KR102412879B1 - 색 변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널은 제조 과정 중 사용되는 마스크의 수를 줄여 제조 비용을 절감할 수 있으며, 제1 투과 영역, 제2 투과 영역 및 제3 투과 영역을 포함하는 컬러 베이스 기판; 컬러 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 투과 영역, 제2 투과 영역 및 제3 투과 영역을 정의하는 차광층; 제1 투과 영역 및 제2 투과 영역에 배치된 제1 컬러 필터; 제1 컬러 필터 상에서 제1 투과 영역에 배치된 제1 색 변환층; 제1 컬러 필터 상에서 제2 투과 영역에 배치된 제2 색 변환층; 및 제1 투과 영역, 제2 투과 영역 및 제3 투과 영역에 배치된 제2 컬러 필터;를 포함하고, 제1 색 변환층 및 제2 색 변환층은 제1 컬러 필터과 제2 컬러 필터 사이에 배치된다.

Description

색 변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치{COLOR CONVERSION SUBSTRATE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 색 변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 색 변환층을 갖는 색 변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치(organic light emitting display device)는 빛을 방출하는 유기 발광 소자(organic light emitting diode)를 가지고 화상을 표시하는 자발광형 표시장치다. 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비전력, 높은 휘도 및 높은 반응속도 등의 특성을 가지므로 현재 표시 장치로 주목받고 있다.
최근, 기존에 사용되는 컬러 필터를 색 변환층으로 대체한 색 변환 패널 및표시 장치가 연구되고 있다.
본 발명의 일 실시예는 색 변환 패널의 제조 과정 중 사용되는 마스크의 수를 줄여 제조 비용을 절감할 수 있는 색 변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널은, 제1 투과 영역, 제2 투과 영역및 제3 투과 영역을 포함하는 컬러 베이스 기판; 컬러 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 투과 영역, 제2 투과 영역 및 제3 투과 영역을 정의하는 차광층; 제1 투과 영역 및 제2 투과 영역에 배치된 제1 컬러 필터; 제1 컬러 필터 상에서 제1 투과 영역에 배치된 제1 색 변환층; 제1 컬러 필터 상에서 제2 투과 영역에 배치된 제2 색 변환층; 및 제1 투과 영역, 제2 투과 영역 및 제3 투과 영역에 배치된 제2 컬러 필터를 포함하고, 제1 색 변환층 및 제2 색 변환층은 제1 컬러 필터과 제2 컬러 필터 사이에 배치된다.
제1 컬러 필터는 황색 염료 및 회색 염료를 포함할 수 있다.
제2 컬러 필터는 컬러 베이스 기판의 전면에 배치될 수 있다.
제2 컬러 필터는 제1 투과 영역 및 제2 투과 영역과 제3 투과 영역에서 서로 다른 높이를 가질 수 있다.
제2 컬러 필터는 제3 투과 영역보다 제1 투과 영역 및 제2 투과 영역에서 더 큰 높이를 가질 수 있다.
제2 컬러 필터는 제1 투과 영역, 제2 투과 영역 및 제3 투과 영역에서 실질적으로 동일한 높이를 가질 수 있다.
제2 컬러 필터 상에 배치된 투과층을 더 포함할 수 있다.
투과층은 산란체를 포함할 수 있다.
투과층은 제1 투과 영역 및 제2 투과 영역과 제3 투과 영역에서 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
투과층은 제3 투과 영역보다 제1 투과 영역 및 제2 투과 영역에서 더 작은 두께를 가질 수 있다.
투과층은 제1 투과 영역, 제2 투과 영역 및 제3 투과 영역에서 실질적으로 동일한 두께를 가질 수 있다.
컬러 베이스 기판의 일면 상에 배치된 황색광 흡수층을 더 포함할 수 있다.
황색광 흡수층은 컬러 베이스 기판과 제2 컬러 필터 사이에 배치될 수 있다.
제1 컬러 필터는 황색광 흡수 물질을 포함할 수 있다.
제2 컬러 필터는 청색 컬러 필터일 수 있다.
제1 색 변환층은 적색 퀀텀 닷(Quantum dot) 또는 적색 퀀텀 로드(Quantum rod)를 포함하고, 제2 색 변환층은 녹색 퀀텀 닷(Quantum dot) 또는 녹색 퀀텀 로드(Quantum rod)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 화소를 포함하는 표시 패널; 및 제1 투과 영역, 제2 투과 영역 및 제3 투과 영역을 포함하는 색 변환 패널;을 포함하고, 색 변환 패널은, 컬러 베이스 기판; 컬러 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 투과 영역, 제2 투과 영역 및 제3 투과 영역을 정의하는 차광층; 제1 투과 영역 및 제2 투과 영역에 배치된 제1 컬러 필터;제1 컬러 필터 상에서 제1 투과 영역에 배치된 제1 색 변환층; 제1 컬러 필터 상에서 제2 투과 영역에 배치된 제2 색 변환층; 및 제1 투과 영역, 제2 투과 영역 및 제3 투과 영역에 배치된 제2 컬러 필터;를 포함하고, 표시 패널은, 제1 전극, 유기 발광층, 제2 전극을 포함하는 유기 발광 소자;를 포함하고, 제1 색 변환층 및 제2 색 변환층은 제1 컬러 필터와 제2 컬러 필터 사이에 배치되고, 제1 색 변환층 및 제2 색 변환층 각각은 제1 전극, 유기 발광층 및 제2 전극과 중첩한다.
제1 컬러 필터는 황색 염료 및 회색 염료를 포함할 수 있다.
제2 컬러 필터는 컬러 베이스 기판의 전면에 배치될 수 있다.
제2 컬러 필터 상에 배치된 투과층을 더 포함할 수 있다.
투과층은 산란체를 포함할 수 있다.
컬러 베이스 기판의 일면 상에 배치된 황색광 흡수층을 더 포함할 수 있다.
황색광 흡수층은 컬러 베이스 기판과 제2 컬러 필터 사이에 배치될 수 있다.
