KR20210031997A - 광 커플링 및 변환층을 갖는 발광 다이오드 - Google Patents

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Abstract

마이크로 발광 다이오드 기반 디스플레이를 위한 발광 서브 픽셀 및 픽셀이 제공된다. 또한 개별 서브 픽셀, 픽셀 및 픽셀 어레이를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 서브 픽셀은 발광 다이오드 위에 배치되는 커플링층 및 상기 커플링층 위에 배치되는 발광층을 포함하는 이중-층 필름을 포함한다.

Description

광 커플링 및 변환층을 갖는 발광 다이오드
본 출원서는 2018년 8월 9일에 출원된 미국 가출원 특허번호 62/716,881호에 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
색 변환 디스플레이 장치에서의 픽셀은 발광 다이오드와 같은 여기 원(excitation source) 위에 색 변환층을 포함한다. 상기 색 변환층은 일반적으로 여기 원으로부터의 광을 다른 색으로 변환할 수 있는 형광체를 포함한다. 예를 들어, 청색 여기 원으로부터의 광은 적절한 형광체를 사용하여 적색광 또는 녹색광으로 변환되어, 적색, 녹색 및 청색(RGB) 서브-픽셀을 기반으로 하는 풀 컬러 디스플레이를 제공할 수 있다. 그러나, 색 변환 장치의 제조는 몇가지 제조 문제로 인해 방해를 받고 있다. 예를 들어, 색 변환층에서의 양자점과 같은 열에 민감한 형광체는 여기 원에 의해 생성된 열에 노출되어, 이들의 유용한 수명을 단축한다. 또한, 많은 컬러 디스플레이 장치 제조 공정에서는 픽셀 또는 서브 픽셀을 별도로 제조한 다음 디스플레이로 융합되어야 한다. 많은 경우에서, 이는 이들의 방출 특성에 의해 픽셀 또는 서브 픽셀을 분류하고 그룹화하는 비닝 단계(binning step)를 추가로 포함하여, 제조 공정을 비효율적으로 만든다.
발광 다이오드 기반 디스플레이를 위한 발광 픽셀이 제공된다. 또한 개별 픽셀 및 픽셀의 어레이를 제조하는 방법도 제공된다.
픽셀의 일 실시 형태는 기판; 상기 기판 상의 적색 서브 픽셀; 상기 기판 상의 녹색 서브 픽셀; 및 상기 기판 상의 청색 서브 픽셀을 포함한다. 상기 적색 서브 픽셀은: 제1 발광 다이오드; 상기 제1 발광 다이오드 위에 배치되는 제1 커플링층; 및 상기 제1 커플링층 위에 배치되는 중합체 매트릭스에 배치되는 적색 방출 양자점 및 산란 입자를 포함하는 적색 발광층을 포함한다. 상기 녹색 서브 픽셀은 제2 발광 다이오드; 상기 제2 발광 다이오드 위에 배치되는 제2 커플링층; 및 상기 제2 커플링층 위에 배치된 중합체 매트릭스에 배치되는 녹색 방출 양자점 및 산란 입자를 포함하는 녹색 발광층을 포함한다. 상기 청색 서브 픽셀은 제3 발광 다이오드를 포함한다.
상기 픽셀의 일부 실시 형태들에서, 상기 커플링층은 중합체 매트릭스에 배치되는 산란 입자를 포함한다. 이들 실시 형태들에서, 상기 커플링층은 광 산란층으로 지칭될 수 있다. 다른 실시 형태들에서, 상기 커플링층은 상기 커플링층이 존재하지 않는 경우 LED/발광층 계면에서 발생할 수 있는 광의 내부 반사에 대해 LED로부터의 광의 내부 반사를 감소시키는 곡선형 계면을 제공함으로써 발광 다이오드와 발광층 사이의 광 커플링을 향상시키는 돔형 특징부이다. 상기 커플링층의 일부 실시 형태들은 돔형이고 중합체 매트릭스에 배치되는 산란 입자를 포함한다.
제1 발광 다이오드, 제2 발광 다이오드 및 제3 발광 다이오드를 갖는 기판 상에 픽셀을 형성하는 방법의 일 실시 형태는: 상기 제1 발광 다이오드 위에 제1 서브 픽셀 한정 특징부(confinement feature)를 형성시키는 단계; 상기 제1 발광 다이오드 위의 상기 제1 서브 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 경화성 유기 단량체를 포함하는 제1 필름 형성 잉크 조성물을 증착시키는 단계; 상기 제1 필름 형성 잉크 조성물을 경화시켜 제1 커플링층을 형성시키는 단계; 적색 방출 양자점, 산란 입자 및 경화성 유기 단량체를 포함하는 제1 양자점 함유 잉크 조성물을 상기 제1 서브 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키는 단계; 상기 제1 양자점 함유 잉크 조성물을 경화시켜 중합체 매트릭스에 배치되는 적색 방출 양자점 및 산란 입자를 포함하는 적색 발광층을 형성시키는 단계; 상기 제2 발광 다이오드 위에 제2 서브 픽셀 한정 특징부를 형성시키는 단계; 경화성 유기 단량체를 포함하는 제2 필름 형성 잉크 조성물을 상기 제2 발광 다이오드 위의 상기 제2 서브 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키는 단계; 상기 제2 필름 형성 잉크 조성물을 경화시켜 제2 커플링층을 형성시키는 단계; 녹색 방출 양자점, 산란 입자 및 경화성 유기 단량체를 포함하는 제2 양자점 함유 잉크 조성물을 상기 제2 서브 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키는 단계; 및 상기 제2 양자점 함유 잉크 조성물을 경화시켜 중합체 매트릭스에 배치되는 녹색 방출 양자점 및 산란 입자를 포함하는 녹색 발광층을 형성시키는 단계를 포함한다. 상기 커플링층에 산란 입자를 포함하는 디스플레이의 실시 형태들에서, 상기 필름 형성 잉크는 경화성 유기 단량체에 추가하여 산란 입자를 포함할 것이다. 상기 서브 픽셀 한정 특징부는 전술한 방법으로 동시에 또는 순차적으로 형성될 수 있다.
디스플레이를 형성하는 방법의 일 실시 형태는: 반도체 기판 상에 복수의 픽셀을 형성시키는 단계 - 각각의 픽셀은 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀을 포함함 -; 상기 기판을 조각으로 다이싱(dicing)하는 단계 - 각각의 조각은 하나 이상의 픽셀을 포함하지만 모든 픽셀을 포함하지는 않음 -; 및 하나 이상의 조각을 디스플레이 기판으로 이송하는 단계를 포함한다. 상기 픽셀은: 상기 반도체 기판 상에 제1 발광 다이오드, 제2 발광 다이오드 및 제3 발광 다이오드를 형성시키는 단계; 상기 제1 발광 다이오드 위에 제1 서브 픽셀 한정 특징부를 형성시키는 단계; 상기 제2 발광 다이오드 위에 제2 서브 픽셀 한정 특징부를 형성시키는 단계; 선택적으로, 상기 제3 발광 다이오드 위에 제3 서브 픽셀 한정 특징부를 형성시키는 단계; 적색 방출 양자점을 포함하는 잉크 조성물을 상기 제1 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키고 상기 잉크 조성물을 고체 필름으로 건조시킴으로써 상기 제1 픽셀 한정 특징부에서의 제1 발광 다이오드 위에 적색 발광층을 형성시켜 적색 서브 픽셀을 제공하는 단계; 녹색 방출 양자점을 포함하는 잉크 조성물을 상기 제2 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키고 상기 잉크 조성물을 고체 필름으로 건조시킴으로써 상기 제2 픽셀 한정 특징부에서의 제2 발광 다이오드 위에 녹색 발광층을 형성시켜 녹색 서브 픽셀을 제공하는 단계; 및 선택적으로, 청색 방출 양자점을 포함하는 잉크 조성물을 상기 청색 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키고 상기 잉크 조성물을 고체 필름으로 건조시킴으로써 상기 제3 픽셀 한정 특징부에서의 상기 제3 발광 다이오드 위에 청색 발광층을 형성시키는 단계;에 의해 형성된다.
본 발명의 다른 주요 특징 및 이점은 하기 도면, 상세한 설명 및 첨부된 청구 범위를 검토하면 당업자에게 명백할 것이다.
본 발명의 예시적인 실시 형태들이 첨부된 도면을 참조하여 이후 설명될 것이며, 여기서 동일한 번호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1은 서브 픽셀의 발광 다이오드 위에 광 산란층 및 발광층을 포함하는 픽셀의 일 실시 형태의 단면도를 나타내는 개략도이다.
도 2a는 돔형 커플링층이 발광 다이오드 위에 국부화된 픽셀의 다른 실시 형태의 단면도를 나타내는 개략도이다.
도 2b는 돔형 커플링층이 산란 나노입자를 포함하는 도 2a의 픽셀의 개략도이다.
도 3은 이중-층 필름의 광 산란층과 발광층이 경사 계면 영역에 의해 결합된 픽셀의 다른 실시 형태의 단면도를 나타내는 개략도이다.
도 4는 복수의 픽셀을 갖는 기판의 일부의 평면도를 나타내는 개략도이다.
도 5는 개별 픽셀을 형성하기 위해 다이싱된 도 4의 기판의 평면도의 개략도이다.
마이크로 발광 다이오드(μLED) 기반 디스플레이용 발광 픽셀이 제공된다. 또한 개별 픽셀 및 픽셀의 어레이를 제조하는 방법이 제공된다.
