KR20200117080A - 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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김민재
김민희
김태훈
윤도경
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Abstract

일 실시예의 표시 장치는 화소 영역 및 상기 화소 영역과 인접한 주변 영역이 정의된 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치되고, 평면상에서 상기 화소 영역에 중첩하는 광 제어층, 평면상에서 상기 주변 영역에 중첩하는 차광부, 및 상기 광 제어층 및 상기 차광부 사이에 배치되는 보호층을 포함하여, 표시 장치의 광 효율이 향상될 수 있다.

Description

표시 장치 및 이의 제조 방법 {DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 발명이다. 보다 상세하게는, 광 효율이 향상된 표시 장치 및 이의 제조 방법에 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 광 변환부재에 포함되는 발광체의 안정성을 향상시켜, 광 효율이 증가된 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 광 변환부재에 포함되는 발광체가 차광부재의 유기물질에 의해 손상되는 것을 방지하여, 광 효율이 유지될 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 화소 영역 및 상기 화소 영역과 인접한 주변 영역이 정의된 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치되고, 평면상에서 상기 화소 영역에 중첩하는 광 제어층, 평면상에서 상기 주변 영역에 중첩하는 차광부, 및 상기 광 제어층 및 상기 차광부 사이에 배치되는 보호층을 포함한다.
상기 표시 패널은 베이스 기판, 및 상기 베이스 기판 상에 평면상에서 상기 화소 영역과 중첩하도록 배치되고, 제1 광을 생성하는 복수의 표시소자들을 포함할 수 있다.
상기 광 제어층은 상기 제1 광을 투과하는 제1 광 제어부, 상기 제1 광을 제2 광으로 변환시키는 제2 광 제어부, 및 상기 제1 광을 제3 광으로 변환시키는 제3 광 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제1 광은 410nm 내지 480nm 파장 영역의 광이고, 상기 제2 광은 500nm 내지 570nm 파장 영역의 광이고, 상기 제3 광은 625nm 내지 675nm 파장 영역의 광일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 상기 광 제어층 상에 배치되는 컬러필터층을 더 포함할 수 있다.
상기 컬러필터층은 평면상에서 상기 제1 광 제어부에 중첩되고 상기 제1 광을 투과시키는 제1 컬러필터부, 평면상에서 상기 제2 광 제어부에 중첩되고 상기 제2 광을 투과시키는 제2 컬러필터부, 및 평면상에서 상기 제3 광 제어부에 중첩되고 상기 제3 광을 투과시키는 제3 컬러필터부를 포함할 수 있다.
상기 광 제어층은 상기 차광부에 인접한 측면, 및 상기 컬러필터층에 인접한 상면을 포함할 수 있다. 상기 보호층은 상기 측면 및 상기 상면을 커버할 수 있다.
상기 보호층은 SiNx, SiOx, Al2O3, TiOx, ZrOx 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 차광부는 상기 광 제어층에 인접한 측면, 및 상기 측면을 연결하고, 상기 표시 패널에 인접한 하면을 포함할 수 있다. 상기 보호층은 상기 측면을 커버하고, 상기 하면에 비접촉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 상기 보호층 및 상기 차광부 사이에 배치되는 금속층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 상기 광 제어층 상에 배치되는 제1 캡핑층, 및 상기 광 제어층 및 상기 표시패널 사이에 배치되는 제2 캡핑층을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 캡핑층은 상기 광 제어층과 접촉할 수 있다.
상기 광 제어층은 복수의 양자점들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 화소 영역 및 상기 화소 영역에 인접한 주변 영역이 정의된 베이스 기판, 평면상에서 상기 화소 영역과 중첩하도록 상기 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 광을 생성하는 복수의 표시소자들, 상기 표시소자들 상에 배치되고, 상기 제1 광을 투과하는 제1 광 제어부, 상기 제1 광을 제2 광으로 변환시키는 제2 광 제어부, 및 상기 제1 광을 제3 광으로 변환시키는 제3 광 제어부를 포함하는 광 제어층, 상기 제1 광 제어부, 상기 제2 광 제어부, 및 상기 제3 광 제어부 각각의 사이에 배치되고, 평면상에서 상기 주변 영역에 중첩하는 차광부, 및 상기 차광부의 측면에 배치되는 보호층을 포함한다.
상기 차광부는 상기 측면 및 상기 측면을 연결하는 상면을 포함하고, 상기 보호층은 상기 상면과 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 상기 광 제어층 및 상기 차광부 상에 배치되는 제1 캡핑층, 및 상기 광 제어층 및 상기 복수의 표시소자들 사이에 배치되는 제2 캡핑층을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 캡핑층은 상기 광 제어층과 접할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 화소영역과 상기 화소영역에 인접한 주변영역을 포함하는 상부 표시기판을 준비하는 단계, 상기 화소영역에 대응하는 표시소자를 포함하는 하부 표시기판을 준비하는 단계, 및 상기 상부 표시기판과 상기 하부 표시기판을 결합하는 단계를 포함한다. 상기 상부 표시기판을 준비하는 단계는, 베이스 기판을 준비하는 단계, 상기 베이스 기판의 하면 상에, 평면상에서 상기 주변영역에 중첩하도록 차광부를 형성하는 단계, 상기 차광부 및 상기 베이스 기판 상에 무기물을 증착하여 무기막을 형성하는 단계, 상기 차광부의 상면이 노출되도록 상기 무기막을 패터닝하여 보호층을 형성하는 단계, 및 평면상에서 상기 화소영역에 중첩하도록 광 제어층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 상기 차광부를 형성하는 단계 이전에 상기 베이스 기판 상에 제1 캡핑층을 형성하는 단계, 및 상기 광 제어층을 형성하는 단계 이후에 상기 광 제어층 및 상기 차광부 상에 제2 캡핑층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 상기 무기막을 형성하는 단계 이전에, 상기 차광부의 측면을 커버하도록 금속을 증착하여 금속층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 상기 차광부를 형성하는 단계 이전에 상기 베이스 기판 상에 컬러필터층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 광 변환부재와 차광 부재 사이에 추가 캡핑층을 포함하여, 발광체가 차광 부재와 접촉하지 않도록 유지할 수 있다. 이에 따라, 발광체가 차광 부재에 포함된 유기 물질에 의해 손상되는 것이 방지되어, 표시 장치의 광 효율이 증가될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 표시 장치의 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예의 표시 장치의 단면 중 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예의 표시 장치의 단면 중 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예의 표시 장치의 단면 중 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예의 표시 장치의 단면 중 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예의 표시 장치에 있어서 하나의 화소에 대응하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법 중 일부 단계를 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법 중 일부 단계를 도시한 단면도들이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 살펴보기로 한다. 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 확대하여 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 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 또는 "상부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 또는 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
한편, 본 출원에서 "직접 접한다"는 것은 층, 막, 영역, 판 등의 부분과 다른 부분 사이에 추가되는 층, 막, 영역, 판 등이 없는 것을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, "직접 접하는"것은 두 개의 층 또는 두 개의 부재들 사이에 접착 부재 등의 추가 부재를 사용하지 않고 배치하는 것을 의미하는 것일 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 일 실시예의 표시 장치의 사시도이다. 도 2는 일 실시예의 표시 장치의 평면도이다. 도 3a는 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다. 도 3b는 일 실시예의 표시 장치의 단면 중 일부를 확대하여 도시한 단면도이다. 도 3a는 도 2의 I-I'선에 대응하는 단면도이다. 도 3b는 도 3a의 A 영역에 대응하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 및 표시 패널(DP) 상에 배치되는 광 제어층(CCL)을 포함한다. 표시 패널(DP)은 제1 기판(SUB1) 및 제1 기판(SUB1) 상에 배치되는 표시소자를 포함한다.
