KR20210131504A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20210131504A
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백문정
노현우
박근영
박해일
이광근
이준한
한수지
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Abstract

일 실시예의 표시 장치는 피크 파장이 500nm 이하인 제1 광을 출광하는 발광소자층, 발광소자층 상에 배치되고 제1 광을 변환시키는 발광체를 포함하는 색제어층, 색제어층 상에 배치된 컬러필터층 및 색제어층에 포함되거나 색제어층 상에 배치되는 흡수 산란체를 포함하며, 흡수 산란체에 제1 광 흡수율보다 녹색광 또는 적색광 흡수율이 큰 광 흡수부가 포함됨으로써 표시 장치의 외광 반사율이 감소하는 효과를 가진다.

Description

표시 장치{Display Apparatus}
본 발명은 표시 장치에 관한 발명이다. 보다 상세하게는, 외광 반사율 감소 효과가 있는 표시 장치에 관한 것이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터 등과 같은 멀티미디어 장치에 사용되는 다양한 표시 장치들이 개발되고 있다. 표시 장치에 포함된 표시 패널은 컬러 이미지를 생성하기 위해 화소들에 따라 다른 종류의 색제어층을 포함할 수 있다. 색제어층은 소스광의 일부 파장범위만 투과시키거나, 소스광의 색을 변환시킬 수 있다.
한편, 색제어층 내 투과된 소스광이 색 변환 물질에 의해 변환되지 못하고 컬러필터에 흡수되어 광손실이 일어나는 문제점이 있으며, 출광 효율 증가를 위한 구조 개선을 필요로 하고 있다.
본 발명의 목적은 색제어 부재 내에 특정 파장 영역의 광 흡수율이 높은 흡수 산란체를 첨가하여 외광 반사율 감소 효과가 있는 표시 장치를 제공하는데 있다.
일 실시예는 피크 파장이 500nm 이하인 제1 광을 출력하는 발광소자층; 상기 발광소자층 상에 배치되고 상기 제1 광을 변환시키는 발광체를 포함하는 색제어층; 상기 색제어층 상에 배치된 컬러필터층; 및 상기 색제어층에 포함되거나 또는 상기 색제어층 상에 배치되는 흡수 산란체를 포함하고, 상기 흡수 산란체는 상기 제1 광 흡수율보다 녹색광 또는 적색광 흡수율이 큰 광 흡수부를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 광 흡수부는 440nm 이상 500nm 이하의 피크 파장을 갖는 광을 평균 70% 이상 투과시키고, 520nm 이상 780nm 이하의 피크 파장을 갖는 광을 평균 10% 이하로 투과시킬 수 있다.
상기 발광체는 양자점 또는 형광체일 수 있다.
상기 색제어층은 상기 발광체 및 상기 흡수 산란체를 포함하는 색제어부를 포함하고, 상기 흡수 산란체의 중량 비율은 상기 색제어부 전체 중량을 기준으로 1wt% 이상 10wt% 이하일 수 있다.
상기 흡수 산란체는 산란제를 포함하는 중심부를 포함하고, 상기 광 흡수부는 상기 중심부 표면에 배치될 수 있다.
상기 색제어층은 상기 제1 광을 상기 제1 광과 피크 파장이 상이한 제2 광으로 변환시키는 제1 발광체를 포함하는 제1 색제어부 및 상기 제1 광을 상기 제1 광과 피크 파장이 상이한 제3 광으로 변환시키는 제2 발광체를 포함하는 제2 색제어부를 포함할 수 있고, 상기 흡수 산란체는 상기 제1 색제어부 및 제2 색제어부 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
상기 제1 색제어부 및 상기 제2 색제어부 중 어느 하나의 색제어부는 상기 흡수 산란체를 포함하고, 나머지 하나의 색제어부는 TiO2, ZrO3, Al2O3, MgO, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3, SiO2 및 ITO 중 적어도 하나를 함유한 분산 산란체를 포함할 수 있다.
상기 색제어층은 상기 제1 광을 투과시키는 제3 색제어부를 더 포함하고, 상기 제3 색제어부에 TiO2, ZrO3, Al2O3, MgO, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3, SiO2 및 ITO 중 적어도 하나를 포함한 분산 산란체를 포함할 수 있다.
상기 제1 색제어부 및 상기 제2 색제어부 중 어느 하나의 색제어부는 상기 흡수 산란체를 포함하고, 나머지 하나의 색제어부는 상기 분산 산란체를 포함할 수 있다.
상기 색제어층 상에 배치되고 상기 흡수 산란체를 포함하는 산란층을 포함할 수 있다.
상기 산란층은 상기 색제어층과 상기 컬러필터층 사이에 배치될 수 있다.
상기 색제어층은 상기 제1 광을 상기 제1 광과 피크 파장이 상이한 제2 광으로 변환시키는 제1 발광체를 포함하는 제1 색제어부, 상기 제1 광을 상기 제1 광과 피크 파장이 상이한 제3 광으로 변환시키는 제2 발광체를 포함하는 제2 색제어부 및 상기 제1 광을 투과시키는 제3 색제어부를 포함할 수 있다.
상기 제3 색제어부는 상기 흡수 산란체를 더 포함할 수 있다.
상기 컬러필터층은 상기 제1 색제어부 상에 배치되고 상기 제2 광을 투과시키는 제1 컬러필터, 상기 제2 색제어부 상에 배치되고 상기 제3 광을 투과시키는 제2 컬러필터 및 상기 제3 색제어부 상에 배치되고 상기 제1 광 내지 상기 제3 광을 투과시키는 보호부를 포함할 수 있다.
일 실시예는 청색광을 출력하는 발광소자층; 상기 발광소자층 상에 배치되고 상기 청색광을 상기 청색광보다 장파장의 가시광으로 변환시키는 발광체를 포함하는 색제어층; 상기 색제어층 상에 배치된 컬러필터층; 및 상기 색제어층에 포함되거나 상기 색제어층과 상기 컬러필터층 사이에 배치되는 흡수 산란체를 포함하고, 상기 흡수 산란체는 산란제 및 상기 산란제 표면에 배치된 청색 안료 또는 청색 염료를 포함한 광 흡수부를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 광 흡수부는 440nm 이상 500nm 이하의 피크 파장을 갖는 광을 평균 70% 이상 투과시키고, 520nm 이상 780nm 이하의 피크 파장을 갖는 광을 평균 10% 이하로 투과시킬 수 있다.
