KR20170034055A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20170034055A
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Abstract

제1광을 공급하는 광원, 제1광을 흡수하여 제1광과 다른 제2광 및 제3광 중 적어도 하나를 방출하는 복수의 양자점을 포함하는 컬러 필터, 컬러 필터 상에 배치되고, 제1광의 적어도 일부를 차단하는 제1 광학 필터층 및 광원과 상기 컬러 필터 사이에 배치되고, 제1광의 적어도 일부는 투과시키고, 제2광 및 제3광의 적어도 일부는 반사시키는 제2 광학 필터층을 포함하는 표시 장치가 제공된다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
화상을 표시할 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
현재 상용화된 표시 장치로는 액정 표시 장치(liquid crystal display), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등이 있으며, 이 중 액정 표시 장치는 우수한 시인성, 용이한 박막화, 저전력 및 저발열 등의 장점에 따라 모바일 기기, 컴퓨터 모니터 및 텔레비전(TV) 등 다양한 표시 장치로 이용되고 있다.
액정 표시 장치는 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.
일 실시예는 소비 전력 대비 광효율과 시야각이 모두 개선된 표시 장치를 제공한다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 제1광을 공급하는 광원, 상기 제1광을 흡수하여 상기 제1광과 다른 제2광 및 제3광 중 적어도 하나를 방출하는 복수의 양자점을 포함하는 컬러 필터, 상기 컬러 필터 상에 배치되고, 상기 제1광의 적어도 일부를 차단하는 제1 광학 필터층, 및 상기 광원과 상기 컬러 필터 사이에 배치되고, 상기 제1광의 적어도 일부는 투과시키고, 상기 제2광 및 상기 제3광의 적어도 일부는 반사시키는 제2 광학 필터층을 포함한다.
상기 컬러 필터는 상기 제1광을 방출하는 제1영역, 상기 제2광을 방출하는 제2영역 및 상기 제3광을 방출하는 제3영역을 포함하고, 상기 제1 광학 필터층은 상기 제2영역 및 상기 제3영역에 대응되는 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1광은 청색광이고, 상기 제2광은 녹색광이며, 상기 제3광은 적색광일 수 있다.
상기 제1영역에는 투명체가 형성될 수 있다.
상기 표시 장치는 서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판을 더 포함하고, 상기 제1 광학 필터층, 상기 컬러 필터 및 상기 제2 광학 필터층은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치할 수 있다.
상기 제1 광학 필터층, 상기 컬러 필터 및 상기 제2 광학 필터층은 차례로 적층된 적층 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하고, 상기 제1 광학 필터층, 상기 컬러 필터 및 상기 제2 광학 필터층의 하부 또는 상부에 위치하는 액정층을 더 포함할 수 있다.
상기 양자점은, 상기 제1광을 흡수하여 상기 제1광보다 긴 파장을 갖는 상기 제2광을 방출하는 복수의 제1 양자점과, 상기 제1광을 흡수하여 상기 제1광 및 상기 제2광보다 긴 상기 제3광을 방출하는 복수의 제2 양자점을 포함할 수 있다.
상기 제1 양자점과 상기 제2 양자점은 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
상기 제1 광학 필터층은 상기 제1광보다 긴 파장을 갖는 광을 투과시킬 수 있으며, 500nm 이하의 파장은 차단할 수 있다.
상기 제1 광학 필터층은 고굴절률을 갖는 제1층과 저굴절률을 갖는 제2층이 교번적으로 적층된 적층체를 포함할 수 있다.
상기 적층체는 복수의 상기 제1 유전체층과 복수의 상기 제2 유전체층이 적어도 4층 이상 적층될 수 있다.
상기 제1층의 굴절률(n1)은 1.8 내지 2.6 이고, 상기 제2층의 굴절률(n2)은 1.3 내지 1.8 일 수 있다.
상기 제1층은 하프늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물, 마그네슘 산화물, 세슘 산화물, 란탄 산화물, 인듐 산화물, 니오븀 산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 질화물 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있고,
상기 제2층은 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 광학 필터층은 금속, 도전성 산화물 또는 이들의 조합을 포함하는 박막을 포함할 수 있으며,
상기 금속은 알루미늄, 은, 니켈, 크롬 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 도전성 산화물은 인듐 주석 산화물, 알루미늄 아연 산화물, 갈륨 아연 산화물, 인듐 아연 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 광학 필터층은 500nm을 초과하는 파장을 반사할 수 있다.
액정 표시 장치의 소비 전력 대비 광효율 및 시야각을 모두 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이고,
도 2는 도 1의 표시 장치에서 제1 광학 필터층의 광 특성을 나타낸 그래프이고,
도 3은 도 1의 표시 장치에서 제2 광학 필터층의 광 특성을 나타낸 그래프이고,
도 4는 도 1의 컬러 필터, 제1 광학 필터층, 제2 광학 필터층이 이루는 미세 공진 구조와, 이에 의해 발생하는 미세 공진 효과를 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 5는 도 4의 컬러 필터를 제1 내지 제3영역으로 나누어 보다 구체적으로 나타낸 단면도이고,
도 6은 도 1의 표시 장치에서, 제1 광학 필터층의 일 변형예를 나타낸 단면도이고,
도 7은 도 1의 표시 장치에서, 제1 광학 필터층의 다른 변형예를 나타낸 단면도이고,
도 8은 도 1의 표시 장치에서, 양자점의 일 변형예를 나타낸 단면도이다.
이하, 실시예에 대하여 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 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 경우 뿐만 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 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 개략적인 구조를 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 광원(10)과 하부 표시판(11) 및 상부 표시판(12)을 포함한다.
광원(10)은 하부 표시판(11) 및 상부 표시판(12)으로 제1 광을 공급할 수 있다. 광원(10)은 제1 광을 발광할 수 있는 발광체를 포함할 수도 있다. 광원(10)에서 발광되는 제1광은 예컨대 가시광 영역의 광일 수 있으며 가시광 영역의 광 중 높은 에너지를 갖는 광, 예를 들어 청색광일 수 있다. 이를 통해 제1 광인 청색광을 하부 표시판(11)과 상부 표시판(12)으로 공급할 수 있다.