픽셀의 기본 실시 형태가 도 1에 도시된다. 이러한 실시 형태에서, 픽셀(100)은: 기판(102); 적색(R) 서브 픽셀(103); 녹색(G) 서브 픽셀(104); 및 청색(B) 서브 픽셀(105)을 포함한다. 각각의 서브 픽셀은 픽셀 웰(pixel well; 106, 107, 108)에 의해 정의된다. 제1 픽셀 웰(106)에 제1 LED(109), 제2 픽셀 웰(107)에 제2 LED(110), 제3 픽셀 웰(108)에 제3 LED(111)가 있다. LED는 예를 들어, 청색 LED 또는 자외선(UV) LED일 수 있다. 청색 LED는 알려진 에피택시얼 성장 및 리소그래피 패터닝 기술을 사용하여 GaN 기판 웨이퍼에 통합될 수 있는 질화 갈륨(GaN) 기반 LED를 포함한다. 그러나, 다른 III족 질화물 반도체를 포함하여, 다른 무기 LED가 사용될 수 있다.
적색 서브 픽셀과 녹색 서브 픽셀에서의 LED 위에는 LED 위에 배치되는 산란층(115, 116)과 산란층 위에 배치되는 발광층(112, 113)을 포함하는 이중-층 필름이 있다. 이러한 이중-층 필름은 전자기 스펙트럼의 가시 영역에서 광을 투과할 수 있다. 도 1에 도시되어 있지는 않지만, LED가 UV LED인 실시 형태들을 포함하는 픽셀의 일부 실시 형태들에서, 청색 서브 픽셀은 LED 위에 배치되는 산란층 및 산란층 위에 배치되는 발광층을 포함하는 이중-층 필름도 포함한다. LED와 발광층 사이에 끼어드는 광 산란층을 제공함으로써 발광층에서의 양자점과 같은 열 민감성 형광체를 LED에 의해 발생되는 열로부터 차폐하여, 이들의 유용한 수명을 연장한다.
산란층은 중합체 매트릭스에 배치되는 산란 입자(도 1, 2b 및 3에서 열린 원으로 표시됨)를 포함한다. 산란 입자는 기저의 LED로부터 광에 대한 광 산란 중심 역할을 하여 향상된 광 추출을 제공한다. 이들 산란 입자는 장치에서 도파된 광의 양을 감소시켜 장치의 광 아웃커플링을 증가시킨다. LED에서 나오는 광은 지향성이 크기 때문에, 광 산란층에 들어가는 광에 대한 광속은 더 많은 주변 위치에 비해 LED 바로 위에서 더 높을 수 있다. 광을 산란시킴으로써, 산란 입자는 보다 균일한 광속을 생성하고, 이는 보다 균일한 장치 열화를 촉진하여 장치의 유용한 수명을 연장한다.
산란 입자(약칭 SP)는 기하학적 산란 입자(약칭 GSP), 플라즈몬 산란 나노입자(약칭 PSNP) 또는 이들의 조합일 수 있다. 비록 PSNP가 일반적으로 적어도 하나의 나노스케일 크기, 즉 약 1000 nm 이하의 적어도 하나의 치수를 가질지라도 나노입자는 둥근 입자일 필요는 없다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 나노입자는 나노 와이어와 같은 긴 입자 또는 불규칙한 형상의 입자일 수 있다. GSP는 나노입자일 수도 있지만, 나노입자일 필요는 없다. GSP에 의한 산란은 입자 표면에서 굴절에 의해 수행된다. GSP의 예는 산화 지르코늄(즉, 지르코니아), 산화 티타늄(즉, 티타니아) 및 산화 알루미늄(즉, 알루미나)의 입자와 같은 금속 산화물 입자를 포함한다. PSNP는 나노입자의 표면으로부터 뻗어나가는 국부 진동 전기장을 생성하는 나노입자에서 입사 광이 전자 밀도파를 여기시키는 것을 특징으로 한다. PSNP의 예는 은의 나노입자와 같은 금속 나노입자를 포함한다.
픽셀의 다른 실시 형태들이 도 2a 및 도 2b에 도시된다. 도 2a의 실시 형태에서, 서브 픽셀(103 및 104)의 LED(109, 110)는 돔형 커플링층(215 및 216)에 의해 이들의 발광층(112, 113)으로부터 분리된다. 이들 커플링층은 커플링층이 발광층을 만나는 곡선형 경계를 생성하고, 이는 커플링층이 없거나 평면 커플링층이 존재할 때 LED/발광층 계면에서 발생하는 광의 내부 반사에 비해 LED로부터의 광의 내부 반사를 감소시키는 역할을 한다. 내부 반사를 최소화하기 위해, 커플링층은 바람직하게 기저의 LED와 동일하거나 거의 동일한 굴절률을 갖는 중합체로부터 형성된다. 도 2b의 실시 형태에서, 커플링층(215, 216)은 전술한 바와 같이 광 산란을 향상시키기 위해 중합체 매트릭스에 배치되는 산란 입자를 포함한다. 예를 들어, 산란 입자는 중합체 매트릭스에 분산될 수 있다. 매트릭스에서 입자의 균일한 분산이 바람직하지만, 분산이 완벽하게 균일할 필요는 없으며 소량의 입자 응집이 일반적으로 허용 가능하다.
발광층은 형광체 입자 및/또는 형광체 분자, 및 선택적으로 중합체 매트릭스에 배치되는(예를 들어, 분산되는) 산란 입자를 포함한다. 일부 실시 형태들에서, 형광체는 양자점이다. 그러나, 플루오르화규소산 칼륨과 같은 다른 형광체가 사용될 수 있다. 도 1-3에 도시된 픽셀의 실시 형태들에서, 양자점은 채워진 원(solid circle)으로 표시된다. 발광층에서의 산란 입자는 산란층에서의 산란 입자와 동일하거나 상이할 수 있다. 양자점(QD)은 제1 파장 또는 제1 파장 범위를 갖는 입사 방사선을 흡수하고, 방사선의 에너지를 다른 파장 또는 다른 파장 범위를 갖는 광으로 변환하는 작은 결정질 무기 입자이고, 이는 광학 스펙트럼의 매우 좁은 부분 내에서 QD로부터 방출된다. QD에 의해 흡수되고 방출되는 방사선의 파장은 이들의 크기에 좌우된다. 따라서, 적절한 크기와 물질의 QD를 적절한 농도 및 비율로 발광층에 통합함으로써, 해당 층은 광 커플링/산란층을 통과한 LED에 의해 방출되는 광을 흡수하고 적어도 이의 일부를 상이한 파장의 방사선으로 변환되도록 설계될 수 있다. 본 개시물의 목적을 위해, LED에 의해 방출되는 광을 흡수하고 이를 적색광으로 변환하는 QD를 적색 방출 QD라고 나타내며, LED에 의해 방출되는 광을 흡수하고 이를 녹색광으로 변환하는 QD를 녹색 방출 QD라고 나타내며, LED에 의해 방출되는 광을 흡수하고 이를 청색광으로 변환하는 QD를 청색 방출 QD라고 한다.
도 1-3에 도시된 픽셀은 3개의 서브 픽셀을 포함하지만, 픽셀은 더 많거나 더 적은 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 픽셀은 흰색 서브 픽셀을 포함하는 4개의 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 대안으로, 픽셀은 적색, 녹색, 청색 및 흰색 서브 픽셀로부터 독립적으로 선택되는 2개의 서브 픽셀을 포함할 수 있다.
서로 다른 색의 서브 픽셀을 제조하기 위해 QD 함유 발광층을 사용하면 매우 균일한 발광 특성을 갖는 서브 픽셀을 생산하기 때문에 유리하다. 대조적으로, 전용 색(적색, 녹색 또는 청색 LED)을 갖는 LED를 형성하는 종래 방법은 이들의 발광에서 스펙트럼 변화를 갖는 LED를 제조하는 경향이 있다. 결과적으로, 이들의 발광 특성별로 제공된 색의 LED를 분류한 다음 동일하거나 매우 유사한 발광 특성을 갖는 LED를 배치(batch)로 결합하는 것이 필요하다. 이러한 공정을 비닝이라고 한다. 비닝은 제조 공정에 시간, 복잡성 및 비용을 추가한다. 대조적으로, 본 발명의 픽셀 설계는 LED를 비닝할 필요없이 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀의 모놀리식 통합을 허용하지만, QD 함유 발광층이 사용되지 않는 실시 형태들에서 청색 서브 픽셀에 사용되는 청색 LED를 위해 비닝 단계가 사용될 수 있다.
픽셀의 일부 실시 형태들에서, 발광층에는 SP가 없다. 그러나, SP를 포함하는 것이 유리할 수 있다. SP를 발광층에서의 QD와 조합하면 발광층의 내부에서 광자 산란을 증가시킴으로써 서브 픽셀의 색 변환 효율을 높일 수 있어, 광자와 QD 간의 상호 작용이 더 많아지며, 따라서, QD에 의해 더 많은 광 흡수 및 변환이 존재한다. PSNP와 관련하여, PSNP가 발광층에서 제공하는 광 산란 효과 외에도, PSNP가 발광층에서 하나 이상의 QD에 매우 근접하면, 이들의 전기장은 QD과 결합될 수 있고, 따라서 층에서의 QD에 의한 빛의 흡수 및 변환을 향상시킨다.
