KR20200097379A - 표시패널 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
표시패널은 화소 영역과 상기 화소 영역 주변의 차광 영역을 포함하는 상부 표시기판 및 상기 화소 영역에 대응하게 배치된 표시소자를 포함하는 하부 표시기판을 포함한다. 상기 상부 표시기판은 베이스 기판, 상기 차광 영역에 중첩하고 상기 화소 영역에 대응하는 개구부가 정의된 차광패턴, 상기 화소 영역에 중첩하는 컬러필터, 상기 차광패턴 및 상기 컬러필터 하측에 배치된 봉지층, 상기 봉지층의 하측에 배치되고 상기 차광 영역에 중첩하며, 상기 화소 영역에 대응하는 격벽 개구부가 정의된 격벽 및 상기 격벽 개구부의 내측에 배치된 양자점층을 포함한다. 상기 격벽은 상기 봉지층의 하면 상에 직접 배치된 제1 층 및 상기 제1 층의 하측에 직접 배치되고 상기 제1 층보다 흡광도(optical density)가 큰 제2 층을 포함한다.
Description
본 발명은 표시패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세히는 격벽을 포함하는 표시패널 및 그 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 휘도가 증가하고 혼색이 방지된 표시패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 재료 소비량이 감소된 표시패널의 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널은 제1, 제2 및 제3 화소 영역들과 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들 주변의 차광 영역을 포함하는 상부 표시기판 및 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 각각 대응하는 제1, 제2 및 제3 표시소자들을 포함하는 하부 표시기판을 포함한다. 상기 상부 표시기판은, 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 차광 영역에 중첩하며 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 각각 대응하는 제1, 제2 및 제3 개구부들이 정의된 차광패턴, 상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 각각 중첩하는 제1, 제2 및 제3 컬러필터들, 상기 제1, 제2 및 제3 컬러필터들의 하측에 배치되고, 상기 차광 영역에 중첩하며, 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 각각 대응하는 제1, 제2 및 제3 격벽 개구부들이 정의된 격벽, 및 상기 제1, 제2 및 제3 격벽 개구부들의 내측에 각각 배치된 제1, 제2, 및 제3 컬러 제어층들을 포함한다. 상기 격벽은 제1 층 및 상기 제1 층의 하측에 직접 배치되고 상기 제1 층보다 흡광도(optical density)가 크거나 같은 제2 층을 포함하고, 상기 상부 표시기판의 단면 상에서 상기 제2 층의 일부분은 상기 제1, 제2, 및 제3 컬러 제어층들로부터 하측으로 돌출된다.
상기 제2 층의 흡광도는 1㎛의 두께 기준으로 0.15 내지 0.5일 수 있다.
상기 제2 층은 소수성 영역 및 상기 소수성 영역과 상기 제1 층 사이에 배치된 친수성 영역을 포함할 수 있다.
상기 제2 층의 두께는 약 7㎛ 내지 약 10 ㎛일 수 있다.
상기 친수성 영역은 베이스 수지, 상기 베이스 수지에 혼합된 블랙 성분을 포함하고, 상기 소수성 영역은 상기 베이스 수지에 화학 결합된 소수성 성분을 포함할 수 있다.
상기 소수성 영역의 두께는 약 30㎚ 내지 약 200㎚일 수 있다.
상기 제1, 제2 및 제3 컬러 제어층들 각각의 두께는 15㎛ 이상일 수 있다.
상기 차광 영역 내에서 상기 격벽의 두께는 상기 제1, 제2 및 제3 컬러 제어층들 각각의 두께보다 클 수 있다.
상기 제1 층의 두께는 약 5 ㎛ 내지 약 15 ㎛이고, 상기 제2 층의 두께는 약 5 ㎛ 내지 약 10 ㎛일 수 있다.
상기 제1 층의 너비는 약 10 ㎛ 내지 약 15 ㎛일 수 있다.
상기 제2 층의 너비는 상기 제1 층의 너비보다 작을 수 있다.