제1 컬러 필터는 황색광 흡수 물질을 포함할 수 있다.
제2 컬러 필터는 청색 컬러 필터일 수 있다.
제1 색 변환층은 적색 퀀텀 닷(Quantum dot) 또는 적색 퀀텀 로드(Quantum rod)를 포함하고, 제2 색 변환층은 녹색 퀀텀 닷(Quantum dot) 또는 녹색 퀀텀 로드(Quantum rod)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 색 변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치는 제조 과정 중 사용되는 마스크의 수를 줄여 제조 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 단면도이다.
도 2 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 제조 공정도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 단면도이다.
도 12 내지 도 18은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 제조 공정도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 화소의 평면도이다.
도 20은 도 19의 I-I`을 따라 자른 단면도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 평면도이다.
도 22는 도 21의 II-II`, III-III` 및 IV-IV`을 따라 자른 단면도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
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 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널은 컬러 베이스 기판(211), 차광층(220), 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241), 제2 색 변환층(242), 제2 컬러 필터(232), 투과층(250) 및 황색광 흡수층(260)을 포함한다.
컬러 베이스 기판(211)은 유리, 플라스틱, 수정 등의 절연성 물질로 형성될 수 있다. 컬러 베이스 기판(211)은 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성, 방수성 등이 우수한 재료들 중에서 선택될 수 있다.
컬러 베이스 기판(211)은 차광층(220)이 배치되는 차광 영역(BA)　및 차광 영역(BA)에 의해 정의되는 제1　내지 제3　투과 영역(TA1-TA3)을 포함한다.　예를 들어,　제1　내지 제3　투과 영역(TA1-TA3)은 각각 차광층(220)에 의해 둘러싸인 영역으로 정의될 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)은 각각 후술할 하나의 화소에 대응될 수 있다.
도시되지 않았지만, 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)은 각각 평면상에서 서로 다른 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 투과 영역(TA1, TA2)은 제3 투과 영역(TA3)보다 평면상에서 더 큰 면적을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)에 배치된 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241), 제2 색 변환층(242) 및 제2 컬러 필터(232)의 각각의 투과율에 차이가 있음에도 불구하고, 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3) 각각의 면적이 다르기 때문에, 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3) 각각의 투과율이 균일할 수 있다.
차광층(220)은 후술할 유기 발광 소자로부터 방출되는 광을 차단하고, 이에 따라, 차광층(220)은 차광 영역(BA) 및 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)이 정의할 수 있다.
차광층(220)은 비감광성 유기 물질로 이루어질 수 있다. 이때, 차광층(220)는 현상액에 용해 가능한 물질을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 차광층(220)는 감광성 유기 물질로 이루어질 수도 있다.
차광층(220)은 제2 컬러 필터(232) 및 투과층(250)과 중첩할 수 있고, 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241), 제2 색 변환층(242) 및 황색광 흡수층(260)과 적어도 일부 중첩할 수 있다.
제1 컬러 필터(231)는 차광층(220)을 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 컬러 필터(231)는 제1 투과 영역(TA1) 및 제2 투과 영역(TA2)에서 차광층(220)을 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에 배치될 수 있다. 이때, 제1 컬러 필터(231)는 차광층(220)과 적어도 일부 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 컬러 필터(231)는 유기 물질로 이루어지며, 황색 염료 및 회색 염료를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 컬러 필터(231)는 황색 염료 및 회색 염료를 포함하여, 제1 컬러 필터(231)는 500nm 내지 700nm의 파장을 갖는 광의 30% 내지 90%의 투과율을 가질 수 있다. 이때, 제1 컬러 필터(231)의 회색 염료는 1중량% 내지 20중량%를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 컬러 필터(231)는 황색광 흡수 물질을 포함할 수 있고, 이때, 후술할 황색광 흡수층(260)이 생략될 수 있다.
제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)은 제1 컬러 필터(231) 상에 배치된다. 구체적으로, 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)은 제1 컬러 필터(231)과 후술할 제2 컬러 필터(232) 사이에 배치되고, 제1 색 변환층(241)은 제1 투과 영역(TA1)에서 제1 컬러 필터(231) 상에 배치되고, 제2 색 변환층(242)은 제2 투과 영역(TA2)에서 제1 컬러 필터(231) 상에 배치된다. 이때, 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)은 파장 변환 입자(미도시)를 각각 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 색 변환층(241)은 2중량% 내지 15중량%의 파장 변환 입자를 포함하고, 제2 색 변환층(242)은 2중량% 내지 15중량%의 파장 변환 입자를 포함할 수 있다. 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)은 서로 다른 중량%의 파장 변환 입자를 포함할 수 있다.
파장 변환 입자는 양자 점(Quantum dot) 입자를 포함할 수 있다. 양자 점 입자는 광의 파장을 변환하여 특정 파장의 광을 방출한다. 양자 점 입자의 크기에 따라 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)으로부터 각각 방출되는 광의 파장이 달라진다. 다시 말하여, 양자 점의 직경에 따라 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)으로부터 각각 다른 색 파장을 가진 광이 방출된다.
양자 점 입자는 2nm 이상 10nm 이하의 직경을 가질 수 있다. 일반적으로, 양자 점 입자가 작은 직경을 가지면 방출되는 빛의 파장이 짧아져 청색 계열의 광이 발생되며, 양자 점의 크기가 커지면 방출되는 빛의 파장이 길어져 적색 계열의 광이 발생된다. 예를 들어, 10nm의 직경을 갖는 양자 점 입자는 적색광을 방출하며, 7nm의 직경을 갖는 양자 점 입자는 녹색광을 방출하며, 그리고 5nm의 직경을 갖는 양자 점 입자는 청색광을 방출할 수 있다.
양자 점 입자는 일반적인 형광 염료에 비해 높은 흡광계수(extinction coefficient) 및 높은 양자효율(quantum yield)을 가져, 매우 강한 형광을 발생한다. 특히, 양자 점 입자는 짧은 파장의 빛을 흡수하여 더 긴 파장의 광 방출할 수 있다.
