KR20190139358A - 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 영역 및 주변 영역을 포함하는 박막 트랜지스터 패널, 그리고 상기 박막 트랜지스터 패널과 중첩하는 색변환 패널을 포함하고, 상기 색변환 패널은, 기판, 상기 기판과 박막 트랜지스터 패널 사이에 위치하며 반도체 나노 결정을 포함하는 색변환층, 상기 색변환층과 상기 박막 트랜지스터 패널 사이에 위치하는 제1 유기막, 상기 제1 유기막과 상기 박막 트랜지스터 패널 사이에 위치하는 제2 유기막, 그리고 상기 제2 유기막과 상기 박막 트랜지스터 패널 사이에 위치하는 편광층을 포함하고, 상기 제1 유기막은 상기 표시 영역 및 상기 주변 영역과 중첩하고, 상기 제2 유기막은 상기 표시 영역과 중첩한다.

Description

표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 개시는 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 두 개의 전기장 생성 전극과 액정층, 색필터, 그리고 편광층을 포함할 수 있다. 광원에서 발생한 광은 액정층, 색필터 및 편광층을 통과하여 시청자에게 도달하게 되는데, 편광층과 색필터 등에서 광손실이 발생하는 문제가 있다. 액정 표시 장치뿐만 아니라 유기 발광 표시 장치 등의 표시 장치에서도 이와 같은 광손실이 발생할 수 있다.
광손실을 줄이고 높은 색재현율을 가지는 표시 장치를 구현하기 위하여 반도체 나노 결정을 사용한 색변환 패널을 포함하는 표시 장치가 제안되고 있다.
실시예들은 주변 영역에서 유기막 또는 무기막의 들뜸 현상을 억제하고 신뢰성이 향상된 표시 장치를 제공하기 위한 것이다. 실시예들은 색재현율이 향상된 표시 장지를 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 영역 및 주변 영역을 포함하는 박막 트랜지스터 패널, 그리고 상기 박막 트랜지스터 패널과 중첩하는 색변환 패널을 포함하고, 상기 색변환 패널은, 기판, 상기 기판과 박막 트랜지스터 패널 사이에 위치하며 반도체 나노 결정을 포함하는 색변환층, 상기 색변환층과 상기 박막 트랜지스터 패널 사이에 위치하는 제1 유기막, 상기 제1 유기막과 상기 박막 트랜지스터 패널 사이에 위치하는 제2 유기막, 그리고 상기 제2 유기막과 상기 박막 트랜지스터 패널 사이에 위치하는 편광층을 포함하고, 상기 제1 유기막은 상기 표시 영역 및 상기 주변 영역과 중첩하고, 상기 제2 유기막은 상기 표시 영역과 중첩한다.
상기 제2 유기막은 평면상 상기 주변 영역과 이격될 수 있다.
상기 제1 유기막과 상기 제2 유기막 사이에 위치하는 제1 무기막, 그리고 상기 제2 유기막과 상기 편광층 사이에 위치하는 제2 무기막을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 무기막은 상기 표시 영역 및 상기 주변 영역과 중첩하고, 상기 제2 무기막은 상기 표시 영역과 중첩할 수 있다.
상기 제2 무기막은 평면상 상기 주변 영역과 이격될 수 있다.
상기 제2 유기막은 상기 주변 영역의 일부와 중첩할 수 있다.
상기 제2 무기막은 상기 주변 영역의 일부와 중첩할 수 있다.
상기 주변 영역과 중첩하는 더미 색필터층을 더 포함할 수 있다.
상기 더미 색필터층은 상기 제1 유기막 및 상기 제1 무기막과 중첩할 수 있다.
상기 더미 색필터층은 상기 제2 유기막 및 상기 제2 무기막과 이격될 수 있다.
상기 편광층 및 상기 제2 유기막의 가장자리가 서로 중첩할 수 있다.
상기 제2 유기막 및 상기 제2 무기막의 가장자리가 서로 중첩할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 표시 영역과 주변 영역을 포함하는 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 위에 반도체 나노 결정을 포함하는 색변환층을 형성하는 단계, 상기 색변환층 위에 제1 유기막을 형성하는 단계, 상기 제1 유기막 위에 제2 유기 물질층 및 금속층을 형성하는 단계, 그리고 상기 금속층 및 상기 제2 유기 물질층을 차례로 식각하는 단계를 포함하고, 상기 제2 유기 물질층을 식각하는 단계에서 상기 표시 영역과 중첩하는 제2 유기막이 형성되고, 상기 제1 유기막은 상기 표시 영역 및 상기 주변 영역과 중첩한다.
