KR20200049929A - 광학 부재 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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KR20200049929A
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이영훈
임태우
정홍기
김동우
김원태
맹천재
박근우
이성연
김민수
손동일
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Abstract

본 발명에 따른 표시 장치는, 양자점들(quamtum-dot)을 포함하는 컬러 제어 부재, 상기 컬러 제어 부재를 밀봉하는 베리어층, 및 상기 베리어층을 사이에 두고 상기 컬러 제어 부재와 이격되어 배치되는 저굴절층을 포함하고, 상기 베리어층의 막 밀도는 1.50g/cm3 내지 3.0g/cm3 를 갖는다.

Description

광학 부재 및 이를 포함하는 표시 장치{OPTICAL MEMBER AND DISPLAY DIVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 표시 장치에 대한 것으로, 보다 상세하게는 신뢰성이 향상된 광학 부재를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 내비게이션, 게임기 등과 같은 멀티 미디어 장치에서 영상 정보를 제공하기 위한 다양한 표시 장치들이 개발되고 있다. 특히 액정 표시 소자, 유기 전계 발광 표시 소자 등을 포함하는 표시 장치 등에서는 표시 품질을 개선하기 위해 양자점 등을 도입하고 있다.
이러한 양자점을 이용한 표시 장치에서 광 효율을 보다 증가시키기 위해 저굴절 물질을 이용한 광학 부재가 사용되고 있으며 표시 장치의 신뢰성을 높이기 위해 저굴절 특성을 유지하면서 내구성을 개선한 광학 부재의 개발이 필요하다.
본 발명에 따르면 박리 발생 문제를 개선한 광학 부재를 제공할 수 있다. 이에 따라, 신뢰성이 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 광학 부재는, 양자점들(quamtum-dot)을 포함하는 컬러 제어 부재, 상기 컬러 제어 부재를 밀봉하는 베리어층, 및 상기 베리어층을 사이에 두고 상기 컬러 제어 부재와 이격되어 배치되는 저굴절층을 포함하고, 상기 베리어층의 막 밀도는 1.50g/cm3 내지 3.0g/cm3 이다.
상기 베리어층은 실리콘 질화물(SiNX)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베리어층의 실리콘(Si) 대비 질소(N)의 함량은 0.70 이상 1.50 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베리어층의 잔류응력은 -300MPa 내지 500MPa인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베리어층은 실리콘 산화물(SiOX)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베리어층의 잔류응력은 -500MPa 내지 500MPa인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베리어층은, 상기 컬러 제어 부재의 배면을 커버하는 제1 무기층 및 상기 컬러 제어 부재의 상면을 커버하는 제2 무기층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 무기층 및 상기 제2 무기층 각각은, 단 층으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베리어층은 실리콘 질화물(SiNX)를 포함하고, 상기 제1 무기층의 두께는 0.1㎛ 이상 이고, 상기 제2 무기층의 두께는 0.3㎛ 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베리어층은 실리콘 산화물(SiOX)를 포함하고, 상기 제1 무기층의 두께는 0.3㎛ 이상 이고, 상기 제2 무기층의 두께는 0.3㎛ 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 무기층 및 상기 제2 무기층 중 적어도 어느 하나는, 실리콘 질화물(SiNX)를 포함하는 제1 층 및 상기 제1 층과 적층된 실리콘 산화물(SiOX)를 포함하는 제2 층을을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 층 및 상기 제2 층 각각은, 복수로 구비되고, 상기 제1 층 및 상기 제2 층은 서로 교번하여 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치된 복수의 화소들, 상기 화소들의 상부 및 하부 중 어느 하나에 배치되고, 양자점들을 포함하는 컬러 제어 부재, 및 상기 컬러 제어 부재를 밀봉하는 베리어층을 포함하고, 상기 베리어층을 사이에 두고 상기 컬러 제어 부재와 이격되어 배치되는 저굴절층을 포함하고, 상기 베리어층의 막 밀도는 1.50g/cm3 내지 3.0g/cm3 인 것을 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베리어층은, 상기 컬러 제어 부재의 배면을 커버하는 제1 무기층 및 상기 컬러 제어 부재의 상면을 커버하는 제2 무기층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베리어층은 실리콘 질화물(SiNX)를 포함하고, 상기 베리어층의 실리콘(Si) 대비 질소(N)의 함량은 0.70 이상 1.50 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1 무기층의 두께는 0.1㎛ 이상 이고, 상기 제2 무기층의 두께는 0.3㎛ 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베리어층은 실리콘 산화물(SiOX)를 포함하고, 상기 제1 무기층의 두께는 0.3㎛ 이상 이고, 상기 제2 무기층의 두께는 0.3㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
화소들 각각은, 상기 베이스 기판 상에 배치된 트랜지스터, 상기 트랜지스터와 연결된 제1 전극 및 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 베이스 기판 하부에 배치되고, 광을 제공하는 광원 및 상기 베이스 기판을 향하는 출광면, 상기 출광면과 대향하는 하부면, 상기 광원과 마주하며 상기 하부면 및 상기 출광면을 연결하는 입광면, 상기 입광면과 대향하는 대광면을 포함하는 도광판을 더 포함하고, 상기 광은 청색광인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 화소를 사이에 두고 서로 이격되어 배치되는 제1 편광층 및 제2 편광층을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 컬러 제어 부재는, 각각이 상기 광을 서로 다른 컬러의 광으로 변환시키는 컬러 제어부들을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
복수의 개구부들을 포함하는 차광부 및 상기 개구부들 중 적어도 어나 하나와 중첩하는 광필터층을 더 포함하고, 상기 컬러 제어부들 중 적어도 어느 하나는, 상기 광필터층과 중첩하여 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
화소들 각각은, 상기 베이스 기판 상에 배치된 트랜지스터 및 상기 트랜지스터와 연결된 제1 전극, 상기 제1 전극과 이격된 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치된 유기층을 포함하는 유기 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 컬러 제어 부재는, 상기 화소들로부터 제공된 광을 다른 컬러의 광으로 변환시키는 컬러 제어부들을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 유기층은, 상기 베이스 기판 전면 상에 배치되어 상기 컬러 제어 부재로 청색광을 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 유기층은 서로 다른 컬러의 광을 제공하는 복수의 패턴들을 포함하고, 상기 패턴들 각각은 상기 컬러 제어부들 중 대응되는 컬러 제어부와 중첩하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 컬러 제어 부재를 밀봉하는 무기층의 막 밀도가 1.50g/cm3 내지 3.0g/cm3 의 범위를 가짐으로써, 저굴절층과 베리어층 사이에 발생하는 박리 문제가 개선된 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부 구성들의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 부재의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재의 일 구성의 확대도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재의 평면도이다.
도 8은 도 6의 CC영역을 확대한 확대도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재의 일 구성의 확대도들이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도들이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
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.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의됩니다.
"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 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 모듈의 일부 구성들의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 부재의 단면도이다. 이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DS)를 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 표시 장치(DS)는 윈도우 부재(WP), 표시 모듈(DD), 및 수납 부재(HAU)를 포함한다. 일 실시예에서 표시 장치(DS)는 표시 소자를 포함하는 것으로, 이미지를 제공할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DS)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device) 또는 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Electroluminescence Display Device)일 수 있다.
한편, 도 1 및 이하 도면들에서는 제1 방향축(DR1) 내지 제3 방향축(DR3)을 도시하였으며, 본 명세서에서 설명되는 방향축은 상대적인 것으로 설명의 편의를 위하여 제3 방향축(DR3) 방향은 사용자에게 영상이 제공되는 방향으로 정의될 수 있다. 또한, 제1 방향축(DR1, 이하, 제1 방향)과 제2 방향축(DR2, 이하, 제2 방향)은 서로 직교하고, 제3 방향축(DR3, 이하, 제3 방향)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면에 대한 법선 방향일 수 있다. 도 1에서 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면은 영상이 제공되는 표시면 일 수 있다.
윈도우 부재(WP)는 표시 모듈(DD) 상에 배치된다. 윈도우 부재(WP)는 유리, 사파이어, 또는 플라스틱을 포함하는 재질일 수 있다. 윈도우 부재(WP)는 표시 모듈(DD)로부터 제공되는 영상을 투과시키는 투과 영역(TA) 및 투과 영역(TA)에 인접하고, 영상이 투과되지 않는 차광 영역(BA)을 포함한다. 투과 영역(TA)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의하여 정의되는 평면 상에서 표시 장치(DS)의 중심부에 배치될 수 있다. 차광 영역(BA)은 투과 영역(TA)의 주변부에 배치되어 투과 영역(TA)을 둘러싼 프레임 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면 윈도우 부재(WP)는 투과 영역(TA)만을 포함할 수 있으며, 이 경우, 차광 영역(BA)은 생략될 수 있다. 또한, 차광 영역(BA)은 투과 영역(TA)의 적어도 일 측에만 배치되는 것일 수 있다. 한편, 도 1에 도시된 것과 달리 일 실시예의 표시 장치(DS)에서 윈도우 부재(WP)는 생략될 수 있다.