LED가 청색 LED이면, 광 색 변환이 필요하지 않기 때문에, 청색 서브 픽셀로부터 이중-층 필름이 생략될 수 있다. 그러나, 청색 서브 픽셀에서 청색 발광층을 포함하지 않는 픽셀의 실시 형태들에서 조차도, 적색 및 녹색 서브 픽셀에 의해 제공되는 등방성 적색 및 녹색 발광과 동등하거나 거의 동등한 청색 서브 픽셀로부터의 등방성 청색 발광을 제공하기 위해 LED 위에 광 산란층이 제공될 수 있어, 방출된 청색광(예를 들어, 헤이즈(haze) 및 정반사 방출)의 광학적 외관(optical appearance)은 방출된 적색광 및 녹색광과 유사하다. 선택적으로, 청색 서브 픽셀은 청색 서브 픽셀의 베이스에서 청색 LED로부터의 청색 광을 적어도 부분적으로 투과시키는 중합체 매트릭스로 적어도 부분적으로 채워질 수 있다.
선택적으로, 픽셀 및 픽셀 어레이는 기계적 및/또는 환경적 손상으로부터 픽셀을 보호하기 위해 이들의 노출된 표면의 전부 또는 일부 위에 배치되는 보호층을 가질 수 있다. 보호층은 QD 함유 발광층의 전부 또는 일부를 덮는 두꺼운 층일 수 있다. 예를 들어, 보호층은 두께가 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛일 수 있다. 보호층은 유리층, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 중합체 필름, 아크릴레이트계 중합체 필름 등, 또는 무기 배리어층, 또는 이 둘의 조합일 수 있다. 보호층의 적어도 일부는 반투명이어야 하고, 이는 서브 픽셀로부터 방출되는 광의 적어도 일부와 바람직하게는 대부분의 광을 투과할 수 있고; 그러나 100% 투과율을 요구하지는 않는다.
광 산란층을 포함하는 커플링층 및 발광층은 잉크 조성물에 이들 각각의 성분을 포함하고, 예를 들어, 잉크젯 프린팅을 사용하여 잉크 조성물을 서브 픽셀 웰로 증착하며, 인쇄된 잉크 조성물을 고체 필름으로 건조 및/또는 경화시킴으로써 서브 픽셀에 형성될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 바와 같이, 건조라는 용어는 선택적 가열 또는 진공 노출에 의한 증발에 의해, 용매 및/또는 물과 같은 휘발성 성분을 잉크 조성물로부터 제거하는 공정을 지칭한다. 경화는 잉크 조성물에서 단량체 성분의 가교결합을 포함하는 공정을 의미한다. 경화는 일반적으로 경화성 잉크 조성물에 대한 건조와 함께 발생한다. 본 발명에서 설명된 다양한 잉크 조성물은 모두 건조될 수 있고 경화성 성분(예를 들어, 경화성 단량체 또는 올리고머)을 포함하는 임의의 잉크 조성물이 경화될 수 있다.
산란 유형에 따라, 약 40 nm 내지 약 1 ㎛ 범위의 효과적인 산란 입자 크기는 잉크젯 분사 가능한 잉크에 사용하기 위해 선택될 수 있다. 그러나, 다른 증착 방법의 경우, 최대 약 10 ㎛의 직경을 갖는 입자를 포함하는 더 큰 산란 입자가 사용될 수 있다. GSP는 일반적으로 PSNP보다 크고, 두 유형의 입자는 일반적으로 QD보다 크다. 단지 예로서, 잉크 조성물 및 이로부터 형성된 층의 다양한 실시 형태들에서, GSP는 약 100 nm 내지 약 10 ㎛ 범위의 유효 크기를 갖고, PSNP는 약 10 nm 내지 100 nm의 범위의 유효 크기를 갖는다.
실질적으로 평면인 광 산란층은 도 1에 도시된 바와 같이, 웰을 걸쳐 편평한 층을 형성하기 위해 측면으로 서브 픽셀 웰을 채우기에 충분한 잉크를 사용함으로써 형성될 수 있다. 본 발명에서 사용된 바와 같이, 실질적으로 평면인 층이라는 용어는 거의 완벽하지는 않지만 이들 표면을 걸쳐 평면인 층을 포함하고, 예를 들어 건조 공정 동안 피닝 또는 물질 이송으로 인해 생성되는 불완전한 표면도 포함한다. 대안으로, 곡선형 커플링층은 서브 픽셀 웰을 측면으로 완전히 채우지 않고 대신 도 2a 및 2b에서의 적색 및 녹색 서브 픽셀 웰에서 돔형 커플링층(215, 216)에 의해 나타낸 바와 같이, 서브 픽셀 웰의 베이스의 주변에서 낮은 범위의 커버리지 또는 커버리지가 없는 LED 위에서 덮히고 국부화된 층을 형성하는 잉크의 부피를 사용하여 형성될 수 있다.
서브 픽셀 웰에서 LED 위에 이중-층 필름을 형성하는 공정의 일 실시 형태에서, 커플링층은 QD 함유 잉크 조성물을 서브 픽셀 웰에 증착하기 전에 서브 픽셀 웰에서 완전히 형성된다. 이는 유기 바인더 물질 및 선택적으로, 웰의 베이스에서 LED 위의 서브 픽셀 웰로 직접적으로 산란 입자 및/또는 용매를 포함하는 필름 형성 잉크 조성물을 증착함으로써 달성될 수 있다. 유기 바인더 물질은 예를 들어, 경화성 유기 분자일 수 있다. 이러한 잉크 조성물은 경화되거나 간단히 건조되어 LED 상에 커플링층을 형성한다. 발광층은 양자점과 유기 바인더 물질 및, 선택적으로 커플링층 위의 산란 입자 및/또는 용매를 포함하는 QD 함유 잉크 조성물을 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 이러한 잉크 조성물은 경화되거나 간단히 건조되어 발광층을 형성한다. 하기에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 잉크 조성물에서의 유기 경화성 분자는 경화되어 매트릭스 물질을 형성하고, 다양한 유기 단량체, 올리고머 및/또는 중합체를 포함할 수 있다. 또한, 잉크 조성물은 가교결합제, 광개시제 또는 모두를 포함할 수 있다. 서브 픽셀 웰은 다양한 모양을 가질 수 있지만, 직사각형 웰이 잉크젯 프린팅에 적합하다.
복수의 픽셀은 색 변환 풀 컬러 디스플레이 장치와 같은 디스플레이 장치의 발광층을 제공하기 위해 기판 상에서 어레이로 형성될 수 있다. 디스플레이 장치는 픽셀 어레이 위의 보호성 반투명 보호층 및 픽셀 어레이에 연결되는 픽셀을 제어하기 위한 픽셀 드라이버 회로 어레이를 더 포함할 수 있다.
발광층을 형성하는데 사용되는 잉크 조성물은 바로 직전에서 설명한 바와 같이, 경화된/건조된 커플링층 위에 증착될 수 있다. 대안으로, 발광층을 형성하는데 사용되는 잉크 조성물은 후자의 잉크 조성물이 고체 필름으로 경화되거나 건조되기 전에 커플링층을 형성하는데 사용되는 잉크 조성물 위에 증착될 수 있다. 그런 다음 두 잉크 조성물은 건조 및/또는 경화될 수 있다. 이러한 실시 형태에서, 방법은 경화 또는 건조 전에 두 잉크 조성물 간에 약간의 확산이 발생할 수 있지만, 잉크 조성물은 증착 및 경화/건조의 타임스케일에서 두 잉크 조성물의 완전한 또는 실질적으로 완전한 혼합을 방지하기 위해 충분히 비혼화성으로 만들어질 수 있다. 잉크는 예를 들어 용매 및/또는 단량체의 선택을 통해 비혼화성으로 만들어질 수 있다. 잉크 조성물이 경화/건조 전에 부분적으로 혼합되는 경우, 커플링층과 발광층은 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 계면 영역(317)에서 결합될 수 있고, 양자점 농도 구배는 이전에 증착된 커플링층으로 양자점의 확산에 의해 생성된다.
픽셀을 개별적으로 구성한 다음 디스플레이에 이들을 조립할 수 있다. 특히, 위에서 설명한 이유 때문에, LED를 비닝할 필요없이 이러한 작업을 수행할 수 있다. 그러나, 동일 기판 상에 복수의 픽셀을 구성하는 것이 더 효율적이다. 예를 들어, 복수의 픽셀은 GaN 웨이퍼와 같은 반도체 기판 상에 제조될 수 있으며, 그런 다음 픽셀을 분리하기 위해 다이싱될 수 있다. 각각의 픽셀은 예를 들어 잉크젯 프린팅 기술을 사용하여 패턴화된 발광체층(예를 들어, 양자점 포함)을 사용하여 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀을 포함하는 기판 상의 삼중 서브 픽셀로 형성될 수 있다. 그 결과 적색, 녹색 및 청색 방사선을 방출할 수 있는 모놀리식 통합 장치의 어레이가 나타난다. 다이싱 후 개별 풀-컬러 픽셀은 이송되고 디스플레이 장치에서의 다른 기판에 부착될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 설명된 본 발명의 또 다른 양태는 디스플레이 장치를 형성하는 방법이다. 이러한 방법은 본 발명에서 설명된 바와 같이, 하나 이상의 서브 픽셀이 이중-층 광 커플링 및 발광층을 포함하는 픽셀을 사용하여 수행될 수 있지만, 하나 이상의 서브-픽셀이 기저 커플링층 없이, 오직 발광층만 포함하는 픽셀을 사용하여 수행될 수도 있다. 동일한 기판 상에 서브 픽셀을 함께 형성하는 것은 다음 중 하나의 필요성을 제거한다: (a) 이송 공정 전에 상이한 기판 상에 형성된 서브 픽셀을 개별 픽셀로 융합; 또는 (b) 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀을 개별적으로 이송. 결과적으로, 이러한 방법은 이송 공정의 복잡성을 크게 줄일 수 있다.