상기 제1 유기막과 상기 제2 유기 물질층 사이에 위치하는 제1 무기막을 형성하는 단계, 그리고 상기 제2 유기 물질층과 상기 금속층 사이에 위치하는 제2 무기 물질층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 무기 물질층을 식각하여 제2 무기막을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 무기막은 상기 표시 영역과 중첩할 수 있다.
상기 금속층을 식각하는 단계에서 편광층이 형성되고, 상기 편광층 및 상기 제2 유기막의 가장자리는 중첩할 수 있다.
상기 금속층은 제1 감광성 수지 패턴에 의해 식각될 수 있다.
상기 제1 감광성 수지 패턴을 이용하여 상기 제2 무기 물질층 및 상기 제2 유기 물질층이 식각될 수 있다.
상기 제1 감광성 수지 패턴을 제거하고, 식각된 상기 금속층을 이용하여 상기 제2 무기 물질층 및 상기 제2 유기 물질층이 식각될 수 있다.
상기 제1 감광성 수지 패턴을 제거하고 식각된 상기 금속층을 덮는 제2 감광성 수지 패턴을 형성하는 단계, 상기 제2 감광성 수지 패턴을 이용하여 상기 제2 무기 물질층 및 상기 제2 유기 물질층을 식각하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면 주변 영역에서 유기막 또는 무기막의 들뜸 현상을 억제하여 신뢰성이 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 III-III'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 1의 IV-IV'선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 1의 IV-IV'선을 따라 자른 단면도이다.
도 6, 도 7, 도 8 및 도 9는 표시 장치의 제조 방법에 따른 단면도이다.
도 10 및 도 11은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 단면도이다.
도 12 및 도 13은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 단면도이다.
도 14, 도 15 및 도 16은 비교예에 따른 표시 장치의 주변 영역에 대한 이미지이다.
도 17은 실시예와 비교예에 따른 주변 영역의 이미지이다.
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 4를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 3은 도 1의 III-III'선을 따라 자른 단면도이고, 도 4는 도 1의 IV-IV'선을 따라 자른 단면도이다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA)의 가장자리에 위치하는 주변 영역(PA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)에는 복수의 화소(PX)가 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)을 따라 행렬 형태로 배치될 수 있다. 복수의 화소(PX) 각각은 박막 트랜지스터 및 이와 연결된 화소 전극을 포함할 수 있다.
주변 영역(PA)에는 더미 패턴(DP)이 배치될 수 있다. 본 명세서는 더미 패턴(DP)이 제1 방향(D1)을 따라 연장되는 형태를 도시하였으나 이에 제한되지 않고 어떠한 형태도 가질 수 있음은 물론이다. 더미 패턴(DP)에 대해서는 이하 도 4에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 박막 트랜지스터 패널(100) 및 이와 중첩하는 색변환 패널(30)을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터 패널(100)은 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터에 연결된 전극을 포함하는 어떠한 형태도 가능할 수 있다. 또한 박막 트랜지스터 패널(100)은 박막 트랜지스터, 화소 전극 및 액정층을 포함하거나 박막 트랜지스터, 화소 전극 및 발광층을 포함할 수 있으며 이러한 실시예에 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 도 3을 참조하여 표시 영역(DA)과 중첩하는 색변환 패널(30)에 대해 설명하고, 도 4를 참조하여 주변 영역(PA)과 중첩하는 색변환 패널(30)에 대해 설명한다.
도 3을 참조하면, 색변환 패널(30)은 박막 트랜지스터 패널(100)과 중첩하는 기판(310)을 포함한다.
기판(310)과 박막 트랜지스터 패널(100) 사이에 차광 부재(320)가 위치한다. 차광 부재(320)는 제1 방향(D1)을 따라 적색 색변환층(330R)과 녹색 색변환층(330G) 사이, 녹색 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이, 그리고 투과층(330B)과 적색 색변환층(330R) 사이에 위치할 수 있다. 또한 차광 부재(320)는 인접한 적색 색변환층(330R)과 적색 색변환층(330R) 사이, 인접한 녹색 색변환층(330G)과 녹색 색변환층(330G) 사이, 그리고 인접한 투과층(330B)과 투과층(330B) 사이에도 위치할 수 있다. 차광 부재(320)는 평면 상 격자 또는 직선 형태를 가질 수 있다.
