KR20200068790A - 표시패널 - Google Patents

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KR20200068790A
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light
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pixel
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KR1020180155145A
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안재헌
김정기
김종훈
윤여건
이명종
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삼성디스플레이 주식회사
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Priority to US17/298,530 priority patent/US20220019003A1/en
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Abstract

표시패널은 상부 표시기판을 포함한다. 상부 표시기판은 베이스 기판, 제1 내지 제4 컬러필터를 포함한다. 제1 및 제2 컬러필터는 제1 및 제2 화소영역에 중첩한다. 제3 컬러필터는 차광영역 및 제3 화소영역에 중첩하며, 상기 제1 화소영역 및 상기 제2 화소영역들에 각각 대응하는 제1 개구부 및 제2 개구부가 정의된다. 제4 컬러필터는 상기 제1 화소영역 및 상기 제2 화소영역에 중첩하며, 상기 제3 화소영역 대응하는 제3 개구부가 정의된다.

Description

표시패널{DISPLAY PANEL}
본 발명은 표시패널에 관한 것으로, 좀 더 상세히는 컬러필터를 포함하는 표시패널에 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 차광영역의 설계가 용이한 표시패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 제1, 제2 및 제3 화소영역들과 상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들의 주변의 차광영역을 포함하는 상부 표시기판 및 상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들에 각각 대응하는 제1, 제2 및 제3 표시소자들을 포함하는 하부 표시기판을 포함한다. 상기 상부 표시기판은, 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 제1 화소영역에 중첩하는 제1 컬러필터, 상기 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 제2 화소영역에 중첩하며 상기 제1 컬러필터와 다른 파장의 광을 투과시키는 제2 컬러필터, 상기 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 차광영역 및 상기 제3 화소영역에 중첩하며, 상기 제1 화소영역 및 상기 제2 화소영역들에 각각 대응하는 제1 개구부 및 제2 개구부가 정의되고, 상기 제1 컬러필터 및 상기 제2 컬러필터와 다른 파장의 광을 투과시키는 제3 컬러필터 및 상기 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 차광영역, 상기 제1 화소영역 및 상기 제2 화소영역에 중첩하며, 상기 제3 화소영역 대응하는 제3 개구부가 정의되고, 상기 제3 컬러필터와 다른 파장의 광을 투과시키는 제4 컬러필터를 포함할 수 있다.
상기 제3 컬러필터는 상기 베이스 기판의 하면 상에 직접 배치되고, 상기 제3 컬러필터의 일부분은 상기 베이스 기판의 상기 하면과 상기 제1 컬러필터 사이에 배치되고, 상기 제1 컬러필터는 상기 베이스 기판의 상기 하면과 상기 제4 컬러필터 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 컬러필터 및 상기 제2 컬러필터 각각의 일부분은 상기 베이스 기판의 하면 상에 직접 배치될 수 있다.
상기 상부 표시기판은 상기 제4 컬러필터를 커버하는 봉지층을 더 포함할 수 있다.
상기 상부 표시기판은, 상기 제1 화소영역에 중첩하고, 소스광을 상기 제1 컬러필터를 투과하는 제1 색광으로 변환시키는 제1 양자점을 포함하는 제1 컬러 제어층 및 상기 제2 화소영역에 중첩하고, 상기 소스광을 상기 제2 컬러필터를 투과하는 제2 색광으로 변환시키는 제2 양자점을 포함하는 제2 컬러 제어층을 더 포함할 수 있다.
상기 상부 표시기판은, 상기 제3 화소영역에 중첩하고, 상기 소스광을 투과시키는 제3 컬러 제어층을 더 포함할 수 있다.
상기 제3 컬러 제어층은 베이스 수지 및 상기 베이스 수지에 분산된 산란체를 포함할 수 있다.
상기 상부 표시기판은 상기 제1 내지 제3 컬러제어층을 커버하는 봉지층을 더 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 가질 수 있다.
상기 제1, 제2 및 제3 표시소자들 각각은 액정 커패시터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 제1, 제2 및 제3 화소영역들과 상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들의 주변의 차광영역을 포함하는 상부 표시기판 및 상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들에 각각 대응하며, 블루광을 생성하는 제1, 제2 및 제3 발광소자들을 포함하는 하부 표시기판을 포함할 수 있다. 상기 상부 표시기판은, 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 블루광을 레드광과 그린광으로 변환시키는 컬러 제어층, 상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 제1 화소영역에 중첩하는 레드 컬러필터, 상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 제2 화소영역에 중첩하는 그린 컬러필터, 상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 차광영역 및 상기 제3 화소영역에 중첩하며, 상기 제1 및 제2 화소영역들에 각각 대응하는 제1 및 제2 개구부들이 정의된 블루 컬러필터 및 상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 차광영역, 상기 제1 화소영역 및 상기 제2 화소영역에 중첩하며, 상기 제3 화소영역 대응하는 제3 개구부가 정의된 옐로우 컬러필터를 포함할 수 있다.