본 발명에 따른 표시 모듈(DD)은 표시 패널(DP), 광학 부재(OPM), 및 백라이트 부재(LP)를 포함한다.
일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 윈도우 부재(WP)와 수납 부재(HAU) 사이에 배치될 수 있다. 표시 패널(DP)은 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display Element)를 포함하거나 유기 전계 발광 표시 소자(Organic Electroluminescence Display Element)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 표시 패널(DP)가 액정 표시 소자를 포함한 실시예를 설명한다.
일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 제1 베이스 기판(BL1), 표시부(DPP), 및 제2 베이스 기판(BL2)을 포함한다. 표시부(DPP)는 제1 표시층(SUB1), 액정층(LCL), 제2 표시층(SUB2)을 포함한다. 제1 표시층(SUB1), 액정층(LCL), 및 제2 표시층(SUB2)은 제1 베이스 기판(BL1) 및 제2 베이스 기판(BL2) 사이에 배치된다.
제1 베이스 기판(BL1)은 표시부(DPP)의 구성들이 증착되는 기저층으로 제공될 수 있다. 제1 베이스 기판(BL1) 및 제2 베이스 기판(BL2) 각각은, 투명한 절연성 기판일 수 있다. 예를 들어, 유리기판, 플라스틱기판 등일 수 있다. 또한, 금속기판일 수 있으며, 어느 실시예로 한정되지 않는다. 제1 베이스 기판(BL1) 및 제2 베이스 기판(BL2)은 서로 대향하여 배치된다.
표시부(DPP)는 영상을 표시하는 화소들(PX)을 포함한다. 화소들(PX)는 매트릭스 형상으로 배열될 수 있다. 표시 패널(DP)의 표시부(DPP)는 화소들(PX)이 표시되는 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA)과 인접한 비표시 영역(NDA)을 포함한다.
일 실시예에 따른 표시 영역(DA)은 윈도우 부재(WP)의 투과 영역(TA)과 중첩할 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 윈도우 부재(WP)의 차광 영역(BA)과 중첩할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 비표시 영역(NDA)은 생략될 수 있다. 또한, 표시 영역(DA)은 비표시 영역(NDA)의 적어도 일 측에만 배치되는 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 표시층(SUB1)은 트랜지스터(TR), 절연층들(INS1, INS2), 화소 전극(PE), 및 제1 배향막(AL1)이 포함한 층으로 정의될 수 있다. 제2 표시층(SUB2)은 제2 배향막(AL2) 및 공통 전극(CE)이 포함한 층으로 정의될 수 있다.
화소들(PX)은 제1 베이스 기판(BL1) 및 제2 베이스 기판(BL2) 사이에 배치된다. 화소들(PX) 각각은 트랜지스터(TR), 액정 커패시터(PE, LCL, CE)를 포함한다. 트랜지스터(TR)는 제어 전극(GE), 입력 전극(SE), 출력 전극(DE), 및 반도체 패턴(SM)을 포함한다. 액정 커패시터(PE, LCL, CE)는 트랜지스터(TR)에 연결된 화소 전극(PE), 화소 전극(PE)에 대향하는 공통 전극(CE), 및 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 배치되는 유전층을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 유전층은 액정층(LCL)에 대응된다.
화소들(PX) 각각은 복수 개의 신호배선들(미 도시) 중 대응되는 신호배선들에 연결된다. 신호배선들은 복수 개의 게이트 라인들 및 복수 개의 데이터 라인들을 포함한다. 복수 개의 게이트 라이들은 표시 패널(DP)의 일 방향으로 배열된다. 복수 개의 데이터 라인들은 복수개의 게이트 라인들과 절연되게 교차한다.
제어 전극(GE)은 제1 베이스 기판(BL1) 상에 배치된다. 제어 전극(GE)은 대응되는 게이트 라인에 연결된다. 제어 전극(GE)은 도전 물질을 포함한다. 예를 들어, 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 및 텅스텐(W)과 같은 금속, 또는 금속 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 제어 전극(GE)은 단일막 또는 다중막일 수 있다. 게이트 라인은 제어 전극(GE)과 동일한 물질로 구성되고, 동일한 층 구조를 가질 수 있다.
제1 절연막(INS1)은 제어 전극(GE) 및 제1 베이스 기판(BL1)을 커버한다. 제1 절연막(INS1)은 무기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 및 실리콘 산화 질화물(SiON) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
반도체 패턴(SM)은 제1 절연막(INS1) 상에 배치된다. 반도체 패턴(SM)의 적어도 일부는 제어 전극(GE)과 중첩한다.
도 2에는 바텀 게이트 형식의 트랜지스터가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제어 전극이 입/출력 전극의 상부에 배치된 탑 게이트 형식의 트랜지스터에도 적용될 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
입력 전극(SE) 및 출력 전극(DE)은 제1 절연막(INS1) 상에 배치된다. 입력 전극(SE)의 일 측은 대응되는 데이터 라인에 연결되고, 입력 전극(SE)의 타 측은 반도체 패턴(SM)에 중첩한다. 출력 전극(DE)의 일 측은 반도체 패턴(SM)에 중첩하고, 출력 전극(DE)의 타 측은 화소 전극(PE)과 연결된다. 입력 전극(SE)의 타 측 및 출력 전극(DE)의 일 측은 서로 이격된다.
입력 전극(SE) 및 출력 전극(DE) 각각은 도전성 물질을 포함한다. 예를 들어, 입력 전극(SE) 및 출력 전극(DE) 각각은 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 텅스텐(W), 및 이들 각각의 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 입력 전극(SE) 및 출력 전극(DE) 각각은 단일막 또는 다중막일 수 있다. 데이터 라인은 입력 전극(SE)과 동일한 물질로 구성되고, 동일한 층 구조를 가질 수 있다.
제2 절연막(INS2)은 제1 절연막(INS1) 상에 배치된다. 제2 절연막(INS2)은 트랜지스터(TR)를 커버한다. 제2 절연막(INS2)은 유기막 및/또는 무기막을 포함 한다. 제2 절연막(INS2)은 단일막 또는 다중막일 수 있다. 예를 들어, 제2 절연막(INS2)은 트랜지스터(TR) 상에 배치되는 무기막 및 무기막 상에 배치되어 평탄한 상면을 제공하는 유기막을 포함할 수 있다.
화소 전극(PE)은 제2 절연막(INS2) 상에 배치된다. 화소 전극(PE)은 제2 절연막(INS2)을 관통하여 형성된 컨택홀을 통해 출력 전극(DE)과 전기적으로 연결된다. 화소 전극(PE)은 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide), 인듐 갈륨 아연 산화물(Indium Gallium Zinc Oxide), 플루오르 아연 산화물(Fluorine Zinc Oxide), 갈륨 아연 산화물(Gallium Zinc Oxide), 또는 주석 산화물(Tin Oxide) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 화소 전극(PE)은 제2 절연막(INS2)에 정의된 컨택홀을 통해 출력 전극(DE)과 전기적으로 연결된 화소 전극(PE)은 데이터 신호에 대응하는 전압을 전달받는다.
액정층(LCL)은 방향성을 가진 액정 분자를 포함한다. 액정 분자는 공통 전극(CE) 및 화소 전극(PE) 사이의 전압 차이에 따라 형성된 전계에 따라 다양한 배열을 가진다. 액정 분자의 배열에 따라 액정층(LCL)을 투과하는 광량이 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 표시 패널(DP)은 제1 배향막(AL1) 및 제2 배향막(AL2)을 포함할 수 있다. 제1 배향막(AL1)은 화소 전극(PE) 및 액정층(LCL) 사이에 배치되며, 제2 배향막(AL2)은 액정층(LCL) 및 공통 전극(CE) 사이에 배치되어 액정층(LCL)의 액정 분자를 배향한다. 제1 배향막(AL1)과 제2 배향막(AL2)은 수직 배향막으로 이루어질 수 있고, 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane), 폴리 이미드(Polyimide) 등을 포함할 수 있다.
공통 전극(CE)은 제2 배향막(AL2) 상에 배치된다. 상술한 바와 같이, 공통 전극(CE)은 화소 전극(PE)과 함께 액정 커패시터를 구성한다. 공통 전극(CE)은 투명한 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공통 전극(CE)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide), 인듐 갈륨 아연 산화물(Indium Gallium Zinc Oxide), 플루오르 아연 산화물(Fluorine Zinc Oxide), 갈륨 아연 산화물(Gallium Zinc Oxide), 또는 주석 산화물(Tin Oxide) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학 부재(OPM)는 광학 시트 부재(OF), 컬러 제어 부재(CCP), 베리어층(BRL), 및 저굴절층(LRL)을 포함할 수 있다.