상기 광 흡수부는 프탈로시아닌 블루(C32H16CuN8) 및 코발트 블루(CoAl2O4) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 색제어층은 상기 청색광을 녹색광으로 변환시키는 제1 발광체를 포함하는 제1 색제어부; 상기 청색광을 적색광으로 변환시키는 제2 발광체를 포함하는 제2 색제어부; 및 분산 산란체를 포함하는 제3 색제어부를 포함하고, 상기 컬러필터층은 상기 제1 색제어부 상에 배치된 녹색 컬러필터; 및 상기 제2 색제어부 상에 배치된 적색 컬러필터를 포함할 수 있다.
상기 제1 색제어부 또는 상기 제2 색제어부는 상기 흡수 산란체를 포함하고, 상기 흡수 산란체의 중량 비율은 상기 흡수 산란체가 포함된 상기 제1 색제어부 또는 상기 제2 색제어부의 전체 중량을 기준으로 1wt% 이상 10wt% 이하일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 흡수 산란체에 의해 외광 반사율이 감소하는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선에 대응하는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 II-II' 선에 대응하는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도 이다.
도 5는 일 실시예에 따른 색제어 부재를 확대한 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 흡수 산란체를 나타낸 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 색제어 부재를 나타낸 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 색제어 부재를 나타낸 단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 색제어 부재를 나타낸 단면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 색제어 부재를 나타낸 단면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부 등)가 다른 구성요소 "상에 있다" 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/결합 될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
한편, 본 출원에서 "직접 배치"된다는 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 배치"된다는 것은 두 개의 층 또는 두 개의 부재들 사이에 접착 부재 등의 추가 부재를 사용하지 않고 배치하는 것을 의미하는 것일 수 있다.
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 정의되어야 한다.
"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, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1 및 이하 도면들에 제1 방향축(DR1) 내지 제4 방향축(DR4)을 도시하였으며, 본 명세서에서 설명되는 제1 내지 제4 방향축들(DR1, DR2, DR3, DR4)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
본 명세서에서 설명의 편의를 위해 제3 방향축(DR3) 방향은 사용자에게 영상이 제공되는 방향으로 정의된다. 또한, 도 1에서 영상이 제공되는 표시면은 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2)이 정의 하는 평면일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치의 분해 사시도이다. 전자 장치(ES)는 텔레비전, 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 개인 디지털 단말기, 자동차 내비게이션, 게임기, 스마트폰, 카메라 등일 수 있으며 본 발명의 개념에서 벗어나지 않은 이상 다른 전자 장치로도 채용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 일 실시예의 전자 장치(ES)는 윈도우(WM), 표시 장치(DM), 및 하우징(HAU)을 포함하는 것일 수 있다. 표시 장치(DM)는 표시 패널(DP) 및 색제어 부재(CCM)를 포함하는 것일 수 있다.
표시 패널(DP)의 일면을 표시면으로 정의하면 표시 패널(DP)은 영상이 표시되는 표시 영역(DA) 및 영상이 표시되지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
윈도우(WM)는 표시 장치(DM)로부터 제공되는 영상을 투과 시키는 투과 영역(TA) 및 영상이 투과되지 않는 차광 영역(BA)을 포함할 수 있다. 윈도우(WM)는 표시 장치(DM) 상에 배치되어 표시 장치(DM)를 보호할 수 있다.
하우징(HAU)은 표시 장치(DM)의 하부에 배치되어 표시 장치(DM)를 수납할 수 있으며 표시 장치(DM)의 상부면이 노출되도록 커버할 수 있다.
표시 패널(DP)은 발광형 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(DP)은 엘이디(light-emitting diode, LED) 표시 패널, 유기 전계 발광(Organic Electroluminescence) 표시 패널, 또는 퀀텀닷(QD, Quantum dot) 발광 표시 패널일 수 있다. 하지만, 표시 패널의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 명세서의 일 실시예의 표시 장치(DM)에 포함된 표시 패널(DP)은 유기 전계 발광 표시 패널로 설명되지만 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 대응하는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도를 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 표시 장치(DM)는 표시 패널(DP) 및 표시 패널(DP) 상에 배치된 색제어 부재(CCM)를 포함하는 것일 수 있다.
표시 패널(DP)은 베이스 기판(BS), 베이스 기판(BS) 상에 제공된 회로층(DP-CL) 및 발광소자층(DP-OEL)을 포함하며 베이스 기판(BS), 회로층(DP-CL) 및 발광소자층(DP-OEL)은 제3 방향축(DR3)을 따라 순차적으로 적층된 것일 수 있다. 일 실시예에서 회로층(DP-CL)은 발광소자층(DP-OEL)의 유기전계 발광소자(OEL)를 구동하기 위한 복수의 트랜지스터들(미도시)을 포함하는 것일 수 있다.
색제어 부재(CCM)는 색제어층(CCL), 컬러필터층(CFL) 및 베이스층(BL)을 포함할 수 있다. 도시된 일 실시예와 달리 색제어 부재(CCM)의 베이스층(BL)은 생략될 수 있다.
베이스층(BL)은 무기층, 유기층 또는 복합 재료층일 수 있다. 예를 들어, 베이스층(BL)은 유리기판, 금속기판 또는 플라스틱기판 등 일 수 있다. 하지만, 베이스층(BL)이 상기 예에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 도시한 평면도이다. 표시 장치(DM)는 비발광 영역(NPXA) 및 발광 영역들(PXA-B, PXA-G, PXA-R)을 포함할 수 있다. 도 3, 도 4, 도 7 내지 도 10 및 도 12에는 각각 상이한 색광을 발광하는 세 개의 발광 영역들(PXA-B, PXA-G, PXA-R)을 예시적으로 도시하였다. 발광 영역들(PXA-B, PXA-G, PXA-R) 각각은 화소(Pixel)에 대응하는 것일 수 있다.
발광 영역들(PXA-B, PXA-G, PXA-R)은 각자 다른 면적을 가지거나 동일한 면적을 가질 수 있으며, 도 3에서 도시된 것과 다른 면적 비율로 발광 영역들(PXA-B, PXA-G, PXA-R)이 제공될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 발광 영역들(PXA-B)과 제3 발광 영역들(PXA-R)은 제1 방향축(DR1)을 따라 번갈아 배열되어 제1 그룹(PXG1)을 구성할 수 있다. 제2 발광 영역들(PXA-G)은 제1 방향축(DR1)을 따라 배열되어 제2 그룹(PXG2)을 구성할 수 있다.