상기 차광패턴은 블루컬러의 제1 차광층 및 상기 제1 차광층의 적어도 하면을 커버하는 블랙컬러의 제2 차광층를 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 투과시킬수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널은 화소 영역과 상기 화소 영역 주변의 차광 영역을 포함하는 상부 표시기판 및 상기 화소 영역에 대응하게 배치된 표시소자를 포함하는 하부 표시기판을 포함한다. 상기 상부 표시기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 차광 영역에 중첩하고, 상기 화소 영역에 대응하는 개구부가 정의된 차광패턴, 상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 화소 영역에 중첩하는 컬러필터, 상기 차광패턴 및 상기 컬러필터 하측에 배치된 봉지층, 상기 봉지층의 하측에 배치되고, 상기 차광 영역에 중첩하며, 상기 화소 영역에 대응하는 격벽 개구부가 정의된 격벽 및 상기 격벽 개구부의 내측에 배치된 양자점층을 포함한다. 상기 격벽은 상기 봉지층의 하면 상에 직접 배치된 제1 층 및 상기 제1 층의 하측에 직접 배치되고 상기 제1 층보다 흡광도(optical density)가 큰 제2 층을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 제조방법은 표시소자를 포함하는 제1 표시기판을 제조하는 단계, 상기 표시소자에 대응하는 화소 영역과 상기 화소 영역 주변의 차광 영역을 포함하는 제2 표시기판을 제조하는 단계, 및 상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판을 결합하는 단계를 포함한다. 상기 제2 표시기판을 제조하는 단계는, 상기 차광 영역에 중첩하도록 베이스 기판 상에 차광패턴을 형성하는 단계, 상기 화소 영역에 중첩하는 컬러필터를 형성하는 단계, 상기 베이스 기판 상에 제1 예비 격벽층을 형성하는 단계, 상기 제1 예비 격벽층의 상기 차광패턴에 중첩하는 제1 영역과 상기 제1 영역의 주변에 배치된 제2 영역이 구분되도록 상기 제1 예비 격벽층을 노광하는 단계, 상기 노광된 상기 제1 예비 격벽층 상에 제2 예비 격벽층을 형성하는 단계, 상기 제2 예비 격벽층의 상기 제1 영역에 대응하는 제3 영역과 상기 제2 영역에 대응하는 제4 영역이 구분되도록 상기 제2 예비 격벽층을 노광하는 단계, 상기 제2 영역 및 상기 제4 영역이 제거되도록 상기 제1 예비 격벽층과 상기 제2 예비 격벽층을 현상하는 단계, 및 상기 제1 영역과 상기 제3 영역이 정의하는 격벽이 제공하는 격벽 개구부의 내측에 양자점층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제2 예비 격벽층을 형성하는 단계는, 상기 제1 예비 격벽층 상에 베이스 수지, 블랙 성분, 및 소수성 성분을 포함하는 조성물층을 형성하는 단계, 상기 조성물층을 진공 챔버에서 건조하는 단계, 및 상기 조성물층에 열을 제공하는 제1 차 베이킹 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 차 베이킹된 상기 조성물층은 상기 베이스 수지와 상기 블랙 성분을 포함하는 친수성 영역과 상기 소수성 성분을 포함하는 소수성 영역으로 구분된다.
상기 현상하는 단계 이후에, 상기 격벽에 열을 제공하는 제2 차 베이킹 단계를 포함하고, 상기 제2 차 베이킹 단계의 온도는 상기 제1 차 베이킹 단계의 온도보다 높다.
상기 제1 예비 격벽층을 형성하는 단계는, 상기 베이스 기판 상에 베이스 수지를 포함하는 조성물층을 형성하는 단계, 상기 조성물층을 진공 챔버에서 건조하는 단계, 및 상기 조성물층에 열을 제공하는 베이킹 단계를 포함한다.
상술한 바에 따르면, 컬러 제어층이 기준값보다 큰 두께를 가질 수 있어 컬러 제어층에서 변환되는 광량이 증가된다. 그에 따라 표시패널의 휘도가 증가할 수 있다.
블루 컬러필터와 블랙 매트릭스를 포함하는 차광패턴은 외부광의 반사량을 감소시킬 수 있다.
격벽이 2층 구조를 가짐으로써 기준값보다 큰 두께를 가질 수 있다. 1층 대비 큰 흡광도를 갖는 2층이 하부 표시기판에 인접하게 배치되어 화소들 사이의 혼색을 방지할 수 있다.
제1 예비 격벽층을 현상하기 이전에 제2 예비 격벽층을 형성 후 노광한다. 제1 예비 격벽층과 제2 예비 격벽층을 동시에 현상함으로써 현상공정이 단순해진다. 제2 예비 격벽층을 제조하기 위한 조성물의 소비량을 감소시킬 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 화소 영역들의 평면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 화소 영역의 단면도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판의 화소 영역의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판의 화소 영역의 단면도이다.
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 화소 영역들의 평면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 화소 영역의 단면도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판의 화소 영역의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판의 화소 영역의 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 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 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 평면도이다. 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(DP)의 화소 영역(PXA-G)의 단면도이다. 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 상부 표시기판(200)의 화소 영역(PXA-G)의 단면도이다.
도 3a은 도 1a에 도시된 표시영역(DA)의 일부분을 확대 도시한 것이다. 3종의 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 중심으로 도시하였다. 도 3a에 도시된 3종의 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 표시영역(DA) 전체에 반복적으로 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 주변에는 차광 영역(NPXA)이 배치된다. 차광 영역(NPXA)은 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)의 경계를 설정하며, 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 사이의 혼색을 방지한다.
본 실시예에서 평면상 면적이 서로 동일한 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 중 적어도 2 이상의 면적은 서로 다를 수도 있다. 평면상 코너 영역이 둥근 직사각형상인 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)을 도시하였으나 이에 제한되지 않는다. 평면상에서 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)은 마름모 또는 오각형과 같은 다른 형상의 다각형상을 가질 수 있다.
제1 내지 제3 화소 영역들(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 화소 영역(PXA-B)은 제1 색광을 제공한다. 본 실시예에서 제1 화소 영역(PXA-R)은 레드광을 제공하고, 제2 화소 영역(PXA-G)은 그린광을 제공하고, 제3 화소 영역(PXA-B)은 블루광을 제공할 수 있다.
평면 상에서 격벽(WP)은 차광 영역(NPXA)에 중첩한다. 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하는 제1, 제2 및 제3 격벽 개구부들(OP-R, OP-G, OP-B)이 격벽(WP)에 정의된다.
도 3b에는 제2 화소 영역(PXA-G)에 대응하는 표시패널(DP)의 단면을 도시하였다. 도 3b는 구동 트랜지스터(T-D)와 발광소자(OLED)에 대응하는 단면을 예시적으로 도시하였다. 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 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 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
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.
정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 전자 제어층(ECL)은 화소 영역(PXA-G)과 차광 영역(NPXA)에 공통으로 배치될 수 있다. 정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 전자 제어층(ECL)은 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B, 도 3a 참조)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 화소 영역들(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 화소 영역들(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 3b에 도시된 것과 같이, 상부 표시기판(200)은 제2 베이스 기판(BS2), 제2 베이스 기판(BS2)의 하면 상에 배치된 차광패턴(BM), 컬러필터(CF-G), 격벽(WP), 컬러 제어층(CCF-G)을 포함할 수 있다.
