KR20170057041A - 디스플레이 패널 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 측면은 디스플레이 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광원으로 OLED를 이용하고, 색재현성을 향상시킬 수 있는 RGB, QD, LPR 층을 사용하여, 제조공정을 단순화하면서도 에너지 효율이 높은 디스플레이 패널에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 컬러 필터 층과 형광물질 층 사이에 LPR 층을 개재시켜 빛을 형광물질 층 내부에서 재순환시킴으로써 형광물질 층의 광 흡수율을 높여 컬러 필터를 통하여 흡수되는 광량을 줄이고 컬러 필터를 통하여 투과되는 빛의 강도를 높임으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있는 디스플레이 패널을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 컬러 필터 층과 형광물질 층 사이에 LPR 층을 개재시켜 빛을 형광물질 층 내부에서 재순환시킴으로써 형광물질 층의 광 흡수율을 높여 컬러 필터를 통하여 흡수되는 광량을 줄이고 컬러 필터를 통하여 투과되는 빛의 강도를 높임으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있는 디스플레이 패널을 제공한다.
Description
본 발명의 일 측면은 디스플레이 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광원으로 OLED를 이용하고, Red/Green QD, LPR 층을 사용하여, 색재현성을 향상 시키면서도 에너지 효율이 높은 디스플레이 패널에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
디스플레이장치는 날로 그 기술이 발전하고 있으며, LCD(Liquid Crystal Display, LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)의 기술이 저소비 전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시키면서 시각정보 전달매체로서 중요성이 강조되고 있다.
청색 LED의 상용화로 LED전광판도 풀컬러 구현이 가능해지고 가격도 크게 낮아졌으며, OLED는 자체 발광이기 때문에 밝은 곳에서도 또렷하고, 모든 방향으로 같은 빛을 내기 때문에 방향에 상관없이 같은 색을 얻을 수 있는 장점으로 선호되고 있다.
종래기술에 의한 RGB OLED(Red, Green, Blue Organic Light Emitting Diode)는 색재현성이 매우 우수하기는 하나, 픽셀별 OLED를 패터닝하여 제조하여야 하므로 대면적의 기판에 제작하기 위하여는 공정 상의 어려움이 있으며,
이러한 문제를 해소하고자 제조공정이 단순한 White OLED(W-OLED)를 백라이트로 사용하고 컬러 필터를 사용하여 RGB값을 각각 구현하는 디스플레이 패널이 연구 개발되고 있으나, 대면적의 White OLED에서 나오는 광을 컬러 필터를 통하여 일부만을 선택적으로 사용하고 나머지는 흡수하여 버리는 방식이므로 에너지 낭비가 심화되는 문제가 있다. 예를 들면, 컬러 필터는 R 영역을 구현하기 위하여 R 파장 대의 빛만을 투과시키고 나머지 G, B 파장 대의 빛은 흡수하여 버리게 되므로 그만큼 에너지가 낭비되는 문제가 되는 것이다.
이러한 에너지 낭비를 최소화하기 위해서 컬러 필터 층과 백라이트 사이에 형광물질 층을 형성시켜 컬러 필터 층이 흡수하는 빛을 컬러 필터 층이 투과시키는 빛으로 전환시켜 에너지 효율을 향상시키는 연구가 진행되고 있다. 예를 들면, 컬러 필터의 R 영역에 있어서, 퀀텀닷(Quantum Dot) 등 형광물질을 사용하여 G, B 파장 대의 빛을 R 파장 대의 빛으로 변환하여 R 파장 대의 빛의 강도를 높이는 방식이 사용되고 있으나, 형광물질이 빛을 흡수하는 흡수율이 높지 않아서 실효성이 크지 않은 문제가 있다.
