KR102568756B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 표시패널, 표시패널 상에 배치된 색 변환 부재, 및 표시패널과 상기 색 변환 부재 사이에 배치된 접착 부재를 포함하고, 색 변환 부재는 제1 색광을 투과하거나 상기 제1 색광을 흡수하여 제2 색광을 방출하는 제1 변환부, 상기 제1 색광을 흡수하여 제3 색광을 방출하는 제2 변환부, 및 상기 제1 색광을 흡수하여 제4 색광을 방출하는 제3 변환부를 포함하고, 제1 변환부, 제2 변환부, 및 제3 변환부는 제1 방향으로 순차적으로 배치되고, 접착 부재는 제1 변환부의 하면 및 측면에 배치되어 표시패널에 부착되고, 제2 변환부 및 제3 변환부와 표시패널 사이에 공기층이 정의된다.

Description

표시 장치{Display Device}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 색 변환층 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 네비게이션, 게임기 등과 같은 멀티미디어 장치에 사용되는 다양한 표시 장치들이 개발되고 있다. 또한, 최근에는 광이용 효율을 증대시키고 컬러 밸런스를 개선한 자발광 LCD(Photo-Luminescent Liquid Crystal Display) 및 자발광 OLED(Photo-Luminescent Organic Electroluminescence Display)에 대한 개발이 진행되고 있다.
다양한 표시 장치는 색 변환층에서 광이 하부로 반사되어 외부 출광이 저하되는 문제가 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 다양한 시도가 다양한 시도가 있었고, 저굴절 유기막을 배치하여 출광률을 향상시키는 방법이 사용되었다.
본 발명은 출광 효율을 향상시키고, 휘도가 향상된 화면을 제공하는 표시패널 및 표시 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 표시패널, 색 변환 부재, 접착부재를 포함한다.
상기 색 변환 부재는 상기 표시패널 사이에 배치되고, 상기 표시패널과 상기 색 변환 부재 사이에 상기 접착부재가 배치되고, 상기 색 변환 부재는, 제1 색광을 투과하거나 상기 제1 색광을 흡수하여 제2 색광을 방출하는 제1 변환부, 상기 제1 색광을 흡수하여 제3 색광을 방출하는 제2 변환부, 및 상기 제1 색광을 흡수하여 제4 색광을 방출하는 제3 변환부를 포함하고, 상기 제1 변환부, 상기 제2 변환부, 및 상기 제3 변환부는 제1 방향으로 순차적으로 배치되고, 상기 접착 부재는 상기 제1 변환부의 하면 및 측면에 배치되어 상기 표시패널에 부착되고, 상기 제2 변환부 및 상기 제3 변환부와 상기 표시패널 사이에 공기층이 정의된다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 접착 부재는 상기 제1 변환부의 상기 하면에 배치되는 제1 접착부, 상기 제1 변환부의 제1 측면에 배치되는 제2 접착부 및 상기 제1 변환부의 제2 측면에 배치되는 제3 접착부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 접착 부재는 평면상에서 상기 제2 변환부 및 상기 제3 변환부와 이격 되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 접착부재는, 상기 제2 변환부의 하면 및 상기 제3 변환부의 하면과 이격 되고, 상기 제2 변환부의 하면 및 상기 제3 변환부의 하면은 공기층에 노출될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 제1 변환부의 높이와 상기 제1 접착부의 높이의 합은 상기 제2 변환부의 높이 및 상기 제3 변환부의 높이 각각 보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 제1 변환부의 높이는, 상기 제2 변환부의 높이 및 상기 제3 변환부의 높이 각각 보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 제1 변환부의 높이는 상기 제2 변환부의 높이 및 상기 제3 변환부의 높이 각각과 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 제1 변환부의 높이는 상기 제2 변환부의 높이 및 상기 제3 변환부의 높이 각각 보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 공기층의 높이가 0 마이크로 미터(μm) 초과 3 마이크로 미터(μm) 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 제1 색광은 제1 중심파장을 갖는 제1 청색이고,
상기 제2 색광은 상기 제1 중심파장과 상이한 제2 중심파장을 갖는 제2 청색이고,
상기 제3 색광 및 상기 제4 색광 중 하나는 적색이고, 나머지 하나는 녹색일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 색 변환 부재 상에 배치된 제1 색 차단필터를 더 포함하고,상기 제1 색 차단필터는 평면상에서 상기 제1 변환부와 비중첩하고, 상기 제2 변환부 및 상기 제3 변환부 중 적어도 하나와 중첩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 색 변환 부재 상에 배치된 제1 컬러필터, 제2 컬러필터, 및 제3 컬러필터; 중 적어도 하나를 더 포함하고, 상기 제1 컬러필터는 평면상에서 상기 제1 색 변환부와 중첩되게 배치되고, 상기 제2 컬러필터는 평면상에서 상기 제2 색 변환부와 중첩되게 배치되고, 상기 제3 컬러필터는 평면상에서 상기 제3 색 변환부와 중첩되게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 표시패널은, 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되는 정공 수송 영역, 상기 정공 수송 영역 상에 배치되어 상기 제1 색광을 발광하는 발광층, 상기 발광층 상에 배치되는 전자 수송 영역 및 상기 전자 수송 영역 상에 배치되는 제2 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 표시패널은, 상기 제1 색광을 제공하는 광원 유닛, 상기 광원 유닛 상에 배치된 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 배치된 제2 기판 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 제1 기판은, 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치된 트랜지스터, 상기 트랜지스터 상에 배치된 평탄화층, 상기 평탄화층 상에 배치된 패시베이션층, 상기 패시베이션층 상에 배치된 화소 전극 및 상기 평탄화층과 상기 액정층 사이에 배치된 제1 인셀 편광층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 제1 인셀 편광층은, 상기 평탄화층과 상기 패시베이션층 사이에 배치되고,상기 평탄화층에 정의된 제1 컨택홀을 통해 데이터 전극과 접촉되고,상기 화소 전극은, 상기 패시베이션층에 정의된 제2 컨택홀을 통해 상기 제1 인셀 편광층과 접촉될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 표시패널은, 상기 화소 전극 상에 배치되고, 평면상에서 상기 트랜지스터와 중첩하는 차광 컬럼 스페이서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 차광 컬럼 스페이서는, 상기 화소 전극 상에 배치된 제1 컬럼 스페이서 및 상기 제1 컬럼 스페이서 상에 배치된 제2 컬럼 스페이서를 포함하고, 상기 제1 컬럼 스페이서의 폭은 상기 제2 컬럼 스페이서의 폭보다 크고, 상기 제1 컬럼 스페이서는 적색일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 제2 기판은, 공통전극 및 상기 공통전극 상에 배치된 제2 인셀 편광층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 때, 상기 제2 인셀 편광층은, 유리기판 상에 배치되고, 상기 유리기판은, 상기 공통전극 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 출광 효율이 우수하고, 고휘도의 영상을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 색 순도 및 색재현율이 우수한 영상을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
도 9는 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
도 10은 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
도 11은 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
도 12는 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 또는 "상부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 또는 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 12를 참조하여 본 표시 장치에 대해서 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(DD)의 사시도이다.
