(PXb)로 입사될 수 있다. 제2 화소(PXb)로 입사된 광(Lb0)은 제1 편광 소자(180), 제1 절연 기판(110), 액정층(300), 캡핑층(223), 제2 편광 소자(280), 제2 보호층(222), 제2 오버코팅층(262), 배리어층(270), 제1 오버코팅층(261), 제2 파장 대역 필터(250), 제2 파장 시프트 물질(242b)을 포함하는 제2 색 변환 패턴(240b), 제1 파장 대역 필터(230), 제1 보호층(221) 및 제2 절연 기판(210)을 순차적으로 투과할 수 있다.
구체적으로, 광원부(20)로부터 제공되어 제2 화소(PXb)로 입사된 광(Lb0)은 제1 편광 소자(180), 제1 절연 기판(110), 액정층(300), 캡핑층(223), 제2 편광 소자(280), 제2 보호층(222), 제2 오버코팅층(262), 배리어층(270), 제1 오버코팅층(261) 및 제2 파장 대역 필터(250)를 투과한 후 상기 제3 색을 그대로 유지하고 있을 수 있다.
그 다음, 제2 파장 대역 필터(250)를 투과한 광의 피크 파장은 제2 색 변환 패턴(240b)의 제2 파장 시프트 물질(242b)에 의해 제2 색의 피크 파장으로 시프트되어 파장 변환된 후 여러 방향으로 방출될 수 있다. 제2 파장 시프트 물질(242b)에 의해 방출된 광(Lb1, Lb2)은 제1 파장 대역 필터(230)를 그대로 투과하여 제2 화소(PXb)의 제2 색 표시에 기여할 수 있다. 예를 들어 상기 제2 색은 약 530nm 내지 650nm 범위에서 피크 파장을 갖는 녹색일 수 있다. 또한 광원부(20)로부터 제공되어 제2 화소(PXb)로 입사된 광(Lb0) 중에서 제2 색 변환 패턴(240b)의 제2 파장 시프트 물질(242b)에 의해 색 변환되지 않고 제2 베이스 수지(241b)를 그대로 투과한 상기 제3 색의 광(Lb3)은 제1 파장 대역 필터(230)에 의해 흡수되어 제2 화소(PXb)에서 시인되지 않을 수 있다.
한편, 광원부(20)로부터 제공된 광 중 제1 절연 기판(110) 또는 제2 절연 기판(210) 표면에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 진행하는 광의 적어도 일부는 표시 패널(10)의 제3 화소(PXc)로 입사될 수 있다. 제3 화소(PXc)로 입사된 광(Lc0)은 제1 편광 소자(180), 제1 절연 기판(110), 액정층(300), 캡핑층(223), 제2 편광 소자(280), 제2 보호층(222), 제2 오버코팅층(262), 배리어층(270), 제1 오버코팅층(261), 제2 파장 대역 필터(250), 투광 패턴(240c), 제1 보호층(221) 및 제2 절연 기판(210)을 순차적으로 투과할 수 있다.
구체적으로, 광원부(20)로부터 제공되어 제3 화소(PXc)로 입사된 광(Lc0)은 실질적인 색 변환 없이 투광 패턴(240c)을 투과하여 제3 화소(PXc)의 제3 색 표시에 기여할 수 있다. 또, 투광 패턴(240c)의 광 산란 입자(242c)는 투광 패턴(240c)을 투과하는 광을 산란시킴으로써 측면 시인성을 보다 개선할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 다만, 전술한 일 실시예에 따른 표시 장치(1)와 실질적으로 동일한 구성에 대한 설명은 생략하며 이는 첨부된 도면으로부터 통상의 기술자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다. 도면 상 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 임의의 화소들을 나타낸 단면도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(2)는 제1 파장 대역 필터가 제1-1 파장 대역 필터(231a) 및 제1-2 파장 대역 필터(231b)를 포함하되, 제1-1 파장 대역 필터(231a)는 제1 화소(PXa)에 배치되고 제1-2 파장 대역 필터(231b)는 제2 화소(PXb)에 배치된 점이 도 1의 실시예에 따른 표시 장치(1)와 상이한 점이다.