이에 본 발명에 따른 일 측면은, 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 컬러 필터 층과 형광물질 층 사이에 LPR 층을 개재시켜 빛을 형광물질 층 내부에서 재순환시킴으로써 형광물질 층의 광 흡수율을 높여 컬러 필터를 통하여 흡수되는 광량을 줄이고 컬러 필터를 통하여 투과되는 빛의 강도를 높임으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있는 디스플레이 패널을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위에 제기된 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 의한 디스플레이 장치는 빛을 생성하는 발광부;를 포함할 수 있다. 여기서 빛은 예컨대 백색광, 청색광 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 빛에서 제1 파장범위와 제2 파장범위의 빛 중 제1 파장범위의 빛을 투과시키는 컬러필터;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광부와 상기 컬러 필터 사이에 개재되고, 상기 제2 파장범위의 빛을 흡수하여 상기 제1 파장범위의 빛을 발광하는 형광물질층;을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 형광물질층에서 흡수되지 않고 투과되는 상기 제2 파장범위의 빛을 반사하여 상기 형광물질층에서 재흡수되도록 하는 반사층;을 포함할 수 있다.
실시예에 따라서 상기 제1 파장범위는 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 중 하나를 구현하는 파장범위이고 상기 제2 파장범위는 상기 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 중 다른 하나를 구현하는 파장범위일 수 있다.
또는 실시예에 따라서 상기 제1 파장범위는 적색(R) 또는 옐로우색(Y) 중 하나를 구현하는 파장범위이고, 상기 제2 파장범위는 상기 적색(R) 또는 옐로우색(Y) 중 다른 하나를 구현하는 파장범위일 수 있다.
실시예에 따라서 상기 형광물질층은 퀀텀닷(Quantum Dot)으로 구성될 수 있다.
실시예에 따라서 상기 반사층은 DBR(Distributed bragg reflector) 또는 LPR(Long Pass Reflector)로 형성될 수 있다. 여기서 LPR 구조는 실시예에 따라서 서로 다른 굴절율을 가지는 물질이 적층된 구조일 수 있다.
실시예에 따라서 상기 반사층은 상기 형광물질층의 일측을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
실시예에 따라서 상기 반사층은 상기 형광물질층과 상기 컬러필터 사이에 개재될 수 있다.
실시예에 따라서 상기 반사층은, 상기 반사층에서 반사된 상기 제2 파장범위의 빛이 상기 발광부의 표면에서 재반사되어 상기 형광물질층 내부에서 순환되도록, 상기 형광물질층을 사이에 두고 상기 발광부의 반대편에 형성될 수 있다.
실시예에 따라서 상기 발광부는 WOLED(White OLED)일 수 있다.
아울러, 위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 의한 디스플레이 장치는 제1 파장범위의 빛을 투과시키는 제1 컬러필터;를 포함할 수 있다.
또한, 제2 파장범위의 빛을 투과시키는 제2 컬러필터;를 포함할 수 있다.
또한, 제3 파장범위의 빛을 투과시키는 제3 컬러필터;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 컬러필터, 상기 제2 컬러필터 및 상기 제3 컬러필터로 빛을 조사하는 발광부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광부와 상기 제1 컬러필터 사이에 개재되고, 상기 제2 및 제3 파장범위의 빛을 흡수하여 상기 제1 파장범위의 빛을 발광하는 제1 형광물질층;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광부와 상기 제2 컬러필터 사이에 개재되고, 상기 제3 파장범위의 빛을 흡수하여 상기 제2 파장범위의 빛을 발광하는 제2 형광물질층;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 컬러필터와 상기 제1 형광물질층 사이에 개재되고, 상기 제1 형광물질층을 투과하는 상기 제2 및 제3 파장범위의 빛을 반사하여 상기 제1 형광물질층 내부에서 재흡수되도록 하는 제1 반사층;을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제2 컬러필터와 상기 제2 형광물질층 사이에 개재되고, 상기 제2 형광물질층을 투과하는 상기 제3 파장범위의 빛을 반사하여 상기 제2 형광물질층 내부에서 재흡수되도록 하는 제2 반사층;을 포함할 수 있다.
상기 제1 컬러필터, 상기 제2 컬러필터, 상기 제3 컬러필터는 기판 상에 패터닝되는 방식으로 형성될 수 있다.
상기 제1 형광물질층 및 상기 제2 형광물질층은 기판 상에 패터닝되는 방식으로 형성될 수 있다.
상기 제1 반사층 및 상기 제2 반사층은 기판 상에 패터닝되는 방식으로 형성될 수 있다.