각 구성요소의 상면은 제1 방향축(DR1)과 제2 방향축(DR2)이 정의하는 면과 평행한다.
도 1을 참조하면, 각 구성요소의 두께 방향은 제3 방향축(DR3)이 지시한다. 각 구성요소의 상측(또는 상부)과 하측(또는 하부)은 제3 방향축(DR3)에 의해 구분된다. 그러나, 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다. 이하, 제1 내지 제3 방향(DR1, DR2, DR3)들은 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3)이 각각 지시하는 방향으로 동일한 도면 부호를 참조한다.
본 명세서에서, "평면상에서'는 표시 장치(DD)를 제3 방향(DR3, 두께 방향)으로 바라보았을 때를 의미하는 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 설명에 따르면, 표시 장치(DD)가 플랫(flat)한 형상을 갖는 것으로 도시되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서 표시 장치(DD)는 커브드(curved) 표시 장치(DD)일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 사용자가 표시 장치(DD)를 바라볼 때, 전체적으로 오목하게 휘어지거나, 또는 볼록하게 휘어진 커브드(curved) 표시 장치(DD)일 수 있다. 또한, 표시 장치(DD) 일 부분에서만 벤딩(bending)된 표시 장치(DD)일 수 있다.
또한, 일 실시예의 표시 장치(DD)는 플렉서블(flexible) 표시 장치(DD)일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 폴더블(foldable) 표시 장치(DD), 또는 롤러블(rollable) 표시 장치(DD)일 수 있다.
표시 장치(DD)는 색 변환 부재(CCM) 및 표시패널(DP)을 포함 할 수 있다. 색 변환 부재(CCM)는 표시패널(DP) 상에 배치된다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 색 변환 부재(CCM)에 대해 자세히 설명한다.
도 2 내지 도 5는 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이며, 색 변환 부재(CCM)를 구체적으로 도시한다.
도 2를 참조하면, 색 변환 부재(CCM)는 복수의 색 변환부들(CCL1, CCL2 및 CCL3) 및 색 변환부(CCL) 상에 배치된 서브기판(SUB)을 포함 할 수 있다.
색 변환부(CCL)는 제1 색광을 투과하거나 제1 색광을 흡수하여 제2 색광을 방출하는 제1 변환부(CCL1), 제1 색광을 흡수하여 제3 색광을 방출하는 제2 변환부(CCL2), 및 제1 색광을 흡수하여 제4 색광을 방출하는 제3 변환부(CCL3)를 포함할 수 있다.
제1 색광은 제1 중심파장을 갖는 제1 청색일 수 있고, 제2 색광은 제1 중심파장과 상이한 제2 중심파장을 갖는 제2 청색일 수 있다. 즉, 제1 색광과 제2 색광은 모두 청색 계열의 파장을 갖는 청색 광일 수 있으며 일부 파장영역이 겹칠 수 있으나, 파장 영역에서 피크를 이루는 중심파장이 상이하다.
예를 들어, 제1 중심파장을 갖는 제1 청색은 440nm 내지 458nm의 중심파장을 가질 수 있으며, 제2 중심파장을 갖는 제2 청색은 459nm 내지 480nm의 파장을 가질 수 있고, 일부 파장 영역은 중첩 될 수 있다. 바람직하게는 제1 청색은 457nm 내외의 파장을 가질 수 있으나 이에 한정되지 아니한다.
제3 색광 및 상기 제4 색광 중 하나는 적색이고, 나머지 하나는 녹색일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 아니한다.
제1 변환부 내지 제3 변환부들(CCL1, CCL2, CCL3)은 베이스 수지를 포함할 수 있다. 베이스 수지는 고분자 수지일 수 있다. 예를 들어, 베이스 수지는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 또는 에폭시계 수지 등일 수 있다. 베이스 수지는 투명 수지일 수 있다.
제2 변환부(CCL2) 및 제3 변환부(CCL3)는 발광체를 포함할 수 있으며, 발광체는 퀀텀닷(Quantum Dot) 또는 형광체일 수 있으며, 고분자 수지에 분산될 수 있다.
발광체로 퀀텀닷이 사용되는 경우, 퀀텀닷은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
퀀텀닷은 코어(core)와 코어를 둘러싸는 쉘(shell)을 포함하는 코어쉘 구조일 수 있다. 또한 하나의 퀀텀닷이 다른 퀀텀닷을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
퀀텀닷은 나노미터 스케일의 크기를 갖는 입자일 수 있다. 퀀텀닷은 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 퀀텀닷을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 퀀텀닷의 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, 나노 와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
퀀텀닷은 입자 크기에 따라 방출하는 광의 색상이 변화될 수 있다. 따라서, 제2 변환부(CCL2)에 포함되는 퀀텀닷 입자 및 제3 변환부(CCL3)에 포함되는 퀀텀닷의 입자 크기는 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제2 변환부(CCL2)에 포함되는 퀀텀닷의 입자 크기는 제3 변환부(CCL3)에 포함되는 퀀텀닷의 입자 크기보다 작은 것일 수 있다. 이때, 제2 변환부(CCL2)에 포함되는 퀀텀닷은 제3 변환부(CCL3)에 포함되는 퀀텀닷보다 단파장의 광을 방출하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
형광체는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 유기 형광체 또는 무기 형광체일 수 있다.
제1 변환부(CCL1)는 퀀텀닷을 포함하지 않을 수 있다. 제1 변환부(CCL1)는 표시패널(DP)로부터 제공된 제1 색 광을 투과시키는 것일 수 있다. 즉, 제3 변환부(CCL3)는 제 1색광 방출하는 발광 영역일 수 있다.
제1 변환부(CCL1)는 청색 염료 또는 청색 안료를 더 포함할 수 있다. 청색 염료 또는 청색 안료는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 재료로, 특별히 한정하지 않지만 유기 색소 또는 무기 색소일 수 있고, 또한 복수의 상이한 색소의 혼합물 일 수 있다.
청색 염료 또는 청색 안료를 포함하는 제1 변환부(CCL1)는 제1 중심파장을 갖는 제1 청색의 제1 중심파장 영역은 흡수하면서 제2 중심파장 영역을 투과시킬 수 있고, 따라서 제1 중심파장을 갖는 제1 청색은 제1 변환부(CCL1)을 통과하며 제2 중심파장을 갖는 제2 청색이 될 수 있다.
