KR102534695B1 - 색변환 기판 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

색변환 기판 및 이를 포함하는 표시 장치가 제공된다. 색변환 기판은, 제1색영역, 제2색영역 및 제3색영역이 정의된 베이스 기판; 상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제1색영역에 위치하고 제3색의 광을 차단하는 제1광차단부; 상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제2색영역에 위치하고 상기 제3색의 광을 차단하는 제2광차단부; 상기 제1광차단부 및 상기 제2광차단부 상에 위치하고, 상기 베이스 기판의 일면 상으로 돌출된 복수의 제1광학패턴을 포함하는 제1패턴층; 상기 패턴층 상에 위치하고 상기 제1광차단부와 중첩하고 입사광을 상기 제3색과 다른 제1색의 광으로 변환하는 제1색변환층; 및 상기 제1패턴층 상에 위치하고 상기 제2광차단부와 중첩하고 상기 입사광을 상기 제1색 및 상기 제3색과 다른 제2색의 광으로 변환하는 제2색변환층을 포함한다.

Description

색변환 기판 및 이를 포함하는 표시 장치{COLOR CONVERSION SUBSTRATE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 색변환 기판 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어진다.
전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
하지만, 이러한 액정 표시 장치는 편광판과 색필터에서 광 손실이 발생하기 때문에, 이러한 광 손실을 줄이고 고효율의 액정 표시 장치를 구현하기 위하여 색변환 재료를 포함하는 PL-표시 장치(Photo-Luminescent display device)가 제안되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 출광률의 저하를 방지할 수 있는 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 광변환 효율이 향상된 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 출광률의 저하를 방지할 수 있는 색변환 기판을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 광변환 효율을 향상시킬 수 있는 색변환 기판을 제공하는데 있다.
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 색변환 기판은, 제1색영역, 제2색영역 및 제3색영역이 정의된 베이스 기판; 상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제1색영역에 위치하고 제3색의 광을 차단하는 제1광차단부; 상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제2색영역에 위치하고 상기 제3색의 광을 차단하는 제2광차단부; 상기 제1광차단부 및 상기 제2광차단부 상에 위치하고, 상기 베이스 기판의 일면 상으로 돌출된 복수의 제1광학패턴을 포함하는 제1패턴층; 상기 제1패턴층 상에 위치하고 상기 제1광차단부와 중첩하고 입사광을 상기 제3색과 다른 제1색의 광으로 변환하는 제1색변환층; 및 상기 제1패턴층 상에 위치하고 상기 제2광차단부와 중첩하고 상기 입사광을 상기 제1색 및 상기 제3색과 다른 제2색의 광으로 변환하는 제2색변환층을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 색변환 기판에 있어서, 상기 제1광차단부, 상기 제2광차단부 및 상기 제1패턴층은 서로 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 색변환 기판에 있어서, 상기 제1광차단부는 상기 제1색을 투과시키는 제1색 컬러필터이고, 상기 제2광차단부는 상기 제2색을 투과시키는 제2색 컬러필터이고, 상기 제1패턴층은 상기 제1색 컬러필터와 동일물질로 이루어지고 상기 제1광차단부와 중첩하는 제1부분 및 상기 제2색 컬러필터와 동일 물질로 이루어지고 상기 제2광차단부와 중첩하는 제2부분을 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 색변환 기판에 있어서, 상기 제1패턴층은, 광투과성 유기물질로 이루어질 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 색변환 기판에 있어서, 상기 제1광학패턴의 폭은 0㎛ 초과 5㎛ 이하이고, 상기 제1광학패턴의 높이는 0㎛ 초과 1.5㎛ 이하이고, 상기 복수의 제1광학패턴 중 서로 이웃하는 두개의 제1광학패턴 간 간격은 0㎛ 초과 10㎛ 이하일 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 색변환 기판은, 상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제3색영역에 위치하는 광투과층을 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 색변환 기판은, 상기 광투과층과 상기 베이스 기판의 일면 사이에 위치하고 상기 제3색의 광을 투과시키는 제3색 컬러필터를 더 포함하고, 상기 제1패턴층은 상기 제3색 컬러필터와 중첩하는 부분을 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 색변환 기판은, 상기 광투과층과 상기 베이스 기판의 일면 사이에 위치하고 상기 제3색의 광을 투과시키는 제3색 컬러필터; 및 상기 제3색 컬러필터 상에 위치하고 상기 베이스 기판의 일면 상으로 돌출된 제2광학패턴을 포함하는 제2패턴층; 을 더 포함하고, 상기 제2패턴층은, 상기 제3색 컬러필터와 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 색변환 기판은, 상기 제1색변환층 및 상기 제2색변환층 상에 위치하고, 상기 제3색의 광을 투과시키고 상기 제1색의 광 및 상기 제2색의 광을 반사시키는 이색 반사층; 을 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 색변환 기판에 있어서, 상기 제1색변환층 상에 위치하고 복수의 제2광학패턴을 포함하는 제2패턴층; 및 상기 제2색변환층 상에 위치하고 복수의 제3광학패턴을 포함하는 제3패턴층; 을 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 색변환 기판에 있어서, 상기 제2패턴층은 상기 제1색변환층과 동일한 물질로 이루어지고, 상기 제3패턴층은 상기 제2색변환층과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 색변환 기판에 있어서, 상기 제2패턴층 및 상기 제3패턴층은 광투과성 유기물질로 이루어질 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 색변환 기판에 있어서, 상기 제1색변환층 및 상기 제2색변환층은 양자점을 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 색변환 기판은, 제1색영역, 제2색영역 및 제3색영역이 정의된 베이스 기판; 상기 베이스 기판의 상기 제1색영역 상에 위치하고 입사광을 제1색의 광으로 변환하는 제1색변환층; 상기 베이스 기판의 상기 제2색영역 상에 위치하고 상기 입사광을 상기 제1색과 다른 제2색의 광으로 변환하는 제2색변환층; 상기 제1색변환층 상에 위치하고 상기 베이스 기판의 일면 상측 방향으로 돌출된 제1광학패턴을 포함하는 제1패턴층; 및 상기 제2색변환층 상에 위치하고 상기 베이스 기판의 일면 