KR20170122343A - 색변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 실시예에 따른 색변환 패널은 기판, 상기 기판 위에 위치하는 차광층, 및 상기 차광층 위에 위치하며, 양자점을 포함하는 색변환층 및 투과층을 포함하고, 상기 차광층은 상기 색변환층 및 상기 투과층과 중첩하는 제1 부차광층, 및 인접한 상기 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 제2 부차광층을 포함하고, 상기 제1 부차광층 및 상기 제2 부차광층 각각은 상기 기판 위에 위치하는 외광 흡수층, 및 상기 외광 흡수층 위에 위치하는 반사층을 포함한다.
Description
본 개시는 색변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치로 사용되는 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극이 두 표시판 중 어느 하나에 위치한다. 이 중에서, 하나의 표시판(이하 '박막 트랜지스터 표시판'이라 한다)에는 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬의 형태로 위치하고, 다른 표시판(이하 '공통 전극 표시판'이라 한다)에는 적색, 녹색 및 청색의 색필터가 위치하고 그 전면을 공통 전극이 덮는 구조를 가질 수 있다.
하지만 이러한 표시 장치는 편광판과 색필터에서 광손실이 발생한다. 이에 따라 광손실을 줄이고 고효율의 표시 장치를 구현하기 위하여 색변환 패널을 포함하는 표시 장치가 제안되고 있다.
실시예들은 외광 반사가 저하되며 색 재현율이 향상된 색변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치를 위한 것이다.
본 실시예에 따른 색변환 패널은 기판, 상기 기판 위에 위치하는 차광층, 및 상기 차광층 위에 위치하며, 양자점을 포함하는 색변환층 및 투과층을 포함하고, 상기 차광층은 상기 색변환층 및 상기 투과층과 중첩하는 제1 부차광층, 및 인접한 상기 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 제2 부차광층을 포함하고, 상기 제1 부차광층 및 상기 제2 부차광층 각각은 상기 기판 위에 위치하는 외광 흡수층, 및 상기 외광 흡수층 위에 위치하는 반사층을 포함한다.
상기 제1 부차광층의 폭은 상기 제2 부차광층의 폭보다 작을 수 있다.
상기 외광 흡수층은 유기 차광 물질을 포함할 수 있다.
상기 외광 흡수층은 상기 기판 위에 위치하는 제1 금속층, 및 상기 제1 금속층 위에 위치하는 제1 무기층을 포함할 수 있다.
상기 제1 금속층과 상기 기판 사이에 위치하는 제2 무기층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 무기층 및 상기 제2 무기층은 금속산화물을 포함할 수 있다.
상기 제1 금속층은 Cr, Mo 및 Ti 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 반사층은 금속 물질을 포함할 수 있다.
상기 차광층과 상기 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 광학층을 더 포함하고, 상기 광학층의 굴절률은 약 1.0 내지 약 1.4일 수 있다.
상기 기판과 상기 색변환층 사이에 위치하는 색필터를 더 포함할 수 있다.
상기 색변환층 및 상기 투과층 위에 위치하는 캡핑층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 위에 위치하는 색변환 패널을 포함하고, 상기 색변환 패널은, 상기 표시 패널과 중첩하는 기판, 상기 기판과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 차광층, 및 상기 차광층과 상기 표시 패널 사이에 위치하며, 양자점을 포함하는 색변환층 및 투과층을 포함하고, 상기 차광층은 상기 색변환층 및 상기 투과층과 중첩하는 제1 부차광층, 및 인접한 상기 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 제2 부차광층을 포함하고, 상기 제1 부차광층 및 상기 제2 부차광층 각각은 상기 기판 위에 위치하는 외광 흡수층, 및 상기 외광 흡수층 위에 위치하는 반사층을 포함한다.
상기 제1 부차광층의 폭은 상기 제2 부차광층의 폭보다 작을 수 있다.
상기 표시 패널은 행렬 형태로 위치하는 복수의 화소를 포함하고, 상기 색변환층 및 상기 투과층 각각은 상기 복수의 화소 중 적어도 하나와 중첩할 수 있다.
상기 외광 흡수층은 유기 차광 물질을 포함할 수 있다.
상기 외광 흡수층은, 상기 기판과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 제1 금속층, 및 상기 제1 금속층과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 제1 무기층을 포함할 수 있다.