예를 들면 440nm 내지 458nm의 제1 중심파장을 갖는 제1 청색이 제1 변환부(CCL1)을 통과하면서 제1 중심파장과 인접한 파장 영역이 흡수되고 제2 중심파장과 인접한 파장 영역이 투과되어 459nm 내지 480nm의 제2 중심파장을 갖는 제2 청색이 방출 될 수 있다.
제1 변환부 내지 제3 변환부들(CCL1, CCL2, CCL3)은 산란 입자를 더 포함할 수 있다. 산란 입자는 TiO2 또는 실리카계 나노 입자 등일 수 있다. 산란 입자는 발광체에서 방출되는 빛을 산란시켜 변환부의 외부로 방출할 수 있다. 또한, 제1 변환부(CCL1)가 제공된 광을 그대로 투과하는 경우, 산란 입자는 제공된 광을 산란시켜 외부로 방출할 수 있다.
제1 변환부(CCL1), 제2 변환부(CCL2) 및 제3 변환부(CCL3)는 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 배치 될 수 있다. 예를 들어, 색 변환부(CCL)는 제1 방향(DR1)으로 제1 변환부(CCL1), 제2 변환부(CCL2), 제3 변환부(CCL3)의 순서로 반복되어 배치 될 수 있고, 따라서 제2 변환부(CCL2) 및 제3 변환부(CCL3)은 제1 변환부(CCL1) 사이에 배치 될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
제1 변환부(CCL1)는 하면(13), 제1 측면(12) 제2 측면(11)을 포함한다. 하면(13)은 표시패널(DP)과 대향하면서 서브기판(SUB)과 접하지 않으며, 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2)에 의해 정의되는 면과 평행한 면일 수 있다. 제1 측면(12)은 하면(13)과 연결되고, 제2 측면(11)과 이격 되는 면일 수 있으며, 제2 측면(11)은 하면(13)과 연결되고, 제1 측면(12)과 이격 되는 면일 수 있다. 하면(13), 제1 측면(12), 제2 측면(11)은 편의상 구분하여 정의되나 일체를 이루는 하나의 구조일 수 있다.
접착부재(BM)는 제1 변환부(CCL1)와 표시패널(DP)의 사이에 배치 되어 색 변환 부재(CCM)를 표시패널(DP)과 부착시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 접착부재(BM)는 제1 변환부(CCL1)와 표시패널(DP)을 부착시킬 수 있다. 접착부재(BM)는 제1 변환부의 하부(13)에 배치된 제1 접착부(BM1), 제1 변환부의 제1 측면(12)에 배치된 제2 접착부(BM2), 제1 변환부의 제2 측면(11)에 배치 된 제3 접착부(BM3)로 구성될 수 있으며, 제1 접착부(BM1), 제2 접착부(BM2), 및 제3 접착부(BM3)은 일체일 수 있다.
접착부재(BM)의 제2 접착부(BM2) 또는 제3 접착부(BM3)는 제2 변환부(CCL2) 또는 제3 변환부(CCL3)와 이격 되어 배치 될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 도 3을 참조하면, 제2 변환부(CCL2) 또는 제3 변환부(CCL3)의 측면과 접촉 되며 배치 될 수 있다. 이 경우, 제2 접착부(BM2)는 제2 변환부(CCL2)의 하면(14) 및 제3 변환부(CCL3)의 하면(15)과 이격 되어 배치 될 수 있다. 따라서 제2 변환부(CCL2)의 하면(14) 및 제3 변환부(CCL3)의 하면(15)은 공기층(AL)에 노출되는 것일 수 있다.
접착부재(BM)는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 점착성 또는 접착성 고분자 물질들을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 접착부재(BM)는 광학 투명 접착제(optically clear adhesive, OCA) 또는 광학 투명 레진(optically clear resin, OCR)으로 사용될 수 있는 실리콘계 고분자, 에폭시계 고분자, 아크릴계 고분자, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 또한, 접착부재(BM)는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 방법에 의해 형성 되며 예를 들어, 잉크젯 프린팅(Ink-Jet printing) 방법으로 형성 될 수 있다.
본 명세서에서, 후술할 "높이"는 해당 구성요소의 평균 높이를 의미하는 것일 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 제1 변환부의 높이(H1)는 제2 변환부의 높이(H4) 및 제3 변환부의 높이(H5) 각각 보다 클 수 있고, 이때 제1 변환부의 높이(H1)와 제1 접착부의 높이(H2)의 합(H3)은 제2 변환부의 높이(H4) 및 제3 변환부의 높이(H5) 각각 보다 클 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 변환부의 높이(H1)는 제2 변환부의 높이(H4) 및 제3 변환부의 높이(H5) 각각과 동일할 수 있고, 이때 제1 변환부의 높이(H1)와 제1 접착부의 높이(H2)의 합(H3)은 제2 변환부의 높이(H4) 및 제3 변환부의 높이(H5) 각각 보다 클 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 변환부의 높이(H1)는 제2 변환부의 높이(H4) 및 제3 변환부의 높이(H5) 각각 보다 작을 수 있고, 이때 제1 변환부의 높이(H1)와 제1 접착부의 높이(H2)의 합(H3)은 제2 변환부의 높이(H4) 및 제3 변환부의 높이(H5) 각각 보다 클 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 접착부의 높이(H2)를 조절할 수 있으므로, 제1 변환부의 높이(H1)가 제2 변환부의 높이(H4) 및 제3 변환부의 높이(H5)와 동일하거나 작더라도 제1 변환부(CCL1)의 하면(13)에 부착되는 제1 변환부의 높이(H1)와 제1 접착부의 높이(H2)의 합(H3)은, 제2 변환부의 높이(H4) 및 제3 변환부의 높이(H5) 각각 보다 더 클 수 있다.
즉, 제1 변환부의 높이(H1)가 제2 변환부의 높이(H4) 및 제3 변환부의 높이(H5)보다 큰 경우 접착부재(BM)가 제1 변환부(CCL1)에만 배치 됨으로써 제2 변환부(CCL2) 및 제3 변환부(CCL3)와 표시패널(DP)사이가 이격 되고, 제2 변환부(CCL2) 및 제3 변환부(CCL3)와 표시패널(DP) 사이에 공기층(AL)이 정의 될 수 있다.
제1 변환부의 높이(H1)가 제2 변환부의 높이(H4) 및 제3 변환부의 높이(H5)보다 작거나 같은 경우에도, 제1 변환부의 높이(H1)와 제1 접착부의 높이(H2)의 합(H3)이 제2 변환부의 높이(H4) 및 제3 변환부의 높이(H5)보다 커지도록 제1 접착부의 높이(H2)기 조절 될 수 있다. 따라서, 제2 변환부(CCL2) 및 제3 변환부(CCL3)와 표시패널(DP)사이가 이격 될 수 있고, 제2 변환부(CCL2) 및 제3 변환부(CCL3)와 표시패널(DP) 사이에 공기층(AL)이 정의 될 수 있다.
