KR20210153171A - 표시장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 표시패널, 및 상기 표시패널 상에 배치된 광제어부재를 포함하고, 상기 광제어부재는 서로 이격된 복수의 격벽들, 및 상기 복수의 격벽들 사이 각각에 배치된 복수의 광제어부들을 포함하고, 상기 복수의 광제어부들 중 적어도 하나는 제1 베이스수지, 및 상기 제1 베이스수지에 분산된 커플링제를 포함하는 제1 층, 및 상기 제1 층 상에 배치되고, 제2 베이스수지, 및 상기 제2 베이스수지에 분산된 발광체를 포함하는 제2 층을 포함함에 따라, 표시장치의 표시 품질 및 신뢰성이 향상될 수 있다.

Description

표시장치 및 이의 제조 방법{DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 발광 효율 및 신뢰성이 향상된 표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
표시패널은 광원으로부터 생성된 소스광을 선택적으로 투과시키는 투과형 표시패널과 표시패널 자체에서 소스광을 생성하는 발광형 표시패널을 포함한다. 표시패널은 컬러 이미지를 생성하기 위해 화소들에 따라 다른 종류의 컬러 제어층을 포함할 수 있다. 컬러 제어층은 소스광의 일부 파장범위만 투과시키거나, 소스광의 컬러를 변환시킬 수 있다. 일부의 컬러 제어층은 소스광의 컬러는 변경하지 않고, 광의 특성을 변경시킬 수도 있다.
본 발명은 표시품질 및 신뢰성이 향상된 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 표시품질이 향상된 표시장치를 제조하면서도, 공정 및 비용이 감소된 표시장치 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 표시패널, 및 상기 표시패널 상에 배치된 광제어부재를 포함하고, 상기 광제어부재는 서로 이격된 복수의 격벽들, 및 상기 복수의 격벽들 사이 각각에 배치된 복수의 광제어부들을 포함하고, 상기 복수의 광제어부들 중 적어도 하나는 제1 베이스수지, 및 상기 제1 베이스수지에 분산된 커플링제를 포함하는 제1 층, 및 상기 제1 층 상에 배치되고, 제2 베이스수지, 및 상기 제2 베이스수지에 분산된 발광체를 포함하는 제2 층을 포함한다.
상기 제2 층은 상기 제2 베이스수지에 분산된 산란입자를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 층은 상기 제1 베이스수지에 분산된 산란입자를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 층은 제1 무기물농도를 가지고, 상기 제2 층은 상기 제1 무기물농도와 상이한 제2 무기물농도를 가질 수 있다.
상기 제1 무기물농도와 상기 제2 무기물농도의 차이는 1wt% 이상 20wt% 이하일 수 있다.
상기 제2 층은 상기 커플링제를 포함하지 않을 수 있다.
상기 제1 베이스수지 및 상기 제2 베이스수지 각각의 산가 및 아민가의 차이는 5mg KOH/g 미만일 수 있다.
상기 제1 베이스수지 및 상기 제2 베이스수지 각각의 산가 및 아민가 차이는 35 mg KOH/g 이상일 수 있다.
상기 표시패널은 제1 광을 생성하는 발광소자를 포함하고, 상기 복수의 광제어부들은 상기 제1 광을 투과하는 제1 광제어부, 상기 제1 광을 제2 광으로 변환시키는 제2 광제어부, 및 상기 제1 광을 제3 광으로 변환시키는 제3 광제어부를 포함할 수 있다.
상기 제1 광제어부는 상기 커플링제를 포함하는 제1 제어층, 및 상기 제1 제어층 상에 배치되는 제2 제어층을 포함하고, 상기 제2 광제어부는 상기 커플링제를 포함하는 제3 제어층, 및 상기 제3 제어층 상에 배치되고, 상기 제1 광을 상기 제2 광으로 변환시키는 제1 발광체를 포함하는 제4 제어층을 포함하고, 상기 제3 광제어부는 상기 커플링제를 포함하는 제5 제어층, 및 상기 제5 제어층 상에 배치되고, 상기 제1 광을 상기 제3 광으로 변환시키는 제2 발광체를 포함하는 제6 제어층을 포함할 수 있다.
상기 제1 제어층, 상기 제3 제어층 및 상기 제5 제어층 각각은 상기 제1 발광체를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 제어층은 상기 제1 발광체를 더 포함하고, 상기 제5 제어층은 상기 제2 발광체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 제1 광을 생성하는 표시패널, 및 상기 표시패널 상에 배치된 광제어부재를 포함하고, 상기 광제어부재는 상기 제1 광을 투과하는 제1 광제어부, 상기 제1 광을 제2 광으로 변환시키는 제2 광제어부, 및 상기 제1 광을 제3 광으로 변환시키는 제3 광제어부를 포함하고, 상기 제1 광제어부, 상기 제2 광제어부, 및 상기 제3 광제어부 중 적어도 하나는 제1 베이스수지, 상기 제1 베이스수지에 분산된 커플링제, 및 상기 제1 베이스수지에 분산된 산란입자를 포함하는 제1 층, 및 상기 제1 층 상에 배치되고, 제2 베이스수지, 및 상기 제2 베이스수지에 분산된 발광체를 포함하는 제2 층을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치 제조방법은 표시패널을 준비하는 단계, 및 상기 표시패널 상에 광제어부재를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 광제어부재를 형성하는 단계는, 커플링제를 포함하는 제1 잉크를 제공하여 제1 잉크층을 형성하는 단계, 상기 제1 잉크층 상에, 발광체를 포함하는 제2 잉크를 제공하여 제2 잉크층을 형성하는 단계, 및 상기 제1 잉크층 및 상기 제2 잉크층을 경화하는 단계를 포함한다.
상기 제1 잉크는 제1 수지, 상기 제1 수지에 분산된 산란입자, 및 상기 제1 수지에 분산된 상기 커플링제를 포함하고, 상기 제2 잉크는 제2 수지, 상기 제2 수지에 분산된 산란입자, 및 상기 제2 수지에 분산된 상기 발광체를 포함하고, 상기 제1 잉크는 제1 무기물농도를 가지고, 상기 제2 잉크는 상기 제1 무기물농도와 상이한 제2 무기물농도를 가질 수 있다.
상기 제1 무기물농도와 상기 제2 무기물농도의 차이는 1wt% 이상 10wt% 이하일 수 있다.
상기 제1 수지 및 상기 제2 수지 각각의 산가 및 아민가의 차이는 5mg KOH/g 미만이거나, 또는 35mg KOH/g 이상일 수 있다.
상기 광제어부재를 형성하는 단계는 상기 제1 잉크층을 형성하는 단계 이전에, 복수의 격벽들을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 잉크 및 상기 제2 잉크는 상기 복수의 격벽들 사이에 정의되는 영역들 중 적어도 하나의 영역에 제공될 수 있다.
상기 제1 잉크층을 형성하는 단계는 상기 복수의 격벽들 사이 각각에 산란입자를 포함하는 제1 패턴 잉크, 제1 발광체를 포함하는 제2 패턴 잉크, 및 상기 제1 발광체와 상이한 제2 발광체를 포함하는 제3 패턴 잉크를 각각 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 잉크층을 형성하는 단계는 상기 복수의 격벽들 사이 각각에, 상기 제1 잉크를 공통으로 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제2 잉크층을 형성하는 단계는 상기 제1 잉크층 상에, 제1 발광체를 포함하는 제1 서브 잉크, 및 상기 제1 발광체와 상이한 제2 발광체를 포함하는 제2 서브 잉크를 각각 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 광제어부의 하부층에 포함된 커플링제에 의해 광제어부와 베이스층 사이의 결합력이 증가되어 신뢰성이 향상되면서도, 광제어부의 상부층에 포함된 발광체의 발광 효율이 감소하지 않아 표시장치가 우수한 표시 품질을 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 광제어부를 형성하는 잉크의 보관 특성이 저하되는 것을 방지하여 비용이 저감될 수 있으며, 단일 경화 공정으로 복수 층을 가지는 광제어부를 형성할 수 있어 공정 비용 및 시간이 감소된 표시장치 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시모듈의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광제어부재의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광제어부재의 일부분을 나타낸 단면도들이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른 광제어부재의 일부분을 나타낸 단면도들이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법 중 일부 단계를 도시한 단면도들이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치 제조방법 중 일부 단계를 확대하여 나타낸 단면도들이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법 중 일부 단계를 도시한 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치 제조방법 중 일부 단계를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크를 통해 형성한 분리층의 촬상이미지이다.
도 10b는 비교예에 따른 잉크를 통해 형성한 분리층의 촬상이미지이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 포함된 표시모듈의 일부를 확대하여 도시한 평면도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 포함된 표시모듈의 일부를 확대하여 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 광제어부 패턴과, 비교예에 따른 광제어부 패턴의 두께에 따른 외부 양자 효율을 나타낸 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합 된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 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.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, "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.
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, 제한되지 않는다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광제어부재 및 이를 포함하는 표시장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시모듈의 단면도이다. 도 2에서는 도 1의 I-I'선에 대응하는 단면도를 나타내었다.
