KR102555322B1 - 색변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 색변환 패널은 기판, 및 상기 기판 위에 위치하는 적색 색변환층, 녹색 색변환층 및 투과층을 포함하고, 상기 투과층은 안료 및 염료 중 적어도 하나를 포함한다.

Description

색변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치{COLOR CONVERSION PANEL AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 색변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
현재 표시 장치 중에서 주로 사용되는 것은 전기장 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 액정 표시 장치 구조이다. 이 중에서도, 하나의 표시판(이하 '박막 트랜지스터 표시판'이라 한다)에는 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고, 다른 표시판(이하 '공통 전극 표시판'이라 한다)에는 적색, 녹색 및 청색의 색 필터가 배치되어 있고 그 전면을 공통 전극이 덮고 있는 구조가 주류이다.
하지만 이러한 표시 장치는 편광판과 색필터에서 광손실이 발생한다. 이에 따라 광손실을 줄이고 고효율의 표시 장치를 구현하기 위하여 색변환 패널을 포함하는 표시 장치가 제안되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 명암비 및 색 재현율이 향상된 색변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널은 기판, 및 상기 기판 위에 위치하는 적색 색변환층, 녹색 색변환층 및 투과층을 포함하고, 상기 투과층은 안료 및 염료 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 중 적어도 하나는 산란체를 포함할 수 있다.
상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층에 포함되는 상기 산란체의 함량은 상이할 수 있다.
상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층은 형광체 및 양자점 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 투과층은 상기 형광체 및 상기 양자점을 포함하지 않을 수 있다.
상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층은 상기 안료 및 상기 염료를 포함하지 않을 수 있다.
상기 안료는 청색 안료이며, 상기 염료는 청색 염료일 수 있다.
상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층 중 적어도 어느 하나와 기판 사이에 위치하는 청색 차단 필터를 포함할 수 있다.
상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층 중 적어도 어느 하나와 기판 사이에 위치하는 보조 투과층을 포함할 수 있다.
상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 차광 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 위에 위치하는 색변환 패널을 포함하고, 상기 색변환 패널은 기판, 및 상기 표시 패널과 상기 기판 사이에 위치하는 적색 색변환층, 녹색 색변환층 및 투과층을 포함하고, 상기 투과층은 안료 및 염료 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층은 상기 안료 및 상기 염료를 포함하지 않을 수 있다.
상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 중 적어도 하나는 산란체를 포함할 수 있다.
상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층에 포함되는 상기 산란체의 함량은 상이할 수 있다.
상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층은 형광체 및 양자점 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 투과층은 상기 형광체 및 상기 양자점을 포함하지 않을 수 있다.
상기 안료는 청색 안료이며, 상기 염료는 청색 염료일 수 있다.
상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층 중 적어도 어느 하나와 기판 사이에 위치하는 청색 차단 필터를 포함할 수 있다.
상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층 중 적어도 어느 하나와 기판 사이에 위치하는 보조 투과층을 포함할 수 있다.
상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 차광 부재를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널 및 상기 색변환 패널에 광을 공급하는 라이트 어셈블리를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 패널은, 액정 패널, 및 상기 액정 패널의 양면에 위치하는 편광판을 더 포함할 수 있다.
상기 액정 패널은 제1 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극과 전계를 형성하는 공통 전극, 상기 제1 기판과 이격되어 중첩하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함할 수 있다.
상기 액정 패널은 기판, 상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극과 중첩하며 위치하는 지붕층, 및 상기 화소 전극과 상기 지붕층 사이의 복수의 미세 공간에 위치하는 액정층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 박막 트랜지스터 표시판, 상기 박막 트랜지스터 표시판과 중첩하는 색변환 표시판, 및 상기 박막 트랜지스터 표시판과 상기 색변환 표시판 사이에 위치하며 액정 분자를 포함하는 액정층을 포함하고, 상기 색변환 표시판은 기판, 및 상기 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 적색 색변환층, 녹색 색변환층 및 투과층을 포함하고, 상기 투과층은 안료 및 염료 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널 및 표시 장치는 우수한 명암비 및 색 재현율을 가지는바 표시 품질이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이고, 도 6은 도 5의 VI-VI'선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소를 나타낸 평면도이고, 도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 자른 단면도이고, 도 9는 도 7의 IX-IX선을 따라 자른 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 11 및 도 12는 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 색변환 패널의 반사 정도를 나타낸 그래프이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
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.
이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널을 살펴본다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 기판(310) 위에 위치하는 복수의 색변환층(330R, 330G), 투과층(330B) 및 인접한 복수의 색변환층(330R, 330G)과 투과층(330B) 사이에 위치하는 차광 부재(320)를 포함한다.
복수의 색변환층(330R, 330G)은 입사되는 광을 서로 다른 색상의 광으로 방출할 수 있으며, 일례로써 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 일 수 있다. 투과층(330B)은 별도의 색변환 없이 입사되는 광을 방출할 수 있으며 일례로써 청색광이 입사되어 청색광을 방출할 수 있다.
