KR20200138507A - 표시 장치 및 그것의 제조 방법 - Google Patents

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KR20200138507A
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류장위
김송이
김수진
지우만
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치는 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되고, 화소 영역 및 상기 화소 영역 주변의 비화소 영역을 각각 포함하는 복수 개의 화소들, 상기 화소들을 사이에 두고 상기 제1 베이스 기판과 마주보는 제2 베이스 기판, 및 상기 제2 베이스 기판 아래에 배치되고, 상기 화소들의 상기 화소 영역들에 중첩하는 복수 개의 광 변환층들을 포함하고, 상기 제2 베이스 기판은, 상기 비화소 영역에 중첩하는 제1 부분 및 상기 제1 부분 주변의 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분의 굴절률은 상기 제2 부분의 굴절률과 다르다.

Description

표시 장치 및 그것의 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그것의 제조 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 출광 효율을 향상시키기 위한 표시 장치 및 그것의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 표시 장치는 영상을 표시하는 복수 개의 화소들을 포함한다. 화소들 각각은 화소 영역에 배치된 영상 표시 소자 및 화소 영역 주변의 비화소 영역에 배치된 구동 소자를 포함한다. 구동 소자는 영상 표시 소자를 구동시키고, 영상 표시 소자가 소정의 광을 생성함으로써 영상이 표시될 수 있다.
최근 색 순도를 향상시키기 위해 광 변환층들을 포함하는 표시 장치가 개발되고 있다. 광 변환층들은 화소들 상에 배치되고, 화소들에서 생성된 광을 다른 파장을 갖는 광으로 변환시킨다. 광 변환층들 각각은 화소들 중 대응하는 화소에 중첩하도록 배치된다. 광 변환층들은 광의 파장을 변환하는 양자점들을 포함한다. 광 변환층들에서 생성된 광은 광 변환층들 상에 배치된 베이스 기판을 통해 외부로 출광된다.
본 발명의 목적은 출광 효율을 향상시키기 위한 표시 장치 및 그것의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 제1 베이스 기판, 상기 제1 베이스 기판 상에 배치되고, 화소 영역 및 상기 화소 영역 주변의 비화소 영역을 각각 포함하는 복수 개의 화소들, 상기 화소들을 사이에 두고 상기 제1 베이스 기판과 마주보는 제2 베이스 기판, 및 상기 제2 베이스 기판 아래에 배치되고, 상기 화소들의 상기 화소 영역들에 중첩하는 복수 개의 광 변환층들을 포함하고, 상기 제2 베이스 기판은, 상기 비화소 영역에 중첩하는 제1 부분 및 상기 제1 부분 주변의 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분의 굴절률은 상기 제2 부분의 굴절률과 다르다.
상기 제1 부분은 상기 제2 베이스 기판의 상면과 상기 제2 베이스 기판의 하면 사이에 배치된다.
상기 제1 부분은 상기 제2 베이스 기판의 상기 상면보다 상기 제2 베이스 기판의 상기 하면에 더 인접한다.
상기 표시 장치는 상기 제2 베이스 기판 아래에 배치되어 상기 비화소 영역에 중첩하는 블랙 매트릭스를 더 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 블랙 매트릭스에 인접한다.
상기 표시 장치는 상기 광 변환층들 사이에 배치된 격벽 절연층 및 상기 광 변환층들과 상기 제2 베이스 기판 사이에 배치된 복수 개의 컬러 필터들을 더 포함하고, 상기 블랙 매트릭스는 상기 컬러 필터들 사이에 배치된다.
상기 제2 베이스 기판의 상면에 수평한 방향을 기준으로, 상기 제1 부분의 폭은 상기 블랙 매트릭스의 폭보다 작거나 같다.
상기 제2 베이스 기판의 상면에 수직한 상부 방향을 기준으로, 상기 제1 부분의 두께는 상기 제2 베이스 기판의 두께의 1/20보다 크거나 같고 상기 제2 베이스 기판의 상기 두께의 1/2보다 작거나 같다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 아래에 배치된 복수 개의 광 변환층들, 및 상기 베이스 기판 아래에 배치되고, 평면 상에서 봤을 때, 상기 광 변환층들 사이에 배치되는 블랙 매트릭스를 포함하는 기판을 준비하는 단계, 상기 블랙 매트릭스에 중첩하는 상기 베이스 기판의 부분에 레이저를 제공하여, 상기 베이스 기판의 제1 부분을 형성하는 단계, 및 상기 기판을 복수 개의 화소들을 포함하는 제1 기판에 합착하는 단계를 포함하고, 상기 제1 부분의 굴절률은 상기 제1 부분 주변의 상기 베이스 기판의 부분으로 정의되는 제2 부분의 굴절률과 다르다.