제1 그룹(PXG1) 및 제2 그룹(PXG2)은 이격되어 배치될 수 있고, 제2 방향축(DR2)을 따라 서로 번갈아 배열 될 수 있다. 도 3에 도시된 발광 영역들(PXA-B, PXA-G, PXA-R)의 배열구조는 펜타일 구조라 명칭될 수 있다. 다만, 도 3에 도시된 배열은 예시적인 것으로 배열이 도시된 것에 제한되지 않는다.
도 4는 도 3의 II-II' 선을 따라 절단한 표시 장치의 단면도이며 도 5는 도 4의 색제어 부재(CCM-1) 일부를 확대한 단면도이다. 이하 도면을 참조하여 설명하는 일 실시예의 표시 장치에 대한 설명에 있어서, 상술한 도 1 내지 도 3의 설명과 중복되는 설명은 생략하고 차이점 중심으로 설명한다.
일 실시예의 표시 장치는 흡수 산란체를 포함한다. 여기서 흡수 산란체는 산란제를 포함하여 광을 산란시키면서, 특정 파장 영역의 광에 대해 상대적으로 높은 광 흡수율을 갖는 광 흡수부를 포함하여 특정 파장 영역의 광의 일부를 흡수할 수 있는 산란체를 의미한다.
일 실시예의 표시 장치는 분산 산란체를 포함한다. 여기서 분산 산란체는 광을 산란시키는 물질을 포함하여 광을 분산시키는 산란체를 의미한다. 분산 산란체가 포함된 색제어부 내에 입사된 광은 분산 산란체에 의해 광이 산란되고 색제어부 내 광 변환 효율을 증가시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 일 실시예인 표시 장치(DM)는 표시 패널(DP)을 포함하며 표시 패널(DP)은 발광소자층(DP-OEL)을 포함한다. 발광소자층(DP-OEL)은 광을 방출할 수 있다. 발광소자층(DP-OEL)에서 방출되는 광은 피크 파장이 500nm 이하인 제1 광일 수 있다. 예를 들어, 제1 광은 UV 광이거나 청색광일 수 있다.
도 4는 및 도 5는 색제어층(CCL)에 흡수 산란체(SP-A1)가 포함된 표시 장치(DM)의 일 실시예를 나타낸다. 발광소자층(DP-OEL) 상에 배치된 색제어 부재(CCM-1)는 컬러필터층(CFL)과 색제어층(CCL)을 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 색제어층(CCL)은 서로 이격되어 배치된 복수개의 격벽부들(BK) 및 격벽부들(BK) 사이에 배치된 복수개의 색제어부들(CCP-B, CCP-G, CCP-R)을 포함할 수 있다.
색제어층(CCL)은 제1 색제어부(CCP-G), 제2색제어부(CCP-R) 및 제3 색제어부(CCP-B)를 포함할 수 있다. 제1 색제어부(CCP-G)는 제1 발광체(QD-G)를 포함할 수 있고 제2 색제어부(CCP-R)는 제2 발광체(QD-R)를 포함할 수 있다. 제1 발광체(QD-G)는 발광소자층(DP-OEL)에서 출력된 제1 광을 제1 광과 피크 파장이 상이한 제2 광으로 변환시킬 수 있다. 제2 발광체(QD-R)는 발광소자층(DP-OEL)에서 출력된 제1 광을 제1 광과 피크 파장이 상이한 제3 광으로 변환시킬 수 있다. 제3 색제어부(CCP-B)는 발광소자층(DP-OEL)에서 출력된 제1 광을 투과시킬 수 있다. 제1 광은 피크 파장이 500nm 이하이며, 제2 광과 제3 광은 피크 파장이 상이한 색광일 수 있다. 예를 들어, 제1 광은 청색광일 수 있고, 제2 광은 녹색광, 제3 광은 적색광일 수 있다.
색제어부(CCP-B, CCP-G, CCP-R)는 특정 파장 영역의 광에 대해 상대적으로 높은 흡수율을 갖는 흡수 산란체(SP-A1)를 포함할 수 있다. 도 4에서는 흡수 산란체(SP-A1)가 제1 색제어부(CCP-G)에 포함된 일 실시예를 도시하였다. 하지만, 도시된 바와 달리 일 실시예에서 흡수 산란체(SP-A1)는 제2 색제어부(CCP-R)에 포함될 수 있다. 또한, 흡수 산란체(SP-A1)는 제1 색제어부(CCP-G) 및 제2 색제어부(CCP-R) 모두에 포함될 수도 있다.
도 5는 흡수 산란체(SP-A1)가 포함된 색제어부(CCP-G)를 확대한 단면도이다. 색제어부(CCP-G)는 베이스 수지(BR), 흡수 산란체(SP-A1) 및 발광체(QD-G)를 포함할 수 있다. 발광체(QD-G) 및 흡수 산란체(SP-A1)는 베이스 수지(BR)에 분산된 것일 수 있다.
흡수 산란체(SP-A1)의 중량 비율에 따라 광변환 효율 및 외광 반사율이 가변 될 수 있다. 흡수 산란체(SP-A1)의 중량 비율이 커질수록 흡수 산란체(SP-A1)의 광 흡수부에 의해 외광 반사율이 감소되지만 일정 비율 이상을 넘어서면 외광 반사율 감소 정도보다 광 변환 효율 감소 정도가 더 커져서 표시 장치 전체의 출광 효율이 떨어질 수 있다.
일 실시예로 색제어부(CCP-G) 전체 중량을 베이스 수지(BR), 발광체(QD-G) 및 흡수 산란체(SP-A1) 중량의 합이라 한다면, 흡수 산란체(SP-A1)의 중량 비율은 색제어부(CCP-G) 전체 중량을 기준으로 1wt% 이상 10wt% 이하일 수 있다.
제1 색제어부(CCP-G) 및 제2 색제어부(CCP-R) 각각에 흡수 산란체(SP-A1, SP-A2)를 포함하는 경우, 제1 색제어부(CCP-G)에 포함된 흡수 산란체(SP-A1) 중량 비율은 제1 색제어부(CCP-G) 전제 중량을 기준으로 1wt% 이상 10wt% 이하 일 수 있고, 제2 색제어부(CCP-R)에 포함된 흡수 산란체(SP-A2) 중량 비율은 제2 색제어부(CCP-R) 전제 중량을 기준으로 1wt% 이상 10wt% 이하 일 수 있다. 제1 색제어부(CCP-G) 및 제2 색제어부(CCP-R) 각각에 포함된 흡수 산란체(SP-A1, SP-A2) 중량 비율은 같거나 다를 수 있다.
