KR20210012101A - 컬러 패널 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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KR20210012101A
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김장일
김종훈
안재헌
홍석준
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

다양한 실시예에 따르면, 컬러 패널은, 복수의 화소 영역들을 구비하는 표시 영역, 및 상기 표시 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 기판; 상기 기판 상에 배치되고, 특정 파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 컬러필터층; 및 상기 컬러필터층 상에 배치되며, 입사광을 특정 파장대역의 광으로 변환하여 출력하는 다수의 양자점들을 포함하는, 색변환층을 포함하고, 상기 색변환층은, 상기 표시 영역과 이격되어, 상기 비표시 영역의 적어도 일부에 배치되는 더미 요소를 포함할 수 있다. 이 밖에 다른 실시예들이 가능하다.

Description

컬러 패널 및 이를 포함하는 표시 장치 {color panel and display apparatus including the same}
본 발명은 컬러 패널 및 이를 포함하는 표시 장치 관한 것이다.
표시 장치는 데이터를 시각적으로 표시하는 장치로서, 다양한 분야에서 다양한 용도로 사용되고 있다.
최근 표시 장치는 그 용도가 다양해지면서 표시 장치의 품질을 향상시키기 위한 제품 설계가 다양하게 시도되고 있다. 특히, 표시 장치의 고해상도화 추세에 따라 표시 장치의 색재현성을 향상시키려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 최근에는, 양자점들을 포함하는 색변환요소를 포함하는 표시장치를 개발함으로써 광 효율 및 색재현율이 개선된 표시 장치를 제공하고 있다.
표시 장치의 표시 영역(display area) 내의 외곽부에 배치되는 색변환요소들은, 산화 또는 열화에 의해 표시 영역에서 얼룩이 보이거나 나아가 신뢰성 불량이 발생할 수 있다.
본 발명은 표시 특성 및 신뢰성이 개선된 컬러 패널 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 한다.
다양한 실시예에 따른 컬러 패널은, 복수의 화소 영역들을 구비하는 표시 영역, 및 상기 표시 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 기판; 상기 기판 상에 배치되고, 특정 파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 컬러필터층; 및 상기 컬러필터층 상에 배치되며, 입사광을 특정 파장대역의 광으로 변환하여 출력하는 다수의 양자점들을 포함하는, 색변환층을 포함하고, 상기 색변환층은, 상기 표시 영역과 이격되어 상기 비표시 영역에 배치되는 더미 요소를 포함할 수 있다.
상기 색변환층은, 제1화소 영역을 커버하는 제1요소, 제2화소 영역을 커버하는 제2요소, 및 제3화소 영역을 커버하는 제3요소를 포함하고, 상기 제3요소는, 상기 표시 영역의 일부 및 상기 비표시 영역의 일부에 일체로 배치되고, 상기 제1요소, 상기 제2요소, 제3요소, 및 상기 더미 요소는 상호 이격 배치될 수 있다.
상기 더미 요소는, 상기 제1요소, 상기 제2요소, 또는 상기 제3요소와 동일 재료로 형성될 수 있다.
상기 복수의 화소 영역들 사이 및 상기 비표시 영역에 대응하여, 상기 기판과 상기 색변환층 사이에 개재되는, 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 컬러필터층은, 제1화소 영역을 커버하는 제1컬러필터; 제2화소 영역을 커버하는 제2컬러필터; 및 제3화소 영역을 커버하는 제3컬러필터를 포함하고, 상기 컬러 패널은, 상기 제1화소 영역과 상기 제2화소 영역 사이에 대응하여 상기 기판과 상기 차광 부재 사이에 개재되는 차광 컬러필터를 더 포함하며, 상기 차광 컬러필터는, 상기 제3컬러필터와 동일 물질로 형성될 수 있다.
상기 제3컬러필터의 일부는 상기 기판과 상기 차광 부재 사이에 위치할 수 있다.
상기 컬러 패널은, 상기 더미 요소와 이격되어, 상기 비표시 영역의 적어도 일부에 배치되는, 더미 컬러필터를 더 포함하고, 상기 더미 요소는 상기 표시 영역과 상기 더미 컬러필터 사이에 위치할 수 있다.
상기 제1요소, 상기 제2요소, 상기 제3요소, 및 상기 더미 요소 각각은, 상기 입사광을 제1파장대역의 광으로 변환하는 다수의 양자점을 포함하는 제1색변환요소; 상기 입사광을 제2파장대역의 광으로 변환하는 다수의 양자점을 포함하는 제2색변환요소; 또는 상기 입사광을 투과하는 광 산란입자들을 포함하는 광투과요소 중 어느 하나에 대응할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 발광요소들을 포함하는, 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치되고, 상기 복수의 발광요소들과 중첩되도록 배치되는 복수의 화소 영역들을 갖는, 컬러 패널을 포함하고, 상기 컬러 패널은, 상기 복수의 화소 영역들을 포함하는 표시 영역, 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 갖는 기판; 상기 비표시 영역에 대응하여 배치되는 차광 부재; 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 투과하는 컬러필터층; 및 상기 컬러필터층 상에 배치되는 색변환층을 포함하고, 상기 색변환층은, 복수의 요소들을 포함하되, 상기 복수의 요소들 중 하나는, 상기 표시 영역으로부터 상기 비표시 영역으로 연장되어 배치될 수 있다..
상기 색변환층은, 입사광을 제1파장 대역의 광으로 변환하는 제1색변환요소; 입사광을 제2파장 대역의 광으로 변환하는 제2색변환요소; 및 광투과요소를 포함할 수 있다.
상기 하나의 요소는, 상기 제1색변환요소, 상기 제2색변환요소, 또는 상기 광투과요소 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 비표시 영역에 위치하는 더미 요소를 더 포함하고, 상기 더미 요소는, 상기 하나의 요소와 상호 이격 배치될 수 있다.
상기 컬러필터층은, 상기 기판과 상기 제1색변환요소 사이에 개재되고, 제1파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 제1컬러필터; 상기 기판과 상기 제2색변환요소 사이에 개재되고, 제2파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 제2컬러필터; 및 상기 기판과 상기 차광 부재 사이에 개재되고, 제3파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 제3컬러필터를 포함할 수 있다.