상기 반사층은 LPR(long pass reflector) 구조로 형성되고, 상기 형광물질층은 퀀텀닷(Quantum Dot) 물질로 구성될 수 있다.
한편, 위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 의한 디스플레이 패널 제조방법은 기판 상에 리소그래피 방법으로 형광물질층을 패터닝하는 형광물질 적층단계;를 포함할 수 있다.
또는, 형광물질층의 상면에 데포지션(deposition) 방법으로 LPR 구조층을 패터닝하는 LPR 적층단계;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 LPR 구조층의 상면에 컬러필터층을 패터닝하는 컬러필터 적층단계;를 포함할 수 있다.
상기 형광물질 적층단계 및 상기 LPR 적층단계 사이와, 상기 LPR 적층단계 및 상기 컬러필터 적층단계 사이에는 각각 인캡슐레이션 단계가 수행될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 컬러 필터 층과 형광물질 층 사이에 LPR 층을 개재시켜 빛을 형광물질 층 내부에서 재순환시킴으로써 형광물질 층의 광 흡수율을 높여 컬러 필터를 통하여 흡수되는 광량을 줄이고 컬러 필터를 통하여 투과되는 빛의 강도를 높임으로써 에너지 효율을 극대화할 수 있는 디스플레이 패널을 제공한다.
이외에도, 본 발명의 효과는 실시예에 따라서 우수한 범용성을 가지는 등 다양한 효과를 가지며, 그러한 효과에 대해서는 후술하는 실시예의 설명 부분에서 명확하게 확인될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 LPR 구조를 나타낸다.
도 3은 LPR과 컬러필터가 투과시키는 파장범위를 개략적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널 제조방법을 나타낸다.
도 2는 LPR 구조를 나타낸다.
도 3은 LPR과 컬러필터가 투과시키는 파장범위를 개략적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널 제조방법을 나타낸다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 빛을 생성하는 발광부(110); 상기 빛에서 제1 파장범위와 제2 파장범위의 빛 중 제1 파장범위의 빛을 투과시키는 컬러필터(140); 상기 발광부(110)와 상기 컬러 필터 사이에 개재되고, 상기 제2 파장범위의 빛을 흡수하여 상기 제1 파장범위의 빛을 발광하는 형광물질층(120); 및
상기 형광물질층(120)에서 흡수되지 않고 투과되는 상기 제2 파장범위의 빛을 반사하여 상기 형광물질층(120)에서 재흡수되도록 하는 반사층(130);을 포함하여 구성될 수 있다.
발광부(110)는 빛을 발광하는 기기를 의미할 수 있다. 예컨대, 디스플레이 장치(100)의 백라이트 유닛일 수 있다. 발광부(110)는 컬러필터(140), 형광물질층(120) 및 반사층(130)을 구성하는 디스플레이 패널과 별도의 장치이거나, 일체로서 형성되도록 제조될 수 있다. 한편, 여기서 빛은 예컨대 백색광, 청색광을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
발광부(110)는 특정 파장범위의 빛을 투과시키는 복수의 컬러필터(140) 모두를 향하여 빛을 조사할 수 있다.
컬러필터(140)는 발광부(110)로부터 빛을 받아서 그 중에서 정해진 파장범위의 빛은 흡수하여 버리고, 정해진 다른 파장범위의 빛을 투과시켜 색을 구현하는 기능을 할 수 있다. 흡수 및 투과시키는 파장범위가 각각 다른 컬러필터(140)가 함께 사용될 수 있으며, 컬러필터(140)의 이러한 기능에 의하여 디스플레이 장치(100)의 RGB 색상이 구현될 수 있다.
한편, 형광물질층(120)은 정해진 파장범위의 빛을 흡수하여 정해진 다른 파장범위의 빛을 발광하는 기능을 할 수 있다. 여기서 형광물질층(120)이 흡수하는 파장범위의 빛은 컬러필터(140)에 흡수되어 버려지게 되는 파장범위의 빛을 의미할 수 있다.
즉, 컬러필터(140)에 흡수되어 버려지는 파장범위의 빛을 형광물질이 흡수하여 컬러필터(140)가 투과시키는 파장범위의 빛을 발광하므로 컬러필터(140)를 투과하는 빛의 강도는 더욱 커지고, 흡수되어 버려지는 빛은 줄어들게 되어 에너지 낭비를 줄일 수 있으며, 색감재현성이 향상된다.