상기 블루 컬러필터는 상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 직접 배치되고, 상기 블루 컬러필터의 일부분은 상기 베이스 기판의 상기 하면과 상기 레드 컬러필터 사이에 배치되고, 상기 레드 컬러필터는 상기 베이스 기판의 상기 하면과 상기 옐로우 컬러필터 사이에 배치될 수 있다.
상기 레드 컬러필터 및 상기 그린 컬러필터 각각의 일부분은 상기 베이스 기판의 하면 상에 직접 배치될 수 있다.
상기 컬러 제어층은, 상기 제1 화소영역에 중첩하고, 상기 블루광을 레드광으로 변환시키는 제1 양자점을 포함하는 제1 컬러 제어층 및 상기 제2 화소영역에 중첩하고, 상기 블루광을 그린광으로 변환시키는 제2 양자점을 포함하는 제2 컬러 제어층을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 양자점층은 상기 레드 컬러필터와 상기 제1 발광소자 사이에 배치되고, 상기 제2 양자점층은 상기 그린 컬러필터와 상기 제2 발광소자 사이에 배치될 수 있다.
상기 컬러 제어층은, 상기 제3 화소영역에 중첩하고, 상기 블루광을 투과시키는 제3 컬러 제어층을 더 포함할 수 있다.
상기 제3 컬러 제어층은 베이스 수지 및 상기 베이스 수지에 분산된 산란체를 포함할 수 있다.본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 제1, 제2 및 제3 화소영역들과 상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들의 주변의 차광영역을 포함하는 상부 표시기판 및 상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들에 각각 대응하며, 블루광을 생성하는 제1, 제2 및 제3 발광소자들을 포함하는 하부 표시기판을 포함할 수 있다. 상기 상부 표시기판은, 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 블루광을 레드광과 그린광으로 변환시키는 컬러 제어층, 상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 차광영역에 중첩하며 상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들에 각각 대응하는 제1, 제2, 및 제3 개구부들이 정의된 블루 차광패턴, 상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 제1 화소영역에 중첩하는 레드 컬러필터, 상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 제2 화소영역에 중첩하는 그린 컬러필터, 상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 제3 화소영역에 중첩하는 블루 컬러필터 및 상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 차광영역, 상기 제1 화소영역 및 상기 제2 화소영역에 중첩하며, 상기 제3 화소영역 대응하는 제4 개구부가 정의된 옐로우 컬러필터를 포함할 수 있다.
상기 블루 차광패턴은 상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 직접 배치되고, 상기 레드 컬러필터, 상기 그린 컬러필터, 상기 블루 컬러필터 각각의 일부분은 상기 베이스 기판의 하면 상에 직접 배치되고, 상기 블루 차광패턴의 일부분은 상기 베이스 기판의 상기 하면과 상기 레드 컬러필터 사이에 배치될 수 있다.
상기 컬러 제어층은, 상기 제1 화소영역에 중첩하고, 상기 블루광을 레드광으로 변환시키는 제1 양자점을 포함하는 제1 컬러 제어층 및 상기 제2 화소영역에 중첩하고, 상기 블루광을 그린광으로 변환시키는 제2 양자점을 포함하는 제2 컬러 제어층을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 양자점층은 상기 레드 컬러필터와 상기 제1 발광소자 사이에 배치되고, 상기 제2 양자점층은 상기 그린 컬러필터와 상기 제2 발광소자 사이에 배치될 수 있다.
상기 컬러 제어층은, 상기 제3 화소영역에 중첩하고, 상기 블루광을 투과시키는 제3 컬러 제어층을 더 포함할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 블루 컬러필터의 일부분과 이에 중첩하는 옐로우 컬러필터가 블랙컬러의 차광패턴의 기능을 갖는다. 블루 컬러필터는 블랙컬러의 차광패턴에 대비하여 외부광 반사율이 낮다. 옐로우 컬러필터는 표시패널에서 생성된 블루광을 차단하여 화소들 사이의 혼색을 방지할 수 있고, 차광영역에서의 빛샘을 방지할 수 있다.
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 3c는 본 발명의 실시예에 따른 상부 표시기판의 단면도이다.
도 3d 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 상부 표시기판의 적층 구조물들의 평면도이다.
도 3g는 본 발명의 실시예에 따른 발광스펙트럼과 컬러필터들의 투과스펙트럼을 도시한 그래프이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
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 하부 표시기판(100, 또는 제1 표시기판) 및 하부 표시기판(100) 마주하며 이격된 상부 표시기판(200, 또는 제2 표시기판)을 포함할 수 있다. 하부 표시기판(100)과 상부 표시기판(200) 사이에는 소정의 셀갭(GP)이 형성될 수 있다.