상기 제1 금속층과 상기 기판 사이에 위치하는 제2 무기층을 더 포함할 수 있다.
상기 차광층과 상기 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 광학층을 더 포함하고, 상기 광학층의 굴절률은 약 1.0 내지 약 1.4일 수 있다.
실시예들에 따르면, 색변환 패널 및 표시 장치의 외광 반사가 저하되고 색 재현율이 향상된다.
도 1은 본 실시예에 따른 색변환 패널의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2의 변형 실시예에 따른 단면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 9는 본 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2의 변형 실시예에 따른 단면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 자른 단면도이다.
도 9는 본 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 실시예가 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 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. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 색변환 패널을 설명한다. 도 1은 본 실시예에 따른 색변환 패널의 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 색변환 패널(30)은 기판(310) 위에 위치하는 차광층(320)을 포함한다.
차광층(320)의 개구율은 약 40% 내지 약 90% 이내에서 선택될 수 있다. 색변환 패널에서 발생하는 외광 반사율은 차광층(320) 개구율의 제곱에 비례하며, 예를 들어 70%의 개구율을 가지는 차광층(320)은 색변환 패널(30)의 반사율은 약 50% 정도 감소될 수 있다.
차광층(320)은 후술할 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)과 중첩하는 제1 부차광층(320a) 및 제1 부차광층(320a) 이외의 제2 부차광층(320b)을 포함한다. 제1 부차광층(320a)과 제2 부차광층(320b)은 위치하는 영역에 따라 구분될 수 있다.
제1 부차광층(320a)은 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)과 중첩한다. 구체적으로 제1 부차광층(320a)은 각각의 일 색변환층(330R, 330G) 및 일 투과층(330B)을 가로지르며 위치할 수 있다. 본 명세서는 격자 형태의 제1 부차광층(320a)을 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 어떠한 형태(일례로써 스트라이프 형태)도 가질 수 있음은 물론이다.
제2 부차광층(320b)은 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B) 사이에 위치한다. 구체적으로 제2 부차광층(320b)은 인접한 적색 색변환층(330R)과 녹색 색변환층(330G) 사이, 인접한 녹색 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이 및 인접한 투과층(330B)과 적색 색변환층(330R) 사이에 위치하며 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 배치되는 영역을 구획할 수 있다. 제2 부차광층(320b)은 제조 공정에 따라 인접한 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G)및 투과층(330B)와 일부 중첩할 수 있으나, 제1 부차광층(320a)과 같이 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)를 가로질러 위치하지 않는 차이점이 있다.
제1 부차광층(320a)의 폭은 제2 부차광층(320b)의 폭보다 작을 수 있다. 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)과 중첩하는 제1 부차광층(320a)의 폭은 제2 부차광층(320b)의 폭 보다 작게 형성됨으로써 사용자에 의해 시인되는 것을 방지하면서 외광의 흡수를 도울 수 있다.
제1 부차광층(320a) 및 제2 부차광층(320b) 각각은 기판(310) 위에 위치하는 외광 흡수층(320a1, 320b1) 및 외광 흡수층(320a1, 320b1) 위에 위치하는 반사층(320a2, 320b2)을 포함한다. 구체적으로 제1 부차광층(320a)은 제1 외광 흡수층(320a1) 및 제1 반사층(320a2)을 포함하고, 제2 부차광층(320b)은 제2 외광 흡수층(320b1) 및 제2 반사층(320b2)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 제1 부차광층(320a) 및 제2 부차광층(320b)은 외광 흡수층과 반사층을 포함하는 이중 적층 구조를 가질 수 있다.
외광 흡수층(320a1, 320b1)은 유기 차광 물질을 포함할 수 있으며, 유기 차광 물질의 코팅 및 노광 공정 등을 통해 형성될 수 있다. 외광 흡수층(320a1, 320b1)은 기판(310)의 외측에서 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)을 향해 입사되는 외광을 흡수한다.
외광은 상당 부분 반사되어 색변환 패널의 색 재현율을 왜곡시키는 문제가 발생한다. 그러나 본 실시예에 따라 기판 위에 외광 흡수층이 위치하는 경우 외광 반사에 의한 색의 왜곡을 저감시킬 수 있다.