양자 점 입자는 코어 나노 결정 및 코어 나노 결정을 둘러싸는 껍질 나노 결정을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 또한, 양자 점 입자는 껍질 나노 결정에 결합되는 유기 리간드를 포함할 수 있고, 껍질 나노 결정을 둘러싸는 유기 코팅층을 포함할 수도 있다.
껍질 나노 결정은 두 층 이상으로 형성될 수 있다. 껍질 나노 결정은 코어 나노 결정의 표면에 배치된다.
양자 점 입자는 Ⅱ족 화합물 반도체, Ⅲ족 화합물 반도체, Ⅴ족 화합물 반도체 및 VI족 화합물 반도체 중에서 적어도 한가지 물질을 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 양자 점 입자를 구성하는 코어 나노 결정은 PbSe, InAs, PbS, CdSe, InGaP, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 껍질 나노 결정은 CuZnS, CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 코어 나노 결정이 CdSe를 포함하고, 양자 점 입자의 직경이 1nm이상 3nm이하 일 때 청색광을 발생시킬 수 있고, 양자 점 입자의 직경이 3nm이상 5nm이하 일 경우 녹색광을 발생시킬 수 있고, 양자 점 입자의 직경이 7nm이상 10nm이하 일 경우 적색광을 발생시킬 수 있다.
양자 점 입자는 화학적 습식방법에 의해 형성될 수 있다. 화학적 습식방법은 유기용매에 전구체 물질을 넣어 입자를 성장시키는 방법이다.
이와 달리, 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)은 전술된 양자 점 입자 대신 양자 막대(quantum rod) 입자를 포함할 수도 있다.
제1 색 변환층(241)은 유기 발광 소자로부터 입사된 청색광의 파장을 변환하여 적색 파장을 가진 광을 방출하고, 제2 색 변환층(242)은 유기 발광 소자로부터 입사된 청색광의 파장을 변환하여 녹색 광을 방출할 수 있다. 구체적으로, 제1 색 변환층(241)은 적색 파장 변환 입자를 포함하여 유기 발광 소자로부터 입사된 청색광을 적색 파장을 갖는 광으로 변환한다. 적색 파장을 갖는 광은 620nm이상 750nm이하의 파장을 가질 수 있다. 또한, 제2 색 변환층(242)은 녹색 파장 변환 입자를 포함하여 유기 발광 소자로부터 입사된 청색광을 녹색 파장을 갖는 광으로 변환한다. 녹색 파장을 갖는 광은 495nm이상 570nm이하의 파장을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 색 변환층(241)이 배치된 제1 투과 영역(TA1)은 후술할 적색 화소에 대응될 수 있고, 제2 색 변환층(242)이 배치된 제2 투과 영역(TA2)은 후술할 녹색 화소에 대응될 수 있다.
제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)은 실질적으로 동일한 두께를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)의 각 투과율에 따라 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)은 서로 다른 두께를 가질 수도 있다.
제2 컬러 필터(232)는 차광층(220), 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)을 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에 배치된다. 구체적으로, 제2 컬러 필터(232)는 제1 투과 영역(TA1), 제2 투과 영역(TA2) 및 제3 투과 영역(TA3)에서 차광층(220), 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)를 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에 배치된다. 이때, 제2 컬러 필터(232)는 차광층(220), 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)를 포함하는 컬러 베이스 기판(211)의 전면(全面)에 배치된다. 이에 따라, 제2 컬러 필터(232)는 차광층(220)과 중첩한다.
제2 컬러 필터(232)의 높이를 컬러 베이스 기판(211)으로부터 제2 컬러 필터(232)의 상면까지의 높이로 정의할 때, 제2 컬러 필터(232)는 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)에서 서로 다른 높이를 가질 수 있다. 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 컬러 필터(232)는 제3 투과 영역(TA3)보다 제1 투과 영역(TA1) 및 제2 투과 영역(TA2)에서 더 큰 높이를 갖는다.
제2 컬러 필터(232)는 유기 물질로 이루어지며, 청색 염료를 포함한다. 다시 말해서, 제2 컬러 필터(232)는 청색 컬러 필터이다.
투과층(250)은 광이 투과될 수 있는 투명한 재료로 이루어질 수 있다. 파장 변환 입자를 포함하지 않는다. 투과층(250)을 통과하는 광은 파장이 변하지 않는다. 구체적으로, 투과층(250)은 유기 발광 소자로부터 입사된 광의 파장을 변환하지 않는다.
투과층(250)의 두께를 투과층(250)의 하면으로부터 투과층(250)의 상면까지의 높이로 정의할 때, 투과층(250)은 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)에서 각각 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 투과층(250)은 제3 투과 영역(TA3)보다 제1 투과 영역(TA1) 및 제2 투과 영역(TA2)에서 더 작은 두께를 갖는다.
투과층(250)은 유기 발광 소자로부터 입사된 광이 산란될 수 있도록 산란체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 투과층(250)은 실리카(Silica), 산화 티타늄(TiO2), 산화 지르코늄(ZrO2), 아크릴비드, 스티렌-아크릴비드, 멜라민 비드, 폴리스틸렌(Polystyrene), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate), 폴리우레탄, 폴리카보네이트 비드, 폴리염화비닐 비드, 실리콘계 입자로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차광층(220), 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241), 제2 색 변환층(242), 제2 컬러 필터(232) 및 투과층(250)이 형성된 컬러 베이스 기판(211)의 표면을 상면이라고 정의하고, 컬러 베이스 기판(211)의 상면과 대향하는 표면을 하면이라고 정의할 때, 황색광 흡수층(260)은 컬러 베이스 기판(211)의 하면에 배치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 황색광 흡수층(260)은 컬러 베이스 기판(211) 하면의 전면에 배치될 수 있고, 황색광 흡수층(260)은 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 황색광 흡수층(260)은 제3 투과 영역(TA3)에 배치되지 않고, 제1 투과 영역(TA1) 및 제2 투과 영역(TA2)에 배치될 수도 있다.