제1-1 파장 대역 필터(231a) 및 제1-2 파장 대역 필터(231b)는 각각 특정 파장 대역의 광은 투과시키고, 다른 특정 파장 대역의 광은 차단하여 투과광의 일부 파장 대역만을 선택적으로 투과시키는 파장-선택적 광학 필터일 수 있다. 제1-1 파장 대역 필터(231a) 및 제1-2 파장 대역 필터(231b)는 모두 유기 재료로 이루어질 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1-1 파장 대역 필터(231a)는 제1 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 투과시키고 제2 색의 피크 파장 및 제3 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 흡수하는 컬러 필터일 수 있다. 또, 제1-2 파장 대역 필터(231b)는 제2 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 투과시키고 제1 색의 피크 파장 및 제3 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 흡수하는 컬러 필터일 수 있다. 상기 제1 색은 약 610nm 내지 650nm 범위에서 피크 파장을 갖는 적색이고, 상기 제2 색은 약 530nm 내지 570nm 범위에서 피크 파장을 갖는 녹색일 수 있다.
제1-1 파장 대역 필터(231a)와 제1-2 파장 대역 필터(231b)는 서로 이격 배치될 수 있다. 또, 제1-1 파장 대역 필터(231a) 상에는 제1 색 변환 패턴(240a)이 배치되고 제1-2 파장 대역 필터(231b) 상에는 제2 색 변환 패턴(240b)이 배치될 수 있다. 제1-1 파장 대역 필터(231a)는 제2 색 변환 패턴(240b) 및 투광 패턴(240c)과 중첩하지 않고, 제1-2 파장 대역 필터(231b)는 제1 색 변환 패턴(240a) 및 투광 패턴(240c)과 중첩하지 않을 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 임의의 화소들을 나타낸 단면도이다. 도 6은 도 5의 B 영역을 확대하여 나타낸 단면도이다. 도 7은 도 5의 표시 장치 내부에서의 광 경로를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(3)는 제1 파장 대역 필터(232)가 무기 재료로 이루어진 하나 이상의 층을 포함하여 이루어지는 점이 도 1의 실시예에 따른 표시 장치(1)와 상이한 점이다.
예시적인 실시예에서, 제1 파장 대역 필터(232)는 특정 파장 대역의 광은 투과시키고, 다른 특정 파장 대역의 광은 차단하여 투과광의 일부 파장 대역만을 선택적으로 투과시키는 파장-선택적 광학 필터이다.
예시적인 실시예에서, 제1 파장 대역 필터(232)는 광원부(20)가 제공하는 제3 색의 피크 파장보다 긴 피크 파장을 갖는 광을 선택적으로 투과시키고, 제3 색의 광은 반사할 수 있다. 예컨대, 제1 파장 대역 필터(232)는 상기 제1 색의 피크 파장 및/또는 상기 제2 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 투과시키고, 상기 제3 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 반사하는 파장-선택적 투과/반사층일 수 있다.
제1 파장 대역 필터(232)는 무기 재료로 이루어진 하나 이상의 층을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 파장 대역 필터(232)는 서로 교번적으로 적층된 복수의 저굴절층(232a)과 복수의 고굴절층(232b)을 포함하여 이루어질 수 있다. 저굴절층(232a)과 고굴절층(232b)의 재료, 각 층의 두께와 두께 차이 및 각 층의 굴절률과 굴절률 차이 등을 통해 제1 파장 대역 필터(232)는 투과 파장 대역과 반사 파장 대역을 제어할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
예시적인 실시예에서, 제1 파장 대역 필터(232)는 서로 교번적으로 적층된 질화 규소(SiNx)층과 산화 규소(SiOx)층을 포함하여 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 저굴절층(232a)은 산화 규소(SiOx) 등의 규소 산화물로 이루어지고, 고굴절층(232b)은 산화 티타늄(TiOx), 산화 탄탈럼(TaOx), 산화 하프늄(HfOx) 또는 산화 지르코늄(ZrOx) 등의 금속 산화물로 이루어질 수 있다. 제1 파장 대역 필터(232)는 제1 보호층(221) 상에 직접 배치되며 제1 화소(PXa) 및 제2 화소(PXb)에 걸쳐 일체로 형성될 수 있다. 반면 제3 화소(PXc)에는 배치되지 않을 수 있다. 제1 파장 대역 필터(232)는 제1 보호층(221) 표면을 따라 실질적으로 일정한 두께를 가지고 형성될 수 있다.
한편, 광원부(20)로부터 제공된 광 중 제1 절연 기판(110) 또는 제2 절연 기판(210) 표면에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 진행하는 광의 적어도 일부는 표시 패널(10)의 제1 화소(PXa) 또는 제2 화소(PXb)로 입사될 수 있다.