본 발명에 따른 표시소자는 자발광 소자로서 유기발광 다이오드(OLED)일 수 있고, 유기발광 다이오드(OLED)는 제1 광을 생성하는 것일 수 있다. 예를 들어, 유기발광 다이오드(OLED)가 제공하는 제1 광은 청색광일 수 있고, 청색광은 410nm 이상 480nm 이하의 파장 영역의 광에 해당하는 것일 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 표시소자는 다양한 발광 소자, 비한정적인 예로서, LCD, LED, micro-LED, 나노 발광 소자(nano-LED), 퀀텀닷(Quantum dot) 또는 퀀텀로드(Quantum Rod)를 포함하는 발광 소자 등일 수도 있다. 이하에서는 표시소자가 유기발광 다이오드(OLED)인 경우를 예로서 설명한다.
표시 장치(DD)는 서로 대향되어 배치되는 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)을 더 포함할 수 있고, 유기발광 다이오드(OLED)는 제2 기판(SUB2) 상에 배치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예의 표시 장치(DD)는 영상을 표시하는 표시영역(DA) 및 영상을 표시하지 않는 비 표시영역(NDA)을 포함할 수 있다. 비표시영역(NDA)은 표시영역(DA)의 외곽에 배치될 수 있다.
표시 장치(DD)는 제1 방향(DR1)의 축과 및 제2 방향(DR2)의 축이 정의하는 평면을 가진 사각형 형상일 수 있다. 다만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 표시영역(DA)의 형상과 비표시영역(NDA)의 형상은 상대적으로 디자인될 수 있다.
한편, 도 2에서 표시 장치(DD)는 평면형 표시면을 구비하는 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서 표시 장치(DD)는 곡면형 표시면 또는 입체형 표시면을 포함할 수도 있다. 입체형 표시면은 서로 다른 방향을 지시하는 복수 개의 표시영역들을 포함하고, 예컨대, 다각 기둥형 표시면을 포함할 수도 있다.
표시영역(DA)은 복수의 화소 영역들(Pxa-B, Pxa-G, Pxa-R)을 포함할 수 있다. 화소 영역들(Pxa-B, Pxa-G, Pxa-R)은 예를 들어, 복수의 게이트 라인들 및 복수의 데이터 라인들에 의해 정의될 수 있다. 화소 영역들(Pxa-B, Pxa-G, Pxa-R)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 화소 영역들(Pxa-B, Pxa-G, Pxa-R) 각각에는 후술하는 화소가 배치될 수 있다.
표시 장치(DD)는 평면상에서 이웃하여 배치되고, 서로 다른 파장의 광을 방출하는 제1 화소 영역, 제2 화소 영역 및 제3 화소 영역을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 제1 화소 영역은 청색 화소 영역(Pxa-B), 제2 화소 영역은 녹색 화소 영역(Pxa-G), 제3 화소 영역은 적색 화소 영역(Pxa-R)일 수 있다. 즉, 일 실시예에서, 표시 장치(DD)는 청색 화소 영역(Pxa-B), 녹색 화소 영역(Pxa-G), 및 적색 화소 영역(Pxa-R)을 포함하는 것일 수 있다. 청색 화소 영역(Pxa-B)은 청색광을 방출하는 청색 발광 영역이고, 녹색 화소 영역(Pxa-G)과 적색 화소 영역(Pxa-R)은 각각 녹색 발광 영역 및 적색 발광 영역을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서 표시 장치(DD)는 리지드 표시 장치일 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 본 발명에 따른 표시 장치(DD)는 플렉서블 표시 장치일 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 일 실시예의 표시 장치(DD)는 서로 대향하는 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 포함할 수 있다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 각각 독립적으로 폴리머 기판, 플라스틱 기판, 유리 기판, 또는 석영 기판 등일 수 있다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 투명한 절연 기판일 수 있다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 각각 리지드한 것일 수 있다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 각각 플렉서블한 것일 수 있다. 도 3a에서는 표시 장치(DD)가 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 본 발명에 따른 표시 장치(DD)에서는 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 중 적어도 어느 하나가 생략될 수 있다.
한편, 표시 장치(DD)는 제2 기판(SUB2) 상에 배치되는 회로층(CL)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서 표시 장치(DD)는 제1 화소영역(Pxa-B)과 중첩되는 제1 유기발광 다이오드, 상기 제2 화소영역(Pxa-G)과 중첩되는 제2 유기발광 다이오드 및 상기 제3 화소영역(Pxa-R)과 중첩되는 제3 유기발광 다이오드를 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 유기발광 다이오드(OLED) 각각은 순차적으로 적층된 제1 전극(EL1), 정공 수송 영역(HTR), 발광층(EML), 전자 수송 영역(ETR) 및 제2 전극(EL2)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3의 유기발광 다이오드의 발광층(EML)은 일체의 형상을 가지며, 화소 영역들(Pxa-B, Pxa-G, Pxa-R)과 주변 영역(NPxa)에 공통으로 배치될 수 있다. 발광층(EML)은 제1 광을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광층(EML)은 청색 광을 생성할 수 있다.