황색광 흡수층(260)은 황색광 흡수 물질을 포함할 수 있다. 황색광 흡수 물질은 제1 컬러 필터(231)를 투과한 광 중 500nm내지 800nm의 파장을 갖는 황색광을 흡수한다. 이에 따라, 황색광 흡수층(260)은 외광에 의해 반사되는 황색광의 투과율을 감소시켜, 외광에 의해 반사된 광이 옐로이쉬(Yellowish)되는 것을 방지하여 뉴트럴 블랙(neutral black)을 구현할 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 외광에 의한 반사를 줄이기 위해 색 변환 패널 상에 편광층이 배치될 수도 있다.
이하, 도 2 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 제조 공정에 대해 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 제조 공정도이다.
도 2를 참조하면, 컬러 베이스 기판(211)을 준비한다.
도 3을 참조하면, 컬러 베이스 기판(211) 상에 차광층(220)을 배치한다. 구체적으로, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통해 패터닝(patterning)하여 차광층(220)을 형성한다. 즉, 컬러 베이스 기판(211) 상에 차광층(220)의 재료가 되는 물질을 도포한 후, 마스크를 통해 노광하고 현상하여 차광층(220)을 형성한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 임프린팅(imprinting) 공정을 통해 패터닝하여 차광층(220)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 전술한 바와 같이, 차광층(220)에 의해 제1 투과 영역(TA1), 제2 투과 영역(TA2) 및 제3 투과 영역(TA3)이 정의된다.
도 4를 참조하면, 차광층(220)을 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에서 제1 투과 영역(TA1) 및 제2 투과 영역(TA2)에 제1 컬러 필터(231)를 형성한다. 구체적으로, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통해 패터닝하여 제1 컬러 필터(231)를 형성한다. 즉, 차광층(220)을 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에 제1 컬러 필터(231)의 재료가 되는 물질을 도포한 후, 마스크를 통해 노광하고 현상하여 제1 컬러 필터(231)를 형성한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 임프린팅(imprinting) 공정 등과 같은 패터닝 공정을 통해 제1 컬러 필터(231)를 형성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 컬러 필터(231) 상에서 제1 투과 영역(TA1)에 제1 색 변환층(241)을 형성한다. 구체적으로, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통해 패터닝하여 제1 색 변환층(241)을 형성한다. 즉, 차광층(220) 및 제1 컬러 필터(231)를 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에 제1 색 변환층(241)의 재료가 되는 물질을 도포한 후, 마스크를 통해 노광하고 현상하여 제1 색 변환층(241)을 형성한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 임프린팅(imprinting) 공정 등과 같은 패터닝 공정을 통해 제1 색 변환층(241)을 형성할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 컬러 필터(231) 상에서 제2 투과 영역(TA2)에 제2 색 변환층(242)을 형성한다. 이때, 제2 색 변환층(242)은 제1 색 변환층(241)과 서로 이격되어 배치될 수 있다. 구체적으로, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통해 패터닝하여 제2 색 변환층(242)을 형성한다. 즉, 차광층(220) 및 제1 컬러 필터(231)를 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에 제2 색 변환층(242)의 재료가 되는 물질을 도포한 후, 마스크를 통해 노광하고 현상하여 제2 색 변환층(242)을 형성한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 임프린팅(imprinting) 공정 등과 같은 패터닝 공정을 통해 제2 색 변환층(242)을 형성할 수 있다.
도 7을 참조하면, 차광층(220), 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)을 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에 제2 컬러 필터(232)의 재료를 도포하여 제2 컬러 필터(232)를 형성한다. 이때, 제2 컬러 필터(232)의 재료는 차광층(220), 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)를 포함하는 컬러 베이스 기판(211)의 전면에 도포된다. 이에 따라, 별도의 포토리소그래피(photolithography) 공정이 생략될 수 있어 제조 비용이 절감될 수 있다.
제2 컬러 필터(232)는 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)에서 각각 서로 다른 높이로 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 컬러 필터(232)는 제3 투과 영역(TA3)보다 제1 투과 영역(TA1) 및 제2 투과 영역(TA2)에서 더 큰 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 차광층(220), 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241), 제2 색 변환층(242) 및 제2 컬러 필터(232)를 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에 투과층(250)을 형성할 수 있다. 이때, 투과층(250)은 차광층(220), 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241), 제2 색 변환층(242) 및 제2 컬러 필터(232)를 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에 전면에 도포될 수 있다.
도 9를 참조하면, 컬러 베이스 기판(211)의 하면에 황색광 흡수층(260)을 형성한다. 이때, 컬러 베이스 기판(211) 하면의 전면에 황색광 흡수층(260)이 도포될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 황색광 흡수층(260)은 차광층(220), 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241), 제2 색 변환층(242), 제2 컬러 필터(232) 및 투과층(250)이 형성되기 전에 컬러 베이스 기판(211)의 일면에 형성될 수 있다.
이하, 도 10을 참조하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색 변환 패널에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색 변환 패널에 관한 설명 가운데 본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널에 관한 설명과 중복되는 내용은 생략한다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 단면도이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 제2 컬러 필터(232)는 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)에서 실질적으로 동일한 높이를 가질 수 있다. 구체적으로, 제2 컬러 필터(232)는 컬러 베이스 기판(211)의 상면으로부터 제2 컬러 필터(232)의 상면까지 동일한 높이를 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 투과층(250)은 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)에서 실질적으로 동일한 두께를 가질 수 있다. 산란체를 포함하는 투과층(250)이 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)에서 균일한 두께를 갖기 때문에, 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)에서 산란체가 균일하게 분포할 수 있다.
이하, 도 11을 참조하여, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 색 변환 패널에 대해 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 단면도이다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 황색광 흡수층(260)은 컬러 베이스 기판(211)과 제2 컬러 필터(232) 사이에 배치된다. 구체적으로, 황색광 흡수층(260)은 차광층(220)을 포함하는 컬러 베이스 기판(211)과 제1 컬러 필터(231) 및 제2 컬러 필터(232) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 황색광 흡수층(260)은 컬러 베이스 기판(211)의 상면에 배치된다.