본 발명의 실시 예에서, 광 변환층들 상에 배치된 베이스 기판은 비화소 영역에 중첩하는 제1 부분을 포함하고, 광 변환층들 각각에서 생성된 광은 제1 부분에 의해 상부로 가이드되어 출광되므로, 화소들 각각의 출광 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 어느 한 화소의 단면 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 화소 영역 및 비화소 영역을 도 1에 도시된 표시 패널에 표시한 표시 패널의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1, 제2, 및 제3 화소 영역들이 배치된 표시 패널의 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제2 기판에서 출광되는 광을 보다 세부적으로 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들이 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 주사 구동부(SDV)(scan driver), 데이터 구동부(DDV)(data driver), 및 발광 구동부(EDV)(emission driver)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 발광형 표시패널일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 표시 패널(DP)은 유기발광 표시패널 또는 퀀텀닷 발광 표시패널일 수 있다. 유기발광 표시패널의 발광층은 유기발광 물질을 포함할 수 있다. 퀀텀닷 발광 표시패널의 발광층은 퀀텀닷 및 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 표시 패널(DP)은 유기발광 표시패널로 설명된다.
표시 패널(DP)은 제1 방향(DR1)으로 장변들을 갖고, 제2 방향(DR2)으로 단변들을 갖는 직사각형의 형상을 가질 수 있다. 표시 패널(DP)은 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA)을 둘러싸는 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
표시 패널(DP)은 복수 개의 화소들(PX), 복수 개의 주사 라인들(SL1~SLm), 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLn), 및 복수 개의 발광 라인들(EL1~ELm)을 포함할 수 있다. m 및 n은 자연수이다. 화소들(PX)은 표시 영역(DA)에 배치되고, 주사 라인들(SL1~SLm), 데이터 라인들(DL1~DLn), 및 발광 라인들(EL1~ELm)에 연결될 수 있다.
주사 구동부(SDV), 데이터 구동부(DDV), 및 발광 구동부(EDV)는 비표시 영역(NDA)에 배치될 수 있다. 주사 구동부(SDV) 및 발광 구동부(EDV)는 표시 패널(DP)의 장변들에 각각 인접하게 배치될 수 있다.
데이터 구동부(DDV)는 집적 회로 칩 형태로 제작되어 표시 패널(DP)의 단변들 중 어느 한 단변에 인접하게 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 데이터 구동부(DDV)는 연성 회로 기판(미 도시됨)에 실장되고, 연성 회로 기판이 표시 패널(DP)에 연결될 수 있다. 데이터 구동부(DDV)는 연성 회로 기판을 통해 표시 패널(DP)에 연결될 수 있다.
주사 라인들(SL1~SLm)은 제2 방향(DR2)으로 연장되어 주사 구동부(SDV)에 연결될 수 있다. 데이터 라인들(DL1~DLn)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 데이터 구동부(DDV)에 연결될 수 있다. 발광 라인들(EL1~ELm)은 제2 방향(DR2)으로 연장되어 발광 구동부(EDV)에 연결될 수 있다.
주사 구동부(SDV)는 복수 개의 주사 신호들을 생성하고, 주사 신호들은 주사 라인들(SL1~SLm)을 통해 화소들(PX)에 인가될 수 있다. 주사 신호들은 순차적으로 화소들(PX)에 인가될 수 있다. 데이터 구동부(DDV)는 복수 개의 데이터 전압들을 생성하고, 데이터 전압들은 데이터 라인들(DL1~DLn)을 통해 화소들(PX)에 인가될 수 있다. 발광 구동부(EDV)는 복수 개의 발광 신호들을 생성하고, 발광 신호들은 발광 라인들(EL1~ELm)을 통해 화소들(PX)에 인가될 수 있다.
도시하지 않았으나, 표시 장치(DD)는 주사 구동부(SDV), 데이터 구동부(DDV), 및 발광 구동부(EDV)의 동작을 제어하기 위한 타이밍 컨트롤러(미 도시됨)를 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러는 외부로부터 수신된 제어 신호들에 응답하여 주사 제어 신호, 데이터 제어 신호, 및 발광 제어 신호를 생성할 수 있다. 타이밍 컨트롤러는 외부로부터 영상 신호들을 수신하고, 데이터 구동부(DDV)와의 인터페이스 사양에 맞도록 영상 신호들의 데이터 포맷을 변환하여 데이터 구동부(DDV)에 제공할 수 있다.
주사 구동부(SDV)는 주사 제어 신호에 응답하여 주사 신호들을 생성하고, 발광 구동부(EDV)는 발광 제어 신호에 응답하여 발광 신호들을 생성할 수 있다. 데이터 구동부(DDV)는 데이터 포맷이 변환된 영상 신호들을 제공받고, 데이터 제어 신호에 응답하여 영상 신호들에 대응하는 데이터 전압들을 생성할 수 있다.
화소들(PX)은 주사 신호들에 응답하여 데이터 전압들을 제공받을 수 있다. 화소들(PX)은 발광 신호들에 응답하여 데이터 전압들에 대응하는 휘도를 갖는 광을 발광함으로써 영상을 표시할 수 있다. 화소들(PX)의 발광 시간은 발광 신호들에 의해 제어될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 어느 한 화소의 단면 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 표시 패널(DP)는 제1 기판(SUB1)을 포함하고, 제1 기판(SUB1)은 화소(PX)를 포함할 수 있다. 화소(PX)는 발광 소자(OLED) 및 발광 소자(OLED)에 연결된 트랜지스터(TR)를 포함할 수 있다. 발광 소자(OLED)는 유기 발광 소자일 수 있다. 발광 소자(OLED)는 제1 전극(E1), 제2 전극(E2), 및 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 사이에 배치된 유기 발광층(OEL)을 포함할 수 있다.