봉지부재(TFE)는 유기발광 다이오드(OLED)상에 배치되어 유기발광 다이오드(OLED)를 밀봉한다. 봉지부재(TFE)는 최외곽에 배치되는 무기막(IL)을 포함할 수 있다. 봉지부재(TFE)는 유기막(OL)을 더 포함할 수 있고, 또는 무기막(IL) 및 유기막(OL)이 교대로 반복된 구조를 가질 수 있다. 봉지부재(TFE)는 수분/산소로부터 유기발광 다이오드(OLED)를 보호하고, 먼지 입자와 같은 이물질로부터 유기발광 다이오드(OLED)를 보호하는 역할을 할 수 있다.
일 실시예에서, 무기막(IL)은 하부의 유기발광 다이오드(OLED)를 보호할 수 있는 물질이라면 특별히 제한되지 않고 포함할 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥시나이트라이드(SiOyNx), 실리콘 옥사이드(SiOy), 티타늄옥사이드(TiOy), 또는 알루미늄옥사이드(AlOy) 등을 포함할 수 있다.
유기막(OL)은 아크릴레이트 계열의 유기물을 포함할 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다. 무기막(IL)은 증착법 등에 의해 형성될 수 있고, 유기막(OL)은 증착법, 코팅법 등에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 광 제어층(CCL) 및 차광부(BP)를 포함한다.
광 제어층(CCL)은 제1 광을 투과하는 제1 광 제어부(CCP1), 제1 광을 제2 광으로 변환시키는 제2 광 제어부(CCP2), 및 제1 광을 제3 광으로 변환시키는 제3 광 제어부(CCP3)를 포함한다. 예를 들어, 제2 광은 녹색광일 수 있고, 녹색광은 500nm 이상 570nm 이하의 파장 영역의 광에 해당하는 것일 수 있다. 제3 광은 적색광일 수 있고, 625nm 이상 675nm 이하의 파장 영역의 광에 해당하는 것일 수 있다.
제2 광 제어부(CCP2) 및 제3 광 제어부(CCP3)에는 발광체가 포함될 수 있다. 발광체는 광의 파장을 변환시키는 입자일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 광 제어부(CCP2)와 제3 광 제어부(CCP3)에 포함되는 발광체는 양자점(Quantum Dot)일 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.
양자점의 코어는 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 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, InGaP, 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. 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.
몇몇 실시예에서, 양자점은 상술한 나노 결정을 포함하는 코어 및 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 쉘은 코어의 화학적 변성을 방지하여 반도체 특성을 유지하기 위한 보호층 역할 및/또는 양자점에 전기 영동 특성을 부여하기 위한 차징층(charging layer)의 역할을 수행할 수 있다. 쉘은 단층 또는 다중층일 수 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다. 코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 쉘의 예로는 금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
예를 들어, 금속 또는 비금속의 산화물은 SiO2, Al2O3, TiO2, ZnO, MnO, Mn2O3, Mn3O4, CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, NiO 등의 이원소 화합물, 또는 MgAl2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, CoMn2O4 등의 삼원소 화합물을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또, 상기 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnSeS, ZnTeS, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InP, InGaP, InSb, AlAs, AlP, AlSb등을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
양자점은 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 양자점을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 양자점의 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, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
양자점은 입자 크기에 따라 방출하는 광의 색상을 조절 할 수 있으며, 이에 따라 양자점은 청색, 적색, 녹색 등 다양한 발광 색상을 가질 수 있다. 양자점의 입자 크기가 작을수록 단파장 영역의 광을 발광하는 것일 수 있다. 예를 들어, 녹색광을 방출하는 양자점의 입자 크기는 적색광을 방출하는 양자점의 입자 크기 보다 작은 것일 수 있다. 또한, 청색광을 방출하는 양자점의 입자 크기는 녹색광을 방출하는 양자점의 입자 크기 보다 작은 것일 수 있다.
예를 들어, 제2 광 제어부(CCP2)에 포함되는 양자점의 입자 크기는 제3 광 제어부(CCP3)에 포함되는 양자점의 입자 크기 보다 작은 것일 수 있다. 이때, 제2 광 제어부(CCP2)에 포함되는 양자점은 제3 광 제어부(CCP3)에 포함되는 양자점보다 단파장의 광을 방출하는 것일 수 있다.
일 실시예에서 광 제어층(CCL)은 베이스 수지 및 발광체를 포함할 수 있다. 광 제어층(CCL)은 산란 입자를 더 포함할 수 있다. 발광체 및 산란 입자는 광 제어층(CCL) 중 일부에만 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 광 제어부(CCP1)에는 발광체가 포함되지 않고, 산란 입자만 포함될 수 있다. 제2 광 제어부(CCP2) 및 제3 광 제어부(CCP3)에는 발광체와 산란 입자가 함께 포함될 수 있다.
광 제어층(CCL)은 복수의 광 제어부(CCP1, CCP2, CCP3)들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 광 제어부(CCP1), 제2 광 제어부(CCP2), 및 제3 광 제어부(CCP3) 각각은 평면상에서 서로 이격되어 배치되는 것일 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1 광 제어부(CCP1), 제2 광 제어부(CCP2), 및 제3 광 제어부(CCP3) 각각은 제1 방향(DR1)의 축과 제3 방향(DR3)의 축이 정의하는 평면상에서 서로 이격되어 배열되는 것일 수 있다.
제1 광 제어부(CCP1)는 제1 화소영역(Pxa-B)에 대응하여 배치되고, 제2 광 제어부(CCP2)는 제2 화소영역(Pxa-G)에 대응하여 배치되고, 제3 광 제어부(CCP3)는 제3 화소영역(Pxa-R)에 대응하여 배치될 수 있다.
도 3a에서는 제1 광 제어부(CCP1), 제2 광 제어부(CCP2), 및 제3 광 제어부(CCP3)가 서로 동일한 면적 또는 두께를 가지는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않으며, 제1 광 제어부(CCP1), 제2 광 제어부(CCP2), 및 제3 광 제어부(CCP3)는 각각 서로 다른 면적 또는/및 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 광 제어부(CCP3)는 제1 광 제어부(CCP1) 및 제2 광 제어부(CCP2)에 비해 넓은 면적을 가질 수 있다. 제1 광 제어부(CCP1)는 제2 광 제어부(CCP2) 및 제3 광 제어부(CCP3)에 비해 작은 면적을 가질 수 있다.
