KR102599014B1 - 색상 변환 어셈블리 및 그 제조 방법과 표시 패널 - Google Patents

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Abstract

본원은 색상 변환 어셈블리(100) 및 그 제조 방법과 표시 패널에 관한 것으로, 인접하는 서브 픽셀 사이의 크로스 컬러 문제를 감소시킬 수 있고, 출광 효율을 향상시킬 수 있다. 색상 변환 어셈블리(100)는, 베이스(110)와; 베이스(110) 상에 위치하고 또한 복수의 채널을 구비하는 차광층(120)과; 적어도 일부 채널 내에 위치하는 색상 변환층(140);을 포함하고, 색상 변환층(140)은 입사광(L1)을 목표 색상의 광선으로 변환한다. 차광층(120)은, 베이스(110) 상에 위치하는 지지층(121)과; 지지층(121)의 상면과 측면에서 연속적으로 연장되는 블랙 매트릭스층(122)과; 블랙 매트릭스층(122)의 상면과 측면에서 연속적으로 연장되는 반사층(123);을 포함하며, 지지층(121)의 상면은 베이스(110)로부터 멀어지는 방향을 향하고, 블랙 매트릭스층(122)의 상면은 베이스(110)로부터 멀어지는 방향을 향한다.

Description

색상 변환 어셈블리 및 그 제조 방법과 표시 패널
본원은 2019년 6월 27일에 제출한 발명의 명칭이 "색상 변환 어셈블리 및 그 제조 방법과 표시 패널"인 중국 특허 출원 제201910568839.8호의 우선권을 주장하고, 해당 출원의 전체 내용을 참조로 여기에 원용한다.
본 발명은 표시 분야에 관한 것으로, 구체적으로는 색상 변환 어셈블리 및 그 제조 방법과 표시 패널에 관한 것이다.
액정 표시(Liquid Crystal Display, LCD) 장치, 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED) 표시 장치 및 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 소자를 이용한 표시 장치 등 평면 표시 장치는 고화질, 저전력, 얇은 몸체 및 넓은 적용 범위 등 장점이 있기에, 휴대 전화, 텔레비전, 개인용 정보 단말기, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터와 같은 다양한 소비 전자 제품에 널리 사용되어 표시 장치의 주류로 되고 있다.
표시 장치는 다양한 컬러화 방식을 통해 컬러 패턴의 표시를 구현할 수 있다. 일부 관련 기술에서는 발광 기판에 한 층의 컬러 필름을 추가하여 컬화를 구현한다. 하지만 현재의 컬러 필름에는 일반적으로 인접하는 서브 픽셀 사이의 크로스 컬러와 출광 효율이 낮아지는 과제가 존재하고 있다.
본원의 제1 양태는 색상 변환 어셈블리를 제공하는 바, 상기 색상 변환 어셈블리는,
베이스와;
베이스 상에 위치하고 또한 복수의 채널을 구비하는 차광층과;
적어도 일부 채널 내에 위치하는 색상 변환층;을 포함하고,
색상 변환층은 입사광을 목표 색상의 광선으로 변환하며,
차광층은,
베이스 상에 위치하는 지지층과;
지지층의 상면과 측면에서 연속적으로 연장되는 블랙 매트릭스층과;
블랙 매트릭스층의 상면과 측면에서 연속적으로 연장되는 반사층;을 포함하며,
지지층의 상면은 베이스로부터 멀어지는 방향을 향하고,
블랙 매트릭스층의 상면은 베이스로부터 멀어지는 방향을 향한다.
제2 양태에 있어서, 본원의 실시예는 표시 패널을 제공하는 바, 상기 표시 패널은,
본원의 제1 양태의 어느 하나의 실시형태의 색상 변환 어셈블리와;
발광면을 구비하는 발광 기판;을 포함하고,
발광 기판은 복수의 발광 유닛을 포함하며,
색상 변환 어셈블리는 발광 기판의 상기 발광면을 덮고, 여기서 복수의 채널은 복수의 발광 유닛에 각각 대응된다.
제3 양태에 있어서, 본원의 실시예는 색상 변환 어셈블리의 제조 방법을 제공하는 바, 상기 제조 방법은,
베이스 상에 차광층을 형성하는 단계로서, 차광층은 복수의 채널을 구비하는 단계와;
적어도 일부 채널 내에 색상 변환층을 형성하는 단계로서, 색상 변환층은 입사광을 목표 색상의 광선으로 변환하는 단계;를 포함하고,
차광층을 형성하는 단계는,
베이스 상에 패턴화된 지지층을 형성하는 단계와;
지지층의 상면과 측면에 연속적으로 연장되는 블랙 매트릭스층을 형성하는 단계와;
블랙 매트릭스층의 상면과 측면에 연속적으로 연장되는 반사층을 형성하여 차광층을 획득하는 단계;를 포함한다.