광원(10)은 발광체를 포함하는 발광부와, 발광된 청색광을 하부 표시판(11) 방향으로 공급하는 도광판을 포함할 수 있다. 발광부는 도광판 일측에 위치할 수도 있고, 도광판 하부면 아래에 위치할 수도 있다.
하부 표시판(11)은 투명한 유리, 플라스틱 등으로 이루어진 제1 기판(SU1) 위에 박막 트랜지스터 등을 포함하는 배선층(TA)이 형성되어 있다. 배선층(TA)에는 게이트선, 유지 전압선, 게이트 절연막, 데이터선, 소스 전극, 드레인 전극, 반도체, 보호막 등을 포함할 수 있으며, 박막 트랜지스터는 게이트선 및 데이터 선에 연결되어 있다. 한편, 배선층(TA) 상에는 화소 전극(PE)이 형성되어 있다. 게이트선, 데이터선, 소스 전극, 드레인 전극, 반도체 및 화소 전극의 구조는 실시예에 따라서 다양할 수 있다.
게이트선과 유지 전압선은 서로 전기적으로 분리되어 있으며, 데이터선은 게이트선 및 유지 전압선과 절연 교차하고 있다. 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극은 각각 박막 트랜지스터의 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 구성한다. 드레인 전극은 화소 전극(PE)과 전기적으로 연결되어 있다.
화소 전극(PE)은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 투명한 도전 물질로 형성될 수 있으며, 전계를 발생시켜 액정 분자의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다.
화소 전극(PE) 위에는 배향막(AL)이 형성되어 있다. 배향막(AL)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. 배향막(AL)에 의해 액정층(LC) 내부의 액정 분자를 초기 배열할 수 있다. 배향막(AL)의 위치는 실시예에 따라 다양할 수 있다. 배향막(AL)은 액정층(LC)의 위, 아래 또는 도 1에 도시된 바와 같이 액정층(LC)의 위와 아래에 모두 배치될 수도 있으며, 경우에 따라 생략될 수도 있다.
하부 표시판(11)과 상부 표시판(12) 사이에는 액정층(LC)이 형성되어 있다. 액정층(3)의 두께는 예를 들어 5~6㎛로 형성될 수 있다. 액정층(3) 내부 액정 분자의 종류, 액정층(3)의 구동 방식 등은 실시예에 따라서 다양할 수 있다.
한편, 제1 기판(SU1)의 배면에는 제1 편광판(POL1)이 부착되어 있다. 제1 편광판(POL1)은 편광 소자와 보호층을 포함할 수 있으며, 보호층은 TAC(Tri-acetyl-cellulose)을 포함할 수 있다. 다만, 제1 편광판(POL1)이 형성되는 위치는 제1 기판(SU1)과 배선층(TA)의 사이에 형성될 수도 있고, 하부 표시판(11) 내의 다른 위치에 형성될 수도 있다.
액정층(3) 상부에는 공통 전극(CE)이 형성되어 있다. 공통 전극(CE)은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 투명한 도전 물질로 형성될 수 있으며, 전계를 발생시켜 액정 분자의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다. 다만 공통 전극(CE)의 위치는 실시예에 따라 다양할 수 있으며, 하부 표시판(11)에 위치될 수도 있다.
상부 표시판(12)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 제2 기판 (SU2) 아래에 제1 광학 필터층(30)이 형성되어 있다.
제1 광학 필터층(30)은 예컨대 가시광 영역 중 일부 파장 영역의 광을 차단시키고 나머지 파장 영역의 광을 투과시킬 수 있으며, 예컨대 청색광을 차단시키고 청색광을 제외한 광은 투과시킬 수 있다. 예컨대 녹색광, 적색광 및/또는 이들의 합광인 황색광은 투과시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치에서 제1 광학 필터층의 파장에 따른 광 투과도를 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 2를 참고하면, 제1 광학 필터층(30)은 예컨대 약 500nm 이하의 청색광을 실질적으로 차단하고 예를 들어 약 500nm 초과 700nm 이하의 나머지 가시광을 투과시킬 수 있다. 예를 들어 약 500nm 초과 내지 700nm 이하의 나머지 가시광은 약 70% 이상의 광 투과도를 가질 수 있다.
일 예로, 표시 장치(100)의 컬러 필터(20)가 청색을 표시하는 제1영역(PX1), 녹색을 표시하는 복수의 제2영역(PX2) 및 적색을 표시하는 복수의 제3영역(PX3)를 포함한다고 할 때, 제1 광학 필터층(30)은 청색을 표시하는 제1영역 (PX1) 상에는 형성되지 않을 수 있으며, 녹색을 표시하는 제2영역(PX2) 및/또는 적색을 표시하는 제3영역(PX3) 상에 형성될 수 있다. 이에 따라 제1 광학 필터층(30)에 의해 청색을 표시하는 제1영역(PX1)의 표시 특성의 저하를 방지할 수 있다.
즉, 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 제1 광학 필터층(30)은 청색광에 해당하는 파장 영역을 차단시키면서, 청색광을 초과하는 파장 영역, 예를 들어 녹색광, 황색광, 적색광 등의 파장 영역은 통과시키는 대역 통과 필터(band-pass filter, BPF)의 기능을 수행한다. 즉, 제1 광학 필터층(30)은 비교적 긴 파장 영역을 갖는 녹색광, 황색광, 적색광 등을 선별적으로 통과시킬 수 있는, 이른바 장파장 투과 필터(Long-wave pass filter, LWPF)일 수 있다.
한편, 제1 광학 필터층(30)은 예를 들어 반투과층일 수 있다.