제1 색제어부(CCP-G) 및 제2 색제어부(CCP-R) 각각에 흡수 산란체(SP-A1, SP-A2)를 포함하는 경우, 제1 색제어부(CCP-G)에 포함된 흡수 산란체(SP-A1) 중량 비율은 제1 색제어부(CCP-G) 전제 중량을 기준으로 1wt% 이상 10wt% 이하 일 수 있고, 제2 색제어부(CCP-R)에 포함된 흡수 산란체(SP-A2) 중량 비율은 제2 색제어부(CCP-R) 전제 중량을 기준으로 1wt% 이상 10wt% 이하 일 수 있다. 제1 색제어부(CCP-G) 및 제2 색제어부(CCP-R) 각각에 포함된 흡수 산란체(SP-A1, SP-A2) 중량 비율은 같거나 다를 수 있다.
도 6은 일 실시예의 흡수 산란체를 확대하여 도시한 단면도이다. 흡수 산란체(SP-A)의 구조는 흡수 산란체(SP-A) 중심부에 산란제(SP)가 포함되며, 흡수 산란체(SP-A)의 중심부 표면에 광 흡수부(AB)가 배치된 구조이다.
산란제(SP)는 광을 산란시키는 물질을 포함할 수 있다. 산란제(SP)는 무기 입자일 수 있다. 예를 들어, 산란제(SP)는 TiO2, ZrO3, Al2O3, SiO2, MgO, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3, SiO2 및 ITO 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
광 흡수부(AB)는 물질의 종류 또는 함량을 통해 광 흡수부(AB)의 파장 영역별 투과율을 가변 할 수 있다. 광 흡수부(AB)는 피크 파장이 500nm 이하인 광 대비 500nm 초과 780nm 이하의 피크 파장을 갖는 광을 낮은 비율로 투과시킬 수 있다. 따라서 광 흡수부(AB)는 피크 파장이 500nm 이하인 광보다 500nm 초과 780nm 이하의 피크 파장을 갖는 광을 흡수하는 비율이 더 높을 수 있다.
구체적으로는, 광 흡수부의 평균 투과율은 380nm 이상 440nm 미만의 피크 파장을 갖는 광에서 70% 이하일 수 있고, 440nm 이상 500nm 이하의 피크 파장을 갖는 광에서 70% 이상 일 수 있으며, 520nm 이상 780nm 이하의 피크 파장을 갖는 광에서 10% 이하일 수 있다. 평균 투과율은 소정의 파장 영역에서 투과율의 평균 값을 의미하며 이는 산술 평균에 해당할 수 있다. 일 실시예의 광 흡수부는 380nm 내지 440nm 파장 영역에서 평균 투과율이 0 내지 60%일 수 있고, 440nm 내지 500nm 파장 영역에서 평균 투과율이 70% 내지 100%일 수 있고, 501nm 내지 780nm 파장 영역에서 평균 투과율이 0 내지 10%일 수 있다.
광 흡수부(AB)는 청색광보다 녹색광 또는 적색광을 더 높은 비율로 흡수 시킬 수 있다. 광 흡수부(AB)는 청색 안료 또는 청색 염료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광 흡수부(AB)는 프탈로시아닌 블루(C32H16CuN8) 또는 코발트 블루 (CoAl2O4) 중 하나를 포함할 수 있다. 그러나 광 흡수부(AB)가 포함하는 물질이 이에 한정되는 것은 아니다.
흡수 산란체(SP-A)는 특정 파장 영역에서 피크 파장을 갖는 광을 높은 비율로 흡수시킴으로써 표시 장치(DD) 외부에서 입사되는 광 중 특정 파장 영역의 광을 흡수 하여 외광 반사율을 감소시킬 수 있다. 예를 들어 흡수 산란체(SP-A)는 520nm 이상 780nm 이하 파장 영역에서 피크 파장을 갖는 광을 90% 이상 흡수하는 광 흡수부(AB)를 포함할 수 있고, 이로 인해 표시 장치(DD)로 입사된 적색광 또는 녹색광이 산란체에 의해 반사되는 비율을 감소 시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 컬러필터층(CFL)은 복수개의 컬러필터들(CF-B, CF-G, CF-R)을 포함할 수 있다. 차광부(BM)는 컬러필터층(CFL)에 포함되어 인접하는 컬러필터들(CF-B, CF-G, CF-R) 사이의 경계를 구분하는 것일 수 있다.
차광부(BM)는 빛샘 현상을 방지할 수 있다. 차광부(BM)는 블랙 매트릭스일 수 있다. 차광부(BM)는 흑색 안료 또는 흑색 염료를 포함하는 유기 차광 물질 또는 무기 차광 물질을 포함할 수 있다. 한편, 차광부(BM)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 차광부(BM)는 청색 안료 또는 염료를 포함할 수 있으며 청색 필터(CF-B)와 일체의 형상을 가질 수 있다.
복수개의 컬러필터들(CF-B, CF-G, CF-R)은 상이한 파장 범위의 빛을 투과시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 컬러필터(CF-G)는 제1 발광체(QD-G)에 의해 제1 광에서 제2 광으로 변환된 광을 투과시킬 수 있다. 제2 컬러필터(CF-R)는 제2 발광체(QD-R)에 의해 제1 광에서 제3 광으로 변환된 광을 투과시킬 수 있다. 제3 컬러필터(CF-B)는 발광소자층(DP-OEL)에서 출력된 제1 광을 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 컬러필터(CF-G)는 녹색광을 투과시킬 수 있고, 제2 컬러필터(CF-R)는 적색광을 투과시킬 수 있고, 제3 컬러필터(CF-B)는 청색광을 투과시킬 수 있다.
컬러필터들(CF-B, CF-G, CF-R) 각각은 고분자 감광수지와 안료 또는 염료를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 컬러필터(CF-G)는 녹색 안료 또는 염료를 포함하는 녹색 컬러필터, 제2 컬러필터(CF-R)는 적색 안료 또는 염료를 포함하는 적색 컬러 필터, 제3 컬러필터(CF-B)는 청색 안료 또는 염료를 포함하는 청색 컬러 필터일 수 있다.