본원 실시예의 색상 변환 어셈블리에 따르면, 색상 변환 어셈블리의 차광층은 적층 설치된 지지층, 블랙 매트릭스층 및 반사층을 포함한다. 한편으로는, 지지층에 의해 블랙 매트릭스층을 지지하기에, 블랙 매트릭스층의 높이를 증가시키고 차광층의 두께를 효과적으로 증가시켜, 인접하는 출사광 사이의 크로스 컬러를 방지하고, 나아가 색상 변환층의 두께를 증가시켜, 입사광이 색상 변환층 내에서 충분히 이용될 수 있도록 하여, 입사광의 이용률을 향상시켜 출광 효율을 향상시킨다. 다른 한편으로는, 반사층은 채널 벽을 투과하는 광선의 투과율을 감소시키고, 블랙 매트릭스층은 반사층을 투과하는 입사광을 흡수하여, 채널 내의 광선이 인접하는 채널로 투과되는 것을 방지하여, 인접하는 서브 픽셀 사이에 크로스 컬러가 발생하는 것을 방지한다. 또 다른 한편으로는, 반사층은 색상 변환층에서 충분히 이용되지 못한 광선을 다시 색상 변환층으로 반사시켜, 입사광의 이용률을 향상시켜 출광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 색상 변환 어셈블리의 단면 구조 개략도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면 구조 개략도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 색상 변환 어셈블리의 제조 방법의 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4g는 본원의 일 실시예에 따른 색상 변환 어셈블리의 제조 방법에서 색상 변환 어셈블리에 구비되는 각 구성 요소를 형성하는 단계를 나타내는 단면 구조 개략도이다.
이하, 본원의 다양한 양태의 특징 및 예시적인 실시예를 상세히 설명한다. 본원의 목적, 기술적 해결 수단 및 장점을 보다 명확하게 하기 위해, 이하에서는 첨부된 도면 및 구체적인 실시예를 참조하여 본원을 더욱 상세히 설명한다. 여기서 설명된 특정 실시예는 본원을 설명하기 위한 것일 뿐, 본원을 제한하려는 것은 아니다. 당업자에게 있어서, 본원은 이러한 특정 세부사항 없이도 구현될 수 있다. 실시예에 대한 다음 설명은 단지 본원의 예를 보여줌으로써 본원의 더 나은 이해를 제공하기 위한 것이다.
구성 요소의 구조를 설명할 때, 하나의 층 또는 하나의 영역이 다른 층 또는 다른 영역의 "상면" 또는 "상측(상부)"에 위치한다고 언급될 때, 다른 층 또는 다른 영역 상에 직접 위치하거나, 또는, 다른 층 또는 다른 영역과의 사이에 기타 층 또는 영역을 포함할 수도 있다. 또한, 구성 요소가 반전하는 경우, 하나의 층 또는 하나의 영역은 다른 층 또는 다른 영역의 "하면" 또는 "하측(하부)"에 위치하게 된다.
본원의 실시예는 색상 변환 어셈블리를 제공하는 바, 상기 색상 변환 어셈블리는 표시 패널에 적용되고, 표시 패널에서 방출되는 광선의 컬러화를 구현할 수 있다. 여기서, 표시 패널은, 예를 들어 마이크로 발광 다이오드(Micro-LED) 표시 패널과 같은 발광 다이오드 소자를 이용한 표시 패널일 수 있으며, 일부 실시예에서는, 유기 발광 다이오드(OLED) 소자의 표시 패널, 액정 표시 패널 (LCD) 등 기타 표시 패널일 수도 있다.
본원의 대부분 실시예에서, 표시 패널이 Micro-LED 소자를 이용한 표시 패널인 경우를 예로서 설명한다. 여기서 Micro-LED는 단색광을 방출하고 색상 변환 어셈블리는 단색광을 여러 색상의 광선으로 변환하여 표시한다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 색상 변환 어셈블리의 단면 구조 개략도를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 색상 변환 어셈블리(100)는 베이스(110), 차광층(120) 및 색상 변환층(140)을 포함한다. 차광층(120)은 지지층(121), 블랙 매트릭스(Black Matrix, BM)층(122) 및 반사층(123)을 포함한다.
차광층(120)은 베이스(110) 상에 위치하고, 복수의 채널(130)을 구비한다. 복수의 채널(130)은 임의의 방식으로 배열될 수 있으며, 어레이 배열 방식이 바람직하다. 여기서, 차광층(120)의 지지층(121)은 베이스(110) 상에 위치한다. 블랙 매트릭스층(122)은 지지층(121)의 상면과 측면에서 연속적으로 연장되며, 지지층(121)의 상면은 베이스(110)로부터 멀어지는 방향을 향한다. 반사층(123)은 블랙 매트릭스층(122)의 상면과 측면에서 연속적으로 연장되며, 블랙 매트릭스층(122)의 상면은 베이스(110)로부터 멀어지는 방향을 향한다. 색상 변환층(140)은 적어도 일부 채널(130) 내에 위치하며, 색상 변환층(140)은 입사광(L1)을 목표 색상의 광선으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 입사광(L1)이 청색광이고, 색상 변환층(140)은 청색광을 적색광 또는 녹색광으로 변환할 수 있다.
일부 실시예에서, 베이스(110)는 색상 변환층(140)에서 방출되는 광선이 투과하는 투명 베이스이다. 베이스(110)는 예를 들어 유리 또는 석영을 포함하는 무기 재료 투명 베이스; 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리이미드, 또는 폴리카보네이트를 포함하는 플라스틱 투명 재료; 또는 임의의 유형의 투명 필름일 수 있다.
일부 실시예에서, 지지층(121)은 유기 재료로 제조되어 있다. 예를 들어, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지 및 아크릴 수지 중 하나 이상일 수 있다. 지지층(121)은 필름 부착, 포토리소그래피(photolithography), 레이저 가공, 잉크젯 프린팅, 3D 프린팅, 스크린 프린팅, 마이크로 콘택트 프린팅 등에 의해 형성될 수 있다. 블랙 매트릭스층(122)은 필름 부착, 포토리소그래피, 레이저 가공, 잉크젯 프린팅, 3D 프린팅, 스크린 프린팅, 마이크로 컨택 프린팅 등을 통해 지지층(121)의 상면 및 측면에 형성될 수 있다. 반사층(123)은 필름 부착, 포토리소그래피, 레이저 가공, 잉크젯 프린팅, 3D 프린팅, 스크린 프린팅, 마이크로 컨택 프린팅 등을 통해 블랙 매트릭스층(122)의 상면 및 측면에 형성될 수 있다.