디스플레이를 형성하는 방법의 일 실시 형태는 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 반도체 기판(400) 상에 복수의 픽셀을 형성하는 것을 포함하고, 여기서 각각의 픽셀(401)은 적색 서브 픽셀(402), 녹색 서브 픽셀(403) 및 청색 서브 픽셀(404)의 그룹으로 구성된다. 각각의 픽셀은 기판 상에 3개의 LED 그룹을 형성함으로써 만들어진다. 그런 다음 제1 서브 픽셀 웰이 제1 LED 위에 형성되고, 제2 서브 픽셀 웰이 제2 LED 위에 형성되며, 여기서 제1 LED는 3개 그룹에서 3개 LED 중 하나일 수 있으며, 제2 LED는 3개의 그룹에서 3개의 LED 중 다른 것일 수 있다. 선택적으로, 제3 서브 픽셀 웰이 제3 LED 위에 형성될 수 있다. "위에 형성된(formed over)"은 LED가 서브 픽셀 웰의 베이스에 있도록, 픽셀 웰이 기판 상의 LED 주위의 둘레를 정의함을 의미한다. 적색 발광층이 제1 LED 위에 형성되어 적색 서브 픽셀을 형성하고, 녹색 발광층이 제2 LED 위에 형성되어 녹색 서브 픽셀을 형성한다. LED가 청색 LED인 경우, 광 변환이 필요하지 않기 때문에, 청색 서브 픽셀 위에 서브 픽셀 웰 또는 청색 발광층을 형성할 필요가 없다. 그러나, 청색 발광 양자점이 청색 서브 픽셀의 발광 특성을 조정하는데 도움이 되거나 청색 LED가 아닌 UV LED가 사용되는 경우, 이들 특징부가 포함될 수 있다. 발광층 및 존재하는 경우, 산란층은 본 발명에서 설명된 바와 같이, 잉크젯 프린팅 양자점 및/또는 산란 입자 함유 잉크 분사 가능한 잉크 조성물에 의해 형성될 수 있다.
픽셀 웰은 증착된 잉크를 함유하는 물리적 웰일 수 있다. 이러한 웰은 중합체층 상에서 포토리소그래피 공정에 의해 형성될 수 있다. 이러한 경우, 포토리소그래피 공정은 중합체층에 개구를 생성하고, 이는 그런 다음 잉크 한정 특징부로 작용한다. 그러나, 증착된 잉크 조성물을 한정하는 특징부(한정 특징부)는 물리적 웰(예를 들어, 측벽 및 베이스에 의해 정의됨)일 필요는 없다. 대신, 한정 특징부는 잉크 조성물을 한정하고 이들의 서브 픽셀의 경계를 넘어 퍼지는 것을 방지하는 임의의 기판 구조물 및/또는 속성일 수 있다. 예를 들어, 한정 특징부는 웨이퍼 기판 상의 표면 에너지에서 국부적인 변화에 의해 제공될 수 있다. 그 경우, 표면 에너지에서의 국부적인 변화로 인해 기판 상에 피닝하는 잉크에 의해 잉크 한정이 이루어진다. 물리적 잉크 억제가 존재하지 않고; 표면 에너지에서의 국부적인 변화를 갖는 기판의 영역은 한정 특징부로서 작용한다. 또 다른 옵션에서, 웨이퍼의 전체 표면 에너지는 집중되어, 억제하는 웨이퍼의 표면 에너지가 잉크 조성물을 한정하기 때문에, 물리적 픽셀 웰이 필요하지 않는 방식으로 잉크가 퍼진다. 따라서, 본 발명에서 설명된 픽셀은 서브 픽셀 웰을 사용하는 실시 형태들에 의해 예시되고, 이들 실시 형태들에서의 웰은 다른 한정 특징부로 대체될 수 있다.
반도체 기판(예를 들어, GaN 웨이퍼)은 조각(505)으로 다이싱되고(도 5), 여기서 각각의 조각은 디스플레이를 구성할 픽셀 중 하나 이상(모두는 아님)을 포함한다. 예를 들어, 조각은 각각 하나의 개별 픽셀 또는 작은 수(예를 들어 2 ~ 10)의 픽셀을 포함할 수 있다.
서브 픽셀 웰로 양자점 함유 잉크 조성물의 증착은 기판의 다이싱 전에 웨이퍼 스케일 레벨에서 수행될 수 있거나, 기판은 서브 픽셀 웰로 잉크 조성물을 증착하기 전에 다이싱될 수 있다. 후자의 실시 형태에서, 다이싱된 조각은 접착성 필름을 사용하여 후속 증착 단계를 위해 일시적으로 함께 유지될 수 있다. 그런 다음 조각은 백플레인과 같은 디스플레이 장치 기판으로 독립적으로 이송될 수 있다.
픽셀로부터 고품질 백색광 방출을 위해, 녹색 방출의 광속이 적색 방출 및 청색 방출보다 높은 것이 바람직하다. 예를 들어, 녹색 방출이 가장 높고 청색 방출이 가장 낮은 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 픽셀은 녹색 서브 픽셀이 가장 높은 방출 표면적을 갖고 적색 및 청색 서브 픽셀이 동일한 크기의 방출 표면 영역을 갖도록 설계될 수 있다. 대안으로, 청색 서브 픽셀은 가장 작은 방출 표면 영역을 가질 수 있다. 방출 표면 영역은 장치가 작동 중일 때 광이 서브 픽셀을 빠져 나가는 표면 영역을 나타낸다. 가장 큰 밝기 및/또는 최고의 전력 효율로 필요한 백색 포인트를 얻기 위해 서브 픽셀 간의 면적 비율이 최적화될 수 있다.
잉크 조성물
하기 교시는 일단 인쇄 및 건조 및/또는 경화되면 본 발명에서 설명된 광 커플링층 및 발광층을 포함하는 얇은 중합체층을 형성하는 잉크 조성물의 다양한 실시 형태에 관한 것이다. 잉크 조성물의 다양한 실시 형태들은 예를 들어, 가스 인클로저에 수용될 수 있는 산업용 잉크젯 프린팅 시스템을 사용하여 인쇄될 수 있다. "가스 인클로저(gas enclosure)"는 깨끗하고 건조한 처리 환경으로 유지되는 조절된 환경을 갖는 내부로 정의된다.
본 발명에서 설명되는 조성물은 "잉크 조성물"로 지칭되는데, 이는 조성물의 다양한 실시 형태가 종래 잉크가 기판에 도포되는 인쇄 기술을 포함하는 기술을 사용하여 도포될 수 있기 때문이다. 이러한 인쇄 기술은 예를 들어 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅, 열 전사 프린팅, 플렉소그래픽 프린팅 및/또는 오프셋 프린팅을 포함한다. 그러나, 잉크 조성물의 다양한 실시 형태들은 또한 예를 들어 스프레이 코팅, 스핀 코팅 등과 같은 다른 코팅 기술을 사용하여 도포될 수 있다. 또한, 잉크 조성물은 일부 통상적인 잉크 조성물에 존재하는 염료 및 안료와 같은 착색제를 함유할 필요가 없다.
잉크 조성물의 일부 실시 형태들은 중합체 및/또는 중합체 형성 성분, 예를 들어 모노- 또는 멀티덴테이트 아크릴레이트와 같은 다양한 아크릴레이트 단량체; 모노- 또는 멀티덴테이트 메타크릴레이트와 같은 다양한 메타크릴레이트 단량체; 및 공중합체 및 이들의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 중합체 성분은 열 경화(예를 들어, 베이킹), UV 경화, 전자빔 경화 및 이들의 조합을 사용하여 경화될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 바와 같이, 중합체 및 공중합체는 잉크로 제형화되고 기판 상에서 경화되어 유기 중합체층을 형성할 수 있는 임의의 형태의 중합체 성분을 포함할 수 있다. 이러한 중합체 성분은 중합체 및 공중합체뿐만 아니라, 이의 전구체, 예를 들어 단량체, 올리고머 및 수지를 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
잉크 조성물의 일부 실시 형태들은 다기능성 가교 결합제 이외에 하나 이상의 모노(메트)아크릴레이트 단량체, 하나 이상의 디(메트)아크릴레이트 단량체, 또는 모노(메트)아크릴레이트 및 디(메트)아크릴레이트 단량체의 조합을 포함한다. 본 발명에서 사용된 바와 같이, "(메트)아크릴레이트 단량체"라는 문구는 언급된 단량체가 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트일 수 있음을 나타낸다. 잉크 조성물의 일부 실시 형태들은 가교결합 광개시제를 추가로 포함한다. QD 및/또는 SP를 추가하여 하나 이상의 중합체층을 인쇄하는데 사용될 수 있는 유형의 분사 가능한 잉크 조성물은 미국 특허번호 9,909,022, 미국 특허번호 10,190,018 및 PCT 출원 공개 번호 WO2019079037A1에 설명되고, 그 전체 내용은 본 발명에 참고로 포함된다.