도 11을 참조하면, 황색광 흡수층(260)은 컬러 베이스 기판(211) 상면의 전면에 배치될 수 있고, 황색광 흡수층(260)은 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 황색광 흡수층(260)은 제3 투과 영역(TA3)에 배치되지 않고, 제1 투과 영역(TA1) 및 제2 투과 영역(TA2)에 배치될 수도 있다.
이하, 도 12 내지 도 18을 참조하여, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 제조 공정에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 제조 공정에 관한 설명 가운데 본 발명의 일 실시예 및 다른 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 제조 공정에 관한 설명과 중복되는 내용은 생략한다.
도 12 내지 도 18은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 제조 공정도이다.
도 12를 참조하면, 컬러 베이스 기판(211) 상에 차광층(220)을 형성한다. 구체적으로, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통해 패터닝(patterning)하여 차광층(220)을 형성한다.
도 13을 참조하면, 차광층(220)을 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에 황색광 흡수층(260)을 형성할 수 있다. 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 황색광 흡수층(260)은 차광층(220)을 포함하는 컬러 베이스 기판(211)의 상면의 전면에 황색광 흡수층(260)을 형성할 수 있다. 즉, 황색광 흡수층(260)은 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)에 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 황색광 흡수층(260)은 제3 투과 영역(TA3)에 배치되지 않고, 제1 투과 영역(TA1) 및 제2 투과 영역(TA2)에 형성될 수도 있다.
도 14를 참조하면, 차광층(220) 및 황색광 흡수층(260)을 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에서 제1 투과 영역(TA1) 및 제2 투과 영역(TA2)에 제1 컬러 필터(231)를 형성한다. 구체적으로, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통해 패터닝하여 제1 컬러 필터(231)를 형성한다.
도 15를 참조하면, 제1 컬러 필터(231) 상에서 제1 투과 영역(TA1)에 제1 색 변환층(241)을 형성한다. 구체적으로, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통해 패터닝하여 제1 색 변환층(241)을 형성한다.
도 16을 참조하면, 제1 컬러 필터(231) 상에서 제2 투과 영역(TA2)에 제2 색 변환층(242)을 형성한다. 이때, 제2 색 변환층(242)은 제1 색 변환층(241)과 서로 이격되어 배치될 수 있다. 구체적으로, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통해 패터닝하여 제2 색 변환층(242)을 형성한다.
도 17을 참조하면, 차광층(220), 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241),제2 색 변환층(242) 및 황색광 흡수층(260)을 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에 제2 컬러 필터(232)의 재료를 도포하여 제2 컬러 필터(232)를 형성한다. 이때, 제2 컬러 필터(232)의 재료는 차광층(220), 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241) 및 제2 색 변환층(242)를 포함하는 컬러 베이스 기판(211)의 전면에 도포된다. 이에 따라, 별도의 포토리소그래피(photolithography) 공정이 생략될 수 있어 제조 비용이 절감될 수 있다.
제2 컬러 필터(232)는 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)에서 각각 서로 다른 높이로 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 17에 도시된 바와 같이, 제2 컬러 필터(232)는 제3 투과 영역(TA3)보다 제1 투과 영역(TA1) 및 제2 투과 영역(TA2)에서 더 큰 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
도 18을 참조하면, 차광층(220), 황색광 흡수층(260), 제1 컬러 필터(231), 제1 색 변환층(241), 제2 색 변환층(242) 및 제2 컬러 필터(232)를 포함하는 컬러 베이스 기판(211) 상에 투과층(250)을 형성할 수 있다. 이때, 투과층(250)은 산란체(미도시)를 포함하는 레진(resin)일 수 있다.
도 19 내지 도 22를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 화소의 평면도이고, 도 20은 도 19의 I-I`을 따라 자른 단면도이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시기판(110) 및 색 변환 패널(210)으로 이루어질 수 있다.
표시 패널은 게이트 라인(SL), 데이터 라인(DL), 전원 신호 라인(DVL), 스위칭 트랜지스터(TFT1), 구동 박막 트랜지스터(TFT2), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기 발광 소자(OLED)를 포함한다.
게이트 라인(SL)은 표시 베이스 기판(111) 상에 배치되어 게이트 신호를 전송하고, 데이터 라인(DL)은 게이트 라인(SL)과 절연되어 표시 베이스 기판(111) 상에 배치되어 데이터 신호를 전송한다. 게이트 라인(SL)은 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있고, 데이터 라인(DL)은 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다.
스위칭 트랜지스터(TFT1)는 게이트 라인(SL) 및 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결된다. 스위칭 트랜지스터(TFT1)는 게이트 라인(SL)을 통해 게이트 신호를 제공받고, 스위칭 트랜지스터(TFT1)는 데이터 라인(DL)을 통해 데이터 신호를 제공받는다.
스위칭 트랜지스터(TFT1)는 제1 반도체층(SM1), 제1 게이트 전극(GE1), 제1 소스 전극(SE1) 및 제1 드레인 전극(DE1)을 포함한다.
제1 반도체층(SM1)은 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(SM1) 은 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 반도체층(SM1)은 IGZO, ZnO, SnO2, In2O3, Zn2SnO4, Ge2O3 및 HfO2와 같은 산화물 반도체(oxide semiconductor)를 포함할 수도 있다. 또는, 제1 반도체층(SM1)은 GsAs, GaP 및 InP와 같은 화합물 반도체(compound semiconductor) 또는 비정질 실리콘(amorphous silicon)을 포함할 수 있다.
제1 게이트 전극(GE1)은 게이트 라인(SL)과 연결되어 제1 반도체층(SM1)과 중첩된다. 또한, 제1 소스 전극(SE1)은 데이터 라인(DL)과 연결되어 제1 반도체층(SM1)의 소스 영역과 콘택되고, 제1 드레인 전극(DE1)은 제1 반도체층(SM1)의 드레인 영역과 콘택되어 스토리지 커패시터(CST)와 연결된다.