광학 시트 부재(OF)는 표시 패널(DP) 하부에 배치된다. 광학 시트 부재(OF) 확산 시트, 프리즘 시트, 및 휘도 향상 시트 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 확산시트는 광학 시트 부재(OF) 중 백라이트 부재(LP)와 가장 인접하게 배치될 수 있다. 확산시트는 도광판(GP)에서 입사되는 광을 분산시켜서 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있다. 확산시트는 예를 들어, 폴리에스터(Polyester) 및 폴리카보네이트(Polycarbonate]) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 프리즘 시트는 확산 시트를 통과한 광에 대해 측광(side light)을 정면광으로 바꾸고 방사하는 광을 집광시켜 휘도를 높이는 역할을 한다. 휘도 향상시트(dual brightness enhance film)는 프리즘시트에서 나온 광의 손실을 줄여주는 역할을 한다. 본 발명에 따른 광학 부재(OPM)는 광학 시트 부재(OF)가 생략될 수 있다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 컬러 제어 부재(CCP)는 표시 패널(DP) 및 백라이트 부재(LP) 사이에 배치될 수 있다.
컬러 제어 부재(CCP)는 도광판(GP)으로부터 입사된 광을 변환시키는 복수의 변환 입자들을 포함할 수 있다. 변환 입자들 각각은 입사되는 광의 적어도 일부를 흡수하여, 특정 색상을 지닌 광을 방출하거나, 그대로 투과시킨다.
컬러 제어 부재(CCP)로 입사되는 광이 변환 입자를 여기 시키기에 충분한 에너지를 가진 경우, 변환 입자는 입사되는 광의 적어도 일부를 흡수하여 들뜬 상태가 된 후, 안정화되면서 특정 색상의 광을 방출한다. 이와 달리, 입사되는 광이 변환 입자를 여기 시키기 어려운 에너지를 가진 경우, 입사되는 광은 컬러 제어 부재(CCP)를 그대로 통과하여 외부로부터 시인될 수 있다.
컬러 제어 부재(CCP)는 제1 변환체(QD1), 제2 변환체(QD2), 및 베이스 수지(BR)를 포함할 수 있다.
베이스 수지(BR)는 제1 및 제2 변환체들(QD1, QD2)이 분산되는 매질로서, 일반적으로 바인더로 지칭될 수 있다. 베이스 수지(BR)는 제1 및 제2 변환체들(QD1, QD2)을 분산시킬 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 수지(BR)는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지 등 다양한 수지 조성물로 이루어질 수 있다.
컬러 제어 부재(CCP)의 변환 입자들로부터 방출되는 광은 다양한 방향으로 방사될 수 있다. 컬러 제어 부재(CCP)는 백색 광을 생성하기 위해 광원부(LU)에서 제공되는 광의 종류에 따라서 크기가 상이한 변환체들(QD1, QD2)은 을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 변환체들(QD1, QD2)은 양자점(Quantum Dot, QD)일 수 있다.
예를 들어, 변환체들(QD1, QD2)은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다. II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, 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 혼 합물로 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 원소로 는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다. 또한, 변환체들(QD1, QD2)은 의 형태는 해당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어, 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며 컬러 제어 부재(CCP)는 복수 개의 형광체들을 포함할 수 잇다. 백라이트 부재(LP)에서 제공되는 광이 청색광인 경우 청색광을 흡수하고 적색광을 방출하는 복수 개의 형광체들을 포함할 수 있다. 적색광 형광체들은 예를 들어, 황(S), 2Si5N8, CaAlSiN3, CaMoO4, Eu2Si5N8 중 적어도 하나의 물질일 수 있다.
컬러 제어 부재(CCP)는 백라이트 부재(LP)에서 출사되는 청색광을 흡수하고 녹색광을 방출하는 형광체들을 포함할 수 있다. 녹색광 형광체들은 예를 들어, 알루미늄 가닛(yttrium aluminum garnet, YAG), (Ca, Sr, Ba)2SiO4, SrGa2S4, BAM, 알파 사이알론(α-SiAlON), 베타 사이알론(
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-SiAlON), Ca3Sc2Si3O12, Tb3Al5O12, BaSiO4, CaAlSiON, (Sr1-xBax)Si2O2N2 중 적어도 하나의 물질일 수 있다.
본 발명에 따른 변환체들(QD1, QD2)은 청색광을 흡수하여 녹색 또는 적색 파장 대역의 광으로 변환시킨다. 또한, 청색 광의 일부는 변환체들(QD1, QD2)에 흡수되지 않을 수 있다. 따라서, 컬러 제어 부재(CCP)에서 청색, 녹색, 및 적색 파장의 광들이 서로 혼합되면서 백색 광이 생성될 수 있다.
베리어층(BRL)은 컬러 제어 부재(CCP)를 커버한다. 베리어층(BRL)은 컬러 제어 부재(CCP)의 측면이 외부로 노출되지 않도록 저굴절층(LRL)과 함께 컬러 제어 부재(CCP)를 밀봉할 수 있다. 베리어층(BRL)은 컬러 제어 부재(CCP)로 유입되는 수분 및/또는 산소의 침투를 막는 역할을 할 수 있다.
베리어층(BRL)은 적어도 하나의 무기층을 포함하는 것일 수 있다. 즉, 베리어층(BRL)은 무기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 베리어층(BRL)은 실리콘 질화물(SiNX), 알루미늄 질화물(AlNX), 지르코늄 질화물(ZrNX), 티타늄 질화물(TiNX), 하프늄 질화물(HfNX), 실리콘 산화물(SiOX), 알루미늄 산화물(AlOX), 티타늄 산화물(TiOX), 및 실리콘 산화질화물(SiOXNY) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 베리어층(BRL)은 광투과율이 확보된 금속 박막 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 한편, 베리어층(BRL)은 유기막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리이미드(Polyimide), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate]), 폴라카보네이트(Polycarbonate), 에폭시(Epoxy), 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 폴리아크릴레이트(Polyacrylate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 베리어층(BRL)은 단일층 또는 복수의 층으로 구성되는 것일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 베리어층(BRL)은 실리콘 질화물(SiNX) 및/또는 실리콘 산화물(SiOX)을 포함한 것으로 설명한다.
저굴절층(LRL)은 도광판(GP) 및 컬러 제어 부재(CCP) 사이에 배치될 수 있다. 저굴절층(LRL)은 도광판(GP)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는다. 도광판(GP) 상에 배치된 컬러 제어 부재(CCP)의 굴절률과 도광판(GP)의 굴절률이 유사한 경우, 도광판(GP)과 컬러 제어 부재(CCP) 사이의 경계에서 전반사가 제대로 이루어 지지 않으며, 도광판(GP)에 입사된 광이 도광판(GP) 내부를 도광하지 못하고 외부로 출사되어 일정 영역에만 광이 집광되는 핫 스팟 현상이 발생한다.
본 발명에 따르면, 이와 같은 문제를 방지하기 위하여 도광판(GP)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가진 저굴절층(LRL)을 도광판(GP)과 컬러 제어 부재(CCP) 사이에 배치시킨다. 이로 인해, 도광판(GP)과 저굴절층(LRL) 경계에서의 전반사가 이루어지는 최소 각도를 증가 시킴으로써 도광판(GP) 내의 전반사효율이 증대될 수 있다.
백라이트 부재(LP)는 표시 패널(DP)의 하부에 배치되어 표시 패널(DP)에 광을 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 백라이트 부재(LP)는 광원부(LU), 도광판(GP), 및 출광 패턴(CP)를 포함한다.
광원부(LU)는 회로 기판(PB) 및 광원(LD)을 포함한다. 회로 기판(PB)은 광원(LD)과 전기적으로 연결되어 광원(LD)에서 출사되는 광을 제어한다. 도 1에 도시된 것과 같이 광원(LD)은 회로 기판(PB)에 복수로 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 광원부(LU)는 도광판(GP)의 측면에 배치된 엣지 형 일 수 있다.
회로 기판(PB)은 복수개의 광원들 각각에 대응되도록 복수 개의 회로기판들로 구비될 수 있다. 미도시 되었으나, 회로기판(PB)은 기판 및 회로층을 포함할 수 있다. 회로층은 광원(LD)과 전기적으로 연결된다. 구체적으로, 회로층은 광원(LD)의 전극들(미도시)에 연결될 수 있다. 회로층은 전극들 각각에 연결된 도전 라인들, 또는 도전성 패드들로 구성될 수 있다. 회로층은 금속 물질로 이루어질 수 있으며 예를 들어, 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
광원(LD)은 회로층과 전기적으로 연결될 수 있다. 광원(LD)은 회로층으로부터 수신된 전기적 신호에 응답하여 광을 생성하는 발광다이오드(Light emitting diode, LED)를 포함할 수 있다. 발광다이오드는 회로층에 전기적으로 연결된 제1 전극, n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층, 및 제1 전극에 대향하고 회로층에 전기적으로 연결된 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 발광다이오드에 구동전압이 인가되면 전자와 정공이 이동하면서 결합되고, 상기 전자와 정공의 결합에 의해 광이 생성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광원(LD)은 복수의 발광다이오드들을 포함할 수 있고, 발광다이오드들이 생성하는 광들은 서로 동일하거나 상이한 컬러를 가질 수 있으며, 어느 하나의 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광원(LD)은 청색광일 수 있다.