차광 부재(320)는 인접한 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B) 사이에 위치하며 구체적으로 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 배치되는 영역을 구획할 수 있다. 차광 부재(320)과 인접한 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)은 제조 공정에 따라 일부 중첩할 수 있다.
적색 색변환층(330R)은 입사되는 청색광을 적색광으로 변환하는 형광체 및 양자점(331R) 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 본 명세서는 일례로써 양자점(331R)을 포함하는 실시예를 설명한다.
적색 색변환층(330R)이 적색 형광체를 포함하는 경우, 적색 형광체는 (Ca, Sr, Ba)S, (Ca, Sr, Ba)2Si5N8, CaAlSiN3, CaMoO4, Eu2Si5N8 중 하나의 물질일 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 적색 색변환층(330R)은 적어도 한 종류의 적색 형광체를 포함할 수 있다.
녹색 색변환층(330G)은 입사되는 청색광을 녹색광으로 변환하는 형광체 및 양자점(331G) 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 본 명세서는 일례로써 양자점(331G)을 포함하는 실시예를 설명한다.
녹색 색변환층(330G)은 녹색 형광체를 포함하는 경우, 녹색 형광체는 이트륨 알루미늄 가닛(yttrium aluminum garnet, YAG), (Ca, Sr, Ba)2SiO4, SrGa2S4, 바리움마그네슘알루미네이트(BAM), 알파 사이알론(α-SiAlON), 베타 사이알론(β-SiAlON), Ca3Sc2Si3O12, Tb3Al5O12, BaSiO4, CaAlSiON, (Sr1 - xBax)Si2O2N2 중 하나의 물질일 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 녹색 색변환층(330G)은 적어도 한 종류의 녹색 형광체를 포함할 수 있다. 이때 상기 x는 0 내지 1 사이의 임의의 수일 수 있다.
적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)은 형광체 대신 색을 변환하는 양자점(Quantum Dot)(331R, 331G)을 포함하거나 형광체에 추가적으로 양자점(Quantum Dot)(331R, 331G)을 더 포함할 수 있다. 이때 양자점(Quantum Dot)은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
양자점(331R, 331G)은 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 방출되는바, 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.
투과층(330B)은 라이트 어셈블리(미도시)에서 공급된 청색광을 투과시키는 수지(resin) 재질일 수 있다. 즉, 청색을 출광하는 영역에 해당하는 투과층(330B)은 별도의 형광체 또는 양자점 없이 입사된 청색을 그대로 출광한다.
이때 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G), 투과층(330B) 및 차광 부재(320)의 재질은 일례로써 감광성 수지일 수 있으며, 이에 따라 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 수 있다.
또는 적색 색변환층, 녹색 색변환층, 투과층 및 차광 부재는 프린팅 공정을 통해 형성될 수 있으며 이러한 제조 공정에 의할 경우 감광성 수지가 아닌 다른 재질일 수 있다.
본 명세서는 포토리소그래피 공정 또는 프린팅 공정에 의해 형성되는 색변환층 및 차광 부재에 대해 설명하였으나 이에 제한되지 않고 어떠한 방법 및 재질일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B) 중 적어도 하나는 산란체(335R, 335G, 335B)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)은 각각 산란체(335R, 335G, 335B)를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 투과층(330B)은 산란체(335B)를 포함하고 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)은 산란체(335R, 335G)를 포함하지 않는 실시예도 가능하다. 이하에서는 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)이 각각 산란체(335R, 335G, 335B)를 포함하는 실시예에 대해 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)은 각각 산란체(335R, 335G, 335B)를 포함한다. 각 산란체(335R, 335G, 335B)는 형광체 및 양자점 중 적어도 하나로부터 출광되는 광을 산란시켜 보다 많은 광이 출광될 수 있도록 한다. 즉, 출광 효율을 증가시킨다.
이때 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)에 포함되는 산란체(335R, 335G)의 함량과 투과층(330B)에 포함되는 산란체(335B)의 함량은 상이할 수 있다. 일례로써 투과층(330B)에 포함되는 산란체(335B)의 함량은 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)에 포함되는 산란체(335R, 335G)의 함량 보다 클 수 있다.
투과층(330B)에 포함되는 산란체(335B)는 투과층(330B)으로부터 방출되는 광의 정면 휘도와 측면 휘도를 균일하게 할 수 있다. 또한 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)에 포함되는 산란체(335R, 335G)는 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)에서 방출되는 광량의 효율을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 각 색변환층에 포함되는 산란체(335R, 335G, 335B)는 서로 다른 목적을 가질 수 있어 서로 다른 함량으로 포함될 수 있다.
산란체(335R, 335G, 335B)의 재질은 입사되는 광을 고르게 산란시키기 위한 어떠한 재질도 가능하며, 일례로써 TiO2, ZrO2, Al2O3, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3 및 ITO 중 어느 하나일 수 있다.