차광 부재(320)는 인접한 화소에서 방출되는 서로 다른 광의 혼색을 방지하고 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 배치되는 영역을 구획할 수 있다. 차광 부재(320)는 광을 차단(반사 또는 흡수)하기 위한 어떠한 재질도 가능할 수 있다.
기판(310) 및 차광 부재(320)와 박막 트랜지스터 패널(100) 사이에 청색광 컷팅 필터(325)가 위치할 수 있다. 청색광 컷팅 필터(325)는 적색 색변환층(330R)과 기판(310) 사이 및 녹색 색변환층(330G)과 기판(310) 사이에 위치할 수 있다. 청색광 컷팅 필터(325)는 적색 및 녹색을 방출하는 영역과 중첩하며 청색을 방출하는 영역과는 중첩하지 않을 수 있다.
청색광 컷팅 필터(325)는 적색 색변환층(330R)과 중첩하는 제1 영역 및 녹색 색변환층(330G)과 중첩하는 제2 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역과 제2 영역은 서로 이격될 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고 제1 영역 및 제2 영역이 평면상 서로 연결될 수도 있다. 제1 영역과 제2 영역이 서로 이격되어 위치하는 경우, 이격된 청색광 컷팅 필터(325)는 서로 같은 물질을 포함하거나 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
청색광 컷팅 필터(325)는 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)을 관통하는 청색광을 차단할 수 있다. 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)에 입사되는 청색광은 반도체 나노 결정(331R, 331G)에 의해 적색 또는 녹색으로 변환되는데, 일부 청색 광은 변환되지 않고 출광될 수 있다. 변환없이 출광되는 청색광은 적색광 또는 녹색광과 혼색되어 색재현율을 저하시킬 수 있다. 청색광 컷팅 필터(325)는 청색광 컷팅 필터(325)에 공급되는 청색광이 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)에서 흡수되지 않고 기판(310)을 통과하여 방출되는 것을 차단(흡수 또는 반사)할 수 있다.
청색광 컷팅 필터(325)는 전술한 효과를 수행하기 위한 어떠한 물질도 포함할 수 있으며, 일 예로 황색 색필터(Yellow color filter)를 포함할 수 있다. 청색광 컷팅 필터(325)는 단일층 또는 복수층으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
한편 본 명세서는 기판(310)과 접촉하는 청색광 컷팅 필터(325)를 도시하였으나 이에 제한되지 않고 기판(310)과 청색광 컷팅 필터(325) 사이에 별도의 버퍼층(미도시)이 위치할 수 있다.
복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)은 기판(310)과 박막 트랜지스터 패널(100) 사이에 위치할 수 있다. 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)은 제1 방향을 따라 반복하여 배열될 수 있다.
복수의 색변환층(330R, 330G)은 입사되는 광을 입사되는 광과 다른 파장을 가지는 광으로 변환하여 방출할 수 있다. 복수의 색변환층(330R, 330G)은 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)을 포함할 수 있다.
투과층(330B)에서는 입사되는 광의 변환이 없으며, 입사되는 광을 그대로 방출할 수 있다. 투과층(330B)에는 일 예로 청색광이 입사되고, 청색광이 그대로 방출될 수 있다.
적색 색변환층(330R)은 입사되는 청색광을 적색광으로 변환하는 제1 반도체 나노 결정(331R)을 포함할 수 있다. 제1 반도체 나노 결정(331R)은 형광체 및 양자점 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
녹색 색변환층(330G)은 입사되는 청색광을 녹색광으로 변환하는 제2 반도체 나노 결정(331G)을 포함할 수 있다. 제2 반도체 나노 결정(331G)은 형광체 및 양자점 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1 반도체 나노 결정(331R) 및 제2 반도체 나노 결정(331G)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 색재현율을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 양자점을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 시야각이 향상될 수 있다.
제1 반도체 나노 결정(331R)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(331G)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(330B)은 입사되는 광을 그대로 통과시킬 수 있다. 투과층(330B)은 청색광을 투과시키는 수지(resin)를 포함할 수 있다. 청색을 방출하는 영역에 위치하는 투과층(330B)은 별도의 반도체 나노 결정을 포함하지 않고 입사된 청색을 그대로 통과시킨다.