도광판(GP)은 표시 패널(DP) 하부에 배치된다. 도광판(GP)은 광원부(LU)로부터 수신된 광을 표시 패널(DP) 방향으로 가이드 한다. 도광판(GP)은 가시 광선 영역에서 광 투과율이 높은 물질을 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 도광판(GP)은 광학적으로 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도광판은 유리 기판, 플라스틱 기판, 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 도광판(GP)은 유리로 이루어진 것을 설명하도록 한다.
도광판(GP)은 출광면(G1), 하부면(G2), 복수의 측면들(G3, G4)을 포함한다. 출광면(G1)은 표시 패널(DP)로 향하는 면으로 정의될 수 있다. 하부면(G2)은 출광면(G1)과 대향한다. 도 1에 기재된 것과 같이, 복수의 측면들(G3, G4, 이하, 측면들)은 제1 방향(DR1)에서 마주하는 제1 및 제2 측면들(G3, G4), 제2 방향(DR2)에서 마주하며 제1 및 제2 측면들(G3, G4)과 연결되는 제3 및 제4 측면들을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 측면들(G3, G4) 중 적어도 일 면에 입광면이 정의된다. 입광면은 광원(LD)과 마주하며 광원(LD)으로부터 제공된 광을 수신한다. 일 실시예에 따르면, 제1 측면(G3)은 입광면으로 정의될 수 있다. 도광판(GP)은 입광면(G3)으로 입사되는 광을 가이드 하여 출광면(G1)을 통해 출사시킴으로써 표시 패널(DP)에 광을 제공할 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 입광면은 제2 내지 제4 측면들 중 어느 하나에 정의되거나 2 개 이상의 측면에 정의될 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다
출광 패턴(CP)은 도광판(GP)과 상이한 굴절률 값을 갖는 물질로 형성된 것일 수 있다. 출광 패턴(CP)은 광원부(LU)로부터 방출되어 도광판(GP)의 일 측면으로 입사된 광을 도광판(GP)의 타 측면으로 전달하거나, 또는 도광판(GP)의 하부면(G2) 방향으로 입사된 광을 도광판(GP)의 상부면인 출광면(G1) 방향으로 전달되도록 광의 방향을 변화시키는 것일 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 수납 부재(HAU)는 표시 패널(DP)의 하부에 배치되어 표시 패널(DP)을 수납할 수 있다. 수납 부재(HAU)는 표시 패널(DP)의 표시면인 상부면이 노출되도록 표시 패널(DP)을 커버할 수 있다. 예를 들어, 수납 부재(HAU)는 표시 패널(DP)의 측면과 바닥면을 커버하며, 상부면 전체를 노출시키는 것일 수 있다. 또한 이와 달리, 수납 부재(HAU)는 표시 패널(DP)의 측면과 바닥면뿐 아니라 상부면의 일부를 커버하는 것일 수 있으며, 어느 실시예로 한정되지 않는다.
일 실시예에 따른 베리어층(BRL)은 실리콘 질화물(SiNX) 및 실리콘 산화물(SiOX) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 실리콘 질화물(SiNX)을 포함하는 베리어층(BRL)의 막 밀도는 1.50g/cm3 내지 3.0g/cm3 일 수 있다. 또한, 실리콘 질화물(SiNX)을 포함하는 베리어층(BRL)의 실리콘(Si) 대비 질소(N)의 함량은 0.70 이상 1.50 이하일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 실리콘 질화물(SiNX)을 포함하는 베리어층(BRL)의 잔류응력은 -300MPa 내지 500MPa일 수 있다. 일 실시예에 따른 잔류 응력은 압축 응력(Compressive Stress)일 수 있다.
실리콘 질화물(SiNX)을 포함하는 베리어층(BRL)의 막 밀도 및 실리콘(Si) 대비 질소(N)의 함량이 각각 1.50g/cm3 미만 및 0.70 미만인 경우, 베리어층(BRL)의 수증기 투과율(Moisture vapor transmission rate: MVTR)이 저하되어 컬러 제어 부재(CCP)의 수명이 감소될 수 있다. 또한, 베리어층(BRL)의 표면에서 산화로 인해 베리어층(BRL)과 인접한 층들 간의 박리 문제가 발생될 수 있다.
실리콘 질화물(SiNX)을 포함하는 베리어층(BRL)의 막 밀도 및 실리콘(Si) 대비 질소(N)의 함량이 각각 3.0g/cm3 초과 및 1.50 초과인 경우, 베리어층(BRL)의 막 밀도 증가로 인한 공정 비용이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 베리어층(BRL)은 실리콘 산화물(SiOX)을 포함할 수 있다. 실리콘 산화물(SiOX)을 포함하는 베리어층(BRL)의 막 밀도는 1.50g/cm3 내지 3.0g/cm3 일 수 있다.
실리콘 산화물(SiOX)을 포함하는 베리어층(BRL)의 잔류응력은 -500MPa 내지 500MPa 일 수 있다. 일 실시예에 따른 잔류 응력은 압축 응력(Compressive Stress)일 수 있다.
실리콘 산화물(SiOX)을 포함하는 베리어층(BRL)의 막 밀도가 1.50g/cm3 미만인 경우, 베리어층(BRL)의 수증기 투과율(Moisture vapor transmission rate: MVTR)이 저하되어 컬러 제어 부재(CCP)의 수명이 감소될 수 있다. 또한, 베리어층(BRL)의 표면에서 산화로 인해 베리어층(BRL)과 인접한 층들 간의 박리 문제가 발생될 수 있다.
실리콘 산화물(SiOX)을 포함하는 베리어층(BRL)의 막 밀도가 3.0g/cm3 초과인 경우 베리어층(BRL)의 막 밀도 증가로 인한 공정 비용이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재의 일 구성의 확대도들이다. 도 1 내지 도 3과 동일한 구성에 대해 유사한 참조 부호를 사용하며, 중복된 설명은 생략한다.
도 4a를 참조하면, 일 실시예에 따른 베리어층(BRL-A)은 제1 무기층(SBL1) 및 제2 무기층(SBL2)을 포함한다. 제1 무기층(SBL1)은 도 3에 도시된 저굴절층(LRL)과 컬러 제어 부재(CCP)의 사이에 배치되어 저굴절층(LRL)의 하부면과 접촉할 수 있다. 제1 무기층(SBL1)은 컬러 제어 부재(CCP)의 면들 중 하부면을 밀봉할 수 있다. 제2 무기층(SBL2)은 도 3에 도시된 광학 시트 부재(OF)와 컬러 제어 부재(CCP) 사이에 배치되어 저굴절층(LRL)의 상부면과 접촉할 수 있다. 제2 층(SLB2)은 컬러 제어 부재(CCP) 중 제1 무기층(SBL1)에 의해 밀봉되지 않은 컬러 제어 부재(CCP)의 면들츨 밀봉할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 무기층(SBL1)과 제2 무기층(SBL2) 각각의 끝 단은 컬러 제어 부재(CCP)를 사이에 두고 서로 접촉하여 컬러 제어 부재(CCP)를 밀봉할 수 있다. 이에 따라, 컬러 제어 부재(CCP)로 유입되는 수분 및/또는 산소의 침투를 막는 역할을 할 수 있다.
일 실시예에 따르면 제1 무기층(SBL1) 및 제2 무기층(SBL2) 중 적어도 어느 하나는 단 층으로 이루어질 수 있다.
단 층으로 이루어진 베리어층(BRL)이 실리콘 질화물(SiNX)을 포함하는 경우, 제1 층(SBL1)의 두께는 0.1㎛ 이상을 가지며, 제2 층(SBL2)의 두께는 0.3㎛ 이상일 수 있다.
단 층으로 이루어진 베리어층(BRL)이 실리콘 산화물(SiOX)을 포함하는 경우의 제1 층(SBL1)의 두께는, 베리어층(BRL)이 실리콘 질화물(SiNX)을 포함하는 경우의 제1 층(SBL1)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 제1 층(SBL1)의 두께는 0.3㎛ 이상 일 수 있다. 또한, 제2 층(SBL2)의 두께는 0.3㎛ 이상 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 베리어층(BRL)의 제1 층(SBL1)의 두께가 실리콘 질화물(SiNX)을 포함할 때 보다 실리콘 산화물(SiOX)을 포함하는 경우 더 큰 두께를 갖는 것는다. 이는 실리콘 산화물(SiOX)을 포함하는 베리어층(BRL)이 요철이 심한 컬러 제어 부재(CCP)의 경계에서 생장하는 경우, 실리콘 질화물(SiNX)에 비해 컬러 제어 부재(CCP)를 밀봉하는 생장 면의 경계가 늦게 형성되는 특징을 가질 수 있다. 이로 인해 컬러 제어 부재(CCP)로 수분 및/또는 산소의 침투를 효율적으로 차단하기 위해 베리어층(BRL)의 제1 층(SBL1)의 두께는 실리콘 산화물(SiOX)을 포함하는 경우, 실리콘 질화물(SiNX)을 포함할 때 보다 클 수 있다.
