KR20210156914A - 표시 장치 및 표시 장치 제조 방법 - Google Patents

표시 장치 및 표시 장치 제조 방법 Download PDF

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이경희
이미화
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

일 실시예의 표시 장치는 표시 패널, 표시 패널 상에 배치된 광 제어층, 광 제어층 상에 배치되고 제1 몰 흡광계수를 갖는 제1 색재 및 제1 색재와 작용기가 다르고 제2 몰 흡광계수를 갖는 제2 색재를 포함하고, 제1 몰 흡광계수는 제2 몰 흡광계수보다 작고 제1 색재의 함유량은 제2 색재의 함유량 보다 작다. 서로 작용기와 몰 흡광계수가 다른 색재를 포함하는 저반사층에 의해 표시 장치의 색 재현율은 개선되고 표시 장치의 외광 반사율은 감소되는 효과가 있다.

Description

표시 장치 및 표시 장치 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 표시 장치 제조 방법에 관한 발명이며, 보다 상세하게는 신뢰성이 향상된 표시 장치 및 표시 장치 제조방법에 관한 발명이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 게임기 등과 같은 멀티미디어 장치에 사용되는 다양한 표시 장치들이 개발되고 있다. 표시 장치 사용자에게 더 좋은 품질의 컬러 이미지를 제공하기 위해 다양한 광학 기능층들을 포함할 수 있다.
한편, 최근 곡면을 포함하는 표시 장치, 롤러블 표시 장치, 또는 폴더블 표시 장치 등 다양한 형태의 표시 장치가 개발됨에 따라 얇으면서도 색 재현율 및 시인성이 개선된 표시 장치에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 색 재현율이 개선되고 외광 반사율이 감소된 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 신뢰성이 향상된 표시 장치를 제공하는 표시 장치 제조 방법을 제공하는데 있다.
일 실시예는 표시 패널; 상기 표시 패널 상에 배치된 광 제어층; 및 상기 광 제어층 상에 배치된 저반사층을 포함하고, 상기 저반사층은, 제1 몰 흡광계수를 갖는 제1 색재; 및 제2 몰 흡광계수를 갖고 제1 색재와 상이한 작용기를 갖는 제2 색재를 포함하고, 상기 제1 몰 흡광계수는 상기 제2 몰 흡광계수보다 작고, 상기 제1 색재의 함유량이 제2 색재의 함유량보다 작은 표시 장치를 제공한다.
상기 제1 몰 흡광계수는 103M-1cm-1 이상 105M-1cm-1 미만이며, 상기 제2 몰 흡광계수는 105M-1cm-1 이상일 수 있다.
상기 제1 색재의 최대 흡수 파장 범위는 500nm 이상 650nm 이하이며, 상기 제2 색재의 최대 흡수 파장 범위는 550nm 이상 630nm 이하일 수 있다.
상기 제1 색재의 함유량은 상기 제2 색재 함유량 100%를 기준으로 2% 이상 50% 이하일 수 있다.
상기 제1 색재 및 상기 제2 색재 각각은 복수의 서로 다른 화합물을 포함할 수 있다.
상기 저반사층은 베이스부 및 상기 베이스부로부터 돌출되고 서로 이격된 복수 개의 돌출부들을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 돌출부들의 폭과 높이가 각각 10nm 이상 200nm 이하일 수 있다.
상기 복수 개의 돌출부들 중 이웃하는 돌출부들 사이의 최단 이격 거리가 10nm 이상 200nm 이하일 수 있다.
상기 복수 개의 돌출부들 각각은 곡면을 포함하는 상측으로 볼록한 형상, 반구 형상, 원기둥 형상 또는 각기둥 형상일 수 있다.
상기 광 제어층과 상기 저반사층 사이에 배치된 광 제어 보조층을 더 포함하고,
상기 광 제어 보조층은 반투과층 및 상기 반투과층 상에 배치된 위상 제어층을 포함할 수 있다.
상기 반투과층은 금속층을 포함할 수 있다.
상기 위상 제어층은 적어도 하나의 무기층을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널은 플렉서블(flexible)한 것일 수 있다.
일 실시예는 표시 패널; 상기 표시 패널 상에 배치된 광 제어층; 및 상기 광 제어층 상에 배치된 저반사층을 포함하고, 상기 저반사층은 각각 1종 이상의 화합물을 포함하는 제1 색재 및 제2 색재를 포함하며, 상기 제1 색재는 안트라퀴논(Anthraquinone)계 화합물, 프탈로시아닌(Phtalocyanine)계 화합물, 및 아조(Azo)계 화합물 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 색재는 테트라아자포피린(Tetraazaporphyrin)계 화합물, 포피린(Porphyrin)계 화합물, 스쿠아릴리움(Squarylium)계 화합물 및 사이아닌(Cyanine)계 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 제1 색재의 몰 흡광계수는 103M-1cm-1 이상 105M-1cm-1 미만이며, 상기 제2 색재의 몰 흡광계수는 105M-1cm-1 이상이고, 상기 제1 색재의 최대 흡수 파장 범위는 500nm 이상 650nm 이하이며, 상기 제2 색재의 최대 흡수 파장 범위는 550nm 이상 630nm 이하일 수 있다.
상기 제1 색재의 함유량은 상기 제2 색재 함유량 100%를 기준으로 2% 이상 50% 이하일 수 있다.
상기 저반사층은 베이스부 및 상기 베이스부 상에 배치되고 서로 이격된 복수 개의 돌출부들을 포함할 수 있다.
다른 실시예는 표시 패널을 제공하는 단계; 상기 표시 패널 상에 광 제어층을 제공하는 단계; 및 상기 광 제어층 상에 저반사층을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 저반사층을 제공하는 단계는 베이스 수지, 제1 색재 및 제2 색재를 포함하는 저반사층 조성물을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 저반사층 조성물에서, 상기 저반사층 조성물 전체 함량을 기준으로 상기 제2 색재의 함량이 상기 제1 색재의 함량보다 크고, 상기 제2 색재의 몰 흡광계수는 상기 제1 색재의 몰 흡광계수보다 크며, 상기 제2 색재의 최대 흡수 파장 범위는 상기 제1 색재의 최대 흡수 파장 범위보다 좁은 표시 장치 제조 방법을 제공한다.
상기 저반사층을 제공하는 단계는, 상기 광 제어층 상에 상기 저반사층 조성물을 도포하는 단계; 도포된 상기 저반사층 조성물을 마스터 몰드로 가압하는 단계; 상기 마스터 몰드 상에 광을 조사하여 상기 저반사층 조성물로부터 상기 저반사층을 형성하는 단계; 및 상기 마스터 몰드를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 색재 및 상기 제2 색재의 함유량은 상기 저반사층 조성물 전체 함량 100%를 기준으로 0.2% 이상 5% 이하이며, 상기 제1 색재의 함유량은 상기 제2 색재 함유량 100%를 기준으로 2% 이상 50% 이하일 수 있다.