제1 화소(PXa)로 입사된 광을 예로 하여 설명하면, 제1 화소(PXa)로 입사된 광(La0)은 제1 편광 소자(180), 제1 절연 기판(110), 액정층(300), 캡핑층(223), 제2 편광 소자(280), 무기 재료로 이루어진 제2 보호층(222), 유기 재료로 이루어진 제2 오버코팅층(262), 무기 재료로 이루어진 배리어층(270), 유기 재료로 이루어진 제1 오버코팅층(261), 무기 재료로 이루어진 하나 이상의 층을 포함하여 이루어진 제2 파장 대역 필터(250), 제1 파장 시프트 물질(242a)을 포함하는 제1 색 변환 패턴(240a), 무기 재료로 이루어진 하나 이상의 층을 포함하여 이루어진 제1 파장 대역 필터(232), 무기 재료로 이루어진 제1 보호층(221) 및 제2 절연 기판(210)을 순차적으로 투과할 수 있다.
구체적으로, 광원부(20)로부터 제공되어 제1 화소(PXa)로 입사된 광(La0)의 피크 파장(즉, 제3 색의 피크 파장)은 제1 색 변환 패턴(240a)의 제1 파장 시프트 물질(242a)에 의해 제1 색의 피크 파장으로 시프트되어 파장 변환된 후 여러 방향으로 방출될 수 있다. 제1 파장 시프트 물질(242a)에 의해 방출된 광(La1, La2)은 제1 파장 대역 필터(232)를 그대로 투과하여 제1 화소(PXa)의 제1 색 표시에 기여할 수 있다.
또 광원부(20)로부터 제공되어 제1 화소(PXa)로 입사된 광(La0) 중에서 제1 색 변환 패턴(240a)의 제1 파장 시프트 물질(242a)에 의해 색 변환되지 않고 제1 베이스 수지(241a)를 그대로 투과한 상기 제3 색의 광(La3)은 제1 파장 대역 필터(232)에 의해 제1 절연 기판(110) 측(도면상 하측)으로 반사되어 진행할 수 있다. 그리고 제1 파장 대역 필터(232)에 의해 반사된 제3 색의 광(La3)이 제1 절연 기판(110) 측으로 진행하는 과정에서 상기 반사된 광(La3)의 피크 파장은 제1 파장 시프트 물질(242a)에 의해 제1 색의 피크 파장으로 시프트되어 방출될 수 있다. 또, 제1 파장 시프트 물질(242a)이 방출한 광은 제1 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광을 반사하는 제2 파장 대역 필터(250)에 의해 제2 절연 기판(210) 측, 즉 시청자 측으로 다시 반사되어 제1 화소(PXa)의 제1 색 표시에 기여할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 임의의 화소들을 나타낸 단면도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(4)는 제2 보호층이 생략된 점이 도 1의 실시예에 따른 표시 장치(1)와 상이한 점이다.
제2 편광 소자(280)는 제2 오버코팅층(262) 상에 직접 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 편광 소자(280)는 제2 오버코팅층(262) 상에 직접 배치되는 선 격자 패턴을 포함하여 이루어진 반사형 편광 소자일 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 임의의 화소들을 나타낸 단면도이다. 도 10는 도 9의 C 영역을 확대하여 나타낸 확대도이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(5)는 제2 편광 소자(281)의 선 격자 패턴이 도전성 재료로 이루어진 제1 선 격자 패턴층(281a) 및 절연성 재료로 이루어진 제2 선 격자 패턴층(281b)을 포함하는 점이 도 1의 실시예에 따른 표시 장치(1)와 상이한 점이다.
예시적인 실시예에서, 제1 선 격자 패턴층(281a)은 제2 보호층(222) 상에 직접 배치될 수 있다. 제1 선 격자 패턴층(281a)을 형성할 수 있는 도전성 재료의 예로는 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni) 또는 이들의 합금 등을 들 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 선 격자 패턴층(281a)은 도전성 재료로 이루어진 복수의 패턴층의 적층 구조일 수 있다.
또, 제2 선 격자 패턴층(281b)은 제1 선 격자 패턴층(281a) 상에 직접 배치될 수 있다. 제2 선 격자 패턴층(281b)은 제1 선 격자 패턴층(281a)에 상응하는 패턴 형상을 가질 수 있다. 제2 선 격자 패턴층(281b)의 높이는 제1 선 격자 패턴층(281a)의 높이보다 작을 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 선 격자 패턴층(281b)을 형성할 수 있는 절연성 재료의 예로는 질화 규소 또는 산화 규소 등을 들 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 선 격자 패턴층(281b)은 절연성 재료로 이루어진 복수의 패턴층의 적층 구조일 수 있다.
제2 선 격자 패턴층(281b) 상에는 캡핑층(223)이 배치될 수 있다. 캡핑층(223)은 제2 편광 소자(281) 상에, 구체적으로 절연성 재료로 이루어진 제2 선 격자 패턴층(281b) 상에 직접 배치되어 제2 편광 소자(281)를 커버 및 보호할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 11 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 단계별로 나타낸 단면도들이다.