제2 베이스 기판(BS2)은 합성수지기판 또는 유리기판을 포함할 수 있다. 제2 베이스 기판(BS2)에 하면 상에 차광패턴(BM)이 배치된다. 차광패턴(BM)은 차광 영역(NPXA)에 배치된다. 차광패턴(BM)에는 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 각각에 대응하는 개구부(BM-OP)가 정의된다. 본 실시예에서 화소 영역(PXA-G)은 차광패턴(BM)의 개구부(BM-OP)에 대응하게 정의되었다.
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. 베이스 수지는 염료 및/또는 안료가 분산되는 매질로서, 일반적으로 바인더로 지칭될 수 있는 다양한 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 컬러필터(CF-G)는 화소 영역(PXA-G)에 중첩한다. 컬러필터(CF-G)의 엣지영역은 차광 영역(NPXA)에 중첩할 수도 있다. 차광패턴(BM)의 일부분은 컬러필터(CF-G)와 베이스 기판(BS2)의 하면 사이에 배치될 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하도록 제1 내지 제3 컬러필터(CF-R, CF-G, CF-B)가 배치된다. 제1 내지 제3 컬러필터(CF-R, CF-G, CF-B)는 서로 다른 파장대를 흡수하는 안료 및/또는 염료를 포함한다. 제1 컬러필터(CF-R)는 레드 컬러 필터이고, 제2 컬러필터(CF-G)는 그린 컬러 필터이고, 제3 컬러필터(CF-B)는 블루 컬러 필터일 수 있다.
제1 내지 제3 컬러필터는 외부 광의 반사율을 낮춘다. 제1 내지 제3 컬러필터 각각은 특정한 파장범위의 광을 투과시키고, 해당 파장범위 외의 광은 차단시킨다. 제1 내지 제3 컬러필터 각각은 해당 파장범위 외의 광은 흡수할 수 있다.
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 화소 영역들(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 차광 영역(NPXA)에 중첩한다. 격벽(WP)은 도 3a의 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하는 제1 내지 제3 내측영역들(또는 내측 공간들)을 정의한다.
격벽(WP)은 컬러 제어층(CCF-G)을 형성하는 공정에 있어서, 서로 다른 조성물들이 도 3a의 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B) 사이에 혼합되는 것을 방지한다.
격벽(WP)의 내측에 컬러 제어층(CCF-G)이 배치된다. 본 실시예에서 컬러 제어층(CCF-G)은 발광소자(OLED)에서 생성된 제1 색광을 흡수한 후 다른 컬러의 광을 생성할 수 있다. 컬러 제어층(CCF-G)은 제1 색광을 투과 및 산란시킬 수도 있다.
컬러 제어층(CCF-G)은 베이스 수지 및 베이스 수지에 혼합된(또는 분산된) 양자점들을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 컬러 제어층(CCF-G)은 양자점층으로 정의될 수도 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.
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, AgInS, CuInS, 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 및 도 3b를 참조하면, 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B)에 대응하도록 제1 내지 제3 컬러 제어층이 배치된다. 제1 컬러 제어층(CCF-R)은 블루광을 흡수하여 레드광을 생성하고, 제2 컬러 제어층(CCF-G)은 블루광을 흡수하여 그린광을 생성한다. 즉, 제1 컬러 제어층(CCF-R)과 제2 컬러 제어층(CCF-G)은 서로 다른 양자점을 포함할 수 있다. 제3 컬러 제어층(CCF-B)은 블루광을 투과시킬 수 있다.
제1 내지 제3 컬러 제어층(CCF-R, CCF-G, CCF-B)은 산란입자를 더 포함할 수 있다. 산란 입자는 티타늄옥사이드(TiO2) 또는 실리카계 나노 입자 등일 수 있다.
격벽(WP) 및 컬러 제어층(CCF-G) 상에 제2 봉지층(ENL2)이 배치된다. 제2 봉지층(ENL2)은 격벽(WP) 및 컬러 제어층(CCF-G)을 밀봉한다. 제2 봉지층(ENL2)은 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B, 도 3a 참조)에 공통적으로 배치될 수 있다.
제2 봉지층(ENL2)은 격벽(WP) 및 컬러 제어층(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. 제1 봉지층(ENL1)은 실리콘 옥사이드를 포함하고, 제2 봉지층(ENL2)은 실리콘 나이트라이드를 포함할 수 있다.
도 3b에 도시된 컬러 제어층(CCF-G)은 베이스 수지 및 양자점을 포함하는데, 컬러 제어층(CCF-G) 전체에 대한 양자점의 중량%는 기준값보다 작다. 양자점의 중량%가 기준값보다 크면, 컬러 제어층(CCF-G)의 격벽 및 제1 봉지층(ENL1)에 대한 결합력이 감소되어 불량이 발생하기 때문이다.
광변환 효율을 높이기 위해서는 양자점의 중량이 기준 중량보다 커야된다. 컬러 제어층(CCF-G)의 두께를 증가시켜 양자점의 중량을 기준 중량보다 큰 값으로 조절할 수 있다. 본 실시예에서 컬러 제어층(CCF-G)의 두께는 15㎛ 이상일 수 있다. 컬러 제어층(CCF-G)의 두께의 상한값은 특별히 제한되지 않지만, 격벽(WP)의 두께보다 작다.