반사층(320a2, 320b2)은 외광 흡수층(320a1, 320b1)과 색변환층(330R, 330G) 사이 또는 외광 흡수층(320a1, 320b1)과 투과층(330B) 사이에 위치한다.
반사층(320a2, 320b2)은 광을 반사시키기 위한 어떠한 금속도 포함할 수 있으나, 일례로써 고반사 물질인 Ag, Au, Cu, Al으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 금속 물질을 포함하는 반사층(320a2, 320b2)은 증착 및 에칭 공정 등을 통해 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
반사층(320a2, 320b2)은 색변환층(330R, 330G) 또는 투과층(330B)에서 기판(310)을 향해 입사되는 광을 반사한다. 구체적으로, 반사층이 없는 경우 색변환층(330R, 330G) 또는 투과층(330B)에서 기판(310)을 향해 입사되는 광은 외광 흡수층에 의해 흡수될 수 있다. 이에 따르면 색변환 패널의 출광률이 감소한다. 그러나 본 실시예에 따르면 외광 흡수층(320a1, 320b1) 위에 위치하는 반사층(320a2, 320b2)을 포함하고, 이를 통해 발광된 광을 다시 색변환층(330R, 330G) 또는 투과층(330B) 쪽으로 반사시켜 최종적으로는 기판(310)의 외면으로 출광되는 것을 돕는다. 외광 흡수층(320a1, 320b1)에 의하여 개구율 감소가 발생하고 이에 따른 출광률 감소가 발생할 수 있으나, 반사층(330a2, 330b2)에서 입사된 광을 반사하여 반사층의 광을 재사용(recycling)함으로써, 출광률 감소를 최소화 할 수 있다.
기판(310) 및 차광층(320) 위에 광학층(325)이 위치한다.
광학층(325)은 기판(310) 보다 낮은 굴절률을 가질 수 있으며, 이때 광학층(325)의 굴절률은 약 1.0 내지 약 1.4일 수 있다.
광학층(325)은 다공성 실리카계 물질을 포함할 수 있다. 낮은 굴절률을 가지는 광학층(325)은 기판(310)과 외부면의 계면에서 발생하는 광 손실을 감소시키고, 차광층을 도입함으로써 발생 가능한 출광 손실을 상쇄시킬 수 있다.
복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)은 광학층(325) 위에 위치한다.
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.
적색 색변환층(330R)은 입사되는 청색광을 적색광으로 변환하는 형광체 및 양자점 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 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 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 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)을 포함하거나 형광체에 추가적으로 양자점(Quantum Dot)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 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, GaAlNP, 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.
양자점은 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 입사되는 청색광을 투과시키는 수지(resin)를 포함할 수 있다. 청색을 출광하는 영역에 해당하는 투과층(330B)은 별도의 형광체 또는 양자점 없이 입사된 청색을 그대로 출광한다. 본 명세서는 도시하지 않았으나 실시예에 따라 투과층(330B)은 염료 또는 안료를 더 포함할 수 있다.
전술한 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)은 일례로써 감광성 수지를 포함할 수 있으며, 포토리소그래피 공정을 통해 제조될 수 있다. 또는 프린팅 공정을 통해 형성될 수 있으며 이러한 제조 공정에 의할 경우, 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)는 감광성 수지가 아닌 다른 물질을 포함할 수 있다.
본 명세서는 포토리소그래피 공정 또는 프린팅 공정에 의해 형성되는 색변환층, 투과층 및 차광 부재에 대해 설명하였으나 이에 제한되지 않을 수 있다.
적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B) 중 적어도 하나는 산란체(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)은 각각 산란체를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 투과층(330B)은 산란체를 포함하고 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)은 산란체를 포함하지 않는 실시예도 가능하다.
산란체는 입사되는 광을 고르게 산란시키기 위한 어떠한 물질도 포함할 수 있으며, 일례로써 TiO2, ZrO2, Al2O3, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3 및 ITO 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
다음, 캡핑층(350)이 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G), 투과층(330B) 및 광학층(325) 위에 위치한다.
캡핑층(350)은 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G), 투과층(330B)을 형성하고 난 이후의 고온 공정들에서 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G)이 포함하는 형광체 또는 양자점의 손상 및 소광을 방지하거나, 특정 파장의 광을 투과시키고 상기 특정 파장의 광 이외의 광은 반사 또는 흡수하는 필터일 수 있다.
