KR20200039059A - 표시패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20200039059A
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김민재
김민희
김태훈
박경혜
박준형
양단비
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Abstract

표시패널은 상부 표시기판 및 하부 표시기판을 포함한다. 상기 상부 표시기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고 차광영역에 중첩하며, 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 대응하는 제1, 제2 및 제3 내측 영역들을 정의하는 제1 격벽, 상기 제1 격벽으로부터 연장되며, 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들 중 적어도 어느 하나의 영역에 중첩하고, 상기 적어도 하나의 영역을 부분 영역들로 분할하는 제2 격벽 및 상기 제1, 제2 및 제3 내측 영역들에 각각 배치된 제1, 제2, 및 제3 컬러 제어층들을 포함할 수 있다.

Description

표시패널 및 그 제조방법{DISPLAY PANEL AND FABRICATING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 표시패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세히 격벽을 구비한 표시패널 및 제조공정이 단순한 표시패널의 제조방법에 관한 것이다.
표시패널은 광원으로부터 생성된 소스광을 선택적으로 투과시키는 투과형 표시패널과 표시패널 자체에서 소스광을 생성하는 발광형 표시패널을 포함한다. 표시패널은 컬러 이미지를 생성하기 위해 화소들에 따라 다른 종류의 컬러 제어층을 포함할 수 있다. 컬러 제어층은 소스광의 일부 파장범위만 투과시키거나, 소스광의 컬러를 변환시킬 수 있다. 일부의 컬러 제어층은 소스광의 컬러는 변경하지 않고, 광의 특성을 변경시킬 수도 있다.
본 발명은 화소 불량이 감소된 표시패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 제조공정이 단순한 표시패널의 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널은 상부 표시기판 및 하부 표시기판을 포함한다. 상기 상부 표시기판은 제1, 제2 및 제3 화소 영역들과 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들 주변의 차광영역을 포함한다. 상기 하부 표시기판은 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 대응하는 제1, 제2 및 제3 표시소자들을 포함한다. 상기 상부 표시기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 차광영역에 중첩하며, 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 대응하는 제1, 제2 및 제3 내측 영역들을 정의하는 제1 격벽, 상기 제1 격벽으로부터 연장되며, 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들 중 적어도 어느 하나의 영역에 중첩하고, 상기 적어도 하나의 영역을 부분 영역들로 분할하는 제2 격벽 및 상기 제1, 제2 및 제3 내측 영역들에 각각 배치된 제1, 제2, 및 제3 컬러 제어층들을 포함할 수 있다.
상기 제1, 제2 및 제3 표시소자들 각각은 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광층을 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 표시소자들의 상기 발광층은 일체의 형상을 갖고, 블루광을 생성할 수 있다.
상기 제1 컬러 제어층은 상기 블루광을 레드광으로 변환하는 제1 양자점을 포함하고, 상기 제2 컬러 제어층은 상기 블루광을 그린광으로 변환하는 제2 양자점을 포함하며, 상기 제3 컬러 제어층은 상기 블루광을 투과시킬 수 있다.
상기 어느 하나의 영역은 상기 제1 내측 영역이고, 상기 제2 격벽은 상기 제1 표시소자의 상기 제1 전극에 중첩할 수 있다.
상기 제2 격벽은 제1 방향으로 연장되며, 상기 제2 격벽은 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향 내에서 상기 제1 전극을 실질적으로 양분하는 위치에 배치될 수 있다.
상기 부분 영역들의 평면상 면적은 실질적으로 동일할 수 있다.
상기 제1 화소 영역은 상기 제2 및 제3 화소 영역보다 평면상 면적이 더 클 수 있다.
상기 상부 표시기판은 상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 차광영역에 중첩하는 블랙 매트릭스, 상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 각각 대응하는 레드 필터, 그린 필터, 및 블루 필터, 상기 레드 컬러필터, 그린 컬러필터, 및 블루 컬러필터를 커버하는 제1 봉지막 및 상기 제1 격벽, 상기 제2 격벽, 및 상기 제1, 제2, 및 제3 컬러 제어층들을 커버하는 제2 봉지막을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 격벽은 상기 제1, 제2 및 제3 내측 영역들 각각을 상기 부분 영역들로 분할할 수 있다.
상기 상부 표시기판과 상기 하부 표시기판 사이에 배치된 액정층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 컬러 제어층은 레드 컬러필터를 포함하고, 상기 제2 컬러 제어층은 그린 컬러필터를 포함하고, 상기 제3 컬러 제어층은 블루 컬러필터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널은 상부 표시기판 및 하부 표시기판을 포함한다. 상기 하부 표시기판은 제1 전극, 평면 상에서 상기 제1 전극보다 큰 면적을 갖는 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광층을 포함할 수 있다. 상기 상부 표시기판은 베이스 기판 상기 베이스 기판의 하면에 배치되고, 상기 발광소자에 대응하는 개구부가 정의된 블랙매트릭스, 상기 블랙매트릭스에 중첩하며 평면 상에서 폐라인 형상을 갖는 제1 부분 및 상기 개구부에 중첩하며 상기 제1 부분의 일측으로부터 상기 제1 부분의 타측으로 연장된 제2 부분을 포함하는 격벽 및 상기 제1 부분과 상기 제2 부분이 정의하는 분할된 2개의 영역들에 각각 배치된 제1 및 제2 양자점층을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 양자점층은 서로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 부분은 평면 상에서 상기 제1 전극을 양분할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 제조방법은 제1, 제2 및 제3 표시소자들을 포함하는 제1 표시기판을 제조하는 단계, 상기 제1, 제2 및 제3 표시소자들에 대응하는 제1, 제2 및 제3 화소 영역들과 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들 주변의 차광영역을 포함하는 제2 표시기판을 제조하는 단계 및 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판을 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 표시기판을 제조하는 단계는 상기 차광영역에 중첩하도록 베이스기판 상에 블랙매트릭스를 형성하는 단계, 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 대응하는 제1, 제2 및 제3 내측 영역들을 정의하는 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 연장되며 상기 제1 화소 영역에 중첩하고, 상기 제1 내측 영역을 2개의 부분 영역들로 분할하는 제2 부분을 포함하는 격벽을 상기 베이스기판 상에 형성하는 단계, 상기 2개의 부분 영역들 중 하나의 부분 영역에 제1 컬러 제어층의 제1 부분을 형성하고, 상기 제2 내측 영역에 제2 컬러 제어층을 형성하는 제1 단계 및 상기 2개의 부분 영역들 중 다른 하나의 부분 영역에 제1 컬러 제어층의 제2 부분을 형성하고, 상기 제3 내측 영역에 제3 컬러 제어층을 형성하는 제2 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 단계에서, 상기 어느 하나의 부분 영역에 제1 컬러 조성물을 제공하고, 상기 제2 내측 영역에 상기 제1 컬러 조성물과 다른 제2 컬러 조성물을 제공할 수 있다.
상기 제1 컬러 조성물은 용매 및 이에 분산된 고형분을 포함하고, 상기 고형분은 제1 컬러 조성물에 대하여 20wt% 내지 30wt%이고, 상기 고형분은 베이스 수지 및 양자점을 포함할 수 있다.
상기 제2 단계에서, 상기 다른 어느 하나의 부분 영역에 상기 제1 컬러 조성물과 동일한 조성물을 제공할 수 있다.
