KR20190067955A - 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 그리고 상기 표시 패널과 중첩하는 색변환 패널을 포함하고, 상기 색변환 패널은 반도체 나노 결정을 포함하는 적색 색변환층 및 녹색 색변환층, 그리고 투과층, 상기 적색 색변환층과 중첩하는 적색 색필터, 상기 녹색 색변환층과 중첩하는 녹색 색필터, 상기 투과층과 중첩하는 청색 색필터, 그리고 차광 부재를 포함하고, 상기 차광 부재는 청색 염료 및 청색 안료 중 적어도 하나를 포함한다.
Description
본 개시는 표시 장치에 관한 것이다.
발광 소자를 포함하는 표시 장치는 발광하는 광의 파장에 따라 적색, 녹색, 청색 등을 구현할 수 있다. 색필터를 사용하는 유기 발광 표시 장치 등의 표시 장치에서는 광손실이 발생할 수 있다.
색필터 등에서 발생하는 광손실을 줄이고 높은 색재현율을 가지는 표시 장치를 구현하기 위하여 양자점과 같은 반도체 나노 결정을 사용한 색변환 패널을 포함하는 표시 장치가 제안되고 있다.
실시예들은 균형적인 외광 반사를 통해 색 재현율 및 휘도가 향상된 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 그리고 상기 표시 패널과 중첩하는 색변환 패널을 포함하고, 상기 색변환 패널은,반도체 나노 결정을 포함하는 적색 색변환층 및 녹색 색변환층, 그리고 투과층, 상기 적색 색변환층과 중첩하는 적색 색필터, 상기 녹색 색변환층과 중첩하는 녹색 색필터, 상기 투과층과 중첩하는 청색 색필터, 그리고 차광 부재를 포함하고, 상기 차광 부재는 청색 염료 및 청색 안료 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층의 평면 면적이 상이할 수 있다.
상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층 각각의 평면 면적은 상기 투과층의 평면 면적 보다 클 수 있다.
상기 적색 색필터, 상기 녹색 색필터 및 상기 청색 색필터의 평면 면적이 상이할 수 있다.
상기 적색 색필터 및 상기 녹색 색필터 각각의 평면 면적은 상기 청색 색필터의 평면 면적 보다 클 수 있다.
상기 색변환 패널은 적색 색필터, 녹색 색필터, 청색 색필터 및 차광 부재를 포함하는 기본 단위가 반복 배치될 수 있다.
상기 기본 단위에서 상기 차광 부재가 차지하는 면적이 작을수록 상기 차광 부재가 포함하는 청색 염료 또는 청색 안료의 함량이 커질 수 있다.
상기 차광 부재는 카본 블랙을 포함하고, 상기 기본 단위에서 상기 차광 부재가 차지하는 면적이 클수록 상기 카본 블랙의 함량이 커질 수 있다.
상기 표시 패널은 청색광을 방출할 수 있다.
상기 색변환 패널은 기판을 포함하고, 상기 기판과 상기 표시 패널 사이에 상기 적색 색필터, 상기 녹색 색필터 및 상기 청색 색필터가 위치하고, 상기 적색 색필터와 상기 표시 패널 사이에 상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층이 위치할 수 있다.
상기 적색 색필터와 상기 적색 색변환층 사이, 상기 녹색 색필터와 상기 녹색 색변환층 사이, 그리고 상기 청색 색필터와 상기 투과층 사이에 평탄막이 위치할 수 있다.
상기 차광 부재와 상기 적색 색필터 사이, 상기 차광 부재와 상기 녹색 색필터 사이, 그리고 상기 차광 부재와 상기 청색 색필터 사이 중 적어도 하나에 위치하는 금속 반사층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 그리고 상기 표시 패널과 중첩하는 색변환 패널을 포함하고, 상기 색변환 패널은 반도체 나노 결정을 포함하는 적색 색변환층 및 녹색 색변환층, 그리고 투과층, 상기 적색 색변환층과 중첩하는 적색 색필터, 상기 녹색 색변환층과 중첩하는 녹색 색필터, 상기 투과층과 중첩하는 청색 색필터, 그리고 차광 부재를 포함하고, 상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층 각각의 평면 면적은 상기 투과층의 평면 면적보다 크다.
상기 청색 색필터와 동일한 층에 위치하는 반사용 청색 색필터를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 패널은 박막 트랜지스터와 연결된 발광 다이오드를 포함하고, 상기 발광 다이오드는 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극과 중첩하는 공통 전극, 그리고 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함할 수 있다.