캡핑층(350)은 고굴절률을 가지는 무기막과 저굴절률을 가지는 무기막이 약 10 내지 20 층을 형성하도록 교번하여 적층됨으로써 형성될 수 있다. 캡핑층(350)은 굴절률이 서로 다른 복수의 층이 적층된 구조를 가질 수 있다. 이때 캡핑층(350)은 특정 파장의 광을 반사 또는 흡수할 수 있다. 고굴절률을 가지는 무기막과 저굴절률을 가지는 무기막 사이의 보강/상쇄 간섭을 이용하여 특정 파장을 투과/반사 시키는 원리를 이용한 것이다.
캡핑층(350)은 TiO2, SiNx, SiOx, TiN, AlN, Al2O3, SnO2, WO3, ZrO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 일례로써 SiNx와 SiOx가 교번하여 적층된 구조일 수 있다.
본 실시예에 따른 색변환 패널은 기판(310)과 색변환층(330R, 330G) 사이 또는 기판(310)과 투과층(330B) 사이에 위치하는 차광층(320)을 포함한다.
차광층(320)은 제1 부차광층(320a) 및 제2 부차광층(320b)를 포함하고, 제1 부차광층(320a)은 각각의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)을 가로지르도록 위치하며 이들과 중첩하고, 제2 부차광층(320b)은 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 배치되는 영역을 구획하면서, 외광 반사를 저감시킬 수 있다.
제1 부차광층(320a) 및 제2 부차광층(320b) 각각은 외광 흡수층(320a1, 320b1)과 반사층(320a2, 320b2)을 포함하고, 외광 흡수층(320a1, 320b1)은 외광에 의한 반사를 저감시킬 수 있고, 반사층(320a2, 320b2)은 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)으로부터 나오는 광을 다시 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)으로 반사시켜 광 출광률을 증가시킨다.
이하에서는 도 3을 참조하여 변형 실시예에 따른 색변환 패널을 설명한다. 도 3은 도 2의 변형 실시예에 따른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 통해 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
도 3을 참조하면, 색변환 패널(30)은 기판(310) 위에 위치하는 차광층(320)을 포함한다.
차광층(320)은 제1 부차광층(320a) 및 제2 부차광층(320b)을 포함한다.
제1 부차광층(320a)은 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)과 중첩하며, 각각의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)을 가로지르도록 위치할 수 있다.
제2 부차광층(320b)은 인접한 적색 색변환층(330R)과 녹색 색변환층(330G) 사이, 인접한 녹색 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이 및 인접한 투과층(330B)과 적색 색변환층(330R) 사이에 위치하며 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 배치되는 영역을 구획할 수 있다. 제2 부차광층(320b)은 제조 공정에 따라 인접한 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G)및 투과층(330B)와 일부 중첩할 수 있으나, 제1 부차광층(320a)과 같이 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)를 가로질러 위치하지 않는 차이점이 있다.
제1 부차광층(320a)과 제2 부차광층(320b)은 위치하는 영역에 따라 구분될 수 있다.
제1 부차광층(320a) 및 제2 부차광층(320b) 각각은 기판(310) 위에 위치하는 외광 흡수층(320a1, 320b1) 및 외광 흡수층(320a1, 320b1) 위에 위치하는 반사층(320a2, 320b2)을 포함한다. 구체적으로, 제1 부차광층(320a)은 제1 외광 흡수층(320a1) 및 제1 반사층(320a2)을 포함하고, 제2 부차광층(320b)은 제2 외광 흡수층(320b1) 및 제2 반사층(320b2)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 외광 흡수층(320a1, 320b1)은 기판(310) 위에 위치하는 제2 무기층(320aa, 320ba), 제2 무기층(320aa, 320ba) 위에 위치하는 제1 금속층(320ab, 320bb), 제1 금속층(320ab, 320bb) 위에 위치하는 제1 무기층(320ac, 320bc)을 포함할 수 있다.
다만 이에 제한되지 않고 실시예에 따라 기판(310)과 제1 금속층(320ab, 320bb) 사이에 위치하는 제2 무기층(320aa, 320ba)이 생략될 수 있다.