우선 도 11을 참조하면, 제2 절연 기판(210) 상에 제1 파장 대역 필터(230), 색 변환 패턴(240a, 240b), 투광 패턴(240c) 및 제2 파장 대역 필터(250)를 형성한다.
제1 파장 대역 필터(230)는 감광성을 갖는 유기 재료를 노광 및 현상하여 특정 화소 내에만 배치되도록 패터닝할 수 있다. 제1 파장 대역 필터(230)가 무기 재료로 이루어진 하나 이상의 층을 갖는 다른 실시예에서, 제1 파장 대역 필터(230)는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 등의 방법을 이용해 무기 재료를 증착시켜 형성될 수도 있다.
그 다음 투광 패턴(240c), 제1 색 변환 패턴(240a) 및 제2 색 변환 패턴(240b)을 형성한다. 투광 패턴(240c)은 광 산란 입자(242c)를 포함하는 감광성 유기 재료를 노광 및 현상하여 패터닝할 수 있다. 또, 제1 색 변환 패턴(240a) 및 제2 색 변환 패턴(240b)은 파장 시프트 물질(242a, 242b)을 포함하는 감광성 유기 재료를 노광 및 현상하여 패터닝할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 색 변환 패턴(240a) 및/또는 제2 색 변환 패턴(240b)이 컬러 필터인 다른 실시예에서, 제1 색 변환 패턴(240a) 및/또는 제2 색 변환 패턴(240b)은 안료 또는 염료가 분산 용해된 감광성 유기 재료를 노광 및 현상하여 패터닝할 수 있다. 제1 색 변환 패턴(240a) 및 제2 색 변환 패턴(240b)의 최대 두께는 약 6㎛ 이상 7㎛ 이하이고, 투광 패턴(240c)의 최대 두께는 약 7㎛ 이상 8㎛ 이하일 수 있다.
그 다음 제1 색 변환 패턴(240a), 제2 색 변환 패턴(240b) 및 투광 패턴(240c) 상에 제2 파장 대역 필터(250)를 형성한다. 제2 파장 대역 필터(250)는 화학 기상 증착 등의 방법을 이용해 무기 재료를 증착시켜 형성될 수 있다. 제2 파장 대역 필터(250)가 복수의 층을 포함하여 이루어지는 경우 각 층의 재료, 굴절률 및 증착 두께 등을 통해 제2 파장 대역 필터(250)의 투과 파장 대역과 반사 파장 대역을 제어할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이어서 도 12를 참조하면, 제2 파장 대역 필터(250) 상에 제1 오버코팅층(261)을 형성한다. 제1 오버코팅층(261)을 형성하는 단계는 제1 오버코팅용 조성물을 도포하는 단계 및 제1 오버코팅용 조성물을 경화하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제1 오버코팅용 조성물은 유기 재료, 예컨대 열 경화성 수지 재료를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 제1 오버코팅용 조성물을 경화하는 단계는 약 180℃ 이하의 온도에서 약 20분 내지 35분, 또는 약 30분 동안 경화하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 오버코팅용 조성물을 180℃ 이하의 온도에서 경화할 경우, 기 형성된 제1 색 변환 패턴(240a) 및 제2 색 변환 패턴(240b) 내 파장 시프트 물질(242a, 242b)의 변성 또는 손상을 방지할 수 있다.
이어서 도 13을 참조하면, 제1 오버코팅층(261) 상에 배리어층(270)을 형성한다. 배리어층(270)을 형성하는 단계는 화학 기상 증착 등의 방법을 이용해 제1 오버코팅층(261) 상에 배리어층 형성 물질을 직접 증착하는 단계를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 배리어층 형성 물질은 규소, 질소 또는 산소 중 하나 이상을 포함하고 배리어층(270)은 절연성 무기 재료로 이루어진 하나 이상의 층을 포함하여 이루어질 수 있다. 또, 제1 오버코팅층(261) 상에 배리어층 형성 물질을 증착하는 단계는 약 200℃ 이하의 온도에서 증착하는 단계를 포함할 수 있다. 배리어층(270)을 200℃ 이하의 온도에서 증착할 경우, 파장 시프트 물질(242a, 242b)의 변성 또는 손상을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라 기 형성된 제1 오버코팅층(261)의 리플로우(reflow)를 억제할 수 있어 높은 평탄화도를 유지할 수 있다.