격벽(WP)의 두께는 상기 제1, 제2 및 제3 컬러 제어층들(CCF-R, CCF-G, CCF-B) 각각의 두께보다 클 수 있다. 컬러 제어층(CCF-G)의 두께 및 격벽(WP)의 두께는 제3 방향(DR3)에서 측정된 값이다. 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B, 도 3a 참조)에 서로 다른 컬러 제어층을 형성함에 있어서 격벽(WP)은 서로 다른 조성물이 혼합되는 것을 방지한다.
격벽(WP)은 구분되는 2개의 부분을 포함할 수 있다. 제1 층(WP1)은 제1 봉지층(ENL1) 상에 직접 배치될 수 있다. 제2 층(WP2)은 제1 층(WP1) 상에 직접 배치될 수 있다. 제1 층(WP1)과 제2 층(WP2)은 서로 다른 공정을 통해 형성되므로 경계를 갖는다.
제1 층(WP1)과 제2 층(WP2)은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 제1 층(WP1)과 제2 층(WP2)은 공통적으로 베이스 수지, 커플링제, 광개시제를 포함할 수 있다. 베이스 수지는 일반적으로 바인더로 지칭될 수 있는 다양한 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 제1 층(WP1)과 제2 층(WP2)은 분산제를 더 포함할 수 있다. 제2 층(WP2)은 블랙 성분(black coloring agent)을 더 포함할 수 있다. 블랙 성분은 블랙 염료, 블랙 안료를 포함할 수 있다. 블랙 성분은 카본 블랙, 크롬과 같은 금속 또는 이들의 산화물을 포함할 수 있다.
제1 층(WP1)은 블랙 성분을 포함하지 않거나 제2 층(WP2)보다 작은 중량%의 블랙 성분을 포함할 수 있다. 그에 따라 제2 층(WP2)의 흡광도(optical density)는 제1 층(WP1)의 흡광도 대비 크거나 같은 값을 가질 수 있다. 본 실시예에서 제2 층(WP2)의 흡광도는 1㎛의 두께 기준으로 0.15 내지 0.5일 수 있다. 제2 층(WP2)은 발광소자(OLED)에서 생성된 제1 색광이 인접하는 화소 영역들(PXA-R, PXA-B, 도 3a 참조)로 누설되는 것을 방지할 수 있다.
제1 층(WP1)과 제2 층(WP2) 각각은 노광 및 현상공정을 통해 형성될 수 있다. 전체적으로 0.2 내지 0.5의 흡광도를 갖는 격벽은 광투과율이 낮기 때문에 두께가 기준값보다 두꺼우면 노광 효율이 떨어진다. 제2 층(WP2)만으로 이루어진 격벽(WP)을 제조하는 과정에서 제1 봉지층(ENL1)에 인접한 영역은 충분히 노광되지 못하기 때문에 불량이 발생할 수 있다.
본 실시예에서 제2 층(WP2)의 두께는 노광이 충분히 이루어질 수 있는 약 5 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있다. 제1 층(WP1)의 두께는 약 5 ㎛ 내지 약 15 ㎛일 수 있다. 제1 층(WP1)은 낮은 흡광도를 갖기 때문에 노광효율이 높고, 후술하는 것과 같이 2회 노광을 통해 격벽(WP)을 형성하기 때문에 격벽(WP)의 불량이 감소될 수 있다.
도 3c를 참조하면, 차광패턴(BM)은 제1 차광층(BM1)과 제2 차광층(BM2)을 포함할 수 있다. 제1 차광층(BM1)은 제2 베이스 기판(BS2)의 하면에 직접 형성될 수 있다. 제1 차광층(BM1)은 블루 컬러 필터와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
제2 차광층(BM2)은 제1 차광층(BM1)의 적어도 하면을 커버할 수 있다. 도 3c에 도시된 것과 같이, 제2 차광층(BM2)은 제1 차광층(BM1)의 측면을 더 커버할 수 있다.
제2 차광층(BM2)은 통상의 블랙매트릭스일 수 있다. 제2 차광층(BM2)은 블랙컬러를 갖다. 제2 차광층(BM2)은 베이스 수지 및 이에 혼합된 블랙 성분(black coloring agent)을 포함할 수 있다. 제2 차광층(BM2)의 흡광도는 1㎛의 두께 기준으로 1 내지 3일 수 있다.
블루 컬러 필터와 동일한 물질의 제1 차광층(BM1)은 제2 차광층(BM2) 대비 제2 베이스 기판(BS2)과의 굴절률 차이가 작기 때문에 외부광 반사율을 낮출 수 있다.
도 3c를 참조하면, 제1 층(WP1)은 차광패턴(BM)보다 좁은 너비를 갖는다. 제1 층(WP1)의 너비(W1)는 약 10 ㎛ 내지 약 15 ㎛일 수 있다. 제2 층(WP2)의 너비(W2)는 제1 층(WP1)의 너비(W1)보다 작을 수 있다. 제2 층(WP2)의 너비(W2)와 제1 층(WP1)의 너비(W1)는 제2 방향(DR2)에서 측정되었다. 제2 층(WP2)은 단면상에서 제1 층(WP1)의 내측에 배치된다.
다만, 본원 발명은 상기 수치범위로 제한되지 않는다. 표시패널의 해상도에 따라 차광 영역(NPXA)의 너비가 다르게 설정될 수 있고, 제1 층(WP1)의 너비(W1)는 상기 범위보다 크게 또는 좁게 설정될 수 있다.