상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층은 상기 발광층과 중첩할 수 있다.
상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층과 상기 표시 패널 사이, 그리고 상기 투과층과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 평탄막을 더 포함할 수 있다.
상기 평탄막은 상기 반사용 청색 색필터과 중첩할 수 있다.
상기 공통 전극은 상기 적색 색필터, 상기 녹색 색필터 및 상기 청색 색필터와 중첩하는 제1 영역, 그리고 상기 반사용 청색 색필터와 중첩하는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 위치하는 상기 공통 전극의 두께는 상이할 수 있다.
상기 제1 영역에 위치하는 상기 공통 전극의 두께는 상기 제2 영역에 위치하는 상기 공통 전극의 두께 보다 작을 수 있다.
실시예들에 따르면 적색광, 녹색광 및 청색광이 균일하게 반사됨에 따라 표시 장치의 색 재현율이 향상될 수 있으며 휘도 또한 우수한 표시 장치의 제공이 가능하다.
도 1은 일 실시예에 따른 색변환 패널의 기본 단위에 대한 평면도이다.
도 2는 도 1의 기본 단위에 대응하는 표시 패널의 복수의 화소에 대한 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 3의 변형 실시예에 따른 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 색변환 패널의 기본 단위에 대한 평면도이다.
도 6은 도 5의 기본 단위에 대응하는 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 도 6의 변형 실시예에 따른 단면도이다.
도 8은 도 1의 일 실시예에 따른 색필터와 차광 부재의 반사율 그래프이다.
도 9는 실시예 및 비교예에 따른 반사율 그래프이다.
도 2는 도 1의 기본 단위에 대응하는 표시 패널의 복수의 화소에 대한 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 3의 변형 실시예에 따른 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 색변환 패널의 기본 단위에 대한 평면도이다.
도 6은 도 5의 기본 단위에 대응하는 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 도 6의 변형 실시예에 따른 단면도이다.
도 8은 도 1의 일 실시예에 따른 색필터와 차광 부재의 반사율 그래프이다.
도 9는 실시예 및 비교예에 따른 반사율 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 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, 본 발명이 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 3을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 도 1은 일 실시예에 따른 색변환 패널의 기본 단위에 대한 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1의 기본 단위에 대응하는 표시 패널의 복수의 화소에 대한 평면도이고, 도 3은 도 2의 III-III'선을 따라 자른 단면도이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 도 1에 도시된 기본 단위가 행렬 형태로 반복 배치될 수 있다. 기본 단위는 제1 방향(D1)을 따라 배열된 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)를 포함할 수 있다. 또한 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)을 따라 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)를 구획하는 차광 부재(220)를 포함한다. 차광 부재(220)는 일 예에 따라 격자 형태를 가질 수 있다.
적색 색필터(230R) 및 녹색 색필터(230G)의 평면 크기와 청색 색필터(230B)의 평면 크기는 상이할 수 있다. 적색 색필터(230R) 및 녹색 색필터(230G)의 평면 크기는 청색 색필터(230B)의 평면 크기 보다 클 수 있다. 일 예로 적색 색필터(230R)와 녹색 색필터(230G)의 평면 크기는 청색 색필터(230B)의 평면 크기의 약 2배 이상일 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)를 둘러싸는 차광 부재(220)를 제공한다. 일 실시예에 따른 차광 부재(220)는 청색 안료 및 청색 염료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)의 면적이 상이함에 따라 외광의 반사율이 상이해지고 이에 따른 색 왜곡이 발생할 수 있다. 면적이 상대적으로 넓은 적색 색필터(230R) 및 녹색 색필터(230G)에서 많은 양의 적색광 및 녹색광이 반사되고 면적이 좁은 청색 색필터(230B)에서 적은 양의 청색광이 반사될 수 있다. 이와 같이 불균일한 외광 반사에 따르면 사용자에 왜곡된 색상의 광이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 차광 부재(220)가 청색 안료 또는 청색 염료를 포함함에 따라 차광 부재(220)가 위치하는 영역에서도 청색광을 반사할 수 있다. 청색광의 반사율을 향상시킴으로써 적색광, 녹색광 및 청색광의 반사율이 균등하게 제공될 수 있다.
도 1에 도시된 기본 단위에서 차광 부재(220)의 면적이 작아질수록 차광 부재(220)가 포함하는 청색 염료 또는 청색 안료의 함량은 커질 수 있다. 기본 단위에서 차광 부재(220)의 면적이 커질수록 청색 염료 또는 청색 안료의 함량은 작아질 수 있다. 기본 단위에서 제공하는 청색광의 반사율을 일정하게 제공하기 위함이다.