일 실시예의 표시 장치 및 일 실시예의 표시 장치 제조 방법을 통해 제조된 표시 장치는 외광 반사율이 감소하고 색재현율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 저반사층의 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 저반사층의 단면도이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 저반사층의 단면도이다.
도 5는 도 4a에 도시된 일 실시예에 따른 저반사층을 확대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 저반사층의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 저반사층의 사시도이다.
도 8은 실시예 및 비교예의 파장 범위에 따른 반사율 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 제어 보조층의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법의 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법 중 일 단계의 순서도이다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법의 일 단계를 도시한 단면도이다.
도 13b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법의 일 단계를 도시한 단면도이다.
도 13c는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법의 일 단계를 도시한 단면도이다.
도 13d는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법의 일 단계를 도시한 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, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 및 표시 장치 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다. 도 1에서는 표시 장치(DD)로 휴대용 전자 기기를 예시적으로 도시하였다. 하지만, 표시 장치(DD)는 텔레비전, 모니터, 또는 외부 광고판과 같은 대형 전자 장치를 비롯하여, 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 개인 디지털 단말기, 자동차 내비게이션 유닛, 게임기, 스마트폰, 태블릿, 및 카메라와 같은 중소형 전자 장치 등에 사용될 수도 있다. 또한, 이것들은 단지 실시예로서 제시된 것 들로서, 본 발명의 개념에서 벗어나지 않은 이상 다른 전자 기기에도 채용될 수 있다.
표시 장치(DD)는 서로 교차하는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면상에서 제3 방향(DR3)에서의 두께를 가진 육면체 형상을 가질 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 표시 장치(DD)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
본 실시예에서는 영상(IM)이 표시되는 방향을 기준으로 각 부재들의 상면(또는 전면)과 하면(또는 배면)이 정의된다. 상면과 하면은 제3 방향(DR3)에서 서로 대향되고, 상면과 하면 각각의 법선 방향은 제3 방향(DR3)과 평행할 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR3, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다. 이하, 제1 내지 제3 방향들은 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 각각 지시하는 방향으로 동일한 도면 부호를 참조한다.
표시 장치(DD)는 표시면(IS)을 통해 영상(IM)을 표시할 수 있다. 표시면(IS)은 영상(IM)이 표시되는 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA)에 인접한 비표시 영역(NDA)을 포함한다. 비표시 영역(NDA)은 영상이 표시되지 않는 영역이다. 영상(IM)은 동적 영상 또는 정적 영상일 수 있다. 도 1에서 영상(IM)의 일 예로 복수의 어플리케이션 아이콘 및 시계 등을 도시하였다.
표시 영역(DA)은 사각 형상일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 에워쌀 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시 영역(DA)의 형상과 비표시 영역(NDA)의 형상은 상대적으로 디자인될 수 있다. 또한, 표시 장치(DD)의 전면에 비표시 영역(NDA)이 존재하지 않을 수도 있다.
표시 장치(DD)는 플렉서블(flexible)한 것일 수 있다. 이는 휘어질 수 있는 특성을 의미하며, 완전히 접히는 구조에서부터 수 나노미터 수준으로 휠 수 있는 구조까지 모두 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 커브드(curved) 표시 장치 또는 폴더블(foldable) 표시 장치일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 표시 장치(DD)는 리지드(rigid)한 것일 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 광 제어층(CCL) 및 저반사층(LR)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시하지 않았지만, 광 제어층(CCL)과 저반사층(LR) 사이에 광 제어 보조층(RL, 도 9)을 더 포함할 수 있다.
표시 패널(DP)은 표시 장치(DD)의 표시 영역(DA)에 대응되는 영역에 복수 개의 화소들(PX)을 포함할 수 있다. 복수 개의 화소들(PX)은 전기적 신호에 따라 광을 표시할 수 있다. 복수 개의 화소들(PX)로 인해 표시 영역(DA)은 광들이 생성하는 영상(IM)을 표시할 수 있다. 복수 개의 화소들(PX)은 표시 영역(DA) 내에서 서로 이격되어 배열 될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 발광형 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(DP)은 액정 표시 패널, 유기발광 표시 패널 또는 퀀텀닷 발광 표시패널 일 수 있다. 그러나 표시 패널(DP)이 상기 예에 제한되는 것은 아니다. 이하, 표시 패널(DP)은 유기발광 표시 패널로 설명된다.
광 제어층(CCL)은 표시 패널(DP) 상에 배치되어 표시 패널(DP)로부터 출력된광원을 각각 서로 다른 파장의 광으로 변환시키는 복수의 광 제어부들을 포함할 수 있다. 광 제어층(CCL)을 통과한 출력 광들은 각각 서로 다른 색을 가진 광으로 출력될 수 있다.
저반사층(LR)은 광 제어층(CCL) 상에 배치되어 외부에서 표시 패널(DP)로 입사하는 광 즉, 외광에 대한 반사율을 감소시켜서 표시 패널(DP)로부터 생성된 광들의 시인성을 향상시킬 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 저반사층(LR)은 표시 패널(DP)로부터 생성된 광들의 색 재현율을 향상시킬 수 있다. 또한 저반사층(LR)은 표시 패널(DP) 및 광 제어층(CCL) 전면을 커버하여 표시 패널(DP) 및 광 제어층(CCL)을 보호할 수 있다.
도 3은 도 1의 I-I'선에 대응하는 부분을 나타낸 단면도이다. 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)는 순차적으로 적층된 표시 패널(DP), 광 제어층(CCL) 및 저반사층(LR)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 패널(DP)은 순차적으로 적층된 베이스층(BS), 회로층(DP-CL) 및 발광소자층(DP-OEL)을 포함할 수 있다.
저반사층(LR)은 제1 몰 흡광계수(molar extinction coefficient)를 갖는 제1 색재 및 제2 몰 흡광계수를 갖고 제1 색재와 상이한 작용기를 갖는 제2 색재를 포함할 수 있다. 저반사층(LR)은 작용기 및 몰 흡광계수가 다른 2종 이상의 색재들을 포함함으로써 표시 패널(DP)로부터 생성된 광들의 시인성 및 색 재현율을 향상시킬 수 있다. 저반사층(LR)에 대해서는 이후 도 3 내지 도 8을 참조하여 보다 자세히 설명한다.
표시 패널(DP)에 포함된 베이스층(BS)은 리지드하거나 플렉서블할 수 있다. 베이스층(BS)은 폴리머 기판, 플라스틱 기판, 유리 기판, 금속 기판, 또는 복합재료 기판 등일 수 있다. 예를 들어, 베이스층(BS)은 플렉서블하고 폴리이미드계 수지를 포함한 기판일 수 있다. 하지만 베이스층(BS)에 포함된 재료가 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
회로층(DP-CL)은 베이스층(BS) 상에 배치될 수 있다. 회로층(DP-CL)은 복수의 트랜지스터들(미도시)을 포함할 수 있다. 트랜지스터들(미도시)은 각각 제어 전극, 입력 전극, 및 출력 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로층(DP-CL)은 발광소자(OEL)를 구동하기 위한 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다.