일 예로, 제1 광학 필터층(30)은, 예를 들어 분포 브래그 반사(distributed Bragg reflection, DBR) 구조를 가질 수 있다. 제1 광학 필터층(30)은 굴절률이 상이한 복수 층을 포함할 수 있으며, 예컨대 굴절률이 상이한 2층이 교번적으로 적층하여 형성될 수 있고, 예컨대 고굴절률을 갖는 제1층(31)과 저굴절률을 갖는 제2층(32)을 교번적으로 적층하여 형성될 수 있다.
제1층(31)은 예를 들어 약 1.8 내지 2.6, 예를 들어 1.9 내지 2.6의 굴절률(n1)을 가질 수 있다. 제1층(31)은 예를 들어 하프늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물, 마그네슘 산화물, 세슘 산화물, 란탄 산화물, 인듐 산화물, 니오븀 산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만 제1층(31)은 실시예에 따라 상기 굴절률에 해당하는 다양한 물질일 수 있다.
제2층(32)은 예를 들어 약 1.3 내지 1.8 예를 들어 1.4 내지 1.7의 굴절률(n2)을 가질 수 있다. 제2층(32)은 예를 들어 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 다만 제2층(32)은 실시예에 따라 상기 굴절률에 해당하는 다양한 물질일 수 있다.
제1층(31)의 굴절률(n1)과 제2층(32)의 굴절률(n2)은 차이가 클수록 파장 선택성이 높은 제1 광학 필터층(30)을 형성할 수 있다.
제1층(31)과 제2층(32)의 두께 및 층의 수는 각 층의 굴절률 및 반사 파장에 따라 결정될 수 있으며, 예를 들어 각 제1층(31)은 3 nm 내지 300 nm의 두께를 가질 수 있고, 각 제2층(32)은 3 nm 내지 300 nm 의 두께를 가질 수 있다. 제1 광학 필터층(30)의 총 두께는 예를 들어 3 nm 내지 10000 nm, 예를 들어 300 nm 내지 10000 nm, 예를 들어 1000 nm 내지 10000 nm 일 수 있다. 각각의 제1층(31)끼리의 두께 및 소재와, 각각의 제2층(32) 두께 및 소재는 서로 같을 수도 있고 상이할 수도 있다.
이와 같이 제1 광학 필터층(30)이 적층체 구조를 가짐으로써, 가시광 중 청색광의 파장 영역을 제외한 녹색광, 적색광 및/또는 이들의 합광인 황색광 등은 투과시키고, 청색광은 차단할 수 있다.
제1 광학 필터층(30)으로부터 차단된 청색광은 제1 광학 필터층(30)으로부터 반사되어 광 리사이클링이 이루어질 수 있다. 제1 광학 필터층(30)의 구체적인 구성 및 이를 통한 광 리사이클링 효과는 후술한다.
한편, 제1 광학 필터층(30)의 아래에는 차광부재(BM)가 형성되어 있다. 차광 부재(BM)는 빛을 투과시키지 않는 물질, 예를 들어 크롬(Cr), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등의 금속 입자, 상기 금속 입자의 산화물, 또는 이들의 조합을 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 차광 부재(BM)는 표시 장치(100)의 빛샘 현상을 방지하고, 콘트라스트(contrast)를 향상시킨다. 차광부재(BM)는 일정 간격으로 이격되어 배치되고, 차광부재(BM)의 이격된 공간들에는 도 1에 도시된 바와 같이 컬러 필터(20)가 형성되어 있다.
일 실시예에 따른 컬러 필터(20)는 발광체를 포함하며, 발광체는 예를 들어, 공급된 광을 흡수하여 다른 파장을 갖는 광으로 방출시키는 양자점(2)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 양자점(2)은 제1광을 흡수하여 제1광보다 긴 파장을 갖는 제2광을 방출하는 제1 양자점(2a)과, 제1광을 흡수하여 제1광 및 제2광보다 긴 파장을 갖는 제3광을 방출하는 제2 양자점(2b)을 포함한다.
양자점(2)의 형태는 해당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정되지 않는다. 양자점(2)은 도 1에 도시된 바와 같은 구형 외에도, 예를 들어 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노입자, 나노튜브, 나노와이어, 나노섬유, 나노시트일 수 있다.
컬러 필터(20)는 제1광을 표시하는 제1영역(PX1), 제2광을 표시하는 제2영역(PX2) 및 제3광을 표시하는 제3영역(PX3)으로 구분될 수 있다. 일 실시예는 제1영역(PX1)이 제1광으로 청색광을, 제2영역(PX2)이 제2광으로 녹색광을, 제3영역(PX3)이 제3 광으로 적색광을 각각 표시할 수 있다.
제1영역(PX1)에는 청색 필터가 형성될 수 있으며, 청색 필터는 광원(10)으로부터 공급된 청색광의 파장이 변환되지 않고 그대로 방출될 수 있는 투명체(20a)일 수 있다.
투명체(20a)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1영역(PX1)을 모두 메우도록 형성되어 제2 기판(SU2)과 접촉될 수 있으나 실시예에 따라 다양한 높이, 크기 등을 가질 수 있다. 투명체(20a)는 청색광의 파장을 변환하지 않으면서 진행 방향만 변화시키는 산란 유도 입자들을 포함할 수도 있다.
한편, 투명체(20a)는 실시예에 따라 생략될 수도 있다. 이 경우, 제1영역(PX1)에는 중공이 형성될 수도 있다.
제2영역(PX2)은 녹색광을 표시하는 영역으로, 제2영역(PX2)은 광원(10)으로부터 공급된 청색광을 녹색광으로 변환하여 표시할 수 있는 녹색 필터(20b)가 형성될 수 있다.
녹색 필터(20b)는 발광체로 청색광을 받아 여기(excitation)되었다가 기저(ground) 상태로 안정되면서 녹색광을 방출하는 제1 양자점(2a)을 포함한다.