지지층(121)의 두께(베이스(110)로부터 지지층(121)의 상단면까지의 거리)는 실제 요구 사항에 따라 설정될 수 있다. 현재 블랙 매트릭스 공정 능력의 영향으로, 두꺼운 블랙 매트릭스를 준비하기 어렵기에, 색상 변환층의 두께를 두껍게 할 수 없으며, 색상 변환층의 광 변환 효율이 높지 않다. 지지층(121)에 의해 블랙 매트릭스층(122)을 지지하는 것은 블랙 매트릭스층의 두께를 간접적으로 증가시켜, 입사광(L1)이 색상 변환층(140) 내에서 충분히 이용되도록 하며, 입사광의 이용률을 증가시켜 출광 효율을 향상시킨다.
일부 실시예에서, 반사층(123)은 광반사 특성이 높은 금속층일 수 있다. 금속은 예를 들어, 은, 알루미늄, 금, 철, 동 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
선택적으로, 차광층(120)은 어레이로 배열되는 복수의 채널(130)을 구비하고, 복수의 채널(130)의 배열 방식은 대응되는 표시 패널의 픽셀 배열 방식과 일치하며, 채널(130)의 형상은 실제 설계에 따라 조정될 수 있다. 여기서, 채널(130)의 베이스(110)와 평행인 단면의 형상은 원형, 타원형, 직사각형, 사다리꼴 및 원호형 측변을 갖는 형상 등일 수 있으며, 채널(130)의 베이스(110)와 수직인 단면의 형상은 직사각형, 사다리꼴, 및 원호형 측변을 갖는 형상 등일 수 있다. 본 실시예에서, 채널(130)의 베이스(110)와 수직인 단면의 형상은 사다리꼴이다. 구체적으로는, 등변 사다리꼴이다. 채널(130)의 베이스(110)와 수직인 단면의 형상이 사다리꼴이므로, 광선은 출사 방향으로 쉽게 반사되고, 출사광의 세기가 향상된다.
색상 변환층(140)은 적어도 일부 채널(130) 내에 위치하고, 색상 변환층(140)은 입사광(L1)을 목표 색상의 광선으로 변환할 수 있다. 색상 변환층(140)은 축광 재료를 포함하는 색상 변환층일 수 있다. 축광 재료는 양자점, 형광 입자 등일 수 있다. 본 실시예에서는 색상 변환층이 양자점층인 경우를 예로 설명한다.
일부 실시예에서, 입사광(L1)은 청색광일 수 있고, 색상 변환층(140)은 적어도 일부 채널(130) 내에 위치하며, 예를 들어 도 1에서, 좌측 채널(130) 및 중간 채널(130)에는 각각 색상 변환층(140)이 수용되어 있다. 일부 채널(130) 내의 색상 변환층(140)은 적색광을 방출할 수 있다. 예를 들어 도 1에서, 좌측 채널(130) 내의 색상 변환층(140)은 적색 양자점층으로서, 청색광의 입사광(L1)을 흡수하여 적색광으로 변환하여 외부로 방출한다. 일부 채널(130) 내의 색상 변환층(140)은 녹색광을 방출할 수 있다. 예를 들어 도 1에서, 중간 채널(130) 내의 색상 변환층(140)은 녹색 양자점층으로서, 청색광의 입사광(L1)을 흡수하여 녹색광으로 변환하여 외부로 방출한다.
상기 입사광(L1)의 색상 및 색상 변환층(140)의 색상 변환 방식은 일 예시일 뿐, 기타 실시예에서는 기타 방식의 배치가 가능하다. 예를 들어 일부 실시예에서, 입사광(L1)은 자외선(UV) 광선일 수 있다.
본원 실시예의 색상 변환 어셈블리(100)에 따르면, 차광층(120)은 적층 설치된 지지층(121), 블랙 매트릭스층(122) 및 반사층(123)을 포함한다. 한편으로는, 지지층(121)은 블랙 매트릭스층(122)을 지지하는 데 사용되며, 이는 블랙 매트릭스층(122)의 높이를 증가시키고 차광층의 두께를 효과적으로 증가시켜 인접하는 출사광 사이의 크로스 컬러를 방지하고, 또한, 색상 변환층(140)의 두께를 증가시켜, 입사광(L1)이 색상 변환층(140) 내에서 충분히 이용될 수 있도록 하여 입사광의 이용률을 향상시키고 출광 효율을 향상시킨다. 다른 한편으로는, 반사층(123)은 채널 벽을 투과하는 광선의 투과율을 감소시키고, 블랙 매트릭스층(122)은 반사층(123)을 투과한 입사광을 흡수하여 채널 내의 광선이 인접하는 채널로 투과되는 것을 방지하여, 인접하는 서브 픽셀 사이에 크로스 컬러가 발생하는 것을 방지한다. 또 다른 한편으로는, 반사층(123)은 색상 변환층(140)에서 충분히 이용되지 못한 광선을 다시 색상 변환층(140)으로 반사시켜 입사광의 이용률을 향상시키고 출광 효율을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 색상 변환층(140)의 두께는, 베이스(110)의 차광층(120)을 향한 표면으로부터 차광층(120)의 상단면까지의 높이 이하일 수 있다. 이와 같이, 색상 변환층(140)이 채널(130)의 공간을 완전히 충진하지 않도록 하여 색상 변환층(140)과 발광원의 직접적인 접촉을 방지함으로써, 색상 변환층(140)이 발광원 열량의 영향을 받아 성능이 저하되어 색상 변환 층(140)의 광 변환 효율에 영향을 주는 문제를 방지할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 각 채널(130)은 서로 대향하는 제1 개구(OP1)와 제2 개구(OP2)를 가지고, 여기서 제1 개구(OP1)는 입사광(L1)에 근접하고, 제2 개구(OP2)는 입사광(L1)으로부터 멀리 떨어진다.