상기 실시예들과 같이, 제1 변환부의 높이(H1)를 제2 변환부의 높이(H4) 및 제3 변환부의 높이(H5)와 같거나 작게 조절 해야 할 필요가 있는 경우에도, 제1 접착부의 높이(H2)를 조절함으로써 공기층(AL)을 형성할 수 있고, 공기층의 높이(H6)를 조절 할 수 있다.
공기층의 높이(H6)는 바람직하게는 0 마이크로 미터(μm) 초과, 3 마이크로 미터(μm) 이하의 범위를 갖는다.
이하, 도 4를 참조하여 제2 변환부(CCL2) 및 제3 변환부(CCL3) 하부에 공기층이 정의된 본 발명의 실시예에 따른 효과에 대해 자세히 설명한다.
종래, 표시패널(DP)로부터 서브기판(SUB)으로 입사되는 광 중 일부는 제2 변환부(CCL2) 또는 제3 변환부(CCL3)의 상면에서 반사 될 수 있고, 이 경우 출광 효율이 떨어지는 문제가 있었다.
이를 개선하기 위한 다양한 시도가 있었고, 색 변환부(CCL) 하부에 저굴절 유기막을 배치하여 색 변환부(CCL)에서 표시패널(DP) 방향으로 반사되는 광을 저굴절 유기막에서 다시 전반사 시켜 출광 효율을 높이는 방법이 사용되었다. 스넬의 법칙에 의할 때 매질간의 굴절률 차이가 클수록 임계각이 작아지고, 임계각 보다 큰 각으로 입사되는 광은 전반사가 일어나므로 굴절률 차이가 클수록 전반사가 일어나는 광량도 증가한다. 그러나, 저굴절 유기막의 굴절률은 약 1.2 내외로 충분히 낮지 않아 전반사가 일어나는 광량이 적은 문제가 있었다.
이에 본 발명은 굴절률이 작은 공기층(AL)(굴절률 1.0)을 도입하여 색 변환부(CCL)에서 반사되어 하부로 입사되는 광 중 전반사가 일어나 외부로 출광되는 광량을 증가시키고 출광 효율을 증가 시킬 수 있다. 또한, 별도의 막을 사용하지 않으므로 공정 비용 및 난이도가 저감될 수 있다.
표시패널(DP)에서 출광 되어 서브기판(SUB)으로 입사되는 제1 광(L1)은 제2 변환부(CCL2) 또는 제3 변환부(CCL3)의 상면에서 반사 되어 다시 공기층(AL)으로 입사 될 수 있다. 이 때, 제1 광(L1)은 제2 변환부(CCL2) 또는 제3 변환부(CCL3) 및 공기층(AL)의 경계에서 전반사가 일어나 다시 서브기판(SUB)을 향하여 입사 되고, 외부로 출광 되어 시인될 수 있다. 따라서 서브기판(SUB)을 거쳐 외부로 출광 되는 제1 광(L1)의 양이 늘어날 수 있으므로, 본 발명에 따른 표시 장치(DD)는 출광 효율이 개선된다.
도 6 및 도 7은 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이며 색 변환 부재(CCM) 상에 배치된 제1 색 차단필터(CCF) 및 컬러필터(CF)를 구체적으로 도시한다. 이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 제1 색 차단필터(CCF) 및 컬러필터(CF)에 대해 자세히 설명한다.
도 6을 참조하면, 제1 색 차단필터(CCF)가 제2 변환부(CCL2) 및 제3 변환부(CCL3) 상에 배치 될 수 있다. 도시되지는 않았으나 제1 색 차단필터(CCF)는 제2 변환부(CCL2) 상에만 배치되거나 또는 제3 변환부(CCL3) 상에만 배치 될 수 있다. 또한 제1 색 차단필터(CCF)는 제2 변환부(CCL2) 및 제3 변환부(CCL3)와 서브기판(SUB) 사이에 배치될 수 있다.
광효율의 향상을 위하여 표시패널(DP)에서 출광되는 제1 색광의 세기를 높일 수 있고, 이 경우 제1 색광의 일부가 제2 변환부(CCL2) 또는 제3 변환부(CCL3)에 흡수되지 않고 그대로 투과하여 서브기판(SUB) 밖으로 출광될 수 있다. 따라서 제1 색광과 제2 색광 또는 제1 색광과 제3 색광의 혼색이 일어나 영상의 표시 품질이 저하될 수 있다. 그러나, 도 6에 도시된 실시예에 따를 때, 제2 변환부(CCL2) 및 제3 변환부(CCL3)을 투과한 제1 색광은 제1 색 차단필터(CCF)에 의해 차단될 수 있으므로 혼색이 발생하지 않아 색 재현율이 향상되고, 영상의 표시 품질이 향상 될 수 있다.
제1 색 차단필터(CCF)는 옐로우 색을 갖는 필터일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 색 차단필터(CCF)는 제1 색의 파장 범위와 중첩하지 않는 다양한 색을 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 컬러필터(CF1, CF2, CF3) 중 적어도 하나가 색 변환부(CCL) 상에 배치 될 수 있다. 제1 컬러필터(CF1)는 제1 변환부(CCL1)와 평면상에서 중첩되게 배치될 수 있고, 제2 컬러필터(CF2)는 제2 변환부(CCL2)와 평면상에서 중첩되게 배치될 수 있으며, 제3 컬러필터(CF3)는 제3 변환부(CCL3)와 평면상에서 중첩 배치 될 수 있다. 도 7에는 제1 색 차단필터(CCF)상에 제2 컬러필터(CF2) 및 제3 컬러필터(CF3)가 배치된 구조만 도시되었으나, 제1 색 차단필터(CCF)가 배치되지 않은 구조에서도 컬러필터(CF1, CF2, CF3) 중 적어도 하나가 색 변환부들(CCL1, CCL2, CCL3) 상에 배치 될 수 있다.
색 변환부(CCL)를 통과한 광은 컬러필터(CF)를 통과하며 색 재현도가 향상 될 수 있으므로 이에 따라 영상의 표시 품질이 향상될 수 있다.