한편, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 제3 컬러필터(CF-B)는 안료 또는 염료를 포함하지 않는 것일 수 있다. 제3 컬러필터(CF-B)는 고분자 감광수지를 포함하고 안료 또는 염료를 미포함 하는 것일 수 있다. 제3 컬러필터(CF-B)는 투명한 것일 수 있다. 제3 컬러필터(CF-B)는 투명 감광수지로 형성된 것일 수 있다.
발광소자층(DP-OEL)은 화소 정의막(PDL), 화소 정의막(PDL) 사이에 배치된 유기전계 발광소자(OEL), 및 유기전계 발광소자(OEL) 상에 배치된 박막 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 광흡수 물질을 포함할 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 발광 영역들(PXA-B, PXA-G, PXA-R)을 정의하는 것일 수 있다.
유기전계 발광소자(OEL)는 서로 마주하는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2), 및 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 유기층(OL)을 포함할 수 있다. 유기층(OL)은 정공 수송 영역, 발광층 및 전자 수송 영역을 포함하는 것일 수 있다.
색제어층(CCL)은 캡핑층(CPL)을 더 포함할 수 있다. 캡핑층(CPL)은 색제어부(CCP) 및 격벽부(BK) 아래에 배치되어 수분 및/또는 산소의 침투를 막는 역할을 할 수 있다.
일 실시예에 따른 색제어 부재는 색제어층, 흡수 산란체 및 컬러필터층을 포함할 수 있다. 일 예로 색제어 부재는 흡수 산란체를 포함하는 색제어층, 색제어층 상에 배치된 컬러필터층을 포함할 수 있다. 또 다른 일 예로 색제어 부재는 색제어층, 색제어층 상에 배치된 컬러필터층을 포함하고, 색제어층과 컬러필터층 사이에 흡수 산란체를 포함하는 산란층이 배치될 수 있다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 색제어 부재 단면도이다. 도 7에 도시된 일 실시예의 색제어 부재(CCM-1a)는 제1 색제어부(CCP-G)에 흡수 산란체(SP-A1)를 포함한다. 도 8에 도시된 일 실시예의 색제어 부재(CCM-1b)는 제1 색제어부(CCP-G) 및 제2 색제어부(CCP-R) 각각에 흡수 산란체(SP-A1, SP-A2)를 포함한다. 흡수 산란체는 제1 색제어부(CCP-G) 및 제2 색제어부(CCP-R) 중 적어도 어느 하나에 포함될 수 있다. 따라서 도시하지 않았지만, 제2 색제어부(CCP-R)에만 흡수 산란체가 포함될 수도 있다.
제3 색제어부(CCP-B)에는 광을 산란시키는 분산 산란체(SP-D)를 포함할 수 있다. 분산 산란체(SP-D)는 발광소자층(DP-OEL)으로부터 제3 색제어부(CCP-B)에 입사된 제1 광을 산란시킬 수 있다. 제1 광은 피크 파장이 500nm 이하인 광일 수 있다. 예를 들어, 제1 광은 청색광 일 수 있다.
분산 산란체(SP-D)는 TiO2, ZrO3, Al2O3, SiO2, MgO, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3, SiO2 및 ITO 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 분산 산란체(SP-D)는 흡수 산란체(SP-A)의 산란제(SP)와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 일 실시예처럼 흡수 산란체(SP-A1)가 미포함된 제2 색제어부(CCP-R)에 분산 산란체(SP-D')를 포함할 수 있다. 이는 제3 색제어부(CCP-B)에 포함된 분산 산란체(SP-D)와 동일한 물질일 수 있고 광을 산란 시키는 또 다른 물질 일 수 있다. 제1 색제어부(CCP-G) 및 제2 색제어부(CCP-R) 중 적어도 어느 하나의 색제어부에 흡수 산란체를 포함할 수 있고 흡수 산란체가 포함되지 않은 색제어부 내에 분산 산란체가 포함될 수도 있다. 제1 색제어부(CCP-G) 또는 제2 색제어부(CCP-R)에 포함되는 분산 산란체는 발광소자층(DP-OEL)로부터 색제어부 내로 입사된 제1 광을 산란시킨다. 제1 광이 산란됨으로써 제1 발광체(QD-G) 또는 제2 발광체(QD-R)에 의해 제2 광 또는 제3 광으로 더 잘 변환되어 광 손실을 줄일 수 있다.
도 8에 도시된 일 실시예의 색제어 부재(CCM-1b)는 흡수 산란체(SP-A1, SP-A2)가 제1 색제어부(CCP-G) 및 제2 색제어부(CCP-R)에 포함될 수 있다. 제1 색제어부(CCP-G)에 포함된 흡수 산란체(SP-A1)와 제2 색제어부(CCP-R)에 포함된 흡수 산란체(SP-A2)는 동일한 물질이거나 동일한 함량일 수 있다. 하지만 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 색제어부(CCP-G)에 포함된 흡수 산란체(SP-A1)와 제2 색제어부(CCP-R)에 포함된 흡수 산란체(SP-A2)가 동일한 물질이라도 함량이 다를 수 있으며, 동일한 함량이라도 물질이 다를 수 있고, 물질과 함량이 모두 다를 수도 있다.
제1 색제어부(CCP-G) 및 제2 색제어부(CCP-R)에 포함된 흡수 산란체(SP-A1, SP-A2)는 녹색광 또는 적색광을 높은 비율로 흡수할 수 있다. 제1 색제어부(CCP-G) 상에 배치된 제1 컬러필터(CF-G)를 투과한 녹색광을 흡수 산란체(SP-A1)가 흡수할 수 있으며, 제2 색제어부(CCP-R) 상에 배치된 제2 컬러필터(CF-R)를 투과한 적색광을 흡수 산란체(SP-A2)가 흡수 할 수 있다. 이에 따라 컬러필터층(CFL)을 투과하여 색제어부(CCP-G, CCP-R) 내부로 전달되는 외광이 흡수 산란체(SP-A1, SP-A2)에 의해 높은 비율로 흡수되어 외광 반사율이 저감되는 효과를 가져올 수 있다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 색제어 부재의 단면도이다. 일 실시예에 따른 색제어 부재(CCM-2, CCM-2a)는 흡수 산란체(SP-A3)를 포함하는 산란층(SPL)이 포함될 수 있다. 이하, 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하는 일 실시예의 색제어 부재는 도 1 내지 도 8을 참조하여 상술한 설명과 중복되는 부분은 생략하고 차이점 위주로 설명한다.