제3영역(PX3)은 적색광을 표시하는 영역으로, 제3영역(PX3)은 광원(10)으로부터 공급된 청색광을 적색광으로 변환하여 표시할 수 있는 적색 필터(20c)가 형성될 수 있다.
적색 필터(20c)는 발광체로 청색광을 받아 여기(excitation)되었다가 기저(ground) 상태로 안정되면서 적색광을 방출하는 제2 양자점(2b)을 포함한다.
일 실시예에서는 광원(10)에서 공급된 청색광이 제1 양자점(2a), 제2 양자점(2b) 및 투명층(20a) 내 산란 유도 입자에 의해 각각 산란된 후 외부로 방출되어 화상을 표시하기 때문에 외부로 방출되는 빛의 진행 방향이 넓고 위치에 따라 빛의 계조가 변하지 않으므로, 표시 장치(100)가 넓은 시야각을 가질 수 있다.
한편, 상기와 같이 양자점(2)들을 각각 포함한 녹색 필터(20b) 및 적색 필터(20c)의 경우, 전술한 양자점들 외에 바인더, 광중합성 단량체, 광 개시제 및 용매를 포함하는 감광성 조성물을 각각의 제2영역(PX2) 또는 제3영역(PX3)에 도포함으로써 제조될 수 있다.
한편, 제1 양자점(2a)과 제2 양자점(2b)은 서로 동일한 소재로 형성되되, 입사된 청색광을 서로 다른 파장인 녹색광과 적색광으로 각각 방출할 수 있도록, 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 양자점(2a)은 제2 양자점(2b) 대비 작은 크기를 가질 수 있고, 이에 따라 중심 파장이 530±5 nm, 반치폭이 40~60nm인, 비교적 높은 에너지를 갖는 녹색광(G)을 방출할 수 있다. 이에 비해, 제2 양자점(2b)은 제1 양자점(2a) 대비 큰 크기를 가져 중심 파장이 625±5 nm, 반치폭이 40~60nm인, 비교적 낮은 에너지를 갖는 적색광(R)을 방출할 수 있다.
한편, 양자점의 소재는 특별히 제한되지 않으며, 공지되었거나 상업적으로 입수 가능한 양자점을 사용할 수 있다. 예를 들어 양자점은, II족-VI족 화합물, III족-V족 화합물, IV족- VI족 화합물, IV족 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 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.
상기 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, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNP, 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. 상기 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.
상기 IV족 화합물은 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 단원소 화합물; 및 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 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. 하나의 양자점(2)이 다른 양자점(2)을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다. 또한, 상기 양자점은 하나의 양자점 코어와 이를 둘러싸는 다층의 쉘을 포함하는 구조를 가질 수도 있다. 이때 다층의 쉘 구조는 2층 이상의 쉘 구조를 가지는 것으로 각각의 층은 단일 조성 또는 합금 또는 농도 구배를 가질 수 있다
또한, 양자점은 코어보다 쉘을 구성하는 물질 조성이 더 큰 에너지 밴드갭을 갖고 있어, 양자 구속 효과가 효과적으로 나타나는 구조를 가질 수 있다. 다층의 쉘을 구성하는 경우도 코어에 가까운 쉘보다 코어의 바깥 쪽에 있는 쉘이 더 큰 에너지 밴드갭을 갖는 구조일 수 있으며, 이 때 양자점은 자외선 내지 적외선 파장 범위를 가질 수 있다.
양자점은 약 10% 이상, 예컨대, 약 30% 이상, 약 50% 이상, 약 60% 이상, 약 70% 이상, 또는 약 90% 이상의 양자 효율(quantum efficiency)을 가질 수 있다.
한편, 컬러 필터(20)의 일면에는 제2 광학 필터층(40)이 형성되어 있다. 제2 광학 필터층(40)은 전술한 제1 광학 필터층(30)과 달리 상부 표시판(12)의 전체 영역에 걸쳐 형성될 수 있다.
일 예로, 제2 광학 필터층(40)은 굴절률이 상이한 복수 층을 포함할 수 있으며, 예컨대 굴절률이 상이한 2층이 교번적으로 적층하여 형성될 수 있고, 예컨대 고굴절률을 갖는 소재와 저굴절률을 갖는 소재를 교번적으로 적층하여 형성할 수 있다.
제2 광학 필터층(40) 중, 고굴절률을 갖는 층은 예를 들어 하프늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물, 마그네슘 산화물, 세슘 산화물, 란탄 산화물, 인듐 산화물, 니오븀 산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 질화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 실시예에 따라 저굴절률을 갖는 층보다 높은 굴절률을 갖는 다양한 물질을 포함할 수 있다.
제2 광학 필터층(40) 중, 저굴절률을 갖는 층은 예를 들어 실리콘 산화물을 포함할 수 있으나, 실시예에 따라 상기 고굴절을 갖는 층보다 낮은 굴절률을 갖는 다양한 물질을 포함할 수 있다.
제2 광학 필터층(40) 중, 고굴절률을 갖는 층과 저굴절률을 갖는 층간 굴절률 차이가 클수록, 파장 선택성이 높은 제2 광학 필터층(40)을 형성할 수 있다.
제2 광학 필터층(40) 중, 고굴절률을 갖는 층과 저굴절률을 갖는 층 각각의 두께 및 층의 수는 각 층의 굴절률 및 반사 파장에 따라 결정될 수 있으며, 예를 들어 제2 광학 필터층(40) 중, 고굴절률을 갖는 층 각각은 3 nm 내지 300 nm의 두께를 가질 수 있고, 제2 광학 필터층(40) 중, 저굴절률을 갖는 층 각각은 3 nm 내지 300 nm 의 두께를 가질 수 있다. 제2 광학 필터층(40)의 총 두께는 예를 들어 3 nm 내지 10000 nm, 예를 들어 300 nm 내지 10000 nm, 예를 들어 1000 nm 내지 10000 nm 일 수 있다. 제2 광학 필터층(40) 중, 고굴절률을 갖는 층 각각과 저굴절률을 갖는 층 각각의 두께 및 소재는 서로 같을 수도 있고 상이할 수도 있다.