정리하면, 외광 흡수층(320a1, 320b1)은 기판(310) 위에 차례대로 적층된 제2 무기층/제1 금속층/제1 무기층을 포함하거나 제1 금속층/제1 무기층이 적층된 다층 구조일 수 있다.
제1 금속층(320ab, 320bb)은 흡수 계수 및 굴절률이 모두 높은 금속 중 선택된 하나일 수 있으며, 일례로써 Cr, Mo 및 Ti 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 무기층(320ac, 320bc) 및 제2 무기층(320aa, 320ba)은 금속산화물, 산화규소, 질화규소를 포함할 수 있으며, 일례로써 독립적으로 SiOx, SiNx, TiOx, ITO, CrOx, MoOx 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이러한 외광 흡수층(320a1, 320b1)을 포함함으로써 기판(310)의 외면에서 입사되는 외광은 각 층들의 계면에서 반사될 수 있고, 반사된 광들은 상쇄 간섭을 형성할 수 있다. 즉, 유기 차광 물질 없이도 차광 효과를 가질 수 있다.
반사층(320a2, 320b2)은 외광 흡수층(320a1, 320b1)과 색변환층(330R, 330G) 사이 또는 외광 흡수층(320a1, 320b1)과 투과층(330B) 사이에 위치한다. 반사층(320a2, 320b2)은 색변환층(330R, 330G) 또는 투과층(330B)에서 기판(310)을 향해 입사되는 광을 반사하여 출광률을 높인다.
구체적으로, 색변환층(330R, 330G) 또는 투과층(330B)에서 기판(310)을 향해 입사되는 광은 반사층이 없는 경우, 외광 흡수층에 의해 흡수될 수 있다. 이에 따르면 색변환 패널의 출광률이 감소한다.
그러나 본 실시예에 따르면 외광 흡수층(320a1, 320b1) 위에 위치하는 반사층(320a2, 320b2)을 통해 발광된 광을 다시 색변환층(330R, 330G) 또는 투과층(330B) 쪽으로 반사시켜 출광 효율을 향상 시킬 수 있다.
반사층(320a2, 320b2)은 광을 반사시키기 위한 어떠한 금속도 포함할 수 있으나, 일례로써 고반사 물질인 Ag, Au, Cu, Al으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
기판(310) 및 차광층(320) 위에 광학층(325)이 위치하고, 광학층(325) 위에 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)이 위치한다.
도 3을 참고하면, 색변환 패널(30)은 광학층(325)과 적색 색변환층(330R) 사이에 위치하는 적색 색필터(330R')를 더 포함할 수 있으며, 광학층(325)과 녹색 색변환층(330G) 사이에 위치하는 녹색 색필터(330G')를 더 포함할 수 있다. 적색 색필터(330R') 및 녹색 색필터(330G')를 포함함으로써 보다 향상된 색 재현율을 제공할 수 있으나, 이러한 실시예에 제한되지 않고 복수의 색필터(330R', 330G')는 생략될 수 있다.
색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B) 위에 캡핑층(350)이 위치한다.
이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다. 도 4는 본 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 5는 본 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이고, 도 6은 도 5의 VI-VI선을 따라 자른 단면도이다. 이상에서 설명한 구성요소와 동일, 유사한 구성요소에 대한 설명은 이하에서 생략한다.
우선 도 4를 참조하여 간략하게 본 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 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 앞서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 색변환 패널들 중 어느 하나일 수 있으며 이하에서는 구체적 설명을 생략한다.
색변환 패널(30)은 표시 패널(10)과 기판(310) 사이에 위치하도록 적층될 수 있으며, 구체적으로 표시 패널(10)과 기판(310) 사이에 차광층(320)이 위치하고, 차광층(320)과 표시 패널(10) 사이에 광학층(325)이 위치하며, 광학층(325)과 표시 패널(10) 사이에 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)이 위치하고, 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)과 표시 패널(10) 사이에 캡핑층(350)이 위치하도록 적층될 수 있다. 또한 색변환 패널(30)은 표시 패널(10)과 합착되기에 용이한 평탄면을 제공하기 위해 평탄막(395)를 더 포함할 수 있다.
이때 본 실시예에 따른 색변환 패널은 기판(310)과 색변환층(330R, 330G) 사이 또는 기판(310)과 투과층(330B) 사이에 위치하는 차광층(320)을 포함한다.