산란층(SPL)은 흡수 산란체(SP-A3)를 포함한다. 흡수 산란체(SP-A3)는 520nm 이상 780nm 이하의 피크 파장을 갖는 광을 높은 비율로 흡수할 수 있다. 예를 들어, 흡수 산란체(SP-A3)는 청색광 투과율보다 녹색광 또는 적색광 투과율이 낮을 수 있다. 따라서 흡수 산란체(SP-A3)는 녹색광 또는 적색광을 높은 비율로 흡수할 수 있고 구체적으로 광 흡수율이 90% 이상일 수 있다. 흡수 산란체(SP-A3)는 컬러필터들(CF-G, CF-R)을 투과한 녹색광 또는 적색광 파장 영역의 외광을 높은 비율로 흡수할 수 있고 표시 장치의 외광 반사율을 감소시킬 수 있다.
도 10을 참조하면, 흡수 산란체(SP-A3)는 제3 색제어부(CCP-B)에 포함될 수 있다. 색제어 부재(CCM-2a)에 포함된 컬러필터층(CFL)은 제1 컬러필터(CF-G) 및 제2 컬러필터(CF-R)를 포함할 수 있으며, 제3 색제어부(CCP-B) 상에 배치된 보호부(PL)를 포함할 수 있다.
보호부(PL)는 인접한 컬러필터들(CF-G, CF-R)과 차광부(BM)에 의해 경계가 구분되는 것일 수 있다. 보호부(PL)는 발광소자층(DP-OEL)로부터 출광되는 제1 광과 제1 광보다 장파장의 가시광 영역의 광을 투과시킬 수 있다. 제3 색제어부(CCP-B)에 포함된 흡수 산란체(SP-A3)가 보호부(PL)를 투과한 녹색광 또는 적색광 영역의 외광을 높은 비율로 흡수할 수 있다. 컬러필터층(CFL)은 버퍼층(BFL)을 포함할 수 있으며 보호부(PL)는 버퍼층(BFL)과 같은 물질일 수 있다. 따라서, 제3 컬러필터(CF-B)를 배치하는데 소용되는 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
도 4 내지 도 10의 발광체(QD-G, QD-R)는 발광소자층(DP-OEL)에서 출광된 피크 파장이 500nm 이하인 제1 광을 상이한 광으로 변환시킬 수 있다. 제1 발광체(QD-G)는 제1 광과 상이한 제2 광으로 변환시킬 수 있다. 제2 발광체(QD-R)는 제1 광과 상이한 제3 광으로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 광은 녹색광일 수 있고 제3 광은 적색광일 수 있다.
발광체(QD-G, QD-R)는 형광체일 수 있다. 발광체(QD-G, QD-R)로 사용되는 형광체는 무기 형광체일 수 있다. 일 실시예의 발광체(QD-G, QD-R)는 녹색 형광체 또는 적색 형광체일 수 있다.
예를 들어, 녹색 형광체는 YBO3:Ce3+, Tb3+, BaMgAl10O17:Eu2+, Mn2+, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu2+; ZnS:Cu,Al, Ca8Mg(SiO4)4Cl2: Eu2+,Mn2+; Ba2SiO4: Eu2+; (Ba,Sr)2SiO4:Eu2+; Ba2(Mg, Zn)Si2O7:Eu2+; (Ba,Sr)Al2O4:Eu2+, Sr2Si3O8.2SrCl2:Eu2+; 등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
또한, 적색 형광체는 (Sr,Ca,Ba,Mg)P2O7: Eu2+, Mn2+, CaLa2S4:Ce3+; SrY2S4: Eu2+, (Ca,Sr)S: Eu2+, SrS:Eu Eu2+, Y2O3: Eu3+,Bi3+; YVO4: Eu3+,Bi3+; Y2O2S: Eu3+,Bi3+; Y2O2S: Eu3+ 등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
발광체(QD-G, QD-R)는 양자점(Quantum Dot)일 수 있다. 양자점은 제공되는 광의 파장을 변환하는 입자일 수 있다. 양자점의 코어는 II-VI족 화합물, III-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소 또는 화합물, I-III-IV족 화합물 또는 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물, 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 CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
III-IV족 화합물은 In2S3, In2Se3 등과 같은 이원소 화합물, InGaS3, InGaSe3 등과 같은 삼원소 화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함할 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, InAlP, 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.
III-V족 반도체 화합물은 InZnP와 같이 II족 금속을 더 포함할 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.
I-III-VI족 반도체 화합물 AgInS, AgInS2, CuInS, CuInS2, CuGaO2, AgGaO2, AgAlO2 등과 같은 삼원소 화합물 또는 이의 임의의 조합을 포함할 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.
양자점은 코어(core)와 코어를 둘러싸는 쉘(shell)을 포함하는 코어쉘 구조일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 양자점은 전술한 나노 결정을 포함하는 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 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. 쉘은 단층 또는 다중층일 수 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다. 양자점의 쉘의 예로는 금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
예를 들어, 쉘에 사용되는 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.
또한, 상기의 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 녹색, 적색 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.
아래 표 1은 흡수 산란체를 포함한 녹색 및 적색 색제어부의 효율 변화 및 반사율 변화의 결과를 나타낸 것이다. 표 1에서 나타낸 실시예의 녹색 색제어부에 포함된 흡수 산란체 및 양자점의 함량은 녹색 색제어부 전체 중량 기준으로 각각 4.3wt% 및 51wt%이며, 적색 색제어부에 포함된 흡수 산란체 및 양자점 함량은 적색 색제어부 전체 중량 기준으로 각각 4.0wt% 및 36wt% 이다. 각 색제어부의 나머지 중량은 베이스 수지의 중량에 해당한다.
아래 표 1에서는 흡수 산란체에 의한 효율 변화, 반사율 변화 및 동등 반사율 기준 효율 변화를 나타내었다. 효율 및 반사율 변화의 결과는 색제어부에 광 흡수부가 포함되지 않은 산란체인 TiO2를 포함시켰을 때의 효율 및 반사율을 100% 기준으로 했을 때 변화 값이다.