흡수 및 발광하는 파장범위가 각각 다른 형광물질층(120)이 함께 사용될 수 있으며, 이들 형광물질층(120)은 각각 리소그래피 방식 등으로 기판상에 패터닝되는 방식으로 형성될 수 있다. 이에 대한 설명은 후술한다.
형광물질층(120)은 발광부(110)의 표면에 인접하여 배치될 수 있다. 실시예에 따라서 퀀텀닷(Quantum Dot) 물질로 구성될 수 있으나, 이 물질만을 의미하는 것은 아니며, 특정 파장 대역의 빛을 받아서 다른 파장 대역의 빛을 발광할 수 있는 물질이면 족하다.
형광물질층(120)은 특정 파장 대역의 빛을 받아서 다른 파장 대역의 빛을 발광할 수 있는 물질층을 의미할 수 있다. 형광물질층(120)은 실시예에 따라서 퀀텀닷(Quantum Dot) 물질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
퀀텀닷은 II-VI족 (CdSe, CdS, CdTe, ZnSe, ZnS 등) 및 III-V족 (InP, GaAs, GaP, GaN 등)으로 구성된 단일 물질 또는 코어/쉘 (core/shell) 구조를 가지는 것을 의미할 수 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
한편, 일반적으로 YAG (yttrium aluminium garnet) 기반 형광체는 마이크로미터 (10^-6m)의 두께를 가잔다(1-100 μm). 따라서 얇은 두께를 요구하는 디스플레이에 적합하지 않다. 하지만 형광체의 두께를 작게 가공함으로써 적합하게 할 수 있다.
퀀텀닷은 전술한 디스플레이에 적합한 가공이 가능하므로 적용이 가능하다. 퀀텀닷을 사용하여 필름의 두께를 10 마이크로미터 이하의 정도로 가공할 수 있다. 다만, 두께를 50 마이크로미터 정도까지 넓혀도 무방하다.
제2 파장범위의 빛의 에너지는 제1 파장범위의 빛 보다 클 수 있다. 즉, 제1 파장범위는 제2 파장범위 보다 대체로 큰 파장범위를 가질 수 있다.
실시예에 따라서 상기 제1 파장범위는 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 중 하나를 구현하는 파장범위일 수 있고, 상기 제2 파장범위는 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 중 다른 하나를 구현하는 파장범위일 수 있다. 예컨대, 제1 파장범위가 적색(R)을 구현하는 파장범위라면, 제2 파장범위는 녹색(G) 또는/및 청색(B)을 구현하는 파장범위일 수 있으며, 제1 파장범위가 녹색(G)을 구현하는 파장범위라면, 제2 파장범위는 청색(B)을 구현하는 파장범위일 수 있다.
다른 실시예에 따라서는 상기 제1 파장범위는 옐로우색(Y)을 구현하는 파장범위일 수 있고, 상기 제2 파장범위는 적색(R)을 구현하는 파장범위일 수 있다.
형광물질층(120)의 흡수율은 일반적으로 높지 않다. 따라서 형광물질층(120)을 컬러필터(140)와 발광부(110) 사이에 형성시키더 발광부(110)로부터 발광되는 빛 중에서 많은 부분이 형광물질층(120)에 흡수되지 않고 컬러필터(140)까지 투과하여 컬러필터(140)에 의하여 흡수되어 버려진다. 따라서 형광물질층(120)을 형성시키더라도 많은 양의 에너지가 흡수 소멸되므로 에너지 낭비가 크게 개선되지 않는다.
반사층(130)은 정해진 파장범위의 빛은 투과시키고, 정해진 다른 파장범위의 빛은 반사하는 기능을 할 수 있다. 즉, 반사층(130)은 형광물질층(120)에서 흡수되어야 하지만 흡수되지 않고, 형광물질층(120)을 투과하는 빛을 반사시켜 다시 형광물질층(120) 내부에서 순환하도록 할 수 있다. 형광물질층(120) 내부에서 순환하도록 하여 형광물질층(120)에 재흡수되도록 하는 것이다. 이러한 빛들은 형광물질층(120) 내부에서 순환하면서 결국에는 재흡수되어 컬러필터(140)를 통하여 구현하고자 하는 색과 대응하는 파장범위의 빛으로 변환되어 발광되므로 컬러필터(140)층을 통하여 외부로 출력되는 빛은 강도가 더욱 커져서 우수한 색재현성을 가지는 효과가 있다.