이어서 도 14를 참조하면, 배리어층(270) 상에 제2 오버코팅층(262)을 형성한다. 제2 오버코팅층(262)을 형성하는 단계는 제2 오버코팅용 조성물을 도포하는 단계 및 제2 오버코팅용 조성물을 경화하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제2 오버코팅용 조성물은 유기 재료, 예컨대 열 경화성 수지 재료 또는 광 경화성 수지 재료를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제2 오버코팅용 조성물은 열 경화성 수지 재료를 포함하고, 제2 오버코팅용 조성물을 경화하는 단계는 약 180℃ 이하의 온도에서 약 20분 내지 35분, 또는 약 30분 동안 경화하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 오버코팅용 조성물을 180℃ 이하의 온도에서 경화할 경우 파장 시프트 물질(242a, 242b)의 변성 또는 손상을 방지할 수 있다. 또한 제1 오버코팅층(261)과 배리어층(270) 사이의 계면에서의 스트레스를 최소화하여 우수한 평탄화도를 유지할 수 있다.
다른 실시예에서, 제2 오버코팅용 조성물은 광 경화성 수지 재료를 포함하고, 제2 오버코팅용 조성물을 경화하는 단계는 광을 조사하여 제2 오버코팅용 조성물을 경화하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 오버코팅용 조성물을 광 경화성 수지 재료로 구성하여 광 경화할 경우 제1 오버코팅층(261)과 배리어층(270) 사이의 계면에서의 스트레스를 최소화할 수 있다. 또, 제1 오버코팅층(261)과 제2 오버코팅층(262)을 포함하는 상기 오버코팅층들이 평탄화 특성과 리플로우 억제 특성을 동시에 갖도록 복합적인 기능을 부여할 수 있다.
이어서 도 15를 참조하면, 제2 오버코팅층(262) 상에 제2 보호층(222), 제2 편광 소자(280), 캡핑층(223), 공통 전극(290) 및 제2 액정 배향층(295)을 형성하여 상부 표시판(200)을 준비한다. 상기 각 구성요소에 대해서는 도 1 등과 함께 상세하게 설명한 바 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
이어서 도 16을 참조하면, 제1 절연 기판(110), 스위칭 소자(115), 화소 전극(190), 제1 액정 배향층(195) 및 제1 편광 소자(180)를 포함하는 하부 표시판(100)을 준비하고, 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 액정층(300)을 개재하여 표시 패널(10)을 준비한다.
하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 액정층(300)을 위치시키는 방법은 예를 들어, 실링 부재(미도시)를 이용하여 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)을 합착한 후 액정(301)을 포함하는 액정 조성물을 주입하거나, 또는 하부 표시판(100) 또는 상부 표시판(200) 상에 액정(301)을 포함하는 액정 조성물을 적하한 후 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200)을 합착하는 방법 등을 예시할 수 있다. 그 다음 표시 패널(10)에 광을 제공하도록 표시 패널(10) 상에 광원부(20)를 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치의 제조 방법은 상대적으로 높은 단차를 형성하는 제1 색 변환 패턴(240a), 제2 색 변환 패턴(240b) 및 투광 패턴(240c) 상에 제1 오버코팅층(261) 및 제2 오버코팅층(262)을 배치하여 높은 평탄화도를 구현할 수 있다.
뿐만 아니라, 제1 오버코팅층(261)과 제2 오버코팅층(262)을 순차적으로 경화하되, 파장 시프트 물질(242a, 242b)의 손상 또는 변성을 방지하기 위해 제2 오버코팅층(262)을 약 180℃ 이하의 저온에서 경화할 경우 제1 오버코팅층(261) 내부에서 발생하는 가스의 아웃 개싱(outgasing) 및/또는 제1 오버코팅층(261) 내 잔류 용매의 확산에 의해 제2 오버코팅층(262) 표면 프로파일(profile)이 영향을 받는 불량이 발생할 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 표시 장치의 제조 방법은 제1 오버코팅층(261)을 형성하고 제1 오버코팅층(261) 상에 직접 배리어층(270)을 형성한 후 제2 오버코팅층(262)을 형성함으로써 제2 오버코팅층(262) 표면이 더욱 우수한 평탄화도를 갖도록 할 수 있다.
이하 실험예를 참조하여 본 발명의 효과에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
<제조예>
글라스 재질의 기판 상에 감광성 유기 재료를 이용하여 약 7㎛ 두께(정상부 두께)로 패턴을 형성하였다. 패턴의 평균 폭(width)는 약 100㎛이고 인접한 패턴 간의 평균 이격 거리는 약 5㎛였다.