구분 녹색 색제어부 적색 색제어부
양자점 함량(wt%) 51 36
흡수 산란체 함량(wt%) 4.3 4.0
효율 변화(%) 84.9 75.3
반사율 변화(%) 46.6 48.0
효율 / 동등 반사율(%) 125 109
표 1을 참조하면, 비교예의 효율 및 반사율 값을 100%로 봤을 때 흡수 산란체를 포함한 녹색 및 적색 색제어부의 효율이 84.9% 와 75.3%로 감소했지만, 효율 감소 대비 외광 반사율 감소 정도를 보면 46.6% 및 48.9%로 상대적으로 더 큰 비율로 감소했음을 알 수 있다. 따라서 광 흡수부를 미포함하는 산란체가 포함된 색제어부는 효율이 증가하는 대신 외광 반사율도 크게 증가하게 된다. 그러나 광 흡수부를 포함하는 흡수 산란체가 포함된 색제어부는 효율이 비록 감소하지만 효율 감소 대비 외광 반사율이 크게 감소하게 되어 전체적인 출광 효율은 증가하게 된다.
또한, 반사율 감소에 따른 전체 출광 효율 변화를 비교하기 위해 동등 반사율 대비 효율 변화를 보면 흡수 산란체에 의해 외광 반사율이 감소됨으로써 녹색 색제어부는 125%, 적색 색제어부는 109%로 전체 출광 효율이 증가했음을 알 수 있다. 이를 통해 흡수 산란체가 포함된 녹색 및 적색 색제어부와 분산 산란체가 포함된 청색 색제어부가 모두 포함된 패널의 전체 출광 효율은 110%로 증가될 것을 예측할 수 있다.
표시 장치의 출광 효율에 영향을 미치는 요인으로 광 변환 효율과 외광 반사율이 있고, 실시예는 흡수 산란체에 의해 효율과 외광 반사율이 감소될 수 있다. 하지만 흡수 산란체에 의해 효율이 감소된 정도에 비해 외광 반사율 감소 정도가 더욱 커서 일 실시예의 표시 장치의 출광 효율은 더 증가될 수 있다.
도 11 및 도 12는 흡수 산란체가 적용될 수 있는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 이하, 도 11 및 도 12을 참조하여 설명하는 일 실시예의 표시 장치(DM-1, DM-2)는 상술한 도 1 내지 도 10에서 중복되는 내용은 설명하지 않으며 차이점을 위주로 설명한다.
도 11 참조하면, 일 실시예의 표시 장치(DM-1)의 색제어 부재(CCM-3)는 제1 컬러필터(CF1), 색제어부(CCP), 및 제2 컬러필터(CF2)를 포함할 수 있다. 제1 컬러필터(CF1), 색제어부(CCP), 및 제2 컬러필터(CF2)는 제3 방향축(DR3) 방향으로 순차적으로 적층된 것일 수 있다.
색제어 부재(CCM-3)는 복수의 제1 컬러필터들(CF1)을 포함할 수 있으며, 표시 패널(DP) 상에서 제1 방향축(DR1)을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 발광소자층(DP-OEL)에 포함된 복수의 발광소자(OEL) 각각의 제1 전극(EL1)은 복수의 제1 컬러필터들(CF1)에 각각에 대응하여 중첩할 수 있다.
제1 컬러필터(CF1)는 특정 파장 범위의 광을 통과시키는 것일 수 있다. 구체적으로, 발광소자층(DP-OEL)에서 방출되는 제1 광을 투과시키는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 광은 청색광일 수 있다. 제1 컬러필터(CF1)는 발광소자층(DP-OEL)에서 방출된 청색광을 투과시키고, 청색광 이외 파장의 광을 흡수하여, 청색광의 순도를 높일 수 있다.
색제어 부재(CCM-3)는 복수의 색제어부(CCP-B, CCP-G, CCP-R)를 포함할 수 있으며 흡수 산란체(SP-A1, SP-A2)는 제1 색제어부(CCP-G) 및 제2 색제어부(CCP-R) 중 적어도 하나에 포함될 수 있다. 제3 색제어부(CCP-B)는 분산 산란체(SP-D)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 색제어부(CCP-B, CCP-G, CCP-R) 각각은 복수의 제1 컬러필터(CF1) 상에 배치될 수 있다.
색제어 부재(CCM-3)는 제2 컬러필터(CF2)를 포함할 수 있다. 제2 컬러필터(CF2)는 제1 색제어부(CCP-G), 및 제2 색제어부(CCP-R)와 중첩할 수 있고 제2 컬러필터(CF2)가 제3 색제어부(CCP-B)의 상면(TS)을 노출 시킬 수 있다. 제3 색제어부(CCP-B)를 통과한 청색광은 제2 컬러필터(CF2)에 의해 흡수되지 않고 표시 장치(DM) 밖으로 출광될 수 있다.
일 실시예에서, 제2 컬러필터(CF2)는 녹색광 및 적색광을 투과하고 청색광을 차단할 수 있다. 제2 컬러필터(CF2)는 황색 필터 일 수 있다. 제2 컬러필터(CF2)는 황색과 보색 관계에 놓인 청색광을 흡수하여 청색광의 투과를 차단할 수 있다. 제2 컬러필터(CF2)를 투과한 녹색광 및 적색광 파장 영역의 외광을 흡수 산란체(SP-A1, SP-A2)가 흡수하여 외광 반사율을 감소시킬 수 있다.
도 12를 참조하면, 일 실시예의 표시 장치(DM-2)의 색제어 부재(CCM-4)는 제1 내지 제3 컬러필터(CF-G, CF-R, CF-B') 및 제1 내지 제3 색제어부(CCP-G, CCP-R, CCP-B)를 포함할 수 있다.
색제어 부재(CCM-4)는 복수의 색제어부(CCP-B, CCP-G, CCP-R)를 포함할 수 있으며 흡수 산란체(SP-A1, SP-A2)는 제1 색제어부(CCP-G) 및 제2 색제어부(CCP-R) 중 적어도 하나에 포함될 수 있다. 제3 색제어부(CCP-B)는 분산 산란체(SP-D)를 포함할 수 있다.
제3 컬러필터(CF-B')는 실질적으로 컬러필터의 역할을 갖는 필터부분(BP1)과 차광패턴의 역할을 갖는 차광부분(BP2)으로 구분될 수 있다. 또한, 필터부분(BP1)과 차광부분(BP2)은 일체의 형상을 가질 수 있다.