광 제어층(CCL)은 발광체, 산란 입자, 및 베이스 수지를 포함할 수 있다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 광 제어층(CCL)에 포함되는 제2 광 제어부(CCP2)는 발광체(EP), 산란 입자(SC), 및 베이스 수지(BR)를 포함할 수 있다.
베이스 수지(BR)는 발광체들이 분산되는 매질로서, 일반적으로 바인더로 지칭될 수 있는 다양한 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 본 명세서에서 발광체들을 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.
발광체(EP)는 광의 파장을 변환시키는 입자일 수 있다. 일 실시예에서, 발광체(EP)는 양자점(Quantum Dot)일 수 있다.
발광체(EP)는 제1 광을 제2 광으로 변환시키는 입자일 수 있다. 일 실시예에서, 발광체(EP)는 청색 광을 녹색 광으로 변환시키는 양자점일 수 있다. 발광체(EP)는 제2 광 제어부(CCP2) 내에 균일하게 분산되어 있을 수 있다.
산란 입자(SC)는 TiO2　또는 실리카계 나노　입자　등일 수 있다. 산란 입자(SC)는 광을 산란시킬 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 산란 입자(SC)는 생략될 수도 있다.
이격된 제1 광 제어부(CCP1) 및 제2 광 제어부(CCP2)의 사이, 제2 광 제어부(CCP2) 및 제3 광 제어부(CCP3)의 사이에는 차광부(BP)가 배치된다. 차광부(BP)는 평면상에서 주변영역(NPxa)에 중첩한다. 차광부(BP)는 빛샘 현상을 방지하고, 인접하는 광 제어부(CCP1, CCP2, CCP3) 사이의 경계를 구분하는 것일 수 있다. 차광부(BP)는 블랙 안료 또는 염료를 포함하는 유기 차광 물질을 포함할 수 있다. 차광부(BP)는 소수성을 가지는 유기 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(DD)는 광 제어층(CCL) 및 차광부(BP) 사이에 배치되는 보호층(PL)을 포함한다. 보호층(PL)은 무기물로 구성될 수 있으며, 무기물의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 보호층(PL)은 SiNx, SiOx, Al2O3, TiOx, ZrOx 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
보호층(PL)은 제1 광 제어부(CCP1), 제2 광 제어부(CCP2), 및 제3 광 제어부(CCP3) 각각과 차광부(BP) 사이에 배치될 수 있다. 차광부(BP)는 제2 광 제어부(CCP2)에 인접한 측면(BP-LS), 및 측면(BP-LS)을 연결하는 하면(BP-US)을 포함할 수 있다. 보호층(PL)은 차광부(BP)의 측면(BP-LS)을 커버하고, 하면(BP-US)은 커버하지 않고 비접촉 할 수 있다. 즉, 보호층(PL)은 차광부(BP)와 각 광 제어부(CCP1, CCP2, CCP3)의 경계인 차광부(BP)의 측면(BP-LS)을 커버하나, 차광부(BP)의 하면(BP-US)을 노출시키도록 패터닝 된 것일 수 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(DD)는 컬러필터층(CFL)을 포함할 수 있다. 컬러필터층(CFL)은 광 제어층(CCL) 상에 배치되고, 제1 내지 제3 컬러필터부(B-CFP, G-CFP, R-CFP) 및 차광패턴(BM)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 내지 제3 컬러필터부(B-CFP, G-CFP, R-CFP)는 평면상에서 서로 이격되어 배치되는 것일 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1 내지 제3 컬러필터부(B-CFP, G-CFP, R-CFP)는 제1 방향(DR1)을 따라 서로 이격되어 배열되는 것일 수 있다.
제1 컬러필터부(B-CFP)는 제1 광 제어부(CCP1)에 대응하여 배치되며 제1 광을 투과시키고, 제2 컬러필터부(G-CFP)는 제2 광 제어부(CCP2)에 대응하여 배치되며 제1 광을 차단하며, 제2 광을 투과시키고, 제3 컬러필터부(R-CFP)는 제3 광 제어부(CCP3)에 대응하여 배치되며 제1 광을 차단하고 제3 광을 투과시킬 수 있다. 표시 장치(DD)는 컬러필터층(CFL)을 포함함으로써, 외광반사를 효과적으로 저감하고, 혼색을 방지할 수 있다.
차광패턴(BM)은 주변영역(NPxa)에 대응하여 제공된다. 차광패턴(BM)은 블랙 안료 또는 염료를 포함하는 유기 차광 물질 또는 무기 차광 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 차광패턴(BM)은 빛샘 현상을 방지하고, 인접하는 컬러필터부 사이의 경계를 구분하는 것일 수 있다. 차광패턴(BM)의 적어도 일 부분은 이웃하는 컬러필터부와 중첩하여 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 방향(DR1)의 축과 제3 방향(DR3)의 축이 정의하는 평면상에서 차광패턴(BM)은 두께 방향으로 이웃하는 컬러필터부들과 적어도 일부분이 중첩되도록 배치될 수 있다. 도 3에서는 차광패턴(BM)이 컬러필터부들과 두께 방향에서 전부 중첩하여, 차광패턴(BM)의 두께가 컬러필터층(CFL) 전체의 두께와 동일한 것으로 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 차광패턴(BM)의 두께는 컬러필터층(CFL) 전체의 두께보다 작을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 차광패턴(BM)이 컬러필터층(CFL)에 포함된 것을 개시하였으나, 이에 제한되지 않고 차광패턴(BM)은 생략될 수도 있다.
충전층(BFL)은 봉지부재(TFE)와 광 제어층(CCL) 사이에 배치될 수 있다. 충전층(BFL)은 봉지부재(TFE)와 광 제어층(CCL) 사이에 배치되어 광 제어층(CCL)이 봉지부재(TFE)와 접촉되는 것을 방지하고, 표시 장치(DD)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 충전층(BFL)은 봉지부재(TFE)와 광 제어층(CCL) 사이를 충전할 수 있다. 충전층(BFL)이 봉지부재(TFE)와 광 제어층(CCL) 사이를 충전한다는 것은, 봉지부재(TFE)와 광 제어층(CCL) 사이에 내부 공간이 발생하지 않도록 봉지부재(TFE)와 광 제어층(CCL) 사이의 공간은 모두 충전층(BFL)으로 채워지며, 충전층(BFL)이 봉지부재(TFE)와 광 제어층(CCL)과 접하는 것을 의미할 수 있다.