일 실시예에서 표시장치(ES)는 텔레비전, 모니터, 또는 외부 광고판과 같은 대형 표시 장치일 수 있다. 또한, 표시장치(ES)는 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 개인 디지털 단말기, 자동차 내비게이션 유닛, 게임기, 스마트폰, 태블릿, 및 카메라와 같은 중소형 제품에 사용되는 표시 장치일 수 있다. 또한, 이것들은 단지 실시예로서 제시된 것들로서, 본 발명의 개념에서 벗어나지 않은 이상 다른 표시 장치로도 채용될 수 있다.
일 실시예의 표시장치(ES)는 윈도우(WM), 표시모듈(DM), 및 하우징(HAU)을 포함하는 것일 수 있다. 표시모듈(DM)은 표시 소자인 표시패널(DP)을 포함하는 것일 수 있다. 한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 표시장치(ES)는 표시 소자 이외에 터치 소자 또는 검출 소자 등 전기적 신호에 따라 활성화되는 다양한 소자들을 포함할 수 있다.
한편, 도 1 및 이하 도면들에서는 제1 방향(DR1) 내지 제3 방향(DR3)을 도시하였으며, 본 명세서에서 설명되는 제1 내지 제3 방향 (DR1, DR2, DR3)들이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 제3 방향(DR3)은 사용자에게 영상이 제공되는 방향으로 정의된다. 또한, 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)은 서로 직교하고, 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면에 대한 법선 방향일 수 있다. 도 1에서 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면은 영상이 제공되는 표시면일 수 있다.
일 실시예의 표시장치(ES)에서 윈도우(WM)는 표시모듈(DM) 상에 배치되는 것일 수 있다. 윈도우(WM)는 유리, 사파이어, 또는 플라스틱을 포함하는 재질일 수 있다. 윈도우(WM)는 표시모듈(DM)로부터 제공되는 영상을 투과시키는 투과 영역(TA) 및 투과 영역(TA)에 인접하고, 영상이 투과되지 않는 차광 영역(BA)을 포함한다. 한편, 도 1에 도시된 것과 달리, 일 실시예의 표시장치(ES)에서 윈도우(WM)는 생략될 수 있다.
일 실시예의 표시장치(ES)에서 표시모듈(DM)은 윈도우(WM)의 하부에 배치될 수 있다. 표시모듈(DM)은 표시패널(DP) 및 표시패널(DP) 상에 배치된 광제어부재(CCM)를 포함하는 것일 수 있다.
표시패널(DP)은 발광형 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시패널(DP)은 엘이디(light-emitting diode, LED) 표시 패널, 유기 전계 발광(Organic Electroluminescence) 표시 패널, 또는 퀀텀닷 발광 표시 패널일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
엘이디(light-emitting diode, LED) 표시패널 은 발광 다이오드를 포함하고, 유기 전계 발광 표시 패널의 발광층은 유기 전계 발광 물질을 포함하며, 퀀텀닷 발광 표시 패널의 발광층은 퀀텀닷 또는 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 본 명세서의 일 실시예의 표시장치(ES)에 포함된 표시패널(DP)은 유기 전계 발광 표시 패널로 설명된다. 다만, 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예의 표시장치(ES)는 표시패널(DP) 및 표시패널(DP) 상측에 배치된 광제어부재(CCM)를 포함하는 것이며, 일 실시예의 표시장치(ES)는 유기 전계 발광 표시 패널을 포함하는 유기 전계 발광 표시 장치일 수 있다. 표시패널(DP)은 제1 광을 제공하는 것일 수 있다. 예를 들어, 표시패널(DP)은 청색광을 방출하는 것일 수 있다.
광제어부재(CCM)는 표시패널(DP)에서 제공되는 광의 파장을 변환시키거나, 또는 표시패널(DP)에서 제공되는 광을 투과시키는 것일 수 있다. 광제어부재(CCM)는 표시패널(DP)에서 제공된 청색광의 파장을 변환시키거나, 청색광을 투과시키는 것일 수 있다.
평면 상에서, 영상이 표시되는 표시패널(DP)의 일면은 표시면으로 정의된다. 표시면은 영상이 표시되는 표시 영역(DA) 및 영상이 표시되지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 표시 영역(DA)은 평면 상에서 표시패널(DP)의 중앙에 정의되어, 윈도우(WM)의 투과 영역(TA)과 중첩할 수 있다.
하우징(HAU)은 표시패널(DP)의 하부에 배치되어 표시패널(DP)을 수납하는 것일 수 있다. 하우징(HAU)은 표시패널(DP)의 표시면인 상부면이 노출되도록 표시패널(DP)을 커버하여 배치될 수 있다. 하우징(HAU)은 표시패널(DP)의 측면과 바닥면을 커버하며, 상부면 전체를 노출시키는 것일 수 있다.
도 2를 참조하면, 표시패널(DP)은 베이스 기판(BS), 베이스 기판(BS) 상에 제공된 회로층(DP-CL) 및 표시 소자층(DP-OEL)을 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예에서 베이스 기판(BS), 회로층(DP-CL), 및 표시 소자층(DP-OEL)은 제3 방향(DR3)으로 순차적으로 적층된 것일 수 있다.
베이스 기판(BS)은 표시 소자층(DP-OEL)이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있다. 베이스 기판(BS)은 유리기판, 금속기판, 플라스틱기판 등일 수 있다. 다만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 베이스 기판(BS)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다.
일 실시예에서 회로층(DP-CL)은 베이스 기판(BS) 상에 배치되고, 회로층(DP-CL)은 복수의 트랜지스터들(미도시)을 포함하는 것일 수 있다. 트랜지스터들(미도시)은 각각 제어 전극, 입력 전극, 및 출력 전극을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 회로층(DP-CL)은 표시 소자층(DP-OEL)의 유기 전계 발광 소자(OEL, 도 12a, 도 12b)를 구동하기 위한 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터를 포함하는 것일 수 있다.
광제어부재(CCM)는 표시패널(DP) 상에 배치된다. 광제어부재(CCM)는 광제어층(CCL), 컬러필터층(CFL), 및 베이스층(BL)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시패널(DP)은 제1 광을 방출하는 유기 전계 발광 소자(OEL, 도 12a, 도 12b)를 포함하는 것이고, 광제어부재(CCM)는 유기 전계 발광 소자(OEL, 도 12a, 도 12b)에서 제공되는 제1 광의 파장을 변환하거나 제1 광을 투과시키는 광제어부(CCP, 도 3)를 포함하는 것일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광제어부재를 나타낸 단면도이다. 도 3에서는 제3 방향(DR3)의 반대 방향을 따라 순차적으로 적층된 광제어부재(CCM)의 구성들을 도시하였다.
도 3을 참조하면, 광제어부재(CCM)는 베이스층(BL), 및 베이스층(BL) 하측에 배치된 광제어층(CCL)을 포함한다. 광제어층(CCL)은 서로 이격되어 배치된 복수의 격벽들(BK) 및 격벽들(BK) 사이에 배치된 복수의 광제어부(CCP)들을 포함하는 것일 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 광제어부재(CCM)는 베이스층(BL), 베이스층(BL) 상에 배치된 복수의 격벽들(BK), 서로 이격된 복수의 격벽들(BK) 사이에 배치된 광제어부(CCP)들을 포함하는 것일 수 있다. 도 3에서는 광제어층(CCL)이 배치되는 기준면을 제공하는 베이스층(BL)이 별도로 제공되는 것을 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 광제어층(CCL)은 표시 소자층(OEL, 도 12b)의 박막 봉지층(TFE, 도 12b)이 제공하는 기준면 상에 배치될 수도 있다.
일 실시예의 광제어부재(CCM)는 복수의 광제어부들(CCP-R, CCP-B, CCP-G)을 포함할 수 있다. 광제어부(CCP)는 제1 광을 투과시키는 제1 광제어부(CCP-B), 제1 광을 제2 광으로 변환하는 제2 광제어부(CCP-G), 및 제1 광을 제3 광으로 변환하는 제3 광제어부(CCP-R)를 포함할 수 있다. 제2 광은 제1 광보다 장파장 영역의 광이고, 제3 광은 제1 광 및 제2 광보다 장파장 영역의 광일 수 있다. 예를 들어, 제1 광은 청색광, 제2 광은 녹색광, 제3 광은 적색광일 수 있다. 제1 광은 410nm 내지 480nm 파장 영역의 광이고, 제2 광은 500nm 내지 570nm 파장 영역의 광이고, 제3 광은 625nm 내지 675nm 파장 영역의 광일 수 있다. 한편, 제1 광은 표시패널(DP, 도 2)에서 광제어부(CCP)로 제공되는 소스광일 수 있다.