제1 층(WP1)의 모서리 영역은 현상액에 의해 부분적으로 제거되고, 제1 층(WP1)에는 실질적으로 모서리가 정의되지 않을 수 있다.
도 3c를 참조하면, 제2 층(WP2)은 단면상에서 성질이 다른 2개의 영역으로 구분될 수 있다. 제2 층(WP2)은 친수성 영역(WP2-A1)과 소수성 영역(WP2-A2)을 포함할 수 있다.
소수성 영역(WP2-A2)은 친수성 영역(WP2-A1)보다 제1 층(WP1)으로부터 더 멀리 배치된다. 친수성 영역(WP2-A1)은 소수성 영역(WP2-A2)과 제1 층(WP1) 사이에 배치된다. 소수성 영역(WP2-A2)은 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA-R, PXA-G, PXA-B, 도 3a 참조)에 서로 다른 컬러 제어층을 형성함에 있어서 서로 다른 조성물이 혼합되는 것을 방지한다.
친수성 영역(WP2-A1)과 소수성 영역(WP2-A2)을 포함하는 제2 층(WP2)의 두께는 약 7㎛ 내지 10 ㎛일 수 있다. 제1 층(WP1)은 베이스 수지, 베이스 수지에 혼합된 블랙 성분(black coloring agent)을 포함하고, 제2 층(WP2)은 베이스 수지에 화학결합된 소수성 성분(hydrophobic agent)을 포함할 수 있다. 소수성 성분은 제2 층(WP2)을 형성하는 과정에서 상분리되어 제2 층(WP2)의 상면에 밀집하게 배열된다. 소수성 영역(WP2-A2)의 두께는 30㎚ 내지 200㎚일 수 있다.
소수성 성분은 불화계 에폭시 계열 물질과 과불화 에테르 계열의 물질을 포함할 수 있다. 아사히 회사의 상품명 S-656, S-611, S-386, S-243 또는 DIC 회사의 상품명 RS-56, RS-76NS, Daikin 회사의 상품명 DAC-HP, 또는 Fluorotech 회사의 상품명 FS-7024의 소수성 성분(hydrophobic agent)이 격벽(WP)의 제조에 이용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시패널(DP)의 제조방법을 도시한 흐름도이다. 도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판(200)의 제조방법을 도시한 도면이다. 이하, 도 1a 내지 도 3c를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 4에 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.
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.
도 5a 내지 도 5e를 참조하여 제2 표시기판(200)의 제조방법을 좀 더 상세히 설명한다. 도 5a 내지 도 5e는 도 3c에 대응하는 단면을 도시하였다.
도 5a에 도시된 된 것과 같이, 베이스 기판(BS2) 상에 차광패턴(BM)를 형성한다. 본 발명의 일 실시예에서 베이스 기판(BS2)의 일부 영역에 특정 컬러의 유기물질을 인쇄하여 차광패턴(BM)를 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 베이스 기판(BS2)의 일면에 특정 컬러의 유기층을 형성한 후, 유기층을 노광 및 현상하여 차광패턴(BM)를 형성할 수 있다.
제1 차광층(BM1)을 형성한 후 제2 차광층(BM2)을 형성하여 2층 구조의 차광패턴(BM)을 형성할 수 있다. 제1 예비 차광층을 형성한 후 노광 및 현상하여 제1 차광층(BM1)을 형성한다. 이후 제2 예비 차광층을 형성한 후 노광 및 현상하여 제2 차광층(BM2)을 형성할 수 있다.
도 5b에 도시된 된 것과 같이, 베이스 기판(BS2) 상에 컬러필터들(CF-R, CG-G, CF-B)을 형성한다. 본 발명의 일 실시예에서 베이스 기판(BS2)의 일면에 소정의 컬러를 갖는 유기층을 형성한 후, 유기층을 노광 및 현상하여 컬러필터들(CF-R, CG-G, CF-B)을 형성할 수 있다. 3종의 컬러필터를 형성하기 위해 유기층 형성, 노광 및 현상 공정을 1회 사이클로써 3회 진행할 수 있다.
도 5b에 도시된 된 것과 같이, 컬러필터들(CF-R, CG-G, CF-B) 상에 제1 봉지층(ENL1)을 형성한다. 무기물질을 증착하여 제1 봉지층(ENL1)을 형성할 수 있다.
도 5b에 도시된 된 것과 같이, 제1 봉지층(ENL1) 상에 제1 예비 격벽층(WPL1)을 형성한다. 제1 조성물을 코팅하여 제1 예비 격벽층(WPL1)을 형성할 수 있다. 제1 조성물은 베이스 수지, 커플링제, 광개시제를 포함할 수 있다. 제1 조성물은 블랙 성분(black coloring agent)을 더 포함할 수 있다. 제1 조성물은 분산제를 더 포함할 수 있다.
도 5b에 도시된 된 것과 같이, 차광패턴(BM)에 중첩하는 제1 영역(W-A1)과 제1 영역(W-A1)의 주변에 배치된 제2 영역(W-A2)이 구분되도록 제1 예비 격벽층(WPL1)을 노광할 수 있다. 제1 영역(W-A1)에 대응하는 오픈영역을 구비한 제1 마스크(MSK1)를 이용하여 제1 예비 격벽층(WPL1)을 노광할 수 있다.
노광하기 이전에 진공챔버에 제1 예비 격벽층(WPL1)이 형성된 베이스 기판(BS2)을 배치시켜 제1 예비 격벽층(WPL1)을 건조시킬 수 있다. 건조된 제1 예비 격벽층(WPL1)은 제1 온도에서 베이킹할 수 있다. 제1 온도는 90도 내지 130도 일 수 있다. 이후 상술한 노광 공정을 진행할 수 있다.