스토리지 커패시터(CST)는 제1 스토리지 전극(CE1) 및 제2 스토리지 전극(CE2)을 포함하고, 제1 및 제2 스토리지 전극들(CE1, CE2)은 서로 중첩된다. 제1 스토리지 전극(CE1)은 제1 비아홀(VH1)을 통해 제1 드레인 전극(DE1)과 연결된다. 또한, 도시되지는 않았으나, 제1 및 제2 스토리지 전극들(CE1, CE2) 사이에는 게이트 절연막(L1) 및 중간 절연막(L2) 중 적어도 어느 하나가 개재될 수 있다.
제1 스토리지 전극(CE1)은 제1 드레인 전극(DE1)과 연결되고, 제2 스토리지 전극(CE2)은 전원 신호 라인(DVL)과 연결된다. 따라서, 스토리지 커패시터(CST)는 스위칭 트랜지스터(TFT1)로부터 수신된 데이터 신호에 대응하는 전압 및 구동 신호 라인(DVL)으로부터 수신된 전원 신호에 대응하는 전압 차이에 대응하는 전하량을 충전하고, 충전된 전하량은 스위칭 트랜지스터(TFT1)가 턴-오프 되는 동안에 구동 박막 트랜지스터(TFT2)로 전달될 수 있다.
구동 박막 트랜지스터(TFT2)는 스위칭 트랜지스터(TFT1), 전원 신호 라인(DVL) 및 유기 발광 소자(OLED)와 연결되고, 구동 박막 트랜지스터(TFT2)는 전원 신호 라인(DVL)으로부터 유기 발광 소자(OLED)로 전달되는 전원 신호를 스위칭한다.
구동 박막 트랜지스터(TFT2)는 제2 반도체층(SM2), 제2 게이트 전극(GE2), 제2 소스 전극(SE2), 및 제2 드레인 전극(DE2)을 포함한다. 제2 게이트 전극(GE2)은 제1 스토리지 전극(CE1)을 통해 제1 드레인 전극(DE1)과 연결되고, 제2 소스 전극(SE2)은 전원 신호 라인(DVL)과 연결된다. 또한, 제2 드레인 전극(DE2)은 커버 절연막(L3)에 정의된 제2 비아홀(VH2)을 통해 유기 발광 소자(OLED)와 연결된다.
게이트 절연막(L1)은 제2 반도체층(SM2)을 커버하고, 중간 절연막(L2)은 게이트 절연막(L1) 상에 배치되어 제2 게이트 전극(GE2)을 커버한다. 커버 절연막(L3)은 중간 절연막(L2) 상에 배치되어 제2 소스 전극(SE2) 및 제2 드레인 전극(DE2)을 커버한다.
유기 발광 소자(OLED)는 구동 박막 트랜지스터(TFT2)을 통해 제공되는 전원 신호에 응답하여 발광한다. 유기 발광 소자(OLED)는 제1 전극(AN), 정공 제어층(HTR), 유기 발광층(EML), 전자 제어층(ETR) 및 제2 전극(CE)을 포함한다.
제1 전극(AN)은 커버 절연막(L3) 상에 배치되고, 제1 전극(AN)은 커버 절연막(L3)을 관통하는 제2 비아홀(VH2)을 통해 제2 드레인 전극(DE2)과 연결된다.
제1 전극(AN)은 반사형 전극일 수 있고, 이 경우에 제1 전극(AN)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir 및 Cr와 같은 금속을 포함하는 금속층일 수 있다. 또는, 제1 전극(AN)은 금속층 상에 적층된 금속 산화물층을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(AN)은 ITO/Mg 또는 ITO/MgF의 2층 구조 또는 ITO/Ag/ITO와 같은 다중층의 구조를 가질 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 제1 전극(AN) 상에 배치된다. 화소 정의막(PDL)에 의해 개구부가 정의되고, 유기 발광층(EML)은 화소 정의막(PDL)의 개구부를 통해 제1 전극(AN)과 접촉될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 후술할 화소를 정의한다. 구체적으로, 화소는 화소 정의막(PDL)에 의해 정의되는 개구부에 배치된 제1 전극(AN), 유기 발광층(EML) 및 제2 전극(CE)이 중첩하는 영역이다.
정공 제어층(HTR)은 정공 주입층 및 정공 수송층을 포함할 수 있고, 다른 실시예에서는 정공 제어층(HTR)은 정공 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
정공 주입층은 정공 주입 물질을 포함할 수 있고, 정공 주입 물질은 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물; DNTPD (N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino) triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS((Polyaniline)/Poly(4-styrenesulfonate) 등을 포함할 수 있다. 다만, 정공 주입 물질의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 주입층은 정공 수송 영역(HTR)의 도전성 향상을 위하여 전하 생성 물질을 더 포함할 수 있다. 전하 생성 물질은 예를 들어 p형 도펀트(dopant)일 수 있고, p형 도펀트는 퀴논(quinone) 유도체, 금속 산화물 및 시아노(cyano)기 함유 화합물 중 하나일 수 있으나, 본 발명이 p형 도펀트의 종류에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 다른 실시예에서는 p형 도펀트는 TCNQ(Tetracyanoquinodimethane) 및 F4-TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-tetracyanoquinodimethane) 등과 같은 퀴논 유도체, 텅스텐 산화물 및 몰리브덴 산화물 등과 같은 금속 산화물 등을 포함할 수도 있다.
정공 수송층은 정공 수송 물질을 포함한다. 정공 수송 물질은 N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌(fluorene)계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPB(N,N'-di(1-naphthyl)-N,N'-diphenylbenzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]) 등을 포함할 수 있다. 다만, 정공 수송층의 재료가 이에 한정되는 것은 아니다.
유기 발광층(EML)은 정공 제어층(HTR) 상에 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유기 발광층(EML)은 청색광을 발광할 수 있다.