실시예에 따라서 반사층(130)은 형광물질층(120)의 표면 중에서 빛이 투과되어 나오는 표면을 둘러싸며 형성될 수 있다. 그럼으로써 형광물질층(120)에서 나오는 빛을 반사할 수 있다.
실시예에 따라서 반사층(130)은, 반사층(130)에서 반사된 제2 파장범위의 빛이 발광부(110)의 표면에서 재반사되어 형광물질층(120) 내부에서 순환되도록, 형광물질층(120)을 사이에 두고 발광부(110)의 반대편에 형성될 수 있다.
발광부(110)의 표면은 반사율이 높다. 따라서 형광물질층(120)의 일면과 반대면 각각에 발광부(110)와 반사층(130)이 샌드위치 형태로 배치되는 구조에 의하여 발광부(110)로부터 발광한 빛의 일부가 형광물질층(120)에서 흡수되고, 형광물질층(120)에서 흡수되어야 하나 흡수되지 않은 다른 빛은 반사층(130)에 의하여 반사되어 다시 형광물질층(120)의 내부로 유입되어 형광물질층(120)에 재흡수되며, 형광물질층(120)에서 재흡수되지 않고 투과하는 빛은 발광부(110)에 의하여 재반사되어 다시 형광물질층(120) 내부로 유입되어 형광물질층(120)에 재재흡수되는 과정을 거쳐서 결국 형광물질층(120)에서 흡수되어야 하는 모든 빛이 흡수되어 외부로 출력되어야 하는 빛으로 변환되어 외부로 출력된다.
도 2는 LPR의 구조를 나타낸다.
반사층(130)은 실시예에 따라서 DBR(Distributed bragg reflector) 또는 LPR(Long Pass Reflector)로 형성될 수 있다. LPR은 굴절율이 다른 복수의 물질(134, 135)을 적층한 구조체를 의미할 수 있다.
LPR 구조체의 제조방법은 기판(133) 상에 서로 다른 굴절율을 가지는 물질(134, 135)을 스퍼터링 등의 방법으로 차례로 적층하여 형성할 수 있다. 굴절율, 물질의 두께 등을 설정하여 정해진 파장범위의 빛은 투과시키고 정해진 다른 파장범위의 빛은 반사하도록 설계할 수 있다.
실시예에 따라서 DBR 또는 LPR은 굴절률이 다른 두 물질 예컨대 SiO2 와 TiO2 가 교대로 쌓이는 구조를 가질 수 있다.
더불어, 본 발명의 다른 실시예에 의한 디스플레이 장치(100)는 제1 파장범위의 빛을 투과시키는 제1 컬러필터(141); 제2 파장범위의 빛을 투과시키는 제2 컬러필터(142); 제3 파장범위의 빛을 투과시키는 제3 컬러필터(143);
상기 제1 컬러필터(141), 상기 제2 컬러필터(142) 및 상기 제3 컬러필터(143)로 빛을 조사하는 발광부(110);
상기 발광부(110)와 상기 제1 컬러필터(141) 사이에 개재되고, 상기 제2 및 제3 파장범위의 빛을 흡수하여 상기 제1 파장범위의 빛을 발광하는 제1 형광물질층(121); 상기 발광부(110)와 상기 제2 컬러필터(142) 사이에 개재되고, 상기 제3 파장범위의 빛을 흡수하여 상기 제2 파장범위의 빛을 발광하는 제2 형광물질층(122);
상기 제1 컬러필터(141)와 상기 제1 형광물질층(121) 사이에 개재되고, 상기 제1 형광물질층(121)을 투과하는 상기 제2 및 제3 파장범위의 빛을 반사하여 상기 제1 형광물질층(121) 내부에서 재흡수되도록 하는 제1 반사층(131); 상기 제2 컬러필터(142)와 상기 제2 형광물질층(122) 사이에 개재되고, 상기 제2 형광물질층(122)을 투과하는 상기 제3 파장범위의 빛을 반사하여 상기 제2 형광물질층(122) 내부에서 재흡수되도록 하는 제2 반사층(132);을 포함하여 구성될 수 있다.