제2 컬러필터(CF2) 및 제3 컬러필터(CF3)가 제1 색 차단필터(CCF) 상에 배치될 수 있다. 제2 컬러필터(CF2)는 외부 광의 성분 중 제3 색광의 파장을 갖는 색만을 투과시키고 나머지 파장의 색은 흡수 할 수 있고, 제3 컬러필터(CF3)은 는 외부 광의 성분 중 제4 색광의 파장을 갖는 색만을 투과시키고 나머지 파장의 색은 흡수 할 수 있다. 그 결과, 제2 컬러필터(CF2)는 제3 색광만을 투과시키고 제3 컬러필터(CF3)는 제4 색광만을 투과시켜 외부에서 제1 색 차단필터(CCF)의 색이 시인되지 않고, 영상의 표시 품질이 향상될 수 있다.
이하, 도 8 내지 도 12를 참조하여 표시패널(DP)에 대하여 상세히 설명한다.
도 8 및 도 9는 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다. 도 8은 본 유기 전계 발광 표시 패널(Organic light emitting display)을 구체적으로 도시하고, 도 9 내지 도 12는 액정 표시패널(Liquid crystal display)을 구체적으로 도시한다.
도 8및 도 9에는 유기 전계 발광 표시패널(Organic light emitting display panel) 및 액정 표시 패널(liquid crystal display panel)이 예시되어 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며 플라즈마 표시패널(plasma display panel), 전기영동 표시패널(electrophoretic display panel), MEMS 표시 패널(microelectromechanical system display panel) 및 일렉트로웨팅 표시패널(electrowetting display panel) 중 어느 하나의 패널로 제공될 수 있다.
도 8을 참조하면, 표시패널(DP)은 유기 전계 발광 표시패널(Organic light emitting display panel)일 수 있다. 유기 전계 발광 표시패널(DP)은 박막 트랜지스터(T1)와 유기 전계 발광 소자(OEL)가 적층되는 베이스 기판(BS1)을 포함할 수 있다. 베이스 기판(BS1)은 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어, 유리, 플라스틱, 수정 등의 절연성 물질로 형성될 수 있다. 베이스 기판(BS1)을 이루는 유기 고분자로는 PET(Polyethylene terephthalate), PEN(Polyethylene naphthalate), 폴리이미드(Polyimide), 폴리에테르술폰 등을 들 수 있다. 베이스 기판(BS1)은 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성, 방수성 등을 고려하여 선택될 수 있다.
베이스 기판(BS1) 상에는 액티브층(AD1)이 배치된다. 액티브층(AD1)은 반도체 소재로 형성되며, 박막 트랜지스터(T1)의 활성층으로 동작한다. 액티브층(AD1)은 소스 영역(SA), 드레인 영역(DRA) 및 소스 영역(SA)과 드레인 영역(DRA) 사이에 배치된 채널 영역(CA)을 포함한다. 액티브층(AD1)은 무기 반도체 또는 유기 반도체로부터 선택되어 형성될 수 있다. 소스 영역(SA) 및 드레인 영역(DRA)은 n형 불순물 또는 p형 불순물이 도핑될 수 있다.
액티브층(AD1) 상에는 게이트 절연층(GI)이 배치된다. 게이트 절연층(GI)은 액티브층(AD1)을 커버한다. 게이트 절연층(GI)은 유기 절연물 또는 무기 절연물로 이루어질 수 있다.
게이트 절연층(GI) 상에는 게이트 전극(GE1)이 배치된다. 게이트 전극(GE1)은 액티브층(AD1)의 채널 영역(CA)에 대응되는 영역을 커버하도록 배치된다.
게이트 전극(GE1) 상에는 층간 절연층(IL)이 배치된다. 층간 절연층(IL)은 게이트 전극(GE1)을 커버한다. 층간 절연층(IL)은 유기 절연물 또는 무기 절연물로 이루어질 수 있다.
층간 절연층(IL) 상에는 소스 전극(SE1)과 드레인 전극(DE1)이 배치된다. 드레인 전극(DE1)은 게이트 절연층(GI) 및 층간 절연층(IL)에 정의된 제1 컨택홀(CNT1)에 의해 액티브층(AD1)의 드레인 영역(DRA)과 접촉하고, 소스 전극(SE1)은 게이트 절연층(GI) 및 층간 절연층(IL)에 형성된 제2 컨택홀(CNT2)에 의해 액티브층(AD1)의 소스 영역(SA)과 접촉한다.
소스 전극(SE1)과 드레인 전극(DE1) 상에는 패시베이션층(PL)이 배치된다. 패시베이션층(PL)은 박막 트랜지스터(T1)를 보호하는 보호막의 역할을 할 수도 있고, 그 상면을 평탄화시키는 평탄화막의 역할을 할 수도 있다.
패시베이션층(PL) 상에는 제1 전극(EL1)이 제공되고, 패시베이션층(PL) 및 제1 전극(EL1) 상에는 화소 정의막(PDL)이 제공된다. 화소 정의막(PDL)은 화소영영들 각각에 대응하도록 구획하는 것일 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 고분자 수지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL)은 폴리아크릴레이트(Polyacrylate)계 수지 또는 폴리이미드(Polyimide)계 수지를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 화소 정의막(PDL)은 고분자 수지 이외에 무기물을 더 포함하여 형성될 수 있다. 한편, 화소 정의막(PDL)은 광흡수 물질을 포함하여 형성되거나, 블랙 안료 또는 블랙 염료를 포함하여 형성될 수 있다. 블랙 안료 또는 블랙 염료를 포함하여 형성된 화소 정의막(PDL)은 블랙화소정의막을 구현할 수 있다. 화소 정의막(PDL) 형성시 블랙 안료 또는 블랙 염료로는 카본 블랙 등이 사용될 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 화소 정의막(PDL)은 무기물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등을 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
패시베이션층(PL) 상에는 또한, 유기 전계 발광 소자(OEL)가 배치된다. 유기 전계 발광 소자(OEL)은 제1 전극(EL1), 제1 전극(EL1) 상에 배치된 정공 수송 영역(HTR), 정공 수송 영역(HTR) 상에 배치된 발광층(EML), 발광층(EML) 상에 배치된 전자 수송 영역(ETR), 및 전자 수송 영역(ETR) 상에 배치된 제2 전극(EL2)을 포함한다.
제1 전극(EL1)은 도전성을 갖는다. 제1 전극(EL1)은 화소 전극 또는 양극일 수 있다. 제1 전극(EL1)은 패시베이션층(PL)에 정의 된 제3 컨택홀(CNT3)에 의해 드레인 전극(DE1)과 접촉된다. 제1 전극(EL1)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제1 전극(EL1)가 투과형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 제1 전극(EL1)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제1 전극(EL1)은 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 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(EL1)은 ITO/Ag/ITO의 3층 구조 또는 Ag/ITO/Ag의 3층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(EL1) 상에 제공되며, 정공 수송 영역(HTR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
발광층(EML)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
발광층(EML)은 청색, 적색, 또는 녹색 발광 물질을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 청색 발광 물질을 포함한다. 발광층(EML)은 호스트 및 도펀트를 포함할 수 있다.