상기 제1 단계에서, 상기 제1 컬러 조성물과 상기 제2 컬러 조성물을 진공 상태에서 건조 하여 제1 예비 컬러 제어층과 제2 예비 컬러 제어층을 형성하는 단계, 상기 제1 예비 컬러 제어층과 상기 제2 예비 컬러 제어층을 제1 온도에서 베이킹하는 제1 베이킹 단계 및 상기 제1 예비 컬러 제어층과 상기 제2 예비 컬러 제어층을 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 베이킹하는 제2 베이킹 단계를 포함할 수 있다.
상기 격벽을 형성하는 단계에서 상기 제2 내측 영역 및 상기 제3 내측 영역 각각을 2개의 부분 영역들로 분할하는 제2 부분을 더 형성할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 제2 격벽은 제조공정에 있어서 인접한 화소 영역들 사이에 컬러변환 물질이 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 표시패널의 불량률이 감소된다.
2 단계의 잉크젯 공정을 통해 3종의 컬러 제어층을 형성할 수 있다. 따라서, 표시패널의 제조시간이 단축된다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 화소영역들의 평면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 화소영역의 단면도이다.
도 3c 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 상부 표시기판의 화소영역의 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소영역들과 격벽의 배치관계를 도시한 평면도이다.
도 4b는 제1 전극과 격벽의 배치관계를 도시한 평면도이다.
도 4c는 제1 화소영역에 대응하는 표시패널의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 일eh 8 실시예에 따른 상부 표시기판의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소영역들과 격벽의 배치관계를 도시한 평면도이다.
도 8b 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판의 제조방법을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들 의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(DP)의 사시도이다. 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(DP)의 단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(DP)의 평면도이다.
도 1a 내지 도 2를 참조하면, 표시패널(DP)은 액정 표시 패널(liqid crystal display panel), 전기영동 표시 패널(electrophoretic display panel), MEMS 표시 패널(microelectromechanical system display panel) 및 일렉트로웨팅 표시 패널(electrowetting display panel), 및 유기발광표시패널(organic light emitting display panel) 중 어느 하나 일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
별도로 도시하지 않았으나, 표시패널(DP)는 샤시부재 또는 몰딩부재를 더 포함할 수 있고, 표시패널(DP)의 종류에 따라 백라이트 유닛을 더 포함할 수 있다.
표시패널(DP)은 제1 표시기판(100, 또는 하부 표시기판) 및 제1 표시기판(100) 마주하며 이격된 제2 표시기판(200, 또는 상부 표시기판)을 포함할 수 있다. 제1 표시기판(100)과 제2 표시기판(200) 사이에는 소정의 셀갭이 형성될 수 있다. 셀갭은 제1 표시기판(100)과 제2 표시기판(200)을 결합하는 실런트(SLM)에 의해 유지될 수 있다. 제1 표시기판(100)과 제2 표시기판(200) 사이에는 이미지 생성을 위한 계조표시층이 배치될 수 있다. 계조표시층은 표시패널의 종류에 따라 액정층, 유기발광층, 전기영동층을 포함할 수 있다.
도 1a에 도시된 것과 같이, 표시패널(DP)은 표시면(DP-IS)을 통해 이미지를 표시할 수 있다. 표시면(DP-IS)은 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2)이 정의하는 면과 평행한다. 표시면(DP-IS)은 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시영역(DA)에는 화소(PX)가 배치되고, 비표시영역(NDA)에는 화소(PX)가 미배치된다. 비표시영역(NDA)은 표시면(DP-IS)의 테두리를 따라 정의된다. 표시영역(DA)은 비표시영역(NDA)에 의해 에워싸일수 있다.
표시면(DP-IS)의 법선 방향, 즉 표시패널(DP)의 두께 방향은 제3 방향축(DR3)이 지시한다. 이하에서 설명되는 각 층들 또는 유닛들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향축(DR3)에 의해 구분된다. 그러나, 본 실시예에서 도시된 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3)은 예시에 불과하다. 이하, 제1 내지 제3 방향들은 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3) 각각 이 지시하는 방향으로써 정의되고, 동일한 도면 부호를 참조한다.
본 발명의 일 실시예에서 평면형 표시면(DP-IS)을 구비한 표시패널(DP)을 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 표시패널(DP)는 곡면형 표시면 또는 입체형 표시면을 포함할 수도 있다. 입체형 표시면은 서로 다른 방향을 지시하는 복수 개의 표시영역들을 포함할 수도 있다.
도 2는 신호라인들(GL1~GLn, DL1~DLm, PL-G, PL-D) 및 화소들(PX11~PXnm)의 평면상 배치관계를 도시하였다. 신호라인들(GL1~GLn, DL1~DLm, PL-G, PL-D)은 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn), 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm)을 포함할 수 있다.
화소들(PX11~PXnm) 각각은 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLn) 중 대응하는 게이트 라인과 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLm) 중 대응하는 데이터 라인에 연결된다. 화소들(PX11~PXnm) 각각은 화소 구동회로 및 표시소자를 포함할 수 있다. 화소들(PX11~PXnm)의 화소 구동회로의 구성에 따라 더 많은 종류의 신호라인이 표시패널(DP)에 구비될 수 있다.
매트릭스 형태의 화소들(PX11~PXnm)을 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 화소들(PX11~PXnm)은 펜타일 형태로 배치될 수 있다. 화소들(PX11~PXnm)은 다이아몬드 형태로 배치될 수 있다. 게이트 구동회로(GDC)는 OSG(oxide silicon gate driver circuit) 또는 ASG(amorphose silicon gate driver circuit) 공정을 통해 표시패널(DP)에 집적화될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(DP)의 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 평면도이다. 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(DP)의 화소영역(PXA-G)의 단면도이다. 도 3c 내지 도 3e는 본 발명의 실시예에 따른 상부 표시기판(200)의 화소영역의 단면도이다.
도 3a은 도 1a에 도시된 표시영역(DA)의 일부분을 확대 도시한 것이다. 3종의 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 중심으로 도시하였다. 도 3a에 도시된 3종의 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 표시영역(DA) 전체에 반복적으로 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 주변에는 차광영역(NPXA)이 배치된다. 차광영역(NPXA)은 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 경계를 설정하여 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 사이의 혼색을 방지한다.
본 실시예에서 평면상 면적이 서로 다른 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 중 적어도 2 이상의 면적은 서로 동일할 수도 있다. 평면상 직사각형상인 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 도시하였으나 이에 제한되지 않는다. 평면상에서 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 또 다른 다각형상을 가질 수 있고, 코너 영역이 둥근 직사각형상 또는 코너 영역이 둥근 정다각형상을 가질 수도 있다.
제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 중 하나는 소스광에 대응하는 제1 색광을 제공하고, 다른 하나는 제1 색광과 다른 제2 색광을 제공하고, 남은 다른 하나는 제1 색광 및 제2 색광과 다른 제3 색광을 제공한다. 본 실시예에서 제3 화소영역(PXA-B)은 제1 색광을 제공한다. 본 실시예에서 제1 화소영역(PXA-R)은 레드광을 제공하고, 제2 화소영역(PXA-G)은 그린광을 제공하고, 제3 화소영역(PXA-B)은 블루광을 제공할 수 있다.