제1 전극(E1)은 애노드 전극일 수 있으며, 제2 전극(E2)은 캐소드 전극일 수 있다. 제1 전극(E1)은 화소 전극으로 정의될 수 있으며, 제2 전극(E2)은 공통 전극으로 정의될 수 있다.
화소(PX)는 화소 영역(PA) 및 화소 영역(PA) 주변의 비화소 영역(NPA)으로 구분될 수 있다. 발광 소자(OLED)는 화소 영역(PA)에 배치되고, 트랜지스터(TR)는 비화소 영역(NPA)에 배치될 수 있다.
제1 기판(SUB1)은 제1 베이스 기판(BS1), 버퍼층(BFL), 제1, 제2 및 제3 절연층들(INS1,INS2,INS3), 화소 정의막(PDL), 및 박막 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다. 제1 베이스 기판(BS1)은 글래스 또는 플라스틱을 포함하는 투명한 절연 기판일 수 있다.
트랜지스터(TR) 및 발광 소자(OLED)는 제1 베이스 기판(BS1) 상에 배치될 수 있다. 제1 베이스 기판(BS1) 상에 버퍼층(BFL)이 배치되며, 버퍼층(BFL)은 무기 물질을 포함할 수 있다.
버퍼층(BFL) 상에 트랜지스터(TR)의 반도체층(SM)이 배치될 수 있다. 반도체층(SM)은 비정질(Amorphous) 실리콘 또는 다결정질(Poly) 실리콘과 같은 무기 재료의 반도체나 유기 반도체를 포함할 수 있다. 또한, 반도체층(SM)은 산화물 반도체(oxide semiconductor)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시되지 않았으나, 반도체층(SM)은 소스 영역, 드레인 영역, 및 소스 영역과 드레인 영역 사이의 채널 영역을 포함할 수 있다.
반도체층(SM)을 덮도록 버퍼층(BFL) 상에 제1 절연층(INS1)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(INS1)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 제1 절연층(INS1) 상에 반도체층(SM)과 중첩하는 트랜지스터(TR)의 게이트 전극(GE)이 배치될 수 있다. 게이트 전극(GE)은 반도체층(SM)의 채널 영역과 중첩되도록 배치될 수 있다.
게이트 전극(GE)을 덮도록 제1 절연층(INS1) 상에 제2 절연층(INS2)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(INS2)은 유기 물질 및/또는 무기 물질을 포함할 수 있다.
제2 절연층(INS2) 상에 트랜지스터(TR)의 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)이 서로 이격되어 배치될 수 있다. 소스 전극(SE)은 제1 절연층(INS1) 및 제2 절연층(INS2)에 정의된 제1 컨택홀(CH1)을 통해 반도체층(SM)의 소스 영역에 연결될 수 있다. 드레인 전극(DE)은 제1 절연층(INS1) 및 제2 절연층(INS2)에 정의된 제2 컨택홀(CH2)을 통해 반도체층(SM)의 드레인 영역에 연결될 수 있다.
트랜지스터(TR)의 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 덮도록 제2 절연층(INS2) 상에 제3 절연층(INS3)이 배치될 수 있다. 제3 절연층(INS3)은 평평한 상면을 제공하는 평탄화막으로 정의될 수 있으며, 유기 물질을 포함할 수 있다.
제3 절연층(INS3) 상에 제1 전극(E1)이 배치될 수 있다. 제1 전극(E1)은 제3 절연층(INS3)에 정의된 제3 컨택홀(CH3)을 통해 트랜지스터(TR)의 드레인 전극(DE)에 연결될 수 있다.
제1 전극(E1) 및 제3 절연층(INS3) 상에 제1 전극(E1)의 소정의 부분을 노출시키는 화소 정의막(PDL)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(PDL)에는 제1 전극(E1)의 소정의 부분을 노출시키기 위한 개구부(PX_OP)가 정의될 수 있다.
개구부(PX_OP) 내에서 제1 전극(E1) 상에 유기 발광층(OEL)이 배치될 수 있다. 유기 발광층(OEL)은 각각 저분자 유기물 또는 고분자 유기물을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 유기 발광층(OEL)은 청색을 갖는 제1 광을 생성할 수 있다.
화소 정의막(PDL) 및 유기 발광층(OEL) 상에 제2 전극(E2)이 배치될 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 발광 소자(OLED)를 덮도록 제2 전극(E2) 상에 배치될 수 있다.
제1 전압이 제1 전극(E1)에 인가되고, 제1 전압보다 낮은 레벨을 갖는 제2 전압이 제2 전극(E2)에 인가될 수 있다. 유기 발광층(OEL)에 주입된 정공과 전자가 결합하여 여기자(exciton)가 형성되고, 여기자가 바닥 상태로 전이하면서 발광 소자(OLED)가 발광될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 화소 영역 및 비화소 영역을 도 1에 도시된 표시 패널에 표시한 표시 패널의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 표시 패널(DP)은 복수 개의 화소 영역들(PA1,PA2,PA3) 및 화소 영역들(PA1,PA2,PA3) 각각의 주변의 비화소 영역(NPA)을 포함할 수 있다. 비화소 영역(NPA)은 화소 영역들(PA1,PA2,PA3) 사이의 영역으로 정의될 수 있다. 도 2에 도시된 화소 영역(PA)은 도 3에 도시된 화소 영역들(PA1,PA2,PA3) 중 어느 하나일 수 있다.
