KR20200086413A - 광학필터 및 이를 구비한 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는, 서로 이격된 복수의 화소영역들과, 상기 복수의 화소영역들 사이의 차광영역을 구비한 기판; 상기 복수의 화소영역들과 대응하도록 상기 기판의 제1 면상에 배치된 복수의 컬러필터들; 상기 복수의 컬러필터들과 대응하도록 상기 기판의 제1 면상에 위치하고 각각 경사진 측면을 포함하는 복수의 변환층들; 및 상기 복수의 변환층들의 측면들 상에 위치한 반사층;을 포함하고, 상기 반사층은 상기 차광영역에 대응하도록 연장되어, 상기 복수의 변환층들의 측면들 중 인접한 두 개의 측면들과 상기 인접한 두 개의 측면들 사이의 상기 차광영역에서 연속적으로 배치된 광학필터 및 이를 구비한 디스플레이 장치를 개시한다.

Description

광학필터 및 이를 구비한 디스플레이 장치{Optical filter unit and display device including the same}
본 발명의 실시예들은 광학필터 및 이를 구비한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
핸드폰, PDA, 컴퓨터, 대형 TV와 같은 각종 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 다양한 종류의 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 예컨대, 시장에서 널리 사용되는 디스플레이 장치는 백라이트 유닛을 구비하는 액정 디스플레이 장치, 각 화소영역마다 서로 다른 컬러의 빛을 방출하는 유기 발광 디스플레이 장치가 있으며, 최근에는 양자점-변환층(quantum dot color conversion layer; QD-CCL)을 구비한 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 양자점은 입사광에 의해 여기 되어 입사광의 파장보다 긴 파장을 가지는 광을 방출하는 것으로, 입사광은 주로 저파장대역의 광이 사용된다.
양자점-변환층(quantum dot color conversion layer; QD-CCL)을 구비한 디스플레이 장치의 색재현율 및 발광효율을 향상시키기 위해서는, 양자점에 의한 광 변환 효율을 향상시킬 필요가 있다. 이에 본 발명의 실시예들은 양자점을 여기시키지 못하고 소멸되는 입사광을 감소시켜, 입사광의 활용도를 증가시킬 수 있는 광학필터 및 이를 구비한 디스플레이 장치를 제공한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학필터는, 서로 이격된 복수의 화소영역들과, 상기 복수의 화소영역들 사이의 차광영역을 구비한 기판; 상기 복수의 화소영역들과 대응하도록 상기 기판의 제1 면상에 배치된 복수의 컬러필터들; 상기 복수의 컬러필터들과 대응하도록 상기 기판의 제1 면상에 위치하고 각각 경사진 측면을 포함하는 복수의 변환층들; 및 상기 복수의 변환층들의 측면들 상에 위치한 반사층;을 포함하고, 상기 반사층은 상기 차광영역에 대응하도록 연장되어, 상기 복수의 변환층들의 측면들 중 인접한 두 개의 측면들과 상기 인접한 두 개의 측면들 사이의 상기 차광영역에서 연속적으로 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 변환층들의 수평 단면적은 상기 기판에서 멀어질수록 감소할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 컬러필터들은 서로 이격되고, 상기 반사층은 상기 복수의 컬러필터들 중 이웃한 두 개의 컬러필터들 사이로 연장될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 반사층은 상기 이웃한 두 개의 컬러필터들의 측면들 사이에 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 컬러필터들은 상기 차광영역까지 연장되어 측면이 서로 접할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 컬러필터들은 서로 다른 색의 광을 통과시키는 제1 컬러필터, 제2 컬러필터 및 제3 컬러필터를 포함하고, 상기 제1 컬러필터, 상기 제2 컬러필터 및 상기 제3 컬러필터는 상기 차광영역에서 모두 중첩되어 격벽을 이룰 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 격벽은 경사면을 포함하고, 상기 복수의 변환층들은 상기 격벽에 의해 구획된 오목부에 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 반사층은 상기 격벽의 상면을 덮을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 변환층들을 덮어 평탄한 면을 제공하는 평탄화층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 변환층들은, 산란입자들을 각각 포함하는 제1 변환층, 제2 변환층, 및 제3 변환층을 포함하고, 상기 제1 변환층은 제1 양자점들을 더 포함하고, 상기 제2 변환층은 제2 양자점들을 더 포함하며, 상기 제1 양자점들과 상기 제2 양자점들은 동일한 재질을 포함하되, 크기가 서로 상이할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 단일색의 입사광을 방출하는 발광패널; 및 상기 입사광을 서로 다른 색의 광들로 변환하는 광학필터;를 포함하고, 상기 광학필터는, 서로 이격된 복수의 화소영역들과, 상기 복수의 화소영역들 사이의 차광영역을 구비한 기판; 상기 복수의 화소영역들과 대응하도록 상기 발광패널을 향하는 상기 기판의 제1 면상에 배치된 복수의 컬러필터들; 상기 복수의 컬러필터들과 대응하도록 상기 기판의 제1 면상에 위치하고 상기 입사광이 입사되는 복수의 변환층들; 및 상기 복수의 변환층들의 측면들 상에 위치한 반사층;을 포함하고, 상기 반사층은 상기 차광영역으로 연장되어, 상기 복수의 변환층들의 측면들, 및 상기 복수의 변환층들 사이의 상기 차광영역에서 일체적으로 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 발광패널은 상기 단일의 입사광을 발생시키는 복수의 발광소자들을 포함하고, 상기 발광소자들은 상기 복수의 화소영역들과 각각 대응하도록 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 발광패널은 복수의 액정 분자들을 포함하는 액정층을 포함하고, 상기 광학필터는 상기 복수의 변환층들을 덮어 평탄면을 제공하는 평탄화층을 더 포함하며, 상기 발광패널과 상기 평탄화층 사이에 편광층을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 변환층들 각각은 경사진 측면을 포함하고, 상기 복수의 변환층들의 수평 단면적은 상기 기판에서 멀어질수록 감소할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 컬러필터들은 서로 이격되고, 상기 반사층은 상기 차광영역에서 상기 이웃한 두 개의 컬러필터들의 측면들 사이에 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 