발광층(EML)의 재료로서는, 공지의 발광 재료를 사용할 수 있고, 특별히 한정되는 것은 아니다.
발광층(EML)은 전술한 바와 같이 도펀트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 청색 도펀트로서 스피로-DPVBi(spiro-DPVBi), 스피로-6P(spiro-6P), DSB(distyryl-benzene), DSA(distyryl-arylene), PFO(Polyfluorene)계 고분자 및 PPV(poly(p-phenylene vinylene)계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광 물질을 포함할 수 있으며, (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 금속 착화합물(metal complex) 또는 유기 금속 착체(organometallic complex)에서 선택할 수 있다. 청색 도펀트를 포함하는 발광층(EML)은 제1 중심파장을 갖는 제1 색광을 발광하는 것일 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 발광층(EML) 상에 제공된다. 전자 수송 영역(ETR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)의 두께는 예를 들어, 약 100Å 내지 약 1500Å인 것일 수 있다.
제2 전극(EL2)은 전자 수송 영역(ETR) 상에 제공된다. 제2 전극(EL2)은 공통전극 또는 음극일 수 있다. 제2 전극(EL2)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다. 제2 전극(EL2)가 투과형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
제2 전극(EL2)이 반투과형 전극 또는 반사형 전극인 경우, 제2 전극(EL2)은 Ag, Mg, Cu, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Mo, Ti 또는 이들을 포함하는 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물)을 포함할 수 있다. 또는 상기 물질로 형성된 반사막이나 반투과막 및 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등으로 형성된 투명 도전막을 포함하는 복수의 층 구조일 수 있다.
유기 전계 발광 소자(OEL)가 전면 발광형일 경우, 제1 전극(EL1)은 반사형 전극이고, 제2 전극(EL2)은 투과형 전극 또는 반투과형 전극일 수 있다. 유기 전계 발광 소자(OEL)가 배면 발광형일 경우, 제1 전극(EL1)은 투과형 전극 또는 반투과형 전극이고, 제2 전극(EL2)은 반사형 전극일 수 있다.
도시되지는 않았으나, 발광층(EML)은 복수 개의 화소 영역 전체에 공통적으로 배치되는 공통층일 수 있다. 이 경우, 발광층(EML)을 형성하기 위한 별도의 마스크나 챔버 등이 필요하지 않은 바, 기판 불량을 방지하여 수율을 향상시킬 수 있고 공정 경제성 측면에서 유리하다.
제2 전극(EL2) 상에는 봉지부재가 배치될 수 있다. 봉지부재는 수분, 산소 또는 먼지 입자와 같은 이물로부터 표시패널(DP)을 보호한다. 봉지부재로서 박막 봉지층(TFE)이 배치될 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 제2 전극(EL2)을 직접 커버한다. 박막 봉지층(TFE)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있고, 박막 봉지층(TFE)은 유기막을 더 포함할 수 있고, 또는 무기막 및 유기층이 교대로 반복된 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 무기층은 알루미늄 옥사이드(aluminum oxide) 또는 실리콘 나이트라이드(silicon nitride)와 같은 무기물을 포함할 수 있고, 유기막은 아크릴레이트 계열의 유기물을 포함할 수 있다. 상기 무기막은 증착법 등에 의해 형성될 수 있고, 상기 유기막은 증착법, 코팅법 등에 의해 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)은 액정 표시패널(Liquid crystal display panel)일 수 있다.
액정 표시패널은 제1 기판(BP1), 제2 기판(BP2), 제1 기판(BP1)과 제2 기판(BP2) 사이에 배치된 액정층(LCL), 및 제2 기판(BP2) 하부에 제2 기판(BP2)과 이격 되어 배치된 발광 유닛(BLU)을 포함할 수 있다.
이하, 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예 중 하나인 액정 표시패널(DP)에 대해 더 구체적으로 설명한다.
도 10은 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다.
먼저 도 10을 참조하면, 광원 유닛(BLU)은 제1 기판(BP1)의 하부에 배치되고, 표시패널로 제1 색 광을 제공할 수 있다. 광원 유닛(BLU)에서 제공되는 제1 색광은 청색 광 또는 자외선광일 수 있다. 예를 들어, 광원 유닛(BLU)은 350nm 이상 450nm 이하의 파장 영역의 광을 제공할 수 있다. 제1 색광은 바람직하게는 제1 중심파장을 갖는 제1 청색일 수 있다.
광원 유닛(BLU)은 복수 개의 발광소자들을 포함할 수 있다. 발광소자들은 제1 중심파장을 갖는 제1 청색을 출력할 수 있다. 광원 유닛(BLU)은 복수 개의 발광 소자들 및 발광소자들에 전원을 제공하는 회로기판을 포함할 수 있다. 발광소자들은 회로기판 상에 배치될 수 있다.
제1 기판(BP1)은 광원 유닛(BLU)과 이격 되어 광원 유닛(BLU) 상에 배치된다. 제1기판(BP1)은 박막 트랜지스터(T2)가 적층되는 베이스 기판(BS2)을 포함할 수 있다. 베이스 기판(BS2) 상에는 게이트 전극(GE2) 및 제1 절연층(IL1)이 배치될 수 있다.
제1 절연층(IL1) 상에는 액티브층(AD2)이 배치 될 수 있다. 액티브층(AD2)은 게이트 전극(GE2)과 중첩하며 산화물 반도체 또는 결정질 반도체를 포함할 수 있다.
액티브층(AD2) 상에는 데이터 전극(DTE)을 구성하는 소스 전극(SE2)과 드레인 전극(DE2)이 배치될 수 있다. 드레인 전극(DE2)과 소스 전극(SE2) 각각은 액티브층(AD2)과 적어도 일부가 중첩될 수 있다. 따라서 액티브층(AD2)은 데이터 전극(DTE)과 연결 될 수 있다.
제1 절연층(IL1) 상에 박막 트랜지스터(T2)를 커버하는 제2 절연층(IL2)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(IL1) 및 제2 절연층 (IL2)는 유기 절연물 또는 무기 절연물로 이루어질 수 있다.
제2 절연층(IL2) 상에는 평탄화층(FL)이 배치될 수 있다. 평탄화층(FL)은 제1 기판(BP1)을 실질적으로 평탄화함으로써, 단차로 인해 발생하는 문제, 예를 들어, 신호 배선의단선 등을 방지할 수 있다. 평탄화층(FL)은 유기 물질을 포함하는 절연층일 수 있다.
평탄화층(FL)과 추후 설명될 화소 전극(PE) 사이에는 제1 인셀 편광층(ICP1)이 형성 될 수 있다.