이와 유사하게 기본 단위에서 차광 부재(220)의 면적이 작아질수록 차광 부재(220)가 포함하는 카본 블랙의 함량이 작아질 수 있다. 기본 단위에서 차광 부재(220)의 면적이 커질수록 차광 부재(220)가 포함하는 카본 블랙의 함량은 커질 수 있다. 차광 부재(220)에 의해 제공되는 반사율을 차광 부재(220)의 면적에 상관 없이 일정하게 제공하기 위함이다.
또한 차광 부재(220)의 두께는 실시예에 따라 상이할 수 있다. 보다 많은 양의 청색광 반사가 필요한 경우 차광 부재(220)의 두께가 두꺼울 수 있으며 상대적으로 적은 양의 청색광 반사가 필요한 경우 차광 부재(220)의 두께가 얇을 수 있다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 전술한 기본 단위에 대응하는 복수의 화소에 대해 살펴본다.
표시 패널(100)은 제1 기판(110) 위에 위치하며 제1 게이트 전극(124a)을 포함하는 게이트선(121), 제2 게이트 전극(124b) 및 제2 게이트 전극(124b)으로부터 연장된 연장부(131)를 포함하는 게이트 도전체를 포함한다.
게이트 도전체 위에 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등을 포함하는 게이트 절연막(140)이 위치한다.
게이트 절연막(140) 위에는 비정질 규소, 다결정 규소, 또는 산화물 반도체 등을 포함하는 제1 반도체층(154a) 및 제2 반도체층(154b)이 위치한다. 제1 반도체층(154a) 및 제2 반도체층(154b) 각각은 제1 게이트 전극(124a) 및 제2 게이트 전극(124b)과 중첩한다.
제1 반도체층(154a) 및 제2 반도체층(154b) 위에는 저항성 접촉 부재(163, 165)가 위치한다. 실시예에 따라 저항성 접촉 부재는 생략될 수 있다.
저항성 접촉 부재(163, 165) 및 게이트 절연막(140) 위에는 제1 소스 전극(173a)을 포함하는 데이터선(171), 제2 소스 전극(173b)을 포함하는 구동 전압선(172), 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)을 포함하는 데이터 도전체가 위치한다.
제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a)은 제1 게이트 전극(124a)을 중심으로 서로 마주하고, 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b)은 제2 게이트 전극(124b)을 중심으로 서로 마주한다.
데이터 도전체 및 노출된 반도체층(154a, 154b) 위에는 보호막(180)이 위치한다.
보호막(180)은 제1 드레인 전극(175a) 및 제2 드레인 전극(175b)과 각각 중첩하는 접촉 구멍(185a, 185b)을 포함한다. 보호막(180)과 게이트 절연막(140)은 제2 게이트 전극(124b)과 중첩하는 접촉 구멍(184)을 포함한다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191) 및 연결 부재(85)가 위치한다. 화소 전극(191)은 접촉 구멍(185b)을 통하여 제2 드레인 전극(175b)과 물리적·전기적으로 연결되어 있으며, 연결 부재(85)는 접촉 구멍(184, 185a)을 통하여 제2 게이트 전극(124b) 및 제1 드레인 전극(175a)을 연결한다.
보호막(180) 위에는 격벽(460)이 위치한다. 격벽(460)은 화소 전극(191) 가장자리 주변을 둑(bank)처럼 둘러싸며 유기 절연물 또는 무기 절연물로 만들어진다.
화소 전극(191) 위에 발광층(470)이 위치한다. 본 실시예에 따른 발광 표시 장치의 발광층(470)은 청색광을 방출할 수 있다.
일반적인 발광 표시 장치의 경우 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나의 빛을 고유하게 내는 물질을 모두 포함하지만, 본 실시예에 따른 발광 표시 장치의 경우 발광 표시 장치 상부면에 색변환 패널(20)이 위치하여 적색, 녹색, 청색 각각의 색을 표현할 수 있기 때문에 청색의 빛을 내는 물질만을 포함할 수 있다.
본 명세서는 각 화소마다 서로 이격되게 위치하는 발광층(470)을 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 인접한 화소에 위치하는 발광층(470)은 서로 연결될 수 있다. 적색 광을 방출하는 영역에 위치하는 발광층, 녹색 광을 방출하는 영역에 위치하는 발광층 및 청색 광을 방출하는 영역에 위치하는 발광층은 서로 연결될 수 있다.