제1 개구(OP1)의 사이즈가 제2 개구(OP2)의 사이즈보다 크므로 색상 변환층(140)에서의 입사광(L1)의 경로를 증가시켜 입사광(L1)이 색상 변환층(140) 내에서 충분히 변환되고 이용되도록 하며 광선 이용률을 개선할 수 있다.
색상 변환 어셈블리(100)는, 반사층(123)의 베이스(110)과 멀리 떨어진 상면에 위치하는 방열층(150)을 더 포함할 수 있다. 방열층(150)은 그래핀(graphene) 재료로 제조될 수 있고, 다른 열전도성 재료로 제조될 수도 있다. 색상 변환 어셈블리(100)가 표시 패널에 적용될 때, 방열층(150)은 발광원(예를 들어 LED)에서 발생하는 열량을 전도하여, 색상 변환층(140) 주변의 온도를 낮추어 색상 변환층(140)의 수명을 연장시킬 수 있다.
색상 변환 어셈블리(100)는 제1 컬러 필터층(161)을 더 포함할 수 있고, 제1 컬러 필터층(161)은 색상 변환층(140)이 수용되는 채널(130)의 제1 개구(OP1)를 덮는다. 일부 실시예에서, 제1 컬러 필터층(161)은 입사광(L1)과 동일한 파장 범위의 광선의 투과를 허용하고 또한 적어도 한 종류의 기타 파장 범위의 광선을 반사시키기에, 색상 순도를 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서, 제1 컬러 필터층(161)은 분포식 브래그 반사층이다. 구체적으로 본 실시예에서, 입사광(L1)은 청색광이다. 좌측 채널(130) 내의 색상 변환층(140)은 적색 양자점층이며, 이에 대응되게, 좌측 채널(130)의 제1 개구(OP1)를 덮는 제1 컬러 필터층(161)은, 청색광의 투과를 허용하고 또한 적색광을 반사하도록 구성될 수 있다. 중간 채널(130) 내의 색상 변환층(140)은 녹색 양자점층이며, 이에 대응되게, 중간 채널(130)의 제1 개구(OP1)를 덮는 제1 컬러 필터층(161)은, 청색광의 투과를 허용하고 또한 녹색광을 반사하도록 구성될 수 있다.
색상 변환 어셈블리(100)는 제2 컬러 필터층(162)을 더 포함한다. 제2 컬러 필터층(162)은 색상 변환층(140)이 수용되는 채널(130)의 제2 개구(OP2)를 덮는다. 일부 실시예에서, 제2 컬러 필터층(162)은 대응되는 채널(130) 내의 색상 변환층(140)에 의해 충분히 흡수되지 못한 입사광(L1)을 반사 또는 흡수하여, 출사광에 혼입되는 입사광(L1)을 감소시키기에, 표시를 수행할 때의 색상 영역 불량 문제를 완화할 수 있다.
본 실시예에서, 제2 컬러 필터층(162)은 분포식 브래그 반사층이다. 제2 컬러 필터층(162)은 대응되는 채널(130) 내의 색상 변환층(140)에서 방출되는 광선의 투과를 허용하고 또한 적어도 한 종류의 기타 파장 범위의 광선을 반사하도록 구성된다. 제2 컬러 필터층(162)은 예를 들어 입사광(L1)과 동일한 파장 범위의 광선을 반사시킨다.
구체적으로 본 실시예에서, 입사광(L1)은 청색광이다. 좌측 채널(130) 내의 색상 변환층(140)은 적색 양자점층이며, 이에 대응되게, 좌측 채널(130)의 제2 개구(OP2)를 덮는 제2 컬러 필터층(162)은 적색광의 투과를 허용하고 또한 청색광을 반사하도록 구성될 수 있다. 중간 채널(130) 내의 색상 변환층(140)은 녹색 양자점층이며, 이에 대응되게, 중간 채널(130)의 제2 개구(OP2)를 덮는 제2 컬러 필터층(162)은, 녹색광의 투과를 허용하고 또한 청색광을 반사하도록 구성될 수 있다.
제2 컬러 필터층(162)의 설치를 통해, 색상 변환층(140)에서 방출되는 광선은 제2 컬러 필터층(162)을 투과할 수 있고, 색상 변환층(140)에 의해 흡수되지 못한 입사광(L1)은 제2 컬러 필터층(162)에 의해 반사되어 채널(130) 내로 되돌아 가서, 다시 색상 변환 층(140)을 여기시킨다. 상기 구조는 색상 변환 어셈블리(100)의 출사광의 강도를 향상시키고, 상기 색상 변환 어셈블리(100)를 포함하는 표시 패널 및 표시 장치의 색상 변환 효율 및 발광 효율을 효과적으로 향상시킨다.