차광층(320)은 제1 부차광층(320a) 및 제2 부차광층(320b)를 포함하고, 제1 부차광층(320a)은 각각의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)을 가로지르도록 위치하며 이들과 중첩하면서 외광 반사를 저감시키고, 제2 부차광층(320b)은 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 배치되는 영역을 구획할 수 있다.
제1 부차광층(320a) 및 제2 부차광층(320b) 각각은 외광 흡수층(320a1, 320b1)과 반사층(320a2, 320b2)을 포함하고, 외광 흡수층(320a1, 320b1)은 외광에 의한 반사를 저감시킬 수 있고, 반사층(320a2, 320b2)은 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)으로부터 나오는 광을 다시 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)으로 반사시켜 광 출광률을 증가시킨다.
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), 전계 방출 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.
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.
본례로써, 라이트 어셈블리(500)는 적어도 하나의 발광 다이오드(light emitting diode)를 포함할 수 있으며 일례로써 청색 발광 다이오드일 수 있다. 본 실시예에 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 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.
제2 기판(210)과 액정층(3) 사이에 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)와 액정층(3) 사이에 평평한 면을 제공하는 평탄막(250)이 위치할 수 있으며, 평탄막(250)과 액정층(3) 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.
전술한 표시 패널(10)에서 일 박막 트랜지스터와 이와 연결된 일 화소 전극은 일 화소로 정의되고, 적어도 하나의 일 화소는 전술한 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G), 및 투과층(330B)과 중첩하도록 위치할 수 있다.
이하에서는 도 7 내지 도 8을 참조하여 변형 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다. 도 7은 본 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이고, 도 8은 도 7의 VIII-VIII선을 따라 자른 단면도이다. 앞서 설명한 구성요소와 동일 유사한 구성요소에 대한 구체적 설명은 이하에서 생략한다.
본 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 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 앞서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 색변환 패널들 중 어느 하나일 수 있으며 이하에서는 구체적 설명을 생략한다.
색변환 패널(30)은 표시 패널(10)과 기판(310) 사이에 위치하도록 적층될 수 있으며, 구체적으로 표시 패널(10)과 기판(310) 사이에 차광층(320)이 위치하고, 차광층(320)과 표시 패널(10) 사이에 광학층(325)이 위치하며, 광학층(325)과 표시 패널(10) 사이에 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)이 위치하고, 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)과 표시 패널(10) 사이에 캡핑층(350)이 위치하도록 적층될 수 있다. 또한 색변환 패널(30)은 표시 패널(10)과 합착되기에 용이한 평탄면을 제공하기 위해 평탄막(395)를 더 포함할 수 있다.
차광층(320)은 제1 부차광층(320a) 및 제2 부차광층(320b)를 포함하고, 제1 부차광층(320a)은 각각의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)을 가로지르도록 위치하며 이들과 중첩하면서 외광 반사를 저감시키고, 제2 부차광층(320b)은 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 배치되는 영역을 구획할 수 있다.
제1 부차광층(320a) 및 제2 부차광층(320b) 각각은 외광 흡수층(320a1, 320b1)과 반사층(320a2, 320b2)을 포함하고, 외광 흡수층(320a1, 320b1)은 외광에 의한 반사를 저감시킬 수 있고, 반사층(320a2, 320b2)은 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)으로부터 나오는 광을 다시 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)으로 반사시켜 광 출광률을 증가시킨다.
도 7은 복수의 미세 공간(305)에 각각에 대응하는 복수의 화소 가운데 일부분인 2 X 2 화소 부분을 나타내고, 본 실시예에 따른 표시 장치는 이러한 화소가 상하좌우로 반복 배열될 수 있다.
본 실시예에 따른 액정 패널(50)은 제1 기판(110) 위에 위치하는 게이트선(121)을 포함하고, 게이트선(121)은 게이트 전극(124)을 포함한다.
제1 기판(110) 및 게이트선(121) 위에 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140) 위에 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)을 포함하는 데이터선(171) 및 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 위에 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) 위에 차광 부재(220) 및 제2 보호막(180b)이 위치한다.
차광 부재(220)는 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 이루어져 있으며, 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 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 가진다.