일 실시예의 표시 장치는 색제어부 내에 흡수 산란체를 포함하거나 색어층 상에 흡수 산란체가 포함된 산란층을 배치한다. 흡수 산란체에 포함된 광 흡수부는 표시 장치 외부에서 유입되는 외광 중 녹색광 또는 적색광 파장 영역의 외광을 높은 비율로 흡수하여 표시 장치의 외광 반사율이 감소하는 효과를 가진다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
ES : 전자 장치 DM, DM-1, DM-2 : 표시 장치
DP : 표시 패널 DP-OEL : 발광소자층
CCL : 색제어층 CFL : 컬러필터층
SP-D, SP-D' : 분산 산란체 QD-G, QD-R : 발광체
SP : 산란제 AB : 광 흡수부
SPL : 산란층 PL : 보호부
CCM, CCM-1, CCM-2, CCM-3, CCM-4 : 색제어 부재
SP-A, SP-A1, SP-A2, SP-A3 : 흡수 산란체
CCP-B, CCP-G, CCP-R : 색제어부
CF-B, CF-B', CF-G, CF-R, CF-1, CF-2 : 컬러필터
PXA-B, PXA-G, PXA-R : 발광 영역

Claims (20)

  1. 피크 파장이 500nm 이하인 제1 광을 출력하는 발광소자층;
    상기 발광소자층 상에 배치되고 상기 제1 광을 변환시키는 발광체를 포함하는 색제어층;
    상기 색제어층 상에 배치된 컬러필터층; 및
    상기 색제어층에 포함되거나 또는 상기 색제어층 상에 배치되는 흡수 산란체를 포함하고,
    상기 흡수 산란체는 상기 제1 광 흡수율보다 녹색광 또는 적색광 흡수율이 큰 광 흡수부를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 흡수부는 440nm 이상 500nm 이하의 피크 파장을 갖는 광은 평균 70% 이상 투과시키고, 520nm 이상 780nm 이하의 피크 파장을 갖는 광은 평균 10% 이하로 투과시키는 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광 흡수부는 청색 안료 및 청색 염료 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광체는 양자점 또는 형광체인 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 색제어층은 상기 발광체 및 상기 흡수 산란체를 포함하는 색제어부를 포함하고, 상기 흡수 산란체의 중량 비율은 상기 색제어부 전제 중량을 기준으로 1wt% 이상 10wt% 이하인 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 흡수 산란체는 산란제를 포함하는 중심부를 포함하고, 상기 광 흡수부는 상기 중심부 표면에 배치되는 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 색제어층은,
    상기 제1 광을 상기 제1 광과 피크 파장이 상이한 제2 광으로 변환시키는 제1 발광체를 포함하는 제1 색제어부; 및
    상기 제1 광을 상기 제1 광과 피크 파장이 상이한 제3 광으로 변환시키는 제2 발광체를 포함하는 제2 색제어부를 포함하고
    상기 흡수 산란체는 상기 제1 색제어부 및 제2 색제어부 중 적어도 하나에 포함된 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 색제어부 및 상기 제2 색제어부 중 어느 하나의 색제어부는 상기 흡수 산란체를 포함하고, 나머지 하나의 색제어부는 TiO2, ZrO3, Al2O3, MgO, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3, SiO2 및 ITO 중 적어도 하나를 포함한 분산 산란체를 포함하는 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 색제어층은 상기 제1 광을 투과시키는 제3 색제어부를 더 포함하고,
    상기 제3 색제어부에 TiO2, ZrO3, Al2O3, MgO, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3, SiO2 및 ITO 중 적어도 하나를 포함한 분산 산란체를 포함하는 표시 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 색제어부 및 상기 제2 색제어부 중 어느 하나의 색제어부는 상기 흡수 산란체를 포함하고, 나머지 하나의 색제어부는 상기 분산 산란체를 포함하는 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 색제어층 상에 배치되고 상기 흡수 산란체를 포함하는 산란층을 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 산란층은 상기 색제어층과 상기 컬러필터층 사이에 배치된 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 색제어층은,
    상기 제1 광을 상기 제1 광과 피크 파장이 상이한 제2 광으로 변환시키는 제1 발광체를 포함하는 제1 색제어부;
    상기 제1 광을 상기 제1 광과 피크 파장이 상이한 제3 광으로 변환시키는 제2 발광체를 포함하는 제2 색제어부; 및
    상기 제1 광을 투과시키는 제3 색제어부를 포함하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제3 색제어부에 상기 흡수 산란체를 더 포함하는 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 컬러필터층은,
    상기 제1 색제어부 상에 배치되고 상기 제2 광을 투과시키는 제1 컬러필터;
    상기 제2 색제어부 상에 배치되고 상기 제3 광을 투과시키는 제2 컬러필터; 및
    상기 제3 색제어부 상에 배치되고 상기 제1 광 내지 상기 제 3광을 투과시키는 보호부를 포함하는 표시 장치.
  16. 청색광을 출력하는 발광소자층;
    상기 발광소자층 상에 배치되고 상기 청색광을 상기 청색광보다 장파장의 가시광으로 변환시키는 발광체를 포함하는 색제어층;
    상기 색제어층 상에 배치된 컬러필터층; 및
    상기 색제어층에 포함되거나 상기 색제어층과 상기 컬러필터층 사이에 배치되는 흡수 산란체를 포함하고,
    상기 흡수 산란체는 산란제 및 상기 산란제 표면에 배치된 청색 안료 또는 청색 염료를 포함한 광 흡수부를 포함하는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 광 흡수부는 440nm 이상 500nm 이하의 피크 파장을 갖는 광은 평균 70% 이상 투과시키고, 520nm 이상 780nm 이하의 피크 파장을 갖는 광은 평균 10% 이하로 투과시키는 표시 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 광 흡수부는 프탈로시아닌 블루(C32H16CuN8) 및 코발트 블루(CoAl2O4) 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 색제어층은,
    상기 청색광을 녹색광으로 변환시키는 제1 발광체를 포함하는 제1 색제어부;
    상기 청색광을 적색광으로 변환시키는 제2 발광체를 포함하는 제2 색제어부; 및
    분산 산란체를 포함하는 제3 색제어부를 포함하고,
    상기 컬러필터층은,
    상기 제1 색제어부 상에 배치된 녹색 컬러필터; 및
    상기 제2 색제어부 상에 배치된 적색 컬러필터를 포함하는 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 색제어부 또는 상기 제2 색제어부는 상기 흡수 산란체를 포함하고,
    상기 흡수 산란체의 중량 비율은 상기 흡수 산란체가 포함된 상기 제1 색제어부 또는 상기 제2 색제어부의 전체 중량을 기준으로 1wt% 이상 10wt% 이하인 표시 장치.
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