발광층(470) 위에 공통 전극(270)이 위치한다.
이러한 발광 표시 장치에서, 게이트선(121)에 연결되어 있는 제1 게이트 전극(124a), 데이터선(171)에 연결되어 있는 제1 소스 전극(173a), 그리고 제1 드레인 전극(175a)은 제1 반도체층(154a)와 함께 스위칭 트랜지스터(Qs)를 이루며, 스위칭 트랜지스터(Qs)의 채널은 제1 소스 전극(173a)과 제1 드레인 전극(175a) 사이의 제1 반도체층(154a)에 형성된다. 제1 드레인 전극(175a)에 연결되어 있는 제2 게이트 전극(124b), 구동 전압선(172)에 연결되어 있는 제2 소스 전극(173b) 및 화소 전극(191)에 연결되어 있는 제2 드레인 전극(175b)은 제2 반도체층(154b)과 함께 구동 트랜지스터(Qd)를 이루며, 구동 트랜지스터(Qd)의 채널은 제2 소스 전극(173b)과 제2 드레인 전극(175b) 사이의 제2 반도체층(154b)에 형성된다. 화소 전극(191), 발광층(470) 및 공통 전극(270)은 발광 다이오드(OLED)를 이루며, 화소 전극(191)이 애노드(anode), 공통 전극(270)이 캐소드(cathode)가 되거나 반대로 화소 전극(191)이 캐소드, 공통 전극(270)이 애노드가 될 수 있다.
이러한 표시 장치는 제1 기판(110)의 위쪽 또는 아래쪽으로 빛을 내보내어 영상을 표시할 수 있으며 본 발명의 실시예에 따라 제1 기판(110)의 위쪽으로 빛을 내보내는 실시예를 설명한다.
색변환 패널(20)은 표시 패널(100)과 중첩하는 기판(210)을 포함한다. 색변환 패널(20)이 포함하는 색필터(230R, 230G, 230B) 및 차광 부재(220)는 앞서 도 1을 참조하여 설명한 색필터(230R, 230G, 230B) 및 차광 부재(220)와 동일하므로 이하에서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
기판(210)과 표시 패널(100) 사이에 전술한 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)가 제1 방향(D1)을 따라 교번하며 위치한다.
차광 부재(220)는 인접한 화소에서 방출되는 서로 다른 광의 혼색을 방지하고 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)가 배치되는 영역을 구획할 수 있다.
차광 부재(220), 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)와 표시 패널(100) 사이에 제1 평탄막(240)이 위치한다. 제1 평탄막(240)은 차광 부재(220), 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)의 일면을 평탄화시키기 위한 막일 수 있다. 제1 평탄막(240)은 유기 물질 또는 무기 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
적색 색변환층(250R), 녹색 색변환층(250G) 및 투과층(250B)은 제1 평탄막(240)과 표시 패널(100) 사이에 위치할 수 있다. 적색 색변환층(250R), 녹색 색변환층(250G) 및 투과층(250B)은 제1 방향(D1)을 따라 반복 배열될 수 있다.
적색 색변환층(250R) 및 녹색 색변환층(250G)은 표시 패널(100)로부터 입사되는 광을 변환하여 방출한다. 투과층(250B)은 입사되는 광의 변환 없이 입사되는 광을 그대로 방출한다. 투과층(250B)에는 일 예로 청색광이 입사되고, 청색광이 그대로 방출될 수 있다.
적색 색변환층(250R)은 입사되는 청색광을 적색광으로 변환하는 제1 반도체 나노 결정(251R)을 포함할 수 있다. 제1 반도체 나노 결정(251R)은 형광체 및 양자점 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
녹색 색변환층(250G)은 입사되는 청색광을 녹색광으로 변환하는 제2 반도체 나노 결정(251G)을 포함할 수 있다. 제2 반도체 나노 결정(251G)은 형광체 및 양자점 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1 반도체 나노 결정(251R) 및 제2 반도체 나노 결정(251G)에 포함되는 양자점(Quantum Dot)은 서로 독립적으로 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, 시야각이 향상될 수 있다.
제1 반도체 나노 결정(251R)이 적색 형광체를 포함하는 경우, 적색 형광체는 (Ca, Sr, Ba)S, (Ca, Sr, Ba)2Si5N8, CaAlSiN3, CaMoO4 및 Eu2Si5N8을 포함하는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 반도체 나노 결정(251G)이 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 및 (Sr1 - xBax)Si2O2N2을 포함하는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 x는 0 내지 1 사이의 임의의 수일 수 있다.