발광소자층(DP-OEL)은 회로층(DP-CL) 상에 배치될 수 있다. 발광소자층(DP-OEL)은 화소 정의막(PDL), 발광소자(OEL), 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
발광소자(OEL)는 서로 마주하는 제1 전극(EL1), 제2 전극(EL2) 및 제1 전극(EL1) 과 제2 전극(EL2) 사이에 배치된 발광층(OL)을 포함할 수 있다. 발광소자(OEL)는 도시하지 않았지만, 정공 수송 영역 및 전자 수송 영역을 더 포함할 수 있다. 발광소자(OEL)는 순차적으로 적층된 정공 수송 영역, 발광층(OL), 및 전자 수송 영역을 포함할 수 있다.
발광소자(OEL)는 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2)으로부터 주입된 정공(hole) 및 전자를 발광층(OL)에서 재결합시킴으로써 광을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광층(OL)은 청색광을 생성할 수 있다. 발광층(OL)에서 생성된 광으로 인해, 발광소자층(DP-OEL)은 표시 장치(DD) 전면으로 광을 출력할 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 회로층(DP-CL) 상에 배치될 수 있다. 화소 정의막(PDL)에는 소정의 개구부들이 정의될 수 있다. 화소 정의막(PDL)에 정의된 개구부들은 각각 복수 개의 발광 영역들(PXA-1, PXA-2, PXA-3)에 대응될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 비발광 영역(NPXA)에 대응될 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 유기 수지 또는 무기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(PDL)은 폴리아크릴레이트(Polyacrylate)계 수지 또는 폴리이미드(Polyimide)계 수지, 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등을 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
한편, 복수 개의 발광 영역들(PXA-1, PXA-2, PXA-3)은 서로 상이한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 발광 영역들(PXA-1, PXA-2, PXA-3) 각각은 발광하는 광의 컬러들에 따라 상이한 크기를 가질 수 있다. 상이한 컬러들마다 이에 적합한 크기의 발광 영역을 제공함으로써, 다양한 컬러들에 대해 균일한 광 효율을 가질 수 있도록 할 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않고, 복수 개의 발광 영역들(PXA-1, PXA-2, PXA-3) 각각은 동일한 크기를 가질 수도 있다.
봉지층(TFE)은 발광소자(OEL) 상에 배치되어 발광소자(OEL)를 밀봉할 수 있다. 봉지층(TFE)은 수분/산소로부터 발광소자(OEL)를 보호하고, 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광소자(OEL)를 보호하는 역할을 할 수 있다.
도 3에서는 봉지층(TFE)을 하나의 층으로 도시하였지만, 적어도 하나의 유기막 또는 무기막을 포함하거나 유기막 및 무기막을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 봉지층(TFE)은 유기막 및 무기막이 교대로 반복하여 적층된 구조를 가지거나, 무기막, 유기막 및 무기막이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다.
봉지층(TFE)에 포함되는 무기막은 예를 들어, 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있고, 상기 예에 특별히 제한되지 않는다. 봉지층(TFE)에 포함되는 유기막은 아크릴 계열 유기막을 포함할 수 있으나, 상기 예에 특별히 제한되지 않는다.
광 제어층(CCL)은 표시 패널(DP) 상에 배치될 수 있으며, 표시 패널(DP)에 포함된 봉지층(TFE) 상에 배치될 수 있다. 한편, 봉지층(TFE) 및 광 제어층(CCL) 사이에는 오버 코트층 더 이 배치될 수도 있다. 오버 코트층은 평탄화층 또는 버퍼층일 수 있다.
광 제어층(CCL)은 복수 개의 광 제어부들(CCP1, CCP2, CCP3) 및 복수 개의 격벽부들(BK)을 포함할 수 있다. 복수 개의 격벽부들(BK)은 서로 이격되어 배치되고, 격벽부들(BK) 사이에 복수 개의 광 제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)이 배치될 수 있다.
복수 개의 광 제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)은 제1 광 제어부(CCP1), 제2 광 제어부(CCP2) 및 제3 광 제어부(CCP3)를 포함하는 것일 수 있다. 제1 내지 제3 광 제어부들(CCP1, CCP2, CCP3) 중 적어도 하나는 양자점을 포함하는 것일 수 있다. 양자점들은 발광소자(OEL)에서 발광된 광의 파장을 변환시키는 것일 수 있다.
제1 광 제어부(CCP1)는 적색 양자점을 포함하고, 청색광을 적색광으로 변환시키는 것일 수 있다. 제2 광 제어부(CCP2)는 녹색 양자점을 포함하고, 청색광을 녹색광으로 변환시키는 것일 수 있다. 제3 광 제어부(CCP3)는 청색광을 투과시키는 것일 수 있다. 제3 광 제어부(CCP3)는 투명 수지로 형성된 것이거나, 청색 안료 또는 염료를 더 포함하는 것일 수 있다.
복수 개의 광 제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)은 표시 장치(DD)의 출광 효율을 증가시키기 위해 산란체를 더 포함할 수도 있다. 산란체는 광을 여러 방향으로 산란시키는 물질일 수 있다. 예를 들어, 산란체는 TiO2, ZrO3, Al2O3, SiO2, MgO, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3, 및 SiO2 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
격벽부(BK)는 복수 개의 광 제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)의 경계를 구분하는 것일 수 있다. 격벽부(BK)는 평면상에서 비발광 영역(NPXA)에 중첩할 수 있다. 격벽부(BK)는 빛샘 현상을 방지할 수 있다. 예를 들어, 격벽부(BK)는 유기 차광 물질, 블랙 안료 또는 블랙 염료 등을 포함할 수 있다.
저반사층(LR)은 광 제어층(CCL) 상에 배치될 수 있다. 저반사층(LR)은 광 제어층(CCL) 상에 배치되어, 복수 개의 광 제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)을 투과한 각각 서로 다른 파장 범위와 색상을 갖는 광들의 색 재현율을 개선시켜줄 수 있다. 또한, 저반사층(LR)은 외부에서 입사하는 광에 대한 반사율을 감소시켜 외광 시인성을 개선시켜줄 수 있다. 또한, 광 제어층(CCL) 상에 배치되어 광 제어층(CCL)을 커버함으로써 저반사층(LR) 하부에 배치된 구조들을 보호할 수 있다.