화소 영역들(PA1,PA2,PA3)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 배열될 수 있다. 화소 영역들(PA1,PA2,PA3) 각각은 제1 방향(DR1)으로 단변들을 갖고 제2 방향(DR2)으로 장변들을 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 화소 영역들(PA1,PA2,PA3)은 다양한 형상들을 가질 수 있다.
화소 영역들(PA1,PA2,PA3)은 복수 개의 제1 화소 영역들(PA1), 복수 개의 제2 화소 영역들(PA2), 및 복수 개의 제3 화소 영역들(PA3)을 포함할 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 화소 영역들(PA1,PA2,PA3)은 제1 방향(DR1)으로 순차적으로 배열될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 제1, 제2, 및 제3 화소 영역들이 배치된 표시 패널의 단면도이다.
설명의 편의를 위해, 도 4에는 서로 인접한 제1 화소 영역(PA1), 제2 화소 영역(PA2), 및 제3 화소 영역(PA3)이 배치된 표시 패널(DP)의 단면이 도시되었다.
도 4를 참조하면, 표시 패널(DP)은 복수 개의 화소들(PX)을 포함하는 제1 기판(SUB1), 제1 기판(SUB1) 상에 배치된 제2 기판(SUB2), 및 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 사이에 배치된 접착제(ADL)를 포함할 수 있다. 제2 기판(SUB2)은 제1 기판(SUB1)과 마주보고, 접착제(ADL)에 의해 제1 기판(SUB1)에 합착될 수 있다.
제2 기판(SUB2)은 제2 베이스 기판(BS2), 복수 개의 광 변환층들(LC1,LC2,LT), 복수 개의 컬러 필터들(CF1,CF2,CF3), 블랙 매트릭스(BM), 제4 절연층(INS4), 및 제5 절연층(INS5)을 포함할 수 있다.
제2 베이스 기판(BS2)은 글래스 또는 플라스틱을 포함하는 투명한 절연 기판일 수 있다. 제2 베이스 기판(BS2)은 화소들(PX)을 사이에 두고 제1 베이스 기판(BS1)과 마주볼 수 있다.
광 변환층들(LC1,LC2,LT), 컬러 필터들(CF1,CF2,CF3), 블랙 매트릭스(BM), 제4 절연층(INS4), 및 제5 절연층(INS5)은 제2 베이스 기판(BS2) 아래에 배치될 수 있다. 따라서, 광 변환층들(LC1,LC2,LT), 컬러 필터들(CF1,CF2,CF3), 블랙 매트릭스(BM), 제4 절연층(INS4), 및 제5 절연층(INS5)은 제1 베이스 기판(BS1)과 제2 베이스 기판(BS2) 사이에 배치될 수 있다.
박막 봉지층(TFE) 상에 접착제(ADL)가 배치되고, 접착제(ADL) 상에 제4 절연층(INS4)이 배치될 수 있다. 제4 절연층(INS4)은 무기 물질을 포함할 수 있다.
이하, "화소 영역들(PA1,PA2,PA3)에 중첩하는" 표현 및 "비화소 영역(NPA)에 중첩하는" 표현의 의미는, 평면 상에서 봤을 때, 화소 영역들(PA1,PA2,PA3)에 중첩하는 구성들 및 비화소 영역(NPA)에 중첩하는 구성들을 의미할 수 있다.
광 변환층들(LC1,LC2,LT)은 제4 절연층(INS4) 상에 배치될 수 있다. 광 변환층들(LC1,LC2,LT)은 제1, 제2, 및 제3 화소 영역들(PA1,PA2,PA3)에 각각 중첩할 수 있다. 제4 절연층(INS4) 상에 제5 절연층(INS5)이 배치될 수 있다. 제5 절연층(INS5)은 비화소 영역(NPA)과 중첩하여 광 변환층들(LC1,LC2,LT) 사이에 배치될 수 있다. 제5 절연층(INS5)은 격벽 절연층으로 정의될 수 있다.
광 변환층들(LC1,LC2,LT)은 제1 화소 영역(PA1)에 중첩하는 제1 광 변환층(LC1), 제2 화소 영역(PA2)에 중첩하는 제2 광 변환층(LC2), 및 제3 화소 영역(PA3)에 중첩하는 광 투과층(LT)을 포함할 수 있다. 제1 광 변환층(LC1)은 제1 양자점들(미 도시됨)을 포함하고, 제2 광 변환층(LC2)은 제2 양자점들(미 도시됨)을 포함할 수 있다. 광 투과층(LT)은 광 산란 입자들(미 도시됨)을 포함할 수 있다.
제1 양자점들은 청색 파장 대의 광을 적색 파장 대의 광으로 변환할 수 있다. 제2 양자점들은 청색 파장 대의 광을 녹색 파장 대의 광으로 변환할 수 있다. 제1 및 제2 양자점들은 광을 산란시킬 수 있다. 광 투과층(LT)은 광 변환 동작을 수행하지 않고 광 산란 입자들을 통해 광을 산란시킬 수 있다.