상기 더미 요소는, 상기 제1색변환요소, 상기 제2색변환요소, 상기 제1컬러필터, 또는 상기 제2컬러필터 중 적어도 하나와 동일 재료로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 표시 장치는, 제1발광요소, 제2발광요소, 제3발광요소를 포함하는, 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치되는, 컬러 패널을 포함하고, 상기 컬러 패널은, 상기 표시 영역 및 상기 표시 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 기판, 상기 기판 상에 배치되고, 특정 파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 컬러필터층, 상기 컬러필터층 상에 배치되고, 입사광을 특정 파장대역의 광으로 변환하여 출력하는 다수의 양자점들을 포함하는, 색변환층을 포함하고, 상기 색변환층은, 제1발광요소와 중첩하는 제1요소, 제2발광요소와 중첩하는 제2요소, 제3발광요소와 중첩하는 제3요소, 및 상기 비표시 영역의 적어도 일부에 배치되는 더미 요소를 포함하고, 상기 제1요소, 상기 제2요소, 상기 제3요소, 및 상기 더미 요소는 상호 이격되어 배치될 수 있다.
상기 색변환층의 상기 제3요소의 일 부분은 상기 비표시 영역을 향해 연장되어 상기 비표시 영역의 일부를 커버할 수 있다.
상기 제1요소, 상기 제2요소, 및 상기 제3요소 중 어느 하나는 입사광을 제1색상의 파장 대역의 빛으로 변환하는 제1양자점들을 포함하고, 상기 제1요소, 상기 제2요소, 및 상기 제3요소 중 다른 하나는 입사광을 제2색상의 파장 대역의 빛으로 변환하는 제2양자점들을 포함하고, 상기 제1요소, 상기 제2요소, 및 상기 제3요소 중 나머지 하나는, 광산란입자들을 포함할 수 있다.
상기 더미 요소는, 상기 제1요소, 상기 제2요소, 또는 상기 제3요소 중 어느 하나와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 컬러필터층은, 상기 제1요소와 중첩하는 제1컬러필터; 상기 제2요소와 중첩하는 제2컬러필터; 및 상기 제3요소와 중첩하는 제3컬러필터를 포함하고, 상기 컬러 패널은, 상기 제1컬러필터와 상기 제2컬러필터 사이에 위치하며, 상기 제3컬러필터와 동일한 물질을 포함하는 물질부분을 더 구비할 수 있다.
상기 더미 요소는, 상기 제1컬러필터, 상기 제2컬러필터, 및 상기 제3컬러필터에서 선택된 하나 또는 두 개의 컬러필터와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 표시 장치는 표시 영역 내에 배치된 색변환요소들에 대한 산화 또는 열화가 최소화되어, 표시 특성 및 신뢰성이 개선된 컬러 패널 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1b는, 도 1a의 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 패널의 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러 패널의 단면도이다.
도 2c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컬러 패널의 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 컬러 패널의 단면도이다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 컬러 패널의 단면도이다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 컬러 패널의 단면도이다.
도 3d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 컬러 패널의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 화소 회로의 등가 회로도이다.
도 6a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 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.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"은 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 그리고, "A 및 B 중 적어도 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우, 또는/및 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우, 및/또는 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우를 나타낸다.
x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1a를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 표시 장치(1000)는, 이미지가 출력될 수 있는 표시 영역(DA) 및 상기 표시 영역(DA) 이외의 영역인 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 예컨대 표시 장치(1000)는 표시 영역(DA)을 통해 방출되는 빛을 이용하여 외부에 이미지를 제공할 수 있다.
표시 영역(DA)은 복수의 화소 영역(PA)들, 예컨대 제1화소 영역(PA1), 제2화소 영역(PA2), 제3화소 영역(PA3))을 포함할 수 있다. 예를 들면 제1화소 영역(PA1), 제2화소 영역(PA2), 제3화소 영역(PA3)은 각각 적색, 녹색, 및 청색의 화소에 대응될 수 있다.
각 화소 영역(PA)들은 표시 영역(DA)에서 규칙적으로 배열될 수 있다. 도 1a는 화소 영역(PA)들이 행과 열을 이루도록 배치된 것을 도시하나, 화소 영역(PA)들의 배열은 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 화소 영역(PA)들은 펜타일 타입으로 배치될 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 형태로 구비될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 비표시 영역(NDA)은, 도 1a에 도시된 바와 같이, 표시 영역(DA)을 전체적으로 둘러싸는 형태로 구비될 수 있다. 다른 실시예에 따르면 비표시 영역(NDA)은 표시 영역의 외곽부를 부분적으로 둘러싸도록 구비될 수도 있다.
도 1a에서는 표시영역(DA)이 사각형인 표시 장치(1000)를 도시하고 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예컨대 표시영역(DA)의 형상은 원형, 타원, 또는 삼각형이나 오각형 등과 같은 다각형일 수 있다. 또한, 도 1a의 표시 장치(1000)는 플렉서블, 폴더블, 롤러블 디스플레이 장치 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 1b는, 도 1a의 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1b를 참조하면, 표시 장치(1000)는, 표시 패널(400) 및 표시 패널(400) 상에 배치되는 컬러 패널(100)을 포함할 수 있다.
표시 패널(400)은 전기적 신호에 기반하여 광을 출력하는 복수의 화소들(예: PX1, PX2, PX3)을 포함할 수 있다. 표시 패널(400)을 통해 방출된 광은 컬러 패널(100)을 향해 조사되며, 컬러 패널(100)을 통과한 광(L1, L2, L3)이 외부로 출력될 수 있다.
표시 패널(400)의 각 화소는, 광을 방출하는 발광요소와 상기 발광요소를 제어하는 화소 회로를 포함할 수 있다. 예컨대 표시 패널(400)은 발광요소로서 유기 발광 다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
이하에서는 다양한 실시예에 따른 표시 장치(1000)를 유기 발광 표시 장치로 예시하여 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 다양한 실시예에 따른 표시 장치(1000)는, 발광요소로서 무기발광다이오드를 구비하는 무기 발광 표시 장치(Inorganic Light Emitting Display 또는 무기 EL 디스플레이 장치)이거나, 발광요소로서 양자점들을 구비하는 양자점 발광 표시 장치(Quantum dot Light Emitting Display)일 수 있다. 예컨대, 표시 패널(400)에 구비된 발광요소의 발광층은, 유기물을 포함하거나, 무기물을 포함하거나, 양자점을 포함하거나, 유기물과 양자점을 포함하거나, 무기물과 양자점을 포함하거나, 유기물과 무기물과 양자점을 적어도 하나 포함할 수도 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 표시 장치(1000)는 백라이트 유닛 및 액정층을 포함하는 액정 표시 장치(LCD)일 수도 있다.