그 다음 상기 패턴 상에 아크릴계 수지 조성물을 도포한 후 180℃에서 경화하여 제1 오버코팅층을 형성하였다. 그 다음 화학 기상 증착법을 이용하여 제1 오버코팅층 표면에 두께 0.1㎛의 질화 규소막(배리어층)을 형성하였다. 그 다음 질화 규소막 상에 아크릴계 수지 조성물을 도포한 후 180℃에서 경화하여 제2 오버코팅층을 형성하였다. 경화 후의 제2 오버코팅층의 평균 두께는 약 1㎛였다. 그리고 간섭계(interferometer)를 이용하여 글라스 기판 상에 형성된 패턴, 제1 오버코팅층 및 제2 오버코팅층의 표면 높이 프로파일을 측정하였고 그 결과를 도 17에 나타내었다.
<비교예>
글라스 재질의 기판 상에 감광성 유기 재료를 이용하여 약 7㎛ 두께(정상부 두께)로 패턴을 형성하였다. 패턴의 평균 폭(width)는 약 100㎛이고 인접한 패턴 간의 평균 이격 거리는 약 5㎛였다.
그 다음 상기 패턴 상에 아크릴계 수지 조성물을 도포한 후 180℃에서 경화하여 제1 오버코팅층을 형성하였다. 그 다음 제1 오버코팅층 상에 아크릴계 수지 조성물을 도포한 후 180℃에서 경화하여 제2 오버코팅층을 형성하였다. 경화 후의 제2 오버코팅층의 평균 두께는 약 1㎛였다. 그리고 간섭계(interferometer)를 이용하여 글라스 기판 상에 형성된 패턴, 제1 오버코팅층 및 제2 오버코팅층의 표면 높이 프로파일을 측정하였고 그 결과를 도 18에 나타내었다.
도 17은 제조예에 따라 제조된 기판의 높이 프로파일을 측정한 결과이고, 도 18은 비교예에 따라 제조된 기판의 높이 프로파일을 측정한 결과이다.
우선 도 17을 참조하면, 제조예에 따라 제1 오버코팅층, 배리어층 및 제2 오버코팅층을 이용하여 7㎛ 두께의 패턴 상부를 평탄화한 경우, 7㎛ 두께 패턴 상부를 1차적으로 평탄화하는 제1 오버코팅층 표면의 평균 단차는 약 80nm 내지 100nm 수준이나, 제2 오버코팅층 표면의 평균 단차는 약 30nm 이하 수준인 것을 확인할 수 있다. 즉, 제1 오버코팅층 상부의 배리어층과 제2 오버코팅층은 2차적인 평탄화 효과를 갖는 것을 알 수 있다.
도 18을 참조하면, 비교예에 따라 제1 오버코팅층 및 제2 오버코팅층을 이용하여 7㎛ 두께의 패턴 상부를 평탄화한 경우, 7㎛ 두께 패턴 상부를 1차적으로 평탄화하는 제1 오버코팅층 표면의 평균 단차는 약 80nm 내지 100nm 수준으로 상기 제조예와 비슷한 정도이나, 제2 오버코팅층 표면의 평균 단차는 약 70nm 수준인 것을 확인할 수 있다. 즉, 제1 오버코팅층 상부의 제2 오버코팅층은 평탄화 기능을 거의 수행하지 못하는 것을 알 수 있다. 특히 인접한 7㎛ 두께 패턴 사이에 형성된 골부와 대응되는 위치에 제2 오버코팅층 표면이 솟아오르는 현상이 발생하는 것을 알 수 있다.
다시 말해서, 상기 실험예를 통해 제1 오버코팅층과 제2 오버코팅층 사이에 무기 재료로 이루어진 배리어층을 개재할 경우 제2 오버코팅층 표면의 평탄화 특성을 극대화할 수 있는 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
221: 제1 보호층
222: 제2 보호층
223: 캡핑층
230: 제1 파장 대역 필터
240a: 제1 색 변환 패턴
240b: 제2 색 변환 패턴
240c: 투광 패턴
250: 제2 파장 대역 필터
261: 제1 오버코팅층
262: 제2 오버코팅층
270: 배리어층

Claims (20)

  1. 제1 색을 표현하는 제1 화소, 및 상기 제1 색보다 짧은 피크 파장을 갖는 제2 색을 표현하고 상기 제1 화소와 인접 배치된 제2 화소가 정의된 표시 장치로서,
    제1 절연 기판;
    상기 제1 절연 기판 상에 배치되고 상기 제1 화소 내에 배치되는 색 변환 패턴으로서, 상기 색 변환 패턴으로 입사되는 광의 색을 상기 제1 색으로 변환시켜 출사하는 색 변환 패턴;
    상기 색 변환 패턴 상에 배치되는 제1 오버코팅층;
    상기 제1 오버코팅층 상에 배치되고 무기 재료로 이루어진 배리어층;
    상기 배리어층 상에 배치되고 유기 재료로 이루어진 제2 오버코팅층; 및
    상기 제2 오버코팅층 상에 위치하는 제2 절연 기판을 포함하되,
    상기 제1 오버코팅층은 상기 색 변환 패턴에 대향하며, 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소 중 적어도 어느 하나에 배치되는 불규칙한 그루브를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 오버코팅층은 유기 재료로 이루어지고,
    상기 배리어층은 절연성 무기 재료로 이루어진 표시 장치.