상측 방향으로 돌출된 제2광학패턴을 포함하는 제2패턴층을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 색변환 기판에 있어서, 상기 제1패턴층은 상기 제1색변환층과 동일한 물질로 이루어지고, 상기 제2패턴층은 상기 제2색변환층과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 색변환 기판에 있어서, 상기 제1패턴층 및 상기 제2패턴층은 각각 광투과성 유기물질로 이루어질 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 제1화소영역, 제2화소영역 및 제3화소영역을 포함하는 표시 기판; 및 상기 표시 기판 상에 위치하는 색변환 기판; 을 포함하고, 상기 색변환 기판은, 베이스 기판과, 상기 표시 기판을 향하는 상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제1화소영역과 중첩하고 제3색의 광을 차단하는 제1광차단부와, 상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제2화소영역과 중첩하고 상기 제3색의 광을 차단하는 제2광차단부와, 상기 제1광차단부 및 상기 제2광차단부 상에 위치하고, 상기 베이스 기판의 일면 상으로 돌출된 복수의 광학패턴을 포함하는 패턴층과, 상기 패턴층 상에 위치하고 상기 제1광차단부와 중첩하고 입사광을 상기 제3색과 다른 제1색의 광으로 변환하는 제1색변환층과, 상기 패턴층 상에 위치하고 상기 제2광차단부와 중첩하고 상기 입사광을 상기 제1색 및 상기 제3색과 다른 제2색의 광으로 변환하는 제2색변환층을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치에 있어서, 상기 색변환 기판은, 상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제3화소영역과 중첩하는 광투과층과, 상기 베이스 기판의 일면과 상기 광투과층 사이에 위치하고 상기 제3색의 광을 투과시키는 제3색 컬러필터를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는, 상기 표시 기판과 상기 색변환 기판 사이에 위치하는 액정층; 및 상기 표시 기판의 하측에 위치하고 상기 제3색의 광을 방출하는 백라이트 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는, 상기 색변환 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 공통전극; 및 상기 공통전극과 상기 색변환 기판 사이에 위치하는 편광층; 을 더 포함하고, 상기 표시 기판은, 상기 제1화소영역, 상기 제2화소영역 및 상기 제3화소영역 각각에 위치하는 화소전극을 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 출광률의 저하를 방지하고 광변환 효율을 향상시킬 수 있는 색변환 기판을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 따르면, 출광률의 저하가 방지되고 광변환 효율이 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 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 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 일 실시예에 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 도 2의 Q부분을 확대한 도면이다.
도 4 및 도 5는 각각 도 3의 변형 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
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 "위(on)"로 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.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
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 평면도, 도 2는 도 1의 X1-X2선을 따라 절단한 일 실시예에 표시 장치의 단면도, 도 3은 도 2의 Q부분을 확대한 도면, 도 4 및 도 5는 각각 도 3의 변형 구조를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(1)는 표시 기판(100) 및 색변환 기판(200)을 포함하며, 표시 기판(100)과 색변환 기판(200) 사이에 위치하는 액정층(LC) 및 표시 기판(100)의 하측에 위치하는 백라이트 유닛(BL)을 더 포함할 수 있다. 또한 표시 장치(1)는 하부 편광층(PL1), 상부 편광층(PL2) 및 공통전극(270)을 더 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(BL)은 표시 기판(100) 및 색변환 기판(200)이 위치하는 방향으로 광(L)을 제공한다. 백라이트 유닛(BL)은 광을 발생시키는 광원 및 광원에서 발생한 광을 전달받아 표시 기판(100) 및 색변환 기판(200)이 위치하는 방향으로 광을 가이드하는 도광판(미도시)을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(BL)은 상기 광원으로서 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함할 수 있으며 일례로써 상기 발광 다이오드는 청색 발광 다이오드일 수 있다. 즉, 백라이트 유닛(BL)이 표시 기판(100)측에 제공하는 광(L)은 청색광일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 백라이트 유닛(BL)은 상기 광원으로서 청색 발광 다이오드 대신 화이트 광원이나 자외선 광원을 포함할 수도 있다. 이하에서는 백라이트 유닛(BL)이 표시 기판(100)에 제공하는 광(L)이 청색광인 경우를 예시로 설명한다.
표시 기판(100)은 액정층(LC)의 액정 분자들을 제어하기 위한 스위칭 소자, 예컨대 박막 트랜지스터들이 형성된 기판일 수 있다.
이하 표시 기판(100)에 대하여 설명한다.
제1베이스 기판(110)은 투명 절연 기판일 수 있다. 제1베이스 기판(110)은 광투과가 가능한 유리, 석영, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 고분자 수지의 예로는 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PA), 폴리아릴레이트(polyarylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethylene terepthalate: PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합을 들 수 있다.
제1베이스 기판(110)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉시블(flexible) 기판일 수 있다. 플렉시블 기판을 이루는 물질의 예로 폴리이미드(PI)를 들 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1베이스 기판(110)에는 복수의 화소영역이 정의될 수 있다. 예시적으로 제1베이스 기판(110)에는 제1화소영역(PA1), 제2화소영역(PA2), 제3화소영역(PA3)이 정의될 수 있다. 각 화소영역에는 하나의 화소를 이루는 구성들이 위치한다. 제1화소영역(PA1), 제2화소영역(PA2) 및 제3화소영역(PA3)은 행 방향을 따라 순차적으로 위치할 수 있다.