컬러 패널(100)은, 표시 패널의 각 화소들(예: PX1, PX2, PX3)과 중첩하는 영역에 컬러 필터 또는 색변환요소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어 컬러 패널(100)에 입사된 광은, 상기 컬러 필터 또는 색변환요소 중 적어도 하나의 특성에 기반하여 변환되거나 투과되어 외부로 출력될 수 있다. 예컨대 표시 장치(1000)는 각 화소에 중첩된 컬러 패널(100)의 특성에 따라, 화소 별로 상이한 색 특성을 갖는 광(L1, L2, L3)을 외부에 출력할 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 패널의 단면도이다.
예를 들어, 도 2a는 도 1의 표시 장치(1000)를 I-I' 선을 따라 절개한 경우의 컬러 패널을 개략적으로 도시한 단면도일 수 있다.
도 2a를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 컬러 패널(100)은, 기판(110), 컬러필터층(120), 색변환층(140), 및 평탄화층(150)을 포함할 수 있다.
기판(110)은, 상호 이격된 복수의 화소 영역들(예: 제1화소 영역(PA1), 제2화소 영역(PA2), 제3화소 영역(PA3))을 구비하는 표시 영역(DA)과, 화소 영역을 구비하지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
색변환층(140)은, 컬러 패널(100)에 입사되는 광(Li)을 특정 파장대역의 광(L1, L2, L3)으로 변환하는 다수의 양자점들을 포함하는, 색변환요소를 포함할 수 있다.
색변환층(140)은, 제1요소(142), 제2요소(144), 제3요소(146), 및 더미 요소(148)를 포함할 수 있다.
예를 들어 색변환층(140)은, 표시 영역(DA)에서, 제1화소 영역(PA1)을 커버하는 제1요소(142), 제2화소 영역(PA2)을 커버하는 제2요소(144), 그리고 제3화소 영역(PA3)을 커버하는 제3요소(146)를 포함할 수 있다.
제1요소(142)는 입사광(Li)을 제1파장대역의 광(L1)으로 변환하여 출력하는 제1양자점들을 포함하는 제1색변환요소일 수 있다.
제2요소(144)는 입사광(Li)을 제2파장대역의 광(L2)으로 변환하여 출력하는 제2양자점들을 포함하는 제2색변환요소일 수 있다.
상기 제1양자점과 제2양자점은 서로 다른 크기 및 구조를 가질 수 있다. 예를 들어 상기 제1양자점과 제2양자점은, 서로 다른 입자 크기를 가짐에 따라 서로 다른 색 특성을 갖는 광(L1, L2)을 외부에 방출할 수 있다. 예를 들어 제1파장대역의 광(L1)과 제2파장대역의 광(L2)은 각각 입사광(Li)보다 긴 파장 값을 가질 수 있다.
제3요소(160)는 입사광(Li)을 투과하는 광산란입자들을 포함하며, 특정 양자점을 포함하지 않는 광투과요소일 수 있다. 예컨대 제3요소(160)를 통해 출력되는 광의 파장대역은 제3요소(160)를 향해 입사된 광(Li)의 파장대역과 동일할 수 있다.
예를 들어 제1화소 영역(PA1)을 통해 출력되는 광(L1)은 적색광에 대응하는 파장을 가질 수 있고, 제2화소 영역(PA2)을 통해 출력되는 광(L2)은 녹색광에 대응하는 파장을 가질 수 있으며, 제3화소 영역(PA3)을 통해 출력되는 광(L3)은 청색광에 대응하는 파장을 가질 수 있다.
색변환요소(예: 제1색변환요소, 제2색변환요소)는, 양자점들 및 광산란입자들이 분산된 감광성 폴리머를 포함할 수 있다. 양자점들은, 입사광(Li)을 특정 파장대역의 광으로 변환하여 방출할 수 있다. 상기 감광성 폴리머는 광 투과성을 갖는 유기 물질일 수 있다. 광산란입자들은 양자점에 흡수되지 못한 입사광(Li)의 일부를 산란시켜, 보다 많은 양자점들이 여기되도록 함으로써, 색변환요소의 색변환율을 증대시킬 수 있다. 예컨대 광산란입자들은 산화 티타늄(TiO2) 또는 금속 입자를 포함할 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 전술한 나노 결정을 포함하는 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 상기 양자점의 쉘은 상기 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. 상기 쉘은 단층 또는 다중층일 수 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다. 상기 양자점의 쉘의 예로는 금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
예를 들어, 상기 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, CoMn2O4등의 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.
색변환층(140)은, 비표시 영역(NDA)에 위치하는 적어도 하나의 더미 요소(148)를 더 포함할 수 있다. 더미 요소(148)는 표시 영역(DA)과 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 더미 요소(148), 제1요소(142), 제2요소(144), 및 제3요소(146) 각각은, 상호 이격되도록 배치될 수 있다.
더미 요소(148)는 표시 영역(DA)에 구비된 색변환층(140)의 요소들(예: 제1요소(142), 제2요소(144), 제3요소(146)) 중 어느 하나와 동일한 재료로 형성될 수 있다. 예컨대 더미 요소(148)는 제1색변환요소, 제2색변환요소, 또는 광투과요소 중 어느 하나와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
일 예에서, 더미 요소(148)는, 양자점들(예: 제1양자점들 또는 제2양자점들 중 어느 하나) 및 광산란입자들이 분산된 감광성 폴리머를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 더미 요소(148)는, 광산란입자들이 분산된 감광성 폴리머를 포함하되, 양자점을 포함하지 않을 수 있다.
예컨대 더미 요소(148)는, 표시 영역(DA)에서의 화소 영역들의 배열 규칙에 기반하여, 화소 영역을 커버하는 특정 요소(예: 제1요소(142), 제2요소(144), 제3요소(146))와 동일한 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 영역(DA)에서 적색, 녹색, 청색에 대응하는 화소 영역들이 교번적으로 배치되고, 표시 영역(DA)의 끝단부에는 청색에 대응하는 화소 영역이 배치된 경우, 상기 청색에 대응하는 화소 영역과 인접하는 비표시 영역(NDA)의 더미 요소(148)는, 표시 영역(DA)에서 적색에 대응하는 화소 영역을 커버하는 요소와 동일한 재료로 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 컬러 패널(100)은 비표시 영역(NDA)에 배치되는 더미 요소(148)를 구비함에 따라, 화소 영역을 커버하는 색변환층(140)의 각 요소들(예를 들면 더미 요소(148)와 인접한 제3요소(146))의 열화를 방지하고, 표시 영역(DA)에서의 상기 요소들에 기인한 얼룩을 최소화할 수 있다.