셀갭(GP)은 하부 표시기판(100)과 상부 표시기판(200)을 결합하는 실런트(SLM)에 의해 유지될 수 있다. 실런트(SLM)는 유기 접착부재 또는 무기 접착부재를 포함할 수 있다. 실런트(SLM)는 프릿을 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) 및 화소들(PX11~PXnm)의 평면상 배치관계를 도시하였다. 신호라인들(GL1~GLn, DL1~DLm)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. 화소 구동회로의 구성에 따라 더 많은 종류의 신호라인이 표시패널(DP)에 구비될 수 있다.
화소들(PX11~PXnm)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있으나, 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 비표시영역(NDA)에 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 3c는 본 발명의 실시예에 따른 상부 표시기판(200)의 단면도이다. 도 3d 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 상부 표시기판(200)의 적층 구조물들의 평면도이다. 도 3g는 본 발명의 실시예에 따른 발광스펙트럼과 컬러필터들의 투과스펙트럼을 도시한 그래프이다. 본 실시예에서 표시소자로써 발광소자를 포함하는 유기발광 표시패널을 예시적으로 도시하였다.
도 3a는 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. 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 및 차광영역(NPXA)은 실질적으로 상부 표시기판(200)에 정의될 수 있다.
본 실시예에서 평면상 면적이 동일한 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)은 서로 다른 면적을 갖거나, 적어도 2 이상의 면적은 서로 다를수 있다. 평면상 둥근 코너 영역을 갖는 직사각형상의 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 정다각형상을 가질 수도 있다.
사용자에게 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 중 하나는 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 제1 화소영역(PXA-R)은 레드광을 제공하고, 제2 화소영역(PXA-G)은 그린광을 제공하고, 제3 화소영역(PXA-B)은 블루광을 제공할 수 있다. 본 실시예에서 소스광은 제3 색광인 블루광일 수 있다. 소스광은 백라이트 유닛과 같은 광원에서 생성되거나, 발광 다이오드와 같은 표시소자에서 생성될 수 있다.
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. 또한, 차광영역(NPXA)은 소스광이 사용자에 제공되지 않도록 소스광을 차단한다.
도 3b은 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.
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 도전층의 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 발광소자(OLED)는 유기발광 다이오드를 포함할 수 있다. 표시 소자층(DP-OLED)은 화소 정의막(PDL)을 포함한다. 예컨대, 화소 정의막(PDL)은 유기층일 수 있다
제3 절연층(30) 상에 제1 전극(AE)이 배치된다. 제1 전극(AE)은 제3 절연층(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. 제1 전극(AE)의 노출된 일부분은 발광영역에 해당할 수 있다.
정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 전자 제어층(ECL)은 제1 전극(AE)과 화소 정의막(PDL) 상에 공통으로 배치될 수 있다. 정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 전자 제어층(ECL)은 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B, 도 3a 참고)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. 발광층(EML)은 텐덤 구조를 갖거나 단층 구조를 가질 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, 도 3a 참고)에 공통적으로 배치될 수 있다. 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. 일 실시예에서 커버층(CL)은 생략될 수 있다.
별도로 도시하지 않았으나, 하부 표시기판(100)은 도 3a에 도시된 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하는 제1 내지 제3 표시소자들을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 표시소자들의 적층구조는 서로 동일하고, 도 3b에 도시된 발광소자(OLED), 즉 유기발광 다이오드의 적층구조를 가질 수 있다.
도 3c에 도시된 것과 같이, 상부 표시기판(200)은 제2 베이스 기판(BS2), 제2 베이스 기판(BS2)의 하면 상에 배치된 제1 내지 제4 컬러필터(CF-R, CF-G, CF-B, CF-Y), 및 제1 내지 제3 컬러제어층(CCF-R, CCF-G, CCF-B)을 포함할 수 있다. 별도로 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예서 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하는 표시소자들이 서로 다른 컬러의 광을 생성할 수 있고, 이때 제1 내지 제3 컬러제어층(CCF-R, CCF-G, CCF-B)은 생략될 수 있다.
제2 베이스 기판(BS2)은 합성수지기판 또는 유리기판을 포함할 수 있다. 제2 베이스 기판(BS2)에 하면 상에 제1 화소영역(PXA-R)에 중첩하는 제1 컬러필터(CF-R), 제2 화소영역(PXA-G)에 중첩하는 제2 컬러필터(CF-G) 및 제3 화소영역(PXA-B)에 중첩하는 제3 컬러필터(CF-B)가 배치된다. 제1 컬러필터(CF-R), 제2 컬러필터(CF-G), 및 제3 컬러필터(CF-B)는 서로 다른 파장을 투과시킨다. 본 실시예에서 제1 컬러필터(CF-R)는 레드 컬러필터이고, 제2 컬러필터(CF-G)는 그린 컬러필터이고, 제3 컬러필터(CF-B)는 블루 컬러필터일 수 있다.