외부에서 표시영역(DA)으로 입사되는 광(이하, 외부 광) 중 일부의 광(이하, 반사 광)은 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)로부터 반사된다. 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 따라 반사 광의 파장범위와 스펙트럼은 서로 다를 수 있다. 표시영역(DA) 전체에서 반사되는 반사 광이 특정한 컬러를 갖지 않도록 제어하기 위해 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 면적을 조절할 수 있다. 본 실시예에서는 레드광을 제공하는 제1 화소영역(PXA-R)이 가장 큰 면적을 갖고, 블루광을 제공하는 제3 화소영역(PXA-B)이 가장 작은 면적을 가질 수 있다.
도 3b에는 제2 화소영역(PXA-G)에 대응하는 표시패널(DP)의 단면을 도시하였다. 도 3b는 구동 트랜지스터(T-D)와 발광소자(OLED)에 대응하는 단면을 예시적으로 도시하였다. 도 3b에서 상부 표시기판(200)은 간략히 도시되었다. 상부 표시기판(200)과 하부 표시기판(100)은 소정의 갭(GP)을 형성할 수 있다.
도 3b에 도시된 것과 같이, 하부 표시기판(100)은 제1 베이스 기판(BS1), 제1 베이스 기판(BS1) 상에 배치된 회로 소자층(DP-CL), 회로 소자층(DP-CL) 상에 배치된 표시 소자층(DP-OLED), 및 표시 소자층(DP-OLED)을 포함한다.
제1 베이스 기판(BS1)은 합성수지기판 또는 유리기판을 포함할 수 있다. 회로 소자층(DP-CL)은 적어도 하나의 절연층과 회로 소자를 포함한다. 회로 소자는 신호라인, 화소의 구동회로 등을 포함한다. 코팅, 증착 등에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층 형성공정과 포토리소그래피 공정에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층층의 패터닝 공정을 통해 회로 소자층(DP-CL)이 형성될 수 있다.
본 실시예에서 회로 소자층(DP-CL)은 버퍼막(BFL), 제1 절연층(10), 제2 절연층(20), 제3 절연층(30)을 포함할 수 있다. 제1 절연층(10) 및 제2 절연층(20)은 무기막이고, 제3 절연층(30)은 유기막일 수 있다.
도 3b에는 구동 트랜지스터(T-D)를 구성하는 반도체 패턴(OSP), 제어전극(GE), 입력전극(DE), 출력전극(SE)의 배치관계가 예시적으로 도시되었다. 제1, 제2, 제3, 관통홀(CH1, CH2, CH3,) 역시 예시적으로 도시되었다.
표시 소자층(DP-OLED)은 발광소자(OLED)를 포함한다. 발광소자(OLED)는 상술한 소스광을 생성할 수 있다. 발광소자(OLED)는 제1 전극, 제2 전극, 및 이들 사이에 배치된 발광층을 포함한다. 본 실시예에서 표시 소자층(DP-OLED)은 발광소자로써 유기발광 다이오드를 포함할 수 있다. 표시 소자층(DP-OLED)은 화소 정의막(PDL)을 포함한다. 예컨대, 화소 정의막(PDL)은 유기층일 수 있다
중간 유기막(30) 상에 제1 전극(AE)이 배치된다. 제1 전극(AE)은 중간 유기막(30)을 관통하는 제3 관통홀(CH3)을 통해 출력전극(SE)에 연결된다. 화소 정의막(PDL)에는 개구부(OP)가 정의된다. 화소 정의막(PDL)의 개구부(OP)는 제1 전극(AE)의 적어도 일부분을 노출시킨다. 본 실시예에서 화소영역(PXA-G)은 개구부(OP)에 의해 노출된 제1 전극(AE)의 일부영역에 대응하게 정의되었다.
정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 전자 제어층(ECL)은 화소영역(PXA-G)과 차광영역(NPXA)에 공통으로 배치될 수 있다. 정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 전자 제어층(ECL)은 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 공통적으로 배치될 수 있다.
정공 제어층(HCL)은 정공 수송층을 포함하고, 정공 주입층을 더 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 블루광을 생성할 수 있다. 블루광은 410nm 내지 480 nm 파장을 포함할 수 있다. 블루광의 발광 스펙트럼은 440nm 내지 460 nm 내에서 최대 피크를 가질 수 있다. 전자 제어층(ECL)은 전자 수송층을 포함하고, 전자 주입층을 더 포함할 수 있다.
전자 제어층(ECL) 상에 제2 전극(CE)이 배치된다. 제2 전극(CE)은 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 공통적으로 배치될 수 있다. 따라서 제2 전극(CE)은 제1 전극(AE)보다 큰 면적을 갖는다. 제2 전극(CE) 상에 제2 전극(CE)을 보호하는 커버층(CL)이 더 배치될 수 있다. 커버층(CL)은 유기물질 또는 무기물질을 포함할 수 있다.
하부 표시기판(100)은 도 3a에 도시된 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하는 제1, 제2 및 제3 표시소자들을 포함할 수 있다. 제1, 제2 및 제3 표시소자들의 적층구조는 서로 동일하고, 도 3b에 도시된 발광소자(OLED)의 적층구조를 가질 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1, 제2 및 제3 표시소자들은 평면상에서 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하는 면적을 갖기 때문에 서로 다른 면적을 가질 수 있다. 구체적으로 제1 표시소자의 제1 전극(AE)이 가장 큰 면적을 갖고, 제3 표시소자의 제1 전극(AE)이 가장 작은 면적을 가질 수 있다.
도 3c에 도시된 것과 같이, 상부 표시기판(200)은 제2 베이스 기판(BS2), 제2 베이스 기판(BS2)의 하면 상에 배치된 블랙매트릭스(BM), 컬러필터(CF-G), 격벽(WP), 컬러변환층(CCF-G)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 컬러필터(CF-G)와 컬러변환층(CCF-G)은 입사되는 광의 성질을 변환시키는 컬러 제어층일 수 있다.
제2 베이스 기판(BS2)은 합성수지기판 또는 유리기판을 포함할 수 있다. 제2 베이스 기판(BS2)에 하면 상에 블랙매트릭스(BM)가 배치된다. 블랙매트릭스(BM)는 차광영역(NPXA)에 배치된다. 블랙매트릭스(BM)는 도 3a의 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하는 개구부가 정의된다. 도 3c에는 하나의 개구부(BM-OP)를 도시하였다. 개구부(BM-OP)는 도 3b의 제1 전극(AE)에 대응할 수 있다. 개구부(BM-OP)는 도 3b의 화소 정의막(PDL)의 개구부(OP)에 대응할 수 있다.