또한 산란체(335R, 335G, 335B)는 약 1.5 이상의 굴절률을 가질 수 있다. 이러한 굴절률을 가지는 산란체(335R, 335G, 335B)를 포함하는 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)은 출광 효율을 향상시킬 수 있기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투과층(330B)은 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 첨가제는 안료 및 염료(337) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 안료 및 염료(337) 중 적어도 하나는 외부에서 입사되는 적색광 및 녹색광 등을 흡수하고 청색광을 내보낼 수 있다.
안료 및 염료(337)는 적색광 및 녹색광을 흡수하고 청색광을 반사하면서 외부에서 입사되는 광의 반사로 인해 투과층(330B)에서 나타나는 반사율 증가 현상을 방지한다. 외부에서 입사되는 광의 반사에 의해 투과층(330B)에서 상당 수준의 반사가 일어나는 경우, 표시 장치 전체의 명암비가 감소하고 색 재현율이 감소하여 표시 품질이 저하되기 때문이다.
안료 및 염료(337)는 적색광 및 녹색광을 흡수하기 위한 어떠한 물질도 가능하며, 본 발명에 따른 일례로써 청색 안료 또는 청색 염료일 수 있다. 청색 안료 및 청색 염료는 적색광 및 녹색광을 흡수하고 청색광을 방출 또는 반사시킨다.
본 발명의 실시예에 따르면 안료 및 염료(337)는 적색광 및 녹색광을 흡수하는바, 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)은 안료 및 염료(337)를 포함하지 않는다.
이상에서 설명한 색변환 패널은 우수한 색 재현성 및 광 효율을 제공하면서, 패널 외부에서 입사되는 광에 의한 반사 현상을 감소시키는바 향상된 명암비를 제공한다.
이하에서는 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널을 살펴본다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 실시예는 도 1의 변형 실시예인바, 동일 유사한 구성요소에 대한 설명은 생략할 수 있다.
우선, 도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 적색 색변환층(330R)와 기판(310) 사이 및 녹색 색변환층(330G)과 기판(310) 사이 중 적어도 하나에 위치하는 보조 투과층(330B')을 더 포함할 수 있다.
보조 투과층(330B')은 투과층(330B)과 동시에 형성될 수 있으며 투과층(330B)과 동일한 재질일 수 있다. 즉, 보조 투과층(330B')은 투과층(330B)과 같이 산란체(335'), 안료 및 염료(337') 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
산란체(335')는 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)에서 방출되는 광의 산란을 유도하고, 안료 및 염료(337') 중 어느 하나는 외광을 일부 흡수할 수 있다.
한편, 보조 투과층(330B')은 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)과 동일한 평면 형상을 가질 수 있다. 또한 보조 투과층(330B') 위에 위치하는 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)은 투과층(330B) 보다 두껍게 형성될 수 있다.
다음, 도 3을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 청색 차단 필터(322)를 더 포함할 수 있다.
청색 차단 필터(322)는 적색 색변환층(330R)과 기판(310) 사이 및 녹색 색변환층(330G)과 기판(310) 사이 중 적어도 하나에 위치할 수 있다. 도 3에 도시된 실시예는 청색 차단 필터(322) 위에 위치하는 보조 투과층(330B')을 도시하였으나 실시예에 따라 청색 차단 필터(322) 및 보조 투과층(330B') 중 어느 하나는 생략될 수 있다.
청색 차단 필터(322)는 라이트 어셈블리(미도시)로부터 공급되는 청색광을 차단 또는 흡수한다. 라이트 어셈블리(미도시)로부터 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)으로 입사되는 청색광은 형광체 또는 양자점에 의해 적색 또는 녹색으로 발광되는데, 이때 일부 청색광이 색변환층으로 출광될 수 있다. 따라서 청색 차단 필터(322)는 출광되는 적색 또는 녹색과 라이트 어셈블리에 의한 청색이 혼색되는 것을 방지한다.
이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 살펴본다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 6은 도 5의 VI-VI'선을 따라 자른 단면도이다.
우선 도 4를 참조하여 간략하게 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 살펴보면, 표시 장치는 색변환 패널(30), 색변환 패널(30)과 맞닿는 표시 패널(10) 및 라이트 어셈블리(500)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 앞서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 색변환 패널일 수 있는바, 이하에서는 설명을 생략한다.
다음, 표시 패널(10)은 수직 전계를 이루는 액정 패널을 포함할 수 있으며 이에 제한되지 않고 수평 전계를 이루는 액정 패널, 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode Display, OLED), 표면 전도형 전자 방출 소자 표시 장치(Surface conduction Electron-emitter Display, SED), 전계방출 표시 장치(Field Emission Display, FED), 진공 형광 표시 장치(Vacuum Fluorescent Display, VFD), 전자 페이퍼(E-Paper) 등과 같은 표시 패널일 수 있다. 이하에서는 일례로써 수직 전계를 이루는 표시 패널(10)에 대해 구체적으로 설명한다.