제1 컬러필터(CF-R), 제2 컬러필터(CF-G), 및 제3 컬러필터(CF-B)는 베이스 수지 및 베이스 수지에 분산된 염료 및/또는 안료를 포함한다. 제1 컬러필터(CF-R), 제2 컬러필터(CF-G), 및 제3 컬러필터(CF-B)는 서로 다른 종류의 염료/안료를 포함할 수 있다.
제1 화소영역(PXA-R) 및 제2 화소영역(PXA-G)은 실질적으로 도 3d에 도시된 제3 컬러필터(CF-B)의 제1 개구부(B-OP1) 및 제2 개구부(B-OP2)에 의해 정의될 수 있다. 제3 컬러필터(CF-B)는 제2 베이스 기판(BS2)의 하면에 직접 배치된다.
도 3c 및 도 3d에 도시된 제3 컬러필터(CF-B)는 차광영역(NPXA)에도 중첩한다. 제3 컬러필터(CF-B)는 실질적으로 컬러필터의 역할을 갖는 필터부분(BP1)과 차광패턴의 역할을 갖는 차광부분(BP2)으로 구분될 수 있다. 제2 베이스 기판(BS2)의 일면에 블루 컬러의 유기층을 형성한 후, 유기층을 노광 및 현상하여 제1 및 제2 개구부(B-OP1, B-OP2) 갖는 제3 컬러필터(CF-B)를 형성할 수 있다. 따라서 필터부분(BP1)과 차광부분(BP2)은 일체의 형상을 갖는다.
제1 컬러필터(CF-R) 및 제2 컬러필터(CF-G) 각각의 일부분은 제2 베이스 기판(BS2)의 하면 상에 직접 배치된다. 제1 컬러필터(CF-R) 및 제2 컬러필터(CF-G) 각각의 다른 일부분은 제3 컬러필터(CF-B)에 중첩할 수 있다. 다시 말해 제3 컬러필터(CF-B)의 일부분은 제2 베이스 기판(BS2)의 하면과 제1 컬러필터(CF-R) 사이에 배치되고 제3 컬러필터(CF-B)의 다른 일부분은 제2 베이스 기판(BS2)의 하면과 제2 컬러필터(CF-G) 사이에 배치된다.
도 3e에 도시된 것과 같이, 제1 컬러필터(CF-R)는 제1 개구부(B-OP1)에 중첩하고, 제2 컬러필터(CF-G)는 제2 개구부(B-OP2)에 중첩한다. 제1 컬러필터(CF-R)와 제2 컬러필터(CF-G)는 평면상에서 서로 중첩하거나 비중첩할 수 있다.
도 3c에 도시된 것과 같이, 제2 베이스 기판(BS2)에 하면 상에 제4 컬러필터(CF-Y)가 배치된다. 제4 컬러필터(CF-Y)는 차광영역(NPXA), 제1 화소영역(PXA-R) 및 제2 화소영역(PXA-G)에 중첩한다. 도 3c 및 도 3f에 도시된 것과 같이, 제4 컬러필터(CF-Y)에는 제3 화소영역(PXA-B)에 대응하는 제3 개구부(Y-OP)가 정의된다.
도 3c에 도시된 것과 같이, 제4 컬러필터(CF-Y)는 제1 및 제2 컬러필터(CF-R, CF-G)를 커버하고, 제3 컬러필터(CF-B)를 노출시킬 수 있다. 제1 컬러필터(CF-R)는 제4 컬러필터(CF-Y)와 제2 베이스 기판(BS2)에 하면 사이에 배치된다. 제4 컬러필터(CF-Y)는 제3 컬러필터(CF-B)와 다른 파장을 투과시키고, 본 실시예에서 제4 컬러필터(CF-Y)는 옐로우 컬러필터일 수 있다.
도 3c에 도시된 것과 같이, 제4 컬러필터(CF-Y)의 하측에 제1 컬러제어층(CCF-R) 및 제2 컬러제어층(CCF-G)이 배치된다. 제1 컬러제어층(CCF-R) 및 제2 컬러제어층(CCF-G) 각각은 소스광을 흡수하여 소스광과 다른 컬러의 광을 생성한다. 제1 컬러제어층(CCF-R) 및 제2 컬러제어층(CCF-G)은 광변환층일 수 있다. 제1 컬러제어층(CCF-R)은 제1 컬러필터(CF-R)를 투과할 수 있는 광을 생성하고, 제2 컬러제어층(CCF-G)은 제2 컬러필터(CF-G)를 투과할 수 있는 광을 생성한다.
제1 컬러제어층(CCF-R) 및 제2 컬러제어층(CCF-G) 각각은 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 수지로 지칭될 수 있다. 베이스 수지는 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.