충전층(BFL)은 광 제어층(CCL)에 포함되는 발광체 및/또는 산란입자 등이 내부 공기에 의해 산화되는 것을 차단할 수 있고, 이에 따라, 표시 장치(DD)는 광 추출 효율이 크게 변화하지 않고 유지될 수 있다.
일 실시예에서, 충전층(BFL)은 봉지부재의 최외곽에 배치된 무기막(IL) 상에 직접 배치될 수 있다. 충전층(BFL)은 무기 바인더, 유기 바인더 또는 액정 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 특별히 제한되지 않는다.
도 3에서는 봉지부재(TFE)와 광 제어층(CCL) 사이에 충전층(BFL)이 배치된 것을 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)에서 충전층(BFL)은 생략될 수 있다. 이 경우, 봉지부재(TFE)의 상면에 광 제어층(CCL)이 직접 배치되는 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 광 제어층에 있어서, 각각의 광 제어부와 차광부 사이에 보호층을 포함한다. 보다 구체적으로, 일 실시예에 따른 표시 장치에서는 소수성 유기물질을 포함하는 차광부와 각각의 광 제어부 사이에 보호층이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 장치에서 보호층은 차광부의 측면을 커버하고, 차광부의 상면은 노출시킬 수 있다.
소수성 유기물질을 포함하는 차광부의 측면에 광 제어부가 직접 접촉할 경우, 소수성 유기물질에 의해 광 제어부에 포함된 발광체의 특성이 저하될 가능성이 있다. 또한, 광 제어부를 잉크젯 방식 등으로 형성할 때, 차광부의 소수성 특징에 의해 광 제어부가 균일하게 형성되지 않을 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 장치는 무기물 등을 통해 형성된 보호층이 차광부와 각각의 광 제어부 사이에 배치되어, 광 제어부에 포함된 발광체의 특성 저하를 방지하고, 차광부에 비해 친수성을 가지는 보호층에 의해 광 제어부가 균일하게 형성될 수 있도록 한다. 한편, 차광부의 상면은 노출되도록 보호층이 패터닝되어, 광 제어부 형성시 오버플로우가 발생하지 않도록 방지할 수 있다. 이를 통해, 표시 장치의 전체 광 효율이 증가할 수 있다.
도 4a는 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다. 도 4b는 일 실시예의 표시 장치의 단면 중 일부를 확대하여 도시한 단면도이다. 도 4b는 도 4a의 A 영역에 대응하는 단면도이다. 이하, 도 4a 및 도 4b를 통해 일 실시예의 표시 장치를 설명함에 있어서, 앞서 설명한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 설명은 생략한다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(DD-1)에서 보호층(PL-1)은 평면상에서 광 제어층(CCL)의 3면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 보호층(PL-1)은 광 제어층(CCL)에 포함된 제1 광 제어부(CCP1), 제2 광 제어부(CCP2), 및 제3 광 제어부(CCP3) 각각의 3면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제2 광 제어부(CCP2)는 컬러필터층(CFL)에 인접한 상면(CCP2-US) 및 차광부(BP)에 인접한 측면(CCP2-LS)을 포함하고, 보호층(PL-1)은 상면(CCP2-US) 및 측면(CCP2-LS)을 커버하는 것일 수 있다.
도 5a는 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다. 도 5b는 일 실시예의 표시 장치의 단면 중 일부를 확대하여 도시한 단면도이다. 도 5b는 도 5a의 A 영역에 대응하는 단면도이다. 이하, 도 5a 및 도 5b를 통해 일 실시예의 표시 장치를 설명함에 있어서, 앞서 설명한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 설명은 생략한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(DD-2)는 금속층(ML)을 포함할 수 있다. 금속층(ML)은 보호층(PL-2)과 차광부(BP) 사이에 배치될 수 있다. 금속층(ML)은 차광부(BP)의 측면(BP-LS)에 접하도록 배치될 수 있다. 금속층(ML)은 차광부(BP)의 측면(BP-LS)을 커버하고, 하면(BP-US)을 노출시키도록 배치될 수 있다. 보호층(PL-2)은 금속층(ML)과 전면적으로 중첩하고, 차광부(BP)의 측면(BP-LS)을 커버하도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 장치(DD-2)는 광 제어층(CCL)에 포함된 광 제어부(CCP1, CCP2, CCP3)의 내측면, 다시 말해서 차광부(BP)의 측면(BP-LS)에 금속층(ML)이 배치되어, 광 제어부(CCP1, CCP2, CCP3)에 포함된 발광체(EP)에서 출사된 광의 리사이클링이 이루어질 수 있다. 이를 통해, 표시 장치의 전체 광 효율이 증가할 수 있다.
도 6a는 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다. 도 6b는 일 실시예의 표시 장치의 단면 중 일부를 확대하여 도시한 단면도이다. 도 6b는 도 6a의 A 영역에 대응하는 단면도이다. 이하, 도 6a 및 도 6b를 통해 일 실시예의 표시 장치를 설명함에 있어서, 앞서 설명한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 설명은 생략한다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(DD-3)는 금속층(ML)을 포함할 수 있다. 금속층(ML)은 보호층(PL-3)과 차광부(BP) 사이에 배치될 수 있다. 금속층(ML)은 차광부(BP)의 측면(BP-LS)에 접하도록 배치되고, 보호층(PL-3)은 금속층(ML) 및 컬러필터층(CFL)에 접하도록 배치될 수 있다. 보호층(PL-3)은 광 제어층(CCL)의 상면 및 측면을 커버할 수 있다. 보호층(PL-3)은 제2 광 제어부(CCP2)의 상면(CCP2-US) 및 측면(CCP2-LS)을 커버할 수 있다.
도 7은 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다. 이하, 도 7을 통해 일 실시예의 표시 장치를 설명함에 있어서, 앞서 설명한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고 설명은 생략한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(DD-4)는 적어도 하나의 캡핑층(CAP1, CAP2)을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 캡핑층(CAP1, CAP2)은 광 제어층(CCL)과 충전층(BFL) 사이 및/또는 광 제어층(CCL)과 컬러필터층(CFL) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 캡핑층(CAP1)은 광 제어층(CCL)의 상면, 즉, 광 제어층(CCL)과 컬러필터층(CFL) 사이에 배치될 수 있고, 제2 캡핑층(CAP2)은 광 제어층(CCL)의 하면, 즉, 광 제어층(CCL)과 충전층(BFL) 사이에 배치될 수 있다. 제2 캡핑층(CAP2)은 광 제어층(CCL)과 접할 수 있다. 캡핑층(CAP1, CAP2)은 무기물로 구성될 수 있으며, 무기물의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 캡핑층(CAP)은 광 제어층(CCL)을 둘러싸도록 배치되어, 광 제어층(CCL)을 보호할 수 있다. 일 실시예에서, 광 제어층(CCL)은 캡핑층(CAP1, CAP2)과 보호층(PL-4)에 의해 상하좌우가 모두 커버되는 구조를 가질 수 있다.