컬러필터들은 서로 다른 색의 광을 통과시키는 제1 컬러필터, 제2 컬러필터 및 제3 컬러필터를 포함하고, 상기 제1 컬러필터, 상기 제2 컬러필터 및 상기 제3 컬러필터는 상기 차광영역에서 모두 중첩되어 격벽을 이루며, 상기 복수의 변환층들은 상기 격벽에 의해 구획된 오목부에 위치할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 반사층은, 상기 발광패널을 향하는 상기 격벽의 상면을 덮을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 변환층들은, 산란입자들을 각각 포함하는 제1 변환층, 제2 변환층, 및 제3 변환층을 포함하고, 상기 제1 변환층은 제1 양자점들을 더 포함하고, 상기 제2 변환층은 제2 양자점들을 더 포함하며, 상기 제1 양자점들과 상기 제2 양자점들은 동일한 재질을 포함하되, 크기가 서로 상이할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 변환층, 상기 제2 변환층, 및 상기 제3 변환층을 통과한 광의 색은 서로 상이하고, 상기 제3 변환층을 통과한 광의 색은 상기 입사광의 색과 동일할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 컬러필터들과 상기 복수의 변환층들 사이에 1.2 이하의 굴절율을 가지는 저굴절율층을 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는 양자점을 여기 시키지 못하고 소멸되는 입사광을 감소시켜, 입사광의 활용도를 증가시킴으로써 색재현성 및 광효율이 향상될 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II' 단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 제1 변환층 내지 제3 변환층을 확대한 단면도이다.
도 4는 도 1의 II-II' 단면의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 II-II' 단면의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 도 1의 디스플레이 장치에 포함된 발광패널의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 도 6의 발광패널의 어느 하나의 화소의 등가 회로도이다.
도 8은 도 1의 디스플레이 장치에 포함된 발광패널의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일 예를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II' 단면의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2의 제1 변환층 내지 제3 변환층을 확대한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)는 광학필터(100)와 발광패널(200)을 포함할 수 있다.
광학필터(100)는 발광패널(200)에서 발생한 입사광(Lib)을 수신하고 제1 내지 제3 컬러의 광을 방출할 수 있다. 일 예로, 발광패널(200)에서 광학필터(100)로 입사되는 입사광(Lib)은 단일색의 광일 수 있으며, 광학필터(100)로부터 방출되는 제1 내지 제3 컬러의 광은 각각 적색, 녹색 및 청색의 광일 수 있다. 광학필터(100)와 발광패널(200)은 접착층 등에 의해 직접 접착될 수 있다. 다른 예로 광학필터(100)와 발광패널(200) 사이에는 투광성의 투명 물질을 포함하는 절연층 또는 에어층으로 구성된 충진층이 더 구비될 수 있다.
광학필터(100)는 기판(110), 기판(110)의 제1면 상에 배치된 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c), 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)와 각각 대응되도록 배치된 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170), 및 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)의 적어도 측면상에 위치하는 반사층(190)을 포함할 수 있다. 기판(110)의 제1면은 발광패널(200)을 향하는 면을 의미한다.
기판(110)은 화소영역(PA)과 차광영역(BA)을 포함한다. 화소영역(PA)은 광이 방출되는 영역으로서, 차광영역(BA)에 의해 둘러싸여 있다. 화소영역(PA)은 방출되는 광의 컬러에 따라 제1 화소영역(PA1), 제2 화소영역(PA2) 및 제3 화소영역(PA3)으로 구분될 수 있다. 제1 화소영역(PA1), 제2 화소영역(PA2) 및 제3 화소영역(PA3)은 서로 이격될 수 있고, 제1 화소영역(PA1), 제2 화소영역(PA2) 및 제3 화소영역(PA3) 사이에는 차광영역(BA)이 위치할 수 있다.
차광영역(BA)은 광이 방출되지 않는 영역으로서, 제1 내지 제3 화소영역들(PA1, PA2, PA3)를 에워쌀 수 있다. 일 예로, 차광영역(BA)은 도 1에 도시된 바와 같이 메쉬 형태를 가질 수 있다. 다만, 도 1에 도시된 각 화소영역들(PA1, PA2, PA3)의 배치는 예시적이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제1 내지 제3 화소영역들(PA1, PA2, PA3)은 다양한 형태로 배열될 수 있다.
기판(110)은 투광성을 가지는 것으로, 예를 들어, 유리, 플라스틱, 수정 등의 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 기계적 강도, 열적 안정성, 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성, 방수성 등을 고려하여 그 재질이 선택될 수 있다. 일 예로, 기판(110)이 고분자 재질을 포함하는 경우, 기판(110)은 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리술폰(PSF), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 시클로올레핀 폴리머(COP), 시클로올레핀 코폴리머(COC) 등으로 형성될 수 있다.
제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)는 염료 또는 안료를 포함함으로써, 특정의 색만을 통과시킬 수 있다. 즉, 제1 컬러필터(130a)는 제1 컬러의 광만을 선택적으로 투과시키고, 제2 컬러필터(130b)는 제2 컬러의 광만을 선택적으로 투과시키며, 제3 컬러필터(130c)는 제3 컬러의 광만을 선택적으로 투과시킬 수 있다. 일 예로, 제1 컬러의 광은 적색광이고, 제2 컬러의 광은 녹색광이며, 제3 컬러의 광은 청색광일 수 있다. 적색광은 피크 파장이 580 nm 이상 750 nm미만의 광이고, 녹색광은 피크 파장이 495nm 이상 580nm미만의 광이며, 청색광은 피크 파장이 400nm 이상 495nm미만의 광일 수 있다. 한편, 입사광(Lib)은 제3 컬러의 광 즉, 청색광일 수 있다.