다음, 라이트 어셈블리(500)은 표시 패널(10) 아래에 위치하며 광을 발생하는 광원 및 상기 광을 수신하고 수신된 광을 표시 패널(10) 및 색변환 패널(30) 방향으로 가이드하는 도광판(미도시)을 포함할 수 있다. 표시 패널(10)이 자발광 표시 장치인 경우에 라이트 어셈블리(500)는 생략될 수 있다.
본 발명의 일례로써, 라이트 어셈블리(500)는 적어도 하나의 발광 다이오드(light emitting diode)를 포함할 수 있으며 일례로써 청색 발광 다이오드일 수 있다. 본 발명에 따른 광원은 도광판의 적어도 하나의 측면에 배치되는 에지형 라이트 어셈블리이거나, 라이트 어셈블리(500)의 광원이 도광판(미도시)의 직하부에 위치하는 직하형일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하에서 도 5 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(10)을 보다 구체적으로 살펴본다.
표시 패널(10)은 영상을 나타내는 액정 패널(50) 및 액정 패널(50)의 양면에 위치하는 편광판(12, 22)을 포함할 수 있다. 액정 패널(50)의 양면에 라이트 어셈블리(500)에서 입사되는 빛을 편광시키기 위한 제1 편광판(12) 및 제2 편광판(22)이 위치한다.
편광판(12, 22)은 코팅형 편광판, 와이어 그리드 편광판(wire grid polarizer) 중 하나 이상이 사용될 수 있다. 이러한 편광판(12, 22)은 필름 형태, 도포 형태, 부착 형태 등 다양한 방법으로 표시판(100, 200)의 일면에 위치할 수 있다. 그러나 이러한 설명은 일례에 해당하는바 이에 한정되지 않는다.
액정 패널(50)은 영상을 나타내기 위해 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판(100), 하부 표시판(100)과 중첩하는 제2 기판(210)을 포함하는 상부 표시판(200) 및 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 개재된 액정층(3)을 포함한다.
하부 표시판(100)이 포함하는 제1 기판(110)의 위에는 다수의 화소 전극이 매트릭스 형태로 위치한다.
제1 기판(110) 위에는 행 방향으로 연장되며 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121), 게이트선(121) 위에 위치하는 게이트 절연막(140), 게이트 절연막(140) 위에 위치하는 반도체층(154), 반도체층(154) 위에 위치하며 열 방향으로 연장되며 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175), 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에 위치하는 보호막(180) 및 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되는 화소 전극(191)이 위치한다.
게이트 전극(124) 위에 위치하는 반도체층(154)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)에 의해 노출된 영역에서 채널층을 형성하며, 게이트 전극(124), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 하나의 박막 트랜지스터를 형성한다.
다음, 제2 기판(210)은 제1 기판(110)과 중첩하며 이격된다. 제2 기판(210) 및 액정층(3) 사이에 차광 부재(220), 평탄막(250), 공통 전극(270)이 위치한다.
구체적으로 제1 기판(110)과 제2 기판(210) 사이에 차광 부재(220)가 위치한다. 제1 기판(110)과 차광 부재(220) 사이에는 평평한 면을 제공하는 평탄막(250)이 위치할 수 있으며, 제1 기판(110)과 평탄막(250) 사이에 공통 전극(270)이 위치한다. 발명의 실시예에 따라 평탄막(250)은 생략될 수 있다.
공통 전압을 인가받는 공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 전계를 형성하여, 액정층(3)에 위치하는 액정 분자(31)들을 배열시킨다.
액정층(3)은 다수의 액정 분자(31)들을 포함하고, 액정 분자(31)들은 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이의 전계에 의해서 배열 방향이 제어된다. 액정 분자들의 배열에 따라 라이트 어셈블리(500)로부터 수신된 광의 투과율을 제어하여 영상을 표시할 수 있다.
본 명세서는 도시하지 않았으나 화소 전극(191)과 액정층(3) 사이에 위치하는 배향막 및 공통 전극(270)과 액정층(3) 사이에 위치하는 배향막을 더 포함할 수 있다.
이하에서는 도 7 및 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 복수의 화소에 대한 평면도이고, 도 8은 도 7의 VIII-VIII 선을 따라 자른 단면도이며, 도 9는 도 7의 IX-IX선을 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 색변환 패널(30), 표시 패널(10) 및 라이트 어셈블리(500)를 포함한다. 라이트 어셈블리(500) 위에 표시 패널(10)이 위치하고, 표시 패널(10) 위에 색변환 패널(30)이 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 포함하는 색변환 패널(30) 및 라이트 어셈블리(500) 역시 전술한 실시예와 동일한바, 이하에서 구체적인 설명을 생략한다.