  3. 제1 색을 표현하는 제1 화소, 및 상기 제1 색보다 짧은 피크 파장을 갖는 제2 색을 표현하고 상기 제1 화소와 인접 배치된 제2 화소가 정의된 표시 장치로서,
    제1 절연 기판;
    상기 제1 절연 기판 상에 배치되고 상기 제1 화소 내에 배치되는 색 변환 패턴으로서, 상기 색 변환 패턴으로 입사되는 광의 색을 상기 제1 색으로 변환시켜 출사하는 색 변환 패턴;
    상기 색 변환 패턴 상에 배치되는 제1 오버코팅층;
    상기 제1 오버코팅층 상에 배치되고 무기 재료로 이루어진 배리어층;
    상기 배리어층 상에 배치되고 유기 재료로 이루어진 제2 오버코팅층; 및
    상기 제2 오버코팅층 상에 위치하는 제2 절연 기판을 포함하되,
    상기 제1 오버코팅층은 유기 재료로 이루어지고,
    상기 배리어층은 절연성 무기 재료로 이루어지며,
    상기 제1 오버코팅층과 상기 배리어층은 상기 제1 화소 내에서 전면에 걸쳐 맞닿아 접하고,
    상기 배리어층과 상기 제2 오버코팅층은 상기 제1 화소 내에서 전면에 걸쳐 맞닿아 접하는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 절연 기판과 상기 제2 오버코팅층 사이에 배치된 액정층;
    상기 액정층과 상기 제2 절연 기판 사이에 배치된 스위칭 소자;
    상기 제2 오버코팅층과 상기 액정층 사이에 배치되는 반사형 편광 소자; 및
    상기 제2 절연 기판 상에 배치되고 상기 제2 색의 광을 제공하는 광원부를 더 포함하는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 오버코팅층과 상기 반사형 편광 소자 사이에 배치되고, 상기 제2 오버코팅층 및 상기 반사형 편광 소자와 맞닿아 접하며, 절연성 무기 재료로 이루어진 제1 보호층;
    상기 반사형 편광 소자와 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 반사형 편광 소자 상에 직접 배치되어 상기 반사형 편광 소자를 커버하는 캡핑층;
    상기 캡핑층과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 캡핑층 상에 직접 배치되는 투명 전극; 및
    상기 투명 전극과 상기 액정층 사이에 배치되고, 상기 투명 전극 상에 직접 배치된 액정 배향층을 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반사형 편광 소자는,
    상기 제1 보호층 상에 직접 배치되고 도전성 재료로 이루어진 제1 선 격자 패턴층, 및
    상기 제1 선격자 패턴층 상에 직접 배치되고, 상기 제1 선 격자 패턴층에 상응하는 형상이며, 절연성 재료로 이루어진 제2 선 격자 패턴층을 포함하는 표시 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 오버코팅층과 상기 배리어층 사이의 계면은 불규칙한 그루브를 가지고,
    상기 배리어층은 상기 제1 오버코팅층의 표면을 따라 일정한 두께로 형성되는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 오버코팅층의 최소 두께는 상기 제2 오버코팅층의 최대 두께보다 크고,
    상기 제2 오버코팅층의 최소 두께는 상기 배리어층의 최대 두께보다 큰 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 오버코팅층과 상기 제2 오버코팅층은 서로 상이한 유기 재료로 이루어진 표시 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 색 변환 패턴과 상기 제1 오버코팅층 사이에 배치되고, 상기 색 변환 패턴 및 상기 제1 오버코팅층과 맞닿아 접하는 제1 파장 대역 필터를 더 포함하되,
    상기 제1 파장 대역 필터는 상기 제2 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 투과시키고, 상기 제1 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 반사하는 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 파장 대역 필터는 서로 교번적으로 적층된 복수의 저굴절층 및 복수의 고굴절층을 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 파장 대역 필터는 상기 색 변환 패턴의 외측면을 따라 일정한 두께로 형성된 표시 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 절연 기판과 상기 제1 파장 대역 필터 사이에 배치되고 상기 제2 화소 내에 배치되는 투광 패턴을 더 포함하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    서로 인접한 상기 색 변환 패턴의 측벽과 상기 투광 패턴의 측벽은 이격 대향하는 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 색 변환 패턴은 제1 베이스 수지, 및 상기 제1 베이스 수지에 분산되고 입사광의 피크 파장을 상기 제1 색의 피크 파장으로 시프트시키는 파장 시프트 물질을 포함하고,