제2 보호막(180b) 위에 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 면형일 수 있으며, 박막 트랜지스터(Q)를 향해 돌출된 돌출부(197)를 포함할 수 있다. 돌출부(197)는 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결될 수 있다.
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 실시예에 따른 내용을 적용할 수 있다.
화소 전극(191) 위에 하부 배향막(11)이 위치하고, 하부 배향막(11)과 중첩하도록 상부 배향막(21)이 위치한다. 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)은 수직 배향막일 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 8에 도시한 바와 같이 서로 연결될 수 있다. 하부 배향막(11)과 상부 배향막(21)은 동시에 형성될 수 있다.
하부 배향막(11)과 상부 배향막(21) 사이에 미세 공간(305)이 위치하고, 미세 공간(305)으로 주입된 액정 분자(31)는 액정층(3)을 형성한다.
미세 공간(305)은 행렬 방향으로 배열된 복수 개일 수 있다. y방향으로 인접한 복수의 미세 공간(305)은 게이트선(121)과 중첩하는 복수의 액정 주입부(307FP)에 의해 구분될 수 있다. x방향으로 인접한 복수의 미세 공간(305)은 격벽부(PWP)에 의해 구분될 수 있다. 미세 공간(305) 각각은 화소 영역 하나 또는 둘 이상에 대응할 수 있고, 화소 영역은 화면을 표시하는 영역에 대응될 수 있다.
상부 배향막(21) 위에 공통 전극(270), 제3 보호막(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. 제3 보호막(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.
제3 보호막(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) 위에 제4 보호막(380)이 위치한다. 제4 보호막(380)은 지붕층(360)의 상부면과 접촉할 수 있으며, 실시예에 따라 생략될 수 있다.
제4 보호막(380) 위에 덮개층(390)이 위치한다. 덮개층(390)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함한다. 본 실시예에서 덮개층(390)은 제4 보호막(380) 상부뿐만 아니라 액정 주입부(307FP)에도 위치할 수 있다. 이 때, 덮개층(390)은 액정 주입부(307FP)에 의해 노출된 미세 공간(305)의 액정 주입부(307FP)를 덮을 수 있다.
이상과 같은 본 실시예에 따른 표시 장치는 출광률 및 색 재현율이 향상되어 우수한 표시 품질의 표시 장치를 제공할 수 있음은 물론 한 장의 기판을 사용하여 제조 공정 및 구조 등을 단순화할 수 있다.
이하에서는 도 9를 참조하여 변형 실시예에 따른 표시 장치를 설명한다. 도 9는 본 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 9에 도시된 본 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 실시예에 따른 표시 패널(10')는 박막 트랜지스터 패널(100'), 박막 트랜지스터 패널(100')과 마주하며 이격된 색변환 패널(30') 및 박막 트랜지스터 패널(100') 및 색변환 패널(30') 사이에 위치하며 액정 분자를 포함하는 액정층(3)을 포함한다. 본 실시예에 따른 표시 패널(10')은 전술한 실시예와는 달리 색변환 패널(30')이 표시 패널(10')의 일부로 포함된다.
본 실시예에 따른 박막 트랜지스터 패널(100')은 도 5 및 도 6의 하부 표시판(100)과 동일하며 색변환 패널(30')은 도 1 내지 도 2의 색변환 패널(30)과 유사한바, 이하에서는 도 9 이외에 도 1, 도 2, 도 5 및 도 6을 참조할 수 있다.
박막 트랜지스터 패널(100')은 제1 기판(110) 위에서 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 연장되고 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)을 포함한다.
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 패널(30')은 제1 기판(110)과 중첩하며 이격된 기판(310)을 포함한다. 다음 기판(310)과 액정층(3) 사이에 위치하는 차광층(320), 차광층(320)과 액정층(3) 사이에 위치하는 광학층(325), 광학층(325)과 액정층(3) 사이에 위치하는 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B), 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)과 액정층(3) 사이에 위치하는 캡핑층(350), 캡핑층(350)과 액정층(3) 사이에 위치하는 평탄막(395), 평탄막(395)과 액정층(3) 사이에 위치하는 공통 전극(370)을 포함한다. 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.