도시하지 않았으나 투과층(330B)은 염료 및 안료 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 염료 또는 안료를 포함하는 투과층(330B)은 외광 반사를 감소시키고 색순도가 향상된 청색광을 제공할 수 있다.
적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B) 중 적어도 하나는 산란체(335)를 더 포함할 수 있다. 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 포함하는 각각의 산란체(335)의 함량은 상이하거나 같을 수 있다.
산란체(335)는 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)에서 변환되거나 통과하여 방출되는 광량을 증가시키고 정면 휘도와 측면 휘도를 균일하게 제공할 수 있다.
산란체(335)는 입사되는 광을 고르게 산란시키기 위한 어떠한 물질도 포함할 수 있다. 산란체(335)는 일 예로 TiO2, ZrO2, Al2O3, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3 및 ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)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(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)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.
색변환층(330R, 330G)과 제1 유기막(351) 사이, 투과층(330B)과 제1 유기막(351) 사이에 광필터층(340)이 위치한다.
광필터층(340)은 특정 파장의 광을 투과시키고 상기 특정 파장의 광 이외의 광은 반사 또는 흡수하는 필터일 수 있다. 광필터층(340)은 고굴절률을 가지는 막과 저굴절률을 가지는 막이 복수회 교번하여 적층되며, 이들 사이의 보강 및/또는 상쇄 간섭을 이용하여 전술한 바와 같이 특정 파장을 투과 및/또는 반사시킬 수 있다.
광필터층(340)은 TiO2, SiNx, SiOy, TiN, AlN, Al2O3, SnO2, WO3, ZrO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 일 예로 SiNx와 SiOy가 교번하여 적층된 구조일 수 있다. SiNx, SiOy에서 x, y는 화학조성비를 결정하는 요소로서, 막을 형성하는 공정 조건에 따라 조절될 수 있다.
실시예에 따라 광필터층(340)은 생략될 수 있으며, 저굴절층 등으로 대체될 수 있다.
광필터층(340)과 박막 트랜지스터 패널(100) 사이에 제1 유기막(351)이 위치한다. 제1 유기막(351)은 기판(310) 전면과 중첩할 수 있으며, 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)과 중첩할 수 있다.
제1 유기막(351)은 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)의 일면을 평탄화시킬 수 있다. 제1 유기막(351)은 유기 물질을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 평탄화 기능을 할 수 있는 어떠한 물질도 가능하다.
제1 유기막(351)과 박막 트랜지스터 패널(100) 사이에 제1 무기막(353)이 위치할 수 있다. 제1 무기막(353)은 어떠한 무기 재질도 포함할 수 있으며, 일 예로 산화규소, 질화규소 등을 포함할 수 있다.
제1 무기막(353)은 제1 유기막(351)을 보호하거나 제1 유기막(351)과 제2 유기막(361)의 적층을 도울 수 있다.
제2 유기막(361)은 제1 무기막(353)과 박막 트랜지스터 패널(100) 사이에 위치할 수 있다. 제2 유기막(361)은 제1 유기막(351)과 동일하거나 유사한 물질을 포함할 수 있다.
제1 유기막(351)을 통해 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)의 일면을 평탄화 시킬 수 있으나, 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)의 단차가 클 경우 제1 유기막(351)만으로 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)의 일면을 평탄화시키는 것이 용이하지 않을 수 있다. 일 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 제2 유기막(361)을 통해 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)의 일면을 보다 정교하게 평탄화시킬 수 있다.
제2 무기막(363)은 제2 유기막(361)과 박막 트랜지스터 패널(100) 사이에 위치할 수 있다. 제2 무기막(363)은 제1 무기막(353)과 동일하거나 유사한 물질을 포함할 수 있다.
제2 무기막(363)은 편광층(22)의 적층을 도울 수 있다. 제2 무기막(363) 위에 편광층(22)을 형성함으로써 안정적인 적층 구조를 제공할 수 있다.
제2 무기막(363)과 박막 트랜지스터 패널(100) 사이에 편광층(22)이 위치할 수 있다.