도 8은 일 실시예의 표시 장치에 있어서 하나의 화소에 대응하는 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에서 제2 기판(SUB2) 상에 회로층(CL), 유기발광 다이오드(OLED), 및 봉지부재(TFE)가 순차적으로 배치된다.
일 실시예에서 회로층(CL)은 제1 절연층(IS1), 제2 절연층(IS2), 및 제3 절연층(IS3)을 포함할 수 있다. 상기 제1 절연층(IS1) 및 제2 절연층(IS2)은 무기물을 포함할 수 있으며, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 제3 절연층(IS3)은 유기물을 포함할 수 있으며, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 도시되지 않았으나, 제2 기판(SUB2) 상에 무기층인 배리어층이 추가로 배치될 수 있다. 제1 절연층(IS1), 제2 절연층(IS2), 및 제3 절연층(IS3)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 반도체 패턴(SP), 제어 전극(GE), 입력 전극(SE), 및 출력 전극(DE)을 포함한다. 제2 기판(SUB2) 상에 반도체 패턴(SP)이 배치된다. 반도체 패턴(SP)은 결정질 반도체 물질 또는 비정질 실리콘을 포함할 수 있다.
제2 기판(SUB2) 상에 제1 절연층(IS1)이 배치된다. 제1 절연층(IS1)은 표시영역(DA) 및 비 표시영역(NDA)에 공통으로 중첩하며, 반도체 패턴(SP)을 커버한다.
제1 절연층(IS1) 상에 제어 전극(GE)이 배치된다. 제어 전극(GE)은 반도체 패턴(SP)과 중첩한다. 제어 전극(GE)은 주사 라인(GL, 도 8 참조)과 동일한 포토리소그래피 공정에 따라 제조될 수 있다.
제1 절연층(IS1) 상에 제2 절연층(IS2)이 배치된다. 제2 절연층(IS2)은 제1 절연층(IS1) 및 제어 전극(GE)를 커버한다. 제2 절연층 (IS2) 상에는 입력 전극(SE) 및 출력 전극(DE)이 배치된다. 입력 전극(SE) 및 출력 전극(DE) 각각은 절연층들(IS1, IS2)에 정의된 복수의 컨택홀(CH1, CH2)들을 통해 반도체 패턴(SP)과 접속한다. 한편, 본 발명의 제1 트랜지스터(T1)는 바텀 게이트 구조로 변형될 수 있다.
제2 절연층(IS2) 상에 제1 트랜지스터(T1)을 커버하는 제3 절연층(IS3)이 배치된다. 제3 절연층(IS3)은 평탄면을 제공할 수 있다.
제3 절연층(IS3) 상에는 유기발광 다이오드(OLED) 및 화소정의막(PDL)이 배치된다. 화소정의막(PDL)은 유기물질을 포함할 수 있다. 화소정의막(PDL)의 개구부(OP)는 제1 전극(EL1)의 적어도 일부분을 노출시킨다. 화소정의막(PDL)의 개구부(OP)는 화소의 화소영역(Pxa)을 정의할 수 있다. 일 실시예에서 화소정의막(PDL)은 생략될 수도 있다.
일 실시예에서 화소영역(Pxa)은 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2) 중 적어도 하나에 중첩할 수 있다. 이 경우, 개구부(OP)가 더 넓어지고, 제1 전극(EL1)도 더 넓어질 수 있다.
제3 절연층(IS3) 상에 제1 전극(EL1)이 배치된다. 제1 전극(EL1)은 금속 합금 또는 도전성 화합물로 형성될 수 있다. 제1 전극(EL1)은 애노드(anode)일 수 있다. 제1 전극(EL1)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 제1 전극(EL1) 상에 제공된다. 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층 정공 수송층 정공 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
정공 수송 영역(HTR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층 또는 정공 수송층의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 정공 주입 물질과 정공 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 정공 수송 영역(HTR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 제1 전극(EL1)으로부터 차례로 적층된 정공 주입층/정공 수송층, 정공 주입층/정공 수송층/정공 버퍼층, 정공 주입층/정공 버퍼층, 정공 수송층/정공 버퍼층, 또는 정공 주입층/정공 수송층/전자 저지층의 구조를 가질 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
앞서 언급한 바와 같이, 일 실시예의 정공 수송 영역(HTR)은 정공 주입층 및 정공 수송층 외에, 정공 버퍼층 및 전자 저지층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
발광층(EML)은 정공 수송 영역(HTR) 상에 제공된다. 발광층(EML)의 두께는 예를 들어, 약 100Å 내지 약 300Å인 것일 수 있다. 발광층(EML)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다.
발광층(EML)은 형광 발광 물질 또는 인광 발광 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 발광층(EML)은 청색광을 방출하는 것일 수 있다. 발광층(EML)은 410nm 이상 480nm 이하의 파장 영역의 광을 방출하는 것일 수 있다.
전자 수송 영역(ETR)은 발광층(EML) 상에 제공된다. 전자 수송 영역(ETR)은, 정공 저지층, 전자 수송층 및 전자 주입층 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 수송 영역(ETR)은 단일 물질로 이루어진 단일층, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층을 갖는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 전자 수송 영역(ETR)은 전자 주입층 또는 전자 수송층의 단일층의 구조를 가질 수도 있고, 전자 주입 물질과 전자 수송 물질로 이루어진 단일층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 전자 수송 영역(ETR)은, 복수의 서로 다른 물질로 이루어진 단일층의 구조를 갖거나, 발광층(EML)으로부터 차례로 적층된 전자 수송층/전자 주입층, 정공 저지층/전자 수송층/전자 주입층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(EL2)은 전자 수송 영역(ETR) 상에 제공된다. 제2 전극(EL2)은 도전성을 갖는다. 제2 전극(EL2)은 금속 합금 또는 도전성 화합물로 형성될 수 있다. 제2 전극(EL2)은 캐소드(cathode)일 수 있다. 제2 전극(EL2)은 투과형 전극, 반투과형 전극 또는 반사형 전극일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제2 전극(EL2)은 보조 전극과 연결될 수 있다. 제2 전극(EL2)이 보조 전극과 연결되면, 제2 전극(EL2)의 저항을 감소 시킬 수 있다.