도 5c에 도시된 된 것과 같이, 노광된 제1 예비 격벽층(WPL1) 상에 제2 예비 격벽층(WPL2)을 형성한다. 제2 조성물을 코팅하여 제2 예비 격벽층(WPL2)을 형성할 수 있다. 제2 조성물은 베이스 수지, 커플링제, 광개시제를 포함할 수 있다. 제2 조성물은 블랙 성분(black coloring agent)을 더 포함할 수 있다. 제2 조성물은 분산제를 더 포함할 수 있다. 제2 조성물의 블랙 성분(black coloring agent)의 중량%는 제1 조성물은 블랙 성분(black coloring agent)의 중량%보다 클 수 있다.
도 5c에 도시된 된 것과 같이, 제1 예비 격벽층(WPL1)의 제1 영역(W-A1) 에 중첩하는 제3 영역(W-A10)과 제1 예비 격벽층(WPL1)의 제2 영역(W-A2)에 중첩하는 제4 영역(W-A20)이 구분되도록 제2 예비 격벽층(WPL2)을 노광할 수 있다. 제3 영역(W-A10)에 대응하는 오픈영역을 구비한 제2 마스크(MSK2)를 이용하여 제2 예비 격벽층(WPL2)을 노광할 수 있다.
제1 영역(W-A1) 대비 너비가 좁은 제3 영역(W-A10)을 포함하는 제2 마스크(MSK2)를 이용함으로써 공정 오차에 의한 제1 층(WP1)과 제2 층(WP2)의 미스얼라인을 방지할 수 있다. 즉, 제2 층(WP2)이 제1 층(WP1)의 외측으로 벗어나지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서 제2 마스크(MSK2) 대신 제1 마스크(MSK1)를 이용하여 제2 예비 격벽층(WPL2)을 노광할 수 있다.
노광하기 이전에 진공챔버에 제2 예비 격벽층(WPL2)이 형성된 베이스 기판(BS2)을 배치시켜 제2 예비 격벽층(WPL2)을 건조시킬 수 있다. 건조된 제2 예비 격벽층(WPL2)은 제2 온도에서 베이킹할 수 있다. 제2 온도는 제1 온도보다 높게 설정될 수 있다. 제2 온도는 100도 내지 140도 일 수 있다. 이후 상술한 노광 공정을 진행할 수 있다.
도 5c에서 구체적으로 도시되지 않았으나, 제3 영역(W-A10)은 제3 방향(DR3) 내에서 친수성 영역(WP2-A1, 도 3c 참조)과 소수성 영역(WP2-A2, 도 3c 참조)을 포함할 수 있다. 앞서 설명한 제2 조성물은 소수성 성분을 더 포함할 수 있는데, 제2 예비 격벽층(WPL2)이 코팅된 이후부터 상분리가 발생한다. 소수성 성분이 친수성 물질로부터 제2 예비 격벽층(WPL2) 상면 쪽으로 분리되는데 이러한 상분리는 제2 온도의 베이킹 공정에 의해 촉진된다.
30㎚ 내지 200㎚ 두께의 소수성 영역(WP2-A2)을 형성하기 위해 약 7㎛ 이상의 제2 예비 격벽층(WPL2)을 형성한다. 제2 조성물에 대한 소수성 성분의 중량%를 증가시키는 소수성 성분이 증가함에 따라 발생할 수 있는 역효과를 이유로 제한되기 때문에 제2 예비 격벽층(WPL2) 전체에 포함된 소수성 성분을 증가시키기 위해서 소정 두께 이상의 제2 예비 격벽층(WPL2)을 형성한다.
노광공정에 의해 제2 조성물의 폴리머와 모노머의 중합반응이 진행되고, 소수성 성분 역시 폴리머 및/또는 모노머와 화학 결합될 수 있다. 이렇게 제3 영역(W-A10)의 상면에 인접한 소수성 영역이 형성된다.
도 5d에 도시된 된 것과 같이, 제2 영역(W-A2) 및 제4 영역(W-A20) 제거되도록 제1 예비 격벽층(WPL1)과 제2 예비 격벽층(WPL2)을 현상할 수 있다. 베이스 물질이 동일한 제2 영역(W-A2) 및 제4 영역(W-A20)은, 동일한 현상액에 의해, 1회의 현상 공정에서 현상될 수 있다.
상기 현상 단계 이후에 제3 온도에서 격벽(WP)을 베이킹할 수 있다. 제3 온도는 200도 내지 250도 일 수 있다. 고온에서 베이킹됨으로써 격벽(WP)의 강도가 증가될 수 있다.
도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 제1 예비 격벽층(WPL1)을 현상하기 이전에 제2 예비 격벽층(WPL2)을 형성한 후 노광하기 때문에, 제3 영역(W-A10)에 중첩하는 제1 영역(W-A1)의 일부분은 실질적으로 평면을 가질 수 있다.
도 5e에 도시된 된 것과 같이, 격벽 개구부(OP-G) 내측에 컬러 제어층들(CCF-R, CCF-G, CCF-B)을 형성한다. 도 3a에 도시된 제1, 제2 및 제3 격벽 개구부들(OP-R, OP-G, OP-B)에 대응하게 컬러 제어층들(CCF-R, CCF-G, CCF-B)은 순차적으로 형성하며, 이하 하나의 컬러 제어층(CCF-G)의 제조방법을 기준으로 설명한다. 격벽 개구부(OP-G) 내측에 컬러 제어층(CCF-G)을 형성하기 위한 조성물을(이하, 컬러 조성물)을 제공한다.