제1베이스 기판(110) 상에는 행 방향으로 연장되고 열 방향을 따라 서로 이격된 게이트선(121) 및 게이트선(121)과 연결되고 제1화소영역(PA1), 제2화소영역(PA2) 및 제3화소영역(PA3) 각각에 위치하는 게이트 전극(124)이 배치될 수 있다. 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)상에는 게이트 절연막(140)이 위치하고, 게이트 절연막(140) 위에는 제1화소영역(PA1), 제2화소영역(PA2) 및 제3화소영역(PA3) 각각에 위치하는 반도체층(154)이 배치될 수 있다.
게이트 절연막(140) 상에는 열 방향으로 연장되고, 행 방향을 따라 서로 이격된 데이터선(170), 데이터선(170)에 연결된 소스 전극(173), 소스 전극(173)과 대응하는 드레인 전극(175)이 위치할 수 있다. 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 제1화소영역(PA1), 제2화소영역(PA2) 및 제3화소영역(PA3) 각각에 위치할 수 있다.
데이터선(170) 및 게이트선(121)은 서로 교차하여 상술한 제1화소영역(PA1), 제2화소영역(PA2) 및 제3화소영역(PA3)을 정의할 수 있다.
데이터선(170), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 상에는 층간 절연막(180)이 위치하고, 층간 절연막(180) 상에는 화소전극(190)이 위치할 수 있다. 화소전극(190)은 제1화소영역(PA1), 제2화소영역(PA2) 및 제3화소영역(PA3) 각각에 위치할 수 있다.
화소전극(190)은 층간 절연막(180)에 형성된 컨텍홀(185)을 통해 각 화소영역 내의 드레인 전극(175)과 전기적으로 연결될 수 있다. 화소전극(190)은 ITO, IZO 등과 같은 투명 도전 물질로 이루어질 수 있다.
각 화소영역 내에 위치하는 게이트 전극(124), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 하나의 박막 트랜지스터를 형성할 수 있다.
몇몇 실시예에서 표시 기판(100)의 하면에는 하부 편광층(PL1)이 위치할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예에서 하부 편광층(PL1)은 표시 기판(100) 내에 위치하거나 색변환 기판(200)과 마주보는 표시 기판(100)의 일면 상에 위치할 수도 있다.
이하 색변환 기판(200)에 대해 설명한다.
제2베이스 기판(210)은 제1베이스 기판(110)과 유사하게 투명 절연 기판일 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2베이스 기판(210)은 제1베이스 기판(110)과 동일한 물질을 포함하거나, 제1베이스 기판(110)의 구성 물질로 예시된 물질에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수도 있다.
제2베이스 기판(210)은 제1색영역(CA1), 제2색영역(CA2) 및 제3색영역(CA3)을 포함할 수 있다. 제1색영역(CA1)은 제2베이스 기판(210)의 상측으로 제1색의 광(L1)이 출사되는 영역일 수 있다. 유사하게 제2색영역(CA2)은 제2베이스 기판(210)의 상측으로 상기 제1색과 다른 제2색의 광(L2)이 출사되는 영역일 수 있으며, 제3색영역(CA3)은 제2베이스 기판(210)의 상측으로 상기 제1색 및 상기 제2색과는 다른 제3색의 광(L3)이 출사되는 영역일 수 있다. 몇몇 실시예에서 상기 제1색은 적색이고, 상기 제2색은 녹색이고, 상기 제3색은 청색일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 제1색이 적색이고, 상기 제2색이 녹색이고, 상기 제3색이 청색인 경우를 예시로 설명한다. 제1색영역(CA1)은 제1화소영역(PA1)과 중첩하고, 제2색영역(CA2)은 제2화소영역(PA2)과 중첩하고, 제3색영역(CA3)은 제3화소영역(PA3)과 중첩할 수 있다.
표시 기판(100)을 향하는 제2베이스 기판(210)의 일면 상에는 차광부재(220)가 위치할 수 있다. 차광부재(220)는 제2베이스 기판(210)의 제1색영역(CA1), 제2색영역(CA2) 및 제3색영역(CA3)을 정의할 수 있다. 몇몇 실시예에서 차광부재(220)는 표시 기판(100)의 데이터선(170)과 중첩할 수 있으며, 게이트선(121) 및 상기 박막 트랜지스터와 더 중첩할 수 있다.
제1색영역(CA1)에서 제2베이스 기판(210)의 일면 상에는 제1광차단부(230Y1)가 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1광차단부(230Y1)는 상기 제3색의 광을 차단하는 필터일 수 있다. 예컨대 제1광차단부(230Y1)는 청색광 차단필터일 수 있다. 제1광차단부(230Y1)는 백라이트 유닛(BL)에서 방출된 광(L)이 후술할 제1색변환층(330R)을 통과하여 제1색(예컨대, 적색)을 구현하는 과정에서 혼색이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1광차단부(230Y1)는 황색 색필터일 수 있다. 예시적으로 제1광차단부(230Y1)는 감광성 유기물질로 이루어지고, 황색의 전색제(colorant)를 포함할 수 있다.
제2색영역(CA2)에서 제2베이스 기판(210)의 일면 상에는 제2광차단부(230Y2)가 위치할 수 있다. 제2광차단부(230Y2)는 상기 제3색의 광을 차단하는 필터, 즉 청색광 차단필터일 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2광차단부(230Y2)는 제1광차단부(230Y1)와 동일물질로 이루어질 수 있으며, 제1광차단부(230Y1)와 동시에 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 제2광차단부(230Y2)는 제1광차단부(230Y1)와 일체로 이루어지고, 차광부재(220)의 일부를 덮을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다른 실시예에서 제2광차단부(230Y2)와 제1광차단부(230Y1)는 서로 분리될 수도 있다.
제1광차단부(230Y1) 및 제2광차단부(230Y2)는 제3색영역(CA3)에는 위치하지 않을 수 있다.
제1광차단부(230Y1) 및 제2광차단부(230Y2) 상에는 제1패턴층(500)이 위치할 수 있다. 제1패턴층(500)은 표시 기판(100)을 향해 돌출된 복수의 제1광학패턴(530)을 포함할 수 있다.