베이스 기판(BS2)의 하면 상에 컬러필터(CF-G)가 배치된다. 컬러필터(CF-G)는 베이스 수지 및 베이스 수지에 분산된 염료 및/또는 안료를 포함한다. 컬러필터(CF-G)는 화소영역(PXA-G)에 중첩한다. 컬러필터(CF-G)의 엣지영역은 차광영역(NPXA)에 중첩할 수도 있다. 블랙매트릭스(BM)의 일부분은 컬러필터(CF-G)와 베이스 기판(BS2)의 하면 사이에 배치될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하도록 제1 내지 제3 컬러필터가 배치된다. 제1 내지 제3 컬러필터는 서로 다른 파장대를 흡수하는 안료 및/또는 염료를 포함한다. 제1 컬러필터는 레드 컬러 필터이고, 제2 컬러필터는 그린 컬러 필터이고, 제3 컬러필터는 블루 컬러 필터일 수 있다. 제2 컬러필터는 도 3c에 도시된 컬러필터(CF-G)이다. 제1 내지 제3 컬러필터는 외부 광의 반사율을 낮춘다. 제1 내지 제3 컬러필터 각각은 특정한 파장범위의 광을 투과시키고, 해당 파장범위 외의 광은 차단시킨다.
컬러필터(CF-G) 상에 제1 봉지층(ENL1, encapsulation layer)이 배치된다. 제1 봉지층(ENL1)은 컬러필터(CF-G)를 밀봉한다. 제1 봉지층(ENL1)은 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 공통적으로 배치될 수 있다.
제1 봉지층(ENL1)은 무기층을 포함할 수 있다. 제1 봉지층(ENL1)은 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 또는 실리콘 옥시 나이트라이드 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 제1 봉지층(ENL1)은 평탄한 하면을 제공하는 유기층을 더 포함할 수도 있다.
제1 봉지층(ENL1)의 하면 상에 격벽(WP)이 배치된다. 격벽(WP)은 차광영역(NPXA)에 중첩한다. 격벽(WP)은 도 3a의 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하는 제1 내지 제3 내측영역들(또는 내측 공간들)을 정의한다. 도 3c에는 하나의 내측영역(WP-IG)을 도시하였다.
격벽(WP)은 컬러변환층(CCF-G)을 형성하는 공정에 있어서, 서로 다른 조성물들이 도 3a의 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 사이에 혼합되는 것을 방지한다. 이에 대한 상세한 설명은 표시패널의 제조방법을 참조하여 후술한다.
격벽(WP)의 내측에 컬러변환층(CCF-G)이 배치된다. 본 실시예에서 컬러변환층(CCF-G)은 도 3b의 발광소자(OLED)에서 생성된 제1 색광을 흡수한 후 다른 컬러의 광을 생성할 수 있다. 컬러변환층(CCF-G)은 제1 색광을 투과 및 산란시킬 수도 있다.
컬러변환층(CCF-G)은 베이스 수지 및 베이스 수지에 혼합된(또는 분산된) 양자점들을 포함할 수 있다. 베이스 수지는 양자점들이 분산되는 매질로서, 일반적으로 바인더로 지칭될 수 있는 다양한 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 다만, 그에 제한되는 것은 아니며, 본 명세서에서 양자점들을 분산 배치시킬 수 있는 매질이면 그 명칭, 추가적인 다른 기능, 구성 물질 등에 상관없이 베이스 수지(BR)로 지칭될 수 있다. 베이스 수지(BR)는 고분자 수지일 수 있다. 예를 들어, 베이스 수지는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등일 수 있다. 베이스 수지는 투명 수지일 수 있다.
양자점들은 입사되는 광의 파장을 변환하는 입자일 수 있다. 양자점들은 수 나노미터 크기의 결정 구조를 가진 물질로, 수백에서 수천 개 정도의 원자로 구성되며, 작은 크기로 인해 에너지 밴드 갭(band gap)이 커지는 양자 구속(quantum confinement) 효과를 나타낸다. 양자점들에 밴드 갭보다 에너지가 높은 파장의 빛이 입사하는 경우, 양자점들은 그 빛을 흡수하여 들뜬 상태로 되고, 특정 파장의 광을 방출하면서 바닥 상태로 떨어진다. 방출된 파장의 빛은 밴드 갭에 해당되는 값을 갖는다. 양자점들은 그 크기와 조성 등을 조절하면 양자 구속 효과에 의한 발광 특성을 조절할 수 있다.
양자점들은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물, 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다.
양자점들은 코어(core)와 코어를 둘러싸는 쉘(shell)을 포함하는 코어쉘 구조일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
양자점들은 나노미터 스케일의 크기를 갖는 입자일 수 있다. 양자점들은 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있으며, 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 양자점들을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 양자점들의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노 와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하도록 제1 내지 제3 컬러변환층이 배치된다. 제1 컬러변환층은 블루광을 흡수하여 레드광을 생성하고, 제2 컬러변환층은 블루광을 흡수하여 그린광을 생성한다. 즉, 제1 컬러변환층과 제2 컬러변환층은 서로 다른 양자점을 포함할 수 있다. 제3 컬러변환층는 블루광을 투과시킬 수 있다. 제2 컬러변환층은 도 3c에 도시된 컬러변환층(CCF-G)이다. 제1 내지 제3 컬러변환층은 산란입자를 더 포함할 수 있다. 산란 입자는 티타늄옥사이드(TiO2) 또는 실리카계 나노 입자 등일 수 있다.
격벽(WP) 및 컬러변환층(CCF-G) 상에 제2 봉지층(ENL2)이 배치된다. 제2 봉지층(ENL2)은 격벽(WP) 및 컬러변환층(CCF-G)을 밀봉한다. 제2 봉지층(ENL2)은 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 공통적으로 배치될 수 있다.
제2 봉지층(ENL2)은 격벽(WP) 및 컬러변환층(CCF-G)에 접촉하는 무기층을 포함할 수 있다. 무기층은 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 또는 실리콘 옥시 나이트라이드 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 제2 봉지층(ENL2)은 무기층 상에 배치된 유기층을 더 포함할 수 있다. 유기층은 평탄한 하면을 제공할 수 있다.
도 3d 및 도 3e는 도 3c의 상부 표시기판(200)과 적층구조가 다른 상부 표시기판(200)을 예시적으로 도시하였다.
도 3d에 도시된 것과 같이, 블랙매트릭스(BM) 상에 격벽(WP)이 배치될 수 있다. 도 3c의 상부 표시기판(200) 대비 컬러필터(CF-G)와 제1 봉지층(ENL1)이 생략될 수 있다.
도 3e에 도시된 것과 같이, 블랙매트릭스(BM) 상에 배치된 격벽(WP-S)을 더 포함할 수 있다. 격벽(WP-S)의 컬러필터(CF-G)에 대한 기능은 앞서 설명한 격벽(WP)의 컬러변환층(CCF-G)에 대한 기능과 실질적으로 동일할 수 있다. 별도로 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 있어서 도 3e의 격벽(WP)은 생략될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 격벽(WP1, WP2)의 배치관계를 도시한 평면도이다. 도 4b는 제1 전극(AE-R)와 격벽(WP1, WP2)의 배치관계를 도시한 평면도이다. 도 4c는 제1 화소영역(PXA-R)에 대응하는 표시패널(DP)의 단면도이다.
본 실시예에 따르면 격벽(WP)은 제1 격벽(WP1) 및 제1 격벽(WP1)으로부터 연장된 제2 격벽(WP2)을 포함한다. 제1 격벽(WP1)과 제2 격벽(WP2)은 동일한 공정을 통해 형성될 수 있으며, 격벽(WP)의 제1 부분과 제2 부분으로 정의될 수도 있다.