제1 인셀 편광층(ICP1)은 나노 임프린트 패턴일 수 있다. 예를 들어, 편광층은 와이어 그리드 편광층(Wire grid polarizer, WGP)일 수 있다. 와이어 그리드 편광층은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 또는 몰리브덴(Mo)과 같은 금속물질로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 인셀 편광층(ICP1) 상에는 패시베이션층(PL')이 형성될 수 있다. 패시베이션층(PL)은 박막 트랜지스터(T2)를 보호하는 보호막의 역할을 할 수 있다.
패시베이션층(PL') 상에는 화소 전극(PE)가 배치 될 수 있다. 화소 전극(PE)은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 화소 전극(PE)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indiumzinc oxide: IZO)를 포함할 수 있다.
제1 인셀 편광층(ICP1)이 평탄화층 상부에 직접 배치되는 경우, 제1 인셀 편광층(ICP1)은 평탄화층(FL)을 관통하여 드레인 전극(DE2)을 부분적으로 노출하는 제1 컨택홀(CNT1')을 정의 할 수 있다. 화소 전극(PE)은 패시베이션층(PL')을 관통하여 제1 인셀 편광층(ICP1)을 부분적으로 노출하는 제2 컨택홀(CNT2')을 정의 할 수 있다. 화소 전극(PE)은 제2 컨택홀(CNT2')을 통해 제1 인셀 편광층(ICP1)과 접촉하고, 제1 인셀 편광층(ICP1)은 제1 컨택홀(CNT1')을 통해 드레인 전극(DE2)과 접촉 할 수 있다. 따라서, 화소 전극(PE)은 제1 컨택홀(CNT1'), 화소 전극(PE) 및 제2 컨택홀(CNT2')를 통해 드레인 전극(DE2)과 연결 될 수 있다.
화소 전극이 패시베이션층(PL'), 제1 인셀 편광층(ICP1), 평탄화층(FL)을 한번에 관통하여 드레인 전극(DE2)과 연결되는 경우, 공정의 복잡성으로 인해 컨택홀을 형성하는 식각 공정에서 불량이 발생 할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따를 때, 평탄화층(FL)을 관통하는 제1 컨택홀(CNT1')과 패시베이션층(PL')을 관통하는 제2 컨택홀(CNT2')을 형성하므로 패시베이션층(PL'), 제1 인셀 편광층(ICP1), 평탄화층(FL)을 한번에 관통하는 공정에 비해 공정 난이도가 감소 할 수 있다.
도 11은 도 1의 I-I’ 영역을 절단한 단면을 나타낸 단면도이다. 도 11을 참조하면, 화소 전극(PE) 상에는 제2 기판(BP2)과 제1 기판(BP1) 사이의 셀갭(cell gap) 유지를 위한 컬럼 스페이서(CS)가 형성될 수 있다. 컬럼 스페이서(CS)는 베이스 기판(BS2) 상의 박막 트랜지스터(T2)와 평면상에서 중첩되게 배치될 수 있다. 컬럼 스페이서(CS)는 차광 컬럼 스페이서(CS) 일 수 있다. 차광 컬럼 스페이서(CS)는 색 변환부(CCL)에서 산란된 광이 박막 트랜지스터(T2)에 제공되는 것을 차단할 수 있다. 따라서 컬럼 스페이서(CS)는 액정 터짐 및 기판 손상을 방지할 뿐만 아니라, 광에 의한 박막 트랜지스터(T2)의 손상도 방지 할 수 있다. 컬럼 스페이서(CS)는 화소 전극 상에 배치된 제1 컬럼 스페이서(CS1) 및 제1 컬럼 스페이서(CS1) 상에 배치된 제2 컬럼 스페이서(CS2)를 포함할 수 있다.
제1 컬럼 스페이서(CS1)의 폭은 제2 컬럼 스페이서(CS2)의 폭 보다 클 수 있고, 제1 컬럼 스페이서(CS1)의 하부에 배치된 박막 트랜지스터(T2)를 평면상에서 중첩되도록 배치 될 수 있다. 제1 컬럼 스페이서(CS1)는 제2 변환부(CCL2) 또는 제3 변환부(CCL3)로부터 방출될 수 있는 적색 광과 동일한 색 성분을 포함할 수 있다. 적색 성분을 갖는 제1 컬럼 스페이서(CS1)는 제2 변환부(CCL2) 또는 제3 변환부(CCL3)로부터 반사되어 박막 트랜지스터(T2)로 전달되는 제3 색광 또는 제4 색광을 차단할 수 있고, 제1 인셀 편광층(ICP1)으로부터 반사된 제1 색광이 박막 트랜지스터(T2)에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 적색 성분을 갖는 제1 컬럼 스페이서(CS1)는 다른 색의 성분을 갖는 차광부재에 비하여 공정 후에 발생되는 잔사가 줄어들 수 있으며, 청색 광에 대한 차광 효과가 뛰어날 수 있다.
제2 컬럼 스페이서(CS2)는 액정층(LCL)의 셀 갭을 유지할 수 있다. 제1 컬럼 스페이서(CS1) 및 제2 컬럼 스페이서(CS2)는 일체 형상으로 제공될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
액정층 상에는 제2 기판(BP2)이 배치된다. 제2 기판 하부에는 공통전극(CE)이 배치 될 수 있다. 공통전극(CE)은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 공통전극(CE)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indiumzinc oxide: IZO)를 포함할 수 있다.
제1 기판의 화소 전극(PE)에 공급된 데이터전압과 제2 기판의 공통전극(CE)에 공급된 공통전압의 전위차에 의해 발생되는 전계에 의해 액정층(LCL)의 액정(LC)이 구동되며, 이로 인해 광원 유닛(BLU)으로부터 입사되는 광의 투과량이 조정될 수 있다.
공통전극(CE) 상에는 캡핑층(CPL)이 배치 될 수 있다. 캡핑층(CPL)은 공통전극(CE)에 대한 완충역할을 하여 외부 환경으로부터 공통전극(CE)을 보호할 수 있다.
공통전극(CE)과 색 변환 부재(CCM) 사이에 제2 인셀 편광층(ICP2)이 배치 될 수 있다. 제2 인셀 편광층(ICP2)은 색 변환 부재(CCM) 하부에 직접 배치 될 수 있다. 이 경우, 공기층(AL)을 만들기 위해 색 변환부(CCL)에 형성된 단차에 의해, 제2 인셀 편광층(ICP2)의 부착 난이도가 높아질 수 있다.
도 12를 참조하면, 제2 인셀 편광층(ICP2)이 색 변환 부재(CCM) 하부에 직접 배치 되는 경우, 제2 인셀 편광층(ICP2)이 유리기판(GS) 상에 배치된 후 색 변환 부재(CCM)에 배치 될 수 있다. 제2 인셀 편광층(ICP2)이 유리기판(GS) 상에 배치된 후 부착되는 경우, 제2 인셀 편광층(ICP2)은 색 변환부(CCL)의 단차에도 불구하고, 안정적으로 부착 될 수 있으므로 공정 난이도가 감소한다.