제1 광제어부(CCP-B)는 제1 광의 파장을 변환시키지 않고 투과시키는 투과부일 수 있다. 제2 광제어부(CCP-G) 및 제3 광제어부(CCP-R)에는 발광체가 포함될 수 있다. 발광체는 입사되는 광의 파장을 변환시켜 다른 파장의 광을 발광하는 입자일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 광제어부(CCP-G) 및 제3 광제어부(CCP-R)에 포함되는 발광체는 양자점(Quantum Dot)일 수 있다.
양자점(Quantum Dot)은 제공되는 광의 파장을 변환하는 입자일 수 있다. 양자점은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 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 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 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, 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.
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.
일 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 청색, 적색, 녹색 등 다양한 발광 색상을 가질 수 있다. 양자점의 입자 크기가 작을수록 단파장 영역의 광을 발광하는 것일 수 있다. 예를 들어 녹색광을 방출하는 양자점의 입자 크기는 적색광을 방출하는 양자점의 입자 크기 보다 작은 것일 수 있다.
광제어부들(CCP-R, CCP-B, CCP-G) 중 적어도 하나는 복수의 층을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제1 광제어부(CCP-B)는 제1 제어층(CCP-B1) 및 제2 제어층(CCP-B2)을 포함하고, 제2 광제어부(CCP-G)는 제3 제어층(CCP-G1) 및 제4 제어층(CCP-G2)을 포함하고, 제3 광제어부(CCP-R)는 제5 제어층(CCP-R1) 및 제6 제어층(CCP-R2)을 포함할 수 있다. 광제어부들(CCP-R, CCP-B, CCP-G) 각각에 포함된 2층 구조에 대해서는 도 4a 내지 도 4c에 대한 설명에서 후술한다.
격벽들(BK)은 광제어층(CCL)과 중첩하도록 배치된 컬러필터층(CFL)의 일면을 노출시키는 개구부(OH)를 정의하는 것일 수 있다. 광제어부들(CCP-R, CCP-B, CCP-G)은 개구부(OH)를 충전하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 광제어부재(CCM)는 컬러필터층(CFL)을 더 포함할 수 있다. 컬러필터층(CFL)은 베이스층(BL)과 광제어층(CCL) 사이에 배치된 것일 수 있다. 컬러필터층(CFL)은 차광부(BM) 및 필터부(CF)를 포함할 수 있다.
차광부(BM)는 베이스층(BL) 상에 배치될 수 있다. 복수의 차광부들(BM)은 베이스층(BL)의 일부를 노출시키면서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 차광부들(BM) 사이에는 필터들(CF-B, CF-G, CF-R)이 배치될 수 있다.
필터부(CF)는 복수의 필터들(CF-B, CF-G, CF-R)을 포함할 수 있다. 즉, 컬러필터층(CFL)은 제1 광을 투과시티는 제1 필터(CF-B), 제2 광을 투과시키는 제2 필터(CF-G), 및 제3 광을 투과시키는 제3 필터(CF-R)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 필터(CF-B)는 청색 필터, 제2 필터(CF-G)는 녹색 필터이고, 제3 필터(CF-R)는 적색 필터일 수 있다.
필터들(CF-B, CF-G, CF-R) 각각은 고분자 감광수지와 안료 또는 염료를 포함하는 것일 수 있다. 제1 필터(CF-B)는 청색 안료 또는 염료를 포함하고, 제2 필터(CF-G)는 녹색 안료 또는 염료를 포함하며, 제3 필터(CF-R)는 적색 안료 또는 염료를 포함하는 것일 수 있다.
한편, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 제1 필터(CF-B)는 안료 또는 염료를 포함하지 않는 것일 수 있다. 제1 필터(CF-B)는 고분자 감광수지를 포함하고 안료 또는 염료를 미포함하는 것일 수 있다. 제1 필터(CF-B)는 투명한 것일 수 있다. 제1 필터(CF-B)는 투명 감광수지로 형성된 것일 수 있다.
차광부(BM)는 블랙 매트릭스일 수 있다. 차광부(BM)는 흑색 안료 또는 흑색염료를 포함하는 유기 차광 물질 또는 무기 차광 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 차광부(BM)는 빛샘 현상을 방지하고, 인접하는 필터들(CF-B, CF-G, CF-R) 사이의 경계를 구분하는 것일 수 있다.
복수의 차광부들(BM)은 서로 이격되어 배치되고 차광부들(BM) 각각은 복수의 격벽들(BK) 각각에 대응하여 중첩하는 것일 수 있다.
컬러필터층(CFL)은 저굴절층(LRL)을 더 포함할 수 있다. 저굴절층(LRL)은 필터부(CF)와 광제어층(CCL) 사이에 배치될 수 있다. 저굴절층(LRL)의 굴절률은 1.1 이상 1.5 이하인 것일 수 있다. 저굴절층(LRL)의 굴절률 값은 저굴절층(LRL)에 포함된 중공 무기 입자, 및/또는 보이드(void) 등의 비율에 의해 조절될 수 있다.
컬러필터층(CFL) 버퍼층(BFL)을 더 포함할 수 있다. 도 3에서 버퍼층(BFL)이 필터부(CF)와 저굴절층(LRL) 사이에 배치된 것으로 도시하였으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 버퍼층(BFL)은 저굴절층(LRL) 상에서 광제어층(CCL)에 인접하여 배치될 수 있다. 버퍼층(BFL)은 저굴절층(LRL) 또는 필터부(CF)를 보호하는 보호층일 수 있다. 버퍼층(BFL)은 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물 중 적어도 하나의 무기물을 포함하는 무기물층일 수 있다. 버퍼층(BFL)은 단일층 또는 복수의 층으로 이루어질 수 있다.
베이스층(BL)은 컬러필터층(CFL) 및 광제어층(CCL) 등이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있다. 베이스층(BL)은 유리기판, 금속기판, 플라스틱기판 등일 수 있다. 다만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 베이스층(BL)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다.
광제어층(CCL)은 캡핑층(CPL)을 더 포함할 수 있다. 캡핑층(CPL)은 광제어부(CCP) 및 격벽(BK) 상에 배치되는 것일 수 있다. 캡핑층(CPL)은 수분 및/또는 산소(이하, '수분/산소'로 칭함)의 침투를 막는 역할을 하는 것일 수 있다. 캡핑층(CPL)은 광제어부(CCP) 상에 배치되어 광제어부(CCP)가 수분/산소에 노출되는 것을 차단할 수 있다. 캡핑층(CPL)은 적어도 하나의 무기층을 포함하는 것일 수 있다. 즉, 캡핑층(CPL)은 무기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 캡핑층(CPL)은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 및 실리콘 산화질화물이나 광투과율이 확보된 금속 박막 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 한편, 캡핑층(CPL)은 유기막을 더 포함할 수 있다. 캡핑층(CPL)은 단일층 또는 복수의 층으로 구성되는 것일 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광제어부재의 일부분을 나타낸 단면도들이다. 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광제어부재의 일부분을 나타낸 단면도들이다. 도 4a 및 도 5a에서는 도 3의 A 영역을 확대한 도면을 도시하였다. 도 4b 및 도 5b에서는 도 3의 B 영역을 확대한 도면을 도시하였다. 도 4c 및 도 5c에서는 도 3의 C 영역을 확대한 도면을 도시하였다.
도 3, 및 도 4a 내지 도 4c를 함께 참조하면, 일 실시예에 따른 광제어부재(CCM)에서 복수의 광제어부들(CCP) 중 적어도 하나는 제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1) 및 제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2)을 포함할 수 있다. 제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1)은 컬러필터층(CFL)에 인접하게 배치되고, 제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2)은 제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1) 하측에 배치되어 컬러필터층(CFL)으로부터 이격된 층일 수 있다. 제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2)의 두께는 제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1)의 두께에 비해 클 수 있다.
제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1)은 제1 베이스수지(BR1) 및 제1 베이스수지(BR1)에 분산된 커플링제(CA)를 포함한다. 커플링제(CA)는 광제어부(CCP)와 접촉하는 인접 구성과의 결합력을 향상시키는 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 커플링제(CA)는 광제어부(CCP)와 저굴절층(LRL)과의 결합력을 향상시키는 물질일 수 있다. 또는, 컬러필터층(CFL)이 생략될 경우, 커플링제(CA)는 광제어부(CCP)와 베이스층(BL)과의 결합력을 향상시키는 물질일 수 있다.
커플링제(CA)는 실란 커플링제일 수 있다. 커플링제(CA)는 예를 들어, (3-글리시드옥시프로필)트리메톡시실레인,　(3-글리시드옥시프로필)트리에톡시실레인,　(3-글리시드옥시프로필)메틸디메톡시실레인,　(3-글리시드옥시프로필)메틸디에톡시실레인,　(3-글리시드옥시프로필)디메틸에톡시실레인,　3,4-에폭시부틸트리메톡시실레인,　3,4-에폭시부틸트리에톡시실레인,　2-(3,4-에폭시시크로헥실)에틸트리메톡시실레인,　2-(3,4-에폭시시크로헥실)에틸트리에톡시실레인,　아미노프로필트리메톡시실레인,　아미노프로필트리에톡시실레인,　3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민,　N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실레인,　N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실레인,　N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실레인,　N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실레인, 및　(3-이소시아네이트프로필)트리에톡시실레인을 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1)에서, 커플링제(CA)의 농도는 2wt% 이하일 수 있다. 커플링제(CA)는 제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1) 전체 중량 대비 2:98 중량비 이하로 포함할 수 있다. 제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1)에 포함된 커플링제(CA) 중 일부는 제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1)과 접촉하는 구성과 화학결합 할 수도 있다.