투과층(250B)은 입사되는 광을 그대로 통과시킬 수 있다. 투과층(250B)은 청색광을 투과시키는 수지(resin)를 포함할 수 있다. 청색을 방출하는 영역에 위치하는 투과층(250B)은 별도의 반도체 나노 결정을 포함하지 않고 입사된 청색을 그대로 통과시킨다.
도시하지 않았으나 투과층(250B)은 염료 및 안료 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 염료 또는 안료를 포함하는 투과층(250B)은 외광 반사를 감소시키고 색순도가 향상된 청색광을 제공할 수 있다.
적색 색변환층(250R), 녹색 색변환층(250G) 및 투과층(250B) 중 적어도 하나는 산란체(252)를 더 포함할 수 있다. 적색 색변환층(250R), 녹색 색변환층(250G) 및 투과층(250B)이 포함하는 각각의 산란체(252)의 함량은 상이할 수 있다.
산란체(252)는 색변환층(250R, 250G) 및 투과층(250B)에서 변환되거나 통과하여 방출되는 광량을 증가시키고 정면 휘도와 측면 휘도를 균일하게 제공할 수 있다.
산란체(252)는 입사되는 광을 고르게 산란시키기 위한 어떠한 물질도 포함할 수 있다. 산란체(252)는 일 예로 TiO2, ZrO2, Al2O3, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3 및 ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
적색 색변환층(250R), 녹색 색변환층(250G) 및 투과층(250B)은 일 예로 감광성 수지를 포함할 수 있으며 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 수 있다. 또는 프린팅 공정이나 잉크젯 공정을 통해 형성될 수 있으며 이러한 공정에 의할 경우, 적색 색변환층(250R), 녹색 색변환층(250G) 및 투과층(250B)은 감광성 수지가 아닌 다른 물질을 포함할 수 있다. 본 명세서는 포토리소그래피 공정, 프린팅 공정 또는 잉크젯 공정에 의해 형성되는 색변환층 및 투과층에 대해 설명하였으나 이에 제한되지 않는다.
적색 색변환층(250R) 및 녹색 색변환층(250G) 각각의 평면 면적은 투과층(250B)의 평면 면적과 상이할 수 있다. 일 예로 적색 색변환층(250R) 및 녹색 색변환층(250G) 각각의 평면 면적은 투과층(250B)의 평면 면적 보다 클 수 있다. 적색 색변환층(250R) 및 녹색 색변환층(250G)에서는 광의 변환이 필요하고 투과층(250B)에서는 입사되는 광의 파장 변환 없이 광이 그대로 방출된다. 적색 색변환층(250R), 녹색 색변환층(250G) 및 투과층(250B)에서 방출되는 광들이 균형적으로 방출되기 위해 적색 색변환층(250R) 및 녹색 색변환층(250G)의 평면 면적은 투과층(250B)의 평면 면적보다 클 수 있다.
적색 색변환층(250R)은 제3 방향(D3)을 따라 적색 색필터(230R)와 중첩하고 녹색 색변환층(250G)은 제3 방향(D3)을 따라 녹색 색필터(230G)와 중첩하며 투과층(250B)은 제3 방향(D3)을 따라 청색 색필터(230B)와 중첩할 수 있다.
일 실시예에 따라 적색 색변환층(250R)의 평면 형상과 적색 색필터(230R)의 평면 형상은 실질적으로 동일할 수 있다. 또한 녹색 색변환층(250G)의 평면 형상과 녹색 색필터(230G)의 평면 형상은 실질적으로 동일할 수 있다. 또한 투과층(250B)의 평면 형상과 청색 색필터(230B)의 평면 형상은 실질적으로 동일할 수 있다.
적색 색변환층(250R) 및 녹색 색변환층(250G)과 표시 패널(100) 사이, 그리고 투과층(250B)과 표시 패널(100) 사이에 제2 평탄막(260)이 위치한다. 제2 평탄막(260)은 기판(210) 전면과 중첩할 수 있다.
제2 평탄막(260)은 적색 색변환층(250R), 녹색 색변환층(250G) 및 투과층(250B)의 일면을 평탄화시킬 수 있다. 제2 평탄막(260)은 유기 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 평탄화 기능을 할 수 있는 어떠한 물질도 가능하다.