제1 컬러제어층(CCF-R)은 제1 양자점을 포함하고, 제2 컬러제어층(CCF-G)은 제1 양자점과 다른 제2 양자점을 포함할 수 있다. 제1 양자점은 블루광을 흡수하여 레드광을 생성할 수 있다. 제2 양자점은 블루광을 흡수하여 그린광을 생성할 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 3c에 도시된 것과 같이, 제3 컬러필터(CF-B)의 하측에 제3 컬러제어층(CCF-B)이 배치된다. 제3 컬러제어층(CCF-B)은 소스광을 투과시킨다. 제3 컬러제어층(CCF-B)은 베이스 수지를 포함하고, 산란입자를 더 포함할 수 있다. 산란 입자는 티타늄옥사이드(TiO2) 입자 또는 실리카계 나노 입자 등일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제3 컬러제어층(CCF-B)은 생략될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 컬러제어층(CCF-R) 및 제2 컬러제어층(CCF-G) 역시 산란입자를 더 포함할 수 있다.
도 3g에서 제1 그래프(GH1)는 소스광의 발광스펙트럼을 나타내고, 제2 그래프(GH2)는 제1 컬러제어층(CCF-R)의 발광스펙트럼, 구체적으로 제1 양자점의 발광스펙트럼을 나타내고, 제3 그래프(GH3)는 제2 컬러제어층(CCF-G)의 발광스펙트럼을 나타낸다. 제4 그래프(GH4), 제5 그래프(GH5), 제6 그래프(GH6), 및 제7 그래프(GH7)는 제1 컬러필터(CF-R), 제2 컬러필터(CF-G), 제3 컬러필터(CF-B), 제4 컬러필터(CF-Y)의 투과 스펙트럼을 각각 나타낸다.
제1 컬러제어층(CCF-R)은 블루광을 흡수하여 580nm 내지 675 nm 파장의 제1 색광을 생성할 수 있다. 제1 색광의 발광 스펙트럼은 610nm 내지 645 nm 내에서 최대 피크를 가질 수 있다. 제2 컬러제어층(CCF-G)은 블루광을 흡수하여 500nm 내지 570 nm 파장의 제2 색광을 생성할 수 있다. 제2 색광의 발광 스펙트럼은 515nm 내지 545 nm 내에서 최대 피크를 가질 수 있다.
도 3c 및 도 3g를 참고하면, 제1 컬러제어층(CCF-R)에서 생성된 제1 색광은 제4 컬러필터(CF-Y)를 대부분 투과한 후 제1 컬러필터(CF-R)를 거쳐 외부에 제공된다. 제1 컬러필터(CF-R)는 입사된 제1 색광의 60% 이상을 투과시킬 수 있다. 제1 컬러필터(CF-R)는 입사된 제1 색광의 60% 내지 70% 정도를 투과시킬 수 있다.
제2 컬러제어층(CCF-G)에서 생성된 제2 색광은 제4 컬러필터(CF-Y)를 대부분 투과한 후 제2 컬러필터(CF-G)를 거쳐 외부에 제공된다. 제2 컬러필터(CF-G)는 입사된 제2 색광의 55% 이상을 투과시킬 수 있다. 제2 컬러필터(CF-G)는 입사된 제2 색광의 60% 내지 70% 정도를 투과시킬 수 있다. 제3 색광인 소스광은 제3 컬러제어층(CCF-B) 및 제3 컬러필터(CF-B)를 거쳐 외부에 제공된다. 제3 컬러필터(CF-B)는 입사된 소스광의 65% 이상을 투과시킬 수 있다. 제3 컬러필터(CF-B)는 입사된 소스광의 65% 내지 75% 정도를 투과시킬 수 있다
도 3c 및 도 3g를 참고하면, 블루광인 소스광은 제4 컬러필터(CF-Y)에 의해 대부분 차단되므로 제1 및 제2 화소영역들(PXA-R, PXA-G) 및 차광영역(NPXA)을 통과하지 않는다. 따라서 화소영역들 사이의 혼색 및 차광영역(NPXA)에서의 빛샘이 감소된다.
또한, 제2 베이스 기판(BS2)의 하면에 직접 배치된 제1 내지 제3 컬러필터(CF-R, CF-G, CF-B)는 외부 광의 반사율을 낮춘다. 제1 내지 제3 컬러필터(CF-R, CF-G, CF-B) 각각은 특정한 파장범위의 광을 투과시키고, 해당 파장범위 외의 광은 흡수하기 때문이다.
본 실시예에 따르면 도 3c에 도시된 차광부분(BP2)과 그에 중첩하는 옐로우 컬러필터(CF-Y)가 블랙 매트릭스의 기능을 갖는다. 본 실시예에 따르면 카본을 포함하는 블랙컬러의 차광패턴(또는 블랙 매트릭스)가 생략될 수 있기 때문에 외부광 반사율이 감소될 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 화소영역(PXA-R, PXA-G, PXA-B, 도 3c 참조)에 대응하는 개구부들을 구비한 블랙의 차광패턴을 생성하는 과정에서 발생하는 다른 구조물과의 미스 얼라인이 감소될 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 컬러필터(CF-R, CF-G, CF-B)를 통해 일부 반사된 광은 특정한 컬러를 띄지 않을 수 있다. 반사광은 가시광 전체 파장범위의 성분을 포함하기 때문이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판(200)의 단면도이다. 도 4a 내지 도 4d는 도 3c에 대응하는 단면을 도시하였다. 이하, 도 1 내지 도 3g를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4a에 도시된 것과 같이, 제1 컬러필터(CF-R), 제2 컬러필터(CF-G), 제3 컬러필터(CF-B), 및 제4 컬러필터(CF-Y)의 적층 순서는 변경될 수 있다. 제4 컬러필터(CF-Y)가 제2 베이스 기판(BS2)의 하면 상에 직접 배치될 수 있다. 제4 컬러필터(CF-Y)의 하측에 차광부분(BP2)이 배치된다. 필터부분(BP1)은 제2 베이스 기판(BS2)의 하면 상에 직접 배치될 수 있다. 제1 컬러제어층(CCF-R) 및 제2 컬러제어층(CCF-G)은 제1 컬러필터(CF-R)와 제2 컬러필터(CF-G)의 하측에 직접 배치될 수 있다.
도 4b에 도시된 것과 같이, 제1 컬러필터(CF-R), 제2 컬러필터(CF-G), 및 제4 컬러필터(CF-Y)의 적층 순서는 변경될 수 있다. 제3 컬러필터(CF-B)가 제2 베이스 기판(BS2)의 하면 상에 직접 배치될 수 있다. 제4 컬러필터(CF-Y)의 일부분은 제2 베이스 기판(BS2)의 하면 상에 직접 배치될 수 있다. 제4 컬러필터(CF-Y)의 하측에 제1 컬러필터(CF-R)와 제2 컬러필터(CF-G)가 직접 배치될 수 있다.
도 4c에 도시된 것과 같이, 상부 표시기판(200)은 적어도 하나의 봉지층을 더 포함할 수 있다. 제1 봉지층(ENL1)은 제1 컬러필터(CF-R), 제2 컬러필터(CF-G), 제3 컬러필터(CF-B), 및 제4 컬러필터(CF-Y)을 커버할 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.
제2 봉지층(ENL2)은 제1 내지 제3 컬러제어층(CCF-R, CCF-G, CCF-B)을 커버할 수 있다. 제2 봉지층(ENL2)은 무기층을 포함할 수 있다. 제2 봉지층(ENL2)은 평탄한 하면을 제공하기 위해 무기층 하측에 배치된 유기층을 더 포함할 수도 있다.
도 3c 및 도 3d에서는 일체형의 필터부분(BP1)과 차광부분(BP2)을 포함하는 제3 컬러필터(CF-B)을 도시하였으나, 도 4d에 도시된 것과 같이 필터부분과 차광부분은 서로 구분될 수 있다. 필터부분은 제3 컬러필터(CF-B)이고, 차광부분은 차광패턴(BBM)일 수 있다. 제3 컬러필터(CF-B)은 블루 컬러필터이고, 차광패턴(BBM)은 블루컬러의 차광패턴일 수 있다. 차광패턴(BBM)이 제1 블루 컬러필터로 정의되고, 제3 컬러필터(CF-B)가 제2 블루 컬러필터로 정의될 수도 있다.
차광패턴(BBM)에는 제1 내지 제3 화소영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하는 제1 내지 제3 개구부들(OP1, OP2, OP3)이 정의된다. 제3 컬러필터(CF-B)는 제3 개구부(OP3)에 중첩한다. 제4 컬러필터(CF-Y)의 개구부(Y-OP)는 제3 개구부(OP3)에 대응할 수 있다.
제3 컬러필터(CF-B)와 차광패턴(BBM)은 동일한 재료를 이용하여 서로 다른 공정을 통해 형성될 수 있다. 제3 컬러필터(CF-B)와 차광패턴(BBM)은 조성이 다른 재료를 이용하여 서로 다른 공정을 통해 형성될 수도 있다. 제3 컬러필터(CF-B)와 차광패턴(BBM)이 광학특성이 유사하더라도 조성이 상이하여 투과 스펙트럼이 상이할 수 있다. 예컨대, 차광패턴(BBM)은 제3 컬러필터(CF-B) 대비 블루광의 투과율이 더 낮을 수 있고, 차단 파장범위가 더 넓을 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 단면도이다. 도 5a는 액정표시패널(DP)의 제2 화소영역(PXA-G)에 대응하는 단면을 도시하였다. 도 5b는 유기발광 표시패널(DP)의 제2 화소영역(PXA-G)에 대응하는 단면을 도시하였다.
도 5a에 도시된 액정표시패널(DP)의 화소는 등가회로적으로 트랜지스터(TR), 액정 커패시터(Clc), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 액정표시패널(DP)의 화소는 표시소자로써 적어도 액정 커패시터(Clc)를 포함한다.
액정표시패널(DP)는 하부 표시기판(100), 및 상부 표시기판(200)을 포함한다. 액정표시패널(DP)은 제1 및 제2 편광자층(PL1, PL2)을 포함한다. 제1 편광자층(PL1)은 하부 표시기판(100)의 하측에 배치될 수 있고, 제2 편광자층(PL2)은 상부 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 5a에 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 소스광은 제1 편광자층(PL1), 액정층(LCL), 제2 편광자층(PL2)을 지나 선택적으로 중간층(IL)에 제공될 수 있다.
본 실시예에서 중간층(IL)은 간략히 도시되었으나, 중간층(IL)은 도 5b의 제2 베이스 기판(BS2)의 하면 상에 배치된 적층구조를 가질 수 있다. 그밖에 중간층(IL)은 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명한 베이스 기판(BS2)의 하면 상에 배치된 적층구조를 가질 수 있다.본 실시예에서 액정층(LCL)과 공통전극(CE)은 하부 표시기판(100)을 구성하는 것으로 설명되었다. 본 발명의 일 측면에서 액정층(LCL)은 하부 표시기판(100) 및 상부 표시기판(200)과 구별되는 구성으로 취급될 수도 있다.
한편, 도 5a에 도시된 단면은 하나의 예시에 불과하다. 도 5a에는 VA(Vertical Alignment)모드의 액정표시패널을 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 액정표시패널이 적용될 수 있다.
IPS(in-plane switching) 모드 또는 FFS(fringe-field switching) 모드, PLS(Plane to Line Switching) 모드의 액정표시패널에 있어서, 공통전극(CE)은 제1 베이스 기판(BS1) 상에 배치될 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 제어층
CF-R, CF-G, CF-B: 컬러 필터
DA: 표시영역
NDA: 비표시영역
PXA-R, PXA-G, PXA-B: 화소영역
NPXA: 차광영역

Claims (20)

  1. 제1, 제2 및 제3 화소영역들과 상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들의 주변의 차광영역을 포함하는 상부 표시기판; 및
    상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들에 각각 대응하는 제1, 제2 및 제3 표시소자들을 포함하는 하부 표시기판을 포함하고,
    상기 상부 표시기판은,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 제1 화소영역에 중첩하는 제1 컬러필터;
    상기 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 제2 화소영역에 중첩하며 상기 제1 컬러필터와 다른 파장의 광을 투과시키는 제2 컬러필터;
    상기 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 차광영역 및 상기 제3 화소영역에 중첩하며, 상기 제1 화소영역 및 상기 제2 화소영역들에 각각 대응하는 제1 개구부 및 제2 개구부가 정의되고, 상기 제1 컬러필터 및 상기 제2 컬러필터와 다른 파장의 광을 투과시키는 제3 컬러필터; 및
    상기 베이스 기판 상에 배치되고, 상기 차광영역, 상기 제1 화소영역 및 상기 제2 화소영역에 중첩하며, 상기 제3 화소영역 대응하는 제3 개구부가 정의되고, 상기 제3 컬러필터와 다른 파장의 광을 투과시키는 제4 컬러필터를 포함하는 표시패널.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 컬러필터는 상기 베이스 기판의 하면 상에 직접 배치되고,
    상기 제3 컬러필터의 일부분은 상기 베이스 기판의 상기 하면과 상기 제1 컬러필터 사이에 배치되고,
    상기 제1 컬러필터는 상기 베이스 기판의 상기 하면과 상기 제4 컬러필터 사이에 배치된 표시패널.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 컬러필터 및 상기 제2 컬러필터 각각의 일부분은 상기 베이스 기판의 하면 상에 직접 배치된 표시패널.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 상부 표시기판은 상기 제4 컬러필터를 커버하는 봉지층을 더 포함하는 표시패널.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 표시기판은,
    상기 제1 화소영역에 중첩하고, 소스광을 상기 제1 컬러필터를 투과하는 제1 색광으로 변환시키는 제1 양자점을 포함하는 제1 컬러 제어층; 및
    상기 제2 화소영역에 중첩하고, 상기 소스광을 상기 제2 컬러필터를 투과하는 제2 색광으로 변환시키는 제2 양자점을 포함하는 제2 컬러 제어층을 더 포함하는 표시패널.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 상부 표시기판은,
    상기 제3 화소영역에 중첩하고, 상기 소스광을 투과시키는 제3 컬러 제어층을 더 포함하는 표시패널.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제3 컬러 제어층은 베이스 수지 및 상기 베이스 수지에 분산된 산란체를 포함하는 표시패널.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 상부 표시기판은 상기 제1, 제2, 및 제3 컬러제어층들을 커버하는 봉지층을 더 포함하는 표시패널.
  9. 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 갖는 표시패널.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 표시소자들 각각은 액정커패시터를 포함하는 표시패널.