제2 광학 필터층(40)은 도 6에 도시된 바와 같이 500nm 이하의 청색광 파장 영역만 투과시키고, 500nm을 초과하는 파장 영역, 즉, 녹색광, 황색광 및 적색광 등은 제2 광학 필터층(40)을 통과하지 못하고 반사된다. 제2 광학 필터층(40)은, 예를 들어 500nm을 초과하는 파장 영역의 60% 이상, 예를 들어 80% 이상을 반사시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 표시 장치에서 제2 광학 필터층의 광 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3을 참고하면, 제2 광학 필터층(40)은 예컨대 약 500nm 이하의 청색광을 실질적으로 투과시키고, 예를 들어 약 500nm 초과 700nm 이하의 나머지 가시광은 반사시킬 수 있다. 예를 들어 500nm 이하의 청색광은 약 70% 이상의 광 투과도를 가질 수 있다.
즉, 제2 광학 필터층(40)은 청색광에 해당하는 파장 영역만 선별적으로 투과시키는 대역 통과 필터(band-pass filter, BPF)의 기능을 수행한다. 즉, 제2 광학 필터층(40)은 청색광을 초과하는 파장 영역, 예를 들어 녹색광, 황색광, 적색광 등의 파장 영역은 차단하면서, 비교적 짧은 파장 영역을 갖는 청색광은 선별적으로 통과시킬 수 있는, 이른바 단파장 투과 필터(short-wave pass filter, LWPF)일 수 있다.
이에 따라, 즉, 녹색광, 황색광 및 적색광 등은 제2 광학 필터층(40)을 통과하지 못하고 반사되어 제1 광학 필터층(30)을 향해 반사될 수 있어, 광 리사이클링이 이루어질 수 있다.
일 실시예에서는 도 1을 기준으로 상부로부터 제1 광학 필터층(30), 컬러 필터층(20) 및 제2 광학 필터층(40)이 차례로 적층된 적층 구조를 이룰 수 있다. 다만, 이러한 적층 구조가 반드시 상부 표시판(12)에 위치되어야 하는 것은 아니며, 표시 장치의 구동 방식, 사용 환경 등에 따라 제1 기판(SU1)과 제2 기판(SU2)의 사이의 다양한 위치에 있을 수 있다.
예를 들면, 상기 적층 구조는 액정층(LC)과 제1 기판(SU1) 사이에 위치할 수도 있다. 이 경우, 하부 표시판(11)이 상기의 적층 구조를 포함하게 됨으로써 하부 표시판(11) 만으로도 광원(10)으로부터 공급된 제1광을 제1광, 제2광 및 제3광으로 구분함으로써 표시되는 화상의 색을 구분할 수 있다.
한편, 상기 적층 구조는 제1 광학 필터층(30)과 제2 광학 필터층(40)에 의해, 일종의 광 공진기(optical resonator) 역할을 할 수 있다. 즉, 제1 광학 필터층(30)과 제2 광학 필터층(40) 각각으로부터 반사된 광들이 제1 광학 필터층(30)과 제2 광학 필터층(40) 사이에서 계속 반사, 왕복되면서 공진이 발생할 수 있다. 또한, 공진을 통해 보강 간섭이 이루어진 광이 최종적으로 제1 광학 필터층(30)을 통과할 수 있다.
이에 따라, 이하에서는 상기의 적층 구조를 미세 공진 구조라고 지칭한다.
한편, 제2 광학 필터층(40)의 아래에는 제2 편광판(POL2)이 부착되어 있다. 제2 편광판(POL2)은 편광 소자와 보호층을 포함할 수 있으며, 보호층은 TAC(Tri-acetyl-cellulose)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 편광판(POL2)과 공통 전극(CE) 사이에는 절연층(미도시) 등이 형성되어, 제2 편광판(POL2)과 공통 전극(CE)간을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 일 실시예에서는 제2 편광판(POL2)이 제2 광학 필터층(40)의 아래에 부착되었으나, 상부 표시판(12) 내의 다른 위치, 예를 들어 컬러 필터(20) 상부면 또는 하부면에 부착될 수도 있으며, 생략될 수도 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여 제1 광학 필터층(30) 및 제2 광학 필터층(40)을 통한 미세 공진 구조의 원리 및 그 효과에 대하여 개략적으로 설명한다.
도 4는 도 1의 컬러 필터, 제1 광학 필터층, 제2 광학 필터층이 이루는 미세 공진 구조와, 이에 의해 발생하는 미세 공진 효과를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4에서는 미세 공진 구조 및 그 효과를 개략적으로 설명하기 위하여 컬러 필터(20)의 제1영역(PX1) 내지 제3영역(PX3)을 구분하지 않고 개략적으로 도시하였으며, 컬러 필터(20) 내부에 서로 다른 크기를 갖는 제1 양자점(2a), 제2 양자점(2b)을 갖는 복수의 양자점(2)을 포함하도록 도시하였다.
도 4를 참조하면, 위에서부터 제1 광학 필터층(30), 컬러 필터(20), 제2 광학 필터층(40)이 순차적으로 배치되어 있고, 제2 광학 필터층(40) 하측에 청색광(B)을 공급하는 광원(10)이 배치되어 있다.
복수의 양자점(2)들은 광원(10)으로부터 제2 광학 필터층(40)을 통과하여 컬러 필터(20) 내부로 공급된 청색광(B)에 의해 여기(excitation)되었다가 기저(ground) 상태로 안정되면서 특정한 파장을 갖는 광을 방출한다. 즉, 양자점(2)은 양자 구속 효과(quantum confinement effect)에 의해 불연속적인 에너지 밴드갭(energy band gap)을 가지므로, 일 실시예의 표시 장치(100)는 색순도가 높은 화상을 표시할 수 있다.