본 발명의 비교예로서, 컬러 패널이 도 2a에 도시된 더미 요소(148)를 포함하지 않는 경우, 컬러 패널의 색변환층(140)을 형성하는 단계에서, 표시 영역(DA)의 가장자리에 배치된 요소(예: 도 2a의 제3요소(146))의 프로파일은 상대적으로 표시 영역(DA)의 중심부분에 배치된 요소(예: 도 2a의 제1요소(142) 또는 제2요소(144))의 프로파일과 다른 형태를 가질 수 있다. 이 경우, 색변환층(140) 상에 캡핑층(145)을 형성하는 단계에서 불량이 발생할 수 있으며, 컬러 패널(100)에 구비된 구성 요소들의 열화를 야기할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 컬러 패널(100)은 더미 요소(148)를 구비함으로써 상기와 같은 열화에 의한 신뢰성 문제를 개선할 수 있다.
차광 부재(130)는, 표시 영역(DA)의 각각의 화소 영역들(예: PA1, PA2, PA3) 사이의 영역 및 비표시 영역(NDA) 각각에 대응하여 위치할 수 있다. 상기 차광 부재(130)는 기판(110)과 색변환층(140) 사이에 개재될 수 있다. 차광 부재(130)는 예컨대, 블랙 매트릭스, 블랙 안료, 금속 물질 등을 포함할 수 있다. 선택적 실시예로, 차광 부재(130)는 반사 특성을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
컬러필터층(120)은, 기판(110)과 색변환층(140) 사이에 개재되며, 특정 파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 컬러필터들(122, 124, 126)을 포함할 수 있다. 컬러필터들(122, 124, 126)은, 표시 영역(DA)에 구비된 복수의 화소 영역들(예: PA1, PA2, PA3)에 대응하여 위치할 수 있다. 예컨대 도 2a에 도시된 바와 같이, 복수의 화소 영역들(PA1, PA2, PA3)에 대응하여 위치하는 각각의 컬러필터들(122, 124, 126)은, 차광 부재(130)를 사이에 두고 서로 이격될 수 있다.
컬러필터층(120)은, 제1화소 영역(PA1)을 커버하는 제1컬러필터(122), 제2화소 영역(PA2)을 커버하는 제2컬러필터(124), 및 제3화소 영역(PA3)을 커버하는 제3컬러필터(126)을 포함할 수 있다.
예컨대 제1컬러필터(122)는 제1파장대역의 광을 선택적으로 투과할 수 있고, 제2컬러필터(124)는 제2파장대역의 광을 선택적으로 투과할 수 있으며, 제3컬러필터(126)는 제3파장대역의 광을 선택적으로 투과할 수 있다. 상기 제1파장대역의 광은 적색광에 대응할 수 있고, 상기 제2파장대역의 광은 녹색광에 대응할 수 있으며, 상기 제3파장대역의 광은 청색광에 대응할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 컬러 패널(100)은 차광 컬러필터(226)를 더 포함할 수 있다. 차광 컬러필터(226)는 복수의 화소 영역들 사이에 배치될 수 있다. 예컨대 차광 컬러필터(226)는, 도 2a에 도시된 바와 같이 제1화소 영역(PA1)과 제2화소 영역(PA2) 사이에 배치될 수 있다. 제1컬러필터(122)와 제2컬러필터(124)는, 상기 차광 컬러필터(226) 및 상기 차광 컬러필터(226) 상에 적층된 차광 부재(130)에 의해 이격될 수 있다. 상기 차광 컬러필터(226)는 상기 제1화소 영역(PA1)과 제2화소 영역(PA2) 사이의 영역에서 빛이 방출되지 않도록 보조적인 차광 역할을 할 수 있다. 차광 컬러필터(226)는, 제3컬러필터(126)과 동일한 물질로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 컬러 패널(100)에서, 제1컬러필터(122) 및 제2컬러필터(124)는 일부분이 차광 부재(130) 상에 배치될 수 있다. 또한, 차광 부재(130)는 일부분이 제3컬러필터(126) 상에 배치될 수 있다. 환언하면, 제3컬러필터(126)의 일부분은 기판(110)과 차광 부재(130) 사이에 위치할 수 있다.
캡핑층(145) 및 평탄화층(150)은, 색변환층(140)의 각 요소들을 커버하도록 배치될 수 있다.
캡핑층(145)은 투광성을 갖는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예컨대 캡핑층(145)은 실리콘옥사이드(SiOx), 실리콘나이트라이드(SiNx), 실리콘옥시나이트라이드(SiON)와 같은 물질을 포함할 수 있다.
평탄화층(150)은 색변환층(140)이 배치된 기판(110)의 일 표면을 평탄화할 수 있다. 평탄화층(150)은 입사광(Li)이 색변환층(140)을 향해 조사되도록 투명한 재료로 형성될 수 있다. 예컨대 평탄화층(150)은 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 레지스트 재료 등의 투명 유기 재료로 형성될 수 있다. 상기 평탄화층(150)은 슬릿 코팅법, 스핀 코팅법 등의 습식 공정, 화학 기상 증착법, 진공 증착법 등의 건식 공정 등으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예들는은 전술한 재료 및 형성 방법에 한정되는 것은 아니다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러 패널의 단면도이다. 예컨대 도 2b는 도 1의 표시 장치(1000)를 I-I' 선을 따라 절개한 경우의 컬러 패널의 단면도일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 비표시 영역(NDA)과 인접하는 특정 화소 영역을 커버하는 적어도 하나의 요소는, 비표시 영역(NDA)의 일부를 커버하도록, 표시 영역(DA)에서 비표시 영역(NDA)을 향해 연장될 수 있다.
예컨대 도 2b에 도시된 바와 같이, 제3화소 영역(PA3)을 커버하는 제3요소(146)는 표시 영역(DA)에 위치하는 부분과 비표시 영역(NDA)에 위치하는 부분을 포함할 수 있다. 상기 표시 영역(DA)에 위치하는 제3요소(146)의 부분과 비표시 영역(NDA)에 위치하는 제3요소(146)의 부분은 일체로 구성될 수 있다. 다시 말해, 제3요소(146)는 표시 영역(DA)의 일 영역으로부터 비표시 영역(NDA)에 걸쳐 연장되어 배치될 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이 컬러 패널(100)은 제3요소(146)와 이격되어 비표시 영역(NDA)에 배치되는 더미 요소(148)을 더 포함할 수 있다. 상기 더미 요소(148)의 설명은 도 2a에서의 설명으로 갈음한다.
다른 실시예에 따르면 컬러 패널(100)은, 도 2b에 도시된 것과 달리 더미 요소(148)을 포함하지 않을 수도 있다.