제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1)에는 커플링제(CA) 외에, 무기물을 더 포함할 수 있다. 제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1)에 포함되는 무기물은 예를 들어, 산란 입자(SC)일 수 있다. 산란 입자(SC)는 TiO2 또는 실리카계 나노 입자 등일 수 있다. 산란 입자(SC)는 광을 산란시켜 출광 효율을 증가시키는 입자일 수 있다. 산란 입자(SC)는 베이스수지(BR) 내에 균일하게 분산되어 있을 수 있다.
제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1) 중 적어도 일부에는 발광체가 포함될 수도 있다. 일 실시예에서, 제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1) 중 제1 제어층(CCP-B1)에는 발광체가 포함되지 않고, 제3 제어층(CCP-G1)에는 제1 발광체(QD1)가 포함되고, 제5 제어층(CCP-R1)에는 제2 발광체(QD2)가 포함될 수 있다. 제1 발광체(QD1) 및 제2 발광체(QD2) 각각은 양자점일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 발광체(QD1)는 녹색광을 방출하는 녹색 양자점이고, 제2 발광체(QD2)는 적색광을 방출하는 적색 양자점일 수 있다. 도 4b 및 도 4c에 도시된 바와 달리, 제3 제어층(CCP-G1) 및 제5 제어층(CCP-R1)에는 발광체가 포함되지 않을 수도 있다.
제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2)은 제2 베이스수지(BR2) 및 제2 베이스수지(BR2)에 분산된 무기물을 포함한다. 제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2)에는 커플링제(CA)가 포함되지 않을 수 있다. 제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2)은 제2 베이스수지(BR2) 및 제2 베이스수지(BR2)에 분산된 무기물로 구성될 수 있다. 제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2)에 포함된 무기물은 예를 들어, 산란 입자(SC) 및 발광체(QD1, QD2)일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2) 중 제2 제어층(CCP-B2)에는 산란 입자(SC)가 포함되고, 제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2) 중 제4 제어층(CCP-G2)에는 산란 입자(SC) 및 제1 발광체(QD1)가 포함되고, 제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2) 중 제6 제어층(CCP-R2)에는 산란 입자(SC) 및 제2 발광체(QD2)가 포함될 수 있다.
제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1)에 포함되는 무기물의 농도를 제1 무기물농도로 정의하고, 제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2)에 포함되는 무기물의 농도를 제2 무기물농도로 정의할 때, 제1 무기물농도와 제2 무기물농도는 동일하거나 상이할 수 있다. 제1 무기물농도는 제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1)에 포함되는 산란입자 및 발광체의 농도일 수 있다. 제2 무기물농도는 제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2)에 포함되는 산란입자 및 발광체의 농도일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 무기물농도와 제2 무기물농도는 상이하고, 제1 무기물농도 및 제2 무기물농도의 차이는 1wt% 이상 20wt% 이하일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 무기물농도 및 제2 무기물농도의 차이는 1wt% 이상 10wt% 이하일 수 있다. 제1 무기물농도 및 제2 무기물농도의 차이는 1wt% 이상 5wt% 이하일 수 있다.
제1 베이스수지(BR1) 및 제2 베이스수지(BR2)는 발광체들이 분산되는 매질로서, 일반적으로 바인더로 지칭될 수 있는 다양한 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 본 명세서에서 발광체들을 분산 배치시킬 수 있는 매질이면 그 명칭, 추가적인 다른 기능, 구성 물질 등에 상관없이 베이스수지로 지칭될 수 있다. 베이스수지는 고분자 수지일 수 있다. 예를 들어, 베이스수지는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등일 수 있다. 베이스수지는 투명 수지일 수 있다.
제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1) 및 제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2)은 무용제 잉크로부터 유래된 층일 수 있다. 즉, 제1 층(CCP-B1, CCP-G1, CCP-R1) 및 제2 층(CCP-B2, CCP-G2, CCP-R2)은 베이스 수지, 또는 중합 반응에 의해 베이스 수지를 형성하는 모노머, 및 이에 분산된 커플링제나 발광체 등의 입자를 용해시키기 위한 별도의 유기 용제 등을 포함하지 않고, 베이스 수지 내에 커플링제나 발광체 등의 입자가 분산된 무용제 잉크로부터 유래된 것일 수 있다.
제1 베이스수지(BR1) 및 제2 베이스수지(BR2) 각각은 산성, 또는 알칼리성을 가지는 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 베이스수지(BR1) 및 제2 베이스수지(BR2)는 모두 산성 물질이거나, 모두 알칼리성 물질일 수 있다. 또는, 제1 베이스수지(BR1) 및 제2 베이스수지(BR2) 중 어느 하나는 산성 물질이고, 다른 하나는 알칼리성 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 베이스수지(BR1) 및 제2 베이스수지(BR2) 각각의 산가 및 아민가 차이는 35 mg KOH/g 이상일 수 있다. 본 명세서에서, 산가는 유지 1g 중 함유되고 있는 유리지방산을 중화하는데 소요되는 KOH 의 mg 수를 의미하고, 아민가는 아민 1g당 적정된 KOH의 mg 수를 의미한다.
또는, 제1 베이스수지(BR1) 및 제2 베이스수지(BR2) 각각은 양쪽성의 성질을 가지는 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 베이스수지(BR1) 및 제2 베이스수지(BR2)는 분자구조 내에 산성 작용기와 알칼리성 작용기를 모두 포함하는 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 베이스수지(BR1) 및 제2 베이스수지(BR2) 각각의 산가 및 아민가 차이는 5 mg KOH/g 미만일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 베이스수지(BR1) 및 제2 베이스수지(BR2)는 화학식 1-1 내지 화학식 1-3으로 표시되는 고분자 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00001
[화학식 1-2]
Figure pat00002
[화학식 1-3]
Figure pat00003
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3에서, R1- 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기이고, R3는 아민기, 또는 카르복실기이다. n1은 1 이상 100 이하의 정수이다. 화학식 1-1 내지 화학식 1-3으로 표시되는 구조에 복수의 R3가 포함될 경우, 복수의 R3는 모두 아민기이거나, 모두 카르복실기일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 베이스수지(BR1) 및 제2 베이스수지(BR2)는 화학식 2-1 또는 화학식 2-2로 표시되는 고분자 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00004
[화학식 1-2]
Figure pat00005
상기 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서, R1- 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 이상 10 이하의 알킬기이다. n2는 1 이상 100 이하의 정수이다. R3 및 R4는 서로 상이하고, R3 및 R4는 각각 독립적으로, 아민기이거나 또는 카르복실기이다. 화학식 2-1 및 화학식 2-2에서, R3가 아민기일 경우, R4는 카르복실기이고, R3가 카르복실기일 경우, R4는 아민기이다.