색상 변환 어셈블리(100)는 투과층(170)을 더 포함한다. 투과층(170)은 복수의 채널(130) 중 색상 변환층(140)이 설치되지 않은 채널(130) 내에 위치하며, 투과층(170)은 입사광(L1)과 동일한 파장 범위의 광선을 투과시킨다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 우측 채널(130)에는 투과층(170)이 수용되어 있다. 입사광(L1)은 청색광이고, 투과층(170)은 청색광을 투과시키며, 대응되는 채널의 출사광은 청색광이다. 도 1에서, 좌측 채널(130)의 출사광은 적색, 중간 채널(130)의 출사광은 녹색, 우측 채널(130)의 출사광은 청색이고, 적색광을 방출하는 채널(130), 녹색광을 방출하는 채널(130) 및 청색광을 방출하는 채널(130)은 어레이로 배열되어 화면의 풀 컬러 디스플레이를 실현할 수 있다.
색상 변환 어셈블리(100)는 제3 컬러 필터층(163)을 더 포함할 수 있다. 제3 컬러 필터층(163)은 투과층(170)이 수용되는 채널(130)의 제1 개구(OP1)를 덮는다. 제3 컬러 필터층(163)은, 입사광(L1)과 동일한 파장 범위의 광선의 투과를 허용하고 또한 기타 적어도 한 종류의 파장 범위의 광선을 반사시키도록 구성된다. 일부 실시예에서, 제3 컬러 필터층(163)은 입사광(L1)과 동일한 파장 범위의 광선만 투과시켜, 대응되는 채널(130)에서 방출되는 광선의 순도를 향상시킬 수 있다. 색상 변환 어셈블리(100)에는 제3 컬러 필터층(163)이 설치되지 않을 수도 있다.
본원 실시예의 색상 변환 어셈블리(100)는 표시 패널에 적용될 수 있는 바, 표시 패널의 컬러화 표시에 사용된다.
본원의 실시예는 발광 기판 및 색상 변환 어셈블리를 포함하는 표시 패널을 더 제공하고, 여기서 표시 패널의 색상 변환 어셈블리는 본원의 어느 하나의 실시 형태의 색상 변환 어셈블리(100)일 수 있다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 표시 패널(1000)의 단면 구조 개략도를 나타낸다. 표시 패널(1000)은 발광 기판(200) 및 전술한 실시예의 색상 변환 어셈블리(100)를 포함한다.
발광 기판(200)은 발광면을 구비하고, 발광 기판(200)은 복수의 발광 유닛(210)을 포함한다. 복수의 발광 유닛(210)은 임의의 방식으로 배열될 수 있으며, 바람직하게는 어레이 배열 방식으로 배열될 수 있다. 본 실시예에서, 발광 기판(200)은 예를 들어 LED 소자를 포함하는 발광 기판이고, 여기서 복수의 발광 유닛(210)은 각각 LED 발광 유닛이고 또한 어레이로 배열되어 있다. LED 발광 유닛은 단색 LED 발광 유닛일 수 있으며, 이에 따라 복수의 발광 유닛(210)은 동일한 색상의 광선을 방출할 수 있다. 일부 실시예에서, 발광 유닛(210)은 Micro-LED 발광 유닛이다.
발광 기판(200)은 구동 회로를 포함하고, 구동 회로는 대응되는 발광 유닛(210)을 구동하여 발광시킨다. 발광 유닛(210)이Micro-LED 발광 유닛인 경우, 구동 회로는 적어도 박막 트랜지스터를 포함하고, Micro-LED와 박막 트랜지스터는 전기적으로 연결된다.
발광 기판(200)은 LED 소자를 포함하는 발광 기판에 한정되지 않는다. 선택적으로, 발광 기판(200)은 OLED 표시 패널용 발광 기판 또는 LCD용 발광 기판일 수도 있다. 즉, 발광 기판(200)은 적어도 일부 OLED 표시 패널의 기능층을 포함하고, 색상 변환 어셈블리(100)와의 조합을 통해 OLED 표시 패널을 획득하고; 또는, 발광 기판(200)은 적어도 일부 LCD의 기능층을 포함하고, 색상 변환 어셈블리(100)와의 조합을 통해 LCD를 획득할 수 있다.
발광 기판(200)이 LED 소자를 이용한 발광 기판이라 하더라도 그 발광 유닛(210)은 청색광 LED 발광 유닛에 한정되지 않고, 예를 들어, 기타 대체적인 실시예에서, 발광 유닛(210)은 자외선 LED 발광 유닛일 수도 있다.
색상 변환 어셈블리(100)는 발광 기판(200)의 발광면을 덮고, 복수의 채널(130)은 복수의 발광 유닛(210)에 각각 대응되고, 발광 유닛(210)과 상기 색상 변환 어셈블리(100) 사이에는, 예를 들어 액체 광학 접착제(Liquid Optical Clear Adhesive, LOCA)와 같은 충전재(211)가 구비되어 있다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 충전재(211)는 발광 유닛(210)과 제1 컬러 필터층(161) 및 제3 컬러 필터층(163) 사이의 간극을 완전히 충진하여 광원의 출광율을 향상시키고, 균일한 광 전파 경로를 확보할 수 있다.
본 실시예에서, 복수의 발광 유닛(210)은 모두 청색 LED 발광 유닛이다. 도 2의 좌측 채널(130)에서는, 청색 LED 발광 유닛에서 방출되는 광선이 색상 변환층(140)을 여기시켜, 광선이 적색광으로 변환되어 외부로 방출되도록 하고; 도 2의 중간 채널(130)에서는, 청색 LED 발광 유닛에서 방출되는 광선이 색상 변환층(140)을 여기시켜, 광선이 녹색광으로 변환되어 외부로 방출되도록 하며; 도 2의 우측 채널(130)에서는, 청색 LED 발광 유닛에서 방출되는 청색광이 투과층(170)을 투과하여 외부로 청색광을 방출한다. 적색광을 방출하는 채널(130), 녹색광을 방출하는 채널(130) 및 청색광을 방출하는 채널(130)은 어레이로 배열되어 화면의 풀 컬러 표시를 구현할 수 있다.