    상기 투광 패턴은 제2 베이스 수지, 및 상기 제2 베이스 수지에 분산된 광 산란 입자를 포함하며,
    상기 투광 패턴의 최대 두께는 상기 색 변환 패턴의 최대 두께보다 큰 표시 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 절연 기판과 상기 색 변환 패턴 사이에 배치되고, 상기 색 변환 패턴과 맞닿아 접하는 제2 파장 대역 필터를 더 포함하되,
    상기 제2 파장 대역 필터는 상기 제1 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 투과시키고, 상기 제2 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 반사하거나 흡수하며,
    상기 제2 파장 대역 필터는 상기 색 변환 패턴과 중첩하되 상기 투광 패턴과 중첩하지 않는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 표시 장치에는, 상기 제2 색보다 긴 피크 파장을 갖고 상기 제1 색과 상이한 피크 파장을 갖는 제3 색을 표현하고 상기 제1 화소와 인접 배치된 제3 화소가 더 정의되고,
    상기 제2 파장 대역 필터는 상기 제1 화소 및 상기 제3 화소에 걸쳐 일체로 형성되는 표시 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 절연 기판과 상기 제2 파장 대역 필터 사이에 배치되고, 상기 색 변환 패턴 및 상기 투광 패턴과 동시에 중첩하도록 배치된 차광 부재; 및
    상기 차광 부재와 상기 제2 파장 대역 필터 사이, 및 상기 차광 부재와 상기 투광 패턴 사이에 배치되고, 상기 차광 부재, 상기 제2 파장 대역 필터 및 상기 투광 패턴과 맞닿아 접하며, 절연성 무기 재료로 이루어진 제2 보호막을 더 포함하되,
    상기 색 변환 패턴과 상기 투광 패턴은 상기 차광 부재 상에서 이격된 표시 장치.
  19. 제1 절연 기판과 상기 제1 절연 기판 상에 배치된 색 변환 패턴을 포함하는 제1 표시판, 및 제2 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 상에 배치된 스위칭 소자를 포함하고 상기 제1 표시판과 대향하는 제2 표시판을 포함하는 표시 패널로서, 제1 색을 표현하는 화소가 정의된 표시 패널; 및
    상기 표시 패널에 상기 제1 색보다 짧은 피크 파장을 갖는 제2 색의 광을 제공하는 광원부를 포함하는 표시 장치로서,
    상기 제2 절연 기판 표면에 대해 수직한 방향으로 진행하는 광의 적어도 일부는,
    제1 유기층, 무기층, 제2 유기층, 제1 파장 대역 필터, 상기 색 변환 패턴 및 제2 파장 대역 필터를 순차적으로 투과하여 상기 제1 색을 표현하되,
    상기 제1 파장 대역 필터는 상기 제1 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 반사하고 상기 제2 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 투과시키며,
    상기 색 변환 패턴은 입사광의 색을 상기 제1 색으로 변환시켜 출사하고,
    상기 제2 파장 대역 필터는 상기 제1 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 투과시키고 상기 제2 색의 피크 파장을 포함하는 파장 대역의 광은 흡수 또는 반사하는, 표시 장치.
  20. 절연 기판 상에 파장 시프트 물질을 포함하는 색 변환 패턴을 형성하는 단계;
    상기 색 변환 패턴 상에 제1 오버코팅층을 형성하는 단계;
    상기 제1 오버코팅층 상에 배리어층을 형성하는 단계; 및
    상기 배리어층 상에 제2 오버코팅층을 형성하는 단계; 를 포함하되,
    상기 제1 오버코팅층을 형성하는 단계는,
    상기 색 변환 패턴 상에 제1 오버코팅용 조성물을 도포하는 단계, 및
    상기 제1 오버코팅용 조성물을 180℃ 이하의 온도에서 경화하는 단계를 포함하고,
    상기 배리어층을 형성하는 단계는,
    200℃ 이하의 온도에서 상기 제1 오버코팅층 상에 배리어층 형성 물질을 증착하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 오버코팅층을 형성하는 단계는,
    상기 배리어층 상에 제2 오버코팅용 조성물을 도포하는 단계, 및
    상기 제2 오버코팅용 조성물을 180℃ 이하의 온도에서 경화하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
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