편광층(22)은 도포형 편광층, 코팅형 편광층, 와이어 그리드 편광층(wire grid polarizer) 중 하나 이상이 사용될 수 있다. 일 예로 편광층(22)은 금속 패턴을 포함하는 와이어 그리드 편광층일 수 있다. 편광층(22)이 와이어 그리드 편광층인 경우, 편광층(22)은 수 나노미터의 폭을 가지는 복수의 바(bar)를 포함할 수 있다. 편광층(22)은 도포 형태, 부착 형태, 프린팅 형태 등 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
편광층(22)과 박막 트랜지스터 패널(100) 사이에 절연층(365) 및 공통 전극(370)이 위치할 수 있다.
절연층(365)은 금속 재질의 편광층(22)과 공통 전극(370)을 절연시키는 층으로, 편광층(22)이 금속 재질이 아닌 경우 생략될 수 있다. 공통 전압을 인가 받는 공통 전극(370)은 박막 트랜지스터 패널(100)이 포함하는 화소 전극과 전계를 형성할 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여 주변 영역(PA)에 위치하는 색변환 패널(30)에 대해 설명한다. 전술한 구성요소와 동일 유사한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
기판(310)과 박막 트랜지스터 패널(100) 사이에 더미 패턴(DP), 구체적으로 더미 색필터층(DP)이 위치할 수 있다. 더미 색필터층(DP)은 도 1에 도시된 더미 패턴과 동일한 형태를 가질 수 있다.
더미 색필터층(DP)은 도 3을 통해 설명한 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)와 동일한 층에 위치할 수 있다. 또한 더미 색필터층(DP)은 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B) 중 적어도 하나와 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 일 예로 투과층(330B)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 더미 색필터층(DP)은 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)을 제조하는 공정에서 동시에 제조될 수 있다.
더미 색필터층(DP)에 의해 표시 영역(DA)에 위치하는 적층 구조와 주변 영역(PA)에 위치하는 적층 구조 사이의 단차가 크지 않을 수 있다.
주변 영역(PA)에 위치하는 더미 색필터층(DP)과 박막 트랜지스터 패널(100) 사이에는 광필터층(340), 제1 유기막(351) 및 제1 무기막(353)이 차례로 위치할 수 있다.
광필터층(340), 제1 유기막(351) 및 제1 무기막(353)은 전술한 구성요소와 동일하다. 제1 유기막(351) 및 제1 무기막(353)은 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA) 전체와 중첩할 수 있다.
일 실시예에 따른 제2 유기막(361) 및 제2 무기막(363)은 표시 영역(DA)과 중첩할 수 있으며 주변 영역(PA)과는 중첩하지 않을 수 있다. 제2 유기막(361) 및 제2 무기막(363)은 평면상 주변 영역(PA)과 이격된 형태를 가질 수 있다.
편광층(22) 역시 표시 영역(DA)에만 위치할 수 있다. 편광층(22)은 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)과 중첩할 수 있으며 더미 색필터층(DP)과는 중첩하지 않는다.
표시 영역(DA)에만 위치하는 편광층(22), 제2 무기막(363) 및 제2 유기막(361) 중 적어도 2개의 가장자리는 서로 중첩할 수 있다. 편광층(22)과 제2 유기막(361)의 가장자리가 일치할 수 있으며, 제2 유기막(361)과 제2 무기막(363)의 가장자리가 일치할 수 있다. 편광층(22), 제2 무기막(363) 및 제2 유기막(361)의 가장자리가 일치할 수 있다.
편광층(22)과 박막 트랜지스터 패널(100) 사이에 절연층(365) 및 공통 전극(370)이 위치한다. 절연층(365) 및 공통 전극(370)은 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)과 중첩할 수 있다. 절연층(365)은 주변 영역(PA)에서 제1 무기막(353)과 접촉할 수 있다.
주변 영역(PA)에 위치하는 제1 유기막(351) 및 제1 무기막(353)은 더미 색필터층(DP)과 중첩할 수 있다. 주변 영역(PA)에 위치하는 절연층(365) 및 공통 전극(370)도 더미 색필터층(DP)과 중첩할 수 있다. 주변 영역(PA)에서는 표시 영역(DA) 대비 제2 유기막(361) 및 제2 무기막(363)이 제거된 상태일 수 있다. 제2 유기막(361) 및 제2 무기막(363)은 평면상 더미 색필터층(DP)과 이격된 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면 주변 영역(PA)에 위치하는 제2 유기막(361) 및 제2 무기막(363)을 제거하여 주변 영역(PA)에서 발생되는 들뜸 현상(lifting)을 감소시킬 수 있다.