도 4b를 참조하면, 일 실시예에 따른 베리어층(BRL-B)은 각각이 복수의 층을 포함하는 제1 층(SBL1-1) 및 제2 층(SBL2-1)을 포함한다. 제1 층(SBL1-1)은 제1 서브층(SL1-1) 및 제2 서브층(SL1-2)을 포함한다. 제2 층(SBL2-1)은 제1 서브층(SL2-1) 및 제2 서브층(SL2-2)을 포함한다.
일 실시예에 따른 제1 서브층(SL1-1)은 실리콘 질화물(SiNX)을 포함할 수 있으며, 제2 서브층(SL1-2)은 실리콘 산화물(SiOX)을 포함할 수 있다. 제1 서브층(SL1-1) 및 제2 서브층(SL1-2)은 서로 교번하여 배치될 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 서브층(SL2-1)은 실리콘 질화물(SiNX)을 포함할 수 있으며, 제2 서브층(SL2-2)은 실리콘 산화물(SiOX)을 포함할 수 있다. 제2 서브층(SL2-1) 및 제2 서브층(SL2-2)은 서로 교번하여 배치될 수 있다.
도 4b에는 단일의 제1 서브층(SL1-1, SL2-1) 및 단일의 제2 서브층(SL1-2, SL2-1)을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 제1 서브층들 및 제2 서브층들이 교번하여 배치 될 수 있으다. 또한, 컬러 제어 부재(CCP)와 접촉하는 서브층이 실리콘 산화물(SiOX)을 포함할 수 있으며, 어느 실시예로 한정되지 않는다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재의 평면도이다. 도 8은 도 6의 CC영역을 확대한 확대도이다. 도 1 내지 도 4b와 동일한 구성에 대해 동일한 참조 부호를 사용하며, 중복된 설명은 생략한다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 모듈(DD-1)은 백라이트 부재(LP), 제1 베이스 기판(BL1), 표시부(DPP), 광학 부재(OPM-1), 제2 베이스 기판(BL2), 및 제1 편광층(PL), 제2 편광층(ICP)를 포함한다.
일 실시예에 따른 광학 부재(OPM-1)는 컬러 제어 부재(CCP-1), 베리어층(BRL-1), 저굴절층(LRL), 및 평탄화층(OC)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 모듈(DD-1)의 구성 중, 백라이트 부재(LP), 제1 베이스 기판(BL1), 표시부(DPP), 및 제2 베이스 기판(BL2)은 도 1 내지 도 3에 도시된 백라이트 부재(LP), 제1 베이스 기판(BL1), 표시부(DPP), 및 제2 베이스 기판(BL2)와 동일한 구성일 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 모듈(DD-1)은 제1 편광층(PL) 및 제2 편광층(ICP)을 포함할 수 있다. 제1 편광층(PL)은 백라이트 부재(LP) 및 제1 베이스 기판(BL1) 사이에 배치될 수 있다. 제1 편광층(PL)은 별도의 부재로 제공되는 것이거나, 또는 코팅 또는 증착에 의하여 형성된 편광자를 포함하는 것일 수 있다. 제1 편광층(PL)은 이색성 염료 및 액정 화합물을 포함한 물질을 코팅하여 형성된 것일 수 있다. 또는 제1 편광층(PL)은 와이어 그리드 타입의 편광자를 포함하는 것일 수 있다.
제1 편광층(PL)은 제1 베이스 기판(BL1)의 하부면에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 편광층(PL)은 제1 베이스 기판(BL1)의 상부면에 배치될 수 있으며, 이 경우에도 제1 편광층(PL)은 표시부(DDP)의 액정층(LCL: 도 3 참조)과 제1 베이스 기판(BS1) 사이에 배치될 수 있다.
제2 편광층(ICP)은 광학 부재(OPM-1) 및 표시 패널(DP) 사이에 배치될 수 있다. 제2 편광층(ICP)은 인셀(In-cell) 형태의 편광층일 수 있다. 제2 편광층(ICP)은 이색성 염료 및 액정 화합물을 포함한 물질을 코팅하여 형성된 것일 수 있다. 또는 제2 편광층(ICP)은 와이어 그리드 타입 편광층일 수 있다.
일 실시예에 따른 컬러 제어 부재(CCP-1)는 제2 베이스 기판(BL2) 및 표시부(DPP) 사이에 배치될 수 있다. 컬러 제어 부재(CCP-1)는 평면상에서 서로 이격된 복수 개의 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)은 제2 베이스 기판(BL2) 상에 제공되는 것일 수 있다. 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)은 제2 베이스 기판(BL2)의 하부면에 제공되는 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 컬러 제어 부재(CCP-1)는 제1 광을 흡수하여 제2 광으로 파장 변환하는 제1 변환체(QD1) 및 제1 광을 흡수하여 제3 광으로 파장 변환하는 제2 변환체(QD2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광은 청색광이고 제2 광은 녹색광이며, 제3 광은 적색광일 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 컬러 제어 부재(CCP-1)에 포함된 제1 변환체(QD1) 및 제2 변환체(QD2)에 대하여는 도 3에서 설명한 일 실시예의 컬러 제어 부재(CCP)에 포함된 변환체들(QD1, QD2)에 대한 설명이 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 제1 변환체(QD1)는 녹색 양자점이고 제2 변환체(QD2)는 적색 양자점일 수 있다.
컬러 제어 부재(CCP-1)는 제1 변환체(QD1)를 포함하는 제1 컬러 제어부(CCL1), 제2 변환체(QD2)를 포함하는 제2 컬러 제어부(CCL2), 및 제1 광을 투과하는 제3 컬러 제어부(CCL3)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 변환체(QD1)는 청색광인 제1 광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 것이고, 제2 변환체(QD2)는 청색광인 제1 광을 흡수하여 적색광을 방출하는 것일 수 있다. 즉, 제1 컬러 제어부(CCL1)는 녹색광을 방출하는 발광 영역이고, 제2 컬러 제어부(CCL2)는 적색광을 방출하는 제2 발광 영역일 수 있다.
또한, 제3 컬러 제어부(CCL3)는 변환체를 포함하지 않는 부분일 수 있다. 제3 컬러 제어부(CCL3)는 백라이트 부재(LP)로부터 제공된 제1 광을 투과시키는 부분일 수 있다. 즉, 제3 컬러 제어부(CCL3)는 청색광을 투과시키는 영역일 수 있다. 제3 컬러 제어부(CCL3)는 고분자 수지로 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 제3 컬러 제어부(CCL3)는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등일 수 있다. 제3 컬러 제어부(CCL3)는 투명한 수지로 형성된 것이거나 백색 수지로 형성된 것일 수 있다
컬러 제어 부재(CCP-1)는 차광부(BM)를 더 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 것과 같이, 차광부(BM)는 복수의 개구부들(OPC)이 정의될 수 있다. 차광부(BM)는 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)을 구획할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3) 각각은 대응되는 개구부(OPC)와 중첩하여 배치되어, 차광부(BM)에 의해 구획될 수 있다. 따라서, 차광부(BM)은 인접하는 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3) 사이의 경계를 구분하는 것일 수 있다.
차광부(BM)의 적어도 일 부분은 이웃하는 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)과 중첩하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 방향(DR1)과 제3 방향(DR3)이 정의하는 평면상에서 차광부(BM)는 두께 방향으로 이웃하는 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)과 적어도 일부분이 중첩되도록 배치될 수 있다.
차광부(BM)는 블랙 매트릭스일 수 있다. 차광부(BM)는 블랙 안료 또는 염료를 포함하는 유기 차광 물질 또는 무기 차광 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 차광부(BM)는 빛 샘 현상을 방지한다.
제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면상에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)은 차광부(BM)로부터 구획되어 서로 이격되어 배열되는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(DR1)으로는 서로 다른 색 광을 방출하는 제1 내지 제3 컬러 환부(CCL1, CCL2, CCL3)가 서로 이격되어 나란히 배열되고, 제2 방향(DR2)으로는 동일한 색 광을 방출하는 컬러 제어부들이 서로 이격되어 나란히 배열될 수 있다.
한편, 도 7은 제1 내지 제3 컬러 제어부(CCL1, CCL2, CCL3)의 배열의 일 실시예를 나타낸 것으로, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 제1 내지 제3 컬러 제어부(CCL1, CCL2, CCL3)는 서로 상이한 면적으로 제공될 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
도 8에 도시된 것과 같이, 컬러 제어 부재(CCP-1)는 제1 및 제2 컬러 제어부들(CCL1, CCL2) 상에 배치된 광필터층(FP1, FP2)을 더 포함할 수 있다.