제2 전극(EL2) 상에 봉지부재(TFE)가 배치될 수 있다. 봉지부재(TFE)는 화소영역들(Pxa-B, Pxa-G, Pxa-R) 및 주변영역(NPxa)에 공통적으로 배치된다. 봉지부재(TFE)은 제2 전극(EL2)을 직접 커버한다. 봉지부재(TFE)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있고, 유기막을 더 포함할 수 있고, 또는 무기막 및 유기층이 교대로 반복된 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 봉지부재(TFE)는 최외곽에 무기막(IL)을 포함할 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 도시한 순서도이다. 도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법 중 일부 단계를 순차적으로 도시한 단면도들이다. 도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법 중 일부 단계를 도시한 단면도들이다. 도 10a 내지 도 10f에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 있어서 상부 표시 기판을 준비하는 단계를 순차적으로 도시하였다. 도 11 및 도 12에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 있어서 상부 표시 기판을 준비하는 단계 중 일부 단계를 도시하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 상부 표시 기판을 준비하는 단계(S1), 하부 표시 기판을 준비하는 단계(S2), 및 상부 표시 기판과 하부 표시 기판을 결합하는 단계(S3)를 포함한다. 하부 표시 기판을 준비하는 단계(S2)는 베이스 기판 상에 표시소자를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 10a를 참조하면, 상부 표시 기판을 준비하는 단계는 베이스 기판(SUB1)을 준비하는 단계를 포함할 수 있다. 베이스 기판(SUB1) 상에는 컬러필터층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 컬러필터층은 제1 내지 제3 컬러필터부(B-CFP, G-CFP, R-CFP) 및 차광패턴(BM)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 컬러필터부(B-CFP, G-CFP, R-CFP) 각각은 제1 내지 제3 화소 영역(Pxa-B, Pxa-G, Pxa-R, 도 3 참조)에 중첩하도록 형성될 수 있다. 컬러필터층의 제1 내지 제3 컬러필터부(B-CFP, G-CFP, R-CFP) 각각은 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 잉크젯 공정과 같은 용액 공정, 포토레지스트 공정 등을 통해 형성될 수 있다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 베이스 기판(SUB1) 상에 차광부(BP)가 형성된다. 차광부(BP)는 컬러필터 상에 형성될 수 있다. 차광부(BP)와 컬러필터층 사이에는 제1 캡핑층(CAP1)이 형성될 수 있다. 제1 캡핑층(CAP1)은 베이스 기판(SUB1) 상에 무기물을 증착하여 형성될 수 있다. 차광부(BP)는 주변 영역(NPXa, 도 3 참조)에 형성되고, 제1 광 제어부(CCP1), 제2 광 제어부(CCP2), 및 제3 광 제어부(CCP3)가 형성될 영역을 정의하는 것일 수 있다. 차광부(BP)는 블랙 안료 또는 염료를 포함하는 유기 차광 물질로 형성될 수 있다. 차광부(BP)는 소수성을 가지는 유기 물질로 형성될 수 있다.
도 10b 및 도 10c를 참조하면, 차광부(BP) 및 베이스 기판(SUB1) 상에 무기막(IOL)을 형성한다. 무기막(IOL)은 차광부(BP)의 상면 및 측면을 커버하고, 차광부(BP)가 형성되지 않은 영역에서 노출된 제1 캡핑층(CAP1)의 상면을 커버하도록 형성될 수 있다. 무기막(IOL)은 무기물을 증착하여 형성될 수 있다. 무기물은 SiNx, SiOx, Al2O3, TiOx, ZrOx 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 10c 및 도 10d를 참조하면, 무기막(IOL)의 일부를 패터닝하여 보호층(PL-4)을 형성한다. 일 실시예에서, 차광부(BP)의 상면(BP-US)이 노출되도록 무기막(IOL)이 패터닝 될 수 있다. 차광부(BP)의 상면(BP-US)이 노출되도록 무기막(IOL)이 패터닝 됨에 따라, 보호층(PL-4)은 차광부(BP)의 측면(BP-LS)을 커버하고, 상면(BP-US)에는 접촉하지 않도록 형성될 수 있다. 차광부(BP)는 소수성 유기 물질로 형성되고, 무기막(IOL) 패터닝 과정에 따라 차광부(BP)의 소수성 상면(BP-US)이 노출될 수 있다.
도 10d 및 도 10e를 참조하면, 평면상에서 화소영역(Pxa-B, Pxa-G, Pxa-R, 도 3 참조)에 중첩하도록 광 제어층(CCL)이 형성된다. 광 제어층(CCL)은 보호층(PL-4)에 의해 정의된 영역에 중첩하도록 형성될 수 있다. 광 제어층(CCL)은 제1 광 제어부(CCP1), 제2 광 제어부(CCP2), 및 제3 광 제어부(CCP3)를 포함하고, 각각의 광 제어부(CCP1, CCP2, CCP3)는 보호층(PL-4)이 패터닝 된 각 영역에 중첩하도록 형성될 수 있다. 광 제어층(CCL)은 발광체 및 산란체가 분산된 베이스 수지 물질을 보호층(PL-4)이 패터닝 된 각 영역에 잉크젯 공정 등을 통해 도포하여 형성할 수 있다. 광 제어층(CCL)이 형성될 때, 보호층(PL-4)에 의해 차광부(BP)와 이격될 수 있어, 광 제어층(CCL)에 포함된 발광체 등이 차광부(BP)에 포함된 유기 물질에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 소수성 차광부(BP)의 상면(BP-US)이 노출된 상태이므로, 광 제어층(CCL)이 오버플로우 되지 않고 보호층(PL-4)이 패터닝 된 각 영역에 형성될 수 있다.
도 10e 및 도 10f를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 광 제어층(CCL)을 형성한 후에 제2 캡핑층(CAP2)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제2 캡핑층(CAP2)은 광 제어층(CCL) 및 차광부(BP) 상에 형성될 수 있다. 제2 캡핑층(CAP2)은 무기물을 증착하여 형성될 수 있다. 제2 캡핑층(CAP2)은 차광부(BP)의 상면(BP-US) 및 광 제어층(CCL)을 커버하도록 형성될 수 있다.