제2베이스 기판(210)에 입사되는 광 중 일부 제2베이스 기판(210)의 타면 측으로 출사되지 못하고 제2베이스 기판(210)의 내부에서 전반사될 수 있다. 이에 따라 출광효율이 저하될 수 있으며, 또한 색재현성이 저하될 수 있다. 예컨대, 제1광차단부(230Y1)를 통과하여 제2베이스 기판(210)에 입사한 광 중 임계각 이상의 각도로 진행한 광은 제2베이스 기판(210)의 내부에서 전반사되어 이웃하는 제2색영역(CA2) 등으로 입사될 수 있으며 이에 따라 제2색영역(CA2)에서의 색재현성을 저하시킬 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제1패턴층(500)이 복수의 제1광학패턴(530)을 포함하는 바, 제1색변환층(330R) 또는 제2색변환층(330G)에서 변환되어 제1패턴층(500)에 입사된 광은 제1광학패턴(530)에 의해 광경로가 변경되어 직진성이 향상될 수 있다. 그리고 제1광차단부(230Y1) 또는 제2광차단부(230Y2)를 투과하여 제2베이스 기판(210)에 입사하는 광은 임계각보다 작은 입사각을 가질 수 있으며, 제2베이스 기판(210) 내에서 전반사되지 않고 외부로 출사될 수 있다. 즉, 제1패턴층(500)의 제1광학패턴(530)은 제2베이스 기판(210)에 입사하는 광의 입사각을 임계각보다 작게 변경할 수 있다. 이에 따라 표시 장치(1)의 출광효율 저하 및 색재현성 저하를 방지할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1광학패턴(530)의 높이(H)는 출광효율을 최대화 하기 위해 0㎛ 초과 1.5㎛ 이하일 수 있으며, 제1광학패턴(530)의 폭(W)은 0㎛ 초과 5㎛ 이하일 수 있고, 서로 이웃하는 제1광학패턴(530) 간의 간격(D)은 0㎛ 초과 10㎛ 이하일 수 있다.
다만 제1광학패턴(530)의 높이(H), 폭(W) 및 제1광학패턴(530) 간 간격(D)은 이에 한정되는 것은 아니며, 형성 가능한 범위 내에서 조절하여 출광 효율을 최대화할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1광학패턴(530)의 단면 형상은 도 3에 도시된 바와 같이 사각형 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이외에도 도 4에 도시된 바와 같이 제1광학패턴(530)은 볼록렌즈 형상으로 이루어질 수도 있다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 제1광학패턴(530)의 형상은 제1광학패턴(530) 사이 부분(550)의 단면 형상이 오목렌즈 형상이 되도록 변경될 수도 있다. 이외에도 제1광학패턴(530)의 단면 형상은 프리즘 형상, 다각형 형상 등 다양하게 변경될 수 있다.
제1패턴층(500)은 제1광차단부(230Y1)와 중첩하는 제1부분(500a) 및 제2광차단부(230Y2)와 중첩하는 제2부분(500b)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1부분(500a)과 제2부분(500b)은 서로 연결될 수 있으며, 부분적으로 차광부재(220)와 중첩할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1패턴층(500) 및 제1광학패턴(530)은 제1광차단부(230Y1) 및 제2광차단부(230Y2)와 동일 물질로 이루어질 수 있다. 또한 제1패턴층(500)의 제1부분(500a)과 제1광차단부(230Y1)는 일체로 이루어지고, 제1패턴층(500)의 제2부분(500b)과 제2광차단부(230Y2)는 일체로 이루어질 수 있다.
제3색영역(CA3)에서 제2베이스 기판(210)의 일면 상에는 제3색필터(230B)가 위치할 수 있다. 제3색필터(230B)는 상기 제3색의 광을 투과시키고 상기 제1색의 광 및 상기 제2색의 광을 차단하는 필터, 즉 청색 컬러필터일 수 있다.
제3색필터(230B) 상에는 제2광학패턴(630)을 포함하는 제2패턴층(600)이 위치할 수 있다. 제2광학패턴(630)은 제1광학패턴(530)과 유사하게 제2베이스 기판(210)에 입사하는 광의 입사각을 임계각 이하로 변경할 수 있다.
제2광학패턴(630)의 형상, 폭, 높이 및 서로 이웃하는 제2광학패턴(630)간 간격에 대한 설명은 제1광학패턴(530)의 경우와 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 생략한다.
몇몇 실시예에서 제2패턴층(600) 및 제2광학패턴(630)은 제3색필터(230B)와 동일 물질로 이루어지고, 제3색필터(230B)와 일체로 이루어질 수 있다.
제2베이스 기판(210)의 일면 상에는 제1패턴층(500) 및 제2패턴층(600)을 덮는 패시베이션층(241)이 배치될 수 있다. 패시베이션층(241)은 수분 및/또는 산소(이하, '수분/산소'로 칭함)가 제1색변환층(330R) 및 제2색변환층(330G)으로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 몇몇 실시예에서 패시베이션층(241)은 무기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 및 실리콘 산화질화물이나, 광투과율이 확보된 금속 박막 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 패시베이션층(241)은 실리콘 산화물로 이루어질 수 있으며, 대략 400㎚의 두께로 형성될 수 있다.
제1색영역(CA1)에서 패시베이션층(241) 상에는 제1색변환층(330R)이 위치할 수 있으며, 제2색영역(CA2)에서 패시베이션층(241) 상에는 제2색변환층(330G)이 위치할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1색변환층(330R)은 백라이트 유닛(BL)에서 제공된 광(L)(예컨대 청색광)을 제1색의 광, 예컨대 적색광으로 변환하는 파장변환입자(331R)를 포함할 수 있다. 또한 제2색변환층(330G)은 청색광을 제2색의 광, 예컨대 녹색광으로 변환하는 파장변환입자(331G)를 포함할 수 있다.