실시예에 따라서 상기 제1 형광물질층(121) 및 상기 제2 형광물질층(122)은 기판 상에 패터닝되는 방식으로 형성될 수 있다. 또한, 실시예에 따라서 상기 제1 반사층(131) 및 상기 제2 반사층(132)은 기판 상에 패터닝되는 방식으로 형성될 수 있다.
실시예에 따라서 상기 반사층(130)은 DBR(Distributed bragg reflector) 또는 LPR(Long Pass Reflector)로 형성되고, 상기 형광물질층(120)은 퀀텀닷(Quantum Dot)으로 구성될 수 있다.
도 3은 LPR과 컬러필터가 투과시키는 파장범위를 개략적으로 나타낸다.
예컨대, 발광부(110)는 빛 예컨대 백색광을 발광하는 OLED일 수 있으며, 제1 컬러필터(141), 제2 컬러필터(142) 및 제3 컬러필터(143)는 각각 레드 컬러필터, 그린 컬러필터 및 블루 컬러필터일 수 있다.
즉, 발광부(110)는 적색, 녹색, 청색을 모두 포함하는 파장범위(A)를 가질 수 있다.
또한, 제1 파장범위(B)는 적색의 빛의 파장범위이고, 제2 파장범위(C)는 녹색의 빛의 파장범위이며, 제3 파장범위는 청색의 빛의 파장범위(미도시)를 의미할 수 있다.
즉, 제1 컬러필터(141)는 적색의 빛의 파장범위는 투과시키고, 녹색과 청색의 빛의 파장범위는 흡수하는 필터일 수 있고, 제2 컬러필터(142)는 녹색의 빛의 파장범위는 투과시키고 적색과 청색의 빛의 파장범위는 흡수하는 필터일 수 있으며, 제3 컬러필터(143)는 청색의 빛의 파장범위는 투과시키고 녹색과 적색의 빛의 파장범위는 흡수하는 필터일 수 있다.
또한, 예컨대 제1 형광물질층(121)은 녹색과 청색의 빛을 흡수하여 적색의 빛을 발광하는 형광물질일 수 있고, 제2 형광물질층(122)은 청색의 빛을 흡수하여 녹색의 빛을 발광하는 형광물질일 수 있다.
또한, 예컨대 제1 반사층(131)은 적색의 빛은 투과시키고 녹색과 청색의 빛은 반사시키는 것일 수 있으며, 제2 반사층(132)은 녹색과 적색의 빛은 투과시키고 청색의 빛은 반사시키는 것일 수 있다.
다시 도 1을 참조하여 전술한 예에서, 빛이 투과하는 과정을 설명하면, 발광부(110)에서 발광하는 빛 중에서 적색의 빛은 제1 형광물질층(121)과 제1 반사층(131)과 제1 컬러필터(141)를 차례로 투과하여 외부로 발광한다.
그러나 녹색 빛과 청색 빛은 제1 형광물질층(121)에서 그 일부는 흡수되며, 흡수된 에너지는 적색의 빛으로 변환되어 제1 반사층(131)과 제1 컬러필터(141)를 투과하여 외부로 발광한다.
한편, 녹색 빛과 청색 빛 중에서 제1 형광물질층(121)에서 흡수되지 아니한 나머지는 제1 형광물질층(121)을 투과하여 제1 반사층(131)으로 가지만 제1 반사층(131)에 의하여 반사되어 다시 제1 형광물질층(121)으로 들어오게 되며 제1 형광물질층(121)에서 재흡수된 뒤에 적색의 빛으로 변환되어 제1 반사층(131)과 제1 컬러필터(141)를 투과하여 외부로 발광한다.