본 명세서는 표시 패널(100)과 색변환 패널(20)이 직접 맞닿는 실시예에 대해 도시하였으나 이에 제한되지 않고 표시 패널(100)과 색변환 패널(20)은 별도의 접착층에 의해 결합되거나 실런트에 의해 결합되거나 공지의 다양한 방법을 통해 결합될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치의 경우 청색 색필터의 면적이 적색 색필터 및 녹색 색필터의 면적 보다 작을 수 있다. 이 경우 각각의 색필터에서 반사되는 광량의 차이에 의해 사용자에게 제공되는 색상의 왜곡이 발생할 수 있다. 본 발명은 청색광의 반사율을 향상시키기 위해 차광 부재가 청색 안료 또는 청색 염료를 포함함으로써 균형잡힌 반사광을 제공하고 색 재현율을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 도 4는 도 3의 변형 실시예에 따른 단면도이다. 전술한 구성요소와 동일 유사한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 4의 실시예에 따른 표시 장치는 차광 부재(220)와 색필터(230R, 230G, 230B) 사이에 위치하는 금속 반사층(221)을 더 포함한다. 금속 반사층(221)은 광을 반사하기 위한 어떠한 금속도 포함할 수 있다.
금속 반사층(221)은 적색 색변환층(250R), 녹색 색변환층(250G) 또는 투과층(250B)으로부터 금속 반사층(221) 방향으로 방출되는 광을 다시 적색 색변환층(250R), 녹색 색변환층(250G) 또는 투과층(250B) 방향으로 반사할 수 있다. 반사된 광은 제1 반도체 나노 결정(251R) 또는 제2 반도체 나노 결정(251G)에 의해 다시 기판(210) 외측 방향으로 방출될 수 있다. 금속 반사층(221)을 통해 출광 효율이 향상될 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 도 5는 일 실시예에 따른 색변환 패널의 기본 단위에 대한 평면도이고, 도 6은 도 5의 기본 단위에 대응하는 표시 장치의 단면도이고, 도 7은 도 6의 변형 실시예에 따른 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 색변환 패널의 기본 단위를 나타낸 평면도이다. 표시 장치는 복수의 기본 단위가 행렬 형태로 반복하여 배치된 형태일 수 있으며 일 예로 도 5에 도시된 기본 단위가 반복하여 배치된 형태를 가질 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 일 실시예에 따른 색변환 패널은 제1 방향(D1)을 따라 배열된 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G), 청색 색필터(230B) 및 반사용 청색 색필터(230B')를 포함할 수 있다.
적색 색필터(230R)는 제3 방향(D3)을 따라 적색 색변환층(250R)과 중첩할 수 있으며 녹색 색필터(230G)는 제3 방향(D3)을 따라 녹색 색변환층(250G)과 중첩할 수 있다. 청색 색필터(230B)는 제3 방향(D3)을 따라 투과층(250B)과 중첩할 수 있다. 반사용 청색 색필터(230B')는 적색 색변환층(250R), 녹색 색변환층(250G) 및 투과층(250B)과 중첩하지 않는다. 또한 반사용 청색 색필터(230B')는 발광층(470)과 중첩하지 않는다.
반사용 청색 색필터(230B')는 발광층(470)과 중첩하지 않으므로 자발적으로 광을 방출하지 않는다. 반사용 청색 색필터(230B')에서는 외광에 의한 청색광의 반사가 있으며 청색광의 반사율을 증가시킬 수 있다.
반사용 청색 색필터(230B')는 청색 색필터(230B)와 동일한 색필터이거나 청색광에 대한 투과율 또는 반사율이 상이한 색필터일 수 있다.
일 실시예에 따라 반사용 청색 색필터(230B')는 제1 방향(D1)을 따라 배치된 직사각 형태를 도시하였으나 이에 제한되지 않고 어떠한 형태 또는 위치를 가질 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 반사용 청색 색필터(230B')는 제2 평탄막(260)과 중첩할 수 있다.
일 실시예에 따르면 적색 색필터(230R)이 차지하는 면적, 녹색 색필터(230G)가 차지하는 면적에 비해 청색 색필터(230B)가 차지하는 면적이 작다. 외광 반사 등에 의한 청색광의 반사율이 가장 작을 수 있으며 이에 따라 제공되는 색상의 왜곡이 발생할 수 있다. 그러나 일 실시예에 따르면 반사용 청색 색필터(230B')를 제공함으로써 외광 반사에 의한 청색광 반사율이 향상될 수 있다. 적색광, 녹색광 및 청색광의 반사율이 균등해질 수 있으며 이에 따라 사용자에게 제공되는 광이 왜곡 없이 색 재현율이 향상될 수 있다.