한편, 양자점(2)은 비등방성(Isotropic) 광 방사 특성을 갖는다. 즉, 양자점(2)은 도 4에 도시된 바와 같이 다양한 방위를 향해 광을 방사(radiation)하는 특징을 갖는다. 이와 같이 양자점(2)으로부터 방출되는 광이 특정 방향으로 편항되지 않고 무작위적으로 방사되므로, 필연적으로 광효율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 다만, 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 양자점(2)으로부터 방출되는 광을 공진, 증폭시켜 방출할 수 있는 미세 공진 구조가 형성되어 있으므로, 표시 장치(100)의 광효율을 개선할 수 있다.
미세 공진 구조는 빛이 광로 길이(optical length)만큼 떨어져 있는 반사층과 반투과층 사이에서 반복적으로 반사됨으로써 보강 간섭에 의해 특정 파장의 빛을 증폭시켜 방출하는 것으로, 이러한 미세 공진 구조를 페브리-페로 간섭계(Fabry-Perot interferometer) 또는 페브리-페로 공진기(Fabry-Perot resonator)라고 하며, 이에 의한 광의 증폭 효과를 마이크로 캐비티 효과(micro cavity effect) 또는 페브리-페로 다중빔 효과라고도 한다. 일 실시예에서는 제1 광학 필터층(30)이 반투과층의 역할을, 제2 광학 필터층(40)이 반사층의 역할을 한다.
상기 미세 공진 구조에 따른 미세 공진 효과를 설명하기 위하여, 컬러 필터(20)로 입사되는 청색광이 컬러 필터(20)에 의해 흡수되는 비율은 없다고 가정하고, 컬러 필터(20) 내부에서 방출되는 빛들은 서로 간섭성(coherent)이 우수한 평면파이며, 양자점(2)을 통해 방사되는 방출광들의 크기는 서로 동일한 것으로 가정하며, 제1 광학 필터층(30)과 컬러 필터(20)의 경계면. 제2 광학 필터층(40)과 컬러 필터(20)의 경계면 각각으로부터 다중 반사를 거쳐 미세 공진 구조 밖으로 방출되는 것으로 가정한다.
녹색광의 경우를 예를 들어 미세 공진 효과를 보다 상세히 설명하면, 제1 양자점(2a)에 청색광(B)이 입사되면 제1 양자점(2a)은 여기되었다가 기저 상태로 안정되면서 방사방향으로 녹색광을 방사한다. 방사된 녹색광들 중 일부는 도 7에 도시된 바와 같이 제1 광학 필터층(30)을 바로 투과할 수 있으나, 나머지는 제2 광학 필터층(40)의 표면으로부터 반사되어 제1 광학 필터층(30)을 향하도록 광 경로가 변경되거나, 컬러 필터(20) 내부의 다른 제1 양자점(2a), 제2 양자점(2b)들과 충돌하여 반사, 굴절됨으로써 광 경로가 변경될 수도 있다.
제1 광학 필터층(30)은 바로 투과된 녹색광(G)을 제외한 나머지 녹색광들이 제1 광학 필터층(30)에 도달하였을 때, 미세 공진의 공명 파장에 상응하는 파장 부근의 광, 예를 들어 위상이 2πn(n은 정수)인 경우 방출하고, 그 외의 위상을 갖는 경우는 제2 광학 필터층(40)을 향해 재반사시킬 수 있다. 재반사된 광은 제1 광학 필터층(30) 도달 시의 위상이 2πn이 될 때까지 제1 광학 필터층(30)과 제2 광학 필터층(40) 사이를 왕복함으로써 공진하며, 최종적으로 보강 간섭을 통해 증폭된 녹색광(G')이 방출될 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이 바로 투과된 녹색광(G)과, 보강 간섭을 통해 증폭된 녹색광(G')이 함께 방출됨으로써, 녹색광의 광효율을 개선할 수 있다.
적색광의 경우도 전술한 녹색광과 마찬가지로 바로 투과된 적색광(R)과, 보강 간섭을 통해 증폭된 적색광(R')이 함께 방출됨으로써 적색광의 광효율을 개선할 수 있다.
한편, 방출되는 증폭 녹색광(G') 및 증폭 적색광(R')의 증폭 형태는 페브리-페로 다중빔 간섭 현상, 이중빔 간섭 현상 또는 이들의 조합일 수 있다. 즉, 보강 간섭을 통해 다중의 광이 하나로 증폭되어 방출되는 것일 수도 있고, 보강 간섭을 통해 두 광이 하나로 증폭되어 방출되는 것일 수도 있으며, 다중빔 또는 이중빔 간섭 현상이 동시에 일어나 증폭되는 것일 수도 있다.
즉, 양자점(2)에 의한 비등방성 광 방사 특성에 의해 광손실로 평가되던 기존의 녹색광 및 적색광을, 도 4에 도시된 바와 같이 반사, 증폭시켜 배출시킬 수 있으므로, 미세 공진 구조에 의한 녹색광 및 적색광의 광 리사이클링이 가능하다.
한편, 양자점(2)에 입사되지 않고 제1 광학 필터층(30)으로 직진하던 청색광의 경우 제1 광학 필터층(30)의 표면으로부터 반사된다. 반사된 청색광(B') 중 일부는 제2 광학 필터층(40)으로 되돌아가던 중, 제1 양자점(2a) 또는 제2 양자점(2b)에 입사될 수도 있다. 즉, 제1 광학 필터층(30)에 의하여 반사된 청색광(B') 중 일부는 제2 광학 필터층(40)을 다시 통과하여 광원(10)으로 되돌아가지 않고 양자점(2)을 여기시킬 수 있으므로, 청색광의 광 리사이클링이 가능하다.
이하에서는 도 5를 참조하여 제1 광학 필터층(30) 및 제2 광학 필터층(40)을 통한 미세 공진 효과를 컬러 필터(20) 각각의 영역별로 나누어 보다 상세히 설명한다.