여기서 제1 반사층(131)에 의하여 반사되어 다시 제1 형광물질층(121)으로 들어온 빛 중 제1 형광물질층(121)에서 재흡수되지 않은 빛은 제1 형광물질층(121)을 투과하여 이번에는 반대면에 있는 발광부(110)로 향하나 발광부(110)의 표면은 반사율이 높으므로 발광부(110)의 표면에 의하여 반사되어 다시 제1 형광물질층(121)으로 들어와서 흡수된다.
이렇게 제1 형광물질층(121)에서 바로 흡수되지 않는 빛은 제1 반사층(131)과 발광부(110)에 의하여 각각 반사되어 제1 형광물질층(121) 내부에서 순환하다가 결국에는 제1 형광물질층(121)에 전량이 흡수되어 적색의 빛으로 변화하게 되며, 제1 반사층(131)과 제1 컬러필터(141)를 통하여 외부로 발광하게 된다. 이렇게 발광하는 적색의 빛은 그 강도가 세어지므로 색재현성이 향상되는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널 제조방법을 나타낸다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널 제조방법은 기판 상에 리소그래피 방법으로 컬러필터(140)층을 패터닝하는 컬러필터 적층단계(S210); 컬러필터(140)층 상면에 데포지션(deposition) 방법으로 LPR 구조층을 패터닝하는 LPR 적층단계(S220); 및 상기 LPR 구조층의 상면에 리소그래피 방법으로 형광물질층(120)을 패터닝하는 형광물질 적층단계(S230);를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 상기 컬러필터 적층단계(S210) 및 상기 LPR 적층단계(S220) 사이와, 상기 LPR 적층단계(S220) 및 상기 형광물질층 적층단계(S230) 사이에는 각각 인캡슐레이션 단계가 수행될 수 있다.
퀀텀닷을 패터닝하는 방법은 리소그래피(Lithography) 방법일 수 있다. 구체적으로 (1)양자점을 포토레지스트 (photoresist) 물질에 분산시킨뒤에, (2)스핀코팅(Spin), 슬릿코팅(Slit), 딥코팅(Dip) 등을 이용하여 필름을 도포하고, (3)프리베이킹(Pre-baking) 공정을 통하여 열에너지 공급한 뒤에, (4)익스포져 (Exposure) 공정을 통하여 빛 에너지 공급하고, (5)포스트 익스포져 베이킹 (Post-exposure baking) 공정을 통하여 다시 열 에너지 공급한 뒤에 (6)디벨로프 (Develop) 공정 및 (7)린스(Rins) 공정을 수행하고, (8)하드 베이킹(Hard-baking) 공정을 통하여 다시 열 에너지 공급하는 방식으로 이루어 질 수 있으며, 여기서 요구되는 패턴에 따라서 에칭(Etching) 또는 리프트 오프 (Lift-off) 공정이 추가 될 수 있다. 다만 퀀텀닷을 패터닝 하는 방법은 전술한 방법에 한정되지 않는다.
DBR 또는 LPR을 패터닝 하는 방법은 실시예에 따라서 데포지션(Deposition) 즉 증착 방식에 의할 수 있다. 데포지션(Deposition) 방법으로는 스퍼터링(Sputtering), 증발(Evaporation), 전자빔 증발(E-beam Evaporation), 이온 주입(Ion-Implantation) 등의 기술이 사용 될 수 있다. 여기서 요구되는 패턴에 따라서 에칭 (Etching) 또는 리프트 오프 (Lift-off) 공정이 추가 될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 디스플레이 장치
110: 발광부
120: 형광물질층
121: 제1 형광물질층(Red QD)
122: 제2 형광물질층(Green QD)
130: 반사층
131: 제1 반사층(Red LPR)
132: 제2 반사층(Green LPR)
140: 컬러필터
141: 제1 컬러필터(Red CF)
142: 제2 컬러필터(Green CF)
143: 제3 컬러필터(Blue CF)
110: 발광부
120: 형광물질층
121: 제1 형광물질층(Red QD)
122: 제2 형광물질층(Green QD)
130: 반사층
131: 제1 반사층(Red LPR)
132: 제2 반사층(Green LPR)
140: 컬러필터
141: 제1 컬러필터(Red CF)
142: 제2 컬러필터(Green CF)
143: 제3 컬러필터(Blue CF)
Claims (14)
- 빛을 생성하는 발광부;
상기 빛에서 제1 파장범위와 제2 파장범위의 빛 중 제1 파장범위의 빛을 투과시키는 컬러필터;
상기 발광부와 상기 컬러 필터 사이에 개재되고, 상기 제2 파장범위의 빛을 흡수하여 상기 제1 파장범위의 빛을 발광하는 형광물질층; 및
상기 형광물질층에서 흡수되지 않고 투과되는 상기 제2 파장범위의 빛을 반사하여 상기 형광물질층에서 재흡수되도록 하는 반사층;