표시 패널(10)은 영상을 나타내는 액정 패널(50) 및 액정 패널(50)의 양 면에 위치하는 편광판(12, 22)을 포함할 수 있다. 액정 패널(50)의 양면에 라이트 어셈블리(500)에서 입사되는 빛을 편광시키기 위한 제1 편광판(12) 및 제2 편광판(22)이 위치한다.
도 7은 복수의 미세 공간(305)에 각각에 대응하는 복수의 화소 가운데 일부분인 2 X 2 화소 부분을 나타내고, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 이러한 화소가 상하좌우로 반복 배열될 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정 패널(50)은 기판(110) 위에 게이트선(121) 이 위치한다. 게이트선(121)은 게이트 전극(124)을 포함한다.
게이트선(121) 위에 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140) 위에는 데이터선(171) 하부에 위치하는 반도체층(151) 및 소스/드레인 전극(173, 175)의 하부 및 박막 트랜지스터(Q)의 채널 부분에 위치하는 반도체층(154)이 위치한다.
각 반도체층(151, 154) 및 게이트 절연막(140) 위에 소스 전극(173) 및 소스 전극(173)과 연결되는 데이터선(171), 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173, 175)가 위치한다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 박막 트랜지스터(Q)를 형성하며, 박막 트랜지스터(Q)의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(154)에 형성된다.
데이터 도전체(171, 173, 175) 및 노출된 반도체층(154) 부분 위에는 제1 보호막(180a)이 위치할 수 있다. 제1 보호막(180a)은 질화규소(SiNx)와 산화규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
제1 보호막(180a) 위에는 차광 부재(220) 및 제2 보호막(180b)이 위치한다.
먼저, 차광 부재(220)는 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 이루어져 있으며, 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 있다.
차광 부재(220)의 개구부에는 제2 보호막(180b)이 위치한다. 제2 차광 부재(220)는 게이트선(121)과 평행한 방향인 X축 방향을 따라 형성된 가로 차광 부재와 데이트선(171)과 평행한 방향인 Y축 방향을 따라 형성된 세로 차광 부재를 포함할 수 있다.
제2 보호막(180b)은 질화규소(SiNx)와 산화규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 보호막(180a, 180b) 및 차광 부재(220)는 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉 구멍(185)을 포함한다.
제2 보호막(180b) 위에는 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
화소 전극(191)은 전체적인 모양이 사각형인 면형이다.
화소 전극(191)은 돌출부(197)를 포함하고, 돌출부(197)에서 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
지금까지 설명한 박막 트랜지스터(Q) 및 화소 전극(191)에 관한 설명은 하나의 예시이고, 박막 트랜지스터 구조 및 화소 전극 디자인은 본 실시예에서 설명한 구조에 한정되지 않고, 변형하여 본 발명의 일 실시예에 따른 내용을 적용할 수 있다.
화소 전극(191) 위에 하부 배향막(11)이 위치하고, 하부 배향막(11)은 수직 배향막일 수 있다. 하부 배향막(11)은 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane) 또는 폴리 이미드(Polyimide) 등의 액정 배향막으로써 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
하부 배향막(11)과 대향하는 부분에 상부 배향막(21)이 위치하고, 하부 배향막(11)과 상부 배향막(21) 사이에는 미세 공간(305)이 위치한다. 미세 공간(305)에는 액정 분자(31)가 주입되어 액정층(3)을 형성한다. 미세 공간(305)은 화소 전극(191)의 열 방향 다시 말해 세로 방향을 따라 복수개 위치할 수 있다. 본 실시예에서 배향막(11, 21)을 형성하는 배향 물질과 액정 분자를 포함하는 액정 분자(31)는 모세관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간(305)에 주입될 수 있다. 본 실시예에서 하부 배향막(11)과 상부 배향막(21)은 위치에 따른 구별되는 것일 뿐이고, 도 9에 도시한 바와 같이 서로 연결될 수 있다. 하부 배향막(11)과 상부 배향막(21)은 동시에 형성될 수 있다.
미세 공간(305)은 게이트선(121)과 중첩하는 부분에 위치하는 복수의 액정 주입부(307FP)에 의해 세로 방향으로 나누어짐으로써 복수개의 미세 공간(305)을 형성하며, 복수의 미세 공간(305)은 화소 전극(191)의 열 방향 다시 말해 세로 방향을 따라 위치할 수 있다. 또한 이후에 설명하는 격벽부(PWP)에 의해 미세 공간(305)은 X축 방향으로 나누어짐으로써 복수 개의 미세 공간(305)이 형성되며, 복수의 미세 공간(305)은 화소 전극(191)의 X축 방향을 따라 형성될 수 있다. 복수 개 형성된 미세 공간(305) 각각은 화소 영역 하나 또는 둘 이상에 대응할 수 있고, 화소 영역은 화면을 표시하는 영역에 대응될 수 있다.