본원 실시예의 표시 패널(1000)에 따르면, 차광층(120)은 적층 설치된 지지층(121), 블랙 매트릭스층(122) 및 반사층(123)을 포함한다. 한편으로는, 지지층(121)에 의해 블랙 매트릭스층(122)을 지지하여, 블랙 매트릭스층(122)의 높이를 증가시키고, 차광층의 두께를 효과적으로 증가시키기에, 인접하는 출사광 사이의 크로스 컬러를 방지하고, 또한, 색상 변환층(140)의 두께를 증가시켜, 입사광(L1)이 색상 변환층(140) 내에서 충분히 이용될 수 있도록 하여, 입사광의 이용률을 향상시키기에, 출광 효율을 향상시킨다. 다른 한편으로는, 반사층(123)은 채널 벽을 투과하는 광선의 투과율을 감소시키고, 블랙 매트릭스층(122)은 반사층(123)을 투과한 입사광을 흡수하기에, 채널 내의 광선이 인접하는 채널로 전달되는 것을 방지하여, 인접하는 서브 픽셀 사이에 크로스 컬러가 발생하는 것을 방지한다. 또 다른 한편으로는, 반사층(123)은 색상 변환층(140)에서 충분히 이용되지 못한 광선을 다시 색상 변환층(140)으로 반사시켜, 입사광의 이용율을 향상시키기에, 출광 효율을 향상시킬 수 있다.
본원의 실시예는 또한 색상 변환 어셈블리의 제조 방법을 제공하는 바, 이하에서는 제조 방법을 설명한다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 색상 변환 어셈블리의 제조 방법의 흐름도를 나타내는 바, 상기 색상 변환 어셈블리의 제조 방법은 단계(S10) 내지 단계(S20)를 포함한다.
S10에서, 베이스 상에 차광층을 형성하는 바, 차광층은 복수의 채널을 구비한다.
여기서, 차광층을 형성하는 단계는 다음 단계를 포함한다.
베이스 상에 패턴화된 지지층을 형성한다. 도 4a는 본원의 일 실시예에 따른 색상 변환 어셈블리의 제조 방법에서 지지층을 형성하는 단계의 단면 구조 개략도를 나타낸다. 지지층(121)은 필름 부착, 포토리소그래피, 레이저 가공, 잉크젯 프린팅, 3D 프린팅, 스크린 프린팅, 마이크로 컨택 프린팅 등에 의해 베이스(110) 상에 형성될 수 있고, 지지층(121)은 어레이로 배열되는 복수의 채널(130)을 구비한다.
지지층의 상면과 측면에 연속적으로 연장되는 블랙 매트릭스층을 형성한다. 도 4b는 본원의 일 실시예에 따른 색상 변환 어셈블리의 제조 방법에서 블랙 매트릭스층을 형성하는 단계의 단면 구조 개략도를 나타낸다. 블랙 매트릭스층(122)은 필름 부착, 포토리소그래피, 레이저 가공, 잉크젯 프린팅, 3D 프린팅, 스크린 프린팅, 마이크로 컨택 프린팅 등의 방법으로 지지층(121)의 상면 및 측면에 형성될 수 있으며, 여기서 블랙 매트릭스층(122) 의 두께는1μm 내지 20μm이고, 블랙 매트릭스층(122)의 광밀도(OD)는 4.0 이상이다.
블랙 매트릭스층의 상면과 측면에 연속적으로 연장되는 반사층을 형성한다. 도 4c는 본원의 일 실시예에 따른 색상 변환 어셈블리의 제조 방법에서 반사층을 형성하는 단계의 단면 구조 개략도를 나타낸다. 반사층(123)은 필름 부착, 포토리소그래피, 레이저 가공, 잉크젯 프린팅, 3D 프린팅, 스크린 프린팅, 마이크로 컨택 프린팅 등을 통해 블랙 매트릭스층(122)의 상면 및 측면에 형성될 수 있다.
S20에서, 적어도 일부 채널 내에 색상 변환층을 형성하는 바, 색상 변환층은 입사광을 목표 색상의 광선으로 변환한다.
S20 이전에, 먼저 일부 채널의 베이스와 근접한 개구에 제2 컬러 필터층을 형성할 수 있다. 도 4d는 본원의 일 실시예에 따른 색상 변환 어셈블리의 제조 방법에서 제2 컬러 필터층을 형성하는 단계의 단면 구조 개략도를 나타낸다. 예를 들어, 물리적 또는 화학적 기상 증착법을 이용하여, 일부 채널의 베이스와 근접한 개구에 제2 컬러 필터층(162)을 형성하고, 제2 컬러 필터층(162)은 브래그 반사층일 수 있으며, 제2 컬러 필터층(162)의 두께를 조정하는 것을 통해, 색상 변환층으로부터 출사하는 광선을 선택적으로 투과시켜, 백라이트로부터의 광선이 누출되는 문제를 방지할 수 있다.
S20에서, 도 4e는 본원의 일 실시예에 따른 색상 변환 어셈블리의 제조 방법에서 색상 변환층을 형성하는 단계의 단면 구조 개략도를 나타낸다. 색상 변환층(140)은 축광 재료를 포함하는 색상 변환층일 수 있으며, 여기서, 축광 재료는 양자점, 형광 입자 등일 수 있다.