잉크젯 방식으로 격벽 개구부(OP-G) 내측에 컬러 조성물을 제공할 수 있다. 격벽(WP)의 상면에 정의된 소수성 영역(WP2-A2, 도 3c 참조)은 컬러 조성물이 격벽(WP)의 상면에 남지 않도록 컬러 조성물을 격벽 개구부(OP-G) 내측으로 이동시킨다.
컬러 조성물은 베이스 수지 및 양자점을 포함한다. 베이스 수지는 에폭시계 고분자 및/또는 모노머를 포함할 수 있다. 컬러 조성물은 산란입자를 더 포함할 수 있다. 컬러 조성물을 진공 상태에서 건조시킨다. 이후, 1차 베이킹 공정과 2차 베이킹 공정을 진행한다.
1차 베이킹 온도는 90도 내지 130도 일 수 있다. 2차 베이킹 온도는 180도 내지 240도 일 수 있다. 2단계의 베이킹을 통해서 균일하게 건조된 컬러 제어층을 형성할 수 있다.
이후, 제2 봉지층(ENL2)을 형성한다. 무기물을 증착하여 봉지 무기층을 형성할 수 있다. 유기물을 증착 또는 코팅하여 봉지 유기층을 형성할 수 있다.
별도로 도시되지 않았으나, 컬러필터(CF-G), 제1 봉지층(ENL1), 및 제2 봉지층(ENL2)을 형성하는 단계 중 어느 하나 이상은 생략될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판(200)의 제조방법을 도시한 도면이다.
도 6a는 도 5b 단계 이후 현상 공정을 진행한 결과를 도시하였다. 제1 봉지층(ENL1) 상에 격벽(WP)의 제1 층(WP1)이 형성된다.
이후, 도 6b에 도시된 것과 같이, 제1 봉지층(ENL1) 상에 제2 예비 격벽층(WPL2)을 형성할 수 있다. 점선으로 표시된 것과 같이 제2 조성물을 코팅하더라도, 제2 조성물의 유동성에 의해 실선과 같이 제2 조성물이 펼쳐진다. 도 5c에 도시된 두께의 제2 예비 격벽층(WPL2)을 형성하기 위해 좀 더 많은 양의 제2 조성물이 소비된다.
제2 마스크(MSK2)를 이용하여 제2 예비 격벽층(WPL2)이 노광되고, 현상공정에 의해 제4 영역(W-A20)이 제거된다. 제거되는 영역에서 도 5a 내지 도 5e에 도시된 제조방법 대비 많은 양의 제2 조성물이 소비된다. 특히 제2 조성물은 고가의 소수성 성분을 포함할 수 있는데, 본 제조방법에 따르면 표시패널의 제조비용이 증가될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 표시기판(200)의 화소 영역의 단면도이다. 이하, 도 1 내지 도 6b를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 7a에 도시된 것과 같이, 너비가 동일한 제1 차광층(BM1)과 제2 차광층(BM2)을 포함할 수 있다. 제1 예비 차광층을 형성한 후 제2 예비 차광층을 형성하고, 제1 예비 차광층과 제2 예비 차광층을 동시에 노광 및 현상할 수 있다. 제1 예비 차광층과 제2 예비 차광층은 순차적으로 노광될 수도 있다.
도 7b에 도시된 것과 같이, 제1 층(WP1)의 일측면과 제2 층(WP2)의 일측면이 정렬될 수 있다. 공정오차에 의해 도 3c에 도시된 제2 층(WP2) 대비 제1 층(WP1)의 일측으로 치우친 제2 층(WP2)을 도시하였다.
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: 화소 영역
NPXA: 차광 영역
CCF-S1, CCF-S2, CCF-S3: 컬러 조성물
WP: 격벽
Bm: 블랙 매트릭스
DA: 표시영역
NDA: 비표시영역
PXA: 화소 영역
NPXA: 차광 영역
Claims (20)
- 제1, 제2 및 제3 화소 영역들과 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들 주변의 차광 영역을 포함하는 상부 표시기판; 및
상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 각각 대응하는 제1, 제2 및 제3 표시소자들을 포함하는 하부 표시기판을 포함하고,
상기 상부 표시기판은,
베이스 기판;
상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 차광 영역에 중첩하며 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 각각 대응하는 제1, 제2 및 제3 개구부들이 정의된 차광패턴;
상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 각각 중첩하는 제1, 제2 및 제3 컬러필터들;
상기 제1, 제2 및 제3 컬러필터들의 하측에 배치되고, 상기 차광 영역에 중첩하며, 상기 제1, 제2 및 제3 화소 영역들에 각각 대응하는 제1, 제2 및 제3 격벽 개구부들이 정의된 격벽; 및
상기 제1, 제2 및 제3 격벽 개구부들의 내측에 각각 배치된 제1, 제2, 및 제3 컬러 제어층들을 포함하고,
상기 격벽은 제1 층 및 상기 제1 층의 하측에 직접 배치되고 상기 제1 층보다 흡광도(optical density)가 크거나 같은 제2 층을 포함하고,
상기 상부 표시기판의 단면 상에서 상기 제2 층의 일부분은 상기 제1, 제2, 및 제3 컬러 제어층들로부터 하측으로 돌출된 표시패널. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 층의 흡광도는 1㎛의 두께 기준으로 0.15 내지 0.5인 표시패널. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 층은 소수성 영역 및 상기 소수성 영역과 상기 제1 층 사이에 배치된 친수성 영역을 포함하는 표시패널. - 제3 항에 있어서,