제1 컬러필터(130a)는 적어도 제3 화소영역(PA3)에 대응하도록 배치되고, 제2 컬러필터(130b)는 적어도 제2 화소영역(PA2) 상에 배치되며, 제3 컬러필터층(130c)은 적어도 제1 화소영역(PA1) 상에 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)은 각각 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)에 대응하도록 기판(110)의 제1면 상에 위치할 수 있다. 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)은 발광패널(200)에서 발생한 입사광(Lib)을 특정의 색을 가지는 광으로 변환하여 기판(110)을 향하여 방출한다.
일 예로, 제1 변환층(150)은 청색의 입사광(Lib)을 제1 컬러의 광(Lr)으로 변환할 수 있다. 제1 컬러의 광(Lr)은 적색광일 수 있다. 이를 위해 제1 변환층(150)은 제1 양자점들(152)이 분산된 제1 감광성 폴리머(151)를 포함할 수 있다.
제1 감광성 폴리머(151)는 실리콘 수지, 에폭시 수지 등의 광 투과성을 갖는 유기 물질일 수 있다.
제1 양자점들(152)은 청색 입사광(Lib)에 의해 여기되어 청색광의 파장보다 긴 파장을 갖는 제1 컬러의 광(Lr)을 등방성으로 방출할 수 있다. 제1 양자점들(152)은 II족-VI족 화합물, III족-V족 화합물, IV족-VI족 화합물, IV족 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
제1 감광성 폴리머(151) 내에는 제1 산란입자들(153)이 더 분산될 수 있다. 제1 산란입자들(153)은 제1 양자점들(152)에 흡수되지 못한 청색 입사광(Lib)을 산란시켜 더 많은 제1 양자점들(152)이 여기 되도록 함으로써, 제1 변환층(150)의 색변환율을 증가시킬 수 있다. 제1 산란입자들(153)은 예를 들어, 산화 티타늄(TiO2)이나 금속 입자 등일 수 있다.
제2 변환층(160)은 청색 입사광(Lib)을 제2 컬러의 광(Lg)으로 변환한다. 제2 컬러의 광(Lg)은 녹색광일 수 있다. 제2 변환층(160)은 제2 양자점들(162)이 분산된 제2 감광성 폴리머(161)를 포함할 수 있으며, 제2 감광성 폴리머(161) 내에는 제2 산란입자들(163)이 제2 양자점들(162)과 함께 분산됨으로써 제2 변환층(160)의 색변환율을 증가시킬 수 있다.
제2 감광성 폴리머(161)는 제1 감광성 폴리머(151)와 동일한 재질을 포함할 수 있으며, 제2 산란입자들(163)은 제1 산란입자들(153)과 동일한 재질을 포함할 수 있다. 제2 양자점들(162)은 II족-VI족 화합물, III족-V족 화합물, IV족-VI족 화합물, IV족 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 즉 제2 양자점들(162)은 제1 양자점들(152)과 동일한 물질일 수 있다. 다만, 제2 양자점들(162)의 크기는 제1 양자점들(152)의 크기보다 작을 수 있으며, 이에 의해 제2 양자점들(162)은 청색 입사광(Lib)에 의해 여기 되어 청색광의 파장보다 긴 파장을 가지되, 제1 컬러의 광(Lr)보다는 짧은 파장을 가지는 제2 컬러의 광(Lg)을 등방성으로 방출할 수 있다.
제3 변환층(170)은 제3 산란입자들(173)이 분산된 제3 감광성 폴리머(171)를 포함할 수 있다. 즉, 제3 변환층(170)은, 청색 입사광(Lib)에 의해 여기 될 수 있는 별도의 양자점을 포함하지 않는다. 한편, 제3 감광성 폴리머(171)는 제1 및 제2 감광성 폴리머(151, 161)와 동일하게 광 투과성을 갖는 유기 물질로 형성될 수 있으며, 제3 산란입자들(173)은 제1 및 제2 산란입자들(153, 163)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 제3 변환층(170)으로 입사된 청색 입사광(Lib)은 색의 변화 없이 제3 변환층(170)을 투과할 수 있는바, 제3 변환층(170)을 통해 방출된 제3 컬러의 광(Lb)은 청색 광일 수 있다. 다만, 청색 입사광(Lib)은 제3 변환층(170) 내부에서 제3 산란입자들(173)에 의해 산란되어 기판(110) 방향으로 방출될 수 있다.
제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)은 배리어층(180)에 의해 덮힐 수 있다. 배리어층(180)은 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)을 덮도록 기판(110)의 제1면 상에 전체적으로 형성될 수 있다. 배리어층(180)은 실리콘나이트라이드(SiNx) 및/또는 실리콘옥사이드(SiOx)와 같은 무기 절연물을 포함하며, 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)의 아웃 개싱을 방지할 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170) 각각은 경사진 측면을 가질 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)의 경사진 측면상에는 반사층(190)이 배치됨으로써, 제1 양자점(152)들과 제2 양자점(162)들의 변환효율과 디스플레이 장치(10)의 출광 효율을 향상시킬 수 있다.
반사층(190)은 배리어층(180) 상에 직접 형성될 수 있다. 반사층(190)은 Ag, Al 등 반사율이 우수한 금속 재질로 형성될 수 있다. 반사층(190)의 반사율은 30% 이상, 예를 들어, 50% 이상 100% 미만의 반사율을 가질 수 있다.