상부 배향막(21) 위에는 공통 전극(270), 하부 절연층(340)이 위치한다. 공통 전극(270)은 공통 전압을 인가 받고, 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)과 함께 전기장을 생성하여 두 전극 사이의 미세 공간(305)에 위치하는 액정 분자(31)가 기울어지는 방향을 결정한다. 공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 축전기를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프(turn-off)된 후에도 인가된 전압을 유지한다. 하부 절연층(340)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx)로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 위에 위치하는 것으로 설명하였으나, 다른 실시예로 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 하부에 형성되어 수평 전계 모드에 따른 액정 구동도 가능하다.
하부 절연층(340) 위에 지붕층(Roof Layer; 360)이 위치한다. 지붕층(360)은 화소 전극(191)과 공통 전극(270)의 사이 공간인 미세 공간(305)이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 한다. 지붕층(360)은 포토 레지스트 또는 그 밖의 유기 물질을 포함할 수 있다.
지붕층(360) 위에 상부 절연층(380)이 위치한다. 상부 절연층(380)은 지붕층(360)의 상부면과 접촉할 수 있다.
본 실시예에서는 가로 방향으로 이웃하는 미세 공간(305) 사이에 격벽부(PWP)가 위치한다. 격벽부(PWP)는 데이터선(171)이 뻗어 있는 방향인 Y축 방향을 따라 형성될 수 있고, 지붕층(360)에 의해 덮일 수 있다. 격벽부(PWP)에는 공통 전극(270), 하부 절연층(340), 지붕층(360) 및 상부 절연층(380)이 채워져 있는데 이러한 구조물이 격벽(Partition Wall)을 형성함으로써 미세 공간(305)을 구획 또는 정의할 수 있다.
상부 절연층(380)은 지붕층(360)의 측면부를 덮을 수 있고, 변형 실시예로 하부 절연층(340), 지붕층(360) 및 상부 절연층(380)의 측벽이 실질적으로 동일하게 정렬되도록 형성될 수 있다.
상부 절연층(380) 위에 캐핑층(390)이 위치한다. 캐핑층(390)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함한다. 본 실시예에서 캐핑층(390)은 상부 절연층(380) 상부 뿐만 아니라 액정 주입부(307FP)에도 위치할 수 있다. 이 때, 캐핑층(390)은 액정 주입부(307FP)에 의해 노출된 미세 공간(305)의 입구부(307)를 덮을 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 출광율 및 색 재현율이 향상되고 반사 정도가 저감되어 우수한 표시 품질의 표시 장치를 제공할 수 있음은 물론 한 장의 기판을 사용하여 제조 공정 및 구조 등을 단순화할 수 있다.
이하에서는 도 10를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 이상에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
도 10에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(10') 및 라이트 어셈블리(500)를 포함한다. 라이트 어셈블리(500) 위에 표시 패널(10')이 위치할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 발명의 실시예에 따라 상하 위치가 변경될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(10')는 박막 트랜지스터 표시판(100'), 박막 트랜지스터 표시판(100')과 중첩하며 이격된 색변환 표시판(30') 및 박막 트랜지스터 표시판(100') 및 색변환 표시판(30') 사이에 위치하며 액정 분자를 포함하는 액정층(3)을 포함한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(10')은 전술한 실시예와는 달리 색변환 표시판(30')이 표시 패널(10')의 일부를 구성한다.
또한 표시 패널(10')은 박막 트랜지스터 표시판(100')의 일면에 위치하는 제1 편광판(12) 및 색변환 표시판(30')의 일면에 위치하는 제2 편광판(22)을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판(100')은 도 5 및 도 6의 하부 표시판(100)과 동일하며 색변환 표시판(30')은 도 1의 색변환 패널(30)과 유사한바, 이하에서는 도 10 이외에 도 1, 도 5 및 도 6을 참조할 수 있다.
우선, 박막 트랜지스터 표시판(100')이 포함하는 제1 기판(110)의 위에는 다수의 화소 전극이 매트릭스 형태로 위치한다.
제1 기판(110) 위에는 행 방향으로 연장되며 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121), 게이트선(121) 위에 위치하는 게이트 절연막(140), 게이트 절연막(140) 위에 위치하는 반도체층(154), 반도체층(154) 위에 위치하며 열 방향으로 연장되며 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175), 및 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에 위치하는 보호막(180) 및 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되는 화소 전극(191)이 위치한다.
게이트 전극(124) 위에 위치하는 반도체층(154)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)에 의해 노출된 영역에서 채널층을 형성하며, 게이트 전극(124), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 하나의 박막 트랜지스터를 형성한다.
다음, 색변환 표시판(30')은 제1 기판(110)과 중첩하며 이격된 기판(310)을 포함한다. 다음 기판(310)과 액정층(3) 사이에 위치하는 복수의 색변환층(330R, 330G), 투과층(330B) 및 차광 부재(320)를 포함한다. 구체적으로 제1 기판(110)을 향하는 기판(310)의 일면 위에 위치하는 복수의 색변환층(330R, 330G), 투과층(330B) 및 복수의 색변환층(330R, 330G)과 투과층(330B) 사이에 위치하는 차광 부재(320)를 포함한다.