제2 유기막(361) 및 제2 무기막(363)이 주변 영역(PA)에도 위치하는 경우, 주변 영역(PA)에 위치하는 제2 유기막(361)과 제2 무기막(363) 사이에서 들뜸 현상이 발생할 수 있다. 제2 유기막(361)의 일부가 미경화될 수 있으며, 미경화된 제2 유기막(361)에서 발생하는 아웃 개싱(out gassing)에 의해 들뜸 현상이 발생할 수 있다.
그러나 일 실시예에 따른 표시 장치는 주변 영역(PA)에 위치하는 제2 유기막(361) 및 제2 무기막(363)이 제거된 형태를 가질 수 있다. 제2 유기막(361)의 미경화에 의한 들뜸 현상을 저감시키고 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여 변형 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 도 5는 도 1의 IV-IV'선을 따라 자른 단면도이다. 전술한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
일 실시예에 따른 기판(310)과 더미 색필터층(DP) 사이에 차광 부재(320)가 위치할 수 있다. 주변 영역(PA)에 위치하는 차광 부재(320)는 도 4에 도시된 바와 같이 생략될 수도 있다.
일 실시예에 따른 제1 유기막(351) 및 제1 무기막(353)은 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)과 중첩할 수 있다. 제1 유기막(351) 및 제1 무기막(353)은 기판(110) 전면과 중첩할 수 있다.
제2 유기막(361') 및 제2 무기막(363')은 표시 영역(DA) 전체와 중첩할 수 있으며 주변 영역(PA)의 일부와 중첩할 수 있다. 주변 영역(PA)과 일부 중첩하는 제2 유기막(361') 및 제2 무기막(363')은 더미 색필터층(DP)의 일부와도 중첩할 수 있다.
일 실시예에 따르면 제2 유기막(361')과 제2 무기막(363')의 가장자리는 중첩할 수 있다. 이때 중첩하는 상기 가장자리는 주변 영역(PA)에 위치할 수 있다.
주변 영역(PA)에서 절연층(365)은 제2 무기막(363') 및 제2 유기막(361')과 중첩할 수 있다. 절연층(365)은 주변 영역(PA)에서 제2 무기막(363')의 상면 및 측면, 그리고 제2 유기막(361')의 측면과 접촉할 수 있다. 공통 전극(370) 역시 주변 영역(PA)에서 제2 무기막(363') 및 제2 유기막(361')과 중첩할 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 9를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법이 대해 설명한다. 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9는 표시 장치의 제조 방법에 따른 단면도이다. 전술한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략할 수 있다.
도 6을 참조하면, 기판(310) 위에 차광 부재(320), 복수의 색변환층(330R, 330G), 투과층(330B) 및 더미 색필터층(DP)을 형성한다. 이후 기판(310) 전면과 중첩하도록 광필터층(340), 제1 유기막(351), 제1 무기막(353), 제2 유기 물질층(360a), 제2 무기 물질층(360b) 및 금속층(22a)을 적층한다.
다음 도 7에 도시된 바와 같이, 금속층(22a) 위에 표시 영역(DA)과 중첩하는 제1 감광성 수지 패턴(PR)을 형성한다.
다음 도 8에 도시된 바와 같이 제1 감광성 수지 패턴(PR)을 마스크로 하여 식각된 금속층(22b), 제2 무기막(363) 및 제2 유기막(361)을 형성한다. 동일한 마스크로 형성된 식각된 금속층(22b), 제2 무기막(363) 및 제2 유기막(361)의 가장자리는 정렬될 수 있으며 서로 중첩할 수 있다.
식각된 금속층(22b)은 습식 식각 공정을 통해 형성될 수 있으며, 제2 무기막(363) 및 제2 유기막(361)은 건식 식각 공정 및 애싱 공정을 통해 형성될 수 있다.
이후 제1 감광성 수지 패턴(PR)을 제거하면 도 9에 도시된 바와 같이 가장자리가 정렬된 금속층(22b), 제2 무기막(363) 및 제2 유기막(361)을 제공할 수 있다.
이후 금속층(22b)에 임프린트 공정 등을 실시하여 앞서 설명한 편광층을 형성할 수 있다. 그리고 나서 편광층 위에 절연층 및 공통 전극을 차례로 적층하여 도 4에 도시된 바와 같은 색변환 패널을 제공할 수 있다.
