KR20200016424A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치가 제공된다. 일 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 화소 및 제2 화소를 포함하는 표시 장치로서, 발광층, 상기 발광층의 상부에 배치된 색 변환층 및 상기 색 변환층의 상부에 배치된 색 필터층을 포함하되, 상기 발광층은 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소에 배치된 적어도 하나의 발광 소자를 포함하고, 상기 색 변환층은 상기 제1 화소에 배치된 제1 색 변환층 및 상기 제2 화소에 배치된 제2 색 변환층을 포함하고, 상기 색 필터층은 상기 제1 화소에 배치된 제1 색 필터층 및 상기 제2 화소에 배치된 제2 색 필터층을 포함하며, 상기 발광 소자는 중심 파장대역이 제1 파장인 제1 광을 발광하고, 상기 제1 색 변환층 및 상기 제2 색 변환층은 각각 상기 제1 광을 상기 제1 파장보다 긴 제2 파장을 갖는 제2 광으로 변환하는 제1 색 변환입자 및 상기 제1 광을 상기 제2 파장보다 긴 제3 파장을 갖는 제3 광으로 변환하는 제2 색 변환입자를 포함하고, 상기 제1 색 필터층은 상기 제1 광을 투과시키고 상기 제2 광 및 상기 제3 광의 투과를 차단하고, 상기 제2 색 필터층은 상기 제2 광을 투과시키고 상기 제1 광 및 상기 제3 광의 투과를 차단할 수 있다.

Description

표시 장치 {Display device}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무기 발광 다이오드 어레이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 유기발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
표시 장치의 화상을 표시하는 장치로서 유기 발광 표시 패널이나 액정 표시 패널과 같은 표시 패널을 포함한다. 그 중, 발광 표시 패널로써, 발광 소자를 포함할 수 있는데, 예를 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 경우, 유기물을 형광 물질로 이용하는 유기 발광 다이오드(OLED), 무기물을 형광물질로 이용하는 무기 발광 다이오드 등이 있다.
유기 발광 다이오드(OLED)의 경우, 발광 소자의 형광물질로 유기물을 이용하는 것으로, 제조공정이 간단하며 표시 소자가 플렉시블한 특성을 가질 수 있는 장점이 있다. 그러나, 유기물은 고온의 구동환경에 취약하고, 청색 광의 효율이 상대적으로 낮은 것으로 알려져 있다.
반면에, 무기 발광 다이오드의 경우, 형광물질로 무기물 반도체를 이용하여, 고온의 환경에서도 내구성을 가지며, 유기 발광 다이오드에 비해 청색 광의 효율이 높은 장점이 있다. 또한, 기존의 무기 발광 다이오드 소자의 한계로 지적되었던 제조 공정에 있어서도, 유전영동(Dielectrophoresis, DEP)법을 이용한 전사방법이 개발되었다. 이에 유기 발광 다이오드에 비해 내구성 및 효율이 우수한 무기 발광 다이오드에 대한 연구가 지속되고 있다.
표시 장치는 복수의 화소들을 포함하여, 각 화소들이 청색, 녹색 또는 적색의 광을 표시하도록 구현할 수 있다. 이때, 서로 다른 색을 발광하는 발광 소자를 이용하는 경우, 표시 장치의 제조시 발광 소자를 정렬하기 위해 동일한 공정이 3회 반복하여 수행된다. 또는, 각 화소들에서 발광 소자가 동일한 색을 발광하고 색 변환층을 이용하여 다른 색의 광을 표시하는 경우, 발광 소자를 정렬하는 공정과 서로 다른 색 변환층을 형성하는데 수회의 공정이 반복적으로 수행된다. 이에 따라, 표시 장치의 제조 비용이 증가하거나 수율이 감소할 수 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 서로 다른 두 종의 색 변환입자를 포함하고, 동일한 발광 소자를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 발광 소자의 정렬 및 색 변환층을 형성하기 위해 필요한 공정의 수를 감소시켜 표시 장치의 제조 시 소요되는 비용을 감소시키고 수율을 증가시키는 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 화소 및 제2 화소를 포함하는 표시 장치로서, 발광층, 상기 발광층의 상부에 배치된 색 변환층 및 상기 색 변환층의 상부에 배치된 색 필터층을 포함하되, 상기 발광층은 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소에 배치된 적어도 하나의 발광 소자를 포함하고, 상기 색 변환층은 상기 제1 화소에 배치된 제1 색 변환층 및 상기 제2 화소에 배치된 제2 색 변환층을 포함하고, 상기 색 필터층은 상기 제1 화소에 배치된 제1 색 필터층 및 상기 제2 화소에 배치된 제2 색 필터층을 포함하며, 상기 발광 소자는 중심 파장대역이 제1 파장인 제1 광을 발광하고, 상기 제1 색 변환층 및 상기 제2 색 변환층은 각각 상기 제1 광을 상기 제1 파장보다 긴 제2 파장을 갖는 제2 광으로 변환하는 제1 색 변환입자 및 상기 제1 광을 상기 제2 파장보다 긴 제3 파장을 갖는 제3 광으로 변환하는 제2 색 변환입자를 포함하고, 상기 제1 색 필터층은 상기 제1 광을 투과시키고 상기 제2 광 및 상기 제3 광의 투과를 차단하고, 상기 제2 색 필터층은 상기 제2 광을 투과시키고 상기 제1 광 및 상기 제3 광의 투과를 차단할 수 있다.
상기 표시 장치는 제3 화소를 더 포함하고, 상기 발광층은 상기 제3 화소에 배치된 발광 소자를 더 포함하고, 상기 색 변환층은 상기 제3 화소에 배치된 제3 색 변환층을 더 포함하고, 상기 색 필터층은 상기 제3 화소에 배치된 제3 색 필터층을 더 포함하며, 상기 제3 색 변환층은 상기 제1 색 변환입자와 상기 제2 색 변환입자를 포함하고, 상기 제3 색 필터층은 상기 제3 광을 투과시키고 상기 제1 광 및 상기 제2 광의 투과를 차단할 수 있다.
상기 제1 색 필터층, 상기 제2 색 필터층 및 상기 제3 색 필터층은 각각 상기 제1 광, 상기 제2 광 및 상기 제3 광이 혼합된 혼합광을 제공받을 수 있다.
상기 제1 색 변환입자 및 상기 제2 색 변환입자는 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 제3 색 변환층에 분산되며, 상기 제2 색 변환층에 분산된 상기 제2 색 변환입자의 밀도는 상기 제1 색 변환층 및 상기 제3 색 변환층의 상기 제2 색 변환입자의 밀도보다 클 수 있다.
상기 제2 색 필터층에 입사되는 상기 제2 광의 광량은 상기 제1 색 필터층 및 상기 제3 색 필터층에 입사되는 상기 제2 광의 광량보다 클 수 있다.
상기 제1 광은 중심 파장대가 430nm 내지 470nm의 범위를 가지고, 상기 제2 광은 중심 파장대가 530nm 내지 570nm의 범위를 가지고, 상기 제3 광은 중심 파장대가 630nm 내지 670nm의 범위를 가지며, 상기 색 변환입자는 양자점 물질을 포함할 수 있다.
상기 발광층은 격벽을 더 포함하고, 상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소는 제1 방향으로 순차적으로 배치되며, 상기 격벽은. 상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소에 배치되는 적어도 하나의 전극 격벽 및 상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소들 사이에 배치되는 적어도 하나의 화소 격벽을 포함할 수 있다.
상기 화소 격벽은 제1 서브 화소 격벽 및 상기 제1 서브 화소 격벽 상에 배치되는 제2 서브 화소 격벽을 포함할 수 있다.
상기 제2 서브 화소 격벽은 상기 제1 서브 화소 격벽을 덮고 상기 제1 서브 화소 격벽의 외면을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 발광 소자에서 방출되는 상기 제1 광의 적어도 일부는 상기 화소 격벽에서 반사되어 상기 색 변환층으로 입사될 수 있다.
상기 전극 격벽은, 제1 전극 격벽 및 상기 제1 전극 격벽에 이격되어 대향하도록 배치되는 제2 전극 격벽을 포함하고, 상기 발광층은, 상기 제1 전극 격벽 및 상기 제2 전극 격벽이 이격된 영역으로 정의되는 제1 영역 및 상기 전극 격벽과 상기 화소 격벽 사이의 공간으로 정의되는 제2 영역을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 제1 전극 격벽과 상기 제2 전극 격벽 사이에 배치되고, 상기 색 변환층은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에 걸쳐 배치될 수 있다.
상기 색 변환층의 상기 색 변환입자의 적어도 일부는 상기 발광 소자의 상부에 배치되고, 상기 색 변환입자의 적어도 일부는 상기 제2 영역에서 상기 발광 소자의 수평한 측부에 배치될 수 있다.
상기 발광 소자에서 방출되는 상기 제1 광의 적어도 일부는 상기 전극 격벽에 의해 반사될 수 있다.
상기 표시 장치는, 상기 발광 소자를 덮도록 상기 발광층의 상부에 배치되는 제1 평탄화층, 상기 색 변환층의 하부에 배치되되, 상기 색 변환층의 하면을 평탄화 시키는 제2 평탄화층 및 상기 제1 평탄화층과 상기 제2 평탄화층 사이에 배치되는 접착층을 포함하며, 상기 발광층 및 상기 색 변환층 사이에 상기 제1 평탄화층, 상기 접착층 및 상기 제2 평탄화층이 적층되며 배치될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 베이스층, 상기 베이스층 상에 배치된 격벽으로서, 격벽 내부 공간과 격벽 외부 공간을 구획하는 격벽, 상기 베이스층 상의 상기 격벽 내부 공간에 배치된 적어도 하나의 발광 소자, 상기 베이스층 상의 상기 격벽 내부 공간 및 상기 격벽 외부 공간에 걸쳐 배치된 색 변환층 및 상기 색 변환층의 상부에 배치된 색 필터층을 포함하되, 상기 발광 소자는 중심 파장대역이 제1 파장인 제1 광을 발광하고, 상기 색 변환층은 상기 제1 광을 상기 제1 파장보다 긴 제2 파장을 갖는 제2 광으로 변환하는 제1 색 변환입자 및 상기 제1 광을 상기 제2 파장보다 긴 제3 파장을 갖는 제3 광으로 변환하는 제2 색 변환입자를 포함할 수 있다.
상기 제1 색 변환입자 및 상기 제2 색 변환입자는 상기 발광 소자의 상부 및 상기 격벽 외부 공간에서 상기 발광 소자에 수평한 측부에 걸쳐 배치될 수 있다.
상기 격벽은 상기 발광 소자에서 방출되는 상기 제1 광의 적어도 일부 중 상기 격벽으로 입사되는 광을 반사시키고, 상기 반사된 제1 광의 적어도 일부는 상기 제1 색 변환입자 및 상기 제2 색 변환입자에 입사될 수 있다.
상기 색 필터층은, 상기 발광 소자에서 방출된 상기 제1 광, 상기 제1 색 변환입자에서 방출된 상기 제2 광 및 상기 제2 색 변환입자에서 방출된 상기 제3 광이 입사될 수 있다.
상기 색 필터층은 상기 제1 광을 투과시키고 상기 제2 광과 상기 제3 광의 투과를 차단하는 제1 색 필터층, 상기 제2 광을 투과시키고 상기 제1 광과 상기 제3 광의 투과를 차단하는 제2 색 필터층 및 상기 제3 광을 투과시키고 상기 제1 광과 상기 제2 광의 투과를 차단하는 제3 색 필터층을 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치에 따르면, 제1 색의 광을 방출하는 발광 소자와 제1 색을 제2 색 또는 제3 색의 광으로 변환시키는 색 변환입자들을 포함함으로써, 제1 색, 제2 색 및 제3 색의 광을 표시하는 표시 장치를 제조할 때, 동일한 구성 대비 필요한 공정의 수를 줄일 수 있다. 따라서, 표시 장치의 제조 시 소요되는 공정 비용을 절감할 수 있고, 제조 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 특정 광에 있어서 부족한 광 효율을 효과적으로 보완할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 발광부의 평면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 발광부의 평면도이다.
도 4는 도 2의 I-I'선과 II-II'선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 일 실시예들에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 6 내지 도 12는 일 실시예에 따른 발광부의 제조방법을 개략적으로 도시하는 단면도다.
도 13 내지 도 17은 일 실시예에 따른 색 변환부의 제조방법을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 18는 일 실시예에 따른 내부 격벽과 외부 격벽의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 19 및 도 20은 다른 실시예들에 따른 외부 격벽의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 21은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 22는 도 21의 표시 장치의 발광부를 나타내는 평면도이다.
도 23은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
표시 장치(10)는 화소(PX)로 정의되는 영역을 적어도 하나 포함할 수 있다. 복수의 화소(PX)들은 표시 장치(10)의 표시부에 배치되어 각각 특정 파장대의 광을 표시 장치(10)의 외부로 방출할 수 있다. 도 1에서는 3개의 화소(PX1, PX2, PX3)들을 예시적으로 도시하였으나, 표시 장치(10)는 더 많은 수의 화소를 포함할 수 있음은 자명하다. 도면에서는 단면상 일 방향으로만 배치되는 복수의 화소(PX)들을 도시하고 있으나, 복수의 화소(PX)들은 상기 일 방향과 교차하는 방향으로도 배치될 수도 있다.
복수의 화소(PX)들은 발광 소자(350)를 포함하여, 각각 서로 다른 색을 표시할 수 있다. 일 예로, 제1 화소(PX1)는 제1 색(L1)의 광을, 제2 화소(PX2)는 제2 색(L2)의 광을, 제3 화소(PX3)는 제3 색(L3)의 광을 방출할 수 있다. 일 실시예에서, 각 화소(PX)들은 동일한 색의 광을 방출하는 발광 소자(350)를 포함하되, 발광 소자(350)에서 방출된 광을 서로 다른 색의 광으로 변환시키는 색 변환층(520)을 포함하여 각 화소(PX)들이 다른 색을 표시할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 인접한 화소(PX)들이 같은 색의 광을 방출할 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 색(L1)의 중심 파장대역은 제2 색(L2)의 중심 파장대역보다 길고, 제2 색(L2)의 중심 파장대역은 제3 색(L3)의 중심 파장대역보다 길다. 예를 들어 제1 색(L1)은 약 610nm 내지 650nm의 범위에서 중심 파장대역을 갖는 적색(Red)이고, 제2 색(L2)은 약 530nm 내지 570nm의 범위에서 중심 파장대역을 갖는 녹색(Green)이고, 제3 색(L3)은 약 430nm 내지 470nm의 범위에서 중심 파장대역을 갖는 청색(Blue)일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제1 색(L1), 제2 색(L2) 및 제3 색(L3)은 서로 다른 중심 파장대역을 가지는 범위에서 특별히 제한되지 않는다. 본 명세서에서는 제1 색(L1)은 적색, 제2 색(L2)은 녹색, 제3 색(L3)은 청색이며, 제1 화소(PX1)는 적색(L1), 제2 화소(PX2)는 녹색(L2), 제3 화소(PX)는 청색(L3)의 광이 방출하는 경우를 예시한다.
일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 발광부(300)의 발광 소자(350)와 전기적으로 연결되고, 발광 소자(350)의 발광을 제어하는 회로부, 발광 소자(350)를 포함하여 특정 파장대의 광을 제공하는 발광부(300) 및 발광부(300)로부터 제공되는 광을 다른 파장대의 광으로 변환하는 색 변환부(500)를 포함할 수 있다. 발광부(300)와 색 변환부(500)는 일부 구조가 두께 방향으로 서로 중첩된 영역을 가질 수 있다. 예를 들어, 발광부(300) 상에 색 변환부(500)가 직접 형성됨에 따라 발광부(300)와 색 변환부(500)의 일부 구성인 외부 격벽(420)과 색 변환층(520)이 부분적으로 중첩되어 배치될 수 있다. 발광부(300)와 색 변환부(500)는 표시 장치(10)의 복수의 화소(PX)들과 중첩되는 영역을 포함할 수 있다.
아울러, 도 1에서는 설명의 편의상 발광부(300)를 간략하게 도시하였다. 발광부(300)의 구체적인 구조는 도 2 및 도 3에 도시되어 있다. 이하에서는, 표시 장치(10)의 발광부(300) 및 색 변환부(500)에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 일 실시예에 따른 발광부의 평면도이다.
도 2를 참조하면, 발광부(300)는 복수의 전극(330, 340)과 복수의 발광 소자(350)를 포함하고, 복수의 발광 소자(350)는 각각 특정 파장대의 광을 방출하여 후술할 색 변환부(500)로 제공할 수 있다. 도 2에서는 3개의 화소(PX)와 중첩되는 발광부(300)를 도시하였으나, 더 많은 수를 포함할 수 있음은 자명하다. 또한, 도면에서는 제1 방향(D1)으로만 배치되는 복수의 발광부(300)를 도시하고 있으나, 제1 방향(D1)과 교차하는 방향인 제2 방향(D2) 으로도 복수의 발광부(300)들이 배치될 수 있다. 도면에서는 도시하지 않았으나, 몇몇 실시예에서 각 발광부(300)들이 복수 개로 분할되어, 각각이 하나의 발광부(300)를 구성할 수도 있다.