전술한 본 실시예에 따른 표시 장치는 도 6에서 도시한 상부 표시판(200)을 포함하지 않으며 색변환 패널(30')이 상부 표시판의 기능 및 위치를 대체한다. 이러한 표시 장치는 보다 얇은 두께의 장치를 제공하며 비용 및 무게를 절감할 수 있는 이점이 있다.
이상에서 본 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 권리범위에 속하는 것이다.
310: 기판
320: 차광층
330R, 330G: 색변환층
330B: 투과층
350: 캡핑층
320: 차광층
330R, 330G: 색변환층
330B: 투과층
350: 캡핑층
Claims (18)
- 기판,
상기 기판 위에 위치하는 차광층, 및
상기 차광층 위에 위치하며, 양자점을 포함하는 색변환층 및 투과층을 포함하고,
상기 차광층은
상기 색변환층 및 상기 투과층과 중첩하는 제1 부차광층, 및
인접한 상기 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 제2 부차광층을 포함하고,
상기 제1 부차광층 및 상기 제2 부차광층 각각은
상기 기판 위에 위치하는 외광 흡수층, 및
상기 외광 흡수층 위에 위치하는 반사층을 포함하는 색변환 패널. - 제1항에서,
상기 제1 부차광층의 폭은 상기 제2 부차광층의 폭보다 작은 색변환 패널. - 제1항에서,
상기 외광 흡수층은 유기 차광 물질을 포함하는 색변환 패널. - 제1항에서,
상기 외광 흡수층은,
상기 기판 위에 위치하는 제1 금속층, 및
상기 제1 금속층 위에 위치하는 제1 무기층을 포함하는 색변환 패널. - 제4항에서,
상기 제1 금속층과 상기 기판 사이에 위치하는 제2 무기층을 더 포함하는 색변환 패널. - 제5항에서,
상기 제1 무기층 및 상기 제2 무기층은 금속산화물, 산화규소 및 질화규소 중 적어도 하나를 포함하는 색변환 패널. - 제4항에서,
상기 제1 금속층은 Cr, Mo 및 Ti 중 적어도 하나를 포함하는 색변환 패널. - 제1항에서,
상기 반사층은 금속 물질을 포함하는 색변환 패널. - 제1항에서,
상기 차광층과 상기 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 광학층을 더 포함하고,
상기 광학층의 굴절률은 약 1.0 내지 약 1.4인 색변환 패널. - 제1항에서,
상기 기판과 상기 색변환층 사이에 위치하는 색필터를 더 포함하는 색변환 패널. - 제1항에서,
상기 색변환층 및 상기 투과층 위에 위치하는 캡핑층을 더 포함하는 색변환 패널. - 표시 패널, 및
상기 표시 패널 위에 위치하는 색변환 패널을 포함하고,
상기 색변환 패널은,
상기 표시 패널과 중첩하는 기판,
상기 기판과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 차광층, 및
상기 차광층과 상기 표시 패널 사이에 위치하며, 양자점을 포함하는 색변환층 및 투과층을 포함하고,
상기 차광층은,
상기 색변환층 및 상기 투과층과 중첩하는 제1 부차광층, 및
인접한 상기 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 제2 부차광층을 포함하고,
상기 제1 부차광층 및 상기 제2 부차광층 각각은,
상기 기판과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 외광 흡수층, 및
상기 외광 흡수층과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 반사층을 포함하는 표시 장치. - 제12항에서,
상기 제1 부차광층의 폭은 상기 제2 부차광층의 폭보다 작은 표시 장치. - 제12항에서,
상기 표시 패널은 행렬 형태로 위치하는 복수의 화소를 포함하고,
상기 색변환층 및 상기 투과층 각각은 상기 복수의 화소 중 적어도 하나와 중첩하는 표시 장치. - 제12항에서,
상기 외광 흡수층은 유기 차광 물질을 포함하는 표시 장치. - 제12항에서,
상기 외광 흡수층은,
상기 기판과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 제1 금속층, 및
상기 제1 금속층과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 제1 무기층을 포함하는 표시 장치. - 제16항에서,
상기 제1 금속층과 상기 기판 사이에 위치하는 제2 무기층을 더 포함하는 표시 장치. - 제12항에서,
상기 차광층과 상기 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 광학층을 더 포함하고,
상기 광학층의 굴절률은 약 1.0 내지 약 1.4인 표시 장치.
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