저반사층(LR)은 상이한 작용기를 갖는 제1 색재 및 제2 색재를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 색재는 안트라퀴논(Anthraquinone)계 화합물, 프탈로시아닌(Phtalocyanine)계 화합물, 아조(Azo)계 화합물, 페릴렌(Perylene)계 화합물, 크산텐(Xanthene)계 화합물, 디이모늄(Diimmonium)계 화합물 및 디피로메텐(Dipyrromethene)계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 색재는 테트라아자포피린(Tetraazaporphyrin)계 화합물, 포피린(Porphyrin)계 화합물, 스쿠아릴리움(Squarylium)계 화합물, 옥사진(Oxazine)계 화합물, 트리아릴메테인(Triarylmethane)계 화합물 및 사이아닌(Cyanine)계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 색재는 안트라퀴논(Anthraquinone)계 화합물, 프탈로시아닌(Phtalocyanine)계 화합물, 및 아조(Azo)계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 제 2색재는 테트라아자포피린(Tetraazaporphyrin)계 화합물, 포피린(Porphyrin)계 화합물, 스쿠아릴리움(Squarylium)계 화합물 및 사이아닌(Cyanine)계 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나 상기의 화합물로 제1 색재 및 제2 색재가 한정되는 것은 아니다.
화합물의 작용기는 화합물의 몰 흡광계수나 화합물의 흡광 파장 범위에 영향을 줄 수 있다. 따라서 서로 상이한 작용기를 갖는 제1 색재 및 제2 색재는 각각 상이한 몰 흡광계수를 가질 수 있고, 최대 흡수 파장 범위가 다를 수 있다.
한편, 작용기(functional group)는 화합물의 성질을 결정하는데 중요한 역할을 하는 특정 원자단이나 구조를 의미한다. 색재의 작용기 중 하나로 발색의 원인이 되는 발색단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 작용기는 안트라퀴논(Anthraquinone), 프탈로시아닌(Phtalocyanine), 아조(Azo), 페릴렌(Perylene), 크산텐(Xanthene), 디이모늄(Diimmonium), 디피로메텐(Dipyrromethene), 테트라아자포피린(Tetraazaporphyrin), 포피린(Porphyrin), 스쿠아릴리움(Squarylium), 옥사진(Oxazine), 트리아릴메테인(Triarylmethane), 사이아닌(Cyanine) 등 일 수 있다. 특정 작용기 구조를 포함하는 색재를 특정한 계의 화합물로 명칭 할 수 있는데 예를 들어, 안트라퀴논(Anthraquinone) 구조를 포함하는 화합물을 안트라퀴논(Anthraquinone)계 화합물로 명칭 할 수 있다.
제1 색재 및 제2 색재는 서로 상이한 몰 흡광계수를 갖는다. 제1 색재는 제1 몰 흡광계수를 가질 수 있고, 제2 색재는 제2 몰 흡광계수를 가질 수 있으며, 제1 몰 흡광계수는 제2 몰 흡광계수보다 작을 수 있다. 제1 몰흡광계수는 103M-1cm-1 이상 105M-1cm-1 미만이고 제2 몰 흡광계수는 105M-1cm-1 이상일 수 있다.
제2 색재의 최대 흡수 파장 범위는 제1 색재의 최대 흡수 파장 범위보다 더 좁을 수 있다. 제1 색재보다 몰 흡광계수가 큰 제2 색재는 제1 색재의 최대 흡수 파장 범위의 일부에 해당하는 최대 흡수 파장 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 색재의 최대 흡수 파장 범위는 500nm 이상 650nm 이하이며, 상기 제2 색재의 최대 흡수 파장 범위는 550nm 이상 630nm 이하일 수 있다.
즉, 제1 색재가 제2 색재보다 더 넓은 범위의 광을 흡수함으로써, 제1 색재가 제2 색재보다 더 넓은 파장 범위의 반사율을 감소시킬 수 있다. 몰 흡광계수가 더 큰 제2 색재는 제1 색재보다 더 좁은 특정 파장 범위의 반사율을 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 제2 색재는 특정 파장 범위의 투과율을 감소시켜 색 재현율을 개선시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 색재는 표시 장치가 출력하는 녹색광 및 적색광의 피크 파장의 주변 파장 영역에 해당하는 광의 투과율을 줄여서 선명한 색상의 광을 출력할 수 있도록 한다.
제1 색재 및 제2 색재 각각은 상술한 몰 흡광계수 및 최대 흡수 파장 범위를 만족하는 복수의 서로 다른 화합물들을 포함할 수 있다. 제1 색재 및 제2 색재 각각은 동일한 작용기를 갖지만 치환기 등이 다른 복수의 화합물들을 포함할 수 있고, 제1 색재 및 제2 색재 각각은 서로 다른 작용기를 갖는 2종 이상의 복수의 화합물들을 포함할 수도 있다.
예를 들어, 제1 색재에 포함된 복수의 화합물들은 모두 안트라퀴논계 화합물이지만 치환기가 다른 화합물일 수 있고, 또는 제1 색재에 포함된 복수의 화합물들은 각각 안트라퀴논계 화합물 및 프탈로시아닌계 화합물일 수 있다.
저반사층 내에서 제1 색재는 제2 색재의 함유량보다 작을 수 있다. 즉, 몰 흡광계수가 더 큰 제2 색재가 제1 색재보다 함유량이 더 클 수 있다. 예를 들어, 제1 색재의 함유량은 제2 색재의 함유량 100%를 기준으로 2% 이상 50% 이하일 수 있다. 즉, 저반사층 내에서 제1 색재와 제2 색재의 함유량의 비는 0.02:1 내지 0.5:1 일 수 있다. 제1 색재가 제2 색재 함유량의 2% 미만으로 함유되는 경우 상대적으로 넓은 파장 범위의 광 흡수율이 낮아져 외광 반사율 저감 효과가 떨어질 수 있다. 제2 색재 함유량의 50% 초과하여 함유되는 경우는 제2 색재에 의해 흡수되는 광량이 감소하여, 제2 색재에 의한 색 재현율 향상 효과가 떨어질 수 있다.
저반사층(LR)은 광 제어층(CCL)을 커버하는 일체의 형상일 수 있다. 예를 들어, 저반사층(LR)은 층상 형상일 수 있다. 또는 저반사층(LR)은 베이스부(BM, 도 4a) 및 베이스부(BM, 도 4a)로부터 돌출되고 서로 이격된 복수 개의 돌출부들(PM, 도 4a)을 포함할 수 있다. 복수 개의 돌출부들(PM, 도 4a) 각각은 다양한 3차원의 형상일 수 있다. 돌출부들(PM, 도 4a)은 곡면을 가진 볼록한 형상일 수 있다. 예를 들어, 단면이 포물선 형상, 반원 형상 또는 반타원 형상인 돌출부일 수 있다. 또한 돌출부들(PM)은 원기둥 형상 또는 각기둥 형상일 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 일 실시예에 따른 저반사층의 일부 단면도를 도시한 것이다. 일 실시예의 저반사층(LR, LR-a, LR-b)은 베이스부(BM) 및 서로 이격된 복수 개의 돌출부들(PM)을 포함할 수 있고, 돌출부들(PM) 각각은 다양한 형상일 수 있다.