컬러 필터들(CF1,CF2,CF3)은 제1, 제2, 및 제3 화소 영역들(PA1,PA2,PA3)에 중첩하여 광 변환층들(LC1,LC2,LT) 상에 각각 배치될 수 있다. 컬러 필터들(CF1,CF2,CF3)은 제2 베이스 기판(BS2)과 광 변환층들(LC1,LC2,LT) 사이에 배치될 수 있다. 컬러 필터들(CF1,CF2,CF3)은 제1 광 변환층(LC1) 상에 배치된 제1 컬러 필터(CF1), 제2 광 변환층(LC2) 상에 배치된 제2 컬러 필터(CF2), 및 광 투과층(LT) 상에 배치된 제3 컬러 필터(CF3)를 포함할 수 있다.
제1 컬러 필터(CF1)는 적색 컬러 필터를 포함하고, 제2 컬러 필터(CF2)는 녹색 컬러 필터를 포함하고, 제3 컬러 필터(CF3)는 청색 컬러 필터를 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제3 컬러 필터(CF3)는 투명 컬러 필터를 포함할 수 있다. 또한, 광 투과층(LT) 및 제3 컬러 필터(CF3)는 일체로 형성될 수 있다.
블랙 매트릭스(BM)는 비화소 영역(NPA)에 중첩하여 컬러 필터들(CF1,CF2,CF3) 사이에 배치될 수 있다. 따라서, 평면 상에서 봤을 때, 블랙 매트릭스(BM)는 광 변환층들(LC1,LC2,LT) 사이에 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 제5 절연층(INS5) 상에 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 광을 흡수하여 차단시킬 수 있다.
제2 베이스 기판(BS2)은 비화소 영역(NPA)에 중첩하는 제1 부분(PT1) 및 제1 부분(PT1) 주변의 제2 부분(PT2)을 포함할 수 있다. 제1 부분(PT1)의 굴절률은 제2 부분(PT2)의 굴절률과 다를 수 있다. 제1 부분(PT1)은 광의 진행 방향을 가이드 하기 위한 광 가이드 패턴으로 정의될 수 있다. 제1 부분(PT1)은 비화소 영역(NPA)에 중첩하는 제2 베이스 기판(BS2)의 소정의 부분이 레이저에 의해 변형되어 형성될 수 있으며, 이러한 제조 방법은 이하 상세히 설명될 것이다.
제1 부분(PT1)은 제2 베이스 기판(BS2)의 상면과 제2 베이스 기판(BS2)의 하면 사이에 배치될 수 있다. 제1 부분(PT1)은 제2 베이스 기판(BS2)의 상면보다 제2 베이스 기판(BS2)의 하면에 더 인접할 수 있다.
제2 베이스 기판(BS2)의 하면은 제1 기판(SUB1)과 마주보는 제2 베이스 기판(BS2)의 일면이고, 제2 베이스 기판(BS2)의 상면은 제2 베이스 기판(BS2)의 하면의 반대면일 수 있다. 제2 베이스 기판(BS2)의 상면 및 하면은, 실질적으로, 제1 및 제2 방향들(DR1,DR2)에 의해 정의된 평면을 가질 수 있다.
제1 부분(PT1)은 블랙 매트릭스(BM)에 중첩하여 블랙 매트릭스(BM)에 인접할 수 있다. 제1 부분(PT1)의 단면은 꼭지점이 곡선을 갖는 사각형 형상을 가질 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 제1 부분(PT1)의 단면은 꼭지점이 곡선을 갖는 다각형 형상 또는 상하로 길게 연장하는 타원 형상 등 다양한 형상들을 가질 수도 있다.
제2 베이스 기판(BS2)의 평면에 수평한 방향(예를 들어, 제1 방향(DR1) 또는 제2 방향(DR2))을 기준으로, 블랙 매트릭스(BM)는 제1 폭(W1)을 갖고, 제1 부분(PT1)은 제2 폭(W2)을 가질 수 있다. 제2 베이스 기판(BS2)의 평면은 제2 베이스 기판(BS2)의 상면 또는 하면을 가리킬 수 있다.
제2 폭(W2)은 제1 폭(W1)보다 작거나 갖을 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 폭(W2)은 제1 폭(W1)보다 작을 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 제2 폭(W2)은 제1 폭(W1)과 같을 수 있다.
제2 베이스 기판(BS2)의 평면에 수직한 상부 방향을 기준으로, 제2 베이스 기판(BS2)은 제1 두께(TH1)를 가질 수 있다. 제2 베이스 기판(BS2)의 제1 두께(TH1)는, 상부 방향을 기준으로, 제2 베이스 기판(BS2)의 상면과 하면 사이의 거리로 정의될 수 있다.
상부 방향을 기준으로, 제1 부분(PT1)은 제2 두께(TH2)를 가질 수 있다. 제1 부분(PT1)의 제2 두께(TH2)는, 상부 방향을 기준으로, 제1 부분(PT1)의 상면과 하면 사이의 거리로 정의될 수 있다. 제2 두께(TH2)는 제1 두께(TH1)의 1/20보다 크거나 같고, 제1 두께(TH1)의 1/2보다 작거나 같을 수 있다.