제1 격벽(WP1)은 차광영역(NPXA)에 중첩한다. 제1 격벽(WP1)은 제1, 제2 및 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하는 제1, 제2 및 제3 내측 영역들(WP-IR, WP-IG, WP-IB)을 정의한다. 제1 격벽(WP1)은 제1, 제2 및 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)마다 폐라인을 형성한다.
제2 격벽(WP2)은 제1, 제2 및 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 중 적어도 어느 하나 영역에 중첩하고, 제1, 제2 및 제3 내측 영역들(WP-IR, WP-IG, WP-IB) 중 적어도 하나의 영역은 부분 영역들로 분할한다.
본 실시예와 같이, 제2 격벽(WP2)은 제1 내측 영역(WP-IR)을 2개의 부분 영역들(WP-IR1, WP-IR2)로 분할할 수 있다. 제2 격벽(WP2)은 제2 방향(DR2)에서 제1 격벽(WP1)의 일측으로부터 제1 격벽(WP1)의 타측까지 연장된다.
본 실시예와 같이, 가장 넓은 제1 화소영역(PXA-R)에 제2 격벽(WP2)이 중첩됨으로써 적은 구동 전압 상승으로 제2 격벽(WP2)에 의한 휘도 저하를 보상할 수 있다. 제1 화소영역(PXA-R)은 광이 제공되는 면적이 다른 화소영역들(PXA-G, PXA-B) 보다 크기 때문이다.
도 4b에는 제1 화소영역(PXA-R)에 중첩하는 제1 전극(AE-R)을 도시하였다. 도 4c에는 도 3b에 대응하는 하부 표시기판(100)과 도 3c에 대응하는 상부 표시기판(200)을 도시하였다. 제2 격벽(WP2)은 제1 전극(AE-R)에 중첩한다. 제2 격벽(WP2)은 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제2 격벽(WP2)은 제1 전극(AE-R)을 제1 방향(DR1) 내에서 실질적으로 양분하는 위치에 배치될 수 있다. 제2 격벽(WP2)은 제1 전극(AE-R)의 제1 방향(DR1)의 너비를 기준으로 45% 내지 55% 범위에 중첩하는 영역에 배치될 수 있다.
2개의 부분 영역들(WP-IR1, WP-IR2)의 평면상 면적은 실질적으로 동일할 수 있다. 평면상 면적은 제1 격벽(WP1)과 제2 격벽(WP2)의 내측 엣지에 의해 정의되는 영역의 면적으로 산출될 수 있다.
2개의 부분 영역들(WP-IR1, WP-IR2) 각각에 동일한 물질의 컬러변환층(CCF-R)이 배치된다. 컬러변환층(CCF-R)은 블루광을 흡수하여 레드광을 생성하는 양자점층일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 단면도이다. 이하, 도 1a 내지 도 4c를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 도 4c와 동일하게 하나의 화소영역(PXA-G)에 대응하는 단면을 도시하였다. 본 실시예에서 액정표시패널(DP)를 예시적으로 도시하였다. 액정표시패널(DP)의 화소는 등가회로적으로 트랜지스터(TR), 액정 커패시터(Clc), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
액정표시패널(DP)는 제1 표시기판(100), 제2 표시기판(200) 및 이들 사이에 배치된 액정층(LCL)을 포함한다. 제1 표시기판(100)과 제2 표시기판(200) 사이에는 차광영역(NPXA)에 중첩하는 스페이서(CS)가 배치될 수 있다. 액정표시패널(DP)은 제1 및 제2 편광자층(PL1, PL2)을 포함한다. 제1 편광자층(PL1)은 제1 표시기판(100)의 하측에 배치될 수 있고, 제2 편광자층(PL2)은 제2 표시기판(200)를 구성할 수 있다. 제2 편광자층(PL2)은 와이어 그리드를 포함할 수 있다.
제1 베이스 기판(BS1)의 일면 상에 제어전극(GE) 및 스토리지 라인(STL)이 배치된다. 제1 베이스 기판(BS1)은 유리기판 또는 플라스틱기판일 수 있다. 제1 베이스 기판(BS1)의 일면 상에 상기 제어전극(GE) 및 스토리지 라인(STL)을 커버하는 제1 절연층(10)이 배치된다. 제1 절연층(10)은 무기물 및 유기물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제1 절연층(10) 상에 제어전극(GE)과 중첩하는 활성화부(AL)가 배치된다. 활성화부(AL)는 반도체층(SCL)과 오믹 컨택층(OCL)을 포함할 수 있다. 제1 절연층(10) 상에 상기 반도체층(SCL)이 배치되고, 반도체층(SCL) 상에 상기 오믹 컨택층(OCL)이 배치된다.
반도체층(SCL)은 아몰포스 실리콘 또는 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 또한, 반도체층(SCL)은 금속 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 오믹 컨택층(OCL)은 반도체층보다 고밀도로 도핑된 도펀트를 포함할 수 있다. 오믹 컨택층(OCL)은 이격된 2개의 부분을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 오믹 컨택층(OCL)은 일체의 형상을 가질 수 있다.
활성화부(AL) 상에 입력전극(DE)과 출력전극(SE)이 배치된다. 입력전극(DE)과 출력전극(SE)은 서로 이격되어 배치된다. 제1 절연층(10) 상에 활성화부(AL), 입력전극(DE), 및 출력전극(SE)을 커버하는 제2 절연층(20)이 배치된다. 제2 절연층(20) 상에 제3 절연층(30)이 배치된다 제2 절연층(20) 및 제3 절연층(30)은 무기물 및 유기물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제2 절연층(20) 상에 제3 절연층(30)이 배치된다. 제3 절연층(30)은 평탄면을 제공하는 유기층일 수 있다. 제3 절연층(30) 상에 제4 절연층(40)이 배치된다. 제4 절연층(40)은 무기층일 수 있다.
도 5에 도시된 것과 같이, 제4 절연층(40) 상에 화소전극(PE)이 배치된다. 화소전극(PE)은 제2 절연층(20), 제3 절연층(30), 및 제4 절연층(40)을 관통하는 컨택홀(CH10)을 통해 상기 출력전극(SE)에 연결된다. 제4 절연층(40) 상에 상기 화소전극(PE)을 커버하는 배향막(미 도시)이 배치될 수 있다.
제2 베이스 기판(BS2)은 유리기판 또는 플라스틱기판일 수 있다. 제2 베이스 기판(BS2)의 하면 상에 중간층(IL), 제2 편광자층(PL2), 및 공통전극(CE)이 배치된다. 액정 커패시터(Clc)의 충전 또는 방전에 의해 액정층(LCL)이 동작하고, 백라이트 유닛으로부터 제공된 제1 색광은 제1 편광자층(PL1), 액정층(LCL), 제2 편광자층(PL2)을 통해 선택적으로 중간층(IL)에 제공될 수 있다.