모노(메트)아크릴레이트 및 디(메트)아크릴레이트 단량체는 잉크젯 프린팅 적용에 사용하기에 적합하게 하는 박막 형성 특성 및 확산 특성을 갖는 에테르 및/또는 에스테르 화합물이다. 잉크 조성물의 성분으로서, 이들 단량체는 실온을 포함하는 다양한 잉크젯 프린팅 온도에서 분사 가능한 조성물을 제공할 수 있다. 일반적으로, 잉크젯 프린팅 적용에 유용한 잉크 조성물의 경우, 잉크 조성물의 표면 장력, 점도 및 습윤 특성은 인쇄를 위해 사용되는 온도(예를 들어, ~ 22 ℃, 또는 예를 들어 약 40 ℃까지의 높은 온도)에서 노즐에서 건조되거나 막히지 않고 잉크젯 프린팅 노즐을 통해 조성물이 분배될 수 있도록 조정되어야 한다. 일단 제형화되면, 잉크 조성물의 다양한 실시 형태들은 원하는 분사 온도에서 예를 들어 약 2 cps 내지 약 30 cps(예를 들어, 약 5 cps 내지 약 10 cps 포함)의 점도 및 동일한 온도에서 약 25 dynes/cm 내지 약 45 dynes/cm(예를 들어, 약 30 dynes/cm 내지 42 dynes/cm 및 약 28 dynes/cm 내지 38 dynes/cm를 포함)의 표면 장력을 가질 수 있다.
잉크 조성물에 사용되는 개별 단량체에 대한 적합한 점도 및 표면 장력은 제공된 잉크 조성물에 존재하는 다른 성분의 점도 및 표면 장력과 잉크 조성물에서의 각각의 성분의 상대적인 양에 따라 달라진다. 그러나, 일반적으로 모노(메트)아크릴레이트 단량체 및 디(메트)아크릴레이트 단량체는 22 ℃에서 약 4cps 내지 약 18 cps를 포함하는 22 ℃에서 약 4 cps 내지 약 22 cps 범위의 점도 및 22 ℃에서 약 32 dynes/cm 내지 41 dynes/cm 범위를 포함하는 22 ℃에서 약 30 dynes/cm 내지 41 dynes/cm의 범위의 표면 장력을 갖는다. 점도 및 표면 장력을 측정하는 방법은 잘 알려져 있으며 상업적으로 이용 가능한 점도계(예를 들어, DV-I 프라임 블룩필드 점도계) 및 장력계(예를 들어, SITA 기포 압력 장력계)의 사용을 포함한다.
잉크 조성물의 일부 실시 형태들에서, 잉크 조성물의 점도 및/또는 표면 장력이 유기 용매의 부재하에 이들 범위를 벗어나면 잉크 조성물의 점도 및/또는 표면 장력을 조절하기 위해 유기 용매가 첨가될 수 있다.
돔형 커플링층을 형성하는데 유용한 잉크 조성물의 실시 형태들은 고 굴절률을 갖는 중합체 또는 고 굴절률을 갖는 입자-중합체 복합체를 포함한다. 이들 적용에 대해, 고 굴절률은 최소 1.5의 굴절률을 나타낸다. 입자-중합체 복합체는 중합체 매트릭스에 고 굴절률 입자를 포함한다. 복합체에서의 입자는 산란 입자로 작용하지 않도록 크기가 조절된다. 예를 들어, Pixelligent사에서 판매하는 지르코니아 나노입자가 잉크 조성물에 포함될 수 있다. 일반적으로, 입자-중합체 복합체에서의 입자는 약 20 nm 이하의 직경을 갖는다.
모노(메트)아크릴레이트 단량체 및 디(메트)아크릴레이트 단량체는 예를 들어 선형 지방족 모노(메트)아크릴레이트 및 디(메트)아크릴레이트일 수 있거나, 환형 및/또는 방향족기를 포함할 수 있다. 잉크젯 인쇄 가능한 잉크 조성물의 다양한 실시 형태들에서, 모노(메트)아크릴레이트 단량체 및/또는 디(메트)아크릴레이트 단량체는 폴리에테르이다. 단량체는 상대적으로 높은 비점을 갖는 바람직하게 극성이고 낮은 증기압의 단량체이다.
적합한 (메트)아크릴레이트 단량체는 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트 및 벤질(메트)아크릴레이트와 같은 알킬 또는 아릴(메트)아크릴레이트; 사이클릭 트리메틸올프로판 포르말 (메트)아크릴레이트; 알콕실화 테트라히드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트; 2-페녹시에틸 (메트)아크릴레이트 및 페녹시메틸 (메트)아크릴레이트와 같은 페녹시알킬 (메트)아크릴레이트; 및 2(2-에톡시에톡시)에틸 (메트)아크릴레이트를 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 적합한 디(메트)아크릴레이트 단량체는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트; 1,12 도데칸디올 디(메트)아크릴레이트; 1,3-부틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트; 디(에틸렌 글리콜)메틸 에테르 메타크릴레이트; 및 예를 들어 약 230 g/mole 내지 약 440 g/mole 범위의 수 평균 분자량을 갖는 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트 단량체 및 폴리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는 폴리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트 단량체를 포함한다. 예를 들어, 잉크 조성물은 약 330 g/mole의 수 평균 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜 200 디메타크릴레이트 및/또는 폴리에틸렌 글리콜 200 디아크릴레이트를 포함할 수 있다. 단독 또는 조합하여 잉크 조성물의 다양한 실시 형태들에 포함될 수 있는 다른 모노- 및 디(메트)아크릴레이트 단량체는 디시클로펜테닐옥시에틸 아크릴레이트(DCPOEA), 이소보르닐 아크릴레이트(ISOBA), 디시클로펜테닐옥시에틸 메타크릴레이트(DCPOEMA), 이소보르닐 메타크릴레이트(ISOBMA) 및 N-옥타데실 메타크릴레이트(OctaM)를 포함한다. 고리에서의 하나 이상의 메틸기가 수소로 교체되는 ISOBA 및 ISOBMA의 동족체(일괄하여 "ISOB(M)A" 동족체)도 사용될 수 있다.
잉크젯 인쇄 가능한 잉크 조성물의 다양한 실시 형태들에서, 디(메트)아크릴레이트 단량체는 알콕실화 지방족 디(메트)아크릴레이트 단량체이다. 이들은 네오펜틸 글리콜 프로폭실레이트 디(메트)아크릴레이트 및 네오펜틸 글리콜 에톡실레이트 디(메트)아크릴레이트와 같은 알콕실화 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트를 포함하는 네오펜틸 글리콜기 함유 디(메트)아크릴레이트를 포함한다. 네오펜틸 글리콜기 함유 디(메트)아크릴레이트의 다양한 실시 형태들은 약 200 g/mole 내지 약 400 g/mole 범위의 분자량을 갖는다. 이는 약 280 g/mole 내지 약 350 g/mole 범위의 분자량을 갖는 네오펜틸 글리콜 함유 디(메트)아크릴레이트를 포함하고, 약 300 g/mole 내지 약 330 g/mole 범위의 분자량을 갖는 네오펜틸 글리콜 함유 디(메트)아크릴레이트를 추가로 포함한다. 다양한 네오펜틸 글리콜기 함유 디(메트)아크릴레이트 단량체가 상업적으로 이용 가능하다. 예를 들어, 네오펜틸 글리콜 프로폭실레이트 디아크릴레이트는 Sartomer사에서 상품명 SR9003B로, Sigma Aldrich사에서 상품명 Aldrich-412147(~ 330 g/mole; 점도 24 ℃에서 ~ 18 cps; 24 ℃에서 표면 장력 ~ 34 dynes/cm)로 구입할 수 있다. 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트는 또한 상품명 Aldrich-408255(~ 212 g/mole; 점도 ~ 7 cps; 표면 장력 ~ 33 dynes/cm)로 Sigma Aldrich사에서 구입할 수 있다.
높은 굴절률을 갖는 중합체 커플링층을 형성할 수 있는 단량체의 예에는 굴절률이 1.5 이상인 중합체층을 형성하는 단량체가 포함된다. 이러한 단량체의 구체적인 예는 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 비스-페놀-A 에폭시디아크릴레이트, 페닐티올에틸 아크릴레이트, 비스(메타크릴롤티오페닐)설파이드, 지르코늄 아크릴레이트 및 하프늄 카르복시에틸 아크릴레이트를 포함한다.
다기능성 (메트)아크릴레이트 가교 결합제는 바람직하게는 적어도 3개의 반응성 (메트)아크릴레이트기를 갖는다. 따라서, 다기능성 (메트)아크릴레이트 가교 결합제는 예를 들어 트리(메트)아크릴레이트, 테트라(메트)아크릴레이트 및/또는 더 높은 다기능성 (메트)아크릴레이트일 수 있다. 펜타에릴트리톨 테트라아크릴레이트 또는 펜타에릴트리톨 테트라메타크릴레이트, 디(트리메틸올프로판) 테트라아크릴레이트 및 디(트리메틸올프로판) 테트라메타크릴레이트는 1차 가교 결합제로 사용될 수 있는 다기능성 (메트)아크릴레이트의 예이다. 여기서 "1차"라는 용어는 잉크 조성물의 다른 성분이 가교결합에 참여할 수 있음을 나타내기 위해 사용되지만, 이는 이들의 주요 기능적 목적은 아니다.