제1, 제2, 및 제3 화소 영역들(PA1,PA2,PA3)의 발광 소자들(OLED)은 청색을 갖는 제1 광(LB)을 생성할 수 있다. 제1 화소 영역(PA1)의 발광 소자(OLED)에서 생성된 제1 광(LB)은 제1 광 변환층(LC1)에 제공될 수 있다. 제2 화소 영역(PA2)의 발광 소자(OLED)에서 생성된 제1 광(LB)은 제2 광 변환층(LC2)에 제공될 수 있다. 제3 화소 영역(PA3)의 발광 소자(OLED)에서 생성된 제1 광(LB)은 광 투과층(LT)에 제공될 수 있다.
제1 광 변환층(LC1)의 제1 양자점들은 제1 광(LB)을 제2 광(LR)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 양자점들은 제1 광(LB)의 청색 파장을 적색 파장으로 변환하여 적색 파장을 갖는 제2 광(LR)을 생성할 수 있다. 제2 광(LR)은 제1 컬러 필터(CF1)를 통해 상부 방향으로 출광될 수 있다.
제1 광(LB)의 일부는 제1 양자점들에 접촉되지 않고 제1 광 변환층(LC1)을 투과하여 제1 컬러 필터(CF1)에 제공될 수 있다. 즉, 제1 양자점들에 접촉되지 않아 제2 광(LR)으로 변환되지 않는 제1 광(LB)이 존재할 수 있다. 제1 광 변환층(LC1)에서 변환되지 않은 제1 광(LB)은 제1 컬러 필터(CF1)에서 적색을 갖는 제2 광(LR)으로 변환되어 상부 방향으로 출광될 수 있다.
제2 광 변환층(LC2)의 제2 양자점들은 제1 광(LB)을 제3 광(LG)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제2 광 변환층(LC2)의 제2 양자점들은 제1 광(LB)의 청색 파장을 녹색 파장으로 변환하여 녹색 파장을 갖는 제3 광(LG)을 생성할 수 있다. 제3 광(LG)은 제2 컬러 필터(CF2)를 통해 상부 방향으로 출광될 수 있다.
제1 광(LB)의 일부는 제2 양자점들에 접촉되지 않고 제2 광 변환층(LC2)을 투과하여 제2 컬러 필터(CF2)에 제공될 수 있다. 즉, 제2 양자점들에 접촉되지 않아 제3 광(LG)으로 변환되지 않는 제1 광(LB)이 존재할 수 있다. 제2 광 변환층(LC2)에서 변환되지 않은 제1 광(LB)은 제2 컬러 필터(CF2)에서 녹색을 갖는 제3 광(LG)으로 변환되어 상부 방향으로 출광될 수 있다.
광 투과층(LT)에 제공된 제1 광(LB)은 광 투과층(LT) 및 제3 컬러 필터(CF3)를 통해 상부 방향으로 출광될 수 있다. 따라서, 적색, 녹색, 및 청색 광들이 표시 패널(DP)을 통해 출광되어 영상이 표시될 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 비화소 영역(NPA)에서 불필요한 광을 차단할 수 있다.
제1, 제2, 및 제3 컬러 필터들(CF1,CF2,CF3)은 외부광을 적색, 녹색, 및 청색으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제2 베이스 기판(BS2) 위에서 제2 베이스 기판(BS2)을 향해 제공되는 외부 광은 제1, 제2, 및 제3 컬러 필터들(CF1,CF2,CF3)에서 적색, 녹색, 및 청색으로 각각 변환될 수 있다. 따라서, 외부 광이 표시 패널(DP)로 제공되더라도, 광 변환층들(LC1,LC2,LT)과 동일하게, 제1, 제2, 및 제3 컬러 필터들(CF1,CF2,CF3)에서 적색, 녹색, 및 청색의 광이 표시될 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 제2 기판에서 출광되는 광을 보다 세부적으로 도시한 도면이다.
예시적으로, 제2 광 변환층(LC2)에서 출광되는 제3 광(LG)의 진행 방향이 도시되었으나, 다른 광 변환층들(LC1,LT)에서 출광되는 제1 광(LB) 및 제2 광(LR)도 제3 광(LG)과 유사하게 진행할 수 있을 것이다. 설명의 편의를 위해, 측광(LS)(side light)은 점선 화살표로 도시하였으며, 제1 및 제2 상부광들(LU1,LU2)은 실선 화살표로 도시하였다.
도 5를 참조하면, 제2 광 변환층(LC2)에서 생성된 제3 광(LG)은 다양한 방향으로 진행할 수 있다. 예를 들어, 제3 광(LG) 중 제1 상부광(LU1)은 제2 화소 영역(PA2)에 중첩하는 제2 베이스 기판(BS2)의 상부로 출광될 수 있다.