도 4a를 참조하면, 돌출부(PM)는 전면(상면)으로 곡면을 포함하고 상측으로 볼록한 형상일 수 있다. 돌출부(PM)의 단면이 포물선 형상일 수 있다. 따라서, 베이스부(BM)와 돌출부(PM)가 접하는 지점에서부터 돌출부(PM)의 가장 높은 지점까지 접선의 기울기가 점점 작아지는 형상일 수 있다. 도 4b를 참조하면, 돌출부(PM)는 반구 형상일 수 있다. 돌출부(PM)의 단면이 반원 형상일 수 있다. 도 4c를 참조하면, 돌출부(PM)는 원기둥 또는 각기둥 형상일 수 있다. 따라서, 돌출부(PM)의 단면이 사각형 형상일 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 돌출부들(PM)의 다양한 형상 중 일 예들을 도시한 것이다. 따라서 돌출부들(PM)의 형상이 도시된 일 예들로 제한되는 것은 아니다.
베이스부(BM) 및 돌출부들(PM)은 일체로 형성되는 것일 수 있다. 따라서, 베이스부(BM) 및 돌출부들(PM)은 동일한 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스부(BM) 및 돌출부들(PM)은 각각 동일한 베이스 수지, 제1 색재 및 제2 색재를 포함하는 것일 수 있다.
도 5는 도 4a에 도시된 일 실시예에 따른 저반사층의 일 영역(AA)을 확대한 단면도이다. 복수 개의 돌출부들(PM) 중 일부 돌출부들(PM)의 폭(WD)과 높이(HI)를 도시하였다. 돌출부(PM)는 형상에 따라 제3 방향(DR3)으로 갈수록 간격이 좁아지는 형상일 수 있다. 도 5를 참조하면, 돌출부(PM)의 단면이 포물선 형상일 수 있고, 돌출부(PM)의 폭(WD)은 포물선 형상의 단면 내에서 제1 방향(DR1)으로 가장 간격이 큰 부분의 길이일 수 있다. 예를 들어, 돌출부(PM)가 반구 형상인 경우, 폭(WD)은 구의 지름일 수 있다. 높이(HI)는 베이스부(BM)와 돌출부들(PM)이 접촉하는 면에서 돌출부들(PM)의 가장 높은 지점까지 제3 방향(DR3)으로의 거리이다.
베이스부(BM)로부터 돌출된 복수 개의 돌출부들(PM)은 각각 수십에서 수백 나노 미터의 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 돌출부들(PM) 폭(WD)은 10nm 이상 200nm 이하일 수 있고, 복수 개의 돌출부들(PM) 높이(HI)는 10nm 이상 200nm 이하일 수 있다.
복수 개의 돌출부들(PM) 중 서로 이웃하는 돌출부들 사이의 간격들도 각각 수십에서 수백 나노 미터의 크기를 가질 수 있다. 예를 들어 도 5를 참조하면, 복수 개의 돌출부들(PM) 중 서로 이웃하는 돌출부의 최단 이격 거리(DI)는 10nm 이상 200nm 이하일 수 있다.
나노 규모(nano scale)의 크기를 갖는 복수 개의 돌출부들(PM)이 광의 파장보다 짧은 길이를 주기로 배열되어 있는 경우, 광은 저반사층(LR)을 하나의 매질로 인식할 수 있다. 따라서, 돌출부들(PM)에 의해 회절파의 발생을 막을 수 있고 유효 굴절률이 점차적으로 변할 수 있어서 돌출부들(PM)은 외광에 대한 반사율을 감소시킬 수 있다.
복수 개의 돌출부들(PM)의 높이가 200nm 초과한다면, 돌출부들(PM)에 의한외광 반사율 저감 효과 정도가 줄어들고, 저반사층(LR)의 두께가 두꺼워질 수 있다. 또한, 표시 패널(DP) 상의 전면에 배치된 저반사층(LR)이 표시 장치(DD)로 인가되는 충격을 받게 될 경우 돌출부들(PM)이 손상을 입을 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 저반사층의 평면도이다. 도 7은 일 실시예에 따른 저반사층의 사시도이다. 도 6 및 도 7은 복수 개의 돌출부들(PM)의 형상 중 일 실시예에 해당하는 원기둥 형상을 도시하였다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 저반사층(LR)에 포함된 복수 개의 돌출부들(PM)은 베이스부(BM) 상에서 일정 간격이나 규칙을 가지고 배열된 패턴일 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치의 파장 범위에 따른 광 반사율을 도시한 그래프이다. 그래프의 가로축은 파장(wavelength)을 나타낸 것이고, 그래프의 세로축은 광 반사율(reflectance)을 나타낸 것이다. 도 8에 도시된 그래프 값을 가지는 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2는 도 3에 도시된 일 실시예에 따른 표시 장치의 구성을 가지며 저반사층 구성에 차이가 있다.
실시예 1은 제1 색재 및 제2 색재를 포함하며, 나노 패턴 형상을 갖는 저반사층을 포함한다. 비교예 1은 제1 색재만 포함하는 일체의 형상을 갖는 저반사층을 포함한다. 비교예 2는 제1 색재만 포함하며, 나노 패턴 형상을 갖는 저반사층을 포함한다. 실시예 1에 포함된 제1 색재는 안트라퀴논계 화합물이며 제2 색재는 테트라아자포피린계 화합물로 제1 색재는 제2 색재 함유량의 50% 이하로 포함되어 있다.
도 8에 도시된 그래프에 의하면 가시광 영역에 해당되는 전 파장 범위에서 실시예 1의 광 반사율이 비교예 1 및 비교예 2의 광 반사율에 비해 감소한 것을 알 수 있다. 특히 파장 범위 500nm 내지 650nm의 범위에서 실시예 1의 광 반사율이 비교예 1 및 비교예 2의 광 반사율과 비교했을 때 더 많이 감소했다. 그 중에서도 특히, 파장 범위 550nm 내지 630nm의 범위에서 실시예 1의 광 반사율이 크게 감소했음을 알 수 있으며 600nm 내외의 파장 영역에서는 0%에 가까운 반사율을 나타내고 있다.
비교예 1 및 비교예 2는 제1 색재만을 포함하지만 실시예 1은 서로 작용기와 몰 흡광계수가 상이한 제1 색재 및 제2 색재를 포함한다. 저반사층의 형상이 나노 패턴 형상으로 동일한 실시예 1과 비교예 2를 비교하여도, 실시예 1의 광 반사율 값이 더 크게 감소했음을 알 수 있다. 이를 통해, 몰 흡광계수 및 작용기가 다른 제1 색재와 제2 색재를 포함하는 저반사층에 의해 가시광 영역에 해당되는 전 파장 범위에서 광 반사율이 감소함을 알 수 있다.