발광부(300)는 특정 파장대의 광을 방출하는 발광 소자(350)를 적어도 하나 포함하여, 특정 색의 광을 방출할 수 있다. 발광 소자(350)에서 방출되는 광은 후술할 색 변환부(500)로 제공되고, 상기 광은 색 변환부(500)를 통해 표시 장치(10)의 외부로 표시될 수 있다. 일 실시예에서, 발광부(300)는 동일한 색, 예컨대 청색(L3)의 광을 방출하는 발광 소자(350)를 포함할 수 있다. 이 경우 한 종의 발광 소자(350)만을 제조하고, 후술할 바와 같이, 발광부(300)를 제조하는 공정에 있어서 발광부(300) 상에 1회의 공정만으로 발광 소자(350)를 정렬시킬 수 있다. 이에 따라, 발광부(300)의 제조 시 소요되는 비용을 절감할 수 있고, 동일한 공정을 1회만 반복함으로써 공정의 수율을 향상시킬 수 있다.
발광부(300)는 복수의 외부 격벽(420)을 포함할 수 있다. 외부 격벽(420)은 발광부(300)들이 각 화소(PX)와 중첩되는 영역들이 인접한 경계에 배치되어 이들을 구분할 수 있다. 도면에서는 제1 방향(D1)으로 연장되거나 이에 교차하는 방향인 제2 방향(D2)으로 연장된 외부 격벽(420)을 도시하고 있다. 동일한 방향으로 연장되는 외부 격벽(420)들은 서로 이격되어 대향하도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 방향(D1)으로 연장되는 외부 격벽(420)은 제2 방향(D2)으로 연장되는 외부 격벽(420)과 적어도 일부에서 교차할 수 있다. 즉, 외부 격벽(420)은 실질적으로 격자형 패턴으로 배치될 수 있다.
외부 격벽(420)은 발광부(300)의 각 화소(PX)와 중첩되는 영역을 구분할 뿐만 아니라, 후술하는 바와 같이 발광 소자(350)를 정렬할 때, 발광 소자(350)가 인접한 다른 화소(PX)의 발광부(300)로 이동하는 것을 방지하는 기능을 더 수행할 수도 있다. 또한, 외부 격벽(420)은 발광 소자(350)에서 방출되는 광이 색 변환부(500)로 제공될 수 있도록 광을 반사시킬 수도 있다.
외부 격벽(420)은 각 화소를 둘러싸는 화소 격벽일 수 있다. 예를 들어, 외부 격벽(420)은 각 화소의 경계를 따라 격자형으로 형성되어 각 화소를 구분할 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다. 외부 격벽(420)은 복수의 화소(PX)를 둘러싸는 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 동일한 색을 나타내는 화소(PX)가 인접하여 배치되는 경우, 외부 격벽(420)은 상기 동일한 색의 화소(PX)들을 모두 둘러싸도록 배치될 수도 있다.
도 2에서는 외부 격벽(420)이 복수의 전극(330, 340)들을 둘러싸도록 배치된 것을 도시하고 있다. 발광부(300)가 각 화소(PX)와 중첩되는 영역 내에 임의의 전극(330, 340)이 배치되고, 인접한 화소(PX)와 중첩되는 영역에 배치된 임의의 전극(330, 340)들은 외부 격벽(420)에 의해 구분될 수 있다. 특히, 외부 격벽(420)이 둘러싸는 영역에는 하나의 제1 전극(330)과 하나의 제2 전극(340)이 배치될 수 있다. 각 화소(PX)와 발광부(300)가 중첩되는 영역에는 하나의 제1 전극(330)과 하나의 제2 전극(340)이 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
다시 말해, 외부 격벽(420)은 발광부(300)와 각 화소(PX)와 중첩되는 영역을 둘러싸도록 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 외부 격벽(420)은 복수의 영역들을 둘러싸도록 배치될 수도 있다. 즉, 외부 격벽(420)은 발광부(300)와 각 화소(PX)가 중첩된 영역을 적어도 하나 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 발광부(300)는 동일한 색의 광을 방출하는 발광 소자(350)를 포함할 수 있으므로, 각 화소(PX)와 중첩되는 발광부(300)들이 인접한 영역 간에 외부 격벽(420)이 배치되지 않을 수도 있다.
도 3은 다른 실시예에 따른 발광부의 평면도이다.
도 3의 표시 장치(10)는 도 2에 비해, 외부 격벽(420)에 의해 둘러쌓인 영역 내에, 하나 이상의 전극(330, 340)들이 배치될 수 있다. 후술할 바와 같이, 복수의 전극(330, 340) 사이에 배치되는 복수의 발광 소자(350)들은 동일한 색의 광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(10)의 각 화소(PX)와 중첩되는 발광부(300)는 하나 이상의 전극(330, 340)들을 포함할 수 있다. 도 3에서는 외부 격벽(420)에 의해 둘러싸인 영역 내에 3개의 제1 전극(330)과 3개의 제2 전극(340)이 배치된 것을 도시하고 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 더 많은 수의 전극(330, 340)들이 외부 격벽(420)이 둘러싸는 영역 내에 배치될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 발광부(300)는 복수의 전극(330, 340)들과 복수의 발광 소자(350)를 포함할 수 있다. 각 전극(330, 340)들의 적어도 일부는 발광부(300) 내에 배치되어, 발광 소자(350)와 전기적으로 연결되고, 발광 소자(350)가 특정 색을 발광하도록 전기신호를 인가할 수 있다.
또한, 각 전극(330, 340)들의 적어도 일부는 발광 소자(350)를 정렬하기 위해 발광부(300) 내에 전기장을 형성하는 데에 활용될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 유전영동법(Dielectrophoresis)을 이용하여 발광부(300)에 발광 소자(350)를 정렬시킬 때에는, 발광 소자(350)가 포함된 용액을 발광부(300)에 도포하고, 이에 교류 전원을 인가하여 전기장에 의한 커패시턴스를 형성하여 발광 소자(350)에 유전영동힘(Dielectrophoretic Force, DEP Force)을 가해 정렬시킬 수 있다.
복수의 전극(330, 340)은 제1 전극(330) 및 제2 전극(340)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 전극(330)은 각 화소마다 분리된 화소 전극이고, 제2 전극(340)은 복수의 화소를 따라 공통으로 연결된 공통 전극일 수 있다. 일 실시예예서, 제1 전극(330)과 제2 전극(340) 중 어느 하나는 발광 소자(350)의 애노드 전극이고, 다른 하나는 발광 소자(350)의 캐소드 전극이다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 그 반대인 경우일 수도 있다.
제1 전극(330)과 제2 전극(340)은 각각 제1 방향(D1)으로 연장되어 배치되는 전극 줄기부(330S, 340S))와 전극 줄기부(330S, 340S)에서 제1 방향(D1)과 교차하는 방향인 제2 방향(D2)으로 연장되어 분지되는 적어도 하나의 전극 가지부(330B, 340B)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 전극(330)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 배치되는 제1 전극 줄기부(330S)와 제1 전극 줄기부(330S)에서 분지되되, 제2 방향(D2)으로 연장되는 적어도 하나의 제1 전극 가지부(330B)를 포함할 수 있다. 제1 전극 줄기부(330S)는 도면에서는 도시하지 않았으나 일 단부는 신호인가패드에 연결되고, 타 단부는 제1 방향(D1)으로 연장되되, 각 화소(PX) 사이에서 전기적으로 연결이 분리될 수 있다. 상기 신호인가패드는 표시 장치(10) 또는 외부의 전력원과 연결되어 제1 전극 줄기부(330S)에 전기신호를 인가하거나, 상술한 발광 소자(350)의 정렬시 교류 전원을 인가할 수 있다.
임의의 일 화소의 제1 전극 줄기부(330S)는 동일 행에 속하는(예컨대, 제1 방향(D1)으로 인접한) 이웃하는 화소의 제1 전극 줄기부(330S)와 실질적으로 동일 직선 상에 놓일 수 있다. 다시 말해, 일 화소의 제1 전극 줄기부(330S)는 양 단이 각 화소(PX) 사이에서 이격되어 종지하되, 이웃 화소의 제1 전극 줄기부(330S)는 상기 일 화소의 제1 전극 줄기부(330S)의 연장선에 정렬될 수 있다. 이와 같은 제1 전극 줄기부(330S)의 배치는 제조 과정에서 하나의 연결된 줄기 전극으로 형성되었다가, 발광 소자(350)의 정렬 공정을 수행한 후에 레이저 등을 통해 단선되어 형성된 것일 수 있다. 이에 따라, 각 화소(PX)에 배치되는 제1 전극 줄기부(330S)는 각 제1 전극 가지부(330B)에 서로 다른 전기 신호를 인가할 수 있고, 제1 전극 가지부(330B)는 각각 별개로 구동될 수 있다.
제1 전극 가지부(330B)는 제1 전극 줄기부(330S)의 적어도 일부에서 분지되고, 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치되되, 제1 전극 줄기부(330S)에 대향되어 배치되는 제2 전극 줄기부(340S)와 이격된 상태에서 종지될 수 있다. 즉, 제1 전극 가지부(330B)는 일 단부가 제1 전극 줄기부(330S)와 연결되고, 타 단부는 제2 전극 줄기부(340S)와 이격된 상태로 화소(PX) 내에 배치될 수 있다. 제1 전극 가지부(330B)는 각 화소마다 전기적으로 분리되는 제1 전극 줄기부(330S)에 연결되어 있기 때문에, 각 화소별로 서로 다른 전기 신호를 인가받을 수 있다.
또한, 제1 전극 가지부(330B)는 각 화소에 하나 이상 배치될 수 있다. 도 2에서는 두개의 제1 전극 가지부(330B)가 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않고 복수개 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 전극 가지부(330B)들은 서로 이격되어 배치되고, 후술하는 제2 전극 가지부(340B)와 각각 이격될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 전극 가지부(330B)들 사이에 제2 전극 가지부(340B)가 배치되어, 발광부(300)는 제2 전극 가지부(340B)를 기준으로 대칭구조를 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 제1 전극 가지부(330B)와 제2 전극 가지부(340B)는 각각 하나씩 배치될 수 있다.
제2 전극(340)은 제1 방향(D1)으로 연장되어 제1 전극 줄기부(330S)와 이격되어 대향하도록 배치되는 제2 전극 줄기부(340S)와 제2 전극 줄기부(340S)에서 분지되되, 제2 방향(D2)으로 연장되어 제1 전극 가지부(330B)와 이격되어 대향하도록 배치되는 적어도 하나의 제2 전극 가지부(340B)를 포함할 수 있다. 제2 전극 줄기부(340S)도 제1 전극 줄기부(330S)와 같이 일 단부는 신호인가패드에 연결될 수 있다. 다만, 제2 전극 줄기부(340S)는 타 단부가 제1 방향(D1)으로 인접한 복수의 화소(PX)로 연장될 수 있다. 즉, 제2 전극 줄기부(340S)는 각 화소(PX) 사이에서 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 임의의 일 화소 제2 전극 줄기부(340S)는 양 단이 각 화소(PX) 사이에서 이웃 화소의 제2 전극 줄기부(340S)의 일 단에 연결되어 각 화소(PX)에 동일한 전기 신호를 인가할 수 있다.
제2 전극 가지부(340B)는 제2 전극 줄기부(340S)의 적어도 일부에서 분지되고, 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치되되, 제1 전극 줄기부(330S)와 이격된 상태에서 종지될 수 있다. 즉, 제2 전극 가지부(340B)는 일 단부가 제2 전극 줄기부(340S)와 연결되고, 타 단부는 제1 전극 줄기부(330S)와 이격된 상태로 발광부(300) 내에 배치될 수 있다. 제2 전극 가지부(340B)는 발광부(300)의 인접한 화소(PX)간에 전기적으로 연결되는 제2 전극 줄기부(340S)에 연결되어 있기 때문에, 발광부(300)의 각 화소(PX)마다 동일한 전기 신호를 인가받을 수 있다.
또한, 제2 전극 가지부(340B)는 제1 전극 가지부(330B)와 이격되어 대향하도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1 전극 줄기부(330S)와 제2 전극 줄기부(340S)는 발광부(300)의 각 화소(PX)의 중앙을 기준으로 서로 반대방향에서 이격되어 대향하므로, 제1 전극 가지부(330B)와 제2 전극 가지부(340B)는 연장되는 방향이 반대일 수 있다. 다시 말해, 제1 전극 가지부(330B)는 제2 방향(D2)의 일 방향으로 연장되고, 제2 전극 가지부(340B)는 제2 방향(D2)의 타 방향으로 연장되어, 각 가지부의 일 단부는 발광부의 중앙을 기준으로 서로 반대방향에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제1 전극 줄기부(330S)와 제2 전극 줄기부(340S)는 화소(PX)의 중앙을 기준으로 동일한 방향에서 서로 이격되어 배치될 수도 있다. 이 경우, 각 전극 줄기부(330S, 340S)에서 분지되는 제1 전극 가지부(330B)와 제2 전극 가지부(340B)는 동일한 방향으로 연장될 수도 있다.
제1 전극 가지부(330B)와 제2 전극 가지부(340B) 사이에는 복수의 발광 소자(350)가 정렬될 수 있다. 구체적으로, 복수의 발광 소자(350) 중 적어도 일부는 일 단부가 제1 전극 가지부(330B)와 전기적으로 연결되고, 타 단부가 제2 전극 가지부(340B)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 발광 소자(350)와 연결된 제1 전극 가지부(330B)와 제2 전극 가지부(340B) 상에는 각각 접촉 전극(360)이 배치될 수 있다. 접촉 전극(360)은 발광 소자(350)와 각 전극 가지부(330B, 340B)가 전기적으로 연결되도록 발광 소자(350)와 접촉할 수 있다. 접촉 전극(360)은 적어도 발광 소자(350)의 양 단의 측부에서 접촉할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(350)는 전기 신호를 인가받아 특정 색의 광을 방출할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 전극 가지부(330B)에 접촉하는 발광 소자(350)의 일 단은 p형으로 도핑된 도전성 물질층이고, 제2 전극 가지부(340B)와 접촉하는 발광 소자(350)의 타 단은 n형으로 도핑된 도전성 물질층일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 그 반대인 경우일 수도 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전극 줄기부(330S)와 제2 전극 줄기부(340S)는 각각 컨택홀, 예컨대 제1 전극 컨택홀(CNTD) 및 제2 전극 컨택홀(CNTS)을 통해 후술하는 박막 트랜지스터(120) 또는 전원 배선(161)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도 2에서는 제1 전극 줄기부(330S)와 제2 전극 줄기부(340S) 상의 컨택홀은 각 발광부 별로 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상술한 바와 같이, 제2 전극 줄기부(340S)의 경우 인접한 발광부로 연장되어 전기적으로 연결될 수 있기 때문에, 몇몇 실시예에서 제2 전극 줄기부(340S)는 하나의 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 후술할 바와 같이, 발광부(300) 상에 배치되는 색 변환층(520)은 색 변환 입자(531, 532)를 포함하며, 색 변환 입자(531, 532)는 발광부(300) 상에 배치되는 복수의 부재들과 인접하도록 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 색 변환 입자(531, 532)는 발광부(300) 상에서 발광 소자(350)의 인접한 영역에서 분산될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
발광부(300)상에 배치되는 복수의 부재들에 대한 보다 구체적인 구조는 도 4가 참조된다.
도 4는 도 2의 I-I'선과 II-II'선을 따라 자른 단면도이다. 도 4는 일 화소의 발광부(300)만을 도시하고 있으나, 다른 화소의 발광부의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 도 2의 I-I' 선은 하나의 제1 전극 가지부(330B)와 하나의 제2 전극 가지부(340B)에 접하는 발광 소자(350)의 양 단부를 가로지르는 선일 수 있다. 이에 따라, 도 4에서는 하나의 제1 전극(330)과 하나의 제2 전극(340)이 도시되고, 다른 제1 전극(330)은 생략된 것일 수 있다. 생략된 제1 전극(330)과 그 위에 배치되는 부재들의 구조나 형상은 도 4에 도시된 제1 전극(330)과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 표시 장치(10)는 기판(110), 기판(110) 상에 배치된 박막 트랜지스터(120, 140), 박막 트랜지스터(120, 140) 상부에 배치된 전극(330, 340)들과 발광 소자(350)를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터는 구동 트랜지스터인 제1 박막 트랜지스터(120)와 스위칭 트랜지스터인 제2 박막 트랜지스터(140)를 포함할 수 있다. 각 박막 트랜지스터는 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 제1 전극(330)은 제1 구동 트랜지스터의 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
더욱 구체적으로 설명하면, 기판(110)은 절연 기판일 수 있다. 기판(110)은 유리, 석영, 또는 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 고분자 물질의 예로는 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PA), 폴리아릴레이트(polyarylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethylene terepthalate: PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 기판(110)은 리지드(rigid) 기판일 수 있지만, 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉시블(flexible) 기판일 수도 있다.
기판(110) 상에는 버퍼층(115)이 배치될 수 있다. 버퍼층(115)은 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다. 버퍼층(115)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 또는 실리콘 산질화물 등을 포함할 수 있다.
버퍼층(115) 상에는 반도체층이 배치된다. 반도체층은 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 활성층(126), 제2 박막 트랜지스터(140)의 제2 활성층(146) 및 보조층(163)을 포함할 수 있다. 반도체층은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, 산화물 반도체 등을 포함할 수 있다.