표시 장치는 전면 발광(top emission)형 일 수 있다. 따라서, 유기 발광층(EML)으로부터 출사된 청색광은 제2 전극(CE)을 투과한 후에 본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널에 입사될 수 있다.
전자 제어층(ETR)은 전자 수송층 및 전자 주입층이 적층된 구조를 가질 수 있고, 전자 수송층(ETR)에서 전자 주입층이 생략될 수도 있다.
전자 수송층은 전자 수송 물질을 포함한다. 예를 들어, 전자 수송 물질은 Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), TPBi(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tert-butylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene) 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 다만, 전자 수송 물질의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 주입층은 전자 주입 물질을 포함한다. 예를 들어, 전자 주입 물질은 LiF, LiQ (Lithium quinolate), Li2O, BaO, NaCl, CsF, Yb와 같은 란타넘족 금속, 또는 RbCl, RbI와 같은 할로겐화 금속 등을 포함할 수 있다. 다만, 전자 주입 물질의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 전자 주입층은 전자 수송 물질과 절연성의 유기 금속염(organo meta2l salt)이 혼합된 물질을 포함할 수 있고, 유기 금속염은 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 대략 4eV 이상의 물질일 수 있다. 구체적으로, 유기 금속염은 금속 아세테이트(metal acetate), 금속 벤조에이트(metal benzoate), 금속 아세토아세테이트(metal acetoacetate), 금속 아세틸아세토네이트(metal acetylacetonate) 또는 금속 스테아레이트(stearate)를 포함할 수 있다.
제2 전극(CE)은 유기 발광층(EML) 상에 배치된다. 제2 전극(CE)은 반투과성 또는 투과성을 가질 수 있다.
제2 전극(CE)이 반투과성을 갖는 경우에, 제2 전극(CE)의 구성물질은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들의 화합물이나 혼합물, 예를 들어 Ag와 Mg의 혼합물을 포함할 수 있다. 제2 전극(CE)의 두께가 수십 내지 수백 옹스트롬인 경우에, 제2 전극(CE)은 반투과성을 가질 수 있다.
제2 전극(CE)이 투광성을 갖는 경우에, 제2 전극(CE)은 투명한 도전성 산화물(transparent conductive oxide, TCO)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제2 전극(CE)은 WxOx(tungsten oxide), TiO2(Titanium oxide), ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 및 MgO(magnesium oxide)를 포함할 수 있다.
박막 봉지부(TFE)는 제2 전극(CE) 상에 배치되어 유기 발광 소자(OLED)를 밀봉한다. 따라서, 유기 발광 소자(OLED) 측으로 침투될 수 있는 가스 또는 수분이 박막 봉지부(TFE)에 의해 차단된다.
박막 봉지부(TFE)는 무기막 및 무기막 상에 적층된 무기막을 포함할 수 있다. 박막 봉지부(TFE)는 표시 베이스 기판(111)의 두께 방향으로 순차적으로 적층된 제1 무기막(CL1), 제1 유기막(OL1), 및 제2 무기막(CL2)을 포함할 수 있다. 다만, 박막 봉지부(TFE)의 무기막들의 개수 및 유기막들의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 다른 실시예에서는, 박막 봉지부(TFE)는 두 개의 무기막들 및 두 개의 무기막들과 교번하여 배치된 두 개의 유기막들을 포함할 수 있다.
박막 봉지부(TFE)는 제1 및 제2 무기막들(CL1, CL2)의 구조를 이용하여 색 변환 패널로부터 방출된 광을 반사시킬 수 있다. 이에 따라, 박막 봉지부(TFE)에 의해 표시 장치가 영상을 표시하는 데 사용되는 컬러광의 광량을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 차광층(220)은 평면상에서 화소 정의막(PDL)과 중첩하여 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 제1 색 변환층(241)은 제1 전극 전극(AN), 유기 발광층(EML) 및 제2 전극(CE)과 중첩하여 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 20에 도시된 바와 같이, 제1 색 변환층(241)은 제1 전극(AN), 유기 발광층(EML) 및 제2 전극(CE) 모두와 중첩한다.
본 발명이 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 차광층(220)은 화소 정의막(PDL)과 중첩하여 배치될 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이고, 도 22는 도 21의 II-II`, III-III` 및 IV-IV`을 따라 자른 단면도들이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소(PX)는 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 화소(PX1)는 적색 화소이고, 제2 화소(PX2)이고, 제3 화소(PX3)는 청색 화소에 대응될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 내지 제3 투과 영역(TA1-TA3)은 각 화소(PX1, PX2, PX3)에 각각 대응된다. 구체적으로, 제1 투과 영역(TA1)은 제1 화소(PX1)와 대응되고, 제2 투과 영역(TA2)은 제2 화소(PX2)와 대응되고, 제3 투과 영역(TA3)은 제3 화소(PX3)와 대응된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 내지 제3 화소들(PX1, PX2, PX3) 각각은 청색광을 발광하는 유기 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다.
유기 발광층(EML)으로부터 출사된 광은 박막 봉지부(TFE)를 투과하여 색 변환 패널에 입사된다. 구체적으로, 제1 화소(PX1)에서 색 변환 패널에 입사된 광은 제1 투과 영역(TA1)에 배치된 투과층(250), 제2 컬러 필터(232), 제1 색 변환층(241), 제1 컬러 필터(231) 및 황색광 흡수층(260)에 순차적으로 투과 및 변환되고, 제2 화소(PX2)에서 색 변환 패널에 제공된 광은 제2 투과 영역(TA2)에 배치된 투과층(250), 제2 컬러 필터(232), 제2 색 변환층(242), 제1 컬러 필터(231) 및 황색광 흡수층(260)에 순차적으로 투과 및 변환되고, 제3 화소(PX3)에서 색 변환 패널에 제공된 광은 제3 투과 영역(TA3)에 배치된 투과층(250), 제2 컬러 필터(232) 및 황색광 흡수층(260)에 순차적으로 투과 및 변환된다. 즉, 제1 화소(PX1)는 적색 화소이고, 제2 화소(PX2)는 녹색 화소이고, 제3 화소(PX3)는 청색 화소일 수 있다.