광필터층(FP1, FP2)은 서로 다른 컬러의 광을 차단 및 투과시킬 수 있다. 광필터층(FP1, FP2)은 제1 및 제2 컬러 제어부들(CCL1, CCL2) 상에 배치되어 제1 광은 차단하고 제2 광 또는 제3 광은 투과하는 것일 수 있다.
예를 들어, 광필터층(FP1, FP2)은 청색광은 차단하고 녹색광 및 적색광은 투과시키는 것일 수 있다. 광필터층(FP1, FP2)은 제1 및 제2 컬러 제어부들(CCL1, CCL2) 상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제3 컬러 제어부(CCL3) 상에 배치되는 광필터층(미 도시)를 포함할 수 있다. 광필터층(FP3)은 청색광만을 투과시키는 것일 수 있다.
광필터층(FP1, FP2)은 하나의 층으로 구성되거나, 또는 복수의 층이 적층된 형태일 수 있다. 예를 들어, 광필터층(FP1, FP2)은 청색광을 흡수하는 물질을 포함하는 단일층이거나, 또는 광필터층(FP1, FP2)은 저굴절률의 절연막과 고굴절률의 절연막이 적층된 구조일 수 있다.
또한, 광필터층(FP1, FP2)은 안료 또는 염료를 포함하여 특정 파장의 광을 차단하는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 광필터층(FP1, FP2)은 청색광을 차단하기 위하여 청색광을 흡수하는 옐로우 컬러 필터층일 수 있다.
광필터층(FP1, FP2)은 제1 컬러 제어부(CCL1) 상에 배치되는 제1 광필터층(FP1) 및 제2 컬러 제어부(CCL2) 상에 배치되는 제2 광필터층(FP2)을 포함할 수 있다. 제1 광필터층(FP1)은 청색광은 차단하고 녹색광은 투과하는 필터층일 수 있다. 또한, 제2 광필터층(FP2)은 청색광은 차단하고 적색광은 투과하는 필터층일 수 있다.
본 발명에 따른 광학 부재(OPM-1)은 베리어층(BRL-1)을 포함한다. 일 실시예에 따른 베리어층(BRL-1)은 제1 무기층(SBL1-1) 및 제2 무기층(SBL2-1)을 포함한다. 제1 무기층(SBL1-1)은 제2 베이스 기판(BL2) 상에 배치된다. 제1 무기층(SBL1-1)은 차광부(BM) 및 광필터층(FP1, FP2)을 커버한다. 제1 무기층(SBL1-1)은 제2 베이스 기판(BL2) 중 차광부(BM) 및 광필터층(FP1, FP2)에 의해 노출된 제2 베이스 기판(BL2)의 일부를 커버할 수 있다.
제2 무기층(SBL2-1)은 컬러 제어 부재(CCP-1) 상에 배치될 수 있다. 제2 무기층(SBL2-1)은 제1 무기층(SBL1-1)과 함께 제1 내지 제3 컬러 제어부(CCL1, CCL2, CCL3)를 밀봉한다. 일 실시예에 따르면 차광부(BM)와 중첩하는 제1 무기층(SBL1-1) 및 제2 무기층(SBL2-1)은 서로 접촉될 수 있다.
이에 따라, 제1 내지 제3 컬러 제어부(CCL1, CCL2, CCL3) 각각은 제1 무기층(SBL1-1) 및 제2 무기층(SBL2-1)에 의해 개별적으로 밀봉될 수 있다. 이에 따라, 일 실시예의 표시 모듈(DD-1)은 컬러 제어 부재(CCP-1)로 유입되는 수분 및/또는 산소의 침투를 효율적으로 차단할 수 있다.
일 실시예에 따른 베리어층(BRL-1)은 도 3 내지 4b에서 설명한 베리어층(BRL)과 동일 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 베리어층(BRL-1)은 실리콘 질화물(SiNX) 및/또는 실리콘 산화물(SiOX)을 포함할 수 있다. 또한, 베리어층(BRL-1)은 단 층으로 구성될 수 있고, 제1 무기층(SBL1) 및 제2 무기층(SBL2) 각각은 복수의 층으로 이루어질 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
저굴절층(LRL)은 제2 무기층(SBL2-1) 상에 배치된다. 저굴절층(LRL)은 제2 무기층(SBL2-1)을 커버할 수 있다. 일 실시예에 따른 광학 부재(OPM-1)는 컬러 제어 부재(CCP-1)의 하부에 저굴절층(LRL)을 배치하여 컬러 제어 부재(CCP-1)에서 방출되어 표시부(DPP) 방향으로 향하는 광의 진행 방향을 변환시킬 수 있다.
예를 들어, 저굴절층(LRL)은 컬러 제어 부재(CCP-1)의 하부에 배치되어 컬러 제어 부재(CCP-1)에서 방출된 광을 다시 반사시켜 제2 베이스 기판(BL2)을 향하는 방향으로 진행되도록 하는 광 추출 기능을 하는 것일 수 있다. 이에 따라, 일 실시예의 표시 모듈(DD-1)은 향상된 광 효율을 나타낼 수 있다.
광학 부재(OPM-1) 평탄화층(OC)을 포함할 수 있다. 평탄화층(OC)은 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)을 커버하는 저굴절층(LRL)의 요철을 커버하도록 배치될 수 있다. 평탄화층(OC)은 저굴절층(LRL)이 갖는 요철을 커버하여 평탄면을 제공한다. 평탄화층(OC)은 유기물을 포함할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재의 일 구성의 확대도들이다. 도 9a 및 도 9b는 도 8의 CC영역과 대응되는 영역에 관한 실시예들이다. 도 8과 동일한 구성에 대해 동일한 참조 부호를 사용하며 중복된 설명은 생략한다.
도 9a를 참조하면, 도 8의 제1 무기층(SBL1-1)이 생략될 수 있다. 이에 따라, 제2 무기층(SBL2-1)은 컬러 제어 부재(CCP-1) 상에 배치된다.
제2 무기층(SBL2-1)은 차광부(BM) 및 광필터층(FP1, FP2)과 함께 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)을 밀봉할 수 있다. 예를 들어, 제2 무기층(SBL2-1) 중 차광부(BM)와 중첩하는 제2 무기층(SBL2-1)의 일부는 차광부(BM)과 접촉할 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제3 컬러 제어부(CCL1, CCL2, CCL3) 각각은 제2 무기층(SBL2-1)에 의해 개별적으로 밀봉될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 일 실시예에 따른 광학 부재(OPM-1)은 반사층(RP)을 더 포함할 수 있다. 반사층(RP)은 컬러 제어 부재(CCP-1)와 표시 패널(DP) 사이에 배치되는 것일 수 있다. 예를 들어, 반사층(RP)은 저굴절층(LRL)을 사이에 두고 제2 무기층(SBL2-1)과 이격되어 배치될 수 있다. 반사층(RP)은 저굴절층(LRL)을 사이에 두고 제2 무기층(SBL2-1)과 이격되어 배치될 수 있다.
반사층(RP)은 백라이트 부재(LP)로부터 제공되는 제1 광은 투과하고, 컬러 제어 부재(CCP-1)의 제1 및 제2 컬러 제어부들(CCL1, CCL2)에서 방출되어 표시부(DPP)로 향하는 제2 광 및 제3 광은 반사시켜 제2 베이스 기판(BL2)을 향하는 방향으로 출광되도록 하는 선택적 투과 반사층(RP)일 수 있다. 반사층(RP)은 단일층이거나 또는 복수의 절연막들이 적층된 것일 수 있다.
예를 들어 반사층(RP)은 복수의 절연막들을 포함하여 형성된 것으로 적층된 층들 사이의 굴절률 차이, 적층된 층들 각각의 두께, 및 적층된 층의 개수 등에 따라 투과 및 반사 파장의 범위가 정해질 수 있다.
일 실시예에서 반사층(RP)은 서로 다른 굴절률을 갖는 제1 절연막 및 제2 절연막을 포함할 수 있다. 제1 절연막 및 제2 절연막 각각은 복수로 구비되어 교번하여 적층될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 절연막으로 산화금속물질이 사용될 수 있으며, 구체적으로 고굴절률의 절연막은 티타늄 산화물(TiOx), 탄탈럼 산화물(TaOx), 하프늄 산화물(HfOx) 및 지르코늄 산화물(ZrOx) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 절연막은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서 반사층(RP)은 실리콘 질화물(SiNx)과 실리콘 산화물(SiOx)이 교대로 반복 증착되어 형성된 것일 수 있다.
도 9b에는, 저굴절층(LRL)을 사이에 두고 제2 무기층(SBL2-1)과 이격된 반사층(RP)을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 반사층(RP)은 제2 무기층(SBL2-1)과 저굴절층(LRL) 사이에 배치될 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 1 내지 도 4b와 동일한 구성에 대해 동일한 참조 부호를 사용하며, 중복된 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 모듈(DD-2)은 제1 베이스 기판(BL1), 표시부(DPP-2), 광학 부재(OPM-2) 및 제2 베이스 기판(BL2)을 포함한다.