도 7을 참조하면 일 실시예에 따른 공통 전극(270)은 두께가 상이한 영역을 포함할 수 있다. 공통 전극(270)은 상대적으로 두께가 얇은 제1 영역(R1) 및 상대적으로 두께가 두꺼운 제2 영역(R2)을 포함할 수 있다.
제1 영역(R1)은 적색 색변환층(250R), 녹색 색변환층(250G) 및 투과층(250B)과 중첩할 수 있다. 제1 영역(R1)은 적색 색필터(230R), 녹색 색필터(230G) 및 청색 색필터(230B)와 중첩할 수 있다. 제2 영역(R2)은 반사용 청색 색필터(230B')와 중첩할 수 있다.
제2 영역(R2)에서의 외광 반사율은 제1 영역(R1)의 외광 반사율 보다 클 수 있다. 반사용 청색 색필터(230B')와 중첩하는 제2 영역(R2)에서 보다 많은 양의 광이 반사되므로 청색광의 반사 효율을 증가할 수 있다.
이하에서는 도 8 및 도 9를 참조하여 실시예 및 비교예에 따른 반사율에 대해 살펴본다. 도 8은 도 1의 실시예에 따른 색필터와 차광 부재의 반사율 그래프이고, 도 9는 실시예 및 비교예에 따른 반사율 그래프이다.
도 8을 참조하면 일 실시예에 따른 표시 장치에서의 적색 CF(색필터), 녹색 CF, 청색 CF 각각에서 소정의 반사율을 나타냄을 알 수 있다. 또한 청색 염료를 포함하는 차광 부재에 의해 청색광 영역에서 일부 추가 반사가 일어남을 알 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 적색 색필터 및 녹색 색필터가 차지하는 면적에 비해 청색 색필터가 차지하는 면적이 작다. 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터가 동일한 반사율을 가지는 경우 면적 차이에 의해 청색광의 반사율이 낮을 수 있다. 그러나 일 실시예에 따른 표시 장치는 차광 부재가 청색광을 반사할 수 있으므로 면적 차이에 따른 청색광의 낮은 반사율을 보상할 수 있다. 표시 장치 전체에 걸쳐 적색광, 녹색광 및 청색광이 균일하게 반사될 수 있다. 이에 따르면 광의 왜곡 없이 색 재현율이 향상된 광이 사용자에게 제공될 수 있다.
도 9를 참조하면 실시예의 경우 청색광 파장 영역, 녹색광 파장 영역 및 적색광 파장 영역에서 동등 유사한 수준의 반사율을 보임을 확인하였다. 색상의 왜곡이 없는 기준 그래프(Ref)와 유사한 형태를 나타냄을 알 수 있다.
그러나 차광 부재가 청색 염료 및 청색 안료를 포함하지 않는 비교예에 따른 경우 청색광 영역에서의 반사율이 현저히 낮음을 알 수 있다. 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터의 면적이 상이한 경우 적색광 및 녹색광에 비해 청색광의 반사율이 낮으며 이에 따라 제공되는 색상의 왜곡이 있을 수 있다.