도 5는 도 4의 컬러 필터를 제1 내지 제3영역으로 나누어 보다 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 컬러 필터(20)는 도 4의 개략적인 구조와 달리 청색광을 표시하는 제1영역(PX1), 녹색광을 표시하는 제2영역(PX2) 및 적색광을 표시하는 제3영역(PX3)이 구분되고, 각각의 영역에는 전술한 제1 내지 제3 컬러 필터가 형성되어 있다.
컬러 필터(20)의 제1영역(PX1)에는 반사층 역할을 하는 제2 광학 필터층(40)만 존재하고, 반투과층의 역할을 하는 제1 광학 필터층(30)은 형성되지 않았으므로 미세 공진 효과가 발생하지 않는다. 이에 따라, 제1영역(PX1)은 광원(10)으로부터 공급된 청색광이 공진되지 않고 투명층인 청색 필터(20a)를 투과함으로써, 청색을 표시할 수 있다.
반면, 제2영역(PX2)과 제3영역(PX3)에는 반투과층의 역할을 하는 제1 광학 필터층(30)과 반사층 역할을 하는 제2 광학 필터층(40)에 의해 각각 미세 공진 구조가 형성될 수 있다. 녹색 필터(20b) 및 적색 필터(20c) 각각의 내부에서는 도 5에 도시된 바와 같이 각각 녹색광 및 적색광의 공진이 발생한다.
제2영역(PX2)은 녹색광(G)과 공진을 거쳐 증폭된 녹색광(G')을 통해 녹색을 표시할 수 있고, 제3영역(PX3)은 투과된 적색광(R)과 공진을 거쳐 증폭된 적색광(R')을 통해 적색을 표시할 수 있다.
표시 장치(100)를 통해 표시되는 녹색 및 적색의 경우, 전술한 바와 같이 양자점(2)으로부터 방출된 빛이 그대로 투과되는 경우(자발적인 방출), 미세 공진 구조에 의해 다중의 방출광들이 보강 간섭을 통해 증폭되는 경우(페브리-페로 다중빔 간섭) 및 미세 공진 구조에 의해 이중의 방출광이 보강 간섭을 통해 증폭되는 경우(이중빔 간섭)가 모두 더해진 결과이다. 이에 따라, 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 미세 공진 구조가 형성되지 않은 표시 장치 대비 80% 내지 300%, 예를 들어 170% 내지 300%, 예를 들어 170% 내지 250% 가량 향상된 광효율을 나타낸다.
표시 장치(100)를 통해 표시되는 녹색 및 적색은 빛이 광로 길이(optical length)와 연관이 있으므로, 미세 공진 구조를 이루는 반사층과 반 투과층 사이의 거리를 조절함에 따라 미세 공진 구조를 최종 통과하는 녹색광 및 적색광의 분광 복사휘도(spectral radiance)가 달라질 수도 있다.
예를 들어, 도 5에서와 같이 녹색 필터(20b) 및 적색 필터(20c)의 두께가 서로 동일하게 형성될 수도 있고, 실시예에 따라 녹색 필터(20b)와 적색 필터(20c)의 두께를 서로 달리하여, 각 파장에 상응하는 최적의 공진 거리를 설정할 수도 있으며, 제1 광학 필터층(30)과 컬러 필터(20) 사이, 또는 제2 광학 필터층(40)과 컬러 필터(20) 사이에, 각 파장에 상응하는 최적의 공진 거리를 보상하기 위하여 다양한 두께를 갖는 공진 보상층을 형성할 수도 있다.
한편, 일 실시예에서는 차광 부재(BM)에 의해 컬러 필터(20) 각각의 영역이 구획되므로, 제1 광학 필터층(30)과 제2 광학 필터층(40) 사이에서 공진되는 광이 다른 영역을 침범하는 것을 차단할 수 있고, 이에 따라 표시 장치(100)에 의해 표시되는 적색, 녹색, 청색 간의 혼색(color mixture)이 방지될 수 있다.
또한, 제2영역(PX2) 및 제3영역(PX3)에는 청색광을 차단하는 제1 광학 필터층(30)이 형성되어 있으므로 표시되는 녹색과 적색이 청색과 혼색(color mixture)되지 않을 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 녹색 및 적색에 대한 색재현성(color gamut)이 우수하다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 컬러 필터(20)에 양자점(2)을 포함하여, 광원(10)으로부터 공급된 광이 양자점(2)에 의해 산란된 후 외부로 방출되어 화상을 표시하기 때문에 외부로 방출되는 빛의 진행 방향이 넓고 위치에 따라 빛의 계조가 변하지 않을 수 있다. 즉, 넓은 시야각을 갖는 표시 장치(100)를 제공할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 컬러 필터(20)를 사이에 두고 제1 광학 필터층(30)과 제2 광학 필터층(40)을 배치하여 미세 공진 구조를 형성시킴으로써, 컬러 필터(20)가 비등방성(Isotropic) 광 방사 특성을 갖는 양자점(2)을 포함하는 경우에도 미세 공진 효과를 통해 광효율을 개선할 수 있다. 즉, 소비 전력 대비 광효율이 개선된 표시 장치(100)를 제공할 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 다양한 변형예들을 설명한다. 다양한 변형예들을 설명함에 있어, 도 1의 표시 장치(100)와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 6은 도 1의 표시 장치에서 제1 광학 필터층의 일 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 제1 광학 필터층(30')은 고굴절률을 갖는 제1층(31)과 저굴절률을 갖는 제2층(32)이 적어도 4층 이상, 예를 들어 5개의 층 내지 10개의 층을 갖는 적층체일 수도 있다.
도 7은 도 1의 표시 장치에서, 제1 광학 필터층의 다른 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 7을 참고하면, 제1 광학 필터층(30'')은, 예를 들어 하프 미러(half mirror) 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 필터층(30'')은 기재(33) 상에 박막(34)이 형성된 구조일 수 있다.