반도체층 상에는 제1 게이트 절연층(170)이 배치된다. 제1 게이트 절연층(170)은 반도체층을 덮는다. 제1 게이트 절연층(170)은 박막 트랜지스터의 게이트 절연막으로 기능할 수 있다. 제1 게이트 절연층(170)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
제1 게이트 절연층(170) 상에는 제1 도전층이 배치된다. 제1 도전층은 제1 게이트 절연층(170)을 사이에 두고 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 활성층(126) 상에 배치된 제1 게이트 전극(121), 제2 박막 트랜지스터(140)의 제2 활성층(146) 상에 배치된 제2 게이트 전극(141) 및 보조층(163) 상에 배치된 전원 배선(161)을 포함할 수 있다. 제1 도전층은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제1 도전층은 단일막 또는 다층막일 수 있다.
제1 도전층 상에는 제2 게이트 절연층(180)이 배치된다. 제2 게이트 절연층(180)은 층간 절연막일 수 있다. 제2 게이트 절연층(180)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 하프늄 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 아연 산화물 등의 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다.
제2 게이트 절연층(180) 상에는 제2 도전층이 배치된다. 제2 도전층은 제2 절연층을 사이에 두고 제1 게이트 전극(121) 상에 배치된 커패시터 전극(128)을 포함한다. 커패시터 전극(128)은 제1 게이트 전극(121)과 유지 커패시터를 이룰 수 있다.
제2 도전층은 상술한 제1 도전층과 동일하게 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
제2 도전층 상에는 층간절연층(190)이 배치된다. 층간절연층(190)은 층간 절연막일 수 있다. 더 나아가, 층간절연층(190)은 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다. 층간절연층(190)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
층간절연층(190) 상에는 제3 도전층이 배치된다. 제3 도전층은 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 드레인 전극(123)과 제1 소스 전극(124), 제2 박막 트랜지스터(140)의 제2 드레인 전극(143)과 제2 소스 전극(144), 및 전원 배선(161) 상부에 배치된 전원 전극(162)을 포함한다.
제1 소스 전극(124) 및 제1 드레인 전극(123)은 각각 층간절연층(190)과 제2 게이트 절연층(180)을 관통하는 제1 컨택홀(129)을 통해 제1 활성층(126)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 소스 전극(144) 및 제2 드레인 전극(143)은 각각 층간절연층(190)과 제2 게이트 절연층(180)을 관통하는 제2 컨택홀(149)을 통해 제2 활성층(146)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전원 전극(162)은 층간절연층(190)과 제2 게이트 절연층(180)을 관통하는 제3 컨택홀(169)을 통해 전원 배선(161)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 도전층은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제3 도전층은 단일막 또는 다층막일 수 있다. 예를 들어, 제3 도전층은 Ti/Al/Ti, Mo/Al/Mo, Mo/AlGe/Mo, Ti/Cu 등의 적층구조로 형성될 수 있다.
제3 도전층 상에는 절연기판층(310)이 배치된다. 절연기판층(310)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등의 유기 물질로 이루어질 수 있다. 절연기판층(310)의 표면은 평탄할 수 있다.
절연기판층(310) 상에는 복수의 외부 격벽(420)이 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 외부 격벽(420)은 각 발광부(300)들의 경계에 배치되어 이들을 서로 구분할 수 있다. 또한 도면에서는 하나의 외부 격벽(420)이 배치된 것을 도시하고 있으나, 외부 격벽(420)은 더 많은 수가 배치될 수 있고, 실질적으로 격자형 패턴으로 배치될 수 있다. 외부 격벽(420)이 서로 이격되어 배치된 사이에는 제1 전극(330), 제2 전극(340), 발광 소자(350) 등이 배치된다. 도면에서는 도시하지 않았으나, 외부 격벽(420)중 적어도 일부는 표시 장치(10)의 전극 라인을 커버하도록 형성될 수도 있다.
외부 격벽(420)은 발광부(300) 상에 발광 소자(350)를 정렬할 때, 발광 소자(350)가 인접한 다른 화소(PX)로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 발광 소자(350)를 포함하는 용액을 발광부(300) 상에 도포하면, 상기 용액은 표면장력에 의해 외부 격벽(420)이 형성하는 영역 내에 존재할 수 있다. 이에 따라, 발광부(300)의 인접한 화소(PX)로 상기 용액이 흘러넘치는 것을 방지하고, 발광 소자(350)가 원하는 영역에만 배치될 수 있다. 일 예로, 외부 격벽(420)은 폴리이미드(Polyimide, PI)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 외부 격벽(420)은 소수성인 소재를 포함하거나 표면이 소수성처리 될 수도 있다.
다만, 이에 제한되지 않는다. 상술한 바와 같이, 발광부(300)는 동일한 색을 발광하는 발광 소자(350), 예컨대 청색(L3)의 광을 방출하는 발광 소자(350)가 배치될 수 있다. 즉, 경우에 따라서, 상기 용액이 외부 격벽(420)을 넘어 발광부(300)의 인접한 다른 화소(PX)로 이동할 수도 있다.
또한, 외부 격벽(420)은 발광 소자(350)에서 방출되는 광 중에서 색 변환부(500)로 입사되지 않는 광을 반사시킬 수 있다. 발광 소자(350)에서 방출되는 광은 색 변환부(500)를 통해 표시 장치(10)의 외부로 표시될 수 있다. 다만, 일부 광들은 색 변환부(500)가 아닌 외부 격벽(420) 또는 인접한 다른 영역으로 방출될 수 있는데, 외부 격벽(420)으로 향하는 광은 외부 격벽(420)에서 반사되어 색 변환부(500)로 제공될 수 있다. 따라서, 발광 소자(350)에서 방출되는 광의 손실을 최소화하고 색 변환부(500)로 제공되는 광을 집중시킴으로써, 광 효율을 향상시킬 수 있다.
절연기판층(310) 상에서 외부 격벽(420)이 형성하는 영역 내에 복수의 내부 격벽(410)이 배치될 수 있다. 내부 격벽(410)은 발광부(300)에서 서로 이격되어 대향하도록 배치되고, 서로 이격된 내부 격벽(410), 예컨대 제1 내부 격벽(411)과 제2 내부 격벽(412) 상에는 각각 제1 전극(330)과 제2 전극(340)이 배치될 수 있다. 도 2와 도 4에서는 발광부(300)의 하나의 화소(PX) 내에 2개의 내부 격벽(410)이 배치되어, 각각 제1 전극(330)과 제2 전극(340)이 배치되는 경우를 도시하고 있다.
다만, 이에 제한되지 않으며, 발광부(300)의 하나의 화소(PX) 내에서 내부 격벽(410)은 둘 이상 배치될 수도 있다. 예를 들어, 내부 격벽(410)은 그 위에 제1 전극(330)이 배치되는 적어도 하나의 제1 내부 격벽(411)과, 그 위에 제2 전극(340)이 배치되는 적어도 하나의 제2 내부 격벽(412)을 포함할 수도 있다. 이 경우, 제1 내부 격벽(411)과 제2 내부 격벽(412)은 서로 이격되어 대향하도록 배치되되, 일 방향으로 서로 교번적으로 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 두 개의 제1 내부 격벽(411)이 이격되어 배치되고, 상기 이격된 제1 내부 격벽(411) 사이에 하나의 제2 내부 격벽(412)이 배치될 수도 있다.
한편, 내부 격벽(410)과 외부 격벽(420)은 실질적으로 동일한 물질로 이루어져 하나의 공정에서 형성될 수 있다. 즉, 내부 격벽(410)은 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다. 이 경우, 내부 격벽(410)과 외부 격벽(420)은 하나의 격자형 패턴을 이룰 수도 있다. 다만, 내부 격벽(410) 상에는 제1 전극(330)과 제2 전극(340)이 배치되고, 외부 격벽(420) 상에는 전극이 배치되지 않는다. 따라서, 동일한 하나의 공정에서 형성된 내부 격벽(410)과 외부 격벽(420)을 구분하기 위해, 내부 격벽(410)과 외부 격벽(420)은 서로 다른 형상을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 내부 격벽(410)과 외부 격벽(420)은 하프톤 마스크 또는 슬릿마스크를 통해 각각 다른 구조로 형성되거나, 외부 격벽(420) 상에 추가적인 공정을 수행하여 내부 격벽(410)과 구분될 수도 있다. 이에 대한 보다 자세한 설명은 후술하기로 한다.
내부 격벽(410) 상에는 제1 격벽 반사층(331) 및 제2 격벽 반사층(341)이 배치될 수 있다.
제1 격벽 반사층(331)은 제1 내부 격벽(411)을 덮고, 절연기판층(310)을 관통하는 제4 컨택홀(319_1)을 통해 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 드레인 전극(123)과 전기적으로 연결된다. 제2 격벽 반사층(341)은 제1 격벽 반사층(331)과 이격되어 배치된다. 제2 격벽 반사층(341)은 제2 내부 격벽(412)을 덮고, 절연기판층(310)을 관통하는 제5 컨택홀(319_2)을 통해 전원 전극(162)과 전기적으로 연결된다. 제1 격벽 반사층(331)은 발광부(300) 내에서 제4 컨택홀(319_1)을 통해 제1 박막 트랜지스터(120)의 제1 드레인 전극(123)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 박막 트랜지스터(120)는 발광부(300)와 중첩되는 영역에 배치될 수 있다.
도 4에서는 제2 격벽 반사층(341)이 일 화소의 발광부(300) 내에서 제5 컨택홀(319_2)을 통해 연결되는 것을 도시하고 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 격벽 반사층(341)은 일 화소의 발광부(300) 이외의 영역에서 제5 컨택홀(319_2)과 연결될 수 있다.
발광부(300) 이외의 영역, 예컨대, 발광부(300)들의 외측부에는 발광 소자(350)가 배치되지 않는 비발광영역이 존재할 수 있다. 상술한 바와 같이, 발광부(300)의 제2 전극(340)들은 서로 제2 전극 줄기부(340S)를 통해 전기적으로 연결되어, 동일한 전기 신호를 인가 받을 수 있다. 도면에서는 도시하지 않았으나 몇몇 실시예에서 제2 전극(340)의 경우, 표시 장치(10)의 외측부에 위치한 상기 비발광영역에서 제2 전극 줄기부(340S)가 하나의 컨택홀을 통해 전원 전극(162)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제2 전극 줄기부(340S)에 연결된 제2 전극 가지부(340B)에 동일한 전기 신호를 인가할 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 제2 전극(340)이 전원 전극(162)로부터 전기신호를 인가 받기 위한 컨택홀의 위치는 표시 장치(10)의 구조에 따라 다양할 수도 있다.
한편, 발광 소자(350)에서 방출되는 광은 방향성 없이 모든 방향으로 방출될 수 있다. 상기 광들 중에서 내부 격벽(410)으로 입사되는 광, 구체적으로 내부 격벽(410) 상의 제1 격벽 반사층(331)과 제2 격벽 반사층(341)으로 입사되는 광을 반사시킴으로써, 표시 장치(10)의 외부 방향 또는 색 변환부(500)로 전달할 수 있다. 발광 소자(350)에서 방출되는 광은 후술하는 색 변환층(520)의 색 변환입자(530)로 입사될 수 있다. 내부 격벽(410) 상의 제1 격벽 반사층(331)과 제2 격벽 반사층(341)은 발광 소자(350)에서 방출되는 광을 반사시킴으로써, 색 변환입자(530)로 입사되도록 광을 집중시킬 수 있다. 또한, 발광 소자(350)에서 방출되는 광을 후술할 색 필터층(550)으로 입사시켜 표시 장치(10)의 광 효율을 증가시킬 수 있다.
제1 격벽 반사층(331)과 제2 격벽 반사층(341)은 발광 소자(350)에서 방출되는 광을 반사시키기 위해, 반사율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 격벽 반사층(331)과 제2 격벽 반사층(341)은 은(Ag), 구리(Cu) 등과 같은 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
내부 격벽(410)은 절연기판층(310)을 기준으로 적어도 일부가 돌출된 구조를 가질 수 있다. 내부 격벽(410)은 발광 소자(350)가 배치된 평면을 기준으로 상부로 돌출될 수 있고, 상기 돌출된 부분은 적어도 일부가 경사를 가질 수 있다. 경사를 가지고 돌출된 구조의 내부 격벽(410)은 그 위에 배치되는 제1 격벽 반사층(331)과 제2 격벽 반사층(341)이 입사되는 광을 반사시킬 수 있다. 발광 소자(350)에서 제1 격벽 반사층(331)과 제2 격벽 반사층(341)으로 향하는 광은 반사되어 표시 장치(10)의 외부 방향, 예를 들어, 내부 격벽(410)의 상부로 전달될 수 있다.
제1 격벽 반사층(331) 및 제2 격벽 반사층(341) 상에는 각각 제1 격벽 전극층(332) 및 제2 격벽 전극층(342)이 배치될 수 있다.
제1 격벽 전극층(332)은 제1 격벽 반사층(331)의 바로 위에 배치된다. 제1 격벽 전극층(332)은 제1 격벽 반사층(331)과 실질적으로 동일한 패턴을 가질 수 있다. 제2 격벽 전극층(342)은 제2 격벽 반사층(341)의 바로 위에 배치된다. 제2 격벽 전극층(342)은 제1 격벽 전극층(332)과 분리되도록 배치된다. 제2 격벽 전극층(342)은 제2 격벽 반사층(341)과 실질적으로 동일한 패턴을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 제1 격벽 전극층(332)과 제2 격벽 전극층(342)은 각각 하부의 제1 격벽 반사층(331)과 제2 격벽 반사층(341)을 덮을 수 있다. 즉, 제1 격벽 전극층(332) 및 제2 격벽 전극층(342)은 제1 격벽 반사층(331) 및 제2 격벽 반사층(341)보다 크게 형성되어 제1 격벽 전극층(332) 및 제2 격벽 전극층(342)의 단부 측면을 덮을 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 격벽 전극층(332)과 제2 격벽 전극층(342)은 각각 제1 격벽 반사층(331)과 제2 격벽 반사층(341)으로 전달되는 전기 신호를 후술할 접촉 전극들에 전달할 수 있다. 격벽 전극층(332, 342)은 투명성 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 격벽 전극층(332)과 제2 격벽 전극층(342)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 등과 같은 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 격벽 반사층(331, 341)과 격벽 전극층(332, 342)은 ITO, IZO, ITZO 등과 같은 투명도전층과 은, 구리와 같은 금속층이 각각 한층 이상 적층된 구조를 이룰 수 있다. 일 예로, 격벽 반사층(331, 341)과 격벽 전극층(332, 342)은 ITO/은(Ag)/ITO의 적층구조를 형성할 수도 있다.
제1 내부 격벽(411) 상에 배치되는 제1 격벽 반사층(331)과 제1 격벽 전극층(332)은 제1 전극(330)을 이룬다. 제1 전극(330)은 제1 내부 격벽(411)의 양 끝단에서 연장된 영역까지 돌출될 수 있고, 이에 따라 제1 전극(330)은 상기 돌출된 영역에서 절연기판층(310)과 접촉할 수 있다. 그리고, 제2 내부 격벽(412) 상에 배치되는 제2 격벽 반사층(341)과 제2 격벽 전극층(342)은 제2 전극(340)을 이룬다. 제2 전극(340)은 제2 내부 격벽(412)의 양 끝단에서 연장된 영역까지 돌출될 수 있고, 이에 따라 제2 전극(340)은 상기 돌출된 영역에서 절연기판층(310)과 접촉할 수 있다.
제1 전극(330)과 제2 전극(340)은 각각 제1 내부 격벽(411)과 제2 내부 격벽(412)의 전 영역을 커버하도록 배치될 수 있다. 다만, 제1 전극(330)과 제2 전극(340)은 서로 이격되어 대향하도록 배치된다. 제1 전극(330)과 제2 전극(340)이 이격된 공간은 후술할 바와 같이 제1 절연층(381)이 배치되고, 그 상부에 발광 소자(350)가 배치될 수 있다.
또한, 제1 격벽 반사층(331)은 제1 박막 트랜지스터(120)로부터 구동 전압을 전달받을 수 있고, 제2 격벽 반사층(341)은 전원 배선(161)으로부터 전원 전압을 전달받을 수 있으므로, 제1 전극(330)과 제2 전극(340)은 각각 구동 전압과 전원 전압을 전달받는다. 후술할 바와 같이, 제1 전극(330)과 제2 전극(340) 상에 배치되는 제1 접촉 전극(361) 및 제2 접촉 전극(362)은 상기 구동 전압과 전원 전압을 발광 소자(350)로 전달하고, 발광 소자(350)에 소정이 전류가 흐르면서, 광을 방출할 수 있다.
제1 전극(330)과 제2 전극(340)의 일부 영역상에는 제1 절연층(381)이 배치된다. 제1 절연층(381)은 제1 전극(330)과 제2 전극(340) 사이의 공간 내에 배치될 수 있다. 제1 절연층(381)은 평면상 제1 전극(330)과 제2 전극(340)의 가지부 사이의 공간을 따라 형성된 섬형 또는 선형 형상을 가질 수 있다.