본 실시예에서 색상 변환층(140)은 방출하는 광선의 상이함에 따라 두 종류 이상으로 배치될 수 있으며, 예를 들어 적색광을 방출하는 색상 변환층(140)과 녹색광을 방출하는 색상 변환층(140)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 포토리소그래피 공정을 이용하여 일부 채널(130) 내에 적색광을 방출하는 색상 변환층(140)을 형성할 수 있으며, 여기서 상기 적색광을 방출하는 색상 변환층(140)이 형성된 채널은 적색 서브 픽셀에 대응되는 채널(130)일 수 있다. 그 다음, 포토리소그래피 공정을 이용하여 일부 채널(130) 내에 녹색광을 방출하는 색상 변환층(140)을 형성할 수 있으며, 여기서 상기 녹색광을 방출하는 색상 변환층(140)이 형성된 채널은 녹색 서브 픽셀에 대응되는 채널(130)일 수 있다. 또한, 먼저 녹색광을 방출하는 색상 변환층(140)을 형성한 후, 적색광을 방출하는 색상 변환층(140)을 형성할 수도 있다.
기타 일부 실시예에서, 입사광은 청색광이고, 도 4e에 도시된 바와 같이, 일부 채널 내에 투과층(170)을 형성할 수 있고, 투과층(170)은 청색광을 투과시킨다. 일부 채널 내에 투광성 재료를 충진하여 투과층(170)을 형성할 수도 있고, 또는 일부 채널 내에 어떠한 물질도 충진하지 않고 투과층(170)을 형성할 수도 있다.
도 4f는 본원의 일 실시예에 따른 색상 변환 어셈블리의 제조 방법에서 제1 컬러 필터층을 형성하는 단계의 단면 구조 개략도를 나타낸다. 도 4f에 도시된 바와 같이, 색상 변환층을 형성한 후, 색상 변환층(140)의 상측, 즉 일부 채널의 베이스와 멀리 떨어진 개구에 제1 컬러 필터층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 물리적 또는 화학적 기상 증착법을 이용하여, 제1 컬러 필터층(161)을 형성하고, 제1 컬러 필터층(161)은 브래그 반사층일 수 있으며, 제1 컬러 필터층(161)은 입사광은 투과시키고 또한 입사광과 다른 파장 범위의 광선을 반사시키기에, 색상 변환층에서 방출되는 광선의 순도를 향상시킨다.
도 4g는 본원의 일 실시예에 따른 색상 변환 어셈블리의 제조 방법에서 방열층을 형성하는 단계의 단면 구조 개략도를 나타낸다. 도 4g에 도시된 바와 같이, 제1 컬러 필터층을 형성한 후, 반사층(123)의 상측에 방열층(150)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 화학적 기상 증착법을 이용하여 반사층(123)의 상측에 그래핀막을 증착하여 방열층(150)을 형성한다. 바람직하게는, 방열층(150), 반사층(123), 블랙 매트릭스층(122) 및 지지층(121)의 두께의 합이 제1 컬러 필터층(161), 색상 변환층(140) 및 제2 컬러 필터층(162)의 두께의 합을 초과하도록 하여, 발광 유닛이 색상 변환층(140)과 직접 접촉하는 것을 방지하도록 한다. 그래핀은 열전도 성능이 뛰어나 발광원에서 발생되는 열량을 적시에 전도하여, 색상 변환층 주위의 온도를 낮추고, 색상 변환층의 수명을 연장할 수 있다.
본원 실시예의 색상 변환 어셈블리의 제조 방법에 따르면, 그 제조된 색상 변환 어셈블리의 차광층은 적층 설치된 지지층, 블랙 매트릭스층 및 반사층을 포함한다. 한편으로는, 지지층에 의해 블랙 매트릭스층을 지지하기에, 블랙 매트릭스층의 높이를 증가시키고 차광층의 두께를 효과적으로 증가시켜, 인접하는 출사광 사이의 크로스 컬러를 방지하고, 나아가, 색상 변환층의 두께를 증가시켜, 입사광이 색상 변환층 내에서 충분히 이용될 수 있도록 하여, 입사광의 이용률을 향상시켜 출광 효율을 향상시킨다. 다른 한편으로는, 반사층은 채널 벽을 투과하는 광선의 투과율을 감소시키고, 블랙 매트릭스층은 반사층을 투과한 입사광을 흡수하여, 채널 내의 광선이 인접하는 채널로 투과되는 것을 방지하여, 인접하는 서브 픽셀 사이에 크로스 컬러가 발생하는 것을 방지한다. 또 다른 한편으로는, 반사층은 색상 변환층에서 충분히 이용되지 못한 광선을 다시 색상 변환층으로 반사시켜, 입사광의 이용율을 향상시켜 출광 효율을 향상시킬 수 있다.
본원의 상술한 실시예에 따르면, 이러한 실시예는 모든 세부사항을 상세하게 설명하지 않았고, 본원을 설명된 특정 실시예에만 한적하는 것이 아니다. 물론 상술한 설명에 근거하여 많은 수정과 변경이 가능하다. 본 명세서는, 본원의 원리 및 실제 적용을 보다 잘 설명하기 위해 이러한 실시예를 선택하고 구체적으로 설명함으로써, 당업자가 본원을 잘 이용하고 본원에 기반하여 수정을 수행할 수 있도록 한다. 본원은 특허청구범위와 그 전체 범위 및 등가물에 의해서만 제한된다.