도 2c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컬러 패널의 단면도이다. 예컨대 도 2c는 도 1의 표시 장치(1000)를 I-I' 선을 따라 절개한 경우의 컬러 패널의 단면도일 수 있다.
도 2c를 참조하면, 일 실시예에 따른 컬러 패널(100)은, 더미 컬러필터(120')를 더 포함할 수 있다.
더미 컬러필터(120')는 비표시 영역(NDA)의 일부에, 더미 요소(148)(예: 도 2a의 더미 요소(148))와 이격되어 배치될 수 있다. 다시 말해 더미 요소(148)는 제3요소(146)와 더미 컬러필터(120') 사이에 배치될 수 있다.
더미 컬러필터(120')는 컬러필터층(120)를 구성하는 복수의 컬러필터들(122, 124, 126) (및, 복수의 요소들(142, 144, 146)) 중 적어도 하나와 동일한 재료로 형성될 수 있다.
예를 들면 더미 컬러필터(120')는, 제1컬러필터(122)와 동일한 재료로 형성된 제1더미 컬러필터(122') 및 제2컬러필터(124)와 동일한 재료로 형성된 제2더미 컬러필터(124')가 적층된 이중 레이어 구조일 수 있다.
다른 예를 들면, 더미 컬러필터(120')는 상기 제1더미 컬러필터(122') 또는 상기 제2더미 컬러필터(124') 중 어느 하나로 구성된 단일 레이어 구조일 수도 있다.
컬러 패널(100)은 비표시 영역(NDA)에 배치되는 더미 요소(148)을 포함할 수 있다. 상기 더미 요소(148)에 관한 설명은 도 2a에서의 설명으로 갈음한다.
더미 요소(148)와 더미 컬러필터(120')는 비표시 영역(NDA)에서 표시 영역(DA)와 이격되어 배치될 수 있으나, 배치되는 순서는 도 2c에 도시된 구조에 제한되지 않는다. 예컨대 다른 실시예에 따르면, 더미 컬러필터(120')는 비표시 영역(NDA)에서 제3요소(146)와 더미 요소(148) 사이에 배치될 수 있다. 또는 더미 요소(148)는 더미 컬러필터(120')와 중첩되도록 배치될 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 컬러 패널(100)은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 구조에 한정되지 않으며 다양한 조합의 구조를 가질 수 있다.
예를 들어 컬러 패널(100)은 도 2c에 도시된 컬러 패널(100)에서 더미 요소(148)를 포함하지 않는 구조일 수 있다. 다른 예를 들면 컬러 패널(100)은 도 2a에 도시된 컬러 패널(100)에서 더미 요소(148)와 이격되어 비표시 영역(NDA)에 배치되는 더미 컬러필터(120')를 더 포함하는 구조일 수 있다. 또는 도 2a에 도시된 컬러 패널(100)에서 더미 요소(148) 대신 더미 컬러필터(120')가 배치되는 구조일 수도 있다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 컬러 패널의 단면도이다. 예컨대 도 3a 내지 도 3d는 도 1의 표시 장치(1000)를 II-II' 선을 따라 절개한 경우의 컬러 패널의 단면도일 수 있다.
도 3a를 참조하면, 컬러 패널(100)은, 기판(110), 컬러필터(220), 및 요소(240)를 포함할 수 있다.
기판(110)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 컬러 패널(100)은 기판(110)과 컬러필터(220) 사이에 개재되고, 비표시 영역(NDA)에 대응하여 배치되는 차광 부재(130)를 포함할 수 있다. 또한, 기판(110)과 차광 부재(130) 사이에 개재되며, 일 영역에서 보조적으로 차광 역할을 하는 차광 컬러필터(226)를 더 포함할 수 있다. 차광 컬러필터(226)는, 예컨대 제3파장대역의 광을 선택적으로 투과할 수 있는 재료로 형성될 수 있으며, 표시 영역(DA)에 포함된 적어도 일부 화소 영역을 커버할 수 있다. 예를 들면 상기 차광 컬러필터(226)에 의해 커버되는 상기 일부 화소 영역은 청색광을 방출하는 화소 영역에 대응할 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 컬러필터(220)는, 비표시 영역(NDA)의 일부를 커버하도록, 표시 영역(DA)에서 비표시 영역(NDA)을 향해 연장될 수 있다. 예를 들어 컬러필터(220)는 표시 영역(DA)에 위치하는 부분과 비표시 영역(NDA)에 위치하는 부분을 각각 포함할 수 있으며, 상기 표시 영역(DA)에 위치하는 부분과 비표시 영역(NDA)에 위치하는 부분은 일체로 구성될 수 있다. 컬러필터(220)는 제1파장대역의 광을 선택적으로 투과할 수 있는 제1컬러필터(예: 도 2a의 제1컬러필터(122)) 또는 제2파장대역의 광을 선택적으로 투과할 수 있는 제2컬러필터(예: 도 2a의 제2컬러필터(124)) 중 어느 하나와 동일한 물질일 수 있다.
컬러필터(220)는 표시 영역(DA)에서 일부 화소 영역을 커버할 수 있다. 예컨대 컬러필터(220)에 의해 커버되는 상기 일부 화소 영역은 적색광 또는 녹색광을 방출하는 화소 영역에 대응할 수 있다.
요소(240)는 컬러필터(220)와 평탄화층(150) 사이에 개재될 수 있다. 요소(240)는 표시 영역(DA)에 위치하는 제1부분(240a)을 포함할 수 있다. 또한, 제1부분(240a)와 일체이고, 비표시 영역(NDA)에 위치하는 제2부분(240b)를 포함할 수 있다. 요소(240)는 컬러필터(220)가 형성된 영역 중 적어도 일부에 대응하여 컬러필터(220) 상에 배치될 수 있다.
요소(240)는, 입사광을 제1파장대역의 광으로 변환하여 방출하는 제1색변환요소 또는 입사광을 제2파장대역의 광으로 변환하여 방출하는 제2색변환요소와 동일 물질로 형성될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 컬러 패널(100)은, 차광 부재(130)와 평탄화층(150) 사이에 개재되는 더미 요소(240')를 더 포함할 수 있다.
더미 요소(240')는 비표시 영역(NDA)에 위치하며, 요소(240)와 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어 더미 요소(240')는 요소(240)와 5 um 내지 15 um 만큼 이격 배치될 수 있다.
더미 요소(240')는 요소(240)와 동일 재료로 형성될 수 있다. 예컨대 더미 요소(240')는 표시 영역(DA) 상의 제1색변환요소 또는 제2색변환요소와 동일 재료로 형성될 수 있다.