파장변환입자는 입사된 빛의 파장을 변환하는 입자로, 예를 들어 양자점(Quant㎛ dot: QD), 형광 물질 또는 인광 물질일 수 있다. 몇몇 실시예에서 파장변환입자는 양자점일 수 있다. 양자점은 수 나노미터 크기의 결정 구조를 가진 물질로, 수백에서 수천 개 정도의 원자로 구성되며, 작은 크기로 인해 에너지 밴드 갭(band gap)이 커지는 양자 구속(quant㎛ confinement) 효과를 나타낸다. 양자점에 밴드 갭보다 에너지가 높은 파장의 빛이 입사하는 경우, 양자점은 그 빛을 흡수하여 들뜬 상태로 되고, 특정 파장의 광을 방출하면서 바닥 상태로 떨어진다. 방출된 파장의 빛은 밴드 갭에 해당되는 값을 갖는다. 양자점은 그 크기와 조성 등을 조절하면 양자 구속 효과에 의한 발광 특성을 조절할 수 있다.
양자점은 예를 들어, Ⅱ-Ⅵ족 화합물, Ⅱ-Ⅴ족 화합물, Ⅲ-Ⅵ족 화합물, Ⅲ-Ⅴ족 화합물, Ⅳ-Ⅵ족 화합물, Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 화합물, Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ족 화합물 및 Ⅱ-Ⅳ-Ⅴ족 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
양자점은 코어(Core) 및 코어를 오버 코팅하는 쉘(Shell)을 포함하는 것일 수 있다. 코어는 이에 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InP, InAs, InSb, SiC, Ca, Se, In, P, Fe, Pt, Ni, Co, Al, Ag, Au, Cu, FePt, Fe2O3, Fe3O4, Si, 및 Ge 중 적어도 하나일 수 있다. 쉘은 이에 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaSe, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbS, PbSe 및 PbTe 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
양자점은 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있으며, 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 양자점을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는 바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 양자점의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
양자점은 크기가 작을수록 상대적으로 짧은 파장의 빛을 방출하므로 제1색변환층(330R)이 포함하는 양자점과 제2색변환층(330G)이 포함하는 양자점은 크기가 다르게 형성된다.
제3색영역(CA3)에서 패시베이션층(241) 상에는 광투과층(330B)이 위치할 수 있다. 광투과층(330B)은 백라이트 유닛(BL)에서 제공된 광(L), 예컨대 청색광을 투과시키는 수지를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 광투과층(330B)은 투명한 수지를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 광투과층(330B)은 수지 내에 분산된 산란입자(331B)를 더 포함할 수 있다. 산란입자(331B)는 TiO2와 같은 입자로 형성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
제1색변환층(330R), 제2색변환층(330G) 및 광투과층(330B) 상에는 이색 반사층(243)이 위치할 수 있다.
이색 반사층(243)은 이색 반사 필터(dichroic filter)를 포함할 수 있다. 이색 반사 필터는 입사된 광 중 특정 파장을 갖는 광을 투과시키고 그 외의 파장을 갖는 광을 반사시키는 필터이다. 몇몇 실시예에서 이색 반사층(243)은 제3색의 광(예컨대, 청색광)은 투과시키고, 제1색의 광(예컨대, 적색광) 및 제2색의 광(예컨대, 녹색광)은 반사시킬 수 있다.
백라이트 유닛(BL)으로부터 제공되는 광(L)이 청색광인 경우, 청색광을 투과시키고 청색광 이외의 광을 반사하도록 이색 반사층(243)이 사용될 수 있다. 이 경우, 백라이트 유닛(BL)으로부터 입사되는 광은 이색 반사층(243)을 통과한다. 반면, 제1색변환층(330R)에 의해 변환된 적색광과 제2색변환층(330B)에 의해 변환된 녹색광은 이색 반사층(243)에서 반사된다. 따라서, 이러한 이색 반사층(243)을 황색 반사 필터(YRF)라고도 한다.
구체적으로, 적색광과 녹색광이 이색 반사층(243)에서 반사되기 때문에, 제1색변환층(330R)에서 생성된 적색광과 제2색변환층(330G)에서 생성된 녹색광 중 표시 기판(100) 측으로 방사된 광은 이색 반사층(243)에 의해 제2베이스 기판(210) 측으로 반사되어 외부로 출광된다. 그 결과, 표시 장치(1)의 광효율이 향상될 수 있다.
몇몇 실시예에서 이색 반사층(243)은 교대로 적층된 복수개의 고굴절층과 복수개의 저굴절층을 포함할 수 있다. 복수개의 고굴절층과 복수개의 저굴절층에 의한 다층막 간섭 현상에 의해 이색 반사층(243)에서 선택적 광투과가 이루어질 수 있다. 저굴절층은 MgF2 및 SiO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 고굴절층은 Ag, TiO2, Ti2O3 및 Ta2O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 각 층의 두께는 투과되는 광 파장의 1/8 내지 1/2의 범위에서 설계될 수 있다. 이색 반사층(243)에 포함된 각 층의 구성에 따라 투과광과 반사광의 파장이 조정될 수 있다.
이색 반사층(243) 상에는 평탄화층(245)이 위치할 수 있다. 평탄화층(245)은 명칭 그대로 표시 기판(100)과 마주보는 색변환 기판(200)의 일면을 평탄화할 수 있다. 몇몇 실시예에서 평탄화층(245)은 유기 절연물질을 포함할 수 있으며, 몇몇 실시예에서 상기 유기 절연물질은 감광성 유기 절연물질일 수 있다.
몇몇 실시예에서 색변환 기판(200)의 평탄화층(245) 상에는 상부 편광층(PL2)이 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 상부 편광층(PL2)은 와이어 그리드 편광자로 이루어질 수 있다.
상부 편광층(PL2) 상에는 절연층(247)이 위치할 수 있으며, 절연층(247) 상에는 공통전극(270)이 위치할 수 있다. 공통 전압을 인가받는 공통전극(270)은 화소전극(190)과 전계를 형성하여, 공통전극(270)과 화소전극(190) 사이의 액정층(LC)에 위치하는 액정 분자들을 배열시킨다.