을 포함하는 디스플레이 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 파장범위는 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 중 하나를 구현하는 파장범위이고 상기 제2 파장범위는 상기 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B) 중 다른 하나를 구현하는 파장범위이거나,
또는 상기 제1 파장범위는 적색(R) 또는 옐로우색(Y) 중 하나를 구현하는 파장범위이고, 상기 제2 파장범위는 상기 적색(R) 또는 옐로우색(Y) 중 다른 하나를 구현하는 파장범위인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 형광물질층은 퀀텀닷(Quantum Dot)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 반사층은 DBR(Distributed bragg reflector) 또는 LPR(Long Pass Reflector)로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 반사층은 상기 형광물질층과 상기 컬러필터 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 반사층은, 상기 반사층에서 반사된 상기 제2 파장범위의 빛이 상기 발광부의 표면에서 재반사되어 상기 형광물질층 내부에서 순환되도록, 상기 형광물질층을 사이에 두고 상기 발광부의 반대편에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치. - 제1항에 있어서,
상기 발광부가 생성하는 상기 빛은 백색광인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제1 파장범위의 빛을 투과시키는 제1 컬러필터;
제2 파장범위의 빛을 투과시키는 제2 컬러필터;
제3 파장범위의 빛을 투과시키는 제3 컬러필터;
상기 제1 컬러필터, 상기 제2 컬러필터 및 상기 제3 컬러필터로 빛을 조사하는 발광부;
상기 발광부와 상기 제1 컬러필터 사이에 개재되고, 상기 제2 및 제3 파장범위의 빛을 흡수하여 상기 제1 파장범위의 빛을 발광하는 제1 형광물질층;
상기 발광부와 상기 제2 컬러필터 사이에 개재되고, 상기 제3 파장범위의 빛을 흡수하여 상기 제2 파장범위의 빛을 발광하는 제2 형광물질층;
상기 제1 컬러필터와 상기 제1 형광물질층 사이에 개재되고, 상기 제1 형광물질층을 투과하는 상기 제2 및 제3 파장범위의 빛을 반사하여 상기 제1 형광물질층 내부에서 재흡수되도록 하는 제1 반사층; 및
상기 제2 컬러필터와 상기 제2 형광물질층 사이에 개재되고, 상기 제2 형광물질층을 투과하는 상기 제3 파장범위의 빛을 반사하여 상기 제2 형광물질층 내부에서 재흡수되도록 하는 제2 반사층;
을 포함하는 디스플레이 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 제1 컬러필터, 상기 제2 컬러필터 및 상기 제3 컬러필터는 기판 상에 패터닝되는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 제1 형광물질층 및 상기 제2 형광물질층은 기판 상에 패터닝되는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 제1 반사층 및 상기 제2 반사층은 기판 상에 패터닝되는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 반사층은 DBR(Distributed bragg reflector) 또는 LPR(Long Pass Reflector)로 형성되고, 상기 형광물질층은 퀀텀닷(Quantum Dot)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
- 기판 상에 리소그래피 방법으로 형광물질층을 패터닝하는 형광물질 적층단계;
형광물질층의 상면에 데포지션(deposition) 방법으로 LPR 구조층을 패터닝하는 LPR 적층단계; 및
상기 LPR 구조층의 상면에 컬러필터층을 패터닝하는 컬러필터 적층단계;
를 포함하는 디스플레이 패널 제조방법.
- 제13항에 있어서,
상기 형광물질 적층단계 및 상기 LPR 적층단계 사이와, 상기 LPR 적층단계 및 상기 컬러필터 적층단계 사이에는 각각 인캡슐레이션 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제조방법.
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