도 3c를 참조하면, 더미 요소(240')는 비표시 영역(NDA)으로 연장된 컬러필터(220)와 평탄화층(150) 사이에 개재될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 더미 요소(240')는, 도 3b에 도시된 바와 같이 컬러필터(220)가 형성되지 않은 비표시 영역(NDA)의 일부에 배치되거나, 도 3c에 도시된 바와 같이 컬러필터(220)가 형성된 비표시 영역(NDA)의 일부에 배치될 수 있다.
도 3d를 참조하면, 컬러 패널(100)은 차광 부재(130)와 평탄화층(150) 사이에 개재되는 더미 컬러필터(220')를 더 포함할 수 있다.
더미 컬러필터(220')는 비표시 영역(NDA)에서 차광 부재(130)와 평탄화층(150) 사이에 개재될 수 있다. 더미 컬러필터(220')는 요소(240) 및 더미 요소(240')와 각각 이격 배치될 수 있다. 도 3d에 도시된 바와 같이 더미 요소(240')는 요소(240) 와 더미 컬러필터(220') 사이에 배치될 수 있다.
다른 실시예에서 더미 컬러필터(220')는, 도 3c에 도시된 컬러 패널(100)에서 컬러필터(220)와 평탄화층(150) 사이에 더 구비될 수 있다. 예컨대 더미 컬러필터(220')는 더미 요소(240')와 이격되어 배치될 수 있다. 상기 더미 요소(240')는 요소(240)와 더미 컬러필터(220') 사이에 배치될 수 있다.
더미 컬러필터(220')는 제1파장대역의 광을 선택적으로 투과시키는 제1컬러필터 또는 제2파장대역의 광을 선택적으로 투과시키는 제2컬러필터 중 적어도 하나에 의해 형성될 수 있다. 예컨대 더미 컬러필터(220')는 제1컬러필터 또는 제2컬러필터 중 어느 하나와 동일 재료로 형성된 단일 레이어 구조이거나, 제1컬러필터 및 제2컬러필터와 동일 재료로 적층 형성된 이중 레이어 구조일 수 있다. 예컨대 더미 컬러필터(220')는 컬러필터(220)와 동일 재료로 형성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)의 단면도이다. 도 4는 도 1의 표시 장치(1000)를 II-II' 선을 따라 절개한 경우의 단면도일 수 있다.
도 4를 참조하면, 표시 장치(1000)는 표시 패널(400)과 상기 표시 패널(400) 상에 배치되는 컬러 패널(100)을 포함할 수 있다.
표시 패널(400)은 하부 기판(410) 및 하부 기판(410) 상에 배치되는 복수의 화소들을 포함할 수 있다. 각각의 화소들은 박막트랜지스터를 포함하는 화소 회로(PC), 상기 화소 회로(PC)와 전기적으로 연결되는 발광요소(예: OLED)들을 포함할 수 있다.
하부 기판(410)은 글래스 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 고분자 수지는 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelene n napthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP) 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 고분자 수지를 포함하는 기판(410)은 플렉서블, 롤러블 또는 벤더블 특성을 가질 수 있다. 기판(410)은 전술한 고분자 수지를 포함하는 층 및 무기층을 포함하는 다층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어 기판(410)은 제1고분자 수지층 및 제2고분자 수지층을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 제1고분자 수지층 및 제2고분자 수지층 사이에는 무기층이 개재될 수 있다.
반도체층(A)은 비정질 실리콘(amorphous silicon)을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 반도체층(A)은 인듐(In), 갈륨(Ga) 스태늄(Sn), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 하프늄(Hf) 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge) 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 및/또는 아연(Zn)을 포함하는 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체층(A)은 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide)와 같은 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
게이트전극(G)은 게이트절연층(113)을 사이에 두고 반도체층(A) 상에 배치된다. 게이트전극(G)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하며 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 게이트전극(G)은 Mo의 단층일 수 있다.
게이트절연층(413)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2) 등을 포함할 수 있다.
소스전극(S) 및/또는 드레인전극(D)은 층간절연층(415)을 사이에 두고 게이트전극(G) 상에 배치될 수 있다. 소스전극(S) 및/또는 드레인전극(D)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하며 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 소스전극(S) 및/또는 드레인전극(D)은 Ti/Al/Ti의 다층 구조로 이루어질 수 있다.
하부 평탄화층(417)은 소스전극(S) 및/또는 드레인전극(D) 상면을 덮으며, 화소전극(440)이 평탄하게 형성될 수 있도록 평탄한 상면을 가질 수 있다. 하부 평탄화층(417)은 유기 물질로 이루어진 막이 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 하부 평탄화층(417)은 BCB(Benzocyclobutene), 폴리이미드(polyimide), HMDSO(Hexamethyldisiloxane), Polymethylmethacrylate(PMMA)나, Polystylene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 평탄화층(117417)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 하부 평탄화층(417)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등을 포함할 수 있다. 하부 평탄화층(417)이 무기 물질로 구비되는 경우, 경우에 따라서 화학적 평탄화 폴리싱을 진행할 수 있다. 한편, 하부 평탄화층(417)은 유기물질 및 무기물질을 모두 포함할 수도 있다.
화소전극(440)은 (반)투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 일부 실시예에서, 화소전극(440)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐아연산화물(IZO; indium zinc oxide), 아연산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄아연산화물(AZO; aluminum zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 일부 실시예에서, 화소전극(440)은 ITO/Ag/ITO로 적층된 구조로 구비될 수 있다.
하부 평탄화층(417) 상에는 화소정의막(430)이 배치될 수 있다. 화소정의막(430)은 화소전극(440)의 중앙부가 노출되도록 하는 개구를 가짐으로써 각 화소의 발광영역을 정의하는 역할을 할 수 있다. 또한, 화소정의막(430)은 화소전극(440)의 가장자리와 화소전극(440) 상부의 대향전극(460)의 사이의 거리를 증가시킴으로써 화소전극(440)의 가장자리에서 아크 등이 발생하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 화소정의막(430)은 폴리이미드, 폴리아마이드(Polyamide), 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐, HMDSO(hexamethyldisiloxane) 및 페놀 수지 등과 같은 유기 절연 물질로, 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다.
유기발광다이오드(OLED)의 중간층(450)은 유기발광층을 포함할 수 있다. 유기발광층은 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 빛을 방출하는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기물을 포함할 수 있다. 유기발광층은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있으며, 유기발광층의 아래 및 위에는, 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 기능층이 선택적으로 더 배치될 수 있다. 중간층(450)은 복수의 화소전극(440) 각각에 대응하여 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 중간층(450)은 복수의 화소전극(440)에 걸쳐서 일체인 층을 포함할 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
대향전극(460)은 투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 일부 실시예에서, 대향전극(460)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 포함하는 일함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 또한, 금속 박막 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 TCO(transparent conductive oxide)막이 더 배치될 수 있다. 대향전극(460)은 표시영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)에 걸쳐 배치될 수 있으며, 중간층(450)과 화소정의막(430)의 상부에 배치될 수 있다. 대향전극(460)은 복수의 발광요소(OLED)들에 있어서 일체(一體)로 형성될 수 있다.