일 실시예의 표시장치에 포함된 광제어부재에서, 광제어부재에 포함된 복수의 광제어부들 각각은 제1 층 및 제2 층을 포함하고, 제1 층에는 커플링제가 포함되고, 제2 층에는 커플링제가 포함되지 않는다. 일 실시예에 따른 광제어부재에서는 커플링제에 포함된 제1 층을 통해 베이스층 등과 광제어부 사이의 결합력이 확보되고, 광제어부의 패턴특성이 향상될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 광제어부재에서는 발광체를 포함하는 제2 층에는 커플링제를 포함하지 않아, 커플링제로 인해 발광체의 발광 효율 특성이 저하되고, 광제어부를 형성하는 잉크의 보관 특성이 저하되는 것을 방지하여, 광제어부재를 포함하는 표시장치의 표시 품질 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 3, 및 도 5a 내지 도 5c를 함께 참조하면, 제1 층(CCP-C)은 제1 광제어부(CCP-B), 제2 광제어부(CCP-G), 및 제3 광제어부(CCP-R)에 공통으로 포함되는 층일 수 있다. 즉, 제1 층(CCP-C)은 제1 광제어부(CCP-B), 제2 광제어부(CCP-G), 및 제3 광제어부(CCP-R)에 공통적으로 패터닝되어 배치될 수 있다. 제1 광제어부(CCP-B), 제2 광제어부(CCP-G), 및 제3 광제어부(CCP-R)에 공통으로 포함된 제1 층(CCP-C) 각각은 제1 베이스수지(BR1), 산란 입자(SC), 커플링제(CA), 및 제1 발광체(QD1)를 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 제1 층(CCP-C)에서 산란 입자(SC), 및 제1 발광체(QD1)는 생략될 수도 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법 중 일부 단계를 도시한 단면도들이다. 도 6a 내지 도 6c에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법 중 광제어부재를 형성하는 단계를 순차적으로 도시하였다. 이하, 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 일 실시예에 따른 표시장치 제조방법을 설명함에 있어, 앞서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 자세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치 제조방법에서는 표시패널을 준비하는 단계, 및 표시패널 상에 광제어부재를 형성하는 단계를 포함한다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시장치 제조방법 중 광제어부재를 형성하는 단계는 기준면 상에 제1 잉크(INK1-1, INK1-2, INK1-3)를 제공하여 제1 잉크층(INL1-1, INL1-2, INL1-3)을 형성하는 단계를 포함한다. 제1 잉크(INK1-1, INK1-2, INK1-3)는 제1 노즐(NZ1-1, NZ1-2, NZ1-3)을 통해 기준면 상에 도포될 수 있다. 도 6a 및 도 6b 등에서는 제1 잉크(INK1-1, INK1-2, INK1-3)가 도포되는 기준면을 제공하는 구성이 베이스층(BL)인 것을 예시적으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 제1 잉크(INK1-1, INK1-2, INK1-3)는 표시 소자층(DP-OEL, 도 12b)의 박막 봉지층(TFE)이 제공하는 기준면 상에 도포될 수도 있다. 기준면을 제공하는 구성이 베이스층(BL)일 경우, 제1 잉크층(INL1-1, INL1-2, INL1-3)을 형성하는 단계 이전에, 베이스층(BL) 상에 컬러필터층(CFL)이 형성되고, 컬러필터층(CFL) 상에 복수의 격벽(BK)들을 패터닝하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 잉크(INK1-1, INK1-2, INK1-3)는 복수의 격벽(BK)들 사이에 각각 적하될 수 있다. 제1 잉크(INK1-1, INK1-2, INK1-3)는 제1 패턴 잉크(INK1-1), 제2 패턴 잉크(INK1-2), 및 제3 패턴 잉크(INK1-3)를 포함하고, 제1 패턴 잉크(INK1-1), 제2 패턴 잉크(INK1-2), 및 제3 패턴 잉크(INK1-3) 각각은 별도의 제1 노즐(NZ1-1, NZ1-2, NZ1-3)을 통해 복수의 격벽(BK)들 사이에 각각 적하될 수 있다. 제1 패턴 잉크(INK1-1)는 제1 패턴 잉크층(INL1-1)을 형성하고, 제2 패턴 잉크(INK1-2)는 제2 패턴 잉크층(INL1-2)을 형성하고, 제3 패턴 잉크(INK1-3)는 제3 패턴 잉크층(INL1-3)을 형성할 수 있다. 제1 잉크(INK1-1, INK1-2, INK1-3), 및 제1 잉크(INK1-1, INK1-2, INK1-3)를 통해서 형성된 제1 잉크층(INL1-1, INL1-2, INL1-3)은 제1 수지 및 커플링제를 포함할 수 있다. 제1 잉크(INK1-1, INK1-2, INK1-3)는 무용제 잉크일 수 있다. 즉, 제1 잉크(INK1-1, INK1-2, INK1-3)는 제1 수지 및 커플링제를 용해시키기 위한 별도의 유기 용제 등을 포함하지 않고, 제1 수지 내에 커플링제가 분산된 것일 수 있다. 제1 잉크(INK1-1, INK1-2, INK1-3)가 무용제 잉크임에 따라, 제1 잉크(INK1-1, INK1-2, INK1-3)는 높은 점도를 가질 수 있다.
도 6b 및 도 6c를 참조하면, 제1 잉크층(INL1-1, INL1-2, INL1-3) 상에 제2 잉크(INK2-1, INK2-2)를 제공하여 제2 잉크층(INL2-1, INL2-2)을 형성한다. 제2 잉크(INK2-1, INK2-2)는 제2 노즐(NZ2-1, NZ2-2)을 통해 베이스층(BL) 상에 도포될 수 있다. 제2 잉크(INK2-1, INK2-2)는 제1 서브 잉크(INK2-1), 및 제2 서브 잉크(INK2-2) 를 포함하고, 제1 서브 잉크(INK2-1), 및 제2 서브 잉크(INK2-2) 각각은 별도의 제2 노즐(NZ2-1, NZ2-2)을 통해 복수의 격벽(BK)들 사이에 각각 적하될 수 있다. 제1 서브 잉크(INK2-1)는 제2 패턴 잉크층(INL1-2) 상에 적하되어 제1 서브 잉크층(INL2-1)을 형성하고, 제2 서브 잉크(INK2-2)는 제3 패턴 잉크층(INL1-3) 상에 적하되어 제2 서브 잉크층(INL2-2)을 형성할 수 있다. 제2 잉크(INK2-1, INK2-2)는 제2 수지 및 발광체를 포함할 수 있다. 제2 잉크(INK2-1, INK2-2)는 무용제 잉크일 수 있다. 즉, 제2 잉크(INK2-1, INK2-2)는 제2 수지 및 발광체를 용해시키기 위한 별도의 유기 용제 등을 포함하지 않고, 제2 수지 내에 발광체가 분산된 것일 수 있다. 제2 잉크(INK2-1, INK2-2)가 무용제 잉크임에 따라, 제2 잉크(INK2-1, INK2-2)는 높은 점도를 가질 수 있다.
제1 잉크층(INL1-1, INL1-2, INL1-3) 중 일부 상에는 제3 잉크(INK3)가 제공되어 제3 잉크층(INL3)을 형성할 수 있다. 제3 잉크(INK3)는 제3 노즐(NZ3)을 통해 베이스층(BL) 상에 도포될 수 있다. 제3 잉크(INK3)는 제3 노즐(NZ3)을 통해, 복수의 격벽(BK)들 사이 중 제2 잉크(INK2-1, INK2-2)가 적하되지 않는 영역에 적하될 수 있다. 제3 잉크(INK3)는 제1 패턴 잉크층(INL1-1) 상에 적하되어 제3 잉크층(INL3)을 형성할 수 있다. 제3 잉크(INK3)는 제2 수지 및 산란 입자를 포함할 수 있다. 제3 잉크(INK3)는 무용제 잉크일 수 있다. 즉, 제3 잉크(INK3)는 제2 수지 및 산란 입자를 용해시키기 위한 별도의 유기 용제 등을 포함하지 않고, 제2 수지 내에 산란 입자가 분산된 것일 수 있다. 제3 잉크(INK3)가 무용제 잉크임에 따라, 제3 잉크(INK3)는 높은 점도를 가질 수 있다.
제1 잉크층(INL1-1, INL1-2, INL1-3)에 포함되는 무기물의 농도를 제1 무기물농도로 정의하고, 제2 잉크층(INL2-1, INL2-2)에 포함되는 무기물의 농도를 제2 무기물농도로 정의할 때, 제1 무기물농도와 제2 무기물농도는 동일하거나 상이할 수 있다. 제1 무기물농도는 제1 잉크층(INL1-1, INL1-2, INL1-3)에 포함되는 산란입자 및 발광체의 농도일 수 있다. 제2 무기물농도는 제2 잉크층(INL2-1, INL2-2)에 포함되는 산란입자 및 발광체의 농도일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 무기물농도와 제2 무기물농도는 상이하고, 제1 무기물농도 및 제2 무기물농도의 차이는 1wt% 이상 20wt% 이하일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 무기물농도 및 제2 무기물농도의 차이는 1wt% 이상 10wt% 이하일 수 있다. 제1 무기물농도 및 제2 무기물농도의 차이는 1wt% 이상 5wt% 이하일 수 있다. 제3 잉크층(INL3)에 포함되는 무기물의 농도를 제3 무기물농도로 정의할 때, 제3 무기물농도는 제1 무기물농도와 동일하거나 상이할 수 있다. 제3 무기물농도는 제3 잉크층(INL3)에 포함되는 산란입자의 농도일 수 있다.