반사층(190)은, 제1 양자점(152)들 또는 제2 양자점(162)들을 여기시키지 않은 입사광(Lib)를 반사시킴으로써 제1 양자점(152)들 또는 제2 양자점(162)들을 여기시키지 못하고 소멸되는 입사광(Lib)을 감소시켜, 입사광(Lib)의 활용도를 증가시킬 수 있으며 이에 따라 제1 양자점(152)들 및 제2 양자점(162)들의 변환효율이 향상될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)의 경사진 측면은 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)의 수평 단면적이 기판(110)에서 멀어질수록 감소하도록 구성될 수 있고, 이에 의해 제1 양자점(152)들과 제2 양자점(162)들로부터 방출된 광, 및 제3 산란입자들(173)에 의해 산란된 광이 반사층(190)에 의해 반사되었을 때, 이들의 진행방향이 기판(110)을 향하도록 함으로써, 디스플레이 장치(10)의 출광 효율이 향상될 수 있다. 이를 위해, 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)의 측면의 기울기는 30° 내지 85°로 형성될 수 있다.
한편, 반사층(190)은 차광영역(BA)까지 연장될 수 있다. 차광영역(BA)에 배치된 반사층(190)은 차광영역(BA)을 통해 광이 외부로 방출되어 디스플레이 장치(10)에 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 반사층(190)은 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)들의 측면들 중 인접한 두 개의 측면들 및 인접한 두 개의 측면들 사이에서 차광영역(BA)에 대응하도록 연속적으로 배치될 수 있다. 즉, 반사층(190)은 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)들의 측면들과 차광영역(BA) 상에 일체적으로 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 빛샘을 방지하기 위한 별도의 차광부재를 형성하지 않아도 되므로, 광학필터(100)의 구조가 단순화될 수 있다.
또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)는 서로 이격될 수 있고, 이웃한 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)들 사이에 반사층(190)이 연장되어 위치할 수 있다. 예를 들어, 서로 인접한 제2 컬러필터(130b)와 제3 컬러필터(130c) 사이에는 오목한 부위(182)가 형성되는데, 반사층(182)이 오목한 부위(182)에 위치함으로써, 반사층(190)은 서로 마주보는 제2 컬러필터(130b)의 측면과 제3 컬러필터(130c)의 측면 사이에 위치하게 되며 이에 의해 제2 컬러필터(130b)와 제3 컬러필터(130c)를 통해 방출되는 광들의 혼색을 효과적으로 방지함으로써, 디스플레이 장치(10)의 색일치율 및 색재현성이 향상될 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)와 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170) 사이에는 무기물 또는 유기물로 형성될 수 있는 저굴절률층(140)이 더 배치될 수 있다. 즉, 저굴절률층(140)은 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)가 배치된 기판(110)의 제1면 상에서 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)을 덮도록 형성될 수 있다.
저굴절률층(140)은 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)을 통과한 광의 출광 효율을 향상시킬 수 있다. 저굴절률층(140)의 굴절율은 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)의 굴절율 및 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)의 굴절율보다 작을 수 있고, 이에 의해 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)을 통과한 광의 출광 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)과 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)는 1.4 이상, 예컨대 1.4~1.7의 굴절률을 가질 수 있으며, 이때 저굴절률층(140) 굴절률은 1.4 미만, 예컨대 1.2 이하일 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)은 서로 이격되어 있으므로, 저굴절률층(140)과 배리어층(180)은 차광영역(BA)에서 직접 접할 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)은 저굴절률층(140)과 배리어층(180)에 의해 각각 캡슐화된 형태를 가질 수 있다.
광학필터(100)는 제1 내지 제3 변환층들(150, 160, 170)을 덮어 발광패널(200)을 향하는 면에 평탄한 면을 제공하는 평탄화층(120)을 더 포함할 수 있다. 평탄화층(120)은 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 레지스트 재료 등의 투명 유기 재료로 형성될 수 있다. 평탄화층(190)은 슬릿 코팅법, 스핀 코팅법 등의 습식 공정, 화학 기상 증착법, 진공 증착법 등의 건식 공정 등으로 형성될 수 있다.
도 4는 도 1의 II-II' 단면의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 청색의 입사광(Lib)을 발광하는 발광패널(200) 및 입사광(Lib)을 수신하고 제1 내지 제3 컬러의 광을 방출하는 광학필터(100)를 포함할 수 있다.
광학필터(100)는 제1 내지 제3 화소영역(PA1, PA2, PA3)과 차광영역(BA)을 포함하는 기판(110), 기판(110)의 제1면 상에 배치된 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c), 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)와 각각 대응하도록 배치된 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170), 및 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)의 적어도 측면상에 위치하는 반사층(190)을 포함할 수 있다. 여기서 기판(110)의 제1면은 발광패널(200)을 향하는 면을 의미한다.
또한, 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)와 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170) 사이에는 저굴절률층(140)이 배치될 수 있으며, 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)은 배리어층(180)에 의해 덮히고, 평탄화층(120)이 제1 내지 제3 변환층들(150, 160, 170)을 덮어 광학필터(100)에 평탄한 표면을 제공하는 것은 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 동일하다.