제1 절연층(381) 상에는 발광 소자(350)가 배치된다. 제1 절연층(381)은 발광 소자(350)와 절연기판층(310) 사이에 배치될 수 있다. 제1 절연층(381)의 하면은 절연기판층(310)에 접촉하고, 제1 절연층(381)의 상면에 발광 소자(350)가 배치될 수 있다. 그리고 제1 절연층(381)은 양 측면에서 제1 전극(330)과 제2 전극(340)들과 접촉하여, 제1 전극(330)과 제2 전극(340)들을 전기적으로 상호 절연시킬 수 있다.
제1 절연층(381)은 제1 전극(330)과 제2 전극(340)의 일부 영역, 예컨대, 제1 전극(330)과 제2 전극(340)이 서로 대향하는 방향으로 돌출된 영역 중 일부와 중첩될 수 있다. 일 예로, 제1 절연층(381)의 단면상 양 측면 단부는 제1 전극(330)과 제2 전극(340)이 서로 대향하는 방향으로 돌출된 영역의 상부면을 덮을 수 있다. 제1 절연층(381)은 제1 전극(330) 및 제2 전극(340)과 중첩된 영역을 보호함과 동시에, 이들을 전기적으로 상호 절연시킬 수 있다. 또한, 발광 소자(350)의 제1 반도체층(351) 및 제2 반도체층(352)이 다른 기재와 직접 접촉하는 것을 방지하여 발광 소자(350)의 손상을 방지할 수 있다.
도 4는 제1 절연층(381)과 제1 전극(330) 및 제2 전극(340)이 접촉하는 면이 발광 소자(350)의 양 측면과 정렬되는 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 예로, 발광 소자(350)의 길이보다 제1 절연층(381)의 단면상 길이가 길어서 제1 절연층(381)이 발광 소자(350)보다 양 측면으로 돌출될 수 있다. 이에 따라, 제1 절연층(381)과 발광 소자(350)는 측면이 계단식으로 적층될 수도 있다.
발광 소자(350)는 제1 전극(330)과 제2 전극(340) 사이에 적어도 하나 배치될 수 있다. 도 2에서는 발광부(300)의 각 화소(PX) 내에 동일한 색의 광을 방출하는 발광 소자(350)만이 배치된 경우를 예시하고 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 상술한 바와 같이 서로 다른 색의 광을 방출하는 발광 소자(350)들이 하나의 화소(PX) 내에 함께 배치될 수도 있다.
제1 전극(330) 및 제2 전극(340)은 일정 간격만큼 이격되어 배치되고, 이격된 간격은 발광 소자(350)의 길이보다 같거나 작을 수 있다. 그에 따라 제1 전극(330) 및 제2 전극(340)과 발광 소자(350) 사이의 전기적 접촉이 원활하게 이루어질 수 있다.
발광 소자(350)는 발광 다이오드(Light Emitting diode)일 수 있다. 발광 소자(350)는 그 크기가 대체로 나노 단위인 나노 구조물일 수 있다. 발광 소자(350)는 무기물로 이루어진 무기 발광 다이오드일 수 있다. 발광 소자(350)가 무기 발광 다이오드일 경우, 서로 대향하는 두 전극들 사이에 무기 결정 구조를 갖는 발광 물질을 배치하고 발광 물질에 특정 방향으로 전계를 형성하면, 무기 발광 다이오드가 특정 극성이 형성되는 상기 두 전극 사이에 정렬될 수 있다.
도 4의 확대도를 참조하면, 후술할 바와 같이 몇몇 실시예에서 발광 소자(350)는 제1 반도체층(351), 활성물질층(353), 제2 반도체층(352) 및 제2 전극층(357)이 적층된 구조를 가질 수 있다. 발광 소자(350)의 상기 적층순서는 절연기판층(310)에 수평한 방향으로 제1 반도체층(351), 활성물질층(353), 제2 반도체층(352) 및 제2 전극층(357)이 배치될 수 있다. 다시 말해, 상기 복수의 층들이 적층된, 발광 소자(350)는 절연기판층(310)과 수평한 가로방향으로 배치될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 발광 소자(350)의 제1 반도체층(351)은 제2 전극(340)과 전기적으로 연결되고, 발광 소자(350)의 제2 반도체층(352) 또는 제2 전극층(357)은 제1 전극(330)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(330)이 애노드 전극이고, 제2 전극(340)이 캐소드 전극인 경우, 발광 소자(350)의 제1 반도체층(351)은 전자(electron)가 주입되고, 제2 반도체층(352) 또는 제2 전극층(357)은 정공(hole)이 주입될 수도 있다. 발광 소자(350)에 주입된 전자와 전공은 활성물질층(353)에서 재결합(recombination)되어 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제1 전극(330)과 제2 전극(340)은 그 반대인 경우일 수 있으며, 발광 소자(350)의 구조에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.
제2 절연층(382)은 발광 소자(350) 상에 배치되어, 발광 소자(350)를 보호하고 제1 전극(330)과 제2 전극(340) 사이에서 발광 소자(350)를 고정시킬 수 있다. 도 4에서는 도시되지 않았으나, 발광 소자(350)의 외면에도 제2 절연층(382)이 배치되어 발광 소자(350)를 고정시킬 수 있다. 제2 절연층(382)은 발광 소자(350)의 외면 중 일부 영역에 배치되되, 발광 소자(350)의 양 측면은 노출되도록 배치될 수 있다. 즉, 제2 절연층(382)의 길이가 발광 소자(350)보다 짧아서, 제2 절연층(382)은 발광 소자(350)의 상기 양 측면보다 내측으로 함몰될 수 있다. 이에 따라, 제1 절연층(381), 발광 소자(350) 및 제2 절연층(382)은 측면이 계단식으로 적층될 수 있다. 이 경우 제1 절연층(381)과 같이, 제2 절연층(382)이 배치됨으로써 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)은 발광 소자(350)의 측면에서 원활하게 접촉이 이루어질 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않으며, 제2 절연층(382)의 길이와 발광 소자(350)의 길이가 일치하여 양 측부들이 정렬될 수 있다. 뿐만 아니라, 제2 절연층(382)이 제1 절연층(381)과 동시에 패터닝되는 경우, 제2 절연층(382)은 발광 소자(350) 및 제1 절연층(381)과 각 양 측부들이 정렬될 수도 있다.
제2 절연층(382) 상에는 제1 전극(330) 상에 배치되고, 제2 절연층(382)의 적어도 일부와 중첩되는 제1 접촉 전극(361), 제2 전극(340) 상에서 제1 접촉 전극(361)과 이격되어 배치되되, 제2 절연층(382)의 적어도 일부와 접촉되는 제2 접촉 전극(362)을 포함할 수 있다.
제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)은 각각 제1 전극(330)과 제2 전극(340)의 상부면에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)은 제1 전극(330)과 제2 전극(340)의 상부면에서 각각 제1 격벽 전극층(332) 및 제2 격벽 전극층(342)과 접촉할 수 있다. 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)은 발광 소자(350)의 제1 반도체층(351) 및 제2 반도체층(352)에 각각 접촉될 수 있다. 이에 따라, 제1 접촉 전극(361) 및 제2 접촉 전극(362)은 제1 격벽 전극층(332) 및 제2 격벽 전극층(342)에 인가된 전기 신호를 발광 소자(350)에 전달할 수 있다.
제1 접촉 전극(361)은 제1 전극(330) 상에서 이를 커버하도록 배치되되, 하면이 부분적으로 발광 소자(350) 및 제2 절연층(382)과 접촉할 수 있다. 제1 접촉 전극(361)의 제2 전극(340)이 배치된 방향의 일 단부는 제2 절연층(382) 상에 배치된다. 제2 접촉 전극(362)은 제2 전극(340) 상에서 이를 커버하도록 배치되되, 하면이 부분적으로 발광 소자(350), 제2 절연층(382) 및 제3 절연층(383)과 접촉할 수 있다. 제2 접촉 전극(362)의 제1 전극(330)이 배치된 방향의 일 단부는 제3 절연층(383) 상에 배치된다.
제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)은 제2 절연층(382) 또는 제3 절연층(383) 상에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)은 발광 소자(350)와 제2 절연층(382) 또는 제3 절연층(383)에 함께 접촉되나, 제2 절연층(382) 상에서는 이격되어 배치됨으로써 상호 연결되지 않을 수 있다. 이로 인해 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)이 제1 박막 트랜지스터(120)와 전원 배선(161)에서 서로 다른 전원을 인가 받을 수 있다. 일 예로, 제1 접촉 전극(361)은 제1 박막 트랜지스터(120)에서 제1 전극(330)으로 인가되는 구동 전압을, 제2 접촉 전극(362)은 전원 배선(161)에서 제2 전극(340)으로 인가되는 전원 전압을 인가 받을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, ITO, IZO, ITZO, 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)은 제1 격벽 전극층(332) 및 제2 격벽 전극층(342)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)은 제1 격벽 전극층(332) 및 제2 격벽 전극층(342)에 컨택될 수 있도록, 제1 격벽 전극층(332) 및 제2 격벽 전극층(342) 상에서 실질적으로 동일한 패턴으로 배치될 수 있다. 제1 격벽 전극층(332) 및 제2 격벽 전극층(342)에 컨택되는 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)은 제1 격벽 전극층(332) 및 제2 격벽 전극층(342)으로 인가되는 전기 신호를 전달받아 발광 소자(350)로 전달할 수 있다.
제3 절연층(383)은 제1 접촉 전극(361)의 상부에 배치되어, 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)을 전기적으로 상호 절연시킬 수 있다. 제3 절연층(383)은 제1 접촉 전극(361)을 덮도록 배치되되, 발광 소자(350)가 제2 접촉 전극(362)과 연결될 수 있도록 발광 소자(350)의 일부 영역에는 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 제3 절연층(383)은 제2 절연층(382)의 상부면에서 제1 접촉 전극(361) 및 제2 절연층(382)과 부분적으로 접촉할 수 있다. 제3 절연층(383)은 제2 절연층(382)의 상부면에서 제1 접촉 전극(361)의 일 단부를 커버하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 제3 절연층(383)은 제1 접촉 전극(361)을 보호함과 동시에, 제2 접촉 전극(362)과 전기적으로 절연시킬 수 있다.
제3 절연층(383)의 제2 전극(340)이 배치된 방향의 일 단부는 제2 절연층(382)의 일 측면과 정렬될 수 있다.
한편, 몇몇 실시예에서, 표시 장치(10)는 제3 절연층(383)이 생략될 수도 있다. 이에 따라, 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)은 실질적으로 동일한 평면상에 배치될 수 있고, 후술할 패시베이션층(385)에 의해 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)은 전기적으로 상호 절연될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 다른 실시예들이 참조된다.
패시베이션층(385)은 제3 절연층(383) 및 제2 접촉 전극(362)의 상부에 형성되어, 외부 환경에 대하여 절연기판층(310) 상에 배치되는 부재들을 보호하는 기능을 할 수 있다. 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)이 노출될 경우, 전극 손상에 의해 접촉 전극 재료의 단선 문제가 발생할 수 있기 때문에, 패시베이션층(385)으로 이들을 커버할 수 있다. 즉, 패시베이션층(385)은 제1 전극(330), 제2 전극(340), 발광 소자(350) 등을 커버하도록 배치될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 제3 절연층(383)이 생략되는 경우, 패시베이션층(385)은 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)의 상부에 형성될 수 있다. 이 경우, 패시베이션층(385)은 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)을 전기적으로 상호 절연시킬 수도 있다.
상술한 제1 절연층(381), 제2 절연층(382), 제3 절연층(383) 및 패시베이션층(385) 각각은 무기물 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 절연층(381), 제2 절연층(382), 제3 절연층(383) 및 패시베이션층(385)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN)등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 제1 절연층(381), 제2 절연층(382), 제3 절연층(383) 및 패시베이션층(385)은 동일한 물질로 이루어질 수도 있지만, 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있다. 기타, 제1 절연층(381), 제2 절연층(382), 제3 절연층(383) 및 패시베이션층(385)에 절연성을 부여하는 다양한 물질이 적용 가능하다.
이상과 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)의 발광부(300)는 제1 전극(330)과 제2 전극(340)을 포함하고, 제1 전극(330)과 제2 전극(340) 사이에 배치되는 발광 소자(350)를 포함할 수 있다. 발광 소자(350)는 제1 접촉 전극(361)과 제2 접촉 전극(362)으로부터 전기 신호를 받아 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다.
한편, 발광 소자(350)는 기판상에서 에피택시얼(Epitaxial) 성장법에 의해 제조될 수 있다. 기판상에 반도체층을 형성하기 위한 시드 결정(Seed crystal)층을 형성하고, 원하는 반도체 재료를 증착시켜 성장시킬 수 있다. 이하, 도 5를 참조하여 다양한 실시예들에 따른 발광 소자(350)의 구조에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 일 실시예들에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 5a를 참조하면, 발광 소자(350)는 복수의 반도체층(351, 352) 및 상기 복수의 반도체층(351, 352) 사이에 배치되는 활성물질층(353)을 포함할 수 있다. 제1 전극(330) 및 제2 전극(340)으로부터 인가되는 전기 신호는 복수의 반도체층(351, 352)을 통해 활성물질층(353)으로 전달되어 광을 방출할 수 있다.
구체적으로, 발광 소자(350)는 제1 반도체층(351), 제2 반도체층(352), 제1 반도체층(351)과 제2 반도체층(352) 사이에 배치되는 활성물질층(353) 및 절연성 물질층(358)을 포함할 수 있다. 도 5a의 발광 소자(350)는 제1 반도체층(351), 활성물질층(353) 및 제2 반도체층(352)이 길이방향으로 순차적으로 적층된 구조를 예시한다.
제1 반도체층(351)은 n형 반도체층일 수 있다. 일 예로, 발광 소자(350)가 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제1 반도체층(351)은 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료일 수 있다. 예를 들어, n형으로 도핑된 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제1 반도체층(351)은 제1 도전성 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제1 도전성 도펀트는 Si, Ge, Sn 등일 수 있다. 제1 반도체층(351)의 길이는 1.5㎛ 내지 5㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 반도체층(352)은 p형 반도체층일 수 있다. 일 예로, 발광 소자(350)가 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제2 반도체층(352)은 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료일 수 있다. 예를 들어, p형으로 도핑된 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제2 반도체층(352)은 제2 도전성 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제2 도전성 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Se, Ba 등일 수 있다. 제2 반도체층(352)의 길이는 0.08㎛ 내지 0.25㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
활성물질층(353)은 제1 반도체층(351) 및 제2 반도체층(352) 사이에 배치되며, 단일 또는 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함할 수 있다. 활성물질층(353)이 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함하는 경우, 양자층(Quantum layer)와 우물층(Well layer)가 서로 교번적으로 복수개 적층된 구조일 수도 있다. 활성물질층(353)은 제1 반도체층(351) 및 제2 반도체층(352)을 통해 인가되는 전기 신호에 따라 전자-정공 쌍의 결합에 의해 광을 발광할 수 있다. 일 예로, 활성물질층(353)이 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, AlGaN, AlInGaN 등의 물질을 포함할 수 있으며, 특히, 활성물질층(353)이 다중 양자 우물 구조로, 양자층과 우물층이 교번적으로 적층된 구조인 경우, 양자층은 AlGaN 또는 AlInGaN, 우물층은 GaN 또는 AlGaN 등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 활성물질층(353)은 밴드갭(Band gap) 에너지가 큰 종류 반도체 물질과 밴드갭 에너지가 작은 반도체 물질들이 서로 교번적으로 적층된 구조일 수도 있고, 발광하는 광의 파장대에 따라 다른 3족 내지 5족 반도체 물질들을 포함할 수도 있다. 이에 따라, 활성물질층(353)이 방출하는 광은 청색 파장대의 광으로 제한되지 않고, 경우에 따라 적색, 녹색 파장대의 광을 방출할 수도 있다. 활성물질층(353)의 길이는 0.05㎛ 내지 0.25㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
활성물질층(353)에서 방출되는 광은 발광 소자(350)의 길이방향 외부면 뿐만 아니다, 양 측면으로 방출될 수 있다. 즉, 활성물질층(353)에서 방출되는 광은 일 방향으로 방향성이 제한되지 않는다.
절연성 물질층(358)은 발광 소자(350)의 외부에 형성되어 발광 소자(350)를 보호할 수 있다. 일 예로, 절연성 물질층(358)은 발광 소자(350)의 측면부를 둘러싸도록 형성되어, 발광 소자(350)의 길이방향의 양 단부, 예를 들어 제1 반도체층(351) 및 제2 반도체층(352)이 배치된 양 단부에는 형성되지 않을 수 있다. 다만, 이에 제한되지는 않는다. 절연성 물질층(358)은 절연특성을 가진 물질들, 예를 들어, 실리콘 산화물(Silicon oxide, SiOx), 실리콘 질화물(Silicon nitride, SiNx), 산질화 실리콘(SiOxNy), 질화알루미늄(Aluminum nitride, AlN), 산화알루미늄(Aluminum oxide, Al2O3) 등을 포함할 수 있다. 이에 따라 활성물질층(353)이 제1 전극(330) 또는 제2 전극(340)과 직접 접촉하는 경우 발생할 수 있는 전기적 단락을 방지할 수 있다. 또한, 절연성 물질층(358)은 활성물질층(353)을 포함하여 발광 소자(350)의 외부면을 보호하기 때문에, 발광 효율의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서, 절연성 물질층(358)은 용액 내에서 다른 절연성 물질층(358)과 응집되지 않고 분산되도록 표면처리될 수 있다. 후술하는 발광 소자(350)의 정렬 시, 용액 내의 발광 소자(350)가 분산된 상태를 유지하여 제1 전극(330)과 제2 전극(340) 사이에 독립적으로 정렬될 수 있다. 일 예로, 절연성 물질층(358)은 표면이 소수성 또는 친수성 처리되어 상기 용액 내에서 상호 분산된 상태를 유지할 수 있다.
절연성 물질층(358)의 두께는 0.5 ㎛ 내지 1.5㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
발광 소자(350)는 원통형일 수 있다. 다만, 발광 소자(350)의 형태가 이에 제한되는 것은 아니며, 정육면체, 직육면체, 육각기둥형 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 발광 소자(350)는 길이가 1㎛ 내지 10㎛ 또는 2㎛ 내지 5㎛의 범위를 가질 수 있으며, 바람직하게는 4㎛ 내외의 길이를 가질 수 있다. 또한, 발광 소자(350)의 직경은 400nm 내지 700nm의 범위를 가질 수 있으며, 바람직하게는 500nm 내외의 두께를 가질 수 있다.
한편, 도 5b 및 도 5c는 다른 실시예들에 따른 발광 소자를 나타내는 개략도이다.
도 5b 및 도 5c를 참조하면, 발광 소자(350', 350")는 제1 반도체층(351) 및 제2 반도체층(352)이 배치되는 양 측면 중 적어도 어느 하나에 전극층(356, 357)을 더 포함할 수도 있다.
도 5b의 발광 소자(350')는 제2 반도체층(352)에만 전극층(357)을 더 포함하는 경우를 예시한다. 그리고, 도 5c의 발광 소자(350")는 제1 반도체층(351)과 제2 반도체층(352)에 각각 전극층(356, 357)을 더 포함하는 경우를 예시한다. 설명의 편의를 위해 제1 반도체층(351)이 배치된 일 측면에 형성되는 전극층을 제1 전극층(356), 제2 반도체층(352)이 배치된 타 측면에 형성되는 전극층을 제2 전극층(357)이라 지칭한다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 임의의 전극층을 제1 전극층이라 지칭할 수도 있다.
다른 실시예들에 따른 발광 소자(350', 350")는 제1 전극층(356) 및 제2 전극층(357) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 이 경우, 절연성 물질층(358)은 길이방향으로 연장되어 제1 전극층(356) 및 제2 전극층(357)을 커버할 수 있도록 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 절연성 물질층(358)은 제1 반도체층(351), 활성물질층(353) 및 제2 반도체층(352)만 커버하거나, 전극층(356, 357) 외면의 일부만 커버하여 제1 전극층(356) 및 제2 전극층(357)의 일부 외면이 노출될 수도 있다.
제1 전극층(356) 및 제2 전극층(357)은 오믹(ohmic) 접촉 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 쇼트키(Schottky) 접촉 전극일 수도 있다. 제1 전극층(356)과 제2 전극층(357)은 전도성이 있는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극층(356) 및 제2 전극층(357)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 인듐(In), 금(Au) 및 은(Ag) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제1 전극층(356) 및 제2 전극층(357)은 동일한 물질을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질을 포함할 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
다시 도 1을 참조하면, 표시 장치(10)는 색 변환부(500)를 포함할 수 있다. 색 변환부(500)는 발광부(300)의 발광 소자(350)로부터 제공되는 특정 파장대의 광을 다른 파장대의 광으로 변환시키는 색 변환층(520)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 색 변환층(520)은 서로 다른 두 종의 색 변환입자(530), 예를 들어 특정 파장대의 광을 적색(L1)으로 변환시키는 제1 색 변환입자(531)와 상기 광을 녹색(L2)으로 변환시키는 제2 색 변환입자(532)를 포함할 수 있다. 이하에서는, 색 변환부(500)에 대하여 보다 자세하게 설명한다.
도 1 을 참조하면, 일 실시예에 따른 색 변환부(500)는 색 변환층(520), 색 필터층(550), 차광 부재(BM) 및 상부기판(510)을 포함할 수 있다.
색 변환부(500)의 색 변환층(520)은 발광부(300) 상에 배치될 수 있다. 색 변환층(520)은 발광부(300)의 일부 영역, 예컨대 외부 격벽(420)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 표시 장치(10)의 단면에 있어서, 색 변환부(500)와 발광부(300)의 일부 영역을 도시하고 있다. 도면에서는 발광부(300)의 일부 영역을 생략하여 도시하고 있으나, 이는 도 3을 참조하여 상술한 바와 동일하다.
색 변환층(520)은 발광부(300)에 배치된 부재들, 예를 들어, 제1 전극(330), 제2 전극(340), 발광 소자(350)등과 접촉하도록 배치될 수 있다. 즉, 색 변환층(520)은 실질적으로 상기 부재들을 커버하도록 배치될 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이, 발광부(300)는 상기 부재들을 보호하는 패시베이션층(385)을 포함하기 때문에, 색 변환층(520)이 발광 소자(350)와 물리적으로 직접 접촉하지 않을 수 있다.
한편, 색 변환층(520)은 각 발광부(300)들의 구분하도록 배치된 외부 격벽(420)에 의해 인접한 색 변환층(520)과 구분될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 색 변환층(520)은 제1 색 변환층(521), 제2 색 변환층(522) 및 제3 색 변환층(523)을 포함하며, 각 색 변환층(520)들은 발광부(300)의 각 화소(PX)와 중첩되는 영역 상에 배치될 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 후술할 바와 같이, 복수의 색 변환층(520), 예컨대 제1 색 변환층(521), 제2 색 변환층(522) 및 제3 색 변환층(523)은 각각 동일한 색 변환입자(530)를 포함하기 때문에, 외부 격벽(420)에 의해 구분되지 않을 수도 있다. 또한, 일 실시예에 따르면, 표시 장치(10)의 색 변환부(500)는 발광부(300)와 별개의 공정에서 제조되어 합착될 수 있다. 이 경우, 색 변환부(500)와 발광부(300) 사이에는 복수의 부재들을 더 포함할 수 있으며, 색 변환층(520)은 발광부(300) 상의 상기 부재들과 접촉되지 않을 수도 있다. 보다 자세한 설명은 다른 실시예를 참조하여 후술한다.
색 변환층(520)은 적어도 하나의 색 변환입자(530)를 포함할 수 있다. 색 변환입자(530)는 발광부(300)로부터 입사되는 임의의 파장대의 제1 광(L)을 제1 광(L)과 다른 파장대의 제2 광(L')으로 변환시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, 발광부(300)의 발광 소자(350)가 청색(L3)의 광을 방출하여 색 변환층(520)으로 입사되면, 색 변환층(520)의 색 변환입자(530)는 청색(L3)의 광을 적색(L1) 또는 녹색(L2)의 광으로 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(350)에서 동일한 색의 광을 방출하더라도, 색 변환층(520)에서 상기 광을 다양한 색의 광으로 변환시킬 수 있다. 색 변환층(520)에서 변환된 광은 색 필터층(550)으로 입사되고, 최종적으로 표시 장치(10)의 각 화소(PX)에서 표시될 수 있다.
일 실시예에서, 색 변환입자(530)는 양자점 물질 또는 형광체 물질일 수 있다.
색 변환입자(530)가 양자점 물질일 경우, 임의의 파장대역을 가지는 제1 광(L)이 입사되면, 양자점 물질의 가전도대(VB) 전자가 전도대(CB) 준위로 여기된다. 그리고, 상기 여기된 전자가 다시 가전도대로 전이되면서 변환된 파장대역을 가지는 제2 광(L')을 방출할 수 있다.
양자점 물질은 구형의 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 상기 코어는 반도체 나노 결정 물질일 수 있다. 일 예로, 양자점 물질의 코어는 규소(Si)계 나노 결정, II-VI족계 화합물 나노 결정, III-V족계 화합물 나노 결정 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 양자점 물질은 카드뮴셀레나이드(CdSe), 카드뮴텔루라이드(CdTe), 황화카드뮴(CdS) 또는 인화인듐(InP) 중 어느 하나로 이루어진 코어와 황화아연(ZnS)으로 이루어진 쉘을 포함할 수 있다.
색 변환입자(530)가 양자점 물질일 경우, 양자점 물질의 입자 크기를 조절하여, 방출되는 광의 파장을 제어할 수 있다. 일 예로, 양자점 물질의 입자 크기는 직경이 약 55Å 내지 65Å일 수 있으며, 이 경우 청색 광이 입사되면 적색 광을 방출할 수 있다. 또한, 양자점 물질의 입자 크기가 약 40Å 내지 50Å인 경우, 청색 광이 입사되면 녹색 광을 방출할 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
색 변환입자(530)는 반드시 구형의 양자점 물질일 필요는 없으며, 경우에 따라 형광체 물질, 판상형 물질, 막대형 또는 로드형 물질이나 페로브스카이트 양자점 물질 등 입사되는 특정 파장대의 광을 다른 파장대의 광으로 변환시킬 수 있는 물질이면 특별히 제한되지 않는다. 이하에서는, 색 변환입자(530)가 구형의 양자점 물질인 경우를 예시하여 설명하도록 한다.
또한, 예시적인 실시예에서, 색 변환입자(530)는 임의의 제1 광(L)을 다른 파장대의 제2 광(L')으로 변환시키는 제1 색 변환입자(531)와 상기 제1 광(L)을 또 다른 파장대의 제3 광(L'')으로 변환시키는 제2 색 변환입자(532)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 색 변환입자(530)는 청색(L3)의 광이 입사되면 적색(L1)의 광으로 변환시키는 제1 색 변환입자(531)와 녹색(L2)의 광으로 변환시키는 제2 색 변환입자(532)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)의 발광부(300)는 동일한 색, 예컨대 청색(L3)의 광을 방출하는 발광 소자(350)를 포함한다. 색 변환층(520)으로 입사되는 청색(L3)의 광은 일부는 제1 색 변환입자(531)로, 다른 일부는 제2 색 변환입자(532)로 입사된다. 제1 색 변환입자(531)와 제2 색 변환입자(532)는 입사된 상기 광을 각각 적색(L1)과 녹색(L2)으로 변환하여 방출할 수 있다. 또한, 색 변환층(520)으로 입사된 광들 중 색 변환입자(530)로 입사되지 않는 광은 색 변환층(520)을 그대로 통과할 수 있다. 즉, 색 변환층(520)은 색 필터층(550)에 적색(L1), 녹색(L2) 및 청색(L3)의 광을 제공할 수 있다. 색 필터층(550)은 실질적으로 적색(L1), 녹색(L2) 및 청색(L3)의 광이 혼합된 백색의 광을 제공받을 수 있다.
제1 색 변환층(521), 제2 색 변환층(522) 및 제3 색 변환층(523)은 각각 제1 색 변환입자(531)와 제2 색 변환입자(532)를 포함할 수 있다. 따라서, 색 변환부(500)에 배치되는 제1 색 변환층(521), 제2 색 변환층(522) 및 제3 색 변환층(523)은 실질적으로 동일한 층일 수 있다. 다만, 후술할 바와 같이, 제1 색 변환층(521), 제2 색 변환층(522) 및 제3 색 변환층(523) 상에는 각각 서로 다른 색 필터층(550)이 배치됨으로써, 상기 색 필터층(550)으로 제공된 광은 표시 장치(10)의 복수의 화소(PX)에서 서로 다른 색으로 표시된다. 보다 자세한 설명은 후술된다.
한편, 색 변환입자(530)는 광 투과성 수지(R) 상에 분산될 수 있다. 광 투과성 수지(R)는 색 변환층(520)으로 입사되는 광을 흡수하지 않으면서, 색 변환입자(530)의 광 흡수 및 방출에 영향을 주지 않는 재료이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 광 투과성 수지(R)는 에폭시(Epoxy)계 수지, 아크릴(Acryl)계 수지 등의 유기재료를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
색 변환층(520)의 색 변환입자(530)는 발광부(300) 상에서 분산되어 배치될 수 있다. 색 변환층(520)에서 분산된 색 변환입자(530)는 발광 소자(350)와 인접하여 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 색 변환입자(530)의 적어도 일부는 발광 소자(350)의 상부에 배치되고, 색 변환입자(530)의 다른 일부는 발광 소자(350)의 수평한 측부에 배치될 수 있다. 다시 말해, 색 변환입자(530)는 도면상 발광 소자(350)의 상부뿐만 아니라, 도면상 발광 소자(350)의 측면에도 배치될 수 있다. 예를 들어, 색 변환입자(530)의 적어도 일부는 발광 소자(350)와 내부 격벽(410), 내부 격벽(410)과 외부 격벽(420) 사이에도 배치될 수 있다. 특히, 제1 전극(330)과 제2 전극(340) 사이에서 복수의 발광 소자(350)가 배치되는 경우, 발광 소자(350)가 정렬된 영역 사이에도 일부 배치될 수 있다.
발광 소자(350)에서 방출되어 내부 격벽(410) 상의 격벽 반사층(331, 341)에서 반사되는 일부 광들은 발광 소자(350)의 상부에 분산된 색 변환입자(530)에 입사될 수 있다. 또한, 발광 소자(350)에서 방출되는 광 중에서 내부 격벽(410) 상의 격벽 반사층(331, 341)에 의해 반사되지 않고 누설되는 광도 내부 격벽(410)과 외부 격벽(420) 사이 또는 각 발광 소자(350)들 사이, 즉 발광 소자(350)의 수평한 측부에 분산된 색 변환입자(530)로 입사될 수 있다. 이러한 광들은 외부 격벽(420)에 의해 반사되어 후술하는 색 필터층(550)으로 입사될 수 있다.
이에 따라, 색 변환입자(530)는 발광 소자(350)와 인접하여 분산되어, 발광 소자(350)에서 방출되는 광의 대부분이 색 변환입자(530)로 입사될 수 있다. 즉, 발광 소자(350)에서 방출되는 광 중에서 색 변환입자(530)로 입사되는 광의 비율을 높임으로써 광 효율을 향상시킬 수 있다.
색 변환층(520)은 잉크젯 주입법(Ink jet injection) 또는 포토레지스트법(Photo resist, PR)등 다양한 공정을 이용해 형성될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
임의의 파장대를 갖는 광이 색 변환입자(530)에 입사된 후 파장이 변환되어 방출되면, 상기 변환된 광의 방출 방향은 무작위인 산란 특성(Lambertian 방출)을 갖는다. 이에 따라 색 변환입자(530)를 포함하는 색 변환층(520)은 별도의 산란체(scatterer)를 포함하지 않더라도, 방출되는 광의 전면과 측면 휘도가 균일할 수 있다. 다만, 색 변환층(520)은 광 변환율을 높이기 위해 별도의 산란체(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 산란체는 광을 균일하게 산란시킬 수 있는 재료이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 산란체는 SiO2, TiO2, ZrO2, Al2O3, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3 및 ITO 등의 나노입자일 수 있다. 또한 몇몇 실시예에서, 색 변환층(520)은 색 변환입자(530) 대신에 산란제만을 포함할 수도 있다. 일 예로, 발광부(300)에서 색 변환층(520)으로 입사되는 광이 색 변환입자(530)에 의해 변환되지 않고 외부로 방출될 수 있는 경우, 색 변환층(520)에 산란제만을 포함할 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 제3 색 변환층(523)에는 색 변환입자(530)를 포함하지 않고, 산란제(미도시)만을 포함할 수도 있다. 이 경우, 제1 색 변환층(521)과 제2 색 변환층(522)은 제1 색 변환입자(531)와 제2 색 변환입자(532)를 포함하고, 제3 색 변환층(533)은 산란제를 포함할 수 있다. 이에 따라, 후술하는 색 필터층(550)에서, 일부 색 필터층(550)은 적색(L1), 녹색(L2) 및 청색(L3)의 광이 혼합되어 입사되나, 다른 일부 색 필터층(550)에는 청색(L3)의 광만이 입사될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
색 변환층(520) 상에는 색 필터층(550)이 배치될 수 있다. 발광부(300)에서 방출된 광은 색 변환층(520)으로 입사되고, 색 변환층(520)에서 일부 다른 색으로 변환된 광은 색 필터층(550)으로 입사될 수 있다. 색 필터층(550)은 색 변환층(520)에서 입사된 광들 중에서 일부는 투과를 차단하고, 일부는 표시 장치(10)의 외부로 투과시킬 수 있다.
다시 말해, 색 필터층(550)은 투명한 유기막을 포함하여, 입사되는 광을 그대로 투과시키는 색 투광층의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 색 필터층(550)은 임의의 파장대의 제1 광은 투과시키되, 이외의 파장대의 제2 광, 제3 광 등의 투과를 차단 또는 반사시키는 컬러 필터(Color filter) 또는 파장-선택적 광학 필터(Optical filter)일 수 있다.
색 필터층(550)이 색 투광층의 기능을 수행하는 경우, 투과되는 색의 색 순도를 높이기 위해 임의의 파장대의 색을 갖는 색소(Colorant)를 포함할 수도 있다. 색소는 색 필터층(550)의 투명한 유기막 내에 분산될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
구체적으로, 색 필터층(550)은 제1 색 필터층(551), 제2 색 필터층(552) 및 제3 색 필터층(553)을 포함할 수 있다. 각 색 필터층(550)들은 각각 제1 색 변환층(521), 제2 색 변환층(522) 및 제3 색 변환층(523) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 색 필터층(551), 제2 색 필터층(552) 및 제3 색 필터층(553)은 각 화소(PX)와 색 변환부(500)가 중첩되는 영역에 각각 배치된다.
제1 색 필터층(551)은 제1 색 변환층(521)으로부터 광을 제공받을 수 있다. 제2 색 필터층(552)은 제2 색 변환층(522)으로부터 광을 제공받을 수 있으며, 제3 색 필터층(553)은 제3 색 변환층(523)으로부터 광을 제공받을 수 있다. 여기서, 상술한 바와 같이 복수의 색 변환층(520)들은 각각 제1 색 변환입자(531)와 제2 색 변환입자(532)를 포함하므로, 제1 색 필터층(551), 제2 색 필터층(552) 및 제3 색 필터층(553)은 각각 적색(L1), 녹색(L2) 및 청색(L3)의 광들이 입사되거나, 이들이 혼합된 혼합광, 즉 백색광이 입사될 수 있다.
색 변환층(520)으로부터 상기의 광들이 입사되는 색 필터층(550)은 상기 광들 중 일부를 선택적으로 투과 또는 차단할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(10)의 복수의 화소(PX)는 각각 서로 다른 색을 표시할 수 있다.
일 예로, 제1 색 필터층(551)은 제1 색 변환층(521)으로부터 입사되는 광들 중 적색(L1)의 광은 그대로 투과시키고, 녹색(L2)과 청색(L3)의 광은 투과를 차단할 수 있다. 제2 색 필터층(552)은 제2 색 변환층(522)으로부터 입사되는 광들 중 녹색(L2)의 광은 그대로 투과시키고, 적색(L1)과 청색(L3)의 광은 투과를 차단할 수 있다. 제3 색 필터층(553)은 제3 색 변환층(523)으로부터 입사되는 광들 중 청색(L3)의 광은 그대로 투과시키고, 적색(L1)과 녹색(L2)의 광은 투과를 차단할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 상술한 바와 같이 색 변환층(520), 예를 들어 제3 색 변환층(523)이 산란제만을 포함하는 경우, 제3 색 필터층(553)에는 청색(L3)의 광만이 입사될 수도 있다.
이에 따라, 제1 색 필터층(551), 제2 색 필터층(552) 및 제3 색 필터층(553)은 하나 이상의 색, 예컨대 적색(L1), 녹색(L2) 및 청색(L3)의 광 또는 이들의 혼합광이 입사되더라도, 각각 적색(L1), 녹색(L2) 및 청색(L3)의 광만을 표시 장치(10)의 외부로 방출할 수 있다. 따라서, 표시 장치(10)의 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)는 각각 적색(L1), 녹색(L2) 및 청색(L3)의 광을 표시할 수 있다.
색 필터층(550) 상에는 복수의 차광 부재(BM)가 배치되는 상부기판(510)이 배치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상부기판(510)은 하부의 발광부(300)로부터 제공되는 광을 표시 장치(10)의 외부로 표시할 수 있다.
상부기판(510)은 투명한 절연 기판일 수 있다. 예를 들어, 상부기판(510)은 유리 재료, 석영재료 또는 투광성 플라스틱 재료를 포함할 수 있으나, 이제 제한되는 것은 아니다. 상부기판(510)은 표시 장치(10)의 발광부(300) 및 색 변환부(500)를 모두 커버하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기의 부재들을 보호함과 동시에, 투명성 재료를 포함하여 특정 파장대의 광을 표시할 수 있다.
차광 부재(BM)는 상부기판(510)에 서로 이격되어 배치된다. 서로 이격된 차광 부재(BM)들은 소정의 패턴으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 차광 부재(BM)는 복수의 색필터층(550)을 둘러싸는 격자형 패턴을 가질 수 있다.
차광 부재(BM)는 발광부(300)에서 제공되는 광의 투과가 실질적으로 차단되는 영역일 수 있다. 이에 따라 색 변환부(500)에서 방출되는 광의 혼색을 방지하여 색 재현성 등을 향상시킬 수 있다.
차광 부재(BM)는 가시광선에 대한 흡수율이 높은 재료를 포함할 수 있다. 일 예로, 차광 부재(BM)는 크롬 등의 금속, 금속 질화물, 금속 산화물 또는 흑색으로 착색된 수지 재료 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이상에서 설명한 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 발광부(300)에 청색(L3)의 광을 방출하는 발광 소자(350)가 배치되고, 각 색 변환층(520)은 제1 색 변환입자(531)와 제2 색 변환입자(532)를 모두 포함할 수 있다. 이에 따라, 각 색 필터층(550)에는 동일한 색의 광이 입사되고, 서로 다른 색 필터층(550)에 의해 각 화소(PX)에서 서로 다른 색의 광을 방출할 수 있다. 색 변환층(520)마다 동일한 색 변환입자(530)들을 포함하기 때문에, 반복적으로 수행되는 공정의 수를 절감시킬 수 있다.
따라서, 표시 장치(10)의 제조 시, 발광부(300)와 색 변환부(500)는 각각 동일한 종류의 발광 소자(350)와 색 변환입자(530)만으로 제조될 수 있으므로, 반복 수행되는 공정을 단순화할 수 있다. 뿐만 아니라, 발광부(300)별로 할당된 잉크가 이웃하는 다른 발광부(300)로 넘치더라도 혼색을 우려가 없으므로, 불량률을 낮출 수 있고, 표시 장치(10)의 제조 시 양산성을 향상시킬 수 있다. 게다가, 재료의 특성상 광 효율이 낮은 녹색(L2)의 광은 청색(L3)의 광을 변환시켜 녹색(L2)의 광으로 방출하기 때문에, 광 효율을 개선시킬 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에 따르면, 녹색(L2) 광의 광 효율을 더 향상시키기 위해, 제2 색 변환층(522)에는 제2 색 변환입자(532)가 제1 색 변환층(521) 또는 제3 색 변환층(523)보다 고밀도로 포함될 수 있다.
제2 색 변환층(522)으로 입사되는 청색(L3) 광 중 녹색(L2)의 광으로 변환되는 비율을 높이기 위해, 제2 색 변환층(522)에는 제2 색 변환입자(532)가 더 많이 포함될 수 있다. 제2 색 변환입자(532)의 함량이 많을수록, 입사되는 청색(L3) 광을 더 많이 흡수할 수 있고, 녹색(L2) 광을 더 많이 방출할 수 있다. 특히, 제3 색 변환층(523)에 비해 제2 색 변환층(522)이 제2 색 변환입자(532)를 과량 포함하는 경우, 제2 색 필터층(552)에 입사되는 녹색(L2) 광의 광량이 제3 색 필터층(553)에 입사되는 녹색(L2) 광의 광량보다 클 수 있다. 동일한 청색(L3) 광을 방출하는 발광 소자(350)를 이용하더라도, 제2 색 변환입자(532)의 함량에 따라 방출되는 녹색(L2)의 광량을 제어할 수 있다. 이에 따라, 청색(L3)의 광과 녹색(L2)의 광이 혼합된 광이 제2 색 필터층(552)에 입사되더라도, 순수한 녹색(L2)광만 방출되는 경우와 색좌표의 변화를 최소화 할 수 있다.
이하에서는, 도 6 내지 17을 참조하여, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)의 제조방법에 대하여 설명한다. 도 6 내지 도 12는 발광부의 제조방법을 개략적으로 도시하는 단면도이고, 도 13 내지 도 17은 색 변환부의 제조방법을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
먼저, 도 6 내지 도 12을 참조하여, 발광부(300)의 제조방법에 대하여 설명한다. 도면에서는 하나의 화소(PX)와 중첩되는 발광부(300)의 제조방법을 개략적으로 도시하고 있으나, 다른 화소(PX)들과 중첩되는 발광부(300)의 경우에도 동일함은 자명하다.
일 실시예에 따른 표시 장치(10)의 제조방법은 절연기판층(310) 상에 서로 이격되어 배치되는 외부 격벽(420), 외부 격벽(420) 사이에서 서로 이격되어 배치되는 제1 내부 격벽(411) 및 제2 내부 격벽(412)을 형성하는 단계를 포함한다.
구체적으로 도 6을 참조하면, 먼저 발광부(300)의 복수의 부재들이 배치되는 절연기판층(310)을 준비한다. 도면에서는 도시하지 않았으나, 절연기판층(310)의 하부에는 상술한 박막 트랜지스터가 게재될 수 있다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 절연기판층(310) 상에 서로 이격되어 배치되는 외부 격벽(420)과, 각 외부 격벽(420) 사이에 배치되는 제1 내부 격벽(411) 및 제2 내부 격벽(412)을 형성한다. 외부 격벽(420)과 내부 격벽(410)을 형성하는 단계는 통상적으로 수행될 수 있는 마스크 공정을 통해 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, 외부 격벽(420)과 내부 격벽(410)은 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 도면에서는 외부 격벽(420)과 내부 격벽(410)이 서로 이격되어 배치된 것을 도시하고 있으나, 실질적으로 하나의 격자형 패턴을 이룰 수 있다. 마스크공정을 수행할 때, 외부 격벽(420)과 내부 격벽(410)이 서로 구분될 수 있도록 슬릿마스크 또는 하프톤 마스크를 통해 패터닝할 수 있다. 이에 따라 도 7과 같이, 내부 격벽(410)보다 외부 격벽(420)이 더 높은 구조를 가질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 동일한 구조를 가지도록 패터닝한 뒤, 몇몇 격벽에 추가적인 마스크 공정을 수행하여 외부 격벽(420)을 형성할 수도 있다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 제1 내부 격벽(411) 상에 배치된 제1 전극(330)과 제2 내부 격벽(412) 상에 배치된 제2 전극(340)을 포함하고, 제1 전극(330)과 제2 전극(340)의 적어도 일부 영역을 커버하도록 제1 절연층(381)을 형성한다.
제1 전극(330)과 제2 전극(340)은 각각 제1 내부 격벽(411)과 제2 내부 격벽(412)의 상부면에 배치된다. 제1 전극(330)과 제2 전극(340)의 적어도 일부 영역은 내부 격벽(410)들의 형태와 실질적으로 동일한 형태를 가질 수 있다. 다만, 제1 전극(330)과 제2 전극(340)은 각 내부 격벽(410)의 양 끝단에서 연장된 영역까지 배치될 수 있고, 이에 따라 제1 전극(330)과 제2 전극(340)의 상기 연장된 영역은 절연기판층(310)의 상부면에 접촉할 수 있다.
제1 전극(330)과 제2 전극(340)은 제1 절연층(381)에 의해 보호됨과 동시에 전기적으로 상호 절연되기 위해, 서로 이격되어 배치되도록 형성될 수 있다. 제1 전극(330)과 제2 전극(340)은 동일한 마스크 공정에서 함께 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제1 전극(330)과 제2 전극(340)은 서로 다른 마스크 공정에 의해 각각 패터닝될 수도 있다.
제1 전극(330)과 제2 전극(340)이 이격된 사이에 제1 절연층(381)이 배치되도록 패터닝한다. 제1 절연층(381)은 제1 전극(330)과 제2 전극(340)이 이격된 영역에 배치되되, 제1 전극(330)과 제2 전극(340)의 서로 대향하는 각 단부를 보호할 수 있다. 또한, 도면에서는 도시되지 않았으나, 제1 절연층(381)은 외부 격벽(420)의 일부를 커버할 수도 있다. 제1 절연층(381)을 형성할 때, 일부 영역에 배치되도록 패터닝하는 공정을 수행할 수 있다. 이에 따라, 외부 격벽(420)을 커버하도록 패터닝하는 경우, 제1 절연층(381)이 외부 격벽(420) 상에 배치될 수도 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
한편, 제1 전극(330)과 제2 전극(340)은 절연기판층(310) 하부에 게재되는 박막 트랜지스터와 컨택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 컨택홀을 형성하여 전기적 연결을 구현하는 방법은 통상적으로 채용될 수 있는 범위 내의 방법이 사용될 수 있고, 이와 유사한 효과를 나타낼 수 있다면 특별히 제한되지 않는다. 이에 대한 상세한 설명은 상술한 바와 같으므로, 생략하기로 한다.
다음으로, 제1 전극(330)과 제2 전극(340) 사이의 제1 절연층(381) 상에 발광 소자(350)를 정렬시킨다. 발광 소자(350)는 유전영동(Dielectrophoresis, DEP)법을 이용하여 정렬할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 9 내지 도 11이 참조된다.
먼저 도 9를 참조하면, 복수의 발광 소자(350)를 포함하는 발광 소자 용액(S)을 절연기판층(310)의 외부 격벽(420) 사이에 주입하여 발광 소자(350)를 제1 전극(330)과 제2 전극(340) 상에 배치한다. 발광 소자 용액(S)은 잉크 또는 페이스트 등의 제형을 가질 수 있으며, 아세톤, 물, 알코올 및 톨루엔 중 어느 하나 이상일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 상온 또는 열에 의해 기화될 수 있는 물질인 경우 특별히 제한되지 않는다.
발광 소자 용액(S)은 외부 격벽(420) 사이에서 표면장력에 의해 반구형의 형태를 유지할 수 있다. 특히, 외부 격벽(420)과 접하는 영역은 발광 소자 용액(S)의 중심 방향으로 힘이 작용되고, 발광 소자 용액(S)이 외부 격벽(420)에서 흘러 넘치지 않을 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(350)가 배치되면, 인접한 다른 발광부(300)로 발광 소자(350)가 이동하는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 절연기판층(310)의 각 외부 격벽(420) 사이에는 모두 동일한 발광 소자(350), 예컨대 청색(L3)의 광을 방출하는 발광 소자(350)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 발광부(300)의 제조 시, 동일하게 반복되는 공정의 수를 절감하여 수율을 증가시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 서로 다른 색의 광을 방출하는 발광 소자(350)를 이용하는 경우보다 발광부(300)의 불량률을 감소시킬 수 있다.
다만, 몇몇 실시예에서, 발광 소자 용액(S)은 절연기판층(310) 상의 전 영역에 도포될 수도 있다. 이 경우, 발광 소자 용액(S)이 외부 격벽(420)을 넘어 인접한 다른 발광부(300) 영역으로 이동할 수도 있다. 각 화소(PX)와 중첩되는 발광부(300)는 모두 동일한 발광 소자(350)를 포함할 수 있으므로, 발광부(300)에 발광 소자 용액(S)이 각각 주입되지 않고, 전 영역에 도포될 수도 있다.
다음으로, 발광 소자(350)가 배치되면, 유전영동법(DEP)을 이용하여 발광 소자(350)를 정렬시킨다.
구체적으로, 도 10을 참조하면, 제1 전극(330)과 제2 전극(340)에 전원(V)을 인가하여, 제1 전극(330)과 교류 전극(340) 사이에 전기장(E)을 형성한다. 전원(V)은 외부 공급원 또는 표시 장치(10)의 내부 전원일 수 있다. 전원(V)은 소정의 진폭과 주기를 가진 교류 전원 또는 직류 전원일 수 있다. 직류 전원은 제1 전극(330)과 제2 전극(340)에 반복적으로 인가함으로써 소정의 진폭과 주기를 갖는 전원을 구현할 수도 있다.
제1 전극(330)과 제2 전극(340)에 전원(V)이 인가되면 제1 전극(330)과 제2 전극(340)에 부여된 전기적 극성에 의한 전위차가 발생하여 전기장(E)이 형성된다. 불균일한 전기장(E)하에서 발광 소자(350)에 쌍 극성이 유도되고, 발광 소자(350)는 유전영동힘(Dielectrophoretic Force, DEP Force)에 의해 전기장(E)의 기울기가 큰 쪽 또는 작은 쪽으로 힘을 받게 된다. 발광 소자(350)는 유전영동힘에 의해 제1 전극(330)과 제2 전극(340) 사이에 자기 정렬될 수 있다.
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 발광 소자(350)가 정렬되면, 발광 소자 용액(S)을 상온 또는 열에 의해 기화시켜 제거한다. 발광부(300)의 발광 소자(350)들은 동일한 색의 광, 예컨대 청색(L3)의 광을 방출할 수 있다. 상술한 바와 같이, 발광 소자(350)를 정렬시키는 공정은 하나의 공정에서 함께 수행될 수 있다.
다음으로, 도 12를 참조하면, 발광 소자(350) 상에 제2 절연층(382)을 형성하고, 제1 전극(330)과 제2 전극(340) 상에 배치되는 제1 접촉 전극(361) 및 제2 접촉 전극(362)을 형성하고, 그 상부에 제3 절연층(383)과 패시베이션층(385)을 형성한다. 상기의 부재들은 제1 전극(330), 제2 전극(340), 제1 절연층(381) 등의 부재들을 형성하는 방법과 동일하게 마스크 공정으로 형성할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 설명한 방법을 통해, 동일한 색의 광을 방출하는 발광 소자(350)들이 배치되는 발광부(300)를 제조할 수 있다.
다음으로, 도 13 내지 도 17을 참조하여, 색 변환부(500)의 제조방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 13 및 14를 참조하면 발광부(300) 상에 색 변환입자(530)를 포함하는 광 투광성 수지(R)를 주입하고, 이를 건조 및 경화(Curing) 시켜 색 변환층(520)을 형성한다.
색 변환부(500)의 색 변환층(520)은 발광부(300)에 직접 형성될 수 있다. 광 투광성 수지(R)는 발광 소자(350)나 패시베이션층(385)과 반응하여 손상을 주지 않는 범위 내에서 특별히 제한되지 않는다. 예시적인 실시예에서, 색 변환입자(530)가 분산되는 광 투광성 수지(R)는 에폭시(Epoxy)계 수지, 아크릴(Acryl)계 수지 등의 유기재료를 포함할 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
색 변환입자(530)는 제1 색 변환입자(531)와 제2 색 변환입자(532)를 포함할 수 있다. 제1 색 변환입자(531)는 발광 소자(350)가 방출하는 청색(L3)의 광을 적색(L1)으로, 제2 색 변환입자(532)는 녹색(L2)으로 변환시킬 수 있다. 보다 상세한 설명은 상술한 바와 같다.
발광부(300) 상에는 각각 제1 색 변환층(521), 제2 색 변환층(522) 및 제3 색 변환층(523)이 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 색 변환입자(531)와 제2 색 변환입자(532)는 양자점 물질 또는 로드형 물질 등 특별히 제한되지 않는다. 또한, 제1 색 변환층(521), 제2 색 변환층(522) 및 제3 색 변환층(523)은 모두 제1 색 변환입자(531)와 제2 색 변환입자(532)를 포함하므로, 실질적으로 동일한 층일 수 있다.
도 13은 발광부(300) 상에 주입되는 광 투광성 수지(R)들이 외부 격벽(420) 상에서 계면을 형성하는 것을 도시하고 있다. 이에 따라, 광 투광성 수지(R)는 외부 격벽(420)을 넘어 인접한 다른 발광부(300)로 넘치지 않을 수 있다. 다만, 광 투광성 수지(R)들은 모두 동일한 색 변환입자(530), 예를 들어 제1 색 변환입자(531)와 제2 색 변환입자(532)를 포함하기 때문에, 서로 다른 발광부(300)에서 광 투광성 수지(R)들은 혼합되어도 무방하다. 즉, 외부 격벽(420)에 의해 구분되는 영역에 상관없이, 발광부(300) 상의 전 영역에 광 투광성 수지(R)가 주입될 수도 있다. 이에 따라, 각 색 변환층(521, 522, 523)을 형성하기 위해, 3회의 공정을 반복하여 수행할 필요가 없이 하나의 동일한 공정으로 수행될 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 광 투광성 수지(R)를 경화시켜 복수의 색 변환층(520)을 형성한다. 몇몇 실시예에서, 발광부(300) 상에 배치된 색 변환층(520)은 후술할 상부기판(510)을 결합시킬 때 충진재 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 색 변환층(520)의 상면은 실질적으로 평탄화되어 단차를 최소화 할 수 있다.
다음으로, 색 변환층(520) 상에 배치되는 색 필터층(550)과 상부기판(510)을 준비하여 색 변환층(520)이 형성된 발광부(300)와 결합시킨다.
도 15 내지 도 17에서는 도 1의 상부기판(510)이 하부에 위치하고, 도면상 그 상부에 차광 부재(BM)와 색 필터층(550)이 배치된 경우를 예시한다. 즉, 도 1의 표시 장치(10)는 도 15 내지 도 17에 도시된 상부기판(510)의 하면이 도면상 상부를 향하도록 뒤집어진 상태로 도 14의 발광부(300)와 결합한 것으로 이해될 수 있다.
먼저, 도 15를 참조하면, 발광부(300) 상의 색 변환층(520)을 커버하도록 배치되는 상부기판(510)을 준비한다. 상부기판(510) 상에 다양한 부재들을 형성하기 전에, 상부기판(510)에 형성된 이물질이나 먼지 등을 제거하는 세척 공정을 수행할 수 있다.
다음으로 도 16을 참조하면, 상부기판(510) 상에 배치되는 차광 부재(BM)를 형성한다. 상부기판(510) 및 차광 부재(BM)의 구조나 재료 등의 구성은 상술한 바와 같다.
다음으로 도 17을 참조하면, 차광 부재(BM)가 배치된 상부기판(510)상에 색 필터층(550)을 형성한다. 색 필터층(550)은 상부기판(510) 상에서 배치되되, 서로 이격되어 배치된 차광 부재(BM) 사이에 배치된다. 색 필터층(550)은 색 변환부(500)에서 서로 다른 색의 광을 방출하기 위해 서로 다른 색의 광을 선택적으로 투과시킬 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 색 필터층(550)은 적색(L1)의 광만 선택적으로 투과시키는 제1 색 필터층(551), 녹색(L2)의 광만 선택적으로 투과시키는 제2 색 필터층(552) 및 청색(L3)의 광만 선택적으로 투과시키는 제3 색 필터층(553)을 포함할 수 있다. 각 색 필터층(551, 552, 553)들은 감광성 유기 재료를 이용하여 포토 공정을 통해 패터닝하거나 잉크젯 공정 등을 수행할 수 있다. 서로 다른 색의 광을 선택적으로 투과시키기 위해, 각 색 필터층(551, 552, 553)은 서로 다른 재료들을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
마지막으로, 도 17에 도시된 상부기판(510)을 도 14의 색 변환층(520)이 형성된 발광부(300) 상에 결합시켜 도 1의 표시 장치(10)를 제조할 수 있다.
발광부(300)에는 모두 동일한 색의 광을 방출하는 발광 소자(350)들이 배치된다. 따라서, 발광부(300)와 색 변환부(500)를 합착하는 경우, 색 필터층(550)은 임의의 발광부(300)와 정렬되더라도, 동일한 색의 광이 입사될 수 있다. 그리고, 색 변환부(500)의 각 색 변환층(521, 522, 523)에는 모두 청색(L3)의 광이 입사될 수 있고, 각 색 필터층(551, 552, 553)들에는 적색(L1), 녹색(L2) 및 청색(L3)의 광이 혼합된 광이 입사될 수 있다.
이상의 방법을 통해 제조된 도 1의 표시 장치(10)는 제1 화소(PX1)에는 적색(L1)이 표시되고, 제2 화소(PX2)에는 녹색(L2), 제3 화소(PX3)에는 청색(L3)이 표시될 수 있다. 특히, 제2 화소(PX2)의 경우, 발광 소자(350)로부터 제공되는 청색(L3)의 광을 녹색(L2)의 광으로 변환시켜 표시하기 때문에 녹색광의 발광 효율을 개선시킬 수 있다. 그리고, 동일한 구성 대비 기존의 표시 장치들에 비해 제조 시 필요한 공정의 수가 감소하여 공정 비용을 절감하고 제조 수율이 향상될 수 있다.
한편, 다시 도 2를 참조하면, 발광부(300) 상에 배치되는 내부 격벽(410)과 외부 격벽(420)은 하나의 마스크 공정을 통해 형성되어, 실질적으로 격자형 패턴을 형성할 수 있다. 다만, 외부 격벽(420)의 경우 각 화소(PX)가 중첩되는 발광부(300)상에서 이들을 구분하는 경계가 될 수 있다. 이하에서는 외부 격벽(420)의 다양한 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다. 도면에서는 외부 격벽(420)과 내부 격벽(410) 만을 도시하여 그 구조에 대하여 설명하기로 한다.
도 18은 일 실시예에 따른 내부 격벽과 외부 격벽의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 18에서는 설명의 편의를 위해 하나의 제1 내부 격벽(411)과 하나의 제2 내부 격벽(412) 만을 도시하며, 그 위에 배치되는 부재들을 생략하여 도시하였다. 발광부(300)의 구체적인 구조에 대해서는 상술한 바와 동일하므로, 이하의 도면들에서는 이에 대한 설명은 생략하여 설명하기로 한다.
도 18a를 참조하면, 내부 격벽(410_1a)과 외부 격벽(420_1)은 유사한 형상을 가지되, 높이나 크기 등이 다를 수 있다. 상술한 바와 같이, 내부 격벽(410_1a)과 외부 격벽(420_1)은 동일한 마스크 공정을 통해 형성되기 때문에, 크기나 구조 등이 동일할 수도 있고, 하프톤 마스크나, 슬릿 마스크 등을 통해 형성하여 외부 격벽(420_1)이 내부 격벽(410_1a) 보다 더 높게 형성될 수 있다. 외부 격벽(420_1)은 발광부(300)의 각 화소(PX)들을 구분하는 경계임과 동시에, 색 변환입자(530)를 포함하는 광 투광성 수지(R)가 주입되면, 광 투광성 수지(R)들이 인접한 다른 발광부(300)로 넘치는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 도면에 도시된 바와 같이, 발광 소자(350)에서 방출되는 광들 중, 내부 격벽(410_1a)을 향하는 광(La)은 내부 격벽(410_1a)의 상술한 격벽 반사체(미도시)에 의해 반사될 수 있다. 또한, 도면에서는 도시하지 않았으나, 발광 소자(350)에서 방출된 광들 중, 외부 격벽(420_1)을 향하는 광은 외부 격벽(420_1)에 의해 반사될 수 있다. 상기 반사된 광들은 대부분이 색 변환부(500)로 입사하게 되고, 최종적으로 표시 장치(10)의 외부로 표시될 수 있다. 즉, 발광 소자(350)에서 방출되는 광을 색 변환부(500)로 집중시킴으로써, 누설되는 광을 감소시키고 광 효율을 증가시킬 수 있다. 이를 위해, 외부 격벽(420)은 광 반사가 용이하도록 표면처리가 될 수 있다.
한편, 도 18에서는 내부 격벽(410_1a)과 외부 격벽(420_1)의 측면이 절연기판층(310)과 경사를 이루고, 모서리가 각진 형태를 도시하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예시적인 실시예에서, 도 18b와 같이 내부 격벽(410_1b) 은 외면이 곡률을 가진 형태일 수도 있다. 이에 따라, 내부 격벽(410_1b)은 측면이 경사지지 않고 완만한 곡선을 가질 수 있다.
또한, 내부 격벽(410)과 외부 격벽(420)은 도 18에 도시된 바와 달리 다른 구조로 형성될 수도 있다. 일 예로, 외부 격벽(420)은 제1 서브 외부 격벽(421)을 포함하고, 제1 서브 외부 격벽(421) 상에 배치되는 제2 서브 외부 격벽(422)을 포함할 수도 있다. 이하에서는 내부 격벽(410)과 외부 격벽(420)의 다양한 실시예들에 대하여 설명하기로 한다.
도 19 및 도 20은 다른 실시예들에 따른 외부 격벽의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 19를 참조하면, 외부 격벽(420_2)은 내부 격벽(410_2)과 동일한 형태를 가지는 제1 서브 외부 격벽(421_2)과 그 상부에 배치되는 제2 서브 외부 격벽(422_2)을 포함할 수 있다. 내부 격벽(410_2)과 제1 서브 외부 격벽(421_2)은 동일한 마스크 공정을 통해 형성할 수 있다. 일 예로, 내부 격벽(410_2)과 제1 서브 외부 격벽(421_2)은 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 서브 외부 격벽(421_2) 상에는 추가적인 마스크 공정을 수행하여 제2 서브 외부 격벽(422_2)을 형성할 수 있다. 여기서, 제2 서브 외부 격벽(422_2)은 제1 서브 외부 격벽(421_2)의 외면을 완전히 커버하도록 배치될 수 있다. 즉, 제2 서브 외부 격벽(422_2)의 하면의 길이가 제1 서브 외부 격벽(421_2)의 하면의 길이보다 길수 있다. 그리고, 제1 서브 외부 격벽(421_2)과 제2 서브 외부 격벽(422_2)의 측면과 절연기판층(310)이 이루는 각도(Θ')가 동일하여, 제1 서브 외부 격벽(421_2)과 제2 서브 외부 격벽(422_2)의 측면들은 상호 평행을 이룰 수도 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제2 서브 외부 격벽(422_2)의 하면의 길이와 제1 서브 외부 격벽(421_2)의 하면의 길이가 동일하면서, 제2 서브 외부 격벽(422_2)이 제1 서브 외부 격벽(421_2)을 커버하도록 배치될 수도 있다.
한편, 도 19의 외부 격벽(420_2)의 경우, 제2 서브 외부 격벽(422_2)은 제1 서브 외부 격벽(421_2)을 커버하되, 절연기판층(310)과 접촉하도록 형성된다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 추가적인 마스크 공정을 통해 형성되는 제2 서브 외부 격벽(422)은 절연기판층(310)에서 형성되지 않고, 제1 서브 외부 격벽(421)의 상면에서 형성될 수도 있다.
도 20을 참조하면, 외부 격벽(420_3)의 제2 서브 외부 격벽(422_3)은 제1 서브 외부 격벽(421_3)의 상부면에 배치될 수 있다. 도 20에서는 제2 서브 외부 격벽(422_3)의 하면의 길이가 제1 서브 외부 격벽(421_3)의 상면의 길이보다 짧은 것을 도시하고 있다. 즉, 제2 서브 외부 격벽(422_3)은 제1 서브 외부 격벽(421_3)의 상면 내에 포함되도록 형성될 수 있다. 제2 서브 외부 격벽(422_3)의 하면은 제1 서브 외부 격벽(421_3)의 상면의 외주면에 비해 중심방향으로 함몰되어 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, 제1 서브 외부 격벽(421_3)의 측면과 절연기판층(310)과 이루는 각도(Θ)는 제2 서브 외부 격벽(422_3)의 측면과 제1 서브 외부 격벽(421_3)의 상면이 이루는 각도(Θ" 는 특별히 제한되지 않는다. 도면에서는 제1 서브 외부 격벽(421_3)의 측면과 절연기판층(310)과 이루는 각도(Θ)가 제2 서브 외부 격벽(422_3)의 측면과 제1 서브 외부 격벽(421_3)의 상면이 이루는 각도(Θ")보다 큰 경우를 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않고 상기 두 각도(Θ, Θ'')는 서로 동일할 수도 있다. 즉, 제1 서브 외부 격벽(421_3)과 제2 서브 외부 격벽(422_3)은 실질적으로 동일한 마스크 패턴으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 별도의 마스크를 제조하지 않고, 하나의 마스크를 이용하여 2회 패터닝함으로써 외부 격벽(420_3)을 제조할 수 있다.
상술한 도 19와 도 20의 표시 장치(10)는 제1 서브 외부 격벽(421) 상에 마스크 공정을 수행하여 제2 서브 외부 격벽(422)을 배치함으로써 외부 격벽(420)을 형성할 수 있다. 다만, 이 경우 제1 서브 외부 격벽(421)이 내부 격벽(410)과 하나의 마스크 공정에서 함께 형성될 수 있다. 즉, 실질적으로 동일한 구조의 내부 격벽(410)들 중, 일부의 내부 격벽(410) 상에 제2 서브 외부 격벽(422)을 배치하여, 외부 격벽(420)을 형성하는 것으로도 이해될 수도 있다.
한편, 다시 도 1을 참조하면, 발광부(300) 상에 배치되는 색 변환부(500)는 외부 격벽(420)과 차광 부재(BM)가 적어도 일부 영역에서 접촉하고, 외부 격벽(420)이 색 변환부(500)의 상부기판(510)을 지지할 수 있다. 차광 부재(BM)들이 이격되어 배치됨으로써 그 사이에 형성되는 영역에 색 필터층(550)들이 배치된다. 색 필터층(550)은 차광 부재(BM)의 측면과 접촉되고, 일부는 차광 부재(BM)의 하면의 적어도 일부 영역에도 배치될 수 있다. 차광 부재(BM)를 기준으로 인접한 색 필터층(550), 예를 들어 제1 색 필터층(551)과 제2 색 필터층(552)은 차광 부재(BM)의 하면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 외부 격벽(420)은 상기 제1 색 필터층(551)과 제2 색 필터층(552)이 이격된 부분에서 차광 부재(BM)와 접촉할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 외부 격벽(420)은 차광 부재(BM)와 접촉하여 상부기판(510)을 지지할 수 있다. 외부 격벽(420)과 차광 부재(BM)는 각각 발광부(300)와 색 변환부(500)들의 경계에 배치되어 발광 소자(350)에서 방출되는 광이 인접한 발광부(300) 또는 색 변환부(500)로 입사되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(10)의 각 화소(PX)에서 발생할 수 있는 혼색을 방지할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 몇몇 실시예에서, 외부 격벽(420)이 상부기판(510)에 접촉하도록 연장될 수도 있다. 이 경우, 외부 격벽(420)은 상부기판(510)에 직접 접촉하여 지지하고, 차광 부재(BM)는 일부 생략될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 발광부(300)의 제1 전극(330)과 제2 전극(340)은 각각 하나씩 배치될 수도 있다.
도 21은 다른 실시예에 따른 표시 장치(10_4)의 단면도이고, 도 22는 도 21의 표시 장치(10_4)의 평면도이다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 표시 장치(10_4)의 발광부(300_4)는 각 화소(PX)와 중첩되는 영역에 하나의 제1 전극(330_4)과 하나의 제2 전극(340_4)이 배치되고, 이들 사이에는 복수의 발광 소자(350)가 배치될 수 있다.
제1 전극(330)은 제1 전극 줄기부(330S)와 제1 전극 가지부(330B)를 포함할 수 있다. 제1 전극 줄기부(330S)와 제1 전극 가지부(330B)의 배치나 구조 등은 도 2를 참조하여 상술한 바와 동일하다. 다만, 도 21에서는 하나의 제1 전극 가지부(330B)만이 제1 전극 줄기부(330S)로부터 분지되며, 제1 전극 줄기부(330S)의 중앙으로부터 임의의 방향으로 이격되어 분지될 수 있다. 제1 전극 가지부(330B)는 후술하는 제2 전극 가지부(340B)와 이격되어 배치된다.