도 6c를 참조하면, 패터닝된 제1 잉크층(INL1-1, INL1-2, INL1-3) 및 제2 잉크층(INL2-1, INL2-2, INL2-3)이 함께 경화될 수 있다. 제1 잉크층(INL1-1, INL1-2, INL1-3) 및 제2 잉크층(INL2-1, INL2-2, INL2-3)은 광(L)을 통해 경화될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 제1 잉크층(INL1-1, INL1-2, INL1-3) 및 제2 잉크층(INL2-1, INL2-2, INL2-3)은 열을 통해 경화될 수 있다. 제1 잉크층(INL1-1, INL1-2, INL1-3) 및 제2 잉크층(INL2-1, INL2-2, INL2-3)은 함께 경화되어, 복수의 광제어부들(CCP-B, CCP-G, CCP-R, 도 3 참조)을 형성할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치 제조방법 중 일부 단계의 확대 단면도들이다. 도 7a 내지 도 7c에서는 제2 잉크층 형성 이후 경화 단계 이전의 단면을 확대하여 도시하였다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 제1 패턴 잉크층(INL1-1)은 제1 수지(RS1), 산란 입자(SC), 및 커플링제(CA)를 포함할 수 있다. 제1 서브 잉크층(INL2-1)은 제2 수지(RS2), 및 산란 입자(SC)를 포함할 수 있다. 제2 패턴 잉크층(INL1-2)은 제1 수지(RS1), 산란 입자(SC), 제1 발광체(QD1), 및 커플링제(CA)를 포함할 수 있다. 제2 서브 잉크층(INL2-2)은 제2 수지(RS2), 제1 발광체(QD1), 및 산란 입자(SC)를 포함할 수 있다. 제3 패턴 잉크층(INL1-3)은 제1 수지(RS1), 산란 입자(SC), 제2 발광체(QD2), 및 커플링제(CA)를 포함할 수 있다. 제3 서브 잉크층(INL2-3)은 제2 수지(RS2), 제2 발광체(QD2), 및 산란 입자(SC)를 포함할 수 있다. 산란 입자(SC), 커플링제(CA), 제1 발광체(QD1), 및 제2 발광체(QD2)에 대한 설명은 앞서 도 3 내지 도 5c에서 설명한 바와 동일한 설명이 적용될 수 있다. 한편, 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 달리, 제2 패턴 잉크층(INL1-2)에는 제1 발광체(QD1)가 생략될 수 있고, 제3 패턴 잉크층(INL1-3)에는 제2 발광체(QD2)가 생략될 수 있다. 또한, 도 7b 및 도 7c에 도시된 바와 달리, 제1 패턴 잉크층(INL1-1), 제2 패턴 잉크층(INL1-2), 및 제3 패턴 잉크층(INL1-3) 중 적어도 하나에서 산란 입자(SC)가 생략될 수 있다. 제1 패턴 잉크층(INL1-1), 제2 패턴 잉크층(INL1-2), 및 제3 패턴 잉크층(INL1-3)에서는 발광체(QD1, QD2) 및 산란 입자(SC) 모두가 생략될 수도 있다.
제1 수지(RS1)는 제1 베이스수지(BR1, 도 5a)가 경화되기 전 상태일 수 있다. 제2 수지(RS2)는 제2 베이스수지(BR2, 도 5a)가 경화되기 전 상태일 수 있다.
제1 수지(RS1) 및 제2 수지(RS2) 각각은 산성, 또는 알칼리성을 가지는 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 수지(RS1) 및 제2 수지(RS2)는 모두 산성 물질이거나, 모두 알칼리성 물질일 수 있다. 또는, 제1 수지(RS1) 및 제2 수지(RS2) 중 어느 하나는 산성 물질이고, 다른 하나는 알칼리성 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 수지(RS1) 및 제2 수지(RS2) 각각의 산가 및 아민가 차이는 35 mg KOH/g 이상일 수 있다.
또는, 제1 수지(RS1) 및 제2 수지(RS2) 각각은 양쪽성의 성질을 가지는 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 수지(RS1) 및 제2 수지(RS2)는 분자구조 내에 산성 작용기와 알칼리성 작용기를 모두 포함하는 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 수지(RS1) 및 제2 수지(RS2) 각각의 산가 및 아민가 차이는 5 mg KOH/g 미만일 수 있다. 제1 수지(RS1) 및 제2 수지(RS2) 각각의 산가 및 아민가 차이가 5 mg KOH/g 이상 35 mg KOH/g 미만일 경우, 제1 잉크층(INL1-1, INL1-2, INL1-3)과 제2 잉크층(INL2-1, INL2-2, INL2-3)이 별도의 층을 형성하지 못하고 혼합될 수 있다.
일 실시예의 표시장치에 포함된 광제어부재를 제조하는 방법에 있어서, 커플링제를 포함하는 제1 잉크와, 커플링제를 포함하지 않는 제2 잉크 및 제3 잉크를 순차적으로 제공하여 복수의 광제어부들 각각을 형성한다. 일 실시예에서, 제1 잉크, 제2 잉크 및 제3 잉크는 점도가 높은 무용제 잉크로 제공됨에 따라, 제2 잉크 및 제3 잉크가 그 하부에 위치하는 제1 잉크와 서로 혼합되지 않고 별도의 층을 이룰 수 있다. 또한, 무기물농도 차이와, 잉크에 포함되는 수지들의 산가 및 아민가 차이가 상기 범위를 만족하도록 조절됨에 따라, 복수의 광제어부들 형성시 순차적으로 제공된 제1 잉크와 제2 잉크의 혼합이 더욱 억제될 수 있다. 이를 통해, 하부층에 커플링제를 포함하고 상부층에는 커플링제를 포함하지 않는 복수의 광제어부들을 포함하는 광제어부재의 형성이 가능하며, 제1 잉크와 제2 잉크를 별도로 경화할 필요 없이 단일 경화 공정으로 제1 잉크와 제2 잉크를 한번에 경화하는 것이 가능하여, 공정이 간소화되고 제조비용이 절감될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 제조방법 중 일부 단계를 도시한 단면도들이다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치 제조방법 중 일부 단계의 확대 단면도이다. 도 8a 및 도 8b에서는 제1 잉크를 제공하여 제1 잉크층을 형성하는 단계 및 제2 잉크를 제공하여 제2 잉크층을 형성하는 단계를 순차적으로 도시하였다. 도 9에서는 일 실시예에 따른 제1 잉크의 단면을 확대하여 도시하였다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 제1 잉크(INK1')를 제공하여 제1 잉크층(INL-C)을 형성하는 단계는, 제1 잉크(INK1')를 공통 노즐(NZ1')을 통해 복수의 격벽(BK)들 사이에 도포하여 형성하여 수행될 수 있다. 즉, 제1 잉크(INK1')를 복수의 격벽(BK)들 사이 각각에 공통적으로 적하하여, 공통의 제1 잉크층(INL-C)을 형성할 수 있다. 이후, 공통적으로 형성된 제1 잉크층(INL-C) 상에 제2 잉크(INK2-1, INK2-2) 중 제1 서브 잉크(INK2-1), 제2 서브 잉크(INK2-2), 및 제3 서브 잉크(INK2-3) 각각을 적하하여 제공할 수 있다.
도 9를 참조하면, 공통적으로 형성된 제1 잉크층(INL-C)은 제1 수지(RS1), 커플링제(CA), 산란 입자(SC), 및 제1 발광체(QD1)를 포함할 수 있다. 한편, 도 9에 도시된 바와 달리, 제1 잉크층(INL-C)에서 제1 발광체(QD1)는 생략될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 달리, 제1 잉크층(INL-C)에서 산란 입자(SC) 및 제1 발광체(QD1) 모두가 생략될 수도 있다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크를 통해 형성한 분리층의 촬상이미지이다. 도 10b는 비교예에 따른 잉크를 통해 형성한 분리층의 촬상이미지이다. 도 10a에서는 45wt% 무기물농도를 가지는 제1 잉크와, 41wt% 무기물농도를 가지는 제2 잉크를 순차적으로 적하한 분리층을 시간의 흐름에 따라 순차적으로 도시하였다. 도 10a에서, (a)는 제1 잉크 및 제2 잉크를 적하한 후 즉시, (b)에서는 제1 잉크 및 제2 잉크를 적하한 후 15분 경과한 후, (c)에서는 제1 잉크 및 제2 잉크를 적하한 후 30분 경과한 후, (d)에서는 제1 잉크 및 제2 잉크를 적하한 후 30분 경과한 후 노광을 통해 경화한 후의 촬상 이미지이다. 도 10b에서는 41wt% 무기물농도를 가지는 제1 잉크와, 6wt% 무기물농도를 가지는 제2 잉크를 순차적으로 적하한 후의 즉시 촬상한 이미지이다.
도 10a를 참조하면, 일 실시예와 같이, 제1 잉크와 제2 잉크의 무기물농도 차이가 1wt% 이상 20 wt% 이하 범위인 4wt% 가량의 무기물농도 차이를 가질 경우, 30분 경과 후에도 제1 잉크층과 제2 잉크층의 혼합이 거의 발생하지 않고 층 분리가 되며, 제1 층과 제2 층을 한번에 노광하여 분리된 층을 형성되었다. 그러나, 도 10b를 참조하면, 일 실시예의 무기물농도 차이 범위를 벗어나는 35wt% 무기물 농도 차이를 가지는 제1 잉크 및 제2 잉크를 순차적으로 적하할 경우, 부분적으로 층 분리가 가능하나, 계면에서 제1 잉크와 제2 잉크 일부의 혼합이 발생하였다. 도 10a 및 도 10b의 결과를 통해, 무용제 잉크를 순차적으로 적하하여 혼합되지 않는 제1 층 및 제2 층을 형성하는 한편, 잉크에 포함되는 무기물농도의 차이를 조절함에 따라, 제1 층 및 제2 층의 혼합을 억제하고 분리된 층을 형성할 수 있음을 확인할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 포함된 표시패널의 일부를 확대하여 도시한 평면도이다. 도 12a 및 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 포함된 표시모듈의 일부를 확대하여 도시한 단면도이다. 도 11에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널 중 표시 영역(DA)의 일부를 도시하였다. 도 12a 및 도 12b에서는 도 11의 II-II'선에 대응하는 부분을 나타내었다.