이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 10 및 도 11은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 단면도이다. 전술한 구성요소와 동일 유사한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 10을 참조하면, 도 7에 기재된 제조 방법과 동일하게 적층된 상태에서, 제1 감광성 수지 패턴(PR)을 마스크로 하여 식각된 금속층(22b)을 형성한다.
이후 도 11에 도시된 바와 같이 제1 감광성 수지 패턴(PR)을 제거한다. 그리고 나서 식각된 금속층(22b)을 마스크로 하여 제2 무기 물질층(360b) 및 제2 유기 물질층(360a)을 차례로 식각할 수 있다. 제2 무기 물질층(360b) 및 제2 유기 물질층(360a)은 건식 식각 공정 및 애싱 공정을 통해 식각될 수 있다.
이를 통해 도 9에 도시된 바와 같이 식각된 금속층(22b), 제2 무기막(363), 제2 유기막(361)이 형성될 수 있다. 식각된 금속층(22b), 제2 무기막(363) 및 제2 유기막(361)의 가장자리는 서로 중첩될 수 있다.
이후 식각된 금속층(22b)에 임프린트 공정을 실시하여 편광층을 형성하고, 절연층 및 공통 전극을 차례로 적층하여 도 4에 도시된 바와 같은 형태의 색변환 패널을 제공할 수 있다.
이하에서는 도 12 내지 도 13을 참조하여 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 살펴본다. 도 12 및 도 13은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 따른 단면도이다. 전술한 구성요소와 동일 유사한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 10과 같이 제1 감광성 수지 패턴(PR)을 이용하여 식각된 금속층(22b)을 형성한 이후 제1 감광성 수지 패턴(PR)을 제거한다.
이후 도 12에 도시된 바와 같이 식각된 금속층(22b) 및 제2 무기 물질층(360b) 위에 제2 감광성 수지 패턴(PR')을 형성한다. 제2 감광성 수지 패턴(PR')은 표시 영역(DA)과 중첩하고, 주변 영역(PA)의 일부와 중첩할 수 있다.
다음 도 13에 도시된 바와 같이 제2 감광성 수지 패턴(PR')을 마스크로 하여 제2 무기막(363') 및 제2 유기막(361')을 차례로 형성한다. 제2 무기 물질층 및 제2 유기 물질층은 건식 식각 공정 및 애싱 공정을 통해 식각될 수 있다.
이후 제2 감광성 수지 패턴(PR')을 제거하고 식각된 금속층(22b)에 임프린트 공정을 실시하여 편광층을 형성하고, 절연층 및 공통 전극을 차례로 적층하여, 도 5에 도시된 바와 같은 형태의 색변환 패널을 제공할 수 있다.
이하에서는 도 14 내지 도 17을 참조하여 실시예 및 비교예에 따른 주변 영역의 이미지를 살펴본다. 도 14, 도 15 및 도 16은 비교예에 따른 표시 장치의 주변 영역에 대한 이미지이고, 도 17은 실시예와 비교예에 따른 주변 영역의 이미지이다.
도 14, 도 15 및 도 16은 비교예에 따라 주변 영역(PA)에 제2 유기막 및 제2 무기막이 위치하는 표시 장치에 대한 이미지이다. 주변 영역(PA)에 위치하는 제2 유기막의 들뜸(lifting)이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
도 17을 살펴보면, (a) 및 (b)의 경우는 사각형 박스로 표시한 바와 같이 제2 유기막에 해당하는 레진이 주변 영역에 위치하는 비교예에 관한 것으로 주변 영역에서의 들뜸 현상이 강하게 나타남을 확인하였다.
반면 (c) 및 (d)의 경우는 제2 유기막에 해당하는 레진이 주변 영역에 거의 위치하지 않는 실시예에 관한 것으로 제2 유기막과 제2 무기막을 제거한 주변 영역에서의 들뜸 현상이 발생하지 않거나 거의 발생하지 않음을 확인하였다.
일 실시예에 따른 색변환 패널은 주변 영역에 위치하는 제2 유기막 및 제2 무기막을 제거함에 따라 주변 영역에서 발생하는 들뜸 현상을 저하시키고 신뢰성이 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.
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.