복수의 색변환층(330R, 330G)은 입사되는 광을 서로 다른 색상의 광으로 방출할 수 있으며, 일례로써 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G)일 수 있다. 투과층(330B)은 별도의 색변환 없이 입사되는 광을 방출할 수 있으며 일례로써 청색광이 입사되어 청색광을 방출할 수 있다.
차광 부재(320)는 인접한 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B) 사이에 위치하며 구체적으로 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 배치되는 영역을 구획할 수 있다.
제1 기판(110)과 색변환층(330R, 330G), 투과층(330B) 및 차광 부재(320) 사이에 평평한 면을 제공하는 평탄막(350)이 위치할 수 있으며, 제1 기판(110)과 평탄막(350) 사이에 공통 전극(370)이 위치한다. 발명의 실시예에 따라 평탄막(350)은 생략될 수 있다.
공통 전압을 인가받는 공통 전극(370)은 화소 전극(191)과 전계를 형성하여, 액정층(3)에 위치하는 액정 분자(31)들을 배열시킨다.
액정층(3)은 다수의 액정 분자(31)들을 포함하고, 액정 분자(31)들은 화소 전극(191)과 공통 전극(370) 사이의 전계에 의해서 배열 방향이 제어된다. 액정 분자들의 배열에 따라 라이트 어셈블리(500)로부터 수신된 광의 투과율을 제어하여 영상을 표시할 수 있다.
본 명세서는 별도로 도시하지 않았으나 화소 전극(191)과 액정층(3) 사이에 위치하는 배향막 및 공통 전극(370)과 액정층(3) 사이에 위치하는 배향막을 더 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 도 6에서 도시한 상부 표시판(200)을 포함하지 않으며 색변환 표시판(30')이 상부 표시판의 기능 및 위치를 대체한다. 이러한 표시 장치는 보다 얇은 두께의 장치를 제공하며 비용 및 무게를 절감할 수 있는 이점이 있다.
이하에서는 도 11 및 도 12를 참조하여 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 색변환 패널의 외광 반사 정도를 살펴본다. 도 11 및 도 12는 비교예 및 본 발명의 실시예에 따른 색변환 패널의 반사 정도를 나타낸 그래프이다.
우선 도 11은 비교예에 따른 투과층의 반사 스펙트럼 그래프이다. 비교예에 따른 투과층은 별도의 안료 및 염료를 포함하지 않는다.
비교예에 따른 투과층의 외광 반사 스펙트럼을 살펴본 결과, 도 11과 같이 청색광을 나타내는 파장대에서 상당 수준의 강도가 감지되었다. 즉, 안료 및 염료를 포함하지 않는 투과층에서는 외광에 대해 상당 수준 반사되고 있음을 알 수 있었다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따라 안료 및 염료 중 어느 하나를 포함하는 투과층에 대한 반사 스펙트럼을 살펴본 결과, 도 12과 같이 전 파장 영역에 걸쳐 반사 정도가 거의 없음을 확인할 수 있었다.
이하 표 1을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다. 표 1에 따르면 투과층에 포함되는 청색 안료의 농도가 증가할수록 외광에 의한 투과층의 반사율이 감소하는 것을 알 수 있다. 청색 안료의 농도가 15 wt% 되는 경우, 투과층의 반사율이 거의 90% 가까이 감소하였다.
청색 안료 농도 (wt%) 반사율(%, relative)
0 100
15 11
20 9
30 5
복수의 색변환층 중 투과층에서 발생하는 반사율은 전체 색변환층에서 발생하는 반사율의 절반 이상을 차지한다. 이는 투과층이 적색 및 녹색 색변환층에 비해 다량의 산란체를 포함하고 이러한 산란체가 외광을 산란시키면서 투과층의 반사율을 높이기 때문이다. 그러나 전술한 바와 같이 약 15 wt%의 안료를 포함하는 투과층은 반사율이 90% 가까이 감소하며, 이에 따라 전체 색변환층은 약 50% 정도 감소한 반사율을 나타냈다.
정리하면 본 발명의 실시예에 따라 안료 및 염료 중 적어도 어느 하나를 포함하는 투과층은 색변환 패널로 입사되는 외광 중 적색광 및 녹색광을 흡수하여 반사광에 의해 투과층이 백색으로 보이는 반사 현상을 저감시킨다. 이러한 반사율의 저감에 따르면 색변환 패널 및 표시 장치의 명암비가 증가하고 표시 품질이 향상될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10 : 표시 패널 12, 22 : 편광판
30 : 색변환 패널 310 : 기판
330 : 색변환층

Claims (25)

  1. 기판, 및
    상기 기판 위에 위치하는 적색 색변환층, 녹색 색변환층 및 투과층을 포함하고,
    상기 투과층은 안료 및 염료 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 안료 및 염료는 적색광 및 녹색광을 흡수하는 색변환 패널.