그러나, 제1 부분(PT1)이 존재하지 않는다면, 제3 광(LG) 중 측광(LS)은 제1 및 제3 화소 영역들(PA1,PA3)에 중첩하는 제2 베이스 기판(BS2)의 영역으로 진행할 수 있다. 이러한 경우, 제2 화소 영역(PA2)을 포함하는 화소의 출광 효율이 떨어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 부분(PT1)의 굴절률과 제2 부분(PT2)의 굴절률은 서로 다를 수 있다. 이러한 경우, 제1 부분(PT1)과 제2 부분(PT2) 사이의 경계면에서 광이 반사될 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 매질들 사이의 경계면에서, 광의 일부가 반사될 수 있다.
제1 부분(PT1)을 향해 진행하는 제3 광(LG)은 제1 부분(PT1)과 제2 부분(PT2) 사이의 경계면에서 반사되어 제2 상부광(LU2)으로서 제2 베이스 기판(BS2)의 상부로 출광될 수 있다. 따라서, 제2 화소 영역(PA2)을 포함하는 화소(PX)의 출광 효율이 향상될 수 있다. 예시적으로, 제2 화소 영역(PA2)을 포함하는 화소(PX)의 출광 효율이 설명되었으나, 다른 화소들(PX)에서도 유사하게 출광 효율이 향상될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(DD)는 광 변환층들(LC1,LC2,LT) 각각에서 생성된 광을 제1 부분(PT1)을 통해 상부로 출광시킴으로써, 화소들(PX) 각각의 출광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
설명의 편의를 위해, 도 6 내지 도 10은 도 4 및 도 5에 대응하는 단면들로 도시하였다. 또한, 화소 영역들(PA1,PA2,PA3) 및 비화소 영역(NPA)이 도 6 내지 도 9에서 기판(SUB)과 함께 도시되었다.
도 6을 참조하면, 베이스 기판(BS), 컬러 필터들(CF1,CF2,CF3), 블랙 매트릭스(BM), 및 광 변환층들(LC1,LC2,LT)을 포함하는 기판(SUB)이 준비될 수 있다. 기판(SUB)은, 실질적으로, 도 4에 도시된 제2 기판(SUB2)에서, 제1 부분(PT1)이 제조 되기 전의 제2 기판(SUB2)으로 정의될 수 있다.
도 4에 도시된 제2 기판(SUB2)과 구분하기 위해 도 6에서, 제2 기판(SUB2)은 기판(SUB)으로 도시하여 설명되었고, 제2 베이스 기판(BS2)은 베이스 기판(BS)으로 도시하여 설명되었다. 또한, 도 7 내지 도 9에서, 제2 기판(SUB2)은 기판(SUB)으로 도시하여 설명될 것이고, 제2 베이스 기판(BS2)은 베이스 기판(BS)으로 도시하여 설명될 것이다.
기판(SUB) 상에 레이저 생성 유닛(LGU)이 배치될 수 있다. 레이저 생성 유닛(LGU)은 펨토초 레이저(femtosecond laser) 또는 자외선 레이저를 생성할 수 있다.
도 7을 참조하면, 레이저 생성 유닛(LGU)에서 생성된 레이저(LAR)가 베이스 기판(BS)에 제공될 수 있다. 레이저(LAR)의 초점(FOS)은 제1 부분(PT1)이 생성되기 위한 베이스 기판(BS)의 일부분에 위치할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 레이저(LAR)의 초점(FOS)이 상하 및 좌우로 이동하여 제1 부분(PT1)이 생성되기 위한 베이스 기판(BS)의 부분에 제공될 수 있다. 그 결과, 도 9에 도시된 바와 같이, 베이스 기판(BS)에 제1 부분(PT1)이 생성될 수 있다. 제2 부분(PT2)은 제1 부분(PT1) 주변의 베이스 기판(BS)의 부분으로 정의될 수 있다. 즉, 제1 부분(PT1)이 생성되지 않는 베이스 기판(BS)의 나머지 부분이 제2 부분(PT2)일 수 있다.
레이저(LAR)에 의해 베이스 기판(BS)의 제1 부분(PT1)의 특성이 베이스 기판(BS)의 나머지 부분인 제2 부분(PT2)의 특성과 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(PT1)의 굴절률이 제2 부분(PT2)의 굴절률과 달라질 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1 부분(PT1)을 포함하는 제2 기판(SUB2)이 제1 기판(SUB1) 상에 배치될 수 있다. 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 사이에 접착제(ADL)가 배치될 수 있다. 접착제(ADL)에 의해 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)이 서로 합착되어 표시 장치(DD)가 제조될 수 있다.
따라서, 제1 부분(PT1)이 형성된 제2 베이스 기판(BS2)을 포함하는 표시 장치(DD)가 제조될 수 있다. 그 결과, 광 변환층들(LC1,LC2,LT) 각각에서 생성된 광이 제1 부분(PT1)을 통해 상부로 출광되어, 화소들(PX) 각각의 출광 효율이 향상될 수 있다.