실시예 1의 광 반사율을 살펴보면, 제1 색재 및 제2 색재의 최대 흡수 파장 범위 영역을 포함하는 500nm 내지 650nm 파장 범위의 광 반사율이 상대적으로 더 크게 감소했다. 그 중에서도 특히, 함유량 및 몰 흡광계수가 제1 색재보다 큰 제2 색재에 의해 550nm 내지 630nm의 파장 범위에서 실시예 1의 광 반사율이 크게 감소했음을 알 수 있다. 제2 색재는 녹색광의 피크 파장 영역과 적색광의 피크 파장 영역 사이에 해당하는 파장 범위의 광 반사율을 크게 감소시킴으로써 색재현율을 향상시킬 수 있다.
저반사층의 형상도 광 반사율에 영향을 미칠 수 있다. 비교예 1은 층상 형상의 저반사층을 포함하지만 비교예 2 및 실시예 1은 나노 패턴 형상의 저반사층을 포함한다. 실시예 1 및 비교예 2의 광 반사율 값을 비교예 1의 광 반사율 값과 비교했을 때 가시광 영역에 해당되는 전 파장 범위에서 감소하였다. 이를 통해 저반사층에 포함된 복수 개의 돌출부들이 광의 파장보다 짧은 길이를 주기로 배열됨으로써 외광 반사율을 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.
실시예 1의 광 반사율을 통해 몰 흡광계수, 최대 흡수 파장 범위, 함유량 및 작용기가 다른 제1 색재와 제2 색재를 포함하는 저반사층은 표시 장치의 외광 반사율 감소시키고 색재현율을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다. 또한 저반사층이 나노 패턴 형상을 가짐으로써 외광 반사율을 더 크게 감소 시킬 수 있다.
색재현율은 높을수록 다양한 색상과 자연에 가까운 색상을 표현할 수 있다. 제1 색재 및 제2 색재가 포함된 일 실시예에 따른 저반사층(LR)을 포함하는 표시 장치(DD)는 저반사층을 포함하지 않는 표시 장치를 기준으로 색재현율이 약 109.3%로 증가하였다. 이를 통해, 제1 색재 및 제2 색재가 포함된 저반사층에 의해 신뢰성이 향상된 표시 장치를 사용자에게 제공할 수 있음을 알 수 있다.
저반사층(LR)에 포함된 색재에 의해 500nm 내지 650nm의 파장 범위에 해당하는 광의 투과율을 감소시키고 그 중에서도 특히 550nm 내지 630nm의 파장 범위에 해당하는 광의 투과율을 크게 감소시킬 수 있다. 즉, 표시 장치(DD)가 출력하는 녹색광 및 적색광의 피크 파장 사이의 주변 파장 영역에 해당하는 광의 투과율을 크게 감소 시킬 수 있다. 따라서, 저반사층(LR)에 포함된 복수 개의 색재들에 의해 순색에 가까운 녹색광 및 적색광이 표시 장치에서 출력될 수 있고 표시 장치의 색 재현율이 증가될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 일 실시예에 다른 표시 장치(DD-1)는 광 제어층(CCL)과 저반사층(LR) 사이에 광 제어 보조층(RL)을 더 포함할 수 있다. 광 제어 보조층(RL)은 표시 패널(DP)에서 출력되는 광의 출광 효율을 증가시켜줄 수 있다.
도 10은 일 실시예에 다른 광 제어 보조층의 단면도이다. 광 제어 보조층(RL)은 순차적으로 적층되는 반투과층(MTL) 및 위상 제어층(PA)을 포함할 수 있다.
반투과층(MTL)은 반투과성(transflective)를 가지는 층으로 광을 투과시키거나반사시키는 특성이 있다. 반투과층(MTL)은 표시 패널(DP)에서 출광된 광이 광 제어부(CCP1, CCP2, CCP3) 내에서 상이한 파장 범위의 광으로 변환되지 못한 경우, 광을 광 제어부(CCP1, CCP2, CCP3) 내로 다시 반사시킬 수 있다. 반투과층(MTL)은 광 제어부(CCP1, CCP2, CCP3) 내에서 변환되지 못한 광이 그대로 출광되거나 소멸되는 것을 감소시켜 표시 장치(DD-1)의 출광 효율을 증가시켜준다.
반투과층(MTL)은 금속층일 수 있다. 예를 들어, Cr, Mo, Co, Pt, Ag, Al, Au, Cr, Ti, Cu, Fe, Ni 등 또는 상기 금속의 합금을 포함할 수 있다.
위상 제어층(PA)은 반투과층(MTL) 상에 배치될 수 있다. 위상 제어층(PA)은 적어도 하나의 무기층을 포함할 수 있다. 도 10에 도시된 일 실시예처럼 위상 제어층(PA)은 복수 개의 무기층들(IO1, IO2)을 순차적으로 적층한 것일 수 있다.
위상 제어층(PA)은 광 흡수 및 광학적 소멸간섭을 이용하여 반투과층(MTL)과 함께 표시 패널로부터 출력되는 광이 광 제어부 내를 통과하면서 필요한 파장 범위의 광으로 변환되어 출력될 수 있도록 한다. 또한 위상 제어층(PA)은 외광을 흡수 및 상쇄시켜 외광 반사를 감소시킬 수 있다.
위상 제어층(PA)에 포함된 복수 개의 무기층들(IO1, IO2)은 각각 다른 종류의 무기물을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 반투과층(MTL) 상에 배치된 제1 무기층(IO1)은 MTO를 포함하는 무기층일 수 있고, 제2 무기층(IO2)은 ITO를 포함하는 무기층일 수 있다. 그러나 복수 개의 무기층들(IO1, IO2)의 물질이 상기 예에 제한되는 것은 아니다.
반투과층(MTL) 및 위상 제어층(PA)의 물질 및 두께에 따라 출광 효율 향상의 정도가 달라질 수 있다. 예를 들어, 반투과층(MTL)은 Ag를 포함하고 두께가 5nm 내지 15nm일 수 있고, 제1 무기층(IO1)은 MTO를 포함하고 두께가 30nm 내지 40nm일 수 있으며, 제2 무기층(IO2)은 ITO를 포함하고 두께가 15nm 이하이거나 생략될 수 있다. 그러나 반투과층(MTL) 및 위상 제어층(PA)이 반드시 상술한 예에 한정되는 것은 아니다.
도 3 및 도 10을 참조하면, 복수개의 광 제어부들(CCP1, CCP2, CCP3) 중 적어도 하나의 광 제어부는 양자점을 포함할 수 있다. 복수개의 광 제어부들(CCP1, CCP2, CCP3)에 포함될 수 있는 양자점(들은 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 있는 반도체 나노 결정일 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.