본 실시예에서 중간층(IL)은 간략히 도시되었으나, 중간층(IL)은 도 3c 내지 도 3e를 참조하여 설명한 제2 베이스 기판(BS2)의 하면 상에 배치된 적층구조를 가질 수 있다. 예컨대, 중간층(IL)은 도 3c에 도시된 블랙 매트릭스(BM)부터 제2 봉지층(ENL2)의 적층구조를 가질 수 있다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명한 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 구성 역시 액정표시패널(DP)의 제2 표시기판(200)에 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 단면은 하나의 예시에 불과하다. 도 5에는 VA(Vertical Alignment)모드의 액정 표시패널을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 일 실시예에서 IPS(in-plane switching) 모드 또는 FFS(fringe-field switching) 모드, PLS(Plane to Line Switching) 모드, SVA(Super Vertical Alignment) 모드, SS-VA(Surface-Stabilized Vertical Alignment) 모드의 액정 표시패널이 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(DP)의 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도 7a 내지 도 7i는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판(200)의 제조방법을 도시한 도면이다. 이하, 도 1a 내지 도 5를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 6에 도시된 것과 같이, 제1 내지 제3 표시소자들을 포함하는 제1 표시기판을 제조한다(S10). 제1 표시기판은 도 1a 내지 도 5를 참조하여 설명한 하부 표시기판(100), 즉 어레이 기판일 수 있다. 공지된 제조방법에 따라 제1 표시기판을 제조할 수 있다. 도 3c 내지 도 3e에 도시된 유기발광 표시패널(DP)은 표시소자로써 유기발광 다이오드를 형성하고, 도 5에 도시된 액정표시패널(DP)은 표시소자로써 화소전극(PE)을 형성한다.
또한, 제2 표시기판을 제조한다(S20). 제1 표시기판과 제2 표시기판의 제조순서는 특별히 제한되지 않는다.
다음, 제1 표시기판과 제2 표시기판을 결합한다(S30). 제1 표시기판과 제2 표시기판 중 어느 하나의 비표시영역(NDA, 도 1a 참조)에 예비 실런트를 형성한 후 제1 표시기판과 제2 표시기판을 결합할 수 있다. 결합후 예비 실런트를 경화할 수 있다. 액정표시패널 제조를 위해서, 제1 표시기판과 제2 표시기판 중 어느 하나의 표시영역(DA, 도 1a 참조)에 액정 조성물을 제공하는 공정을 더 포함할 수 있다. 일 실시예 따르면 제1 표시기판과 제2 표시기판을 결합한 이후에 갭에 액정 조성물을 주입할 수도 있다.
도 7a 내지 도 7i를 참조하여 제2 표시기판(200)의 제조방법을 좀 더 상세히 설명한다. 도 7a 내지 도 7i는 도 3c에 대응하는 단면을 도시하였다.
도 7a에 도시된 된 것과 같이, 베이스기판(BS2) 상에 블랙매트릭스(BM)를 형성한다. 본 발명의 일 실시예에서 베이스기판(BS2)의 일부 영역에 특정 컬러의 유기물질을 인쇄하여 블랙매트릭스(BM)를 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 베이스기판(BS2)의 일면에 특정 컬러의 유기층을 형성한 후, 유기층을 노광 및 현상하여 블랙매트릭스(BM)를 형성할 수 있다.
도 7b에 도시된 된 것과 같이, 베이스기판(BS2) 상에 컬러필터(CF-G)를 형성한다. 본 발명의 일 실시예에서 베이스기판(BS2)의 일면에 소정의 컬러를 갖는 유기층을 형성한 후, 유기층을 노광 및 현상하여 컬러필터(CF-G)를 형성할 수 있다. 3종의 컬러필터를 형성하기 위해 유기층을 형성한느 공정 및 패터닝하는 공정 각각을 3회 진행할 수 있다.
도 7c에 도시된 된 것과 같이, 베이스기판(BS2) 상에 제1 봉지층(ENL1)을 형성한다. 차광영역(NPXA) 및 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B, 도 4a 참조)에 제1 봉지층(ENL1)을 공통적으로 형성한다. 무기물을 증착하여 봉지 무기층을 형성할 수 있다. 유기물을 증착 또는 코팅하여 봉지 유기층을 형성할 수 있다.
도 7d에 도시된 된 것과 같이, 제1 봉지층(ENL1) 상에 격벽(WP1, WP2)을 형성한다. 제1 봉지층(ENL1) 상에 유기층을 형성한 후 노광 및 현상 공정을 거쳐 유기층을 패터닝한다. 제1, 제2 및 제3 내측 영역들(WP-IR, WP-IG, WP-IB)이 정의된다.
도 4a에 도시된 제1 격벽(WP1) 및 제2 격벽(WP2)이 동시에 형성될 수 있다. 따라서, 제1 내측 영역(WP-IR)의 2개의 부분 영역들(WP-IR1, WP-IR2)이 정의된다.
도 7e 및 도 7f에 도시된 된 것과 같이, 제1, 제2 및 제3 내측 영역들(WP-IR, WP-IG, WP-IB) 중 일부의 영역들에 컬러 제어층을 형성한다. 본 실시예에서 컬러 제어층은 컬러변환층일 수 있다. 도 7e 및 도 7f는 제1 방향(DR1)으로 배열된 2쌍의 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)이 도시되었다.
도 7e 및 도 7f에 도시된 것과 같이, 제1 내측 영역(WP-IR)의 제1 부분 영역(WP-IR1)에 제1 컬러 조성물(CCF-S1)을 제공하고, 제2 내측 영역(WP-IG)에 제1 컬러 조성물(CCF-S1)과 다른 제2 컬러 조성물(CCF-S2)을 제공한다. 잉크젯 방식으로 컬러 조성물을 제공할 수 있다. 제1 컬러 조성물(CCF-S1)과 제2 컬러 조성물(CCF-S2)은 제1 격벽(WP1) 및 제2 격벽(WP2)을 넘쳐흐르지 않을 정도로 제공된다. 제1 컬러 조성물(CCF-S1)과 제2 컬러 조성물(CCF-S2)이 대응하는 영역/또는 공간의 부피보다 많이 제공되더라도 표면 장력에 의해 제1 격벽(WP1) 및 제2 격벽(WP2)을 넘쳐흐르지 않을 수 있다. 많은 양의 제1 컬러 조성물(CCF-S1)과 제2 컬러 조성물(CCF-S2)이 제공되더라도 제1 내측 영역(WP-IR)의 제1 부분 영역(WP-IR1)과 제2 내측 영역(WP-IG) 사이에는 제1 내측 영역(WP-IR)의 제2 부분 영역(WP-IR2)이 배치되므로 제1 컬러 조성물(CCF-S1)과 제2 컬러 조성물(CCF-S2)은 접촉에 의한 혼합이 방지될 수 있다.
제1 컬러 조성물(CCF-S1)과 제2 컬러 조성물(CCF-S2) 각각은 용매 및 이에 분산된 고형분을 포함하고, 고형분은 컬러 조성물에 대하여 20wt% 내지 30wt%일 수 있다. 용매의 종류는 크게 한정되는 것은 아니며, 공지의 다양한 용매가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는 아세톤, 메틸에틸케톤, 사이클로헥산온 등의 케톤류, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 카르비톨아세테이트 등의 아세트산에스테르류, 셀로솔브, 부틸칼비톨 등의 칼비톨류, 솔벤트나프타, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드계 용매 등을 들 수 있으며, 2종 이상의 용매가 조합되어 사용될 수 있다.
고형분은 베이스 수지 및 양자점을 포함한다. 베이스 수지는 에폭시계 고분자 및/또는 모노머를 포함할 수 있다. 고형분은 산란입자를 더 포함할 수 있다. 제1 컬러 조성물(CCF-S1)과 제2 컬러 조성물(CCF-S2)은 서로 다른 양자점을 포함한다.