박막봉지층(470)은 발광요소(OLED)들을 밀봉하는 밀봉부재로서, 적어도 하나의 무기봉지층과 적어도 하나의 유기봉지층을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 무기봉지층은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 타탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드, 아연옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 하나 이상의 무기 절연물을 포함할 수 있다. 유기봉지층은 폴리머(polymer)계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리아릴레이트, 헥사메틸디실록산, 아크릴계 수지(예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴산 등) 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
컬러 패널(100)은 표시 패널(400) 상에 배치되고, 복수의 발광요소(OLED)들 각각과 중첩되는 복수의 화소 영역들을 가질 수 있다. 예컨대 표시 장치(1000)는 표시 패널(400)의 각 화소들로부터 방출된 광이 컬러 패널(100)에 입사되고, 입사된 광이 컬러 패널(100)에서 파장대역이 변환되거나, 특정 파장대역만이 투과되거나, 또는 산란되어 컬러 패널(100)의 상부의 화소 영역을 향해 외부로 출력될 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 패널(400)을 통해 입사되는 광은 청색광에 대응할 수 있다.
도 4에서의 컬러 패널(100)은 도 2a 내지 도 3d에서 전술한 다양한 구조 중 어느 하나와 동일할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 컬러 패널(100)은 컬러필터들(122, 124, 126)이 배치되는 컬러필터층과 상기 표시 패널(400) 사이에 개재되고, 컬러 패널(100)에 입사되는 광을 특정 파장대역의 광으로 변환하여 출력하는 제1색변환요소(예: 제1요소(142)) 및 상기 제1색변환요소와 이격된 제2색변환요소(예: 제2요소(144))를 포함하는, 색변환층을 가질 수 있다.
컬러 패널(100)은, 컬러필터층과 표시 패널(400) 사이에 개재되고, 표시 영역(DA)의 일부와 비표시 영역(NDA)의 일부를 일체로 커버하는 요소(예: 제3요소(146))를 포함할 수 있다. 상기 요소는 표시 영역(DA)의 끝단부에 위치하는 화소 영역을 커버하면서 비표시 영역(NDA)의 일부 영역까지 연장될 수 있다. 요소(예: 제3요소(146))는, 표시 영역(DA)에 위치하는 제1색변환요소(예: 제1요소(142)) 또는 제2색변환요소(예: 제2요소(144))와 동일한 재료로 형성되거나, 또는 표시 영역(DA)에 위치하며 입사되는 광을 파장대역의 변환 없이 투과시키는 광투과요소와 동일 재료로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)에 포함되는 화소 회로의 등가 회로도이다.
화소회로(PC)는 구동 박막트랜지스터(T1), 스위칭 박막트랜지스터(T2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포할 수 있다. 스위칭 박막트랜지스터(T2)는 스캔라인(SL) 및 데이터선(DL)에 연결되며, 스캔라인(SL)을 통해 입력되는 스캔 신호(Sn)에 따라 데이터선(DL)을 통해 입력된 데이터 신호(Dm)를 구동 박막트랜지스터(T1)로 전달한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(T2) 및 구동전압선(PL)에 연결되며, 스위칭 박막트랜지스터(T2)로부터 전달받은 전압과 구동전압선(PL)에 공급되는 제1전원전압(ELVDD, 또는 구동전압)의 차이에 해당하는 전압을 저장한다.
구동 박막트랜지스터(T1)는 구동전압선(PL)과 스토리지 커패시터(Cst)에 연결되며, 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압 값에 대응하여 구동전압선(PL)으로부터 유기발광다이오드(OLED)를 흐르는 구동 전류를 제어할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 구동 전류에 의해 소정의 휘도를 갖는 빛을 방출할 수 있다.
도 5에서는 화소회로(PC)가 2개의 박막트랜지스터 및 1개의 스토리지 커패시터를 포함하는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도 8에 도시된 바와 같이, 화소회로(PC)는 7개의 박막트랜지스터 및 1개의 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 표시 장치(1000)의 단면도이다. 도 6a 및 6b는 도 1의 표시 장치(1000)를 I-I' 선을 따라 절개한 경우의 단면도일 수 있다.
도 6a는, 도 2a에 도시된 컬러 패널(100)을 구비하는 표시 장치(1000)에 관한 단면도이고, 도 6b는 도 2b에 도시된 컬러 패널(100)을 구비하는 표시 장치(1000)에 관한 단면도이다. 이하 중복되는 설명은 도 2a 및 도 2b를 참조한다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 표시 패널(400)은 복수의 발광요소(OLED)들을 포함하고, 상기 발광요소(OLED)들은 각각 컬러 패널(100)의 복수의 화소 영역들에 중첩되도록 배치될 수 있다.
전술한 구조를 포함하는 표시 장치(1000)는, 도 7a에 도시된 바와 같이 텔레비전(1A)일 수 있으며, 도 7b에 도시된 바와 같이 노트북 또는 접을 수 있는 태블릿 PC(1B)일 수 있으며, 도 7c에 도시된 바와 같이 모바일폰과 같은 휴대용 표시기(1C)일 수 있다. 또는, 표시 장치는 인공지능 스피커에 구비된 표시부분에 적용되는 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 구조는 소정의 이미지를 제공할 수 있는 전자 장치라면 그 제한을 두지 않는다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.