도 4를 참조하면, 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)는 제1 내지 제3화소영역들(PA1, PA2, PA3) 사이의 차광영역(BA)까지 연장되어, 인접한 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)의 측면이 서로 맞닿도록 형성된다. 즉, 제1 내지 제3화소영역들(PA1, PA2, PA3)의 크기보다 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)의 크기가 크게 형성되므로, 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)의 형성 위치에 오차가 발생한 경우라도 광학필터(100)의 불량이 발생하지 않는바 광학필터(100)의 제조 효율이 향상될 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)들의 두께는 서로 동일할 수 있다. 이때 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)들의 측면들이 서로 맞닿아 전체적으로 평탄면을 이룰 수 있으므로, 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)상에 저굴절률층(140), 배리어층(180), 반사층(190)을 형성하는 후속 공정이 보다 용이하게 수행될 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170) 각각은 경사진 측면을 가지며, 경사진 측면상에는 반사층(190)이 배치됨으로써, 제1 양자점(152)들과 제2 양자점(162)들의 변환효율과 디스플레이 장치(10)의 출광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 반사층(190)은 차광영역(BA)까지 연장되어 형성됨으로써, 차광영역(BA)을 통해 광이 외부로 방출되어 디스플레이 장치(10)에 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 빛샘을 방지하기 위한 별도의 차광부재를 형성하지 않아도 되므로, 광학필터(100)의 구조가 단순화될 수 있다.
도 5는 도 1의 II-II' 단면의 또 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 광학필터(100)와 발광패널(200)을 포함할 수 있다.
광학필터(100)는 제1 내지 제3 화소영역(PA1, PA2, PA3)과 차광영역(BA)을 포함하는 기판(110), 기판(110)의 제1면 상에 배치된 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c), 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)와 각각 대응하도록 배치된 제1 내지 제3 변환층(150a, 150b, 150c), 및 제1 내지 제3 변환층(150a, 150b, 150c)의 적어도 측면상에 위치하는 반사층(190)을 포함할 수 있다. 여기서 기판(110)의 제1면은 발광패널(200)을 향하는 면을 의미한다.
제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)는 차광영역(BA)에서 모두 중첩될 수 있다. 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)는 각각 특정의 색의 광, 예컨데 적색광, 녹색광 및 청색광만을 통과시킬 수 있는 것으로, 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)가 적층되면 광을 차단시키는 블랙매트릭스와 같은 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 차광영역(BA)에서 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)가 모두 중첩되면, 차광영역(BA)을 통해 광이 외부로 방출되어 디스플레이 장치(10)에 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 차광영역(BA)에서 중첩된 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)는 제1 내지 제3 변환층(150a, 150b, 150c)의 형성영역을 정의하는 격벽(132)을 이루며, 제1 내지 제3 변환층(150a, 150b, 150c)은 격벽(132)에 의해 구획된 오목부에 잉크젯 방식으로 형성될 수 있다. 제1 내지 제3 변환층(150a, 150b, 150c)은, 예를 들어 도 2에서 도시하고 설명한 제1 내지 제3 변환층(150, 160, 170)과 형성방법에서 차이가 있을 뿐, 그 기능은 동일하다. 따라서, 제1 내지 제3 변환층(150a, 150b, 150c)은 발광패널(200)로부터 입사된 입사광을 특정의 색을 가지는 광으로 변환하여 기판(110)을 향하여 방출한다.
차광영역(BA)에서 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c)가 중첩되어 형성된 격벽(132)은 경사면을 가지며, 격벽(132)의 경사면상에는 반사층(190)이 위치할 수 있다. 예를 들어, 격벽(132)의 경사면은 격벽(132)의 수평 단면적이 기판(110)으로 멀어질수록 감소하도록 형성될 수 있다. 이때, 반사층(190)은 격벽(132)의 제1면상에도 형성되어 차광영역(BA)을 커버할 수 있다. 여기서, 격벽(132)의 제1면은 표시 패널(200)을 향하는 면으로 격벽(132)의 상면으로 지칭될 수 있다. 격벽(132)의 제1면 상에 반사층(190)이 위치하면, 표시 패널(200)에서 발생한 광이 격벽(132)을 향할 때, 반사층(190)에 의해 반사되어 표시 패널(200)을 향하고 되고, 표시 패널(200)을 향해 반사된 광은 표시 패널(200)에 의해, 예를 들어, 대향전극(도 6의 235)에 의해 재반사되어 광학필터(100)로 재입사될 수 있는바, 입사광의 활용도가 향상될 수 있다.
한편, 상기와 같이 격벽(132)이 경사진 측면을 가질 때, 격벽(132) 사이의 오목한 공간에 위치한 제1 내지 제3 변환층(150a, 150b, 150c)도 각각 경사진 측면을 가질 수 있다. 그 결과 반사층(190)은 제1 내지 제3 변환층(150a, 150b, 150c)의 경사진 측면 상에 위치하는 것으로 이해될 수 있다. 이와 같은 반사층(190)은 표시 패널(200)에서 발생한 광이 반사층(190)에 의해 반사될 때, 제1 내지 제3 변환층(150a, 150b, 150c)의 중앙부를 향하도록 할 수 있으므로, 입사광의 활용도가 향상되고, 광학필터(100)의 광변환 효율이 향상될 수 있다.
격벽(132) 및 제1 내지 제3 변환층(150a, 150b, 150c) 상에는 평탄화층(120)이 배치될 수 있다. 평탄화층(120)은 격벽(132) 및 제1 내지 제3 변환층(150a, 150b, 150c)을 덮어 평탄한 면을 제공할 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 컬러필터(130a, 130b, 130c) 상에는 제1 내지 제3 변환층(150a, 150b, 150c)을 통과한 광의 출광 효율을 향상시키기 위한 저굴절률층(140)이 위치할 수 있다. 또한, 저굴절률층(140) 상에는 배리어층(180)이 위치할 수 있다. 배리어층(180)은 제1 내지 제3컬러필터(130a, 130b, 130c)의 아웃 개싱을 방지할 수 있다. 배리어층(180)은 무기물을 포함할 수 있다. 예컨대, 배리어층(180)은 실리콘나이트라이드(SiNx) 및/또는 실리콘옥사이드(SiOx)와 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 또는, 배리어층(180)은 유기절연물을 포함하거나, 무기절연물 및 유기절연물을 포함할 수 있다.