  11. 제1, 제2 및 제3 화소영역들과 상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들의 주변의 차광영역을 포함하는 상부 표시기판; 및
    상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들에 각각 대응하며, 블루광을 생성하는 제1, 제2 및 제3 발광소자들을 포함하는 하부 표시기판을 포함하고,
    상기 상부 표시기판은,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 블루광을 레드광과 그린광으로 변환시키는 컬러 제어층;
    상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 제1 화소영역에 중첩하는 레드 컬러필터;
    상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 제2 화소영역에 중첩하는 그린 컬러필터;
    상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 차광영역 및 상기 제3 화소영역에 중첩하며, 상기 제1 및 제2 화소영역들에 각각 대응하는 제1 및 제2 개구부들이 정의된 블루 컬러필터; 및
    상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 차광영역, 상기 제1 화소영역 및 상기 제2 화소영역에 중첩하며, 상기 제3 화소영역 대응하는 제3 개구부가 정의된 옐로우 컬러필터를 포함하는 표시패널.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 블루 컬러필터는 상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 직접 배치되고,
    상기 블루 컬러필터의 일부분은 상기 베이스 기판의 상기 하면과 상기 레드 컬러필터 사이에 배치되고,
    상기 레드 컬러필터는 상기 베이스 기판의 상기 하면과 상기 옐로우 컬러필터 사이에 배치된 표시패널.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 레드 컬러필터 및 상기 그린 컬러필터 각각의 일부분은 상기 베이스 기판의 하면 상에 직접 배치된 표시패널.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 컬러 제어층은,
    상기 제1 화소영역에 중첩하고, 상기 블루광을 상기 레드광으로 변환시키는 제1 양자점을 포함하는 제1 컬러 제어층; 및
    상기 제2 화소영역에 중첩하고, 상기 블루광을 상기 그린광으로 변환시키는 제2 양자점을 포함하는 제2 컬러 제어층을 더 포함하고,
    상기 제1 양자점층은 상기 레드 컬러필터와 상기 제1 발광소자 사이에 배치되고, 상기 제2 양자점층은 상기 그린 컬러필터와 상기 제2 발광소자 사이에 배치된 표시패널.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 컬러 제어층은,
    상기 제3 화소영역에 중첩하고, 상기 블루광을 투과시키는 제3 컬러 제어층을 더 포함하는 표시패널.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제3 컬러 제어층은 베이스 수지 및 상기 베이스 수지에 분산된 산란체를 포함하는 표시패널.
  17. 제1, 제2 및 제3 화소영역들과 상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들의 주변의 차광영역을 포함하는 상부 표시기판; 및
    상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들에 각각 대응하며, 블루광을 방출하는 제1, 제2 및 제3 발광소자들을 포함하는 하부 표시기판을 포함하고,
    상기 표시기판은,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 블루광을 레드광과 그린광으로 변환시키는 컬러 제어층;
    상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 차광영역에 중첩하며 상기 제1, 제2 및 제3 화소영역들에 각각 대응하는 제1, 제2 및 제3 개구부들이 정의된 제1 블루 컬러필터;
    상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 제1 화소영역에 중첩하는 레드 컬러필터;
    상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 제2 화소영역에 중첩하는 그린 컬러필터;
    상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 제3 화소영역에 중첩하는 제2 블루 컬러필터; 및
    상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 배치되고, 상기 차광영역, 상기 제1 화소영역 및 상기 제2 화소영역에 중첩하며, 상기 제3 화소영역 대응하는 제4 개구부가 정의된 옐로우 컬러필터를 포함하는 표시패널.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 블루 컬러필터은 상기 베이스 기판의 상기 하면 상에 직접 배치되고,
    상기 레드 컬러필터, 상기 그린 컬러필터, 상기 제2 블루 컬러필터 각각의 일부분은 상기 베이스 기판의 하면 상에 직접 배치되고,
    상기 제1 블루 컬러필터의 일부분은 상기 베이스 기판의 상기 하면과 상기 레드 컬러필터 사이에 배치된 표시패널.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 컬러 제어층은,
    상기 제1 화소영역에 중첩하고, 상기 블루광을 상기 레드광으로 변환시키는 제1 양자점을 포함하는 제1 컬러 제어층; 및
    상기 제2 화소영역에 중첩하고, 상기 블루광을 상기 그린광으로 변환시키는 제2 양자점을 포함하는 제2 컬러 제어층을 더 포함하고,
    상기 제1 양자점층은 상기 레드 컬러필터와 상기 제1 발광소자 사이에 배치되고, 상기 제2 양자점층은 상기 그린 컬러필터와 상기 제2 발광소자 사이에 배치된 표시패널.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 컬러 제어층은,
    상기 제3 화소영역에 중첩하고, 상기 블루광을 투과시키는 제3 컬러 제어층을 더 포함하는 표시패널.
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