액정층(LC)은 다수의 액정 분자들을 포함하고, 액정 분자들은 화소전극(190)과 공통전극(270) 사이의 전계에 의해서 배열 방향이 제어된다. 액정 분자들의 배열에 따라 백라이트 유닛(BL)으로부터 제공받은 광의 투과율을 제어하여 영상을 표시할 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(2)는 색변환 기판(201)의 구성이 도 1 내지 도 5에서 설명한 표시 장치(1)의 색변환 기판(200)과 차이점이 존재하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 따라서 이하에서는 차이점을 위주로 설명한다.
구체적으로 색변환 기판(201)의 제3색필터(230B) 상에는 도 1 내지 도 5에서 상술한 제2패턴층(600)이 위치하지 않을 수 있다. 또한 제1패턴층(501)은 제1광차단부(230Y1)와 중첩하는 제1부분(501a), 제2광차단부(230Y2)와 중첩하는 제2부분(501b) 뿐만 아니라 제3색필터(230B)와 중첩하는 제3부분(501c)을 더 포함할 수 있다.
제1패턴층(501)은 제1광차단부(230Y1) 및/또는 제2광차단부(230Y2)와 다른 물질로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1패턴층(501)은 광투과성을 갖는 유기절연물질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이외 표시 장치(3)의 각 구성에 대한 설명은 도 1 내지 도 5의 설명에서 상술한 표시 장치(1)와 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 구체적 설명을 생략한다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(3)는 색변환 기판(202)의 구성이 도 1 내지 도 5에서 설명한 표시 장치(1)의 색변환 기판(200)과 차이점이 존재하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다.
구체적으로 색변환 기판(202)의 제1광차단부(230R)는 적색 컬러필터로 이루어지고, 제2광차단부(230G)는 녹색 컬러필터로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1광차단부(230R)는 차광부재(220)를 사이에 두고 제2광차단부(230G)와 서로 이격될 수 있다.
제1패턴층(502)은 제1광차단부(230R)와 중첩하는 제1부분(502a) 및 제2광차단부(230G)와 중첩하는 제2부분(502b)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1부분(502a)과 제2부분(502b)은 서로 이격될 수 있다.
제1부분(502a) 및 제1부분(502a)에 포함된 제1광학패턴(530a)은 제1광차단부(230R)와 동일 물질로 이루어지고, 제1광차단부(230R)와 일체로 이루어질 수 있다.
제2부분(502b) 및 제2부분(502b)에 포함된 제1광학패턴(530b)은 제2광차단부(230G)와 동일 물질로 이루어지고, 제2광차단부(230G)와 일체로 이루어질 수 있다.
이외 표시 장치(3)의 각 구성에 대한 설명은 도 1 내지 도 5의 설명에서 상술한 표시 장치(1)와 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 구체적 설명을 생략한다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(4)는 색변환 기판(203)의 구성이 도 7에서 설명한 표시 장치(3)의 색변환 기판(202)과 차이점이 존재한다.
구체적으로 색변환 기판(203)의 제3색필터(230B) 상에는 도 7에 도시된 제2패턴층(600)이 위치하지 않을 수 있다.
또한 제1패턴층(501)은 제1광차단부(230R)와 중첩하는 제1부분(501a), 제2광차단부(230G)와 중첩하는 제2부분(501b) 및 제3색필터(230B)와 중첩하는 제3부분(501c)을 포함할 수 있다. 제1패턴층(501)에 대한 설명은 도 6의 설명에서 상술한 바와 같다.
이외 표시 장치(4)의 각 구성에 대한 설명은 도 1 내지 도 5의 설명에서 상술한 표시 장치(1)와 실질적으로 동일하거나 유사한 바, 구체적 설명을 생략한다.
상술한 실시예들에 따른 표시 장치는 제2베이스 기판과 색변환층 사이에 광학패턴을 구비한 패턴층이 위치함에 따라 출광 효율의 저하 및 색재현성 저하를 방지할 수 있는 이점을 갖는다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(5)는 색변환 기판(204)이 제3패턴층(710) 및 제4패턴층(730)을 더 포함하는 점에서 도 1 내지 도 5의 설명에서 상술한 표시 장치(1)와 차이점이 존재하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다.
제1색변환층(330R) 상에는 제3광학패턴(711)을 포함하는 제3패턴층(710)이 위치할 수 있다. 제3광학패턴(711)은 백라이트 유닛(BL)에서 제공되는 광(L)을 제1색변환층(330R)으로 집광할 수 있다. 즉, 제3광학패턴(711)은 집광 패턴으로 기능할 수 있다. 이에 따라 제1색변환층(330R)에 제공되는 광량을 증가시킬 수 있으며, 결과적으로 제1색변환층(330R)의 광변환 효율을 향상시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서 제3광학패턴(711)을 포함하는 제3패턴층(710)은, 제1색변환층(330R)과 동일 물질로 이루어질 수 있으며 제1색변환층(330R)과 일체로 이루어질 수 있다.
제2색변환층(330G) 상에는 제4광학패턴(731)을 포함하는 제4패턴층(730)이 위치할 수 있다. 제3광학패턴(711)과 마찬가지로 제4광학패턴(731)은 집광 패턴으로 기능할 수 있다.
몇몇 실시예에서 제4광학패턴(731)을 포함하는 제4패턴층(730)은, 제2색변환층(330G)과 동일 물질로 이루어질 수 있으며 제2색변환층(330G)과 일체로 이루어질 수 있다.
제3광학패턴(711) 및 제4광학패턴(731)은 도면에 도시된 바와 같이 볼록렌즈 형상으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이외에도 제3광학패턴(711) 및 제4광학패턴(731)의 형상은 다각형, 프리즘 형상 등 다양하게 변경될 수 있다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(6)는 색변환 기판(205)이 제3패턴층(710a) 및 제4패턴층(730a)을 포함하되 제3패턴층(710a)이 제1색변환층(330R)과 다른 물질로 이루어지는 점, 제4패턴층(730a)이 제2색변환층(330G)과 다른 물질로 이루어지는 점에서 도 9의 설명에서 상술한 표시 장치(5)와 차이점이 존재하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다.