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
DD: 표시 장치 DP: 표시 패널
PX: 화소 PA: 화소 영역
PA1,PA2,PA3: 제1, 제2, 및 제3 화소 영역
NPA: 비화소 영역 SUB1,SUB2: 제1 및 제2 기판
BS1,BS2: 제1 및 제2 베이스 기판 OLED: 발광 소자
LC1,LC2: 제1 및 제2 광 변환층 LT: 광 투과층
CF1,CF2,CF3: 제1, 제2, 및 제3 컬러 필터
BM: 플랙 매트릭스 PT1,PT2: 제1 및 제2 부분
LB: 제1 광 LR: 제2 광
LG: 제3 광

Claims (19)

  1. 제1 베이스 기판;
    상기 제1 베이스 기판 상에 배치되고, 화소 영역 및 상기 화소 영역 주변의 비화소 영역을 각각 포함하는 복수 개의 화소들;
    상기 화소들을 사이에 두고 상기 제1 베이스 기판과 마주보는 제2 베이스 기판; 및
    상기 제2 베이스 기판 아래에 배치되고, 상기 화소들의 상기 화소 영역들에 중첩하는 복수 개의 광 변환층들을 포함하고,
    상기 제2 베이스 기판은,
    상기 비화소 영역에 중첩하는 제1 부분; 및
    상기 제1 부분 주변의 제2 부분을 포함하고,
    상기 제1 부분의 굴절률은 상기 제2 부분의 굴절률과 다른 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 제2 베이스 기판의 상면과 상기 제2 베이스 기판의 하면 사이에 배치되는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 제2 베이스 기판의 상기 상면보다 상기 제2 베이스 기판의 상기 하면에 더 인접한 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 베이스 기판 아래에 배치되어 상기 비화소 영역에 중첩하는 블랙 매트릭스를 더 포함하고,
    상기 제1 부분은 상기 블랙 매트릭스에 인접한 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광 변환층들 사이에 배치된 격벽 절연층; 및
    상기 광 변환층들과 상기 제2 베이스 기판 사이에 배치된 복수 개의 컬러 필터들을 더 포함하고,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 컬러 필터들 사이에 배치되는 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 베이스 기판의 상면에 수평한 방향을 기준으로, 상기 제1 부분의 폭은 상기 블랙 매트릭스의 폭보다 작거나 같은 표시 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 베이스 기판의 상면에 수직한 상부 방향을 기준으로, 상기 제1 부분의 두께는 상기 제2 베이스 기판의 두께의 1/20보다 크거나 같고 상기 제2 베이스 기판의 상기 두께의 1/2보다 작거나 같은 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소들에서 생성된 광은 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 사이의 경계면에서 반사되는 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소 영역은 제1 광을 생성하는 발광 소자를 포함하는 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광 변환층들은,
    상기 제1 광을 제2 광으로 변환하는 제1 광 변환층;
    상기 제1 광을 제3 광으로 변환하는 제2 광 변환층; 및
    상기 제1 광을 투과시키는 광 투과층을 포함하는 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 광은 청색을 포함하고, 상기 제2 광은 적색을 포함하고, 상기 제3 광은 녹색을 포함하는 표시 장치.
  12. 베이스 기판, 상기 베이스 기판 아래에 배치된 복수 개의 광 변환층들, 및 상기 베이스 기판 아래에 배치되고, 평면 상에서 봤을 때, 상기 광 변환층들 사이에 배치되는 블랙 매트릭스를 포함하는 기판을 준비하는 단계;
    상기 블랙 매트릭스에 중첩하는 상기 베이스 기판의 부분에 레이저를 제공하여, 상기 베이스 기판의 제1 부분을 형성하는 단계; 및
    상기 기판을 복수 개의 화소들을 포함하는 제1 기판에 합착하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 부분의 굴절률은 상기 제1 부분 주변의 상기 베이스 기판의 부분으로 정의되는 제2 부분의 굴절률과 다른 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 베이스 기판의 상면과 상기 베이스 기판의 하면 사이에 배치되고, 상기 베이스 기판의 상기 상면보다 상기 제2 베이스 기판의 상기 하면에 더 인접하고,
    상기 베이스 기판의 상기 하면은 상기 제1 기판과 마주보는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 상면에 수평한 방향을 기준으로, 상기 제1 부분의 폭은 상기 블랙 매트릭스의 폭보다 작거나 같은 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 상면에 수직한 상부 방향을 기준으로, 상기 제1 부분의 두께는 상기 제2 베이스 기판의 두께의 1/20보다 크거나 같고 상기 제2 베이스 기판의 상기 두께의 1/2보다 작거나 같은 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 화소들 각각은,
    화소 영역; 및
    상기 화소 영역 주변의 비화소 영역을 포함하고,
    상기 광 변환층들은 상기 화소들의 상기 화소 영역들에 중첩하고, 상기 블랙 매트릭스는 상기 비화소 영역에 중첩하는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 비화소 영역에 중첩하여 상기 블랙 매트릭스에 인접한 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 화소 영역은 제1 광을 생성하는 발광 소자를 포함하고,
    상기 광 변환층들은,
    상기 제1 광을 제2 광으로 변환하는 제1 광 변환층;
    상기 제1 광을 제3 광으로 변환하는 제2 광 변환층; 및
    상기 제1 광을 투과시키는 광 투과층을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 기판은,
    상기 광 변환층들 사이에 배치된 격벽 절연층; 및
    상기 광 변환층들과 상기 베이스 기판 사이에 배치된 복수 개의 컬러 필터들을 더 포함하고,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 컬러 필터들 사이에 배치되는 표시 장치의 제조 방법.
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