기재(33) 는 실리콘 산화물, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌-테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프타레이트, 유리 중 적어도 하나일 수 있으나, 일 실시예에 따른 기재(33)는 투명한 소재로서 광투과성을 갖는 다양한 소재들을 포함하여 형성될 수 있다.
박막(34)은 기재(33)의 일면에 형성될 수도 있고, 양 면에 형성될 수 도 있다. 이와 같이 형성된 박막(34)은 거울면 효과를 가지므로, 제1 광학 필터층(30'')으로 도달한 광 중 보강 간섭된 일부만을 선택적으로 투과하고, 나머지는 반사할 수 있다.
박막(34)은 기재(33) 표면에 형성되는 금속, 도전성 산화물 또는 이들의 조합일 수 있다. 금속은 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 도전성 산화물은 인듐 주석 산화물, 알루미늄 아연 산화물, 칼륨 아연 산화물, 인듐 아연 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다만, 기재(33)와 박막(34)의 두께, 소재, 형성된 박막(34)의 밀도 등은 제1 광학 필터층(30'')이 전술한 도 2에 도시된 바와 같이 청색광에 해당하는 500nm 이하의 파장을 차단하고, 500nm를 초과하는 파장은 투과시킬 수 있도록 다양하게 형성될 수 있다.
도 8은 도 1에서 제1 양자점과 제2 양자점이 서로 동일한 크기를 갖도록 변형된 일례를 나타낸 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이 제1 양자점(2a')과 제2 양자점(2b')은 서로 동일한 크기를 갖도록 형성될 수도 있다. 즉, 컬러 필터(20)는 동일한 크리를 갖는 복수의 양자점(2')들을 포함한다. 이 경우, 제2영역(PX2)과 제3영역(PX3)에서 서로 다른 색을 표시할 수 있도록 제1 양자점(2a')과 제2 양자점(2b')는 서로 다른 소재로 형성될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
2: 양자점 2a: 제1 양자점
2b: 제2 양자점 10: 광원
11: 상부 표시판 12: 하부 표시판
20: 컬러 필터 20a: 투명체
20b: 제2광 필터 20c: 제3광 필터
30: 제1 광학 필터층 31: 제1층
32: 제2층 33: 제3층
34: 제4층 40: 제2 광학 필터층
100: 표시 장치

Claims (20)

  1. 제1광을 공급하는 광원,
    상기 제1광을 흡수하여 상기 제1광과 다른 제2광 및 제3광 중 적어도 하나를 방출하는 복수의 양자점을 포함하는 컬러 필터,
    상기 컬러 필터 상에 배치되고, 상기 제1광의 적어도 일부를 차단하는 제1 광학 필터층, 및
    상기 광원과 상기 컬러 필터 사이에 배치되고, 상기 제1광의 적어도 일부는 투과시키고, 상기 제2광 및 상기 제3광의 적어도 일부는 반사시키는 제2 광학 필터층을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 컬러 필터는 상기 제1광을 방출하는 제1영역,
    상기 제2광을 방출하는 제2영역 및
    상기 제3광을 방출하는 제3영역을 포함하고,
    상기 제1 광학 필터층은 상기 제2영역 및 상기 제3영역에 대응되는 영역에 배치되는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1영역에는 투명체가 형성되는 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    서로 마주하는 제1 기판과 제2 기판을 더 포함하고,
    상기 제1 광학 필터층, 상기 컬러 필터 및 상기 제2 광학 필터층은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 광학 필터층, 상기 컬러 필터 및 상기 제2 광학 필터층은 차례로 적층되어 있는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하고,
    상기 제1 광학 필터층, 상기 컬러 필터 및 상기 제2 광학 필터층의 하부 또는 상부에 위치하는 액정층을 더 포함하는 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 양자점은, 상기 제1광을 흡수하여 상기 제1광보다 긴 파장을 갖는 상기 제2광을 방출하는 복수의 제1 양자점과, 상기 제1광을 흡수하여 상기 제1광 및 상기 제2광보다 긴 상기 제3광을 방출하는 복수의 제2 양자점을 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제1 양자점과 상기 제2 양자점은 서로 다른 크기를 갖는 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 광학 필터층은 상기 제1광보다 긴 파장을 갖는 광을 투과시키는 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 제1 광학 필터층은 500nm 이하의 파장을 차단하는 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 제1광은 청색광이고, 상기 제2광은 녹색광이며, 상기 제3광은 적색광인 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 제1 광학 필터층은 고굴절률을 갖는 제1층과 저굴절률을 갖는 제2층이 교번적으로 적층된 적층체를 포함하는 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 적층체는 복수의 상기 제1 유전체층과 복수의 상기 제2 유전체층이 적어도 4층 이상 적층된 표시 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 제1층의 굴절률(n1)은 1.8 내지 2.6 인 표시 장치.
  15. 제12항에서,
    상기 제2층의 굴절률(n2)은 1.3 내지 1.8 인 표시 장치.
  16. 제12항에서,
    상기 제1층은 하프늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물, 마그네슘 산화물, 세슘 산화물, 란탄 산화물, 인듐 산화물, 니오븀 산화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 질화물 중 적어도 하나 이상을 포함하는 표시 장치.
  17. 제12항에서,
    상기 제2층은 실리콘 산화물을 포함하는 표시 장치.
  18. 제1항에서,
    상기 제1 광학 필터층은 금속, 도전성 산화물 또는 이들의 조합을 포함하는 박막을 포함하는 표시 장치.
  19. 제18항에서,
    상기 금속은 알루미늄, 은, 니켈, 크롬 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 도전성 산화물은 인듐 주석 산화물, 알루미늄 아연 산화물, 갈륨 아연 산화물, 인듐 아연 산화물 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  20. 제1항에서,
    상기 제2 광학 필터층은 500nm을 초과하는 파장을 반사하는 표시 장치.
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