제1 컬러 조성물(CCF-S1)과 제2 컬러 조성물(CCF-S2)을 진공 상태에서 건조 하여 제1 예비 컬러 제어층과 제2 예비 컬러 제어층을 형성할 수 있다. 제1 컬러 조성물(CCF-S1)과 제2 컬러 조성물(CCF-S2)이 배치된 챔버를 진공 상태로 전환하면 이 조성물들의 용매가 제거된다.
제1 예비 컬러 제어층과 제2 예비 컬러 제어층을 제1 온도에서 베이킹할 수 있다.(제1 베이킹 단계) 제1 온도는 90도 내지 130도 일 수 있다. 제1 예비 컬러 제어층과 제2 예비 컬러 제어층을 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 베이킹할 수 있다.(제2 베이킹 단계) 제2 온도는 180도 내지 240도 일 수 있다. 2단계의 베이킹을 통해서 균일하게 건조된 컬러변환층을 형성할 수 있다.
도 7g 및 도 7h에 도시된 된 것과 같이, 제1, 제2 및 제3 내측 영역들(WP-IR, WP-IG, WP-IB) 중 남은 일부의 영역들에 컬러 변환층을 형성한다. 도 7e 및 도 7f에 도시된 것과 같이, 제1 내측 영역(WP-IR)의 제2 부분 영역(WP-IR2)에 제1 컬러 조성물(CCF-S1)을 제공하고, 제3 내측 영역(WP-IB)에 제1 컬러 조성물(CCF-S1) 및 제2 컬러 조성물(CCF-S2)과 다른 제3 컬러 조성물(CCF-S3)을 제공한다. 제1 컬러 조성물(CCF-S1)과 제2 컬러 조성물(CCF-S2)이 혼합되지 않은 이유와 같은 이유에서 제1 컬러 조성물(CCF-S1)과 제3 컬러 조성물(CCF-S3)은 서로 혼합되지 않을 수 있다.
제3 컬러 조성물(CCF-S3)은 용매 및 이에 분산된 고형분을 포함하고, 고형분은 컬러 조성물에 대하여 20wt% 내지 30wt%일 수 있다. 고형분은 베이스 수지 및 산란입자를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 진공 건조와 2단계의 베이킹을 통해서 균일하게 건조된 컬러변환층을 형성할 수 있다.
도 7i에 도시된 것과 같이, 격벽(WP) 상에 제2 봉지층(ENL2)을 형성한다. 무기물을 증착하여 봉지 무기층을 형성할 수 있다. 유기물을 증착 또는 코팅하여 봉지 유기층을 형성할 수 있다. 도 7a 내지 도 7i에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따르면 2 단계의 잉크젯 공정을 통해 3종의 컬러 제어층을 형성할 수 있다. 따라서, 표시패널의 제조시간이 단축될 수 있다.
별도로 도시되지 않았으나, 도 3d에 도시된 상부 표시기판(200)은 도 7a 내지 도 7i에 도시된 제조방법 대비, 컬러필터(CF-G)와 제1 봉지층(ENL1)을 형성하는 단계가 생략된다. 블랙매트릭스(BM) 상에 격벽(WP)을 직접 형성할 수 있다. 이후 단계는 앞서 설명한 것과 동일하다.
도 3e에 도시된 상부 표시기판(200)은 도 7a 내지 도 7i에 도시된 제조방법 대비, 격벽(WP-S)을 형성하는 단계를 더 포함한다. 격벽(WP-S)을 형성하는 단계는 도 7d를 참조하여 설명한 격벽(WP)의 제조방법과 동일 할 수 있다. 격벽(WP-S)과 격벽(WP)은 동일한 재료를 포함하고, 동일한 구조를 갖기 때문이다.
격벽(WP-S)의 내측영역에 컬러필터들을 형성할 수 있다. 컬러필터들은 격벽(WP-S)이 정의하는 2개의 부분 영역들에 배치된 제1 컬러필터, 격벽(WP-S)이 정의하는 내측영역들에 배치된 제2 컬러필터 및 제3 컬러필터를 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 컬러필터들을 형성하는 방법은 도 7e 내지 도 7h를 참조한 컬러변환층(CCF-R, CCF-G, CCF-B)의 제조방법과 동일할 수 있다. 제1 내지 제3 컬러필터들을 형성하기 위한 조성물들은 용매 및 이에 분산된 고형분을 포함한다. 고형분은 베이스 수지 및 염료 및/또는 안료를 포함할 수 있다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)과 과 격벽(WP1, WP2)의 배치관계를 도시한 평면도이다. 도 8b 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판(200)의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 8a에는 동일한 면적의 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 예시적으로 도시하였다. 제2 격벽(WP2)은 제1, 제2 및 제3 내측 영역들(WP-IR, WP-IG, WP-IB) 각각을 2개의 부분 영역들(WP-IR1, WP-IR2, WP-IG1, WP-IG2, WP-IB1, WP-IB2)로 분할할 수 있다.
상부 표시기판(200)의 제조방법은 도 7a 내지 도 7i를 참조하여 설명한 것과 매우 유사하다. 도 8b 및 도 8c에 도시된 된 것과 같이, 제1, 제2 및 제3 내측 영역들(WP-IR, WP-IG, WP-IB) 중 일부의 영역들(WP-IR1, WP-IG1, WP-IB1)0에 컬러 제어층을 형성한 후 남은 일부의 영역들(WP-IR2, WP-IG2, WP-IB2)에 컬러 제어층을 형성한다.
도 8b에 도시된 것과 같이, 제1 내측 영역(WP-IR)의 제1 부분 영역(WP-IR1)에 제1 컬러 조성물(CCF-S1)을 제공하고, 제2 내측 영역(WP-IG)의 제1 부분 영역(WP-IG1)에 제2 컬러 조성물(CCF-S2)을 제공하며, 제3 내측 영역(WP-IB)의 제1 부분 영역(WP-IB1)에 제3 컬러 조성물(CCF-S3)을 제공한다. 진공 건조와 2 단계의 베이킹을 통해서 균일하게 건조된 3종의 부분 컬러변환층을 형성할 수 있다.
부분영역들(WP-IR1, WP-IG1, WP-IB1)의 부피 대비 많은 양의 제1 컬러 조성물(CCF-S1), 제2 컬러 조성물(CCF-S2), 및 제3 컬러 조성물(CCF-S3)이 제공되더라도 제1 부분 영역들(WP-IR1, WP-IG1, WP-IB1) 사이에 빈 영역들(WP-IR2, WP-IG2, WP-IB2)이 제공되므로 제1 컬러 조성물(CCF-S1), 제2 컬러 조성물(CCF-S2), 및 제3 컬러 조성물(CCF-S3)은 접촉에 의해 서로 혼합되는 것을 방지할 있다.
도 8c에 도시된 것과 같이, 제1 내측 영역(WP-IR)의 제2 부분 영역(WP-IR2)에 제1 컬러 조성물(CCF-S1)을 제공하고, 제2 내측 영역(WP-IG)의 제2 부분 영역(WP-IG2)에 제2 컬러 조성물(CCF-S2)을 제공하며, 제3 내측 영역(WP-IB)의 제2 부분 영역(WP-IB2)에 제3 컬러 조성물(CCF-S3)을 제공한다. 진공 건조와 2단계의 베이킹을 통해서 균일하게 건조된 3종의 부분 컬러변환층을 형성할 수 있다.