Claims (16)

  1. 색상 변환 어셈블리에 있어서,
    베이스와;
    상기 베이스 상에 위치하고 또한 복수의 채널을 구비하는 차광층과;
    적어도 일부 상기 채널 내에 위치하는 색상 변환층;을 포함하고,
    상기 색상 변환층은 입사광을 목표 색상의 광선으로 변환하며, 상기 색상 변환층의 두께는 상기 베이스부터 상기 차광층의 상면까지의 높이보다 작으며,
    상기 차광층은,
    상기 베이스 상에 위치하는 지지층과;
    상기 지지층의 상면과 측면에서 연속적으로 연장되는 블랙 매트릭스층과;
    상기 블랙 매트릭스층의 상면과 측면에서 연속적으로 연장되는 반사층;을 포함하며,
    상기 지지층의 상면은 상기 베이스로부터 멀어지는 방향을 향하고,
    상기 블랙 매트릭스층의 상면은 상기 베이스로부터 멀어지는 방향을 향하며,
    상기 색상 변환 어셈블리는 상기 반사층의 상면에 위치하는 방열층을 더 포함하고,
    상기 반사층의 상면은 상기 베이스로부터 멀어지는 방향을 향하는, 색상 변환 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지층의 재료는 폴리이미드 수지, 에폭시 수지 및 아크릴 수지 중 하나 이상을 포함하는, 색상 변환 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    각 상기 채널은 서로 대향하는 제1 개구와 제2 개구를 구비하고, 상기 제1 개구는 상기 입사광에 근접하고, 상기 제2 개구는 상기 입사광으로부터 멀리 떨어져 있으며,
    여기서, 제1 개구의 사이즈는 제2 개구의 사이즈를 초과하는, 색상 변환 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    각 상기 채널은 서로 대향하는 제1 개구와 제2 개구를 구비하고, 상기 제1 개구는 상기 입사광에 근접하고, 상기 제2 개구는 상기 입사광으로부터 멀리 떨어져 있으며, 상기 색상 변환 어셈블리는,
    상기 색상 변환층이 수용되는 상기 채널의 상기 제1 개구를 덮는 제1 컬러 필터층과;
    상기 색상 변환층이 수용되는 상기 채널의 상기 제2 개구를 덮는 제2 컬러 필터층;을 더 포함하고,
    상기 제1 컬러 필터층은, 상기 입사광과 동일한 파장 범위의 광선의 투과를 허용하고 또한 적어도 한 종류의 기타 파장 범위의 광선을 반사하도록 구성되며,
    상기 제2 컬러 필터층은, 대응되는 상기 채널의 상기 색상 변환층에서 방출되는 광선의 투과를 허용하고 또한 적어도 한 종류의 기타 파장 범위의 광선을 반사하도록 구성되는, 색상 변환 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 채널 중 상기 색상 변환층이 설치되지 않은 채널에 위치하는 투과층을 더 포함하고,
    상기 투과층은 상기 입사광과 동일한 파장 범위의 광선을 투과시키는, 색상 변환 어셈블리.
  6. 제5항에 있어서,
    각 상기 채널은 서로 대향하는 제1 개구와 제2 개구를 구비하고, 상기 제1 개구는 상기 입사광에 근접하고, 상기 제2 개구는 상기 입사광으로부터 멀리 떨어져 있으며, 상기 색상 변환 어셈블리는,
    상기 투과층이 수용되는 상기 채널의 상기 제1 개구를 덮는 제3 컬러 필터층을 더 포함하고,
    상기 제3 컬러 필터층은, 상기 입사광과 동일한 파장 범위의 광선의 투과를 허용하고 또한 적어도 한 종류의 기타 파장 범위의 광선을 반사하도록 구성되는, 색상 변환 어셈블리.
  7. 표시 패널에 있어서,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 색상 변환 어셈블리와;
    발광면을 구비하는 발광 기판;을 포함하고,
    상기 발광 기판은 복수의 발광 유닛을 포함하며,
    상기 색상 변환 어셈블리는 상기 발광 기판의 상기 발광면을 덮고, 여기서 복수의 상기 채널은 복수의 상기 발광 유닛에 각각 대응되는, 표시 패널.
  8. 색상 변환 어셈블리의 제조 방법에 있어서,
    베이스 상에 차광층을 형성하는 단계로서, 상기 차광층은 복수의 채널을 구비하는 단계와;
    적어도 일부 상기 채널 내에 색상 변환층을 형성하는 단계로서, 상기 색상 변환층은 입사광을 목표 색상의 광선으로 변환하며, 상기 색상 변환층의 두께는 상기 베이스부터 상기 차광층의 상면까지의 높이보다 작은 단계;를 포함하고,
    상기 차광층을 형성하는 단계는,
    상기 베이스 상에 패턴화된 지지층을 형성하는 단계와;
    상기 지지층의 상면과 측면에 연속적으로 연장되는 블랙 매트릭스층을 형성하는 단계와;
    상기 블랙 매트릭스층의 상면과 측면에 연속적으로 연장되는 반사층을 형성하여 차광층을 획득하는 단계;를 포함하며,
    상기 차광층은,
    상기 베이스 상에 위치하는 지지층과;
    상기 지지층의 상면과 측면에서 연속적으로 연장되는 블랙 매트릭스층과;
    상기 블랙 매트릭스층의 상면과 측면에서 연속적으로 연장되는 반사층;을 포함하며,
    상기 지지층의 상면은 상기 베이스로부터 멀어지는 방향을 향하고,
    상기 블랙 매트릭스층의 상면은 상기 베이스로부터 멀어지는 방향을 향하며,
    상기 색상 변환 어셈블리는 상기 반사층의 상면에 위치하는 방열층을 더 포함하고,
    상기 반사층의 상면은 상기 베이스로부터 멀어지는 방향을 향하는, 색상 변환 어셈블리의 제조 방법.
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