일 실시예에 따른 광학 부재(OPM-2)는 저굴절층(LRL), 컬러 제어 부재(CCP-2), 및베리어층(BRL-2)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시부(DPP-2)는 유기 전계 발광 표시 소자를 포함한 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시부(DPP-2)에 포함된 화소(PX)는 제1 베이스 기판(BL1) 상에 배치된 트랜지스터(TR) 및 트랜지스터(TR)와 연결된 유기 발광 소자(OLD)를 포함할 수 있다
트랜지스터(TR)는 반도체 패턴(AL), 제어 전극(GE), 입력 전극(SE), 및 출력 전극(DE)을 포함한다.
제1 베이스 기판(BL1) 상에 트랜지스터(TR)의 반도체 패턴(AL) 및 제1 절연층(ILD1)이 배치된다. 제1 절연층(ILD1)은 반도체 패턴(AL)을 커버한다.
제1 절연층(ILD1) 상에 제어 전극(GE) 및 제2 절연층(ILD2)이 배치된다. 제2 절연층(ILD2)은 제어 전극(GE)을 커버한다. 제1 절연층(ILD1) 및 제2 절연층(ILD2) 각각은 유기막 및/또는 무기막을 포함한다. 제1 절연층(ILD1) 및 제2 절연층(ILD2) 각각은 복수의 박막들을 포함할 수 있다.
제2 절연층(ILD2) 상에 입력 전극(SE)과 출력 전극(DE) 및 제3 절연층(ILD3)이 배치된다. 제3 절연층(ILD3)은 입력 전극(SE), 출력 전극(DE)을 커버한다.
입력 전극(SE) 및 출력 전극(DE)은 제1 절연층(ILD1) 및 제2 절연층(ILD2)에 정의된 관통홀들을 통해 반도체 패턴(AL)에 각각 연결된다.
제3 절연층(ILD3) 상에는 유기발광소자(OLD) 및 화소 정의막(PXL)이 배치된다. 유기발광소자(OLD)는 애노드 전극(AE), 발광층(EML), 캐소드 전극(CE), 애노드 전극(AE)과 발광층(EML) 사이에 정의된 정공 수송 영역(HCL), 캐소드 전극(CE)과 발광층(EML) 사이에 정의된 전자 수송 영역(ECL)을 포함한다.
애노드 전극(AE)은 제3 절연층(ILD3)에 정의된 관통홀을 통해 출력 전극(DE)에 연결된다.
화소 정의막(PXL)은 제3 절연층(ILD3) 상에 배치된다. 화소 정의막(PXL)에는 애노드 전극(AE)의 적어도 일부를 노출시키는 개구부(OB)가 정의될 수 있다. 애노드 전극(AE)이 배치된 영역은 유기발광소자(OLD)로부터 발광되는 광의 발광영역과 대응될 수 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에서, 개구부(OB)가 정의된 영역은 발광영역과 대응될 수 있다.
정공 수송 영역(HCL)은 애노드 전극(AE) 상에 배치되어 애노드 전극(AE) 및 화소 정의막(PXL)을 커버한다. 정공 수송 영역(HCL)은 정공 주입층, 정공 수송층, 및 정공 주입 기능 및 정공 수송 기능을 동시에 갖는 단일층 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
발광층(EML)은 정공 수송 영역(HCL) 상에 배치된다. 일 실시예에 따른 발광층(EML)은 유기물질을 포함하는 유기층으로 정의될 수 있다.
발광층(EML)은 화소 정의막(PXL)에 정의된 개구부(OB)에 중첩할 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)은 개구부(OB) 각각에 중첩하는 복수의 패턴들을 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 형광 물질, 인광 물질, 또는 양자점을 포함할 수 있다. 발광층(EML)은 하나의 컬러를 가진 광을 생성하거나, 적어도 둘 이상의 컬러가 혼합된 광을 생성할 수 있다. 본 발명에 따른 발광영역은 발광층(EML)과 평면상에서 중첩할 수 있다.
전자 수송 영역(ECL)은 발광층(EML) 상에 배치되어 발광층(EML) 및 정공 수송 영역(HCL)을 커버한다. 전자 수송 영역(ECL)은 전자 수송 물질 및 전자 주입 물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 전자 수송 영역(ECL)은 전자 수송 물질을 포함하는 전자 수송층이거나, 전자 수송 물질 및 전자 주입 물질을 포함하는 전자 주입/수송 단일층일 수 있다.
캐소드 전극(CE)은 전자 수송 영역(ECL) 상에 배치되어 애노드 전극(AE)과 대향한다. 캐소드 전극(CE)은 전자 주입이 용이하도록 낮은 일함수를 가진 물질로 구성될 수 있다.
봉지층(TFE)은 캐소드 전극(CE) 상에 배치된다. 봉지층(TFE)은 캐소드 전극(CE) 전면을 커버하여 유기 발광 소자(OLD)를 밀봉한다. 봉지층(TFE)은 수분 및 이물질로부터 유기 발광 소자(OLD)를 보호한다. 봉지층(TFE)은 증착에 의해 형성된 층일 수 있다.
봉지층(TFE)은 무기층 및/또는 유기층을 포함할 수 있다. 무기층은 예를 들어, 알루미늄 산화물(AlOx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 실리콘 탄화물(SiCx), 티타늄 산화물(TiOx), 지르코늄 산화물(ZrOx), 및 아연 산화물(ZnOx) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
유기층은 예를 들어, 에폭시(epoxy), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌(polyethylene: PE), 및 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 무기층은 복수로 제공될 수 있으며, 무기층들은 유기층을 사이에 두고 배치되어 유기층을 커버할 수 있다.
일 실시예에 따른 컬러 제어 부재(CCP-2)는 제2 베이스 기판(BL2) 상에 배치된다. 컬러 제어 부재(CCP-2)는 차광부(BM), 광필터층(FP1, FP2), 베리어층(BL-2) 및 댐부(DM)를 포함할 수 있다.
컬러 제어 부재(CCP-2)는 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)을 포함하는 것일 수 있다. 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3), 광필터층(FP1, FP2), 및 차광부(BM)에 대하여는 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한 광학 부재(OPM-1)에 포함된 제1 및 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3), 광필터층(FP1, FP2), 및 차광부(BM)에 대한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시예에 따른 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)은 대응되는 발광층(EML)과 중첩되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3) 각각은 발광층(EML)과 중첩하는 발광 영역과 중첩 하도록 배치될 수 있다.
댐 부(DM)는 차광부(BM)에 중첩하여 배치될 수 있다. 댐 부(DM)는 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3) 각각의 사이에 배치되는 것일 수 있다. 댐 부(DM)는 발광층(EML)과 중첩하는 발광 영역과 비 중첩 하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3) 각각은 댐 부(DM)에 의해 구획되어 발광 영역과 중첩할 수 있다. 댐 부(DM)는 고분자 수지로 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 댐 부(DM)는 아크릴계 수지, 이미드계 수지 등에 의해 형성된 것일 수 있다.
광필터층(FP1, FP2)은 제1 및 제2 컬러 제어부들(CCL1, CCL2) 상에 배치되어 제1 광은 차단하고 제2 광 또는 제3 광은 투과하는 것일 수 있다. 즉, 광필터층(FP1, FP2)은 청색광은 차단하고 녹색광 및 적색광은 투과시키는 것일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제3 컬러 제어부(CCL3) 상에 배치되는 광필터층(미 도시)를 포함할 수 있다. 광필터층(FP3)은 청색광만을 투과시키는 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 베리어층(BRL-2)은 제1 무기층(SBL1-2) 및 제2 무기층(SBL2-2)을 포함한다. 제1 무기층(SBL1-2)은 제2 베이스 기판(BL2) 상에 배치된다. 제1 무기층(SBL1-2)은 차광부(BM), 광필터층(FP1, FP2), 및 댐 부(DM)을 커버한다. 제1 무기층(SBL1-2)은 제2 베이스 기판(BL2) 중 차광부(BM) 및 광필터층(FP1, FP2)에 의해 노출된 제2 베이스 기판(BL2)의 일부를 커버할 수 있다.
제2 무기층(SBL2-2)은 컬러 제어 부재(CCP-2) 상에 배치될 수 있다. 제2 무기층(SBL2-2)은 제1 무기층(SBL1-2)과 함께 제1 내지 제3 컬러 제어부(CCL1, CCL2, CCL3)를 밀봉한다. 일 실시예에 따르면 댐 부(DM)와 중첩하는 제1 무기층(SBL1-2) 및 제2 무기층(SBL2-2)은 서로 접촉될 수 있다.
이에 따라, 제1 내지 제3 컬러 제어부(CCL1, CCL2, CCL3) 각각은 제1 무기층(SBL1-2) 및 제2 무기층(SBL2-2)에 의해 개별적으로 밀봉될 수 있다. 이에 따라, 일 실시예의 표시 모듈(DD-2)은 컬러 제어 부재(CCP-2)로 유입되는 수분 및/또는 산소의 침투를 효율적으로 차단할 수 있다.