QD 함유하는 층 및 산란 입자를 함유하는 층의 잉크젯 프린팅에 유용한 잉크 조성물은 유기 바인더 물질에 분산되는 QD 및/또는 산란 입자를 추가로 포함한다. 산란 입자는 예를 들어, GSP 및/또는 PSNP일 수 있다. 잉크 조성물은 하나 이상의 유형의 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광층을 형성하는데 사용되는 잉크 조성물의 다양한 실시 형태들은 QD와 PSNP의 혼합물; QD와 GSP의 혼합물; 또는 QD, GSP 및 PSNP의 혼합물을 함유한다. 특정 색(적색, 녹색 또는 청색)의 서브 픽셀을 형성하는데 사용되는 QD 함유 잉크 조성물은 LED의 광을 해당 색으로 변환하는 QD를 포함한다.
GSP 함유 잉크 조성물은 하나 이상의 유형의 GSP를 포함할 수 있으며, 여기서 상이한 유형의 GSP는 공칭 입자 크기 및/또는 형상, 입자 물질 또는 둘 모두에 의해 상이하다. 유사하게, PSNP 함유 잉크 조성물은 하나 이상의 유형의 PSNP를 포함할 수 있으며, 여기서 상이한 유형의 PSNP는 공칭 입자 크기 및/또는 형상, 입자 물질 또는 둘 모두에 의해 다르다.
QD는 선택적으로 캡핑 리간드(capping ligand)의 표면 필름을 포함한다. QD를 부동태화하고 응집에 대해 안정화시키는데 도움이 되는 이들 캡핑 리간드는 QD의 용액 단계 성장의 결과로 빈번하게 존재한다. 또한, 본 발명에서 가교 결합성 리간드로 지칭되는 제2 유형의 리간드가 QD 함유 잉크 조성물에 포함될 수 있다. 가교 결합성 리간드는 일반적으로 수소 결합 형성을 통해 QD에 부착되고, 이들이 경화될 때 잉크 조성물에서 중합체 성분에 공유적으로 가교 결합된다. 가교 결합성 리간드는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기와 같은 중합성 이중 결합을 갖는 하나 이상의 작용기와 잉크 조성물에서 QD의 표면에 특이적으로 부착되는 작용기를 갖는 것을 특징으로 하는 단량체이다. 단량체는 이들 작용기를 분리하는 스페이서 사슬(spacer chain)을 추가로 포함할 수 있다. 가교 결합성 리간드의 이러한 이중 기능성은 경화성 잉크 조성물에 분산되는 QD를 유지하고 경화 공정 동안 이들의 재응집을 방지한다. 예를 들어, 카르복실(-COOH), 아민(-NR2, 여기서 R은 H 원자 또는 알킬기) 및 티올(-SH)기를 함유하는 단량체는 II-VI족 원소로 구성되는 QD에 대해 강한 결합 친화성을 갖는다. 2-카르복실에틸 아크릴레이트(2CEA)는 옥타데실아민-캡핑된 코어-쉘 CdSe/ZnS QD와 함께 사용하기 위한 가교 결합성 리간드의 일례이다.
잉크 조성물의 일부 실시 형태들에서, 모노(메트)아크릴레이트 및/또는 디(메트)아크릴레이트 단량체는 중량 기준으로 잉크 조성물에서 1차 성분이다. 이들 잉크 조성물의 다양한 실시 형태들은 약 65 중량% 내지 약 96 중량% 범위의 조합된 모노(메트)아크릴레이트 및 디(메트)아크릴레이트 단량체 함량을 갖는다(즉, 잉크 조성물의 모든 모노(메트)아크릴레이트 및 디(메트)아크릴레이트 단량체의 조합된 중량은 잉크 조성물의 약 65 중량% 내지 약 96 중량%를 차지하지만, 잉크 조성물은 모노(메트)아크릴레이트 및 디(메트)아크릴레이트 단량체 모두를 포함할 필요는 없다). 이는 약 65 중량% 내지 약 96 중량% 범위 및 약 75 중량% 내지 95 중량% 범위의 조합된 모노(메트)아크릴레이트 및 디(메트)아크릴레이트 단량체 함량을 갖는 잉크 조성물의 실시 형태들을 포함하고, 약 80 중량% 내지 90 중량% 범위의 조합된 모노(메트)아크릴레이트 및 디(메트)아크릴레이트 단량체 함량을 갖는 잉크 조성물의 실시 형태들을 추가로 포함한다. 잉크 조성물의 일부 실시 형태들은 하나의 모노(메트)아크릴레이트 단량체 또는 하나의 디(메트)아크릴레이트 단량체만을 포함하는 반면, 다른 실시 형태들은 둘 이상의 모노(메트)아크릴레이트 단량체 및/또는 디(메트)아크릴레이트 단량체의 혼합물을 포함한다. 예를 들어, 잉크 조성물의 다양한 실시 형태들은 2개의 모노(메트)아크릴레이트 단량체, 2개의 디(메트)아크릴레이트 단량체, 또는 디(메트)아크릴레이트 단량체와 조합된 모노(메트)아크릴레이트 단량체를 포함한다. 2개의 단량체의 중량비는 잉크 조성물의 점도, 표면 장력 및 필름 형성 특성을 조정하기 위해 크게 달라질 수 있다. 예로서, 2개의 모노- 또는 디(메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는 잉크 조성물의 일부 실시 형태들은 제1 모노(메트)아크릴레이트 또는 디(메트)아크릴레이트 단량체 및 제2 모노(메트)아크릴레이트 또는 디(메트)아크릴레이트 단량체를 12:5 내지 1:2 범위의 중량비를 포함하는 95:1 내지 1:2 범위의 중량비로 포함한다. 이는 제1 모노(메트)아크릴레이트 또는 디(메트)아크릴레이트 단량체 대 제2 모노(메트)아크릴레이트 또는 디(메트)아크릴레이트 단량체의 중량비가 12:5 내지 4:5의 범위인 잉크 조성물의 실시 형태들을 포함하고, 제1 모노(메트)아크릴레이트 또는 디(메트)아크릴레이트 단량체 대 제2 모노(메트)아크릴레이트 또는 디(메트)아크릴레이트 단량체의 중량비가 5:4 내지 1:2 범위인 잉크 조성물의 실시 형태들을 추가로 포함하며, 제1 모노(메트)아크릴레이트 또는 디(메트)아크릴레이트 단량체 대 제2 모노(메트)아크릴레이트 또는 디(메트)아크릴레이트 단량체의 중량비가 5:1 내지 5:4 범위인 잉크 조성물의 실시 형태들을 추가로 포함한다. 이러한 단락에서 언급된 중량 백분율 및 중량비의 목적을 위해, 잉크 조성물에 존재하는 임의의 가교 결합성 리간드는 모노(메트)아크릴레이트 또는 디(메트)아크릴레이트 단량체인 것으로 간주되지 않는다.
QD를 포함하는 잉크 조성물의 일부 실시 형태들은 약 0.5 중량% 내지 약 2 중량% 범위의 QD 농도를 포함하는 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량% 범위의 QD 농도를 갖지만, 이들 범위 외의 농도가 사용될 수 있다. 적은 양의 PSNP 조차도 QD 함유 층의 방출 특성에서 큰 차이를 만들 수 있기 때문에 PSNP의 농도는 매우 낮을 수 있다. 따라서, QD와 PSNP 모두를 함유하는 잉크 조성물에서, PSNP의 농도는 일반적으로 QD의 농도보다 상당히 낮을 것이다. 예로서, 잉크 조성물의 다양한 실시 형태들은 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량% 및 약 0.02 중량% 내지 약 0.1 중량% 범위의 PSNP 농도를 포함하는 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량% 범위의 PSNP 농도를 갖는다. 예로서, 잉크 조성물의 다양한 실시 형태들은 약 1 중량% 내지 약 10 중량% 범위의 GSNP 농도를 포함하는 약 0.01 중량% 내지 12 중량% 범위의 GSNP 농도를 갖는다.
QD 함유하는 방출층을 인쇄하는데 사용하기 위한 잉크 조성물의 다른 실시 형태들은 상기 논의된 것보다 더 높은 QD 로딩을 가질 수 있다. 예를 들어, QD 함유 잉크 조성물의 다양한 실시 형태들은 약 10 중량% 내지 약 35 중량% 범위의 QD 농도를 포함하는 약 5 중량% 내지 약 50 중량% 범위의 QD 농도를 갖는다. 그 결과, 이들 잉크 조성물의 모노(메트)아크릴레이트 및 디(메트)아크릴레이트 단량체 함량은 전술한 것보다 낮을 것이다. 예를 들어, 컬러 필터용 QD 함유 잉크 조성물의 다양한 실시 형태들은 약 50 중량% 내지 약 90 중량% 범위의 모노(메트)아크릴레이트 및 디(메트)아크릴레이트 단량체 함량을 가질 수 있다. 이는 약 60 중량% 내지 80 중량% 범위의 모노(메트)아크릴레이트 및 디(메트)아크릴레이트 단량체 함량을 갖는 잉크 조성물의 실시 형태들을 포함하고, 약 65 중량% 내지 75 중량% 범위의 모노(메트)아크릴레이트 및 디(메트)아크릴레이트 단량체 함량을 갖는 잉크 조성물의 실시 형태들을 추가로 포함한다. 전술한 바와 같이, 잉크젯 프린팅에 적합한 점도 및/또는 표면 장력을 잉크 조성물에 제공하기 위해 이들 잉크 조성물에 유기 용매가 추가될 수 있다. 적합한 유기 용매는 에스테르 및 에테르를 포함한다. 잉크 조성물에 포함될 수 있는 유기 용매의 예는 비점이 200 ℃ 이상인 유기 용매를 포함하는 고비점 유기 용매를 포함한다. 이는 비점이 230 ℃ 이상, 250 ℃ 이상 또는 280 ℃ 이상인 유기 용매를 포함한다. 프로판디올, 펜탄디올, 디에틸렌 글리콜 및 트리에틸렌 글리콜과 같은 디올 및 글리콜은 사용될 수 있는 고비점 유기 용매의 예이다. 비점이 240 ℃ 이상인 비양성자성 용매를 포함하여 고비등성 비양성자성 용매도 사용될 수 있다. 테트라메틸렌 설폰으로도 알려진 설폰, 2,3,4,5-테트라히드로티오펜-1,1-디옥사이드는 상대적으로 높은 비점의 비양성자성 용매의 예이다. 다른 비-제한적인 예시적인 유기 용매는 자일렌, 메시틸렌, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 메틸 나프탈렌, 메틸 벤조에이트, 테트라히드로나프탈렌, 디메틸 포름아미드, 테르피네올, 페녹시에탄올 및 부티로페논을 포함할 수 있다. 유기 용매가 잉크 조성물에 포함되는 경우, 전술한 QD 및 단량체 농도는 잉크 조성물의 고체 함량을 기준으로 한다.