도 6은 도 1의 발광패널의 일 예를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6의 발광패널의 어느 하나의 화소의 등가 회로도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 발광패널(200)은 제1 및 제3 화소들(PX1, PX2, PX3)을 포함할 수 있다. 제1 화소(PX1)는 발광소자(230) 및 발광소자(230)를 제어하는 제1 화소회로(220a)를 포함하고, 제2 화소(PX2)는 발광소자(230) 및 발광소자(230)를 제어하는 제2 화소회로(220b)를 포함하고, 제3 화소(PX3)는 발광소자(230) 및 발광소자(230)를 제어하는 제3 화소회로(220c)를 포함할 수 있다.
발광소자(230)는 제1 내지 제3 화소회로들(220a, 220b, 220c)에 의해 각각 제어되는 광량을 갖는 제3 컬러의 광, 예를 들어, 청색광(Lb)을 각각 방출할 수 있다. 이와 같은 발광소자(230)는 광학필터(도 2의 100)의 화소영역(도 1의 PA)에 대응하도록 배치되며, 발광소자(230)에서 방출된 청색광(Lb)은 광학필터(도 2의 100)로 입사되는 입사광(도 2의 Lib)이 된다.
예를 들어, 제1 화소(PX1)의 제1 화소회로(220a)에 의해 제어되는 발광소자(230)로부터 방출되는 제3 컬러의 광(Lb)은 제1 변환층(도 2의 150)을 통해 제1 컬러의 광으로 변환되어, 기판(도 2의 110)을 통해 외부로 방출된다. 제2 화소(PX2)의 제2 화소회로(220b)에 의해 제어되는 발광소자(230)로부터 방출되는 제3 컬러의 광(Lb)은 제2 변환층(도 2의 160)을 통해 제2 컬러의 광으로 변환되어, 기판(도 2의 110)을 통해 외부로 방출된다. 또한, 제3 화소(PX3)의 제3 화소회로(220c)에 의해 제어되는 발광소자(230)로부터 방출되는 제3 컬러의 광(Lb)은 제3 변환층(170)을 통해 색변환 없이 기판(도 2의 110)을 통해 외부로 방출된다. 따라서, 발광패널(200)로부터 방출된 청색광(Lb)의 영상은 광학필터(도 2의 100)에 입사되고, 적색광, 녹색광, 청색광으로 변환됨에 따라 컬러 영상이 표시된다.
제1 내지 제3 화소회로들(220a, 220b, 220c) 각각은 발광소자(230) 하부층인 화소회로층(220)에 배치되고, 발광소자(230)와 적어도 일부 중첩하거나 중첩하지 않을 수 있다.
제1 내지 제3 화소회로(220a, 220b, 220c) 각각은, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 및 제2박막트랜지스터(T1, T2), 스토리지 커패시터(Cst) 및 이들과 전기적으로 연결된 배선을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 제1 내지 제3 화소회로(220a, 220b, 220c)는 다양한 구성을 가질 수 있다.
제2박막트랜지스터(T2)는 스위칭 박막트랜지스터로서, 스캔라인(SL) 및 데이터라인(DL)에 연결되며, 스캔라인(SL)으로부터 입력되는 스위칭 전압에 따라 데이터라인(DL)으로부터 입력된 데이터 전압을 제1박막트랜지스터(T1)로 전달할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제2박막트랜지스터(T2)와 구동전압선(PL)에 연결되며, 제2박막트랜지스터(T2)로부터 전달받은 전압과 구동전압선(PL)에 공급되는 제1전원전압(ELVDD)의 차이에 해당하는 전압을 저장할 수 있다. 제1박막트랜지스터(T1)는 구동 박막트랜지스터로서, 구동전압선(PL)과 스토리지 커패시터(Cst)에 연결되며, 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압 값에 대응하여 구동전압선(PL)으로부터 발광소자(230)에 흐르는 구동 전류를 제어할 수 있다.
발광소자(230)는 구동 전류에 의해 소정의 휘도를 갖는 빛을 방출할 수 있다. 발광소자(230)는 화소전극(231), 중간층(233) 및 대향전극(235)을 포함할 수 있으며, 발광소자(230)의 대향전극(235)은 제2전원전압(ELVSS)을 공급받을 수 있다. 발광소자(230)는 일 예로, 유기발광소자일 수 있으나, 본 발명에 이에 한정되는 것은 아니다.
화소전극(231)은 박막 트랜지스터의 소스 전극 또는 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 화소전극(231)은 화소 정의막(237)의 개구를 통해 노출되며, 화소전극(231)의 가장자리는 화소 정의막(237)에 의해 덮일 수 있다.
화소 정의막(237)에 의해 노출된 화소전극들(231) 상에 중간층(233)이 배치될 수 있다. 중간층(233)은 유기 발광층을 포함하며, 유기 발광층은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있다. 중간층(233)은 유기 발광층 이외에 홀 수송층(HTL; hole transport layer), 홀 주입층(HIL; hole injection layer), 전자 수송층(ETL; electron transport layer) 및 전자 주입층(EIL; electron injection layer) 등과 같은 기능층을 선택적으로 더 포함할 수 있다.
중간층(233)과 화소 정의막(237)을 덮도록 대향전극(235)이 배치될 수 있다. 대향전극(235)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있다. 예를 들어, 대향전극(235)은 일함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 대향전극(235)은 투광성 도전층(TCO, transparent conductive oxide)을 포함할 수 있다.
발광소자(230) 상부에는 봉지층(240)이 배치될 수 있다. 봉지층(240)은 대향전극(235)을 덮으며 베이스 기판(210) 전면에 배치될 수 있다. 봉지층(240)은 적어도 하나의 무기물로 구비된 무기봉지층 및 적어도 하나의 유기물로 구비된 유기봉지층을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 봉지층(240)은 제1무기봉지층/유기봉지층/제2무기봉지층이 적층된 구조로 구비될 수 있다.