또한 실시예에 따른 표시 장치는 약 103.2%의 휘도를 나타냄을 확인하였다. 기준(Ref)이 되는 표시 장치는 약 90.01%의 휘도를 나타냈고 비교예에 따른 표시 장치는 약 100%의 휘도를 나타냈다. 실시예에 따른 표시 장치의 경우 청색광의 반사율이 상승함에 따라 색 재현율이 향상됨은 물론 휘도 향상 효과도 있음을 확인하였다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 표시 패널
20: 색변환 패널
220: 차광 부재
230R: 적색 색필터
230G: 녹색 색필터
230B: 청색 색필터
250R: 적색 색변환층
250G: 녹색 색변환층
250B: 투과층
20: 색변환 패널
220: 차광 부재
230R: 적색 색필터
230G: 녹색 색필터
230B: 청색 색필터
250R: 적색 색변환층
250G: 녹색 색변환층
250B: 투과층
Claims (20)
- 표시 패널, 그리고
상기 표시 패널과 중첩하는 색변환 패널을 포함하고,
상기 색변환 패널은,
반도체 나노 결정을 포함하는 적색 색변환층 및 녹색 색변환층, 그리고 투과층,
상기 적색 색변환층과 중첩하는 적색 색필터,
상기 녹색 색변환층과 중첩하는 녹색 색필터,
상기 투과층과 중첩하는 청색 색필터, 그리고 차광 부재를 포함하고,
상기 차광 부재는 청색 염료 및 청색 안료 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치. - 제1항에서,
상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층의 평면 면적이 상이한 표시 장치. - 제2항에서,
상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층 각각의 평면 면적은 상기 투과층의 평면 면적 보다 큰 표시 장치. - 제1항에서,
상기 적색 색필터, 상기 녹색 색필터 및 상기 청색 색필터의 평면 면적이 상이한 표시 장치. - 제4항에서,
상기 적색 색필터 및 상기 녹색 색필터 각각의 평면 면적은 상기 청색 색필터의 평면 면적 보다 큰 표시 장치. - 제1항에서,
상기 색변환 패널은,
적색 색필터, 녹색 색필터, 청색 색필터 및 차광 부재를 포함하는 기본 단위가 반복 배치되는 표시 장치. - 제6항에서,
상기 기본 단위에서 상기 차광 부재가 차지하는 면적이 작을수록 상기 차광 부재가 포함하는 청색 염료 또는 청색 안료의 함량이 커지는 표시 장치. - 제6항에서,
상기 차광 부재는 카본 블랙을 포함하고,
상기 기본 단위에서 상기 차광 부재가 차지하는 면적이 클수록 상기 카본 블랙의 함량이 커지는 표시 장치. - 제1항에서,
상기 표시 패널은 청색광을 방출하는 표시 장치. - 제1항에서,
상기 색변환 패널은 기판을 포함하고,
상기 기판과 상기 표시 패널 사이에 상기 적색 색필터, 상기 녹색 색필터 및 상기 청색 색필터가 위치하고,
상기 적색 색필터와 상기 표시 패널 사이에 상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층이 위치하는 표시 장치. - 제10항에서,
상기 적색 색필터와 상기 적색 색변환층 사이, 상기 녹색 색필터와 상기 녹색 색변환층 사이, 그리고 상기 청색 색필터와 상기 투과층 사이에 평탄막이 위치하는 표시 장치. - 제1항에서,
상기 차광 부재와 상기 적색 색필터 사이, 상기 차광 부재와 상기 녹색 색필터 사이, 그리고 상기 차광 부재와 상기 청색 색필터 사이 중 적어도 하나에 위치하는 금속 반사층을 더 포함하는 표시 장치. - 표시 패널, 그리고
상기 표시 패널과 중첩하는 색변환 패널을 포함하고,
상기 색변환 패널은,
반도체 나노 결정을 포함하는 적색 색변환층 및 녹색 색변환층, 그리고 투과층,
상기 적색 색변환층과 중첩하는 적색 색필터,
상기 녹색 색변환층과 중첩하는 녹색 색필터,
상기 투과층과 중첩하는 청색 색필터, 그리고 차광 부재를 포함하고,
상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층 각각의 평면 면적은 상기 투과층의 평면 면적보다 큰 표시 장치. - 제13항에서,
상기 청색 색필터와 동일한 층에 위치하는 반사용 청색 색필터를 더 포함하는 표시 장치. - 제14항에서,
상기 표시 패널은 박막 트랜지스터와 연결된 발광 다이오드를 포함하고,
상기 발광 다이오드는,
상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극,
상기 화소 전극과 중첩하는 공통 전극, 그리고
상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함하는 표시 장치. - 제15항에서,
상기 적색 색변환층, 상기 녹색 색변환층 및 상기 투과층은 상기 발광층과 중첩하는 표시 장치. - 제15항에서,
상기 적색 색변환층 및 상기 녹색 색변환층과 상기 표시 패널 사이, 그리고 상기 투과층과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 평탄막을 더 포함하는 표시 장치. - 제17항에서,
상기 평탄막은 상기 반사용 청색 색필터과 중첩하는 표시 장치. - 제15항에서,
상기 공통 전극은,
상기 적색 색필터, 상기 녹색 색필터 및 상기 청색 색필터와 중첩하는 제1 영역, 그리고
상기 반사용 청색 색필터와 중첩하는 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 위치하는 상기 공통 전극의 두께는 상이한 표시 장치. - 제19항에서,
상기 제1 영역에 위치하는 상기 공통 전극의 두께는 상기 제2 영역에 위치하는 상기 공통 전극의 두께 보다 작은 표시 장치.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |