KR20200029350A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20200029350A
KR20200029350A KR1020190106115A KR20190106115A KR20200029350A KR 20200029350 A KR20200029350 A KR 20200029350A KR 1020190106115 A KR1020190106115 A KR 1020190106115A KR 20190106115 A KR20190106115 A KR 20190106115A KR 20200029350 A KR20200029350 A KR 20200029350A
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insulating layer
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light emitting
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슈-밍 쿠오
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이노럭스 코포레이션
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Abstract

디스플레이 장치가 제공되며, 디스플레이 장치는 제1 기판, 제1 서브 픽셀 및 제2 서브 픽셀을 포함한다. 상기 제1 서브 픽셀은 상기 제1 기판 상에 배치되고, 상기 제2 서브 픽셀은 상기 제1 서브 픽셀에 인접하게 배치된다. 상기 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀은 서로 피치만큼 이격되어 있다. 상기 제1 서브 픽셀 및 제2 서브 픽셀 중 적어도 하나는 발광 유닛 및 해당 발광 유닛 상에 배치된 광변환 층을 포함한다. 상기 제1 서브 픽셀은 상기 제1 기판의 법선 방향에 수직한 방향을 따라 제1 길이를 가지는 능동층을 포함한다. 상기 광변환 층은 상기 제1 기판의 법선 방향에 수직한 방향을 따라 제2 길이를 가진다. 상기 제1 길이(A), 제2 길이(B) 및 피치(Sp)는 A + 1 마이크로미터 < B < Sp - 1 마이크로미터의 공식을 따른다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY DEVICE}
[관련 출원에 대한 상호 참조]
본 출원은 2018 년 9월 7일자 출원된 미국 특허 가출원 제62/728,118호 및 2019년 2월 25일자 출원된 중국 특허 출원 제201910137463.5의 우선권을 주장하며, 이들의 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.
본 개시 내용은 디스플레이 장치, 보다 구체적으로, 디스플레이 장치의 요소들의 구성에 관한 것이다.
스마트폰, 태블릿, 노트북, 모니터 및 TV와 같이 디스플레이 패널이 갖춰진 전자 제품은 현대 사회에서 없어서는 안되는 필수품이 되었다. 이러한 휴대용 전자 제품의 개발 진전에 따라, 소비자는 이러한 제품의 품질, 기능성 및 가격에 대해 높은 요구를 가진다.
최근, 발광 다이오드(LED)가 널리 사용되고 있다. 발광 다이오드는 마이크로 발광 다이오드(micro LED) 기술에 의해 박형화, 소형화 및 배치가 이루어지고 있다. 현존하는 발광 다이오드는 의도된 목적에 적합하지만, 모든 면에서 완전히 만족스럽지는 않았다. 예를 들어, 광 변환 효율이나 광 추출 효율 등의 문제가 여전히 존재한다. 따라서, 발광 다이오드의 성능을 추가로 개선할 수 있는 디스플레이 장치의 구조적 설계의 개발은 여전히 산업계가 현재 달성하고자 하는 목표 중 하나이다.
본 개시 내용의 일부 실시예에 따라 디스플레이 장치가 제공된다. 디스플레이 장치는 제1 기판, 제1 서브 픽셀 및 제2 서브 픽셀을 포함한다. 상기 제1 서브 픽셀은 상기 제1 기판 상에 배치되고, 상기 제2 서브 픽셀은 상기 제1 서브 픽셀에 인접하게 배치된다. 상기 제1 서브 픽셀과 제2 서브 픽셀은 서로 피치만큼 이격되어 있다. 상기 제1 서브 픽셀 및 제2 서브 픽셀 중 적어도 하나는 발광 유닛 및 해당 발광 유닛 상에 배치된 광변환 층을 포함한다. 상기 제1 서브 픽셀은 상기 제1 기판의 법선 방향에 수직한 방향을 따라 제1 길이를 가지는 능동층을 포함한다. 상기 광변환 층은 상기 제1 기판의 법선 방향에 수직한 방향을 따라 제2 길이를 가진다. 상기 제1 길이(A로 표시), 제2 길이(B로 표시) 및 피치(Sp로 표시)는 A + 1 마이크로미터 < B < Sp - 1 마이크로미터의 공식을 따른다.
첨부된 도면을 참조로 다음의 실시예에 상세한 설명이 제공된다.
본 개시 내용은 첨부 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명과 예를 파악하는 것에 의해 더 완전하게 이해될 수 있다. 도면에서:
도 1은 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 디스플레이 장치의 상면도를 예시한다.
도 2는 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 도 1의 X-X' 선분을 따른 서브 픽셀의 단면도를 예시한다.
도 3a 및 도 3b는 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 발광 유닛의 단면도를 예시한다.
도 4a는 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 발광 유닛 및 광변환 층의 상면도를 예시한다.
도 4b는 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 도 4a의 Y-Y' 선분을 따른 단면도를 예시한다.
도 5a 내지 도 5e는 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 발광 유닛의 능동층의 상면도를 예시한다.
도 6a는 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 발광 유닛 및 광변환 층의 상면도를 예시한다.
도 6b는 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 도 6a의 Y-Y' 선분을 따른 발광 유닛 및 광변환 층의 단면도를 예시한다.
도 7a는 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 발광 유닛 및 광변환 층의 상면도를 예시한다.
도 7b는 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 도 7a의 Y-Y' 선분을 따른 발광 유닛 및 광변환 층의 단면도를 예시한다.
도 8은 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 디스플레이 장치의 단면도를 예시한다.
도 9는 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 디스플레이 장치의 단면도를 예시한다.
도 10은 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 디스플레이 장치의 단면도를 예시한다.
본 개시 내용의 디스플레이 장치와 그 제조 방법을 다음의 설명에서 상세히 설명한다. 다음의 상세한 설명에서, 설명의 목적으로, 본 개시 내용의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항 및 실시 형태를 제시한다. 본 개시 내용을 명확하게 기술하기 위해 다음의 상세한 설명에 기재된 특정 요소와 구성을 제시한다. 그러나, 여기에 제시된 예시적인 실시예들은 단지 예시의 목적으로 사용되며, 발명의 개념은 상기 예시적인 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있음이 분명할 것이다. 추가로, 다른 실시예의 도면들은 본 개시 내용을 명확하게 기술하기 위해 유사하거나 및/또는 대응하는 요소를 지시함에 있어서 유사하거나 및/또는 대응하는 번호를 사용할 수 있다. 그러나, 다른 실시예의 도면들에 유사하거나 및/또는 대응하는 번호를 사용하는 것은 다른 실시예 사이에 어떤 상관 관계를 암시하지 않는다. 추가로, 본 명세서에서 "제2 재료층 상에/위에 배치된 제1 재료층"과 같은 표현은 제1 재료층과 제2 재료층의 직접적인 접촉을 나타내거나 제1 재료층과 제2 재료층 사이에 하나 이상의 중간층이 있는 비-접촉 상태를 나타낼 수 있다. 상기의 상황에서, 제1 재료층은 제2 재료층과 직접 접촉되지 않을 수 있다.
본 개시 내용의 도면에 있는 요소들 또는 소자들은 당업자에게 알려진 임의의 형태 또는 구성으로 제시될 수 있음을 알아야 한다. 추가로, 실시예들에는 상대적 표현이 사용된다. 예를 들면, 한 요소의 다른 요소에 대한 위치를 설명하기 위해 "하부", "바닥", "상부측", 또는 "상부" 등이 사용된다. 소자가 상부가 아래로 뒤집어지면, "하부"인 요소는 "상부측"인 요소가 될 것임을 알아야 한다.
제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 요소, 성분, 영역, 층, 부분 및/또는 섹션을 설명하기 위해 여기에서 사용될 수 있지만, 이들 요소, 성분, 영역, 층, 부분 및/또는 섹션은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안된다는 것을 알아야 한다. 이들 용어는 하나의 요소, 성분, 영역, 층, 부분 또는 섹션을 다른 영역, 층 또는 섹션으로부터 구별하는 데에만 사용된다. 따라서, 아래에 설명되는 제1 요소, 성분, 영역, 층, 부분 또는 섹션은 본 개시 내용의 교시를 벗어나지 않고 제2 요소, 성분, 영역, 층, 부분 또는 섹션으로 명명될 수 있다.
예시적인 실시예의 설명은 전체의 기록된 설명의 일부로 간주될 수 있는 첨부 도면과 관련하여 파악되도록 의도된 것임을 이해하여야 한다. 도면은 일정 비율로 작성되지 않는다. 추가로, 구조체와 소자는 도면을 단순화하기 위해 개략적으로 예시된다.
"약", "실질적으로" 등의 용어는 일반적으로 언급된 값의 +/-20%, 더 일반적으로 언급된 값의 +/-10%, 더 일반적으로 언급된 값의 +/-5%, 더 일반적으로 언급된 값의 +/-3%, 더 일반적으로 언급된 값의 +/-2%, 더 일반적으로 언급된 값의 +/-1%, 보다 더 일반적으로 언급된 값의 +/-0.5%를 의미한다. 본 개시 내용의 언급된 값은 근사값이다. 특정 설명이 없으면, 언급된 값은 "약", "실질적으로"의 의미를 포함한다.
달리 정의되지 않으면, 여기에 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 개시 내용이 속하는 업계의 통상적인 기술자가 일반적으로 이해하는 바와 동일한 의미를 가진다. 각각의 경우, 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어는 본 개시 내용과 배경의 상대적인 기술 또는 본 개시 내용의 맥락에 부합하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 그렇게 정의되지 않으면 이상화되거나 과도하게 형식적인 방식으로 해석되어서는 안된다는 것을 알아야 한다.
추가로, 본 개시 내용의 일부 실시예에서, "연결된"과 "상호 연결된" 등의 부착, 결합 등에 관한 용어는 달리 명시적으로 설명되지 않는 한, 이동 가능하거나 견고한 부착 또는 관계 양자 모두는 물론, 구조체들이 직접 서로에 고정 또는 부착되거나 중개 구조체를 통해 간접적으로 서로에 고정 또는 부착되는 관계를 말한다.
또한, "제1 값과 제2 값 사이의 범위에서" 또는 "제1 값으로부터 제2 값까지의 범위에서"라는 문구는 그 범위가 제1 값, 제2 값 및 그 사이의 다른 값을 포함한다는 것을 나타낸다.
본 개시 내용의 일부 실시예에 따르면, 디스플레이 장치가 제공된다. 디스플레이 장치는 디스플레이 장치의 광변환 효율 또는 발광 효율을 향상시킬 수 있는 특정 방식으로 구성된 발광 유닛 및 광변환 층을 포함한다.
도 1은 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)의 상면도를 예시한다. 명확한 예시를 위해 도 1에는 디스플레이 장치(10)의 일부 요소만이 예시되어 있음을 이해해야 한다. 본 개시 내용의 일부 실시예에 따르면, 후술하는 바와 같이 디스플레이 장치(10)에 추가적인 특징부가 추가될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 후술하는 디스플레이 장치(10)의 특징부 중 일부는 대체되거나 생략될 수 있다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 제1 기판(102a) 및 제1 기판(102a) 상에 배치된 복수의 서브 픽셀(100)을 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 여기서는 2개의 서브 픽셀(100)을 제1 서브 픽셀(100a) 및 제2 서브 픽셀(100b)로 나타내고, 서브 픽셀(100)의 피치를 설명하기 위해 제1 서브 픽셀(100a) 및 제2 서브 픽셀(100b)을 예로 들어 설명한다. 도 1에 예시된 바와 같이, 제2 서브 픽셀(100b)은 제1 서브 픽셀(100a)에 인접하게 피치(Pp)만큼 이격되게 배치된다. 일부 실시예에서, 디스플레이 장치(10)는 예컨대, 플렉시블 디스플레이 장치, 터치 디스플레이 장치, 타일형 디스플레이 장치 또는 곡면 디스플레이 장치일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "피치"는 하나의 서브 픽셀의 영역의 중심점과 이에 인접한 다른 서브 픽셀의 영역의 중심점 사이의 거리로 정의될 수 있음을 이해해야 한다. 대안적으로, 도 1에 예시된 바와 같이. "피치"라는 용어는 하나의 서브 픽셀(예, 제1 서브 픽셀(100a))의 영역한 일측(예, 우측)의 엣지와 이에 인접한 다른 서브 픽셀(예, 제2 서브 픽셀(100b))의 영역의 동일한 측(dPm 우측)의 엣지 사이의 거리로 정의될 수 있다. 또한, 제1 서브 픽셀(100a) 및 제2 서브 픽셀(100b)은 상이하거나 동일한 색상의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 픽셀(100a) 및 제2 서브 픽셀(100b)은 적색, 녹색, 청색 또는 백색 등을 방출할 수 있으나, 본 개시 내용은 이것에 한정되는 것은 아니다.
일부 실시예에서, 제1 기판(102a)은 어레이 기판일 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(102a)은 디스플레이 장치(10)의 구동 기판으로서 기능할 수 있다. 구체적으로, 제1 기판(102a)은 구동 회로(미도시)를 포함할 수 있고, 구동 회로는 예를 들어 능동 구동 회로 또는 수동 구동 회로를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 구동 회로는 트랜지스터(예, 스위칭 트랜지스터 또는 구동 트랜지스터 등), 데이터 라인, 스캔 라인, 도전 패드, 유전체 층 또는 다른 회로 등을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 스위칭 트랜지스터는 서브 픽셀(100)의 점등 또는 턴 오프를 제어하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 구동 회로는 외부 집적 회로(IC) 또는 마이크로 칩 등에 의해 서브 픽셀(100)을 제어할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 기판(102a)의 재료는 유리, 석영, 사파이어, 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 고무, 유리 섬유, 세라믹, 다른 적절한 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 제1 기판(102a)은 금속-유리 섬유 복합 플레이트, 금속-세라믹 복합 플레이트 또는 인쇄 회로 기판 등을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 2는 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 도 1의 X-X' 선분을 따른 서브 픽셀(100)의 단면도를 예시하는 도 2를 참조한다. 도 1에는 요소들 간의 위치 관계를 나타내기 위해 서브 픽셀(100)의 일부 요소만이 예시되어 있음을 이해해야 한다.
도 2에 예시된 바와 같이. 서브 픽셀(100)은 본 개시 내용의 일부 실시예에 따라 제1 기판(102a)과 대향하여 배치된 제2 기판(102b)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 기판(102b)의 재료는 유리, 석영, 사파이어, 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 고무, 유리 섬유, 세라믹, 다른 적절한 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다.
일부 다른 실시예에서, 보호층이 제2 기판(102b)을 대체하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 보호층은 유기 재료 또는 무기 재료를 포함할 수 있다. 보호층은 코팅 공정에 의해 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 유기 재료는 에폭시 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 아크릴 수지, 벤조시클로부텐(BCB), 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리디메틸실록산(PDMS), 다른 적절한 재료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 일부 실시예에서, 무기 재료는 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 다른 적절한 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다.
또한, 서브 픽셀(100)은 제1 기판(102a)과 제2 기판(102b) 사이에 배치된 발광 유닛(200) 및 광변환 층(302)을 포함할 수 있고, 광변환 층(302)은 발광 유닛(200) 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 발광 유닛(200)은 발광 다이오드(LED), 마이크로 발광 다이오드, 또는 미니 발광 다이오드, 또는 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있지만, 본 개시 내용은 이것에 한정되지 않는다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(200)은 액정(LC), 양자점(QD), 형광 물질, 인광 물질, 다른 적절한 재료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 일부 실시예에서, 발광 유닛(200)에 의해 제공되는 광원은 단파장의 광을 포함할 수 있다. 예를 들어, 파장은 약 10 나노미터 (nm) 내지 약 500 나노미터의 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 발광 유닛(200)에 의해 제공되는 광원은 청색광 또는 UV 광을 포함할 수 있다.
본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 발광 유닛(200)의 단면도를 예시하는 도 3a 및 도 3b를 참조한다. 도 3a에 예시된 바와 같이, 일부 실시예에 따르면, 발광 유닛(200)은 수직형 구조를 갖는 발광 유닛일 수 있다. 일부 다른 실시예에 따르면, 도 3b에 예시된 바와 같이, 발광 유닛(200)은 플립-칩 타입의 구조를 갖는 발광 유닛일 수 있다.
구체적으로, 발광 유닛(200)은 제1 반도체 층(202), 제2 반도체 층(204) 및 능동층(206)을 포함할 수 있다. 능동층(206)은 제1 반도체 층(202)과 제2 반도체 층(204) 사이에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 반도체 층(202) 및 제2 반도체 층(204) 중 하나는 전자를 제공하고 수송하는 데 사용될 수 있고, 다른 하나는 정공(electron holes)을 제공하고 수송하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 반도체 층(202) 및 제2 반도체 층(204)은 각각 n-형 도전형을 가지는 반도체 재료 및 p-형 도전형을 가지는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 그러나, 일부 다른 실시예에서, 제1 반도체 층(202) 및 제2 반도체 층(204)은 각각 p-형 도전형을 가지는 반도체 재료 및 n-형 도전형을 가지는 반도체 재료로 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, n-형 도전형을 가지는 반도체 재료는 4가 원자로 도핑된 갈륨 질화물(n-GaN) 또는 알루미늄 인듐 인화물(n-AlInP)을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 또한, p-형 도전형을 가지는 반도체 재료는 2가 원자로 도핑된 갈륨 질화물(p-GaN) 또는 알루미늄 인듐 인화물(p-AlInP)을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 일부 실시예에서, 능동층(206)은 양자 우물 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 능동층(206)은 단일 양자 우물(SQW), 다중 양자 우물(MQW), 나노와이어, 다른 적절한 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 능동층(206)의 재료는 갈륨 질화물, 알루미늄 인듐 인화물(AlInP), 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다.
일부 실시예에서, 제1 반도체 층(202), 제2 반도체 층(204) 및 능동층(206)은 에피택셜 성장 공정에 의해 형성될 수 있다. 에피택셜 성장 공정은 분자빔 에피택시(MBE) 공정, 액상 에피택시(LPE) 공정, 고상 에피택시(SPE) 공정, 기상 에피택시(VPE) 공정, 선택적 에피택셜 성장(SEG) 공정, 금속 유기 화학적 기상 증착(MOCVD) 공정, 원자층 증착(ALD) 공정 또는 이들의 조합에 의해 형성될 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
또한, 일부 실시예에서, 발광 유닛(200)은 제1 반도체 층(202) 및 제2 반도체 층(204) 상에 배치된 제1 전극층(208) 및 제2 전극층(210)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 발광 유닛(200)이 수직형 구조를 갖는 실시예에서, 제1 전극층(208) 및 제2 전극층(210)은 (도 3a에 예시된 바와 같이) 대향 측면에 배치된다. 발광 유닛(200)이 플립-칩 형 구조를 갖는 실시예에서, 제1 전극층(208)과 제2 전극층(210)은 (도 3b에 예시된 바와 같이) 동일한 측면에 배치된다.
일부 실시예에서, 제1 전극층(208) 및 제2 전극층(210)은 디스플레이 장치(10)의 신호 라인(미도시) 및 구동 회로(미도시)에 추가로 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 전극층(208) 및 제2 전극층(210)의 재료는 도전 금속 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도전 금속 재료는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 주석(Sn), 인듐(In), 구리 합금, 알루미늄 합금, 텅스텐 합금, 티타늄 합금, 금 합금, 백금 합금, 니켈 합금, 주석 합금, 인듐 합금, 다른 적절한 도전 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
일부 실시예에서, 제1 전극층(208) 및 제2 전극층(210)은 하나 이상의 증착 공정, 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정에 의해 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 증착 공정은 화학적 기상 증착 공정, 물리적 기상 증착 공정, 전기 도금 공정, 무전해 도금 공정, 다른 적절한 공정, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 포토리소그래피 공정은 포토레지스트 코팅(예, 스핀 코팅), 소프트 베이킹, 하드 베이킹, 마스크 정렬, 노광, 노광 후 베이킹, 포토레지스트 현상, 세정, 건조 또는 다른 적절한 공정을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 에칭 공정은 건식 에칭 공정, 습식 에칭 공정, 또는 다른 적절한 에칭 공정을 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 발광 유닛(200)의 구조가 조정될 수 있거나 필요에 따라 발광 유닛(200) 내에 또는 그 위에 추가 요소들이 배치될 수 있다는 것을 알아야 한다. 본 개시 내용의 발광 유닛(200)은 전술한 바와 같은 구조에 한정되지 않는다.
전술한 바와 같이, 도 2를 참조하면, 서브 픽셀(100)은 발광 유닛(200) 상에 배치된 광변환 층(302)을 포함할 수 있다. 광변환 층(302)은 광의 파장을 변환시키는 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 발광 유닛(200)에 의해 생성된 광원은 특정 범위의 파장을 갖는 광(특정한 색상의 광)으로 변환될 수 있다. 일부 실시예에서, 광변환 층(302)은 매트릭스 및 매트릭스 내에 분산된 입자를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 매트릭스의 재료는 유기 중합체, 무기 중합체, 유리 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 매트릭스는 일부 실시예에 따라 투명하거나 반투명할 수 있다.
일부 실시예에서, 입자는 형광체, 양자점(QD) 재료, 유기 형광 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 일부 실시예에서, 광변환 층(302)은 광원을 적색광, 녹색광, 청색광 또는 임의의 다른 적절한 색상의 광으로 변환시킬 수 있는 형광체를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 양자점 재료는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 코어 구조는 CdSe, CdTe, CdS, ZnS, ZnSe, ZnO, ZnTe, InAs, InP, GaP, 다른 적합한 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 쉘 구조는 ZnS, ZnSe, GaN, GaP, 다른 적절한 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다.
또한, 일부 실시예에서, 광변환 층(302)은 산란 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 산란 입자는 높은 반사 계수(예, 30% 초과)를 가질 수 있다. 산란 입자는 양자점 재료의 흡광 효율을 추가로 증가시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 산란 입자의 재료는 티타늄(Ti) 또는 아연(Zn)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 산란 입자는 티타늄 이산화물(TiO2), 니오븀-도핑된 티타늄 산화물(TNO), 아연 산화물(ZnO), 지르코늄 이산화물(ZrO2) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다.
일부 실시예에서, 광변환 층(302)은 화학적 기상 증착 공정, 코팅 공정, 인쇄 공정, 잉크젯 인쇄 공정, 다른 적절한 공정 또는 이들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 또한, 광변환 층(302)은 하나 이상의 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정에 의해 형성될 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 서브 픽셀(100)은 발광 유닛(200)과 광변환 층(302) 사이에 배치된 접착층(310), 발광 유닛(200)에 인접한 제1 절연층(304) 및 광변환 층(302)에 인접한 제2 절연층(306)을 포함할 수 있다. 접착층(310), 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)의 상세한 구조는 하기 문맥에서 설명될 것이다.
다음에, 도 4a 및 도 4b를 참조한다. 도 4a는 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 제1 반도체 층(202), 능동층(206) 및 광변환 층(302)의 상면도를 예시한다. 도 4b는 도 4a의 Y-Y' 선분을 따른 단면도를 예시한다.
도 4a 및 도 4b에 예시된 바와 같이, 기판(102a)의 법선 방향(예를 들어, Z-방향)에 수직인 방향(예, X-방향)으로(도 2에 예시됨), 발광 유닛(200)의 능동층(206)은 제1 길이(A)를 가지며, 광변환 층(302)은 제2 길이(B)를 가진다. 일부 실시예에 따르면, 능동층(206)의 제1 길이(A) 및 광변환 층(302)의 제2 길이(B)는 A + 1 마이크로미터(㎛) < B의 공식을 따른다. 특정 실시예에서, 제1 길이(A)는 200 ㎛ 이하이고 1 ㎛ 이상일 수 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 특정 실시예에서, 제2 길이(B)는 600 ㎛ 이하일 수 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다.
능동층(206)의 제1 길이(A)가 너무 길면(예, 제2 길이(B)보다 긴 경우), 발광 유닛(200)의 광의 일부가 변환되지 않을 수 있다는 점에 유의해야 한다. 즉, 제1 길이(A)보다 긴 제2 길이(B)를 갖는 광변환 층(302)은 발광 유닛(200)의 광변환의 비율을 증가시킬 수 있다. 구체적으로, 일 실시예에서, 광변환 층(302)의 제2 길이(B)(또는 치수)가 능동층(206)의 제1 길이(A)(또는 치수)의 약 1.7배인 경우, 광변환 효율은 약 1.5배 개선될 수 있다. 일부 실시예에서, 광변환 층(302)의 제2 길이(B) 대 능동층(206)의 제1 길이(A)의 비율(B/A)은 약 1.1~약 3의 범위, 예를 들어 1.2, 1.7, 또는 2 일 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용된 "제1 길이" 및 "제2 길이"는 각각 능동층(206)을 포함할 수 있는 최소 직사각형의 단변(short side)의 길이 및 광변환 층(302)을 포함할 수 있는 최소 직사각형의 단변의 길이로 정의됨을 이해해야 한다. 보다 구체적으로, 능동층(206) 및 광변환 층(302)의 영역을 포함할 수 있는 최소 직사각형은 제1 기판(102a) 또는 제2 기판(102b)의 평면도상 시야로 정의될 수 있다. 대안적으로, 능동층(206) 및 광변환 층(302)의 영역을 포함할 수 있는 최소 직사각형은 제1 기판(102a) 또는 제2 기판(102b)의 법선 방향(예, Z-방향)에 실질적으로 수직인 평면(예, 도면에서 XY 평면)으로 정의될 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에서, 능동층(206) 및 광변환 층(302)은 사각형 형상을 가지며, 능동층(206)의 제1 길이(A) 및 광변환 층(302)의 제2 길이(B)는 각각 능동층(206)과 광변환 층(302)의 단변의 길이이다. 사각형이 정사각형인 경우, 사각형의 어느 일측도 단변으로 간주될 수 있다.
일부 다른 실시예에서, 능동층(206) 및 광변환 층(302)의 형상은 사각형이 아닐 수 있다. 도 5a~5e는 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 발광 유닛(200)의 능동층(206)의 상면도를 예시한다. 제1 길이(A)의 정의를 설명하기 위해 도 5a~5e에는 능동층(206)만이 예시되어 있음을 알아야 하며, 도면에 예시되지 않은 광변환 층(302)은 동일한 방식으로 정의될 수 있다. 도 5a 내지 도 5e에 예시된 바와 같이, 일부 실시예에 따르면, 제1 기판(102a) 또는 제2 기판(102b)의 평면도상 시야에서, 능동층(206)의 발광 영역은 원형, 타원형, 육각형 형상, 링형, 심각형, 불규칙한 형상 또는 임의의 다른 적절한 형상을 가질 수 있다. 이들 실시예에서, 능동층(206)의 제1 길이(A)는 능동층(206)을 포함할 수 있는 최소 사각형(SQ)의 단변의 길이이다.
도 6a 및 도 6b를 참조한다. 도 6a는 본 개시 내용의 일부 다른 실시예에 따른 제1 반도체 층(202), 능동층(206) 및 광변환 층(302)의 상면도를 예시한다. 도 6b는 도 6a의 Y-Y' 선분을 따른 단면도를 예시한다. 도 6a 및 도 6b에 예시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 능동층(206) 및 광변환 층(302)의 발광 영역은 모두 원형 형상을 가질 수 있다. 이 실시예에서, 능동층(206)의 제1 길이(A) 및 광변환 층(302)의 제2 길이(B)도 역시 A + 1 ㎛ < B의 공식을 따른다.
능동층(206)의 발광 영역은 전술한 실시예에서의 광변환 층(302)과 동일하거나 유사한 형상을 가지지만, 능동층(206)의 발광 영역은 일부 다른 실시예에 따라 광변환 층(302)과 다른 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 7a 및 도 7b를 참조한다. 도 7a는 본 개시 내용의 일부 다른 실시예에 따른 발광 유닛(200) 및 광변환 층(302)의 상면도를 예시한다. 도 7b는 도 7a의 Y-Y' 선분을 따른 단면도를 예시한다. 본 실시예에서, 능동층(206)의 발광 영역의 형상은 중공 영역을 가지는 사각형일 수 있고, 광변환 층(302)의 형상은 사각형일 수 있다. 이 실시예에서, 능동층(206)의 제1 길이(A) 및 광변환 층(302)의 제2 길이(B)도 역시 A + 1 ㎛ < B의 공식을 따른다.
또한, 일부 실시예에 따르면, 광변환 층(302)의 제2 길이(B) 및 서브 픽셀(100)이 이격되는 피치(Sp)는 B < Sp - 1 ㎛의 공식을 따른다. 특정 실시예에서, 피치(Sp)는 300 ㎛ 이하일 수 있지만, 본 개시 내용은 이것에 한정되지 않는다.
피치(Sp)가 너무 작은 경우(예, 제2 길이(B)보다 작은 경우), 서브 픽셀(100)은 누화 효과(crosstalk effect)에 의해 교란될 수 있으며, 이는 광원의 색상 혼합을 초래할 수 있음에 유의해야 한다. 따라서, 발광 유닛(200)의 광원의 색의 순도가 감소될 수 있다.
또한, 일부 실시예에 따르면, 능동층(206)의 제1 길이(A) 및 광변환 층(302)의 제2 길이(B)는 A + 1 ㎛ < B < Sp - 1 ㎛의 공식을 따른다.
다음에, 도 8을 참조한다. 도 8은 본 개시 내용의 일부 실시예에 따른 디스플레이 장치(10A)의 단면도를 예시한다. 상기 및 하기 문맥에서 동일하거나 유사한 부품 또는 요소는 동일하거나 유사한 참조 번호로 표시됨을 이해해야 한다. 이들 부품 또는 요소의 재료, 제조 방법 및 기능은 전술한 것과 동일하거나 유사하므로 여기서는 반복되지 않는다.
도 8에 예시된 바와 같이, 디스플레이 장치(10A)는 제1 기판(102a), 제2 기판(102b), 발광 유닛(200) 및 광변환 층(302)을 포함할 수 있다. 제2 기판(102b)은 제1 기판(102a)과 대향하여 배치될 수 있다. 발광 유닛(200)과 광변환 층(302)은 제1 기판(102a)과 제2 기판(102b) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 디스플레이 장치(10A)는 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)을 더 포함할 수 있다. 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)은 제1 기판(102a)과 제2 기판(102b) 사이에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 절연층(304)은 제1 기판(102a) 상에서 발광 유닛(200)에 인접하게 배치될 수 있고, 제2 절연층(306)은 제1 절연층(304) 상에서 광변환 층(302)에 인접하게 배치될 수 있다. 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)은 누화 효과를 감소시키거나 색역(color gamut) 범위를 향상시키기 위해 차광층으로서 기능할 수 있다. 일부 실시예에서, 광변환 층(302)은 디스플레이 장치(10A)의 서브 픽셀의 영역을 실질적으로 정의할 수 있다.
도 8에 예시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)은 거리(D1)만큼 이격될 수 있다. 거리(D1)는 단면에서 제1 기판(102a)의 법선 방향(예, Z-방향)을 따라 제1 절연층(304)과 제2 절연층(306) 사이의 최소 거리일 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 발광 유닛(200) 및 광변환 층(302)도 역시 거리(D1)만큼 이격될 수 있다. 일부 실시예에서, 거리(D1)는 0.1 ㎛ 이상이고 10 ㎛ 이하, 예를 들어 2 ㎛, 5 ㎛, 또는 7 ㎛ 일 수 있다.
거리(D1)가 너무 짧으면(예, 0.1 ㎛ 미만), 제1 절연층(304)과 제2 절연층(306) 사이에 배치된 접착층(310)은 구조체를 효율적으로 고정할 수 없을 수 있음에 유의해야 한다. 반대로, 거리(D1)㎛가 너무 길면(예, 10 ㎛ 이상), 발광 유닛(200)의 광변환 효율이 저하될 수 있다. 구체적으로, 광변환 층(302)의 제2 길이(B)가 능동층(206)의 제1 길이(A)의 약 1.7배인 상기 실시예의 경우, 거리(D1)가 3 ㎛에서 1 ㎛로 감소될 때, 광변환 효율은 약 1.2배 증가될 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 제1 절연층(304)은 발광 유닛(200)과 접촉하지 않을 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 제1 절연층(304)은 발광 유닛(200)과 접촉할 수 있는 데, 예를 들어, 제1 절연층(304)의 측벽(304s)이 발광 유닛(200)과 접촉할 수 있다. 일부 실시예에서, 발광 유닛(200)에 인접한 제1 절연층(304)의 측벽(304s)과 제1 기판(102a)의 법선 방향(예, Z-방향)은 그 사이에 끼인각(θ)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 끼인각(θ)은 약 0도 내지 약 45도의 범위, 예컨대 약 15도, 약 30도 또는 약 40도일 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)은 절연 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 절연층(304) 및/또는 제2 절연층(306)은 차광 특성을 가지는 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)은 높은 반사율(예, 30% 초과) 또는 낮은 반사율(예, 30% 미만)을 가지는 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 절연층(304) 및/또는 제2 절연층(306)의 재료는 블랙 포토레지스트 또는 화이트 포토레지스트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)의 재료는 유기 수지, 유리 페이스트, 다른 적절한 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다.
일부 실시예에서, 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)의 재료는 반사성 재료를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)은 금속 입자(예, 니켈, 알루미늄, 몰리브덴 및 이들의 합금), 금속 산화물 입자(예, 크롬 산화물 또는 티타늄 이산화물), 금속 질화물 입자(예, 크롬 질화물), 흑연 입자 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 또한, 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)은 동일한 재료 또는 다른 재료로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 절연층(304)의 재료는 블랙 포토레지스트를 포함할 수 있고, 제2 절연층(306)의 재료는 화이트 포토레지스트를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)은 화학적 기상 증착 공정, 코팅 공정, 인쇄 공정, 잉크젯 인쇄 공정, 다른 적절한 공정 또는 이들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 또한, 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)은 하나 이상의 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정에 의해 형성될 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 디스플레이 장치(10A)는 제2 절연층(306)과 제2 기판(102b) 사이에 배치된 제3 절연층(308)을 더 포함할 수 있다. 제3 절연층(308)의 재료는 전술한 바와 같은 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)의 재료와 유사할 수 있다. 제2 절연층(306)의 재료가 화이트 포토레지스트를 포함하는 일부 실시예에서, 제3 절연층(308)의 재료는 블랙 포토레지스트를 포함할 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 디스플레이 장치(10A)는 제1 절연층(304)과 제2 절연층(306) 사이에 배치된 접착층(310)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 접착층(310)은 광변환 층(302), 제1 절연층(304) 및 제2 절연층(306)과 접촉될 수 있으며, 제2 기판(102b)은 제1 기판(102a) 상에 고정될 수 있다. 도 8에 예시된 바와 같이. 일부 실시예에서, 접착층(310)은 제1 절연층(304)과 발광 유닛(200) 사이에 배치될 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 발광 유닛(200)은 상부면(200a)만이 접착층(310)에 접촉된 상태로 제1 절연층(304) 내에 부분적으로 배치될 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 대안적으로, 일부 다른 실시예에서, 발광 유닛(200)은 접착층(310)과 접촉하지 않고 제1 절연층(304) 내에 전체적으로 배치될 수 있다.
접착층(310)은 접착 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 접착층(310)은 광학 투명 접착제(OCA), 광학 투명 수지(OCR), 다른 적절한 접착 물질, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 일부 실시예에서, 접착층(310)은 투명 또는 반투명일 수 있다.
일부 실시예에서, 접착층(310)은 화학적 기상 증착 공정, 코팅 공정, 인쇄 공정, 잉크젯 인쇄 공정, 다른 적절한 공정 또는 이들의 조합에 의해 형성될 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 디스플레이 장치(10A)는 광변환 층(302) 상에 배치된 필터층(312)을 더 포함할 수 있다. 필터층(312)은 광변환 층(302)을 통과하는 광의 광학 특성을 필터링 또는 조절할 수 있다. 일부 실시예에서, 필터층(312)은 적색광 필터층, 녹색광 필터층, 청색광 필터층, 적절한 색상 또는 성능을 갖는 다른 필터층, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 일부 실시예에서, 필터층(312) 및 광변환 층(302)은 실질적으로 동일하거나 유사한 치수, 즉 단면에서, 제1 기판(102a)의 법선 방향(예, Z-방향)에 수직한 방향(예, X-방향)으로, 필터층(312)의 제3 길이(C) 및 능동층(206)의 제1 길이(A)는 A + 1 ㎛ < C < Sp - 1 ㎛의 공식을 따를 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 필터층(312)의 제3 길이(C)는 광변환 층(302)의 제2 길이(B) 이상일 수 있다.
또한, 일부 실시예에서, 디스플레이 장치(10A)는 제1 절연층(304)의 일부 상에 배치된 제1 반사층(314)을 더 포함할 수 있다. 도 8에 예시된 바와 같이, 일부 실시예에서, 제1 반사층(314)의 일부는 발광 유닛(200)과 제1 절연층(304) 사이에 배치될 수 있고, 제1 반사층(314)의 일부는 광변환 층(302)과 제1 절연층(304) 사이에 배치될 수 있고, 제1 절연층(304)의 일부는 제2 절연층(306)과 제1 절연층(304) 사이에 배치될 수 있다. 제1 반사층(314)은 발광 유닛(200)에 의해 방출된 광을 광변환 층(302)으로 반사하여 발광 유닛(200)의 광변환 효율을 증가시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 반사층(314)의 일부는 제2 절연층(306)과 제1 절연층(304) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제1 반사층(314)과 제2 절연층(306)은 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 구체적으로, 제1 반사층(314) 및 제2 절연층(306)은 제1 기판(102a) 또는 제2 기판(102b)의 법선 방향으로 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다. 일부 실시예에서, 단면에서, 제1 반사층(314)과 제2 절연층(306)은 적어도 1 ㎛(1 ㎛ 이상)의 범위, 예를 들어, 2 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위, 또는 10 ㎛ 내지 50 ㎛의 범위의 거리(D2)로 서로 중첩될 수 있지만, 본 개시 내용은 이것에 한정되지는 않는다. 거리(D2)가 너무 긴 경우, 예를 들어 피치의 1/2(Sp/2)보다 긴 경우, 제1 반사층(314)에 의해 반사된 광은 다른 인접한 서브 픽셀에 영향을 줄 수 있으며, 이는 광의 혼합을 초래할 수 있음을 이해해야 한다.
제1 반사층(314)은 반사 특성을 가지는 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 반사층(314)의 재료는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 인듐(In), 루테늄(Ru), 주석(Sn), 금(Au), 백금(Pt), 아연(Zn), 은(Ag), 티타늄(Ti), 납(Pb), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 팔라듐(Pd), 구리 합금, 알루미늄 합금, 인듐 합금, 루테늄 합금, 주석 합금, 금 합금, 백금 합금, 아연 합금, 은 합금, 티타늄 합금, 납 합금, 니켈 합금, 크롬 합금, 마그네슘 합금, 팔라듐 합금, 다른 적절한 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 일부 다른 실시예에서, 제1 반사층(314)의 재료는 티타늄 이산화물, 실리콘 이산화물 또는 이들의 조합을 추가로 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 반사층(314)은 상기 증착 공정, 코팅 공정, 인쇄 공정, 잉크젯 인쇄 공정, 다른 적절한 공정 또는 이들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 또한, 제1 반사층(314)은 하나 이상의 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정에 의해 형성될 수 있다.
다음에, 본 개시 내용의 일부 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(10B)의 단면도를 예시하는 도 9를 참조한다. 디스플레이 장치(10B)는 도 8에 예시된 디스플레이 장치(10A)와 실질적으로 유사하다. 이들 간의 차이점은 도 9에 예시된 실시예에서 디스플레이 장치(10B)가 제1 절연층(304)과 제2 절연층(306) 사이에 배치된 제1 스페이서 층(316)을 더 포함할 수 있다는 점이다. 일부 실시예에서, 디스플레이 장치(10B)는 광변환 층(302)과 필터층(312) 사이에 배치된 제2 스페이서 층(318)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 스페이서 층(318)의 재료는 한정되는 것은 아니지만 굴절률이 낮은 재료를 포함할 수 있으며, 굴절률은 예를 들어 1 내지 1.5일 수 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다.
제1 스페이서 층(316)은 낮은 반사율(예, 30% 미만) 또는 낮은 광 투과율(예, 10% 미만)을 가지는 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 스페이서 층(316)의 재료는 블랙 포토레지스트를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 스페이서 층(316)은 유기 수지, 유리 페이스트, 다른 적절한 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 일부 실시예에서, 제1 스페이서 층(316)은 금속 산화물 입자(예, 크롬 산화물 또는 티타늄 이산화물), 금속 질화물 입자(예, 크롬 질화물), 흑연 입자 또는 이들의 조합을 추가로 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다.
구체적으로, 본 실시예에서, 제1 절연층(304)의 재료는 높은 반사율(예, 30% 초과)을 가지는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 높은 반사율을 가지는 재료는 화이트 포토레지스트를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 스페이서 층(316)은 광 투과율이 낮은 재료로 형성될 수 있으므로, 인접한 서브 픽셀에 대한 제1 절연층(304)에 의해 반사된 광의 영향이 감소되거나 서브 픽셀 간의 상호 간섭이 감소될 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 제1 절연층(304)은 높은 반사율을 가지는 재료로 형성될 수 있으므로, 제1 절연층(304) 상에 제1 반사층(314)이 추가로 배치되지 않을 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 제1 절연층(304)은 발광 유닛(200)과 접촉할 수 있다.
일부 실시예에서, 단면에서, 제1 기판(102a) 또는 제2 기판(102b)의 법선 방향에 수직인 방향으로, 제1 스페이서 층(316) 및 광변환 층(302)은 최소 거리(D3)큼 이격될 수 있다. 일부 실시예에서, 거리(D3)의 범위는 1 ㎛ 이상, 예를 들어, 약 1 ㎛~약 200 ㎛, 또는 약 50 ㎛~약 100 ㎛일 수 있지만, 본 개시 내용은 이것에 한정되지 않는다.
또한, 제2 스페이서 층(318)은 낮은 굴절률을 가지는 재료로 형성될 수 있는 데, 예를 들어 굴절률은 1.5 미만일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 스페이서 층(318)의 재료는 유기 수지, 유리 페이스트, 실록산 중합체, 다른 적합한 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 일부 실시예에서, 제2 스페이서 층(318)의 재료는 실리콘 산화물 화합물, 수지, 에어 갭 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 스페이서 층(318)은 실리콘 산화물 화합물 및 에어 갭을 포함할 수 있다. 제2 스페이서 층(318)은 또한 수지 및 에어 갭을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 스페이서 층(318)은 투명하거나 반투명할 수 있다.
다음에, 본 개시 내용의 일부 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(10C)의 단면도를 예시하는 도 10을 참조한다. 디스플레이 장치(10C)는 도 9에 예시된 디스플레이 장치(10B)와 실질적으로 유사하다. 이들 간의 차이점은 도 10에 예시된 실시예에서 디스플레이 장치(10C)는 발광 유닛(200)의 측벽(200s) 상에 배치된 제2 반사층(320)을 더 포함할 수 있다는 것이다. 일부 실시예에서, 제2 반사층(320)도 역시 발광 유닛(200)의 바닥면(200b) 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 반사층(320)은 발광 유닛(200)의 측벽(200s) 및 바닥면(200b)과 접촉할 수 있다. 또한, 제2 반사층(320)은 전기적 연결을 위해 발광 유닛(200)의 접촉 구조체(예, 제1 전극층(208) 및 제2 전극층(210))를 노출시킬 수 있다.
제2 반사층(320)은 발광 유닛(200)에 의해 방출된 광이 제1 절연층(304)에 의해 흡수되지 않게 감소시켜 발광 유닛(200)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 반사층(320)은 전방향 반사기(ODR) 구조, 분산 브래그 반사기(DBR) 구조 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특히, 전방향 반사기 구조는 유전체 재료/금속 반사 재료/유전체 재료의 스택을 포함할 수 있고, 브래그 반사기 구조는 상이한 굴절률을 가지는 복수의 유전체 재료의 스택을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유전체 재료는 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiON), 알루미늄 산화물(Al2O3), 티타늄 이산화물(TiO2), 다른 적절한 재료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 일부 실시예에서, 금속 반사 재료는 구리, 알루미늄, 인듐, 루테늄, 주석, 금, 백금, 아연, 은, 티타늄, 납, 니켈, 크롬, 마그네슘, 팔라듐, 구리 합금, 알루미늄 합금, 인듐 합금, 루테늄 합금, 주석 합금, 금 합금, 백금 합금, 아연 합금, 은 합금, 티타늄 합금, 납 합금, 니켈 합금, 크롬 합금, 마그네슘 합금, 팔라듐 합금, 다른 적절한 재료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다.
일부 실시예에서, 제2 반사층(320)은 상기 증착 공정, 코팅 공정, 인쇄 공정, 잉크젯 인쇄 공정, 다른 적절한 공정 또는 이들의 조합에 의해 형성될 수 있다. 또한, 제2 반사층(320)은 하나 이상의 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정에 의해 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 제1 반사층(314)의 적어도 일부는 제1 절연층(304)의 상부면(304a) 상에 배치되고, 제1 스페이서 층(316)과 제1 절연층(304) 사이에서 연장될 수 있다. 본 실시예에서, 제2 반사층(320)은 발광 유닛(200) 상에 배치되므로, 제1 절연층(304)의 측벽(304s) 상에 배치된 제1 반사층(314)은 선택적으로 생략될 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 제1 절연층(304)의 재료는 광 투과율이 낮은 재료를 포함할 수 있는 데, 예컨대, 블랙 포토레지스트를 포함할 수 있으나, 이것에 한정되는 것은 아니다.
이상을 요약하면, 본 개시 내용의 일부 실시예에 따르면, 디스플레이 장치의 서브 픽셀은 특정 치수 관계를 가지는 능동층 및 광변환 층을 포함할 수 있다. 또한, 본 개시 내용의 일부 실시예에 따르면, 발광 유닛과 광변환 층 사이의 거리는 특정 범위에 있을 수 있다. 상술한 바와 같은 서브 픽셀 구조의 특정 구성에 의해, 디스플레이 장치의 광변환 효율이 향상되거나 서브 픽셀 간의 누화가 감소될 수 있다.
본 개시 내용의 일부 실시예 및 그 장점을 상세히 설명하였지만, 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 본 개시 내용의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화, 대체 및 변경이 이루어질 수 있음을 알아야 한다. 더욱이, 본 출원의 범위는 명세서에 기술된 특정 실시예의 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계에 한정되는 것으로 의도된 것이 아니다. 당업자 중 어느 한 사람이라도 본 발명의 개시 내용으로부터 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 현재 존재하거나 나중에 개발되는 것으로서, 여기에 설명된 대응하는 실시예와 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 달성하는 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계는 본 개시 내용에 따라 활용될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구범위는 그 범위 내에 이러한 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계를 포함하는 것으로 의도된 것이다.

Claims (20)

  1. 디스플레이 장치로서,
    제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 배치된 제1 서브 픽셀; 및
    상기 제1 서브 픽셀에 인접하되 피치만큼 이격되도록 배치된 제2 서브 픽셀
    을 포함하고,
    상기 제1 서브 픽셀 및 상기 제2 서브 픽셀 중 적어도 하나는,
    상기 제1 기판의 법선 방향에 수직한 방향을 따라 제1 길이를 가지는 능동층을 포함하는 발광 유닛; 및
    상기 발광 유닛 상에 배치되고, 상기 제1 기판의 법선 방향에 수직한 상기 방향을 따라 제2 길이를 가지는, 광변환 층
    을 포함하며,
    상기 제1 길이(A로 표시), 상기 제2 길이(B로 표시), 및 상기 피치(Sp로 표시)는 'A + 1 마이크로미터 < B < Sp - 1 마이크로미터'의 공식을 따르는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 유닛에 인접하게 배치된 제1 절연층; 및
    상기 제1 절연층 상에 배치된 제2 절연층
    을 더 포함하고,
    상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이의 거리는 0.1 마이크로미터 이상이고 10 마이크로미터 이하인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 배치된 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 절연층의 일부 상에 배치된 제1 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 반사층의 적어도 일부는 상기 제1 절연층의 상부면 상에서 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 반사층과 상기 제2 절연층은 적어도 부분적으로 서로 중첩되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 반사층과 상기 제2 절연층은 1 마이크로미터 이상의 거리로 서로 중첩되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 배치된 제1 스페이서 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 스페이서 층과 상기 광변환 층은 1 마이크로미터 이상의 거리만큼 이격된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 반사층은 상기 제1 절연층의 상부면 상에 배치되며, 상기 제1 스페이서 층과 상기 제1 절연층 사이에서 연장되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제1 절연층의 재료는 반사성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광변환 층 상에 배치된 필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광변환 층과 상기 필터층 사이에 배치된 제2 스페이서 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 필터층은 상기 제1 기판의 법선 방향에 수직한 상기 방향을 따라 제3 길이를 가지며, 상기 제3 길이(C로 표시됨), 상기 제1 길이(A로 표시됨), 및 상기 피치(Sp로 표시됨)는 'A + 1 마이크로미터 < C < Sp - 1 마이크로미터'의 공식을 따르는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 발광 유닛의 측벽에 배치된 제2 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 반사층은 또한, 상기 발광 유닛의 바닥면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 반사층은 전방향 반사기(omni-directional reflector; ODR) 구조, 분산 브래그 반사기(distributed Bragg reflector; DBR) 구조, 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 광변환 층의 제2 길이 대 상기 능동층의 제1 길이의 비율은 1.1 내지 3의 범위인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1 길이는 200 마이크로미터 이하이고 1 마이크로미터 이상인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 제2 길이는 600 마이크로미터 이하인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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