도 8은 도 1의 발광패널의 다른 예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8의 발광패널(200)에 의해 발생된 광이 광학필터(도 2의 100)로 입사되는 청색광인 것은 도 7에서 도시하고 설명한 바와 동일하다.
도 8을 참조하면, 발광패널(200)은 제1 기판(211), 제1 기판(211) 상에 위치하며, 다수의 액정 분자(213)들로 이루어진 액정층(203), 및 액정층(203)에 전기장을 인가하는 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE)을 포함할 수 있다. 또한, 발광패널(200)은 제1 기판(211)과 마주보는 제2 기판(212)을 포함할 수 있다.
제1 기판(211) 상에는 TFT 어레이층, 화소 전극(PE), 제1 배향막(AL1)이 형성될 수 있다.
제1 기판(211)은 유리 기판뿐만 아니라, PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등을 포함하는 플라스틱 기판 일 수 있다.
TFT 어레이층은 스위칭 소자(TFT)를 포함하며, 또한, 미도시된 복수의 게이트 라인들, 복수의 데이터 라인들을 포함한다. 스위칭 소자(TFT)는 박막 트랜지스터로서, 활성층(AT), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.
게이트 전극(GE) 상에는 게이트 절연막인 제1 절연층(L1)이 형성되고, 제1 절연층(L1) 상에 활성층(AT)이 형성된다. 활성층(AT) 상에는 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE)이 서로 이격되게 형성되고, 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE)을 덮는 제2절연층(L2)이 형성된다. 도 8에서는 게이트 전극(GE)이 활성층(AT) 아래에 위치하는 바텀 게이트 타입(bottom gate type)의 박막 트랜지스터를 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않고 게이트 전극(GE)이 활성층(AT) 상에 위치하는 탑 게이트 타입(top gate type) 등 다양한 타입의 박막 트랜지스터가 채용될 수 있다.
활성층(AT)은 다양한 물질을 포함하도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 활성층(AT)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘과 같은 무기 반도체 물질을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 활성층(AT)은 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 활성층(AT)은 유기 반도체 물질을 포함할 수 있다.
게이트 전극(GE), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE)은, 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속이 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
제1 절연층(L1) 및 제2 절연층(L2)은 다양한 종류의 절연성 물질로 형성될 수 있다. 제1 절연층(L1) 및 제2 절연층(L2)은 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 가운데 선택된 하나 이상의 절연막이 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
TFT 어레이층 위로는 평탄화층(250)이 더 마련될 수 있으며, 화소 전극(PE)은 평탄화층(250) 위에 위치한다. 화소 전극(PE)은 평탄화층(250), 제2 절연층(L2)을 관통하여 스위칭 소자(TFT)의 드레인 전극(DE)과 연결되어 있다. 화소 전극(PE) 상에는 액정 분자(213)들의 배향을 위한 제1 배향막(AL1)이 형성될 수 있다.
제2 기판(212) 상에는 차광 패턴(BP), 컬러 필터(CF), 오버 코팅층(OC), 공통 전극(CE)이 형성되며, 또한, 공통 전극(CE) 상에는 액정 분자(213)들의 배향을 위한 제2 배향막(AL2)이 형성될 수 있다.
제2 기판(212)은 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판일 수 있으며, 제2 기판(212)의 외면은 표시면(DS)이 된다.
차광 패턴(BP)은 스위칭 소자(TFT)와 미도시된 게이트 라인, 데이터 라인들이 형성된 영역에 대응하는 위치의 제2 기판(212) 상에 배치되고, 광을 차단한다. 차광 패턴(BP)의 배치 위치는 예시적인 것이며 제1 기판(211)상에 배치될 수도 있다.
컬러 필터(CF)는 제2 기판(212)상에 배치되고, 컬러 광을 필터링한다. 컬러 필터(CF)의 배치는 예시적인 것이며, 제1 기판(211) 상에 배치될 수도 있다.
오버 코팅층(OC)은 컬러 필터(CF)가 형성된 제2 기판(212) 상에 배치되어, 제2 기판(212) 상면을 평탄화한다. 오버 코팅층(OC)은 생략될 수 있다.
공통 전극(CE)은 화소 전극(PE)과 마주하도록 제2 기판(212) 상에 배치되고, 화소 전극(PE)에 인가되는 전압의 극성을 정의하는 기준 전압, 즉 공통 전압이 인가된다. 일 예로, 공통 전극(CE)은 평판 형태를 가질 수 있다.
액정층(203)은 액정 분자(213)들로 이루어진다. 한편, 도 8에서는 액정층(203)이 수직 배향 모드 액정층인 것을 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한하지 않으며, 액정 분자(213)들은 수평 방향으로 배향되고, 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE)사이에서 90°틀어져 배열될 수 있다.
화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 전압이 인가되면 액정층에 전기장이 인가되고, 전기장은 액정 분자(213)들의 배열을 변경시켜, 액정층(203)을 투과하는 광의 양을 조절함으로써 발광패널(200)은 광을 발생시킬 수 있다.