제2 전극(340)은 제2 전극 줄기부(340S)와 제2 전극 가지부(340B)를 포함할 수 있다. 제2 전극 줄기부(340S)는 도 2를 참조하여 상술한 바와 동일하다. 이하에서는 도 21의 제2 전극 가지부(340B)와 도 2의 제2 전극 가지부(340B)의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
제1 전극 가지부(330B)와 제2 전극 가지부(340B)는 일 방향으로 연장되지 않고, 전기적으로 연결된 복수의 구조를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제2 전극 가지부(340B)는 제1 대향부(340B1), 제2 대향부(340B2) 및 연결부(340B3)를 포함하여, 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 도 21에서는 제2 전극 가지부(340B)만이 복수의 구조를 가진 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않고 제1 전극 가지부(330B)의 경우에도 동일할 수 있다.
제2 전극 가지부(340B)를 예시하여 설명하면, 제1 대향부(340B1)는 제1 전극 줄기부(330S)와 제2 전극 줄기부(340S) 사이에서 배치되되, 제2 전극 줄기부(340S)에 인접하도록 배치될 수 있다. 제1 대향부(340B1)는 제2 전극 줄기부(340S)와 대향하며 제1 방향(D1)으로 연장되어 배치될 수 있다. 다만, 제2 전극 줄기부(340S)와 달리 일 화소의 제1 대향부(340B1)는 제1 방향(D1)으로 인접하여 배치된 이웃 화소의 제1 대향부(340B1)와 서로 이격되어 배치될 수 있다. 서로 이격된 제1 대향부(340B1)들은 실질적으로 일직선 상에 배치되어 상호 정렬될 수 있다.
제2 대향부(340B2)는 제1 대향부(340B1)의 적어도 일부에서 분지되되, 제2 방향(D2)으로 연장되어 배치될 수 있다. 제2 대향부(340B2)는 제1 전극 가지부(340B)와 이격되고 이에 대향하여 배치될 수 있다. 제2 대향부(340B2)는 제2 전극 가지부(340B)에서 실질적으로 발광 소자(350)가 배치되는 영역일 수 있다. 즉, 발광 소자(350)는 제1 전극 가지부(330B)와 제2 전극 가지부(340B)의 제2 대향부(340B2) 사이에 배치될 수 있다. 제2 대향부(340B2)는 발광 소자(350)의 일 단이 연결될 수 있다.
연결부(340B3)는 제1 대향부(340B1)와 제2 전극 줄기부(340S)를 연결시킬 수 있다. 연결부(340B3)는 제2 전극 줄기부(340S)에서 분지되어 제2 방향(D2)으로 연장되되, 제1 대향부(340B1)에 연결된 상태로 종지할 수 있다. 제2 전극 줄기부(340S)의 전기 신호는 연결부(340B3)를 통해 제1 대향부(340B1)와 제2 대향부(340B2)로 전달될 수 있다.
즉, 제2 전극(340)은 제2 전극 줄기부(340S)와, 제2 전극 줄기부(340S)에서 분지되는 제2 전극 가지부(340B)를 포함하되, 제2 전극 가지부(340B)는 제1 대향부(340B1), 제1 대향부(340B1)에서 분지되는 제2 대향부(340B2), 제1 대향부(340B1)와 제2 전극 줄기부(340S)를 연결하는 연결부(340B3)를 포함할 수 있다. 발광부(300)의 제2 전극 가지부(340B)는 제2 전극 줄기부(340S)에서 인가되는 동일한 전기 신호를 연결부(340B3), 제1 대향부(340B1) 및 제2 대향부(340B2)를 통해 발광 소자(350)로 전달할 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않고, 제1 대향부(340B1)와 연결부(340B3)는 생략될 수 있다. 즉, 제2 대향부(340B2)가 직접 제2 전극 줄기부(340S)에서 분지되고, 제2 방향(D2)으로 연장되어 제1 전극 가지부(340B)와 대향할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 제1 전극(330)의 경우도 제1 대향부, 제2 대향부 및 연결부를 포함하여, 도면에 도시된 형태를 가질 수도 있다.
또한, 한편, 상술한 바와 같이, 표시 장치(10)는 발광부(300)와 색 변환부(500)를 별개의 공정에서 제조하고 이들을 합착하여 제조할 수도 있다. 즉, 발광부(300) 상에 색 변환층(520)이 직접 형성되지 않고, 발광부(300)와 색 변환부(500)의 사이에 별개의 부재들이 배치될 수도 있다.
도 23은 다른 실시예에 따른 표시 장치(10_5)의 단면도이다.
도 23을 참조하면, 표시 장치(10_5)는 발광부(300_5)의 패시베이션층(385)을 커버하고 상면을 평탄화 시키는 제1 평탄화층(OC1)을 포함할 수 있다. 색 변환부(500_5)는 각 색 변환층(520_5)의 외면을 둘러싸도록 배치되는 캡핑층(CL), 캡핑층(CL)을 커버하도록 배치된 제2 평탄화층(OC2)을 포함할 수 있다. 그리고, 발광부(300_5)의 제1 평탄화층(OC1)과 색 변환부(500_5)의 제2 평탄화층(OC2)은 접착층(PSA)에 의해 결합될 수 있다.
캡핑층(CL)은 각 색 변환층(520_5)의 외면에 배치되어 색 변환입자(530)와 광 투광성 수지(R) 등을 커버하여 보호할 수 있다. 도 23은 색 변환층(520_5)의 색 필터층(550_5)에 접하는 면의 반대면에 캡핑층(CL)이 배치된 경우를 예시한다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 색 변환층(520_5)의 측면 또는 색 필터층(550_5)과 색 변환층(520_5) 사이에도 캡핑층(CL)이 배치될 수도 있다. 또한, 도 23의 경우, 하나의 캡핑층(CL)이 제1 색 변환층(521_5), 제2 색 변환층(522_5) 및 제3 색 변환층(523_5)을 모두 커버하도록 배치되고 있으나, 복수의 캡핑층(CL)들이 각 색 변환층(521_5, 522_5, 523_5)을 커버하도록 배치될 수도 있다.
한편, 도 23의 표시 장치(10_5)는 색 변환부(500_5)는 색 변환층(520_5)의 외면을 둘러싸도록 배치되는 저굴절층(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 저굴절층은 색 변환층(520_5)과 색 필터층(550_5)보다 굴절률이 낮은 층으로, 색 변환층(520_5)이나 색 필터층(550_5)으로부터 입사되는 특정 파장대의 광을 전반사시킬 수 있다. 전반사된 광은 색 변환층(520_5)에서 재활용되어 광 변환 효율을 향상시킬 수 있다. 상술한 저굴절층이 색 변환층(520_5)의 외면에 배치되는 경우, 캡핑층(CL)은 생략될 수도 있다.
캡핑층(CL)은 무기 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡핑층(CL)은 산화규소(SiOx), 질화규소(SiNx) 및 산질화규소(SiOxNy)중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
평탄화층(OC)은 발광부(300)의 패시베이션층(385)과 외부 격벽(420)의 상부에 배치될 수 있다. 또한, 평탄화층(OC)은 색 변환층(520), 색 필터층(550), 차광 부재(BM) 등의 상부에 배치될 수 있다. 일 예로, 발광부(300) 상에 배치되는 평탄화층을 제1 평탄화층(OC1), 색 변환부(500)의 색 변환층(520) 상부에 배치된 평탄화층을 제2 평탄화층(OC2)이라 정의한다.
제1 평탄화층(OC1)은 발광부(300) 상에 배치되는 부재들을 모두 커버하며, 상면을 평탄화할 수 있다. 제2 평탄화층(OC2)은 상부기판(510) 상에 배치되는 부재들을 모두 커버하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 평탄화층(OC1)과 제2 평탄화층(OC2)은 발광부(300)의 상부면과 색 변환부(500)의 하부 면을 평탄화하여 복수의 부재들에 의해 발생하는 단차를 최소화할 수 있다. 제1 평탄화층(OC1)과 제2 평탄화층(OC2)에 의해 색 변환부(500)와 발광부(300)가 평탄화되기 때문에, 별도의 공정을 통해 제조되어 용이하게 합착될 수 있다.
평탄화층(OC)은 유기 재료를 포함할 수 있다. 일 예로, 평탄화층(OC)은 열 경화성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(OC)은 카도(cardo)계 수지, 폴리이미드(Polyimide)계 수지, 아크릴계 수지, 실록산(Siloxane)계 수지 및 실세스퀴옥산(Silsesquioxane)계 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
색 변환부(500)가 발광부(300)와 별개의 공정으로 제조되어 합착되는 경우, 색 변환부(500)와 발광부(300)는 접착층(PSA)에 의해 합착될 수 있다. 도 23에 도시된 바와 같이, 발광부(300)의 상부 면과 색 변환부(500)의 평탄화층(OC)에 의해 평탄화된 면에 접착층(PSA)이 배치되어 발광부(300)와 색 변환부(500)가 서로 결합될 수 있다.
접착층(PSA)은 복수의 피접착 부재들을 결합시킬 수 있는 종류이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 접착층(PSI)은 광 투명 접착제(Optical clear adhesive, OCA), 광학 투명 레진(Optical clear resin, OCR) 또는 감압성 접착제(Pressure sensitive adhesive)등으로 이루질 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치
300: 발광부
330: 제1 전극 340: 제2 전극 350: 발광 소자
361: 제1 접촉 전극 362: 제2 접촉 전극
500: 색 변환부
520: 색 변환층 530: 색 변환입자 550: 색 필터층

Claims (20)

  1. 제1 화소 및 제2 화소를 포함하는 표시 장치로서,
    발광층;
    상기 발광층의 상부에 배치된 색 변환층; 및
    상기 색 변환층의 상부에 배치된 색 필터층을 포함하되,
    상기 발광층은 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소에 배치된 적어도 하나의 발광 소자를 포함하고,
    상기 색 변환층은 상기 제1 화소에 배치된 제1 색 변환층 및 상기 제2 화소에 배치된 제2 색 변환층을 포함하고,
    상기 색 필터층은 상기 제1 화소에 배치된 제1 색 필터층 및 상기 제2 화소에 배치된 제2 색 필터층을 포함하며,
    상기 발광 소자는 중심 파장대역이 제1 파장인 제1 광을 발광하고,
    상기 제1 색 변환층 및 상기 제2 색 변환층은 각각 상기 제1 광을 상기 제1 파장보다 긴 제2 파장을 갖는 제2 광으로 변환하는 제1 색 변환입자 및 상기 제1 광을 상기 제2 파장보다 긴 제3 파장을 갖는 제3 광으로 변환하는 제2 색 변환입자를 포함하고,
    상기 제1 색 필터층은 상기 제1 광을 투과시키고 상기 제2 광 및 상기 제3 광의 투과를 차단하고,
    상기 제2 색 필터층은 상기 제2 광을 투과시키고 상기 제1 광 및 상기 제3 광의 투과를 차단하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 장치는 제3 화소를 더 포함하고,
    상기 발광층은 상기 제3 화소에 배치된 발광 소자를 더 포함하고,
    상기 색 변환층은 상기 제3 화소에 배치된 제3 색 변환층을 더 포함하고,
    상기 색 필터층은 상기 제3 화소에 배치된 제3 색 필터층을 더 포함하며,
    상기 제3 색 변환층은 상기 제1 색 변환입자와 상기 제2 색 변환입자를 포함하고,
    상기 제3 색 필터층은 상기 제3 광을 투과시키고 상기 제1 광 및 상기 제2 광의 투과를 차단하는, 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 색 필터층, 상기 제2 색 필터층 및 상기 제3 색 필터층은 각각 상기 제1 광, 상기 제2 광 및 상기 제3 광이 혼합된 혼합광을 제공 받는, 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 색 변환입자 및 상기 제2 색 변환입자는 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 제3 색 변환층에 분산되며,
    상기 제2 색 변환층에 분산된 상기 제2 색 변환입자의 밀도는 상기 제1 색 변환층 및 상기 제3 색 변환층의 상기 제2 색 변환입자의 밀도보다 큰, 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 색 필터층에 입사되는 상기 제2 광의 광량은 상기 제1 색 필터층 및 상기 제3 색 필터층에 입사되는 상기 제2 광의 광량보다 큰, 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 광은 중심 파장대가 430nm 내지 470nm의 범위를 가지고,
    상기 제2 광은 중심 파장대가 530nm 내지 570nm의 범위를 가지고,
    상기 제3 광은 중심 파장대가 630nm 내지 670nm의 범위를 가지며,
    상기 색 변환입자는 양자점 물질을 포함하는,
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 발광층은 격벽을 더 포함하고,
    상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소는 제1 방향으로 순차적으로 배치되며,
    상기 격벽은.
    상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소에 배치되는 적어도 하나의 전극 격벽; 및
    상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소들 사이에 배치되는 적어도 하나의 화소 격벽을 포함하는, 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 화소 격벽은 제1 서브 화소 격벽; 및
    상기 제1 서브 화소 격벽 상에 배치되는 제2 서브 화소 격벽을 포함하는, 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 서브 화소 격벽은 상기 제1 서브 화소 격벽을 덮고 상기 제1 서브 화소 격벽의 외면을 둘러싸도록 배치되는, 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 발광 소자에서 방출되는 상기 제1 광의 적어도 일부는 상기 화소 격벽에서 반사되어 상기 색 변환층으로 입사되는, 표시 장치.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 전극 격벽은,

    제1 전극 격벽; 및
    상기 제1 전극 격벽에 이격되어 대향하도록 배치되는 제2 전극 격벽을 포함하고,
    상기 발광층은,
    상기 제1 전극 격벽 및 상기 제2 전극 격벽이 이격된 영역으로 정의되는 제1 영역; 및
    상기 전극 격벽과 상기 화소 격벽 사이의 공간으로 정의되는 제2 영역;을 포함하는, 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 상기 제1 전극 격벽과 상기 제2 전극 격벽 사이에 배치되고,
    상기 색 변환층은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역에 걸쳐 배치되는, 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 색 변환층의 상기 색 변환입자의 적어도 일부는 상기 발광 소자의 상부에 배치되고,
    상기 색 변환입자의 적어도 일부는 상기 제2 영역에서 상기 발광 소자의 수평한 측부에 배치되는, 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 발광 소자에서 방출되는 상기 제1 광의 적어도 일부는 상기 전극 격벽에 의해 반사되는, 표시 장치.
  15. 제2 항에 있어서,
    상기 표시 장치는,
    상기 발광 소자를 덮도록 상기 발광층의 상부에 배치되는 제1 평탄화층;
    상기 색 변환층의 하부에 배치되되, 상기 색 변환층의 하면을 평탄화 시키는 제2 평탄화층; 및
    상기 제1 평탄화층과 상기 제2 평탄화층 사이에 배치되는 접착층을 포함하며,
    상기 발광층 및 상기 색 변환층 사이에 상기 제1 평탄화층, 상기 접착층 및 상기 제2 평탄화층이 적층되며 배치되는, 표시 장치.
  16. 베이스층;
    상기 베이스층 상에 배치된 격벽으로서, 격벽 내부 공간과 격벽 외부 공간을 구획하는 격벽;
    상기 베이스층 상의 상기 격벽 내부 공간에 배치된 적어도 하나의 발광 소자;
    상기 베이스층 상의 상기 격벽 내부 공간 및 상기 격벽 외부 공간에 걸쳐 배치된 색 변환층; 및
    상기 색 변환층의 상부에 배치된 색 필터층을 포함하되,
    상기 발광 소자는 중심 파장대역이 제1 파장인 제1 광을 발광하고,
    상기 색 변환층은 상기 제1 광을 상기 제1 파장보다 긴 제2 파장을 갖는 제2 광으로 변환하는 제1 색 변환입자 및 상기 제1 광을 상기 제2 파장보다 긴 제3 파장을 갖는 제3 광으로 변환하는 제2 색 변환입자를 포함하는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 색 변환입자 및 상기 제2 색 변환입자는 상기 발광 소자의 상부 및 상기 격벽 외부 공간에서 상기 발광 소자에 수평한 측부에 걸쳐 배치되는, 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 발광 소자에서 방출되는 상기 제1 광의 적어도 일부 중 상기 격벽으로 입사되는 광을 반사시키고,
    상기 반사된 제1 광의 적어도 일부는 상기 제1 색 변환입자 및 상기 제2 색 변환입자에 입사되는, 표시 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 색 필터층은,
    상기 발광 소자에서 방출된 상기 제1 광, 상기 제1 색 변환입자에서 방출된 상기 제2 광 및 상기 제2 색 변환입자에서 방출된 상기 제3 광이 입사되는, 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 색 필터층은 상기 제1 광을 투과시키고 상기 제2 광과 상기 제3 광의 투과를 차단하는 제1 색 필터층;
    상기 제2 광을 투과시키고 상기 제1 광과 상기 제3 광의 투과를 차단하는 제2 색 필터층; 및
    상기 제3 광을 투과시키고 상기 제1 광과 상기 제2 광의 투과를 차단하는 제3 색 필터층을 포함하는, 표시 장치.
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