도 10b, 도 10c 및 도 11을 함께 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 차광부(BP)를 형성하는 단계 이후, 무기막(IOL)을 형성하는 단계 이전에, 차광부(BP)의 측면(BP-LS)을 커버하도록 금속층(ML)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 금속층(ML)은 금속을 증착한 후, 제1 캡핑층(CAP1) 중 차광부(BP)가 형성되지 않은 상면(CAP1-US) 및 차광부(BP)의 상면(BP-US)이 노출되도록 패터닝하여 형성될 수 있다. 금속층(ML)은 반사성 금속으로 형성될 수 있다.
도 10c, 도 10d 및 도 12를 함께 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 무기막(IOL)을 패터닝하여 보호층(PL)을 형성하는 단계에서, 차광부(BP)의 상면(BP-US)이 노출되도록 패터닝함과 동시에, 제1 캡핑층(CAP1) 중 차광부(BP)가 형성되지 않은 상면(CAP1-US)이 노출되도록 패터닝할 수 있다. 이를 통해, 보호층(PL)은 차광부(BP)의 측면(BP-LS)에 중첩하도록 형성될 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 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DD : 표시 장치 DP : 표시 패널
CCL : 광 제어층 BP : 차광부
PL : 보호층

Claims (20)

  1. 화소 영역 및 상기 화소 영역과 인접한 주변 영역이 정의된 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 배치되고, 평면상에서 상기 화소 영역에 중첩하는 광 제어층;
    평면상에서 상기 주변 영역에 중첩하는 차광부; 및
    상기 광 제어층 및 상기 차광부 사이에 배치되는 보호층을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널은
    베이스 기판, 및 상기 베이스 기판 상에 평면상에서 상기 화소 영역과 중첩하도록 배치되고, 제1 광을 생성하는 복수의 표시소자들을 포함하는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광 제어층은 상기 제1 광을 투과하는 제1 광 제어부, 상기 제1 광을 제2 광으로 변환시키는 제2 광 제어부, 및 상기 제1 광을 제3 광으로 변환시키는 제3 광 제어부를 포함하는 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 광은 410nm 내지 480nm 파장 영역의 광이고, 상기 제2 광은 500nm 내지 570nm 파장 영역의 광이고, 상기 제3 광은 625nm 내지 675nm 파장 영역의 광인 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 광 제어층 상에 배치되는 컬러필터층을 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 컬러필터층은
    평면상에서 상기 제1 광 제어부에 중첩되고 상기 제1 광을 투과시키는 제1 컬러필터부;
    평면상에서 상기 제2 광 제어부에 중첩되고 상기 제2 광을 투과시키는 제2 컬러필터부; 및
    평면상에서 상기 제3 광 제어부에 중첩되고 상기 제3 광을 투과시키는 제3 컬러필터부를 포함하는 표시 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 광 제어층은
    상기 차광부에 인접한 측면, 및 상기 컬러필터층에 인접한 상면을 포함하고,
    상기 보호층은 상기 측면 및 상기 상면을 커버하는 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은 SiNx, SiOx, Al2O3, TiOx, ZrOx 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차광부는
    상기 광 제어층에 인접한 측면, 및 상기 측면을 연결하고, 상기 표시 패널에 인접한 하면을 포함하고,
    상기 보호층은 상기 측면을 커버하고, 상기 하면에 비접촉하는 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보호층 및 상기 차광부 사이에 배치되는 금속층을 더 포함하는 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광 제어층 상에 배치되는 제1 캡핑층; 및
    상기 광 제어층 및 상기 표시 패널 사이에 배치되는 제2 캡핑층을 더 포함하고,
    상기 제2 캡핑층은 상기 광 제어층과 접촉하는 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광 제어층은 복수의 양자점들을 포함하는 표시 장치.
  13. 화소 영역 및 상기 화소 영역에 인접한 주변 영역이 정의된 베이스 기판;
    평면상에서 상기 화소 영역과 중첩하도록 상기 베이스 기판 상에 배치되고, 제1 광을 생성하는 복수의 표시소자들;
    상기 표시소자들 상에 배치되고, 상기 제1 광을 투과하는 제1 광 제어부, 상기 제1 광을 제2 광으로 변환시키는 제2 광 제어부, 및 상기 제1 광을 제3 광으로 변환시키는 제3 광 제어부를 포함하는 광 제어층;
    상기 제1 광 제어부, 상기 제2 광 제어부, 및 상기 제3 광 제어부 각각의 사이에 배치되고, 평면상에서 상기 주변 영역에 중첩하는 차광부; 및
    상기 차광부의 측면에 배치되는 보호층을 포함하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 차광부는 상기 측면 및 상기 측면을 연결하는 상면을 포함하고,
    상기 보호층은 상기 상면과 이격된 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 광 제어층 및 상기 차광부 상에 배치되는 제1 캡핑층; 및
    상기 광 제어층 및 상기 복수의 표시소자들 사이에 배치되는 제2 캡핑층을 더 포함하는 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 캡핑층은 상기 광 제어층과 접하는 표시 장치.
  17. 화소영역과 상기 화소영역에 인접한 주변영역을 포함하는 상부 표시기판을 준비하는 단계;
    상기 화소영역에 대응하는 표시소자를 포함하는 하부 표시기판을 준비하는 단계; 및
    상기 상부 표시기판과 상기 하부 표시기판을 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 상부 표시기판을 준비하는 단계는,
    베이스 기판을 준비하는 단계;
    상기 베이스 기판의 하면 상에, 평면상에서 상기 주변영역에 중첩하도록 차광부를 형성하는 단계;
    상기 차광부 및 상기 베이스 기판 상에 무기물을 증착하여 무기막을 형성하는 단계;
    상기 차광부의 상면이 노출되도록 상기 무기막을 패터닝하여 보호층을 형성하는 단계; 및
    평면상에서 상기 화소영역에 중첩하도록 광 제어층을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 차광부를 형성하는 단계 이전에
    상기 베이스 기판 상에 제1 캡핑층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 광 제어층을 형성하는 단계 이후에
    상기 광 제어층 및 상기 차광부 상에 제2 캡핑층을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 무기막을 형성하는 단계 이전에,
    상기 차광부의 측면을 커버하도록 금속을 증착하여 금속층을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 차광부를 형성하는 단계 이전에
    상기 베이스 기판 상에 컬러필터층을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
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