본 실시예에서 제3광학패턴(711a)을 포함하는 제3패턴층(710a)은 제1색변환층(330R)과 다른 물질로 이루어질 수 있으며, 예시적으로 광투과성 유기절연물질로 이루어질 수 있다.
유사하게 제4광학패턴(731a)을 포함하는 제4패턴층(730a)은 제2색변환층(330G)과 다른 물질, 예시적으로 광투과성 유기절연물질로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예에서 제3패턴층(710a) 및 제4패턴층(730a)은 서로 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(7)는 색변환 기판(206)이 제3광학패턴(711)을 포함하는 제3패턴층(710) 및 제4광학패턴(731)을 포함하는 제4패턴층(730)을 포함하는 점에서 도 6의 설명에서 상술한 표시 장치(2)와 차이점이 존재하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이외 제3패턴층(710) 및 제4패턴층(730)에 대한 설명은 도 9의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
도 12는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(8)는 색변환 기판(207)이 제3광학패턴(711a)을 포함하는 제3패턴층(710a) 및 제4광학패턴(731a)을 포함하는 제4패턴층(730a)을 포함하는 점에서 도 6의 설명에서 상술한 표시 장치(2)와 차이점이 존재하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이외 제3패턴층(710a) 및 제4패턴층(730a)에 대한 설명은 도 10의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(9)는 색변환 기판(208)이 제3광학패턴(711)을 포함하는 제3패턴층(710) 및 제4광학패턴(731)을 포함하는 제4패턴층(730)을 포함하는 점에서 도 7의 설명에서 상술한 표시 장치(3)와 차이점이 존재하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이외 제3패턴층(710) 및 제4패턴층(730)에 대한 설명은 도 9의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(10)는 색변환 기판(209)이 제3광학패턴(711a)을 포함하는 제3패턴층(710a) 및 제4광학패턴(731a)을 포함하는 제4패턴층(730a)을 포함하는 점에서 도 7의 설명에서 상술한 표시 장치(3)와 차이점이 존재하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이외 제3패턴층(710a) 및 제4패턴층(730a)에 대한 설명은 도 10의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(11)는 색변환 기판(211)이 제3광학패턴(711)을 포함하는 제3패턴층(710) 및 제4광학패턴(731)을 포함하는 제4패턴층(730)을 포함하는 점에서 도 8의 설명에서 상술한 표시 장치(4)와 차이점이 존재하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이외 제3패턴층(710) 및 제4패턴층(730)에 대한 설명은 도 9의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 도 1의 X1-X1'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(12)는 색변환 기판(212)이 제3광학패턴(711a)을 포함하는 제3패턴층(710a) 및 제4광학패턴(731a)을 포함하는 제4패턴층(730a)을 포함하는 점에서 도 8의 설명에서 상술한 표시 장치(4)와 차이점이 존재하며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다. 이외 제3패턴층(710a) 및 제4패턴층(730a)에 대한 설명은 도 10의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
상술한 실시예들에 따른 표시 장치는 제2베이스 기판과 색변환층 사이에 광학패턴을 구비한 패턴층이 위치함에 따라 출광 효율의 저하 및 색재현성 저하를 방지할 수 있는 이점을 갖는다. 또한 색변환층 아래에 집광 기능을 갖는 광학패턴을 추가 배치하는 바, 색변환층에서의 광변환 효율을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
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. 제1색영역, 제2색영역 및 제3색영역이 정의된 베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제1색영역에 위치하고 제3색의 광을 차단하는 제1광차단부;
    상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제2색영역에 위치하고 상기 제3색의 광을 차단하는 제2광차단부;
    상기 제1광차단부 및 상기 제2광차단부 상에 위치하고, 상기 베이스 기판의 일면 상으로 돌출된 복수의 제1광학패턴을 포함하는 제1패턴층;
    상기 제1패턴층 상에 위치하고 상기 제1광차단부와 중첩하고 상기 복수의 제1광학패턴과 대응하는 리세스를 포함하고 입사광을 상기 제3색과 다른 제1색의 광으로 변환하는 제1색변환층; 및
    상기 제1패턴층 상에 위치하고 상기 제2광차단부와 중첩하고 상기 입사광을 상기 제1색 및 상기 제3색과 다른 제2색의 광으로 변환하는 제2색변환층을 포함하고,
    상기 복수의 제1광학패턴은 상기 베이스 기판의 상기 일면과 수직인 제1방향을 따라 상기 리세스의 내부로 돌출되고,
    상기 리세스는 상기 제1방향을 따라 상기 제1광차단부와 완전히 중첩하는 색변환 기판.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1광차단부, 상기 제2광차단부 및 상기 제1패턴층은 서로 동일한 물질로 이루어지고,
    상기 복수의 제1광학패턴은 상기 제1방향을 따라 상기 제1색변환층 및 상기 제1광차단부와 완전히 중첩하는 색변환 기판.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1광차단부는 상기 제1색을 투과시키는 제1색 컬러필터이고,
    상기 제2광차단부는 상기 제2색을 투과시키는 제2색 컬러필터이고,
    상기 제1패턴층은 상기 제1색 컬러필터와 동일물질로 이루어지고 상기 제1광차단부와 중첩하는 제1부분 및 상기 제2색 컬러필터와 동일 물질로 이루어지고 상기 제2광차단부와 중첩하는 제2부분을 포함하는 색변환 기판.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1패턴층은, 광투과성 유기물질로 이루어지고,