이하, 도 11, 도 12a, 및 도 12b를 참조하여 설명하는 일 실시예의 표시모듈(DM)은 도 1 에서 설명한 일 실시예의 표시장치(ES)에 포함되는 것으로 표시모듈(DM)은 표시패널(DP) 및 광제어부재(CCM-a)를 포함하고, 광제어부재(CCM-a)에 대하여는 도 3 내지 도 9 등에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시모듈(DM)은 표시패널(DP) 및 표시패널(DP) 상에 배치된 광제어부재(CCM-a)를 포함하고, 광제어부재(CCM-a)는 광제어층(CCL) 및 컬러필터층(CFL)을 포함할 수 있다. 광제어부재(CCM-a)는 베이스층(BL), 베이스층(BL) 하측에 배치된 광제어층(CCL), 광제어층(CCL)과 베이스층(BL) 사이에 배치된 컬러필터층(CFL)을 포함하는 것일 수 있다. 광제어부재(CCM-a)에서 광제어층(CCL)이 표시패널(DP)에 인접하여 배치될 수 있다.
광제어부재(CCM-a)는 복수 개의 격벽들(BK) 및 격벽들(BK) 사이에 배치된 광제어부들(CCP-R, CCP-B, CCP-G)을 포함할 수 있다.
도 11, 도 12a, 및 도 12b을 참조하면, 표시모듈(DM)은 비발광 영역(NPXA) 및 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G)을 포함할 수 있다. 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G) 각각은 유기 전계 발광 소자(OEL)에서 생성된 광이 방출되는 영역일 수 있다. 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G) 각각의 면적은 서로 상이할 수 있으며, 이때 면적은 평면 상에서 보았을 때의 면적을 의미할 수 있다.
발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G)은 방출되는 광의 컬러에 따라 복수 개의 그룹으로 구분될 수 있다. 도 11, 도 12a, 및 도 12b에 도시된 일 실시예의 표시모듈(DM)에는 적색광, 청색광, 녹색광을 발광하는 3개의 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G)을 예시적으로 도시하였다. 예를 들어, 일 실시예의 표시 장치(ES, 도 1)는 서로 구분되는 적색 발광 영역(PXA-R), 청색 발광 영역(PXA-B), 및 녹색 발광 영역(PXA-G)을 포함할 수 있다.
도 12a 및 도 12b에 도시된 일 실시예의 표시모듈(DM)에서 표시패널(DP)은 유기층(OL)을 공통층으로 포함하는 유기 전계 발광 소자(OEL)를 포함하는 것으로 도시하였다. 즉, 도 12a 및 도 12b에 따른 일 실시예의 표시모듈(DM)에서 표시패널(DP)은 표시모듈(DM)의 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G)에 관계없이 동일한 파장 영역의 광을 방출하는 것일 수 있다. 예를 들어, 표시패널(DP)은 제1 색광인 청색광을 광제어부재(CCM-a)로 제공할 수 있다.
도 11, 도 12a, 및 도 12b에 도시된 일 실시예의 표시모듈(DM)에서, 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G) 중 적색 발광 영역(PXA-R) 및 녹색 발광 영역(PXA-G)은 동일한 면적을 가지고, 청색 발광 영역(PXA-B)은 적색 발광 영역(PXA-R) 및 녹색 발광 영역(PXA-G)보다 작은 면적을 가질 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G) 각각은 동일한 면적을 가지거나, 광제어부들(CCP-R, CCP-B, CCP-G)에서 방출하는 색에 따라 다양한 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예의 표시모듈(DM)에서는 청색 발광 영역(PXA-B)이 가장 큰 면적을 갖고, 녹색 발광 영역(PXA-G)이 가장 작은 면적을 가질 수도 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G)은 적색광, 청색광, 녹색광 이외의 다른 색의 광을 발광하는 것이거나, 다른 면적 비율로 발광영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G)이 제공될 수 있다.
발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G) 각각은 화소 정의막(PDL)으로 구분되는 영역일 수 있다. 비발광 영역들(NPXA)은 이웃하는 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G) 사이의 영역들로 화소 정의막(PDL)과 대응하는 영역일 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G) 중 적색 발광 영역(PXA-R) 및 녹색 발광 영역(PXA-G)은 제2 방향(DR2)으로 연장된 기준축을 중심으로 대칭된 형상을 가질 수 있고, 청색 발광 영역(PXA-B)은 적색 발광 영역(PXA-R) 및 녹색 발광 영역(PXA-G)의 사이에 배치될 수 있다. 제1 방향(DR1)에서 보았을 때, 청색 발광 영역(PXA-B) 중 일부분은 적색 발광 영역(PXA-R) 및 녹색 발광 영역(PXA-G)과 비중첩 할 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G)은 다양한 다각형상 또는 원형상을 가질 수 있으며, 발광 영역들의 배열 구조 또한 제한되지 않는다. 예를 들어, 청색 발광 영역(PXA-B), 녹색 발광 영역(PXA-G), 및 적색 발광 영역(PXA-R)이 순차적으로 번갈아 가며 배열되는 스트라이프 구조를 가질 수 있고, 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G)의 배열 구조는 펜타일 구조를 가질 수도 있다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시패널(DP)은 베이스 기판(BS), 베이스 기판(BS) 상에 배치된 회로층(DP-CL), 회로층(DP-CL) 상에 배치된 표시 소자층(DP-OEL)을 포함한다. 표시 소자층(DP-OEL)은 화소 정의막(PDL), 화소 정의막(PDL) 사이에 배치된 유기 전계 발광 소자(OEL), 및 유기 전계 발광 소자(OEL) 상에 배치된 박막 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 고분자 수지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL)은 폴리아크릴레이트(Polyacrylate)계 수지 또는 폴리이미드(Polyimide)계 수지를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 화소 정의막(PDL)은 고분자 수지 이외에 무기물을 더 포함하여 형성될 수 있다. 한편, 화소 정의막(PDL)은 광흡수 물질을 포함하여 형성되거나, 흑색 안료 또는 흑색 염료를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 화소 정의막(PDL)은 무기물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등을 포함하여 형성되는 것일 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G)을 정의하는 것일 수 있다. 화소 정의막(PDL)에 의해 발광 영역들(PXA-R, PXA-B, PXA-G) 과 비발광 영역(NPXA)이 구분될 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 격벽(BK)과 중첩하는 것일 수 있다. 즉, 복수 개의 화소 정의막들(PDL) 각각은 복수의 격벽들(BK) 각각에 대응하여 중첩하는 것일 수 있다.
유기 전계 발광 소자(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. 정공 수송 영역은 제1 전극(EL1)에 인접한 정공 주입층, 정공 주입층과 발광층 사이에 배치된 정공 수송층을 포함하고, 전자 수송 영역은 제2 전극(EL2)에 인접한 전자 주입층과 발광층 및 전자 주입층 사이에 배치된 전자 수송층을 포함할 수 있다.
유기 전계 발광 소자(OEL) 상에는 박막 봉지층(TFE)이 배치될 수 있으며, 박막 봉지층(TFE)은 제2 전극(EL2) 상에 배치되는 것일 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 제2 전극(EL2) 상에 직접 배치되는 것일 수 있다. 박막 봉지층(TFE)은 하나의 층 또는 복수의 층들이 적층된 것일 수 있다.
일 실시예의 표시장치는 표시패널 상에 배치된 광제어부재를 포함한다. 광제어부재에 포함된 복수의 광제어부들 각각은 제1 층 및 제2 층을 포함하고, 제1 층에는 커플링제가 포함되고, 제2 층에는 커플링제가 포함되지 않아, 광제어부의 코팅성 및 패터닝 품질은 개선되면서도 광제어부에 포함된 발광체의 발광 효율 특성은 저하되지 않는다. 이에 따라, 표시장치의 표시 품질 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 12b를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 모듈(DM-1)은 표시패널(DP) 및 표시패널(DP) 상에 배치된 광제어부재(CCM-a1)를 포함하고, 광제어부재(CCM-a1)는 광제어층(CCL-1) 및 컬러필터층(CFL-1)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 모듈(DM-1)에서 광제어층(CCL-1)은 표시패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 광제어층(CCL-1)은 제1 캡핑층(CPL1)을 사이에 두고 표시패널(DP) 상에 배치될 수 있다.
광제어부재(CCM-a1)의 광제어층(CCL-1)은 복수의 격벽들(BK) 및 격벽들(BK) 사이에 배치된 광제어부들(CCP-R, CCP-B, CCP-G)을 포함할 수 있다. 광제어부들(CCP-R, CCP-B, CCP-G)은 제1 잉크(INK1-1, INK1-2, INK1-3, 도 6a 참조)를 제1 캡핑층(CPL1) 상에 제공한 후, 제2 잉크(INK2-1, INK2-2, 도 6b 참조) 및 제3 잉크(INK3, 도 6b 참조)를 순차적으로 제공하여 형성되는 것일 수 있다. 즉, 광제어부들(CCP-R, CCP-B, CCP-G)은 표시패널(DP) 상에 연속공정으로 형성되는 것일 수 있다. 복수의 격벽들(BK) 및 격벽들(BK) 사이에 배치된 광제어부들(CCP-R, CCP-B, CCP-G) 상에는 광제어부들(CCP-R, CCP-B, CCP-G)이 수분/산소에 노출되는 것을 차단하기 위한 제2 캡핑층(CPL2)이 배치될 수 있다.