양자점들의 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 입자 크기에 따라 방출하는 광의 색상을 조절할 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.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법(S1)의 순서도이다. 표시 장치는 표시 패널 제공 단계(S10), 표시 패널 상에 광 제어층 제공 단계(S20) 및 광 제어층 상에 저반사층을 제공하는 단계(S30)를 포함하여 제조될 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법은 광 제어층을 제공하는 단계(S20) 이후, 광 제어 보조층을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 따라서, 저반사층은 광 제어 보조층 상에 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법에 의해 제공된 표시 패널, 광 제어층 및 광 제어 보조층은 도 3 및 도 9, 10을 참조하여 설명한 표시 패널(DP), 광 제어층(CCL) 및 광 제어 보조층(RL)의 설명과 동일하게 적용될 수 있다.
저반사층을 제공하는 단계는 베이스 수지, 제1 색재 및 제2 색재를 포함하는 저반사층 조성물을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 색재 및 제2 색재는 상술한 제1 색재 및 제2 색재의 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
저반사층 조성물(LR-a, 도 13a)에서 제2 색재의 함량이 상기 제1 색재의 함량보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 색재의 함유량은 상기 제2 색재 함유량 100%를 기준으로 2% 이상 50% 이하일 수 있다.
제2 색재의 몰 흡광계수는 상기 제1 색재의 몰 흡광계수보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 색재의 몰 흡광계수는 103M-1cm-1 이상 105M-1cm-1 미만이며, 제2 색재의 몰 흡광계수는 105M-1cm-1 이상일 수 있다.
제2 색재의 최대 흡수 파장 범위는 상기 제1 색재의 최대 흡수 파장 범위보다 좁을 수 있다. 예를 들어, 제1 색재의 최대 흡수 파장 범위는 500nm 이상 650nm 이하이며, 상기 제2 색재의 최대 흡수 파장 범위는 550nm 이상 630nm 이하일 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법 중 저반사층 제공 단계(S30)에 관한 순서도이다. 도 13a 내지 13d는 저반사층 제공 단계 중 일 단계를 도시한 단면도이다. 저반사층 제공 단계는 저반사층 조성물 도포 단계(S301), 도포된 저반사층 조성물 마스터 몰드로 가압 단계(S302), 광 조사 단계(S303) 및 마스터 몰드 분리 단계(S304)를 포함할 수 있다.
도 13a는 광 제어층 상에 저반사층 조성물을 도포하는 단계(S301)를 도시한 단면도이다. 저반사층(LR, 도 13d)을 형성하기 위해, 광 제어층(CCL) 상에 저반사층 조성물(LR-a)를 도포할 수 있다. 저반사층 조성물(LR-a)은 베이스 수지, 제1 색재 및 제2 색재를 포함할 수 있다. 베이스 수지는 광경화성 수지일 수 있다.
저반사층 조성물(LR-a)에 포함된 제1 색재 및 제2 색재의 함유량은 저반사층 조성물 전체 함량 100%를 기준으로 0.2% 이상 5% 이하일 수 있다. 제1 색재 및 제2 색재의 함유량 조절을 통해 표시 장치의 광 효율을 저하시키지 않고, 색 재현율 개선 및 외광 반사율 감소 효과를 낼 수 있다.
한편, 저반사층 조성물(LR-a)은 복수 개의 색재들 외에도 마스터 몰드를 쉽게 제거하기 위한 이형제나 광경화 반응을 개시하기 위한 광개시제, 저반사층 조성물(LR-a)이 퍼져서 흐르는 것을 방지하기 위한 퍼짐 제어 물질 등을 더 포함할 수 있다.
도 13b는 도포된 저반사층 조성물을 마스터 몰드로 가압하는 단계(S302)를 도시한 단면도이다. 도포된 저반사층 조성물(LR-a) 상에 마스터 몰드(MM)를 제공한 뒤 저반사층 조성물(LR-a)을 향해 마스터 몰드(MM)를 가압할 수 있다.
형성할 저반사층(LR)의 형상에 따라 마스터 몰드(MM) 형상이 달라질 수 있다. 저반사층(LR)이 복수 개의 돌출부들(PM)을 포함하는 경우, 마스터 몰드(MM)는 복수 개의 돌출부들(PM)과 대응되는 부분에 복수 개의 홈들(OP)을 가질 수 있다. 따라서, 마스터 몰드(MM)는 저반사층(LR) 형상을 형성하기 위한 틀을 제공할 수 있다. 도포된 저반사층 조성물(LR-a) 상에 마스터 몰드(MM)로 가압하는 경우 마스터 몰드(MM)의 홈들(OP)에 저반사층 조성물(LR-a)이 채워질 수 있다.
마스터 몰드(MM)는 광 경화성 수지를 포함하는 것일 수 있다. 광 경화성 수지를 포함하는 마스터 몰드(MM)는 실리콘 웨이퍼 마스터 몰드를 반복해서 재사용하는 것보다 더 경제적일 수 있다.
도 13c는 마스터 몰드 상에 광을 조사하여 저반사층을 형성하는 단계(S303)를 도시한 단면도이다. 마스터 몰드(MM) 가압 후 마스터 몰드(MM) 상에 광원(LS)을 통해 광을 조사하면 저반사층 조성물(LR-a)이 광에 의해 경화가 일어날 수 있다. 저반사층 조성물(LR-a) 경화에 의해 저반사층(LR)이 형성될 수 있다. 마스터 몰드(MM) 상에 조사되는 광은 예를 들어 자외선일 수 있다.
마스터 몰드(MM)의 형상에 따라 저반사층(LR)은 베이스부(BM) 및 베이스부(BM)로부터 돌출된 복수 개의 돌출부들(PM)을 포함할 수 있다. 마스터 몰드(MM) 가압 및 광 조사 단계를 거쳐 저반사층(LR)을 패터닝 할 수 있다. 즉 일 실시예에 따른 저반사층 제공 단계를 거쳐서 형성된 저반사층(LR)은 일정 간격으로 배열되어 패턴을 형성하는 돌출부들(PM)을 포함할 수 있다.
도 13d는 마스터 몰드를 분리하는 단계(S304)를 도시한 단면도이다. 마스터 몰드(MM)를 저반사층(LR)으로부터 제거함으로써 일 실시예에 따른 표시 장치(DD)를 제조할 수 있다. 저반사층 조성물(LR-a)에 이형제를 더 포함한다면 마스터 몰드(MM)를 더욱 쉽게 제거할 수 있다.
도시하지 않았지만, 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법은 광 제어층 상에 광 제어 보조층을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있고, 광 제어 보조층 상에 저반사층 조성물을 도포할 수 있다. 이후 도 12에 도시된 저반사층 제공 단계를 통해 광 제어 보조층 상에 저반사층을 제공할 수 있다.