상기 제2 층의 두께는 약 7㎛ 내지 약 10 ㎛인 표시패널. - 제4 항에 있어서,
상기 친수성 영역은 베이스 수지, 상기 베이스 수지에 혼합된 블랙 성분을 포함하고, 상기 소수성 영역은 상기 베이스 수지에 화학 결합된 소수성 성분을 포함하는 표시패널. - 제3 항에 있어서,
상기 소수성 영역의 두께는 약 30㎚ 내지 약 200㎚인 표시패널. - 제1 항에 있어서,
상기 제1, 제2 및 제3 컬러 제어층들 각각의 두께는 15㎛ 이상인 표시패널. - 제7 항에 있어서,
상기 차광 영역 내에서 상기 격벽의 두께는 상기 제1, 제2 및 제3 컬러 제어층들 각각의 두께보다 큰 표시패널. - 제7 항에 있어서,
상기 제1 층의 두께는 약 5 ㎛ 내지 약 15 ㎛이고,
상기 제2 층의 두께는 약 5 ㎛ 내지 약 10 ㎛인 표시패널. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 층의 너비는 약 10 ㎛ 내지 약 15 ㎛인 표시패널. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 층의 너비는 상기 제1 층의 너비보다 작은 표시패널. - 제1 항에 있어서,
상기 차광패턴은 블루컬러의 제1 차광층 및 상기 제1 차광층의 적어도 하면을 커버하는 블랙컬러의 제2 차광층를 포함하는 표시패널. - 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. - 제13 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. - 화소 영역과 상기 화소 영역 주변의 차광 영역을 포함하는 상부 표시기판; 및
상기 화소 영역에 대응하게 배치된 표시소자를 포함하는 하부 표시기판을 포함하고,
상기 상부 표시기판은,
베이스 기판;
상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 차광 영역에 중첩하고, 상기 화소 영역에 대응하는 개구부가 정의된 차광패턴;
상기 베이스 기판의 하면 상에 배치되고, 상기 화소 영역에 중첩하는 컬러필터;
상기 차광패턴 및 상기 컬러필터 하측에 배치된 봉지층;
상기 봉지층의 하측에 배치되고, 상기 차광 영역에 중첩하며, 상기 화소 영역에 대응하는 격벽 개구부가 정의된 격벽; 및
상기 격벽 개구부의 내측에 배치된 양자점층을 포함하고,
상기 격벽은 상기 봉지층의 하면 상에 직접 배치된 제1 층 및 상기 제1 층의 하측에 직접 배치되고 상기 제1 층보다 흡광도(optical density)가 큰 제2 층을 포함하는 표시패널. - 표시소자를 포함하는 제1 표시기판을 제조하는 단계;
상기 표시소자에 대응하는 화소 영역과 상기 화소 영역 주변의 차광 영역을 포함하는 제2 표시기판을 제조하는 단계; 및
상기 제1 표시기판과 상기 제2 표시기판을 결합하는 단계를 포함하고,
상기 제2 표시기판을 제조하는 단계는,
상기 차광 영역에 중첩하도록 베이스 기판 상에 차광패턴을 형성하는 단계;
상기 화소 영역에 중첩하는 컬러필터를 형성하는 단계;
상기 베이스 기판 상에 제1 예비 격벽층을 형성하는 단계;
상기 제1 예비 격벽층의 상기 차광패턴에 중첩하는 제1 영역과 상기 제1 영역의 주변에 배치된 제2 영역이 구분되도록 상기 제1 예비 격벽층을 노광하는 단계;
상기 노광된 상기 제1 예비 격벽층 상에 제2 예비 격벽층을 형성하는 단계;
상기 제2 예비 격벽층의 상기 제1 영역에 대응하는 제3 영역과 상기 제2 영역에 대응하는 제4 영역이 구분되도록 상기 제2 예비 격벽층을 노광하는 단계;
상기 제2 영역 및 상기 제4 영역이 제거되도록 상기 제1 예비 격벽층과 상기 제2 예비 격벽층을 현상하는 단계; 및
상기 제1 영역과 상기 제3 영역이 정의하는 격벽이 제공하는 격벽 개구부의 내측에 양자점층을 형성하는 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법. - 제16 항에 있어서,
상기 제2 예비 격벽층을 형성하는 단계는,
상기 제1 예비 격벽층 상에 베이스 수지, 블랙 성분, 및 소수성 성분을 포함하는 조성물층을 형성하는 단계;
상기 조성물층을 진공 챔버에서 건조하는 단계; 및
상기 조성물층에 열을 제공하는 제1 차 베이킹 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법. - 제17 항에 있어서,
상기 제1 차 베이킹된 상기 조성물층은 상기 베이스 수지와 상기 블랙 성분을 포함하는 친수성 영역과 상기 소수성 성분을 포함하는 소수성 영역으로 구분되는 표시패널의 제조방법. - 제17 항에 있어서,
상기 현상하는 단계 이후에,
상기 격벽에 열을 제공하는 제2 차 베이킹 단계를 포함하고, 상기 제2 차 베이킹 단계의 온도는 상기 제1 차 베이킹 단계의 온도보다 높은 표시패널의 제조방법. - 제16 항에 있어서,
상기 제1 예비 격벽층을 형성하는 단계는,
상기 베이스 기판 상에 베이스 수지를 포함하는 조성물층을 형성하는 단계;
상기 조성물층을 진공 챔버에서 건조하는 단계; 및
상기 조성물층에 열을 제공하는 베이킹 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법.
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