잉크 조성물의 다양한 실시 형태들에 대해, 다기능성 (메트)아크릴레이트 가교 결합제는 잉크 조성물의 약 4 중량% 내지 약 10 중량%를 차지할 수 있다. 일반적으로, 광개시제는 약 0.1 중량% 내지 약 8 중량% 범위의 양을 포함하는 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량% 범위의 양으로 포함될 것이다.
제공된 잉크 조성물에 사용되는 특정 광개시제는 장치의 제조에 사용되는 물질을 손상시키지 않는 파장에서 활성화되도록 바람직하게 선택된다. 아실포스핀 옥사이드 광개시제가 사용될 수 있지만, 매우 다양한 광개시제가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, α-히드록시케톤, 페닐글리옥실레이트 및 α-아미노케톤 부류의 광개시제로부터의 광개시제가 고려될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 자유 라디칼 기반 중합을 개시하기 위해, 다양한 부류의 광개시제가 약 200 nm 내지 약 400 nm의 흡수 프로파일을 가질 수 있다. 본 발명에서 개시된 잉크 조성물 및 인쇄 방법의 다양한 실시 형태들에서, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥사이드(TPO) 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐 포스피네이트가 바람직한 특성을 갖는다. 아실포스핀 광개시제의 예는 상품명 Irgacure® TPO로 판매되는 UV 경화용 Irgacure® TPO(이전에 이용 가능한 상품명 Lucirin® TPO) 개시제, 380 nm에서 흡수를 갖는 타입 I 용해 개시제; Irgacure　 TPO-L, 380 nm에서 흡수하는 타입 I 광개시제; 및 370 nm에서 흡수를 갖는 Irgacure® 819를 포함한다. 예로서, 최대 1.5 J/cm2의 복사 에너지 밀도에서 350 nm 내지 395 nm 범위의 공칭 파장에서 방출하는 광원은 TPO 광개시제를 포함하는 잉크 조성물을 경화하는데 사용될 수 있다. 적절한 에너지 원을 사용하면, 높은 수준의 경화가 수행될 수 있다. 예를 들어, 경화된 필름의 일부 실시 형태들은 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광법에 의해 측정되는 바와 같이 90% 이상의 경화도를 갖는다.
잉크 조성물의 다양한 실시 형태들이 광개시제를 포함하지만, 광개시제 대신에 또는 이에 추가하여 다른 유형의 개시제가 사용될 수 있다. 예를 들어, 다른 적합한 경화 개시제는 열 개시제와, 전자 빔 개시제와 같은 다른 유형의 에너지를 사용하여 중합을 야기하는 개시제를 포함한다.
중합의 개시가 광에 의해 야기될 수 있다는 점을 감안할 때, 잉크 조성물은 광에 대한 노출을 방지하도록 제조될 수 있다. 본 교시의 잉크 조성물의 제조와 관련하여, 다양한 조성물의 안정성을 보장하기 위해, 조성물은 어둡거나 매우 희미한 실내 또는 중합을 야기하는 파장을 배제하도록 조명이 제어되는 시설에서 제조될 수 있다. 이러한 파장은 일반적으로 약 500 nm 이하의 파장을 포함한다.
QD 함유 및/또는 SP 함유 잉크 조성물을 제형화하는 예시적인 방법에서, 모노(메트)아크릴레이트 및/또는 디(메트)아크릴레이트 단량체 및 다기능성 (메트)아크릴레이트 가교 결합제는 광개시제와 함께 혼합되어 초기 경화성 단량체 블렌드를 형성한다. 잉크 조성물이 가교 결합성 리간드를 포함하는 경우, 경화성 단량체 블렌드에 첨가될 수도 있다. 그런 다음 QD 및/또는 GSP 및/또는 PSNP를 경화성 단량체 블렌드에 분산시켜 분산액을 형성한다. QD 및 다른 입자는 수성 또는 비-수성 유기 용매 기반 분산액의 형태로 추가될 수 있다. 그렇다면, 물 또는 유기 용매는 선택적으로 분산액으로부터 제거되어 제2 분산액을 형성할 수 있다. 잉크 조성물은 사용 준비가 되고 광이 닿지 않는 곳에 보관되어야 한다. 잉크 조성물이 제조되면, 이들은 분자체 비드의 존재 하에서 하루 이상 혼합하여 탈수된 다음 압축된 건조 공기 환경과 같은 건조하고 불활성 환경 하에 보관될 수 있다.
잉크 조성물은 그 전체가 본 발명에 포함되는 US 8,714,719에 기재된 것과 같은 프린팅 시스템을 사용하여 인쇄될 수 있다. 필름은 UV 복사, 열 에너지 또는 다른 형태의 에너지(예를 들어, 전자빔)를 사용하여 불활성 질소 환경에서 경화될 수 있다.
본 명세서에서 "예시적"이라는 단어는 예, 실례 또는 예시로서의 역할을 하는 것을 의미하기 위해 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인" 것으로 설명된 임의의 양태 또는 설계는 반드시 다른 양태 또는 설계에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 이해될 필요는 없다. 또한, 본 개시물의 목적을 위해 그리고 달리 명시되지 않는 한, "하나" 또는 "하나의"은 "하나 이상"을 의미한다.
본 발명의 예시적인 실시 형태들에 대한 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 본 발명을 개시된 정확한 형태로 제한하거나 포괄적인 것으로 의도하지 않으며, 상기 교시에 비추어 수정 및 변경이 가능하거나 본 발명의 실시로부터 획득될 수 있다. 실시 형태들은 본 발명의 원리를 설명하기 위해 그리고 본 발명의 실질적인 적용으로서 당업자가 고려되는 특정 사용에 적합한 다양한 변형으로 다양한 실시 형태들에서 본 발명을 이용할 수 있도록 선택되고 설명되었다. 본 발명의 범위는 여기에 첨부된 청구 범위 및 이들의 등가물에 의해 정의되는 것으로 의도된다.

Claims (23)

  1. 기판;
    상기 기판 상의 적색 서브 픽셀 - 상기 적색 서브 픽셀은:
    제1 발광 다이오드;
    상기 제1 발광 다이오드 위에 배치되는 제1 커플링층, 여기서 상기 제1 커플링층은: (a) 돔형이거나; (b) 중합체 매트릭스에 배치되는 산란 입자를 포함하거나; 또는 (c) 돔형이고 중합체 매트릭스에 산란 입자를 포함함; 및
    상기 제1 커플링층 위에 배치되는 중합체 매트릭스에 배치되는 적색 방출 양자점 및 산란 입자를 포함하는 적색 발광층을 포함함 -;
    상기 기판 상의 녹색 서브 픽셀 - 상기 녹색 서브 픽셀은:
    제2 발광 다이오드;
    상기 제2 발광 다이오드 위에 배치되는 제2 커플링층, 여기서 상기 제2 커플링층은: (a) 돔형이거나; (b) 중합체 매트릭스에 배치되는 산란 입자를 포함하거나; 또는 (c) 돔형이고 중합체 매트릭스에 산란 입자를 포함함; 및
    상기 제2 커플링층 위에 배치되는 중합체 매트릭스에 배치되는 녹색 방출 양자점 및 산란 입자를 포함하는 녹색 발광층을 포함함 -; 및
    상기 기판 상의 청색 서브 픽셀 - 상기 청색 서브 픽셀은:
    제3 발광 다이오드를 포함함 -;를
    포함하는 픽셀.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 발광 다이오드, 상기 제2 발광 다이오드 및 상기 제3 발광 다이오드는 청색 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 픽셀.