유리기판(GS)은 부착된 후 식각 과정을 통해 제거 될 수 있다. 식각제에 사용되는 화학 물질은 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에서 일반적으로 사용되는 재료를 포함 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는, 표시패널(DP)과 제2 변환부(CCL2) 및 제3 변환부(CCL3) 사이에 공기층(AL)을 정의함으로써, 별도의 막 없이 표시패널 하부로 반사되어 들어오는 광을 다시 전반사 시키고, 따라서 외부로 출광되는 광량이 증가하므로 출광 효율이 개선된다.
CCM: 색 변환 부재
CCL: 색 변환부
AL: 공기층
BM: 접착부재
CCF: 제1 색 차단필터
CF: 컬러필터
BP1: 제1 기판
BP2: 제2 기판
ICP1: 제1 인셀 편광층
ICP2: 제2 인셀 편광층
CS: 컬럼 스페이서
GS: 유리기판

Claims (20)

  1. 제1 색광을 출광하는 표시패널;
    상기 표시패널 상에 배치된 색 변환 부재; 및
    상기 표시패널과 상기 색 변환 부재 사이에 배치된 접착 부재; 를 포함하고,
    상기 색 변환 부재는,
    상기 제1 색광을 투과하거나 상기 제1 색광을 흡수하여 제2 색광을 방출하는 제1 변환부, 상기 제1 색광을 흡수하여 제3 색광을 방출하는 제2 변환부, 및 상기 제1 색광을 흡수하여 제4 색광을 방출하는 제3 변환부를 포함하고,
    상기 제1 변환부, 상기 제2 변환부, 및 상기 제3 변환부는 제1 방향으로 순차적으로 배치되고,
    상기 접착 부재는 상기 제1 변환부의 하면 및 측면에 배치되어 상기 표시패널에 부착되고,
    상기 제2 변환부 및 상기 제3 변환부와 상기 표시패널 사이에 공기층이 정의되고,
    상기 공기층은 상기 제1 변환부의 상기 하면에 비 중첩하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 접착 부재는 상기 제1 변환부의 상기 하면에 배치되는 제1 접착부, 상기 제1 변환부의 제1 측면에 배치되는 제2 접착부 및 상기 제1 변환부의 제2 측면에 배치되는 제3 접착부를 포함하는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 접착 부재는 평면상에서 상기 제2 변환부 및 상기 제3 변환부와 이격 되어 배치되는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 접착 부재는, 상기 제2 변환부의 하면 및 상기 제3 변환부의 하면과 이격 되고,
    상기 제2 변환부의 하면 및 상기 제3 변환부의 하면은 공기층에 노출되는 표시 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 변환부의 높이와 상기 제1 접착부의 높이의 합은 상기 제2 변환부의 높이 및 상기 제3 변환부의 높이 각각 보다 큰 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 변환부의 높이는, 상기 제2 변환부의 높이 및 상기 제3 변환부의 높이 각각 보다 큰 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 변환부의 높이는 상기 제2 변환부의 높이 및 상기 제3 변환부의 높이 각각과 동일한 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 변환부의 높이는 상기 제2 변환부의 높이 및 상기 제3 변환부의 높이 각각 보다 작은 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 공기층의 높이가 0 마이크로 미터(μm) 초과 3 마이크로 미터(μm) 이하인 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 색광은 제1 중심파장을 갖는 제1 청색이고,
    상기 제2 색광은 상기 제1 중심파장과 상이한 제2 중심파장을 갖는 제2 청색이고,
    상기 제3 색광 및 상기 제4 색광 중 하나는 적색이고, 나머지 하나는 녹색인 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 색 변환 부재 상에 배치된 제1 색 차단필터를 더 포함하고,
    상기 제1 색 차단필터는 평면상에서 상기 제1 변환부와 비중첩하고, 상기 제2 변환부 및 상기 제3 변환부 중 적어도 하나와 중첩하는 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 색 변환 부재 상에 배치된 제1 컬러필터, 제2 컬러필터, 및 제3 컬러필터; 중 적어도 하나를 더 포함하고,
    상기 제1 컬러필터는 평면상에서 상기 제1 변환부와 중첩되게 배치되고,
    상기 제2 컬러필터는 평면상에서 상기 제2 변환부와 중첩되게 배치되고,
    상기 제3 컬러필터는 평면상에서 상기 제3 변환부와 중첩되게 배치되는 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 표시패널은,
    제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치되는 정공 수송 영역;
    상기 정공 수송 영역 상에 배치되어 상기 제1 색광을 발광하는 발광층;
    상기 발광층 상에 배치되는 전자 수송 영역; 및
    상기 전자 수송 영역 상에 배치되는 제2 전극; 을 포함하는 표시 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 표시패널은,
    상기 제1 색광을 제공하는 광원 유닛;
    상기 광원 유닛 상에 배치된 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 배치된 제2 기판; 및
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층; 을 포함하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 기판은,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 배치된 트랜지스터;
    상기 트랜지스터 상에 배치된 평탄화층;
    상기 평탄화층 상에 배치된 패시베이션층;
    상기 패시베이션층 상에 배치된 화소 전극; 및
    상기 평탄화층과 상기 액정층 사이에 배치된 제1 인셀 편광층; 을 포함하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 인셀 편광층은,
    상기 평탄화층과 상기 패시베이션층 사이에 배치되고,
    상기 평탄화층에 정의된 제1 컨택홀을 통해 데이터 전극과 접촉되고,
    상기 화소 전극은,
    상기 패시베이션층에 정의된 제2 컨택홀을 통해 상기 제1 인셀 편광층과 접촉되는 표시 장치.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 표시패널은,
    상기 화소 전극 상에 배치되고, 평면상에서 상기 트랜지스터와 중첩하는 차광 컬럼 스페이서를 더 포함하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 차광 컬럼 스페이서는, 상기 화소 전극 상에 배치된 제1 컬럼 스페이서; 및
    상기 제1 컬럼 스페이서 상에 배치된 제2 컬럼 스페이서를 포함하고,
    상기 제1 컬럼 스페이서의 폭은 상기 제2 컬럼 스페이서의 폭보다 크고,
    상기 제1 컬럼 스페이서는 적색인 표시 장치.
  19. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 기판은,
    공통전극; 및
    상기 공통전극 상에 배치된 제2 인셀 편광층; 을 포함하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제2 인셀 편광층은, 유리기판 상에 배치되고
    상기 유리기판은, 상기 공통전극 상에 배치된 표시 장치.
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