1000: 표시 장치
100: 컬러 패널
400: 표시 패널
110: 기판
120: 컬러필터층
130: 차광 부재
140: 색변환층

Claims (20)

  1. 복수의 화소 영역들을 구비하는 표시 영역, 및 상기 표시 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 배치되고, 특정 파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 컬러필터층; 및
    상기 컬러필터층 상에 배치되며, 입사광을 특정 파장대역의 광으로 변환하여 출력하는 다수의 양자점들을 포함하는, 색변환층을 포함하고,
    상기 색변환층은,
    상기 표시 영역과 이격되어 상기 비표시 영역에 배치되는 더미 요소를 포함하는, 컬러 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 색변환층은,
    제1화소 영역을 커버하는 제1요소,
    제2화소 영역을 커버하는 제2요소, 및
    제3화소 영역을 커버하는 제3요소를 포함하고,
    상기 제3요소는,
    상기 표시 영역에 위치하는 제1부분 및 상기 제1부분과 일체이고 상기 비표시 영역에 위치하는 제2부분을 포함하며,
    상기 제1요소, 상기 제2요소, 제3요소, 및 상기 더미 요소는 상호 이격 배치되는, 컬러 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 더미 요소는, 상기 제1요소, 상기 제2요소, 또는 상기 제3요소와 동일 재료로 형성된, 컬러 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 화소 영역들 사이의 영역 및 상기 비표시 영역에 대응하여, 상기 기판과 상기 색변환층 사이에 개재되는, 차광 부재를 더 포함하는, 컬러 패널.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 컬러필터층은,
    제1화소 영역을 커버하는 제1컬러필터;
    제2화소 영역을 커버하는 제2컬러필터; 및
    제3화소 영역을 커버하는 제3컬러필터를 포함하고,
    상기 컬러 패널은,
    상기 제1화소 영역과 상기 제2화소 영역 사이에 대응하여 상기 기판과 상기 차광 부재 사이에 개재되는 차광 컬러필터를 더 포함하며,
    상기 차광 컬러필터는, 상기 제3컬러필터와 동일 물질로 형성된, 컬러 패널.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제3컬러필터의 일부는 상기 기판과 상기 차광 부재 사이에 위치하는, 컬러 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 요소와 이격되어, 상기 비표시 영역의 적어도 일부에 배치되는, 더미 컬러필터를 더 포함하고,
    상기 더미 요소는 상기 표시 영역과 상기 더미 컬러필터 사이에 위치하는, 컬러 패널.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1요소, 상기 제2요소, 상기 제3요소, 및 상기 더미 요소 각각은,
    상기 입사광을 제1파장대역의 광으로 변환하는 다수의 양자점을 포함하는 제1색변환요소;
    상기 입사광을 제2파장대역의 광으로 변환하는 다수의 양자점을 포함하는 제2색변환요소; 또는
    상기 입사광을 투과하는 광 산란입자들을 포함하는 광투과요소 중 어느 하나에 대응하는, 컬러 패널.
  9. 복수의 발광요소들을 포함하는, 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되고, 상기 복수의 발광요소들과 중첩되도록 배치되는 복수의 화소 영역들을 갖는, 컬러 패널을 포함하고,
    상기 컬러 패널은,
    상기 복수의 화소 영역들을 포함하는 표시 영역, 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 갖는 기판;
    상기 비표시 영역에 대응하여 배치되는 차광 부재;
    특정 파장 대역의 광을 선택적으로 투과하는 컬러필터층; 및
    상기 컬러필터층 상에 배치되는 색변환층을 포함하고,
    상기 색변환층은, 복수의 요소들을 포함하되,
    상기 복수의 요소들 중 하나는, 상기 표시 영역에 위치하는 제1부분 및 상기 제1부분과 일체이고 상기 비표시 영역에 위치하는 제2부분을 포함하는, 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 색변환층은,
    입사광을 제1파장 대역의 광으로 변환하는 제1색변환요소;
    입사광을 제2파장 대역의 광으로 변환하는 제2색변환요소; 및
    광투과요소를 포함하는, 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 하나의 요소는, 상기 제1색변환요소, 상기 제2색변환요소, 또는 상기 광투과요소 중 어느 하나를 포함하는, 표시 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 비표시 영역에 위치하는 더미 요소를 더 포함하고,
    상기 더미 요소는, 상기 하나의 요소와 상호 이격 배치된, 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 컬러필터층은,
    상기 기판과 상기 제1색변환요소 사이에 개재되고, 제1파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 제1컬러필터;
    상기 기판과 상기 제2색변환요소 사이에 개재되고, 제2파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 제2컬러필터; 및
    상기 기판과 상기 차광 부재 사이에 개재되고, 제3파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 제3컬러필터를 포함하는, 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 더미 요소는, 상기 제1색변환요소, 상기 제2색변환요소, 상기 제1컬러필터, 또는 상기 제2컬러필터 중 적어도 하나와 동일 재료로 형성된, 표시 장치.
  15. 제1발광요소, 제2발광요소, 제3발광요소를 포함하는, 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되는, 컬러 패널을 포함하고,
    상기 컬러 패널은,
    표시 영역 및 상기 표시 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 기판,
    상기 기판 상에 배치되고, 특정 파장대역의 광을 선택적으로 투과하는 컬러필터층,
    상기 컬러필터층 상에 배치되고, 입사광을 특정 파장대역의 광으로 변환하여 출력하는 다수의 양자점들을 포함하는, 색변환층을 포함하고,
    상기 색변환층은,
    제1발광요소와 중첩하는 제1요소,
    제2발광요소와 중첩하는 제2요소,
    제3발광요소와 중첩하는 제3요소, 및
    상기 비표시 영역의 적어도 일부에 배치되는 더미 요소를 포함하고,
    상기 제1요소, 상기 제2요소, 상기 제3요소, 및 상기 더미 요소는 상호 이격되어 배치되는, 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 색변환층의 상기 제3요소의 일 부분은 상기 비표시 영역을 향해 연장되어 상기 비표시 영역의 일부를 커버하는, 표시 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1요소, 상기 제2요소, 및 상기 제3요소 중 어느 하나는 입사광을 제1색상의 파장 대역의 빛으로 변환하는 제1양자점들을 포함하고,
    상기 제1요소, 상기 제2요소, 및 상기 제3요소 중 다른 하나는 입사광을 제2색상의 파장 대역의 빛으로 변환하는 제2양자점들을 포함하고,
    상기 제1요소, 상기 제2요소, 및 상기 제3요소 중 나머지 하나는, 광산란입자들을 포함하는, 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 더미 요소는,
    상기 제1요소, 상기 제2요소, 또는 상기 제3요소 중 어느 하나와 동일한 물질을 포함하는, 표시 장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 컬러필터층은,
    상기 제1요소와 중첩하는 제1컬러필터;
    상기 제2요소와 중첩하는 제2컬러필터; 및
    상기 제3요소와 중첩하는 제3컬러필터를 포함하고,
    상기 컬러 패널은,
    상기 제1컬러필터와 상기 제2컬러필터 사이에 위치하며, 상기 제3컬러필터와 동일한 물질을 포함하는 물질부분을 더 구비하는, 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 더미 요소는,
    상기 제1컬러필터, 상기 제2컬러필터, 및 상기 제3컬러필터에서 선택된 하나 또는 두 개의 컬러필터와 동일한 물질을 포함하는, 표시 장치.
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