  3. 제2항에 있어서, 상기 청색 발광 다이오드는 질화 갈륨계 다이오드인 것을 특징으로 하는 픽셀.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 발광 다이오드, 상기 제2 발광 다이오드 및 상기 제3 발광 다이오드는 자외선 발광 다이오드이고, 상기 청색 서브 픽셀은:
    상기 제3 발광 다이오드 위에 배치되는 제3 커플링층, 여기서 상기 제3 커플링층은: (a) 돔형이거나; (b) 중합체 매트릭스에 배치되는 산란 입자를 포함하거나; 또는 (c) 돔형이고 중합체 매트릭스에 산란 입자를 포함함 -; 및
    상기 제3 커플링층 위에 배치되는 중합체 매트릭스에 배치되는 청색 방출 양자점 및 산란 입자를 포함하는 청색 발광층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 픽셀.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 커플링층은 상기 제1 발광 다이오드 위에서 국부화되고, 상기 제2 커플링층은 상기 제2 발광 다이오드 위에서 국부화되거나, 상기 제1 및 제2 커플링층은 각각 상기 제1 및 제2 발광 다이오드 위에서 국부화되는 것을 특징으로 하는 픽셀.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 커플링층은 상기 계면 영역에서의 적색 방출 양자점의 농도가 상기 적색 발광층 근처보다 상기 제1 커플링층 근처에서 더 낮은 양자점 농도 구배를 갖는 계면 영역에 의해 상기 적색 발광층으로부터 분리되고, 및/또는 상기 제2 커플링층은 상기 계면 영역에서의 녹색 방출 양자점의 농도가 상기 녹색 발광층 근처보다 상기 제2 커플링층 근처에서 더 낮은 양자점 농도 구배를 갖는 계면 영역에 의해 상기 녹색 발광층으로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 픽셀.
  7. 제1항에 있어서, 상기 녹색 서브 픽셀의 방출 표면적은 상기 적색 서브 픽셀의 방출 표면적보다 크고, 상기 적색 서브 픽셀의 방출 표면적은 상기 청색 서브 픽셀의 방출 표면적보다 큰 것을 특징으로 하는 픽셀.
  8. 디스플레이 장치 기판;
    상기 디스플레이 장치 기판 상에 구비되는 제1항의 복수의 픽셀; 및
    상기 복수의 픽셀 위에 배치되는 반투명 보호층;을 포함하는 색 변환 디스플레이 장치.
  9. 제1 발광 다이오드, 제2 발광 다이오드 및 제3 발광 다이오드를 포함하는 기판 상에 픽셀을 형성하는 방법으로서,
    상기 제1 발광 다이오드 위에 제1 서브 픽셀 한정 특징부를 형성시키는 단계;
    경화성 유기 단량체를 포함하는 제1 필름 형성 잉크 조성물을 상기 제1 발광 다이오드 위의 상기 제1 서브 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키는 단계;
    상기 제1 필름 형성 잉크 조성물을 건조시켜 제1 커플링층을 형성시키는 단계;
    적색 방출 양자점, 산란 입자 및 경화성 유기 단량체를 포함하는 제1 양자점 함유 잉크 조성물을 상기 제1 서브 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키는 단계;
    상기 제1 양자점 함유 잉크 조성물을 건조시켜 중합체 매트릭스에 배치되는 적색 방출 양자점 및 산란 입자를 포함하는 적색 발광층을 형성시키는 단계;
    상기 제2 발광 다이오드 위에 제2 서브 픽셀 한정 특징부를 형성시키는 단계;
    경화성 유기 단량체를 포함하는 제2 필름 형성 잉크 조성물을 상기 제2 발광 다이오드 위의 상기 제2 서브 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키는 단계;
    상기 제2 필름 형성 잉크 조성물을 건조시켜 제2 커플링층을 형성시키는 단계;
    녹색 방출 양자점, 산란 입자 및 경화성 유기 단량체를 포함하는 제2 양자점 함유 잉크 조성물을 상기 제2 서브 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키는 단계; 및
    상기 제2 양자점 함유 잉크 조성물을 건조시켜 중합체 매트릭스에 배치되는 녹색 방출 양자점 및 산란 입자를 포함하는 녹색 발광층을 형성시키는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 필름 형성 잉크 조성물, 상기 제1 양자점 함유 잉크 조성물, 상기 제2 필름 형성 잉크 조성물 및 상기 제2 양자점 함유 잉크 조성물 중 적어도 하나는 잉크젯 프린팅에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 필름 형성 잉크 조성물, 상기 제1 양자점 함유 잉크 조성물, 상기 제2 필름 형성 잉크 조성물 및 상기 제2 양자점 함유 잉크 조성물 중 적어도 하나를 경화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제1 발광 다이오드, 상기 제2 발광 다이오드 및 상기 제3 발광 다이오드는 청색 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제1 발광 다이오드, 상기 제2 발광 다이오드 및 상기 제3 발광 다이오드는 자외선 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제3 발광 다이오드 위에 제3 서브 픽셀 한정 특징부를 형성시키는 단계;
    경화성 유기 단량체를 포함하는 제3 필름 형성 잉크 조성물을 상기 제3 발광 다이오드 위의 상기 제3 서브 픽셀 특징 한정부 내로 또는 상으로 증착시키는 단계;
    상기 제3 산란 입자 함유 잉크 조성물을 건조시켜 제3 커플링층을 형성시키는 단계;
    청색 방출 양자점, 산란 입자 및 경화성 유기 단량체를 포함하는 제3 양자점 함유 잉크 조성물을 상기 제3 서브 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키는 단계; 및
    상기 제3 양자점 함유 잉크 조성물을 건조시켜 중합체 매트릭스에 배치되는 청색 방출 양자점 및 산란 입자를 포함하는 청색 발광층을 형성시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제1 필름 형성 잉크 조성물은 상기 제1 양자점 함유 잉크 조성물을 증착시키기 전에 경화시키고, 및/또는 상기 제2 필름 형성 잉크 조성물은 상기 제2 양자점 함유 잉크 조성물을 증착시키기 전에 경화시키며, 및/또는 상기 제3 필름 형성 잉크 조성물은 상기 제3 양자점 함유 잉크 조성물을 증착시키기 전에 경화시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제1 양자점 함유 잉크 조성물은 상기 제1 필름 형성 잉크 조성물이 경화되기 전에 증착되고, 및/또는 상기 제2 양자점 함유 잉크 조성물은 상기 제2 필름 형성 잉크 조성물이 경화되기 전에 증착되며, 및/또는 상기 제3 양자점 함유 잉크 조성물은 상기 제3 필름 형성 잉크 조성물이 경화되기 전에 증착되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 색 변환 디스플레이 장치를 형성하는 방법으로서, 디스플레이 장치 기판 상에 복수의 픽셀을 형성시키는 단계를 포함하고, 상기 픽셀은 제9항의 방법을 사용하여 상기 디스플레이 장치 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 디스플레이를 형성하는 방법으로서,
    반도체 기판 상에 복수의 픽셀을 형성시키는 단계 - 각각의 픽셀은 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀 및 청색 서브 픽셀을 포함하고, 상기 픽셀은:
    상기 반도체 기판 상에 제1 발광 다이오드, 제2 발광 다이오드 및 제3 발광 다이오드를 형성시키는 단계;
    상기 제1 발광 다이오드 위에 제1 서브 픽셀 한정 특징부를 형성시키는 단계;
    상기 제 2 발광 다이오드 위에 제2 서브 픽셀 한정 특징부를 형성시키는 단계;
    선택적으로, 상기 제3 발광 다이오드 위에 제3 서브 픽셀 한정 특징부를 형성시키는 단계;
    적색 방출 양자점을 포함하는 잉크 조성물을 상기 제1 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키고 상기 잉크 조성물을 고체 필름으로 건조시킴으로써 상기 제1 픽셀 한정 특징부에서의 상기 제1 발광 다이오드 위에 적색 발광층을 형성시켜 상기 적색 서브 픽셀을 제공하는 단계;
    녹색 방출 양자점을 포함하는 잉크 조성물을 상기 제2 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키고 상기 잉크 조성물을 고체 필름으로 건조시킴으로써 상기 제2 픽셀 한정 특징부에서의 상기 제2 발광 다이오드 위에 녹색 발광층을 형성시켜 상기 녹색 서브 픽셀을 제공하는 단계; 및
    선택적으로, 청색 방출 양자점을 포함하는 잉크 조성물을 상기 청색 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 잉크젯 증착시키고 상기 잉크 조성물을 고체 필름으로 건조시킴으로써 상기 제3 픽셀 한정 특징부에서의 상기 제3 발광 다이오드 위에 청색 발광층을 형성시키는 단계;에 의해 형성됨 -;
    상기 기판을 조각으로 다이싱하는 단계 - 각각의 조각은 하나 이상의 픽셀을 포함하지만 픽셀 전부를 포함하는 것은 아님 -; 및
    하나 이상의 조각을 디스플레이 기판으로 이송하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 발광 다이오드는 상기 기판 상에 통합된 질화 갈륨 기반 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 적색 방출 양자점을 포함하는 잉크 조성물을 상기 제1 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키고 상기 잉크 조성물을 고체 필름으로 건조시키는 단계 및/또는 녹색 방출 양자점을 포함하는 잉크 조성물을 상기 제2 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키고 상기 잉크 조성물을 고체 필름으로 건조시키는 단계는 상기 기판을 조각으로 다이싱하기 전에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제18항에 있어서, 적색 방출 양자점을 포함하는 잉크 조성물을 상기 제1 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키고 상기 잉크 조성물을 고체 필름으로 건조시키는 단계 및/또는 녹색 방출 양자점을 포함하는 잉크 조성물을 상기 제2 픽셀 한정 특징부 내로 또는 상으로 증착시키고 상기 잉크 조성물을 고체 필름으로 건조시키는 단계는 상기 기판을 조각으로 다이싱한 후에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 녹색 서브 픽셀은 상기 적색 서브 픽셀의 방출 표면적 및 상기 청색 서브 픽셀의 방출 표면적보다 큰 방출 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제18항에 있어서, 상기 적색 방출 양자점을 포함하는 잉크 조성물 및 청색 방출 양자점을 포함하는 잉크 조성물 중 적어도 하나는 잉크젯 프린팅에 의해 증착되는 것을 특징으로 하는 방법.
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