도 11에 도시된 순서에 의한 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법은 표시 장치의 색 재현율을 개선하고 외광 반사율을 감소시키는 저반사층 제공 단계를 포함함으로써 신뢰성이 향상된 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 12에 도시된 순서에 의한 일 실시예에 따른 저반사층 제공 단계는 상온, 상압의 환경에서 제조할 수 있어서 저온, 고온 또는 고압과 같은 제조 환경에 의한 표시 장치 손상이 생길 염려가 없다. 또한, 일 실시예에 따른 저반사층 제공 단계는 간단하고 경제적으로 저반사층을 제공할 수 있다.
일 실시예의 표시 장치는 작용기가 다른 복수 개의 색재를 포함하는 저반사층을 포함함으로써 색 재현율 및 외광 시인성이 개선될 수 있다. 최대 흡수 파장 범위 영역이 더 넓은 색재는 넓은 파장 범위에 대한 반사율을 감소시켜주며, 최대 흡수 파장 범위가 더 좁은 색재는 더 큰 몰 흡광계수 및 더 큰 함유량을 가짐으로써 특정 파장 범위의 광 투과를 크게 감소시키고 색 재현율을 증가시켜준다. 또한, 저반사층이 복수 개의 이격된 돌출부들을 포함함으로써 표시 장치의 외광 반사율을 감소시킬 수 있다.
일 실시예의 표시 장치 제조 방법은 마스터 몰드를 이용함으로써 색 재현율 및외광 시인성이 개선된 표시 장치를 상온, 상압의 조건에서 간단하고 경제적인 방법으로 제공할 수 있다.
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.
DD : 표시 장치 DP : 표시 패널
BS : 베이스층 DP-CL : 회로층
DP-OEL : 발광소자층 TFE : 봉지층
PDL : 화소 정의막 CCL : 광 제어층
CCP1, CCP2, CCP3 : 광 제어부
LR : 저반사층 BM : 베이스부
PM : 돌출부 RL : 광 제어 보조층
MTL : 반투과층 PA : 위상 제어층
IO1, IO2 : 무기층 LR-a : 저반사층 조성물
MM : 마스터 몰드

Claims (20)

  1. 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 배치된 광 제어층; 및
    상기 광 제어층 상에 배치된 저반사층을 포함하고,
    상기 저반사층은,
    제1 몰 흡광계수를 갖는 제1 색재; 및
    제2 몰 흡광계수를 갖고 제1 색재와 상이한 작용기를 갖는 제2 색재를 포함하고,
    상기 제1 몰 흡광계수는 상기 제2 몰 흡광계수보다 작고, 상기 제1 색재의 함유량이 제2 색재의 함유량보다 작은 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 몰 흡광계수는 103M-1cm-1 이상 105M-1cm-1 미만이며, 상기 제2 몰 흡광계수는 105M-1cm-1 이상인 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 색재의 최대 흡수 파장 범위는 500nm 이상 650nm 이하이며, 상기 제2 색재의 최대 흡수 파장 범위는 550nm 이상 630nm 이하인 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 색재의 함유량은 상기 제2 색재 함유량 100%를 기준으로 2% 이상 50% 이하인 표시 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 색재 및 상기 제2 색재 각각은 복수의 서로 다른 화합물을 포함하는 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 저반사층은 베이스부 및 상기 베이스부로부터 돌출되고 서로 이격된 복수 개의 돌출부들을 포함하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 복수 개의 돌출부들의 폭과 높이가 각각 10nm 이상 200nm 이하인 표시 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 복수 개의 돌출부들 중 이웃하는 돌출부들 사이의 최단 이격 거리가 10nm 이상 200nm 이하인 표시 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 복수 개의 돌출부들 각각은 곡면을 포함하는 상측으로 볼록한 형상, 반구 형상, 원기둥 형상 또는 각기둥 형상인 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 광 제어층과 상기 저반사층 사이에 배치된 광 제어 보조층을 더 포함하고,
    상기 광 제어 보조층은 반투과층 및 상기 반투과층 상에 배치된 위상 제어층을 포함하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 반투과층은 금속층을 포함하는 표시 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 위상 제어층은 적어도 하나의 무기층을 포함하는 표시 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 플렉서블(flexible)한 표시 장치.
  14. 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 배치된 광 제어층; 및
    상기 광 제어층 상에 배치된 저반사층을 포함하고,
    상기 저반사층은
    각각 1종 이상의 화합물을 포함하는 제1 색재 및 제2 색재를 포함하며,
    상기 제1 색재는 안트라퀴논(Anthraquinone)계 화합물, 프탈로시아닌(Phtalocyanine)계 화합물, 및 아조(Azo)계 화합물 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제2 색재는 테트라아자포피린(Tetraazaporphyrin)계 화합물, 포피린(Porphyrin)계 화합물, 스쿠아릴리움(Squarylium)계 화합물 및 사이아닌(Cyanine)계 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 색재의 몰 흡광계수는 103M-1cm-1 이상 105M-1cm-1 미만이며, 상기 제2 색재의 몰 흡광계수는 105M-1cm-1 이상이고,
    상기 제1 색재의 최대 흡수 파장 범위는 500nm 이상 650nm 이하이며, 상기 제2 색재의 최대 흡수 파장 범위는 550nm 이상 630nm 이하인 표시 장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 색재의 함유량은 상기 제2 색재 함유량 100%를 기준으로 2% 이상 50% 이하인 표시 장치.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 저반사층은 베이스부 및 상기 베이스부 상에 배치되고 서로 이격된 복수 개의 돌출부들을 포함하는 표시 장치.
  18. 표시 패널을 제공하는 단계;
    상기 표시 패널 상에 광 제어층을 제공하는 단계; 및
    상기 광 제어층 상에 저반사층을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 저반사층을 제공하는 단계는 베이스 수지, 제1 색재 및 제2 색재를 포함하는 저반사층 조성물을 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 저반사층 조성물에서, 상기 저반사층 조성물 전체 함량을 기준으로 상기 제2 색재의 함량이 상기 제1 색재의 함량보다 크고, 상기 제2 색재의 몰 흡광계수는 상기 제1 색재의 몰 흡광계수보다 크며, 상기 제2 색재의 최대 흡수 파장 범위는 상기 제1 색재의 최대 흡수 파장 범위보다 좁은 표시 장치 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 저반사층을 제공하는 단계는,
    상기 광 제어층 상에 상기 저반사층 조성물을 도포하는 단계;
    도포된 상기 저반사층 조성물을 마스터 몰드로 가압하는 단계;
    상기 마스터 몰드 상에 광을 조사하여 상기 저반사층 조성물로부터 상기 저반사층을 형성하는 단계; 및
    상기 마스터 몰드를 분리하는 단계를 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 색재 및 상기 제2 색재의 함유량은 상기 저반사층 조성물 전체 함량 100%를 기준으로 0.2% 이상 5% 이하이며, 상기 제1 색재의 함유량은 상기 제2 색재 함유량 100%를 기준으로 2% 이상 50% 이하인 표시 장치 제조 방법.
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