광제어층(CCL-1) 상에는 컬러필터층(CFL-1)이 배치될 수 있다. 컬러필터층(CFL-1)은 저굴절층(LRL-1)을 포함할 수 있다. 컬러필터층(CFL-1)은 차광부(BM-1) 및 필터부(CF-R1, CF-B1, CF-G1)를 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 컬러필터층(CFL-1)에 포함된 저굴절층(LRL-1), 차광부(BM-1) 및 필터부(CF-R1, CF-B1, CF-G1) 중 일부는 생략될 수도 있다. 컬러필터층(CFL-1)은 광제어층(CCL-1) 상에 연속공정을 통해 형성되는 것일 수 있다. 즉, 일 실시예의 표시모듈(DM)에서는 표시패널(DP) 상에 광제어층(CCL-1) 및 컬러필터층(CFL-1)이 연속공정을 통해 순차적으로 형성되는 것일 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 광제어부 패턴과, 비교예에 따른 광제어부 패턴의 두께에 따른 외부 양자 효율을 나타낸 그래프이다.
도 13에서, 실시예는 커플링제를 포함하는 제1 잉크와 커플링제를 포함하지 않는 제2 잉크를 순차적으로 도포한 후 일괄 경화하여 형성한 광제어부의 두께에 따른 외부양자효율 그래프이다. 비교예는 커플링제를 포함하는 단일 잉크를 도포한 후 경화하여 형성한 광제어부의 두께에 따른 외부양자효율 그래프이다. 참조예는 커플링제를 포함하지 않는 단일 잉크를 도포한 후 경화하여 형성한 광제어부의 두께에 따른 외부양자효율 그래프이다.
도 13을 참조하면, 일 실시예의 광제어부 패턴은 커플링제를 포함하는 단일 잉크로 형성한 비교예와 달리 커플링제로 인한 발광체의 외부양자효율 저하가 발생하지 않아, 전체 두께범위 내에서 참조예와 유사한 수준의 외부 양자 효율을 보이는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 광제어부 패턴은 제1 층에서는 커플링제를 포함하여 베이스층과의 결합력을 확보할 수 있으면서도, 커플링제를 포함하지 않는 제2 층을 더 포함함으로써, 발광체의 외부 양자 효율 저하를 방지하고 표시장치에 적용되었을 때 표시장치의 우수한 발광 효율을 확보할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
ES: 표시장치 DP: 표시패널
CCM: 광제어부재 CCP: 광제어부
CA: 커플링제

Claims (20)

  1. 표시패널; 및
    상기 표시패널 상에 배치된 광제어부재; 를 포함하고,
    상기 광제어부재는
    서로 이격된 복수의 격벽들; 및
    상기 복수의 격벽들 사이 각각에 배치된 복수의 광제어부들을 포함하고,
    상기 복수의 광제어부들 중 적어도 하나는
    제1 베이스수지, 및 상기 제1 베이스수지에 분산된 커플링제를 포함하는 제1 층; 및
    상기 제1 층 상에 배치되고, 제2 베이스수지, 및 상기 제2 베이스수지에 분산된 발광체를 포함하는 제2 층을 포함하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 층은 상기 제2 베이스수지에 분산된 산란입자를 더 포함하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 층은 상기 제1 베이스수지에 분산된 산란입자를 더 포함하는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 층은 제1 무기물농도를 가지고, 상기 제2 층은 상기 제1 무기물농도와 상이한 제2 무기물농도를 가지는 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 무기물농도와 상기 제2 무기물농도의 차이는 1wt% 이상 20wt% 이하인 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 층은 상기 커플링제를 포함하지 않는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 베이스수지 및 상기 제2 베이스수지 각각의 산가 및 아민가의 차이는 5mg KOH/g 미만인 표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 베이스수지 및 상기 제2 베이스수지 각각의 산가 및 아민가 차이는 35 mg KOH/g 이상인 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 표시패널은 제1 광을 생성하는 발광소자를 포함하고,
    상기 복수의 광제어부들은
    상기 제1 광을 투과하는 제1 광제어부, 상기 제1 광을 제2 광으로 변환시키는 제2 광제어부, 및 상기 제1 광을 제3 광으로 변환시키는 제3 광제어부를 포함하는 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 광제어부는 상기 커플링제를 포함하는 제1 제어층, 및 상기 제1 제어층 상에 배치되는 제2 제어층을 포함하고,
    상기 제2 광제어부는 상기 커플링제를 포함하는 제3 제어층, 및 상기 제3 제어층 상에 배치되고, 상기 제1 광을 상기 제2 광으로 변환시키는 제1 발광체를 포함하는 제4 제어층을 포함하고,
    상기 제3 광제어부는 상기 커플링제를 포함하는 제5 제어층, 및 상기 제5 제어층 상에 배치되고, 상기 제1 광을 상기 제3 광으로 변환시키는 제2 발광체를 포함하는 제6 제어층을 포함하는 표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 제어층, 상기 제3 제어층 및 상기 제5 제어층 각각은 상기 제1 발광체를 더 포함하는 표시장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제3 제어층은 상기 제1 발광체를 더 포함하고, 상기 제5 제어층은 상기 제2 발광체를 더 포함하는 표시장치.
  13. 제1 광을 생성하는 표시패널; 및
    상기 표시패널 상에 배치된 광제어부재; 를 포함하고,
    상기 광제어부재는
    상기 제1 광을 투과하는 제1 광제어부, 상기 제1 광을 제2 광으로 변환시키는 제2 광제어부, 및 상기 제1 광을 제3 광으로 변환시키는 제3 광제어부를 포함하고,
    상기 제1 광제어부, 상기 제2 광제어부, 및 상기 제3 광제어부 중 적어도 하나는
    제1 베이스수지, 상기 제1 베이스수지에 분산된 커플링제, 및 상기 제1 베이스수지에 분산된 산란입자를 포함하는 제1 층; 및
    상기 제1 층 상에 배치되고, 제2 베이스수지, 및 상기 제2 베이스수지에 분산된 발광체를 포함하는 제2 층을 포함하는 표시장치.
  14. 표시패널을 준비하는 단계; 및
    상기 표시패널 상에 광제어부재를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 광제어부재를 형성하는 단계는,
    커플링제를 포함하는 제1 잉크를 제공하여 제1 잉크층을 형성하는 단계;
    상기 제1 잉크층 상에, 발광체를 포함하는 제2 잉크를 제공하여 제2 잉크층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 잉크층 및 상기 제2 잉크층을 경화하는 단계를 포함하는 표시장치 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 잉크는 제1 수지, 상기 제1 수지에 분산된 산란입자, 및 상기 제1 수지에 분산된 상기 커플링제를 포함하고,
    상기 제2 잉크는 제2 수지, 상기 제2 수지에 분산된 산란입자, 및 상기 제2 수지에 분산된 상기 발광체를 포함하고,
    상기 제1 잉크는 제1 무기물농도를 가지고, 상기 제2 잉크는 상기 제1 무기물농도와 상이한 제2 무기물농도를 가지는 표시장치 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 무기물농도와 상기 제2 무기물농도의 차이는 1wt% 이상 10wt% 이하인 표시장치 제조방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 수지 및 상기 제2 수지 각각의 산가 및 아민가의 차이는 5mg KOH/g 미만이거나, 또는 35mg KOH/g 이상인 표시장치 제조방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 광제어부재를 형성하는 단계는
    상기 제1 잉크층을 형성하는 단계 이전에, 복수의 격벽들을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 잉크 및 상기 제2 잉크는 상기 복수의 격벽들 사이에 정의되는 영역들 중 적어도 하나의 영역에 제공되는 표시장치 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 잉크층을 형성하는 단계는
    상기 복수의 격벽들 사이 각각에 산란입자를 포함하는 제1 패턴 잉크, 제1 발광체를 포함하는 제2 패턴 잉크, 및 상기 제1 발광체와 상이한 제2 발광체를 포함하는 제3 패턴 잉크를 각각 제공하는 단계를 포함하는 표시장치 제조방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 잉크층을 형성하는 단계는
    상기 복수의 격벽들 사이 각각에, 상기 제1 잉크를 공통으로 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 잉크층을 형성하는 단계는
    상기 제1 잉크층 상에, 제1 발광체를 포함하는 제1 서브 잉크, 및 상기 제1 발광체와 상이한 제2 발광체를 포함하는 제2 서브 잉크를 각각 제공하는 단계를 포함하는 표시장치 제조방법.
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