일 실시예에 따른 베리어층(BRL-2)은 도 3 내지 4b에서 설명한 베리어층(BRL)과 동일 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 베리어층(BRL-2)은 실리콘 질화물(SiNX) 및/또는 실리콘 산화물(SiOX)을 포함할 수 있다. 또한, 베리어층(BRL-2)은 단 층으로 구성될 수 있고, 제1 무기층(SBL1) 및 제2 무기층(SBL2) 각각은 복수의 층으로 이루어질 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
제2 무기층(SBL2) 상에는 저굴절층(LRL)이 배치된다. 저굴절층(LRL)은 컬러 제어 부재(CCP-2)의 하부에 배치되어 컬러 제어 부재(CCP-2)에서 방출된 광을 다시 반사시켜 제2 베이스 기판(BL2)을 향하는 방향으로 진행되도록 하는 광 추출 기능을 하는 것일 수 있다.
저굴절층(LRL) 상에는 평탄화층(OC)이 배치된다. 평탄화층(OC)은 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)을 커버하는 저굴절층(LRL)의 요철을 커버하도록 배치될 수 있다. 평탄화층(OC)은 저굴절층(LRL)이 갖는 요철을 커버하여 평탄면을 제공한다. 평탄화층(OC)은 유기물을 포함할 수 있다.
도시되지 않았으나, 광학 부재(OPM-2)는 제2 무기층(SBL2-2) 상에 배치되는 반사층을 더 포함할 수 있다. 반사층은 도 9b에 도시된 반사층(RP)과 동일한 기능을 수행할 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도들이다. 도 1 내지 도 4b와 동일한 구성에 대해 동일한 참조 부호를 사용하며, 중복된 설명은 생략한다.
도 12a를 참조하면, 도 8의 제1 무기층(SBL1-1)이 생략될 수 있다. 이에 따라, 제2 무기층(SBL2-2)은 컬러 제어 부재(CCP-2) 상에 배치된다.
제2 무기층(SBL2-2)은 차광부(BM), 댐 부(DM), 및 광필터층(FP1, FP2)과 함께 제1 내지 제3 컬러 제어부들(CCL1, CCL2, CCL3)을 밀봉할 수 있다. 예를 들어, 제2 무기층(SBL2-2) 중 댐 부(DM)와 중첩하는 제2 무기층(SBL2-2)의 일부는 댐 부(DM)와 접촉할 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제3 컬러 제어부(CCL1, CCL2, CCL3) 각각은 제2 무기층(SBL2-2)에 의해 개별적으로 밀봉될 수 있다.
도 12b를 참조하면, 도 11의 발광층(EML)과 달리, 일 실시예에 따른 발광층(EML-1)은 공통층으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML-1)은 정공 수송 영역(HCL)의 전면을 커버하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따른 발광층(EML-1)은 유기물질을 포함하는 유기층으로 정의될 수 있다.
본 발명에 따르면, 표시부(DPP-2)에서 광학 부재(OPM-2)로 제공되는 광은 청색광일 수 있다. 이에 따라, 각각의 화소들(PX)에서 생성되는 광이 동일한 색의 광을 가지는바, 발광층(EML-1)은 별도의 패터닝 공정 없이 정공 수송 영역(HCL) 상에 공통층으로 배치될 수 있다.
도 10 내지 도 12b를 참조하여 설명한 실시예들에 따르면, 컬러 제어 부재(CCP-2)를 밀봉하는 베리어층(BRL-2)을 포함함으로써, 베리어층(BRL-2)과 접촉하는 무기층, 예를 들어, 저굴절층(LRL) 또는 반사층(RP)과의 박리 발생 문제를 개선할 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.
DS: 표시 장치 DD: 표시 모듈
DP: 표시 패널 DPP: 표시부
OPM: 광학 부재 LP: 백라이트 부재
BRL: 베리어층 SBL1: 제1 무기층
SBL2: 제2 무기층 CCP: 컬러 제어 부재

Claims (26)

  1. 양자점들(quamtum-dot)을 포함하는 컬러 제어 부재;
    상기 컬러 제어 부재를 밀봉하는 베리어층; 및
    상기 베리어층을 사이에 두고 상기 컬러 제어 부재와 이격되어 배치되는 저굴절층을 포함하고,
    상기 베리어층의 막 밀도는 1.50g/cm3 내지 3.0g/cm3 인 광학 부재.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 베리어층은 실리콘 질화물(SiNX)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 베리어층의 실리콘(Si) 대비 질소(N)의 함량은 0.70 이상 1.50 이하인 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 베리어층의 잔류응력은 -300MPa 내지 500MPa인 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 베리어층은 실리콘 산화물(SiOX)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 베리어층의 잔류응력은 -500MPa 내지 500MPa인 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 베리어층은,
    상기 컬러 제어 부재의 배면을 커버하는 제1 무기층 및 상기 컬러 제어 부재의 상면을 커버하는 제2 무기층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 무기층 및 상기 제2 무기층 각각은,
    단 층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 베리어층은 실리콘 질화물(SiNX)를 포함하고,
    상기 제1 무기층의 두께는 0.1㎛ 이상 이고,
    상기 제2 무기층의 두께는 0.3㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 베리어층은 실리콘 산화물(SiOX)를 포함하고,
    상기 제1 무기층의 두께는 0.3㎛ 이상 이고,
    상기 제2 무기층의 두께는 0.3㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 무기층 및 상기 제2 무기층 중 적어도 어느 하나는,
    실리콘 질화물(SiNX)를 포함하는 제1 층 및 상기 제1 층과 적층된 실리콘 산화물(SiOX)를 포함하는 제2 층을을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 층 및 상기 제2 층 각각은,
    복수로 구비되고,
    상기 제1 층 및 상기 제2 층은 서로 교번하여 배치되는 것을 특징으로 하는 광학 부재.
  13. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 배치된 복수의 화소들;
    상기 화소들의 상부 및 하부 중 어느 하나에 배치되고, 양자점들을 포함하는 컬러 제어 부재; 및
    상기 컬러 제어 부재를 밀봉하는 베리어층을 포함하고,
    상기 베리어층을 사이에 두고 상기 컬러 제어 부재와 이격되어 배치되는 저굴절층을 포함하고,
    상기 베리어층의 막 밀도는 1.50g/cm3 내지 3.0g/cm3 인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 베리어층은,
    상기 컬러 제어 부재의 배면을 커버하는 제1 무기층 및 상기 컬러 제어 부재의 상면을 커버하는 제2 무기층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 베리어층은 실리콘 질화물(SiNX)를 포함하고,
    상기 베리어층의 실리콘(Si) 대비 질소(N)의 함량은 0.70 이상 1.50 이하인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 무기층의 두께는 0.1㎛ 이상 이고,
    상기 제2 무기층의 두께는 0.3㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 베리어층은 실리콘 산화물(SiOX)를 포함하고,
    상기 제1 무기층의 두께는 0.3㎛ 이상 이고,
    상기 제2 무기층의 두께는 0.3㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제13 항에 있어서,
    화소들 각각은,
    상기 베이스 기판 상에 배치된 트랜지스터, 상기 트랜지스터와 연결된 제1 전극 및 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 베이스 기판 하부에 배치되고, 광을 제공하는 광원; 및
    상기 베이스 기판을 향하는 출광면, 상기 출광면과 대향하는 하부면, 상기 광원과 마주하며 상기 하부면 및 상기 출광면을 연결하는 입광면, 상기 입광면과 대향하는 대광면을 포함하는 도광판을 더 포함하고,
    상기 광은 청색광인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 화소를 사이에 두고 서로 이격되어 배치되는 제1 편광층 및 제2 편광층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  21. 제19 항에 있어서,
    상기 컬러 제어 부재는,
    각각이 상기 광을 서로 다른 컬러의 광으로 변환시키는 컬러 제어부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    복수의 개구부들을 포함하는 차광부 및 상기 개구부들 중 적어도 어나 하나와 중첩하는 광필터층을 더 포함하고,
    상기 컬러 제어부들 중 적어도 어느 하나는,
    상기 광필터층과 중첩하여 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  23. 제13 항에 있어서,
    화소들 각각은,
    상기 베이스 기판 상에 배치된 트랜지스터; 및
    상기 트랜지스터와 연결된 제1 전극, 상기 제1 전극과 이격된 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치된 유기층을 포함하는 유기 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 컬러 제어 부재는,
    상기 화소들로부터 제공된 광을 다른 컬러의 광으로 변환시키는 컬러 제어부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 유기층은,
    상기 베이스 기판 전면 상에 배치되어 상기 컬러 제어 부재로 청색광을 제공하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  26. 제23 항에 있어서,
    상기 유기층은 서로 다른 컬러의 광을 제공하는 복수의 패턴들을 포함하고,
    상기 패턴들 각각은,
    상기 컬러 제어부들 중 대응되는 컬러 제어부와 중첩하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.

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