  2. 제1항에서,
    상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 중 적어도 하나는 산란체를 포함하는 색변환 패널.
  3. 제2항에서,
    상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층에 포함되는 상기 산란체의 함량은 상이한 색변환 패널.
  4. 제1항에서,
    상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층은 형광체 및 양자점 중 적어도 어느 하나를 포함하는 색변환 패널.
  5. 제4항에서,
    상기 투과층은 상기 형광체 및 상기 양자점을 포함하지 않는 색변환 패널.
  6. 제1항에서,
    상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층은 상기 안료 및 상기 염료를 포함하지 않는 색변환 패널.
  7. 제1항에서,
    상기 안료는 청색 안료이며, 상기 염료는 청색 염료인 색변환 패널.
  8. 제1항에서,
    상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층 중 적어도 어느 하나와 기판 사이에 위치하는 청색 차단 필터를 포함하는 색변환 패널.
  9. 제1항에서,
    상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층 중 적어도 어느 하나와 기판 사이에 위치하는 보조 투과층을 포함하는 색변환 패널.
  10. 제1항에서,
    상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 차광 부재를 포함하는 색변환 패널.
  11. 표시 패널, 및
    상기 표시 패널 위에 위치하는 색변환 패널을 포함하고,
    상기 색변환 패널은
    기판, 및
    상기 표시 패널과 상기 기판 사이에 위치하는 적색 색변환층, 녹색 색변환층 및 투과층을 포함하고,
    상기 투과층은 안료 및 염료 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 안료 및 염료는 적색광 및 녹색광을 흡수하는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층은 상기 안료 및 상기 염료를 포함하지 않는 표시 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 중 적어도 하나는 산란체를 포함하는 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층에 포함되는 상기 산란체의 함량은 상이한 표시 장치.
  15. 제11항에서,
    상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층은 형광체 및 양자점 중 적어도 어느 하나를 포함하는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 투과층은 상기 형광체 및 상기 양자점을 포함하지 않는 표시 장치.
  17. 제11항에서,
    상기 안료는 청색 안료이며, 상기 염료는 청색 염료인 표시 장치.
  18. 제11항에서,
    상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층 중 적어도 어느 하나와 기판 사이에 위치하는 청색 차단 필터를 포함하는 표시 장치.
  19. 제11항에서,
    상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층 중 적어도 어느 하나와 기판 사이에 위치하는 보조 투과층을 포함하는 표시 장치.
  20. 제11항에서,
    상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 차광 부재를 포함하는 표시 장치.
  21. 제11항에서,
    상기 표시 패널 및 상기 색변환 패널에 광을 공급하는 라이트 어셈블리를 더 포함하는 표시 장치.
  22. 제11항에서,
    상기 표시 패널은,
    액정 패널, 및
    상기 액정 패널의 양면에 위치하는 편광판을 더 포함하는 표시 장치.
  23. 제22항에서,
    상기 액정 패널은,
    제1 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극,
    상기 화소 전극과 전계를 형성하는 공통 전극,
    상기 제1 기판과 이격되어 중첩하는 제2 기판, 및
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 표시 장치.
  24. 제22항에서,
    상기 액정 패널은,
    기판,
    상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극,
    상기 화소 전극과 중첩하며 위치하는 지붕층, 및
    상기 화소 전극과 상기 지붕층 사이의 복수의 미세 공간에 위치하는 액정층을 포함하는 표시 장치.
  25. 박막 트랜지스터 표시판,
    상기 박막 트랜지스터 표시판과 중첩하는 색변환 표시판, 및
    상기 박막 트랜지스터 표시판과 상기 색변환 표시판 사이에 위치하며 액정 분자를 포함하는 액정층을 포함하고,
    상기 색변환 표시판은
    기판, 및
    상기 기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 적색 색변환층, 녹색 색변환층 및 투과층을 포함하고,
    상기 투과층은 안료 및 염료 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 안료 및 염료는 적색광 및 녹색광을 흡수하는 표시 장치.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102324839B1 (ko) * 2017-04-25 2021-11-12 삼성디스플레이 주식회사 터치 패널 및 이를 포함하는 터치 표시 장치
KR102454193B1 (ko) 2017-07-25 2022-10-13 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013154133A1 (ja) * 2012-04-13 2013-10-17 シャープ株式会社 光散乱体、光散乱体膜、光散乱体基板、光散乱体デバイス、発光デバイス、表示装置、および照明装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101860935B1 (ko) * 2012-03-15 2018-05-25 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013154133A1 (ja) * 2012-04-13 2013-10-17 シャープ株式会社 光散乱体、光散乱体膜、光散乱体基板、光散乱体デバイス、発光デバイス、表示装置、および照明装置

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