DA: 표시 영역
PA: 주변 영역
100: 박막 트랜지스터 패널
30: 색변환 패널
310: 기판
330R, 330G: 색변환층
330B: 투과층
351: 제1 유기막
361: 제2 유기막
22: 편광층

Claims (20)

  1. 표시 영역 및 주변 영역을 포함하는 박막 트랜지스터 패널, 그리고
    상기 박막 트랜지스터 패널과 중첩하는 색변환 패널을 포함하고,
    상기 색변환 패널은,
    기판,
    상기 기판과 박막 트랜지스터 패널 사이에 위치하며 반도체 나노 결정을 포함하는 색변환층,
    상기 색변환층과 상기 박막 트랜지스터 패널 사이에 위치하는 제1 유기막,
    상기 제1 유기막과 상기 박막 트랜지스터 패널 사이에 위치하는 제2 유기막, 그리고
    상기 제2 유기막과 상기 박막 트랜지스터 패널 사이에 위치하는 편광층을 포함하고,
    상기 제1 유기막은 상기 표시 영역 및 상기 주변 영역과 중첩하고, 상기 제2 유기막은 상기 표시 영역과 중첩하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제2 유기막은 평면상 상기 주변 영역과 이격된 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 유기막과 상기 제2 유기막 사이에 위치하는 제1 무기막, 그리고
    상기 제2 유기막과 상기 편광층 사이에 위치하는 제2 무기막을 더 포함하는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 무기막은 상기 표시 영역 및 상기 주변 영역과 중첩하고, 상기 제2 무기막은 상기 표시 영역과 중첩하는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제2 무기막은 평면상 상기 주변 영역과 이격된 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 제2 유기막은 상기 주변 영역의 일부와 중첩하는 표시 장치.
  7. 제3항에서,
    상기 제2 무기막은 상기 주변 영역의 일부와 중첩하는 표시 장치.
  8. 제3항에서,
    상기 주변 영역과 중첩하는 더미 색필터층을 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 더미 색필터층은 상기 제1 유기막 및 상기 제1 무기막과 중첩하는 표시 장치.
  10. 제8항에서,
    상기 더미 색필터층은 상기 제2 유기막 및 상기 제2 무기막과 평면상 이격된 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 편광층 및 상기 제2 유기막의 가장자리가 서로 중첩하는 표시 장치.
  12. 제3항에서,
    상기 제2 유기막 및 상기 제2 무기막의 가장자리가 서로 중첩하는 표시 장치.
  13. 표시 영역과 주변 영역을 포함하는 기판을 준비하는 단계,
    상기 기판 위에 반도체 나노 결정을 포함하는 색변환층을 형성하는 단계,
    상기 색변환층 위에 제1 유기막을 형성하는 단계,
    상기 제1 유기막 위에 제2 유기 물질층 및 금속층을 형성하는 단계, 그리고
    상기 금속층 및 상기 제2 유기 물질층을 차례로 식각하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 유기 물질층을 식각하는 단계에서 상기 표시 영역과 중첩하는 제2 유기막이 형성되고,
    상기 제1 유기막은 상기 표시 영역 및 상기 주변 영역과 중첩하는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 제1 유기막과 상기 제2 유기 물질층 사이에 위치하는 제1 무기막을 형성하는 단계, 그리고
    상기 제2 유기 물질층과 상기 금속층 사이에 위치하는 제2 무기 물질층을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 제2 무기 물질층을 식각하여 제2 무기막을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 무기막은 상기 표시 영역과 중첩하는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제13항에서,
    식각된 상기 금속층 및 상기 제2 유기막의 가장자리는 서로 중첩하는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제14항에서,
    상기 금속층은 제1 감광성 수지 패턴에 의해 식각되는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 제1 감광성 수지 패턴을 이용하여 상기 제2 무기 물질층 및 상기 제2 유기 물질층을 식각하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제17항에서,
    상기 제1 감광성 수지 패턴을 제거하고, 식각된 상기 금속층을 이용하여 상기 제2 무기 물질층 및 상기 제2 유기 물질층을 식각하는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제17항에서,
    상기 제1 감광성 수지 패턴을 제거하고 식각된 상기 금속층을 덮는 제2 감광성 수지 패턴을 형성하는 단계, 그리고
    상기 제2 감광성 수지 패턴을 이용하여 상기 제2 무기 물질층 및 상기 제2 유기 물질층을 식각하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.

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