도 8b 및 도 8c에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따르면 2 단계의 잉크젯 공정을 통해 3종의 컬러 제어층을 형성할 수 있다. 따라서, 표시패널의 제조시간이 단축될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
CCF-R, CCF-G, CCF-B: 컬러 변환층
CCF-S1, CCF-S2, CCF-S3: 컬러 조성물
WP: 격벽
Bm: 블랙 매트릭스
DA: 표시영역
NDA: 비표시영역
PXA: 화소영역
NPXA: 차광영역

Claims (20)

  1. 제1, 제2 및 제3 화소 영역들과 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들 주변의 차광영역을 포함하는 상부 표시기판; 및
    상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 대응하는 제1, 제2 및 제3 표시소자들을 포함하는 하부 표시기판을 포함하고,
    상기 상부 표시기판은,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 차광영역에 중첩하며, 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 대응하는 제1, 제2 및 제3 내측 영역들을 정의하는 제1 격벽;
    상기 제1 격벽으로부터 연장되며, 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들 중 적어도 어느 하나의 영역에 중첩하고, 상기 적어도 하나의 영역을 부분 영역들로 분할하는 제2 격벽; 및
    상기 제1, 제2 및 제3 내측 영역들에 각각 배치된 제1, 제2, 및 제3 컬러 제어층들을 포함하는 표시패널.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 표시소자들 각각은 제1 전극, 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광층을 포함하고,
    상기 제1, 제2 및 제3 표시소자들의 상기 발광층은 일체의 형상을 갖고, 블루광을 생성하는 표시패널.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 컬러 제어층은 상기 블루광을 레드광으로 변환하는 제1 양자점을 포함하고,
    상기 제2 컬러 제어층은 상기 블루광을 그린광으로 변환하는 제2 양자점을 포함하며,
    상기 제3 컬러 제어층은 상기 블루광을 투과시키는 표시패널.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 어느 하나의 영역은 상기 제1 내측 영역이고,
    상기 제2 격벽은 상기 제1 표시소자의 상기 제1 전극에 중첩하는 표시패널.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 격벽은 제1 방향으로 연장되며,
    상기 제2 격벽은 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향 내에서 상기 제1 전극을 실질적으로 양분하는 위치에 배치된 표시패널.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 부분 영역들의 평면상 면적은 실질적으로 동일한 표시패널.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 화소 영역은 상기 제2 및 제3 화소 영역보다 평면상 면적이 더 큰 표시패널.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 상부 표시기판은,
    상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 차광영역에 중첩하는 블랙 매트릭스;
    상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 각각 대응하는 레드 필터, 그린 필터, 및 블루 필터;
    상기 레드 컬러필터, 그린 컬러필터, 및 블루 컬러필터를 커버하는 제1 봉지막; 및
    상기 제1 격벽, 상기 제2 격벽, 및 상기 제1, 제2, 및 제3 컬러 제어층들을 커버하는 제2 봉지막을 더 포함하는 표시패널.
  9. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 격벽은 상기 제1, 제2 및 제3 내측 영역들 각각을 상기 부분 영역들로 분할하는 표시패널.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 표시기판과 상기 하부 표시기판 사이에 배치된 액정층을 더 포함하는 표시패널.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 컬러 제어층은 레드 컬러필터를 포함하고, 상기 제2 컬러 제어층은 그린 컬러필터를 포함하고, 상기 제3 컬러 제어층은 블루 컬러필터를 포함하는 표시패널.
  12. 제1 전극, 평면 상에서 상기 제1 전극보다 큰 면적을 갖는 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광층을 포함하는 하부 표시기판; 및
    상기 하부 표시기판과 이격된 상부 표시기판을 포함하고,
    상기 상부 표시기판은,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 하면에 배치되고, 상기 제1 전극에 대응하는 개구부가 정의된 블랙매트릭스;
    상기 블랙매트릭스에 중첩하며 평면 상에서 폐라인 형상을 갖는 제1 부분 및 상기 개구부에 중첩하며 상기 제1 부분의 일측으로부터 상기 제1 부분의 타측으로 연장된 제2 부분을 포함하는 격벽; 및
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분이 정의하는 분할된 2개의 영역들에 각각 배치된 제1 및 제2 양자점층을 포함하는 표시패널.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 양자점층은 서로 동일한 물질을 포함하는 표시패널.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 부분은 평면 상에서 상기 제1 전극을 양분하는 표시패널.
  15. 제1, 제2 및 제3 표시소자들을 포함하는 제1 표시기판을 제조하는 단계;
    상기 제1, 제2 및 제3 표시소자들에 대응하는 제1, 제2 및 제3 화소 영역들과 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들 주변의 차광영역을 포함하는 제2 표시기판을 제조하는 단계; 및
    상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판을 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 표시기판을 제조하는 단계는,
    상기 차광영역에 중첩하도록 베이스기판 상에 블랙매트릭스를 형성하는 단계;
    상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 대응하는 제1, 제2 및 제3 내측 영역들을 정의하는 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 연장되며 상기 제1 화소 영역에 중첩하고, 상기 제1 내측 영역을 2개의 부분 영역들로 분할하는 제2 부분을 포함하는 격벽을 상기 베이스기판 상에 형성하는 단계;
    상기 2개의 부분 영역들 중 하나의 부분 영역에 제1 컬러 제어층의 제1 부분을 형성하고, 상기 제2 내측 영역에 제2 컬러 제어층을 형성하는 제1 단계; 및
    상기 2개의 부분 영역들 중 다른 하나의 부분 영역에 제1 컬러 제어층의 제2 부분을 형성하고, 상기 제3 내측 영역에 제3 컬러 제어층을 형성하는 제2 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 단계에서, 상기 어느 하나의 부분 영역에 제1 컬러 조성물을 제공하고, 상기 제2 내측 영역에 상기 제1 컬러 조성물과 다른 제2 컬러 조성물을 제공하는 표시패널의 제조방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 컬러 조성물은 용매 및 이에 분산된 고형분을 포함하고, 상기 고형분은 제1 컬러 조성물에 대하여 20wt% 내지 30wt%이고,
    상기 고형분은 베이스 수지 및 양자점을 포함하는 표시패널의 제조방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제2 단계에서, 상기 다른 어느 하나의 부분 영역에 상기 제1 컬러 조성물과 동일한 조성물을 제공하는 표시패널의 제조방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 단계에서,
    상기 제1 컬러 조성물과 상기 제2 컬러 조성물을 진공 상태에서 건조 하여 제1 예비 컬러 제어층과 제2 예비 컬러 제어층을 형성하는 단계;
    상기 제1 예비 컬러 제어층과 상기 제2 예비 컬러 제어층을 제1 온도에서 베이킹하는 제1 베이킹 단계; 및
    상기 제1 예비 컬러 제어층과 상기 제2 예비 컬러 제어층을 상기 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 베이킹하는 제2 베이킹 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 격벽을 형성하는 단계에서
    상기 제2 내측 영역 및 상기 제3 내측 영역 각각을 2개의 부분 영역들로 분할하는 제2 부분을 더 형성하는 표시패널의 제조방법.
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