    상기 복수의 제1광학패턴은 상기 제1방향을 따라 상기 제1색변환층 및 상기 제1광차단부와 완전히 중첩하는 색변환 기판.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1광학패턴의 폭은 0㎛ 초과 5㎛ 이하이고,
    상기 제1광학패턴의 높이는 0㎛ 초과 1.5㎛ 이하이고,
    상기 복수의 제1광학패턴 중 서로 이웃하는 두개의 제1광학패턴 간 간격은 0㎛ 초과 10㎛ 이하인 색변환 기판.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제3색영역에 위치하는 광투과층을 더 포함하는 색변환 기판.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 광투과층과 상기 베이스 기판의 일면 사이에 위치하고 상기 제3색의 광을 투과시키는 제3색 컬러필터를 더 포함하고,
    상기 제1패턴층은 상기 제3색 컬러필터와 중첩하는 부분을 포함하는 색변환 기판.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 광투과층과 상기 베이스 기판의 일면 사이에 위치하고 상기 제3색의 광을 투과시키는 제3색 컬러필터; 및
    상기 제3색 컬러필터 상에 위치하고 상기 베이스 기판의 일면 상으로 돌출된 복수의 제2광학패턴을 포함하는 제2패턴층; 을 더 포함하고,
    상기 제2패턴층은, 상기 제3색 컬러필터와 동일한 물질로 이루어지고,
    상기 복수의 제2광학패턴은 상기 제1방향을 따라 상기 광투과층 및 상기 제3색 컬러필터와 완전히 중첩하는 색변환 기판.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1색변환층 및 상기 제2색변환층 상에 위치하고, 상기 제3색의 광을 투과시키고 상기 제1색의 광 및 상기 제2색의 광을 반사시키는 이색 반사층; 을 더 포함하는 색변환 기판.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1색변환층 상에 위치하고 복수의 제2광학패턴을 포함하는 제2패턴층; 및
    상기 제2색변환층 상에 위치하고 복수의 제3광학패턴을 포함하는 제3패턴층; 을 더 포함하고,
    상기 복수의 제2광학패턴은 상기 제1방향을 따라 상기 제1색변환층 및 상기 제1광차단부와 완전히 중첩하고,
    상기 복수의 제3광학패턴은 상기 제1방향을 따라 상기 제2색변환층 및 상기 제2광차단부와 완전히 중첩하는 색변환 기판.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2패턴층은 상기 제1색변환층과 동일한 물질로 이루어지고,
    상기 제3패턴층은 상기 제2색변환층과 동일한 물질로 이루어진 색변환 기판.
  12. 제1색영역, 제2색영역 및 제3색영역이 정의된 베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제1색영역에 위치하고 제3색의 광을 차단하는 제1광차단부;
    상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제2색영역에 위치하고 상기 제3색의 광을 차단하는 제2광차단부;
    상기 제1광차단부 및 상기 제2광차단부 상에 위치하고, 상기 베이스 기판의 일면 상으로 돌출된 복수의 제1광학패턴을 포함하는 제1패턴층;
    상기 제1패턴층 상에 위치하고 상기 제1광차단부와 중첩하고 입사광을 상기 제3색과 다른 제1색의 광으로 변환하는 제1색변환층;
    상기 제1패턴층 상에 위치하고 상기 제2광차단부와 중첩하고 상기 입사광을 상기 제1색 및 상기 제3색과 다른 제2색의 광으로 변환하는 제2색변환층;
    상기 제1색변환층 상에 위치하고 복수의 제2광학패턴을 포함하는 제2패턴층; 및
    상기 제2색변환층 상에 위치하고 복수의 제3광학패턴을 포함하는 제3패턴층; 을 포함하고,
    상기 제2패턴층 및 상기 제3패턴층은 광투과성 유기물질로 이루어진 색변환 기판.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1색변환층 및 상기 제2색변환층은 양자점을 포함하는 색변환 기판.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제1화소영역, 제2화소영역 및 제3화소영역을 포함하는 표시 기판; 및
    상기 표시 기판 상에 위치하는 색변환 기판; 을 포함하고,
    상기 색변환 기판은,
    베이스 기판과,
    상기 표시 기판을 향하는 상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제1화소영역과 중첩하고 제3색의 광을 차단하는 제1광차단부와,
    상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제2화소영역과 중첩하고 상기 제3색의 광을 차단하는 제2광차단부와,
    상기 제1광차단부 및 상기 제2광차단부 상에 위치하고, 상기 베이스 기판의 일면 상으로 돌출된 복수의 광학패턴을 포함하는 패턴층과,
    상기 패턴층 상에 위치하고 상기 제1광차단부와 중첩하고 상기 복수의 광학패턴과 대응하는 리세스를 포함하고 입사광을 상기 제3색과 다른 제1색의 광으로 변환하는 제1색변환층과,
    상기 패턴층 상에 위치하고 상기 제2광차단부와 중첩하고 상기 입사광을 상기 제1색 및 상기 제3색과 다른 제2색의 광으로 변환하는 제2색변환층을 포함하고,
    상기 복수의 광학패턴은 상기 베이스 기판의 상기 일면과 수직인 제1방향을 따라 상기 리세스의 내부로 돌출되고,
    상기 리세스는 상기 제1방향을 따라 상기 제1광차단부와 완전히 중첩하는 표시장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 색변환 기판은,
    상기 베이스 기판의 일면 상에 위치하고 상기 제3화소영역과 중첩하는 광투과층과, 상기 베이스 기판의 일면과 상기 광투과층 사이에 위치하고 상기 제3색의 광을 투과시키는 제3색 컬러필터를 더 포함하는 표시장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 표시 기판과 상기 색변환 기판 사이에 위치하는 액정층; 및
    상기 표시 기판의 하측에 위치하고 상기 제3색의 광을 방출하는 백라이트 유닛을 더 포함하는 표시장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 색변환 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 공통전극; 및
    상기 공통전극과 상기 색변환 기판 사이에 위치하는 편광층; 을 더 포함하고,
    상기 표시 기판은, 상기 제1화소영역, 상기 제2화소영역 및 상기 제3화소영역 각각에 위치하는 화소전극을 포함하는 표시장치.
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