제2 기판(212)의 표시면(DS) 상에는 편광층(270)이 위치할 수 있다. 다른 예로, 편광층(270)은 광학필터(도 2의 100)의 평탄화층(도 2의 120)의 평평한 면 상에 형성될 수도 있다. 이와 같은 편광층(270)은 발광패널(200)에 의해 발생된 광이 편광된 상태로 광학필터(도 2의 100)로 입사되도록 할 수 있다. 만일, 편광층(270)이 기판(도 2의 110)의 제2면상에 위치한다면, 광학필터(도 2의 100)를 통과한 광을 편광시키게 되는데, 이와 같은 경우는 광이 광학필터(도 2의 100)를 통과하면서 산란 등이 발생하므로, 편광층(270)에 의해 정확한 편광을 발생시키기 어렵다. 따라서, 편광층(270)은 발광패널(200)과 광학필터(도 2의 100) 사이에 위치하여야 한다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 서로 이격된 복수의 화소영역들과, 상기 복수의 화소영역들 사이의 차광영역을 구비한 기판;
    상기 복수의 화소영역들과 대응하도록 상기 기판의 제1 면상에 배치된 복수의 컬러필터들;
    상기 복수의 컬러필터들과 대응하도록 상기 기판의 제1 면상에 위치하고 각각 경사진 측면을 포함하는 복수의 변환층들; 및
    상기 복수의 변환층들의 측면들 상에 위치한 반사층;을 포함하고,
    상기 반사층은 상기 차광영역에 대응하도록 연장되어, 상기 복수의 변환층들의 측면들 중 인접한 두 개의 측면들과 상기 인접한 두 개의 측면들 사이의 상기 차광영역에서 연속적으로 배치된 광학필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 변환층들의 수평 단면적은 상기 기판에서 멀어질수록 감소하는 광학필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 컬러필터들은 서로 이격되고,
    상기 반사층은 상기 복수의 컬러필터들 중 이웃한 두 개의 컬러필터들 사이로 연장된 광학필터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 이웃한 두 개의 컬러필터들의 측면들 사이에 위치하는 광학필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 컬러필터들은 상기 차광영역까지 연장되어 측면이 서로 접하는 광학필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 컬러필터들은 서로 다른 색의 광을 통과시키는 제1 컬러필터, 제2 컬러필터 및 제3 컬러필터를 포함하고,
    상기 제1 컬러필터, 상기 제2 컬러필터 및 상기 제3 컬러필터는 상기 차광영역에서 모두 중첩되어 격벽을 이루는 광학필터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 격벽은 경사면을 포함하고,
    상기 복수의 변환층들은 상기 격벽에 의해 구획된 오목부에 위치하는 광학필터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 격벽의 상면을 덮는 광학필터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 변환층들을 덮어 평탄한 면을 제공하는 평탄화층을 더 포함하는 광학필터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 변환층들은, 산란입자들을 각각 포함하는 제1 변환층, 제2 변환층, 및 제3 변환층을 포함하고,
    상기 제1 변환층은 제1 양자점들을 더 포함하고, 상기 제2 변환층은 제2 양자점들을 더 포함하며,
    상기 제1 양자점들과 상기 제2 양자점들은 동일한 재질을 포함하되, 크기가 서로 상이한 광학필터.
  11. 단일색의 입사광을 방출하는 발광패널; 및
    상기 입사광을 서로 다른 색의 광들로 변환하는 광학필터;를 포함하고,
    상기 광학필터는,
    서로 이격된 복수의 화소영역들과, 상기 복수의 화소영역들 사이의 차광영역을 구비한 기판;
    상기 복수의 화소영역들과 대응하도록 상기 발광패널을 향하는 상기 기판의 제1 면상에 배치된 복수의 컬러필터들;
    상기 복수의 컬러필터들과 대응하도록 상기 기판의 제1 면상에 위치하고 상기 입사광이 입사되는 복수의 변환층들; 및
    상기 복수의 변환층들의 측면들 상에 위치한 반사층;을 포함하고,
    상기 반사층은 상기 차광영역으로 연장되어, 상기 복수의 변환층들의 측면들, 및 상기 복수의 변환층들 사이의 상기 차광영역에서 일체적으로 배치된 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 발광패널은 상기 단일의 입사광을 발생시키는 복수의 발광소자들을 포함하고,
    상기 발광소자들은 상기 복수의 화소영역들과 각각 대응하도록 배치된 디스플레이 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 발광패널은 복수의 액정 분자들을 포함하는 액정층을 포함하고,
    상기 광학필터는 상기 복수의 변환층들을 덮어 평탄면을 제공하는 평탄화층을 더 포함하며,
    상기 발광패널과 상기 평탄화층 사이에 편광층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 변환층들 각각은 경사진 측면을 포함하고,
    상기 복수의 변환층들의 수평 단면적은 상기 기판에서 멀어질수록 감소하는 디스플레이 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 컬러필터들은 서로 이격되고,
    상기 반사층은 상기 차광영역에서 상기 이웃한 두 개의 컬러필터들의 측면들 사이에 위치하는 디스플레이 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 컬러필터들은 서로 다른 색의 광을 통과시키는 제1 컬러필터, 제2 컬러필터 및 제3 컬러필터를 포함하고,
    상기 제1 컬러필터, 상기 제2 컬러필터 및 상기 제3 컬러필터는 상기 차광영역에서 모두 중첩되어 격벽을 이루며,
    상기 복수의 변환층들은 상기 격벽에 의해 구획된 오목부에 위치하는 디스플레이 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 반사층은, 상기 발광패널을 향하는 상기 격벽의 상면을 덮는 디스플레이 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 변환층들은, 산란입자들을 각각 포함하는 제1 변환층, 제2 변환층, 및 제3 변환층을 포함하고,
    상기 제1 변환층은 제1 양자점들을 더 포함하고, 상기 제2 변환층은 제2 양자점들을 더 포함하며,
    상기 제1 양자점들과 상기 제2 양자점들은 동일한 재질을 포함하되, 크기가 서로 상이한 디스플레이 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 변환층, 상기 제2 변환층, 및 상기 제3 변환층을 통과한 광의 색은 서로 상이하고, 상기 제3 변환층을 통과한 광의 색은 상기 입사광의 색과 동일한 디스플레이 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 컬러필터들과 상기 복수의 변환층들 사이에 1.2 이하의 굴절율을 가지는 저굴절율층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
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