이상에서 설명된 표시 장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등예를 포함할 수 있다.
TA1: 제1 투과 영역, TA2: 제2 투과 영역
TA3: 제3 투과 영역, 220: 차광층
231: 제1 컬러 필터 232: 제2 컬러 필터
241: 제1 색 변환층 242: 제2 색 변환층
250: 투과층 260: 황색광 흡수층

Claims (26)

  1. 제1 투과 영역, 제2 투과 영역 및 제3 투과 영역을 포함하는 컬러 베이스 기판;
    상기 컬러 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 제1 투과 영역, 상기 제2 투과 영역 및 상기 제3 투과 영역을 정의하는 차광층;
    상기 제1 투과 영역 및 상기 제2 투과 영역에 배치된 제1 컬러 필터;
    상기 제1 컬러 필터 상에서 상기 제1 투과 영역에 배치된 제1 색 변환층;
    상기 제1 컬러 필터 상에서 상기 제2 투과 영역에 배치된 제2 색 변환층; 및
    상기 제1 투과 영역, 상기 제2 투과 영역 및 상기 제3 투과 영역에 배치된 제2 컬러 필터;를 포함하고,
    상기 제1 색 변환층 및 상기 제2 색 변환층은 상기 제1 컬러 필터와 제2 컬러 필터 사이에 배치된 색 변환 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터는 황색 염료 및 회색 염료를 포함하는 색 변환 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 컬러 필터는 상기 컬러 베이스 기판의 전면에 배치되는 색 변환 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 컬러 필터는 상기 제1 투과 영역 및 상기 제2 투과 영역과 상기 제3 투과 영역에서 서로 다른 높이를 갖는 색 변환 패널.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 컬러 필터는 상기 제3 투과 영역보다 상기 제1 투과 영역 및 상기 제2 투과 영역에서 더 큰 높이를 갖는 색 변환 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 컬러 필터는 상기 제1 투과 영역, 상기 제2 투과 영역 및 상기 제3 투과 영역에서 실질적으로 동일한 높이를 갖는 색 변환 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 컬러 필터 상에 배치된 투과층;을 더 포함하는 색 변환 패널.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 투과층은 산란체를 포함하는 색 변환 패널.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 투과층은 상기 제1 투과 영역 및 상기 제2 투과 영역과 상기 제3 투과 영역에서 서로 다른 두께를 갖는 색 변환 패널.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 투과층은 상기 제3 투과 영역보다 상기 제1 투과 영역 및 상기 제2 투과 영역에서 더 작은 두께를 갖는 색 변환 패널.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 투과층은 상기 제1 투과 영역, 상기 제2 투과 영역 및 상기 제3 투과 영역에서 실질적으로 동일한 두께를 갖는 색 변환 패널.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 컬러 베이스 기판의 일면 상에 배치된 황색광 흡수층;을 더 포함하는 색 변환 패널.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 황색광 흡수층은 상기 컬러 베이스 기판과 상기 제2 컬러 필터 사이에 배치된 색 변환 패널.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터는 황색광 흡수 물질을 포함하는 색 변환 패널.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2 컬러 필터는 청색 컬러 필터인 색 변환 패널.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색 변환층은 적색 퀀텀 닷(Quantum dot) 또는 적색 퀀텀 로드(Quantum rod)를 포함하고,
    상기 제2 색 변환층은 녹색 퀀텀 닷(Quantum dot) 또는 녹색 퀀텀 로드(Quantum rod)를 포함하는 색 변환 패널.
  17. 복수의 화소를 포함하는 표시 패널; 및
    제1 투과 영역, 제2 투과 영역 및 제3 투과 영역을 포함하는 색 변환 패널;을 포함하고,
    상기 색 변환 패널은,
    컬러 베이스 기판;
    상기 컬러 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 제1 투과 영역, 상기 제2 투과 영역 및 상기 제3 투과 영역을 정의하는 차광층;
    상기 제1 투과 영역 및 상기 제2 투과 영역에 배치된 제1 컬러 필터;
    상기 제1 컬러 필터 상에서 상기 제1 투과 영역에 배치된 제1 색 변환층;
    상기 제1 컬러 필터 상에서 상기 제2 투과 영역에 배치된 제2 색 변환층; 및
    상기 제1 투과 영역, 상기 제2 투과 영역 및 상기 제3 투과 영역에 배치된 제2 컬러 필터;를 포함하고,
    상기 표시 패널은,
    제1 전극, 유기 발광층, 제2 전극을 포함하는 유기 발광 소자;를 포함하고,
    상기 제1 색 변환층 및 상기 제2 색 변환층은 상기 제1 컬러 필터과 제2 컬러 필터 사이에 배치되고,
    상기 제1 색 변환층 및 상기 제2 색 변환층 각각은 상기 제1 전극, 상기 유기 발광층 및 제2 전극과 중첩하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터는 황색 염료 및 회색 염료를 포함하는 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제2 컬러 필터는 상기 컬러 베이스 기판의 전면에 배치되는 표시 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제2 컬러 필터 상에 배치된 투과층;을 더 포함하는 표시 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 투과층은 산란체를 포함하는 표시 장치.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 컬러 베이스 기판의 일면 상에 배치된 황색광 흡수층;을 더 포함하는 표시 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 황색광 흡수층은 상기 컬러 베이스 기판과 상기 제2 컬러 필터 사이에 배치된 표시 장치.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터는 황색광 흡수 물질을 포함하는 표시 장치.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 제2 컬러 필터는 청색 컬러 필터인 표시 장치.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 제1 색 변환층은 적색 퀀텀 닷(Quantum dot) 또는 적색 퀀텀 로드(Quantum rod)를 포함하고,
    상기 제2 색 변환층은 녹색 퀀텀 닷(Quantum dot) 또는 녹색 퀀텀 로드(Quantum rod)를 포함하는 표시 장치.
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