KR20230030077A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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홍석준
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Abstract

본 개시는 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 일 실시예에 의한 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하는 제1 색 필터, 제2 색 필터, 및 제3 색 필터, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터, 및 상기 제3 색 필터와 각각 중첩하는 공간을 덮는 복수의 지붕층, 상기 제1 색 필터와 중첩하는 공간 내에 위치하는 제1 색 변환층, 상기 제2 색 필터와 중첩하는 공간 내에 위치하는 제2 색 변환층, 상기 제3 색 필터와 중첩하는 공간 내에 위치하는 투과층, 및 상기 지붕층 위에 위치하는 캡핑층을 포함한다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 개시는 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 화면을 표시하는 장치로서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등이 있다. 이러한 표시 장치는 휴대 전화, 네비게이션, 디지털 사진기, 전자 북, 휴대용 게임기, 또는 각종 단말기 등과 같이 다양한 전자 기기들에 사용되고 있다.
유기 발광 표시 장치는 두 개의 전극과 그 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하며, 하나의 전극으로부터 주입된 전자(electron)와 다른 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 유기 발광층에서 결합하여 여기자(exciton)를 형성한다. 여기자가 여기 상태(exited state)로부터 기저 상태(ground state)로 변하면서 에너지를 방출하여 발광한다.
최근에는 광손실을 줄이고, 높은 색재현율을 가지는 표시 장치를 구현하기 위해 색변환 패널을 포함하는 표시 장치가 제안되고 있다. 색변환 패널은 양자점 등과 같은 반도체 나노 결정을 포함할 수 있으며, 입사되는 광을 서로 다른 색으로 변환할 수 있다.
이러한 색변환 패널의 색변환층은 잉크젯 공정을 통해 진행될 수 있으며, 이때 위치에 따라 색변환층의 두께가 상이한 패턴을 가질 수 있다. 예를 들면, 격벽에 의해 구분되는 영역 내에 잉크를 토출하여 색변환층을 형성할 수 있으며, 격벽에 가까운 부분의 두께와 격벽들 사이에 위치하는 부분의 두께가 상이할 수 있다. 이에 따라 얼룩이 시인될 수 있고, 광특성이 변경되는 문제점이 발생할 수 있다.
실시예들은 균일한 두께를 가지는 색변환층을 포함하는 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하는 제1 색 필터, 제2 색 필터, 및 제3 색 필터, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터, 및 상기 제3 색 필터와 각각 중첩하는 공간을 덮는 복수의 지붕층, 상기 제1 색 필터와 중첩하는 공간 내에 위치하는 제1 색 변환층, 상기 제2 색 필터와 중첩하는 공간 내에 위치하는 제2 색 변환층, 상기 제3 색 필터와 중첩하는 공간 내에 위치하는 투과층, 및 상기 지붕층 위에 위치하는 캡핑층을 포함한다.
상기 제1 색 변환층은 복수의 제1 양자점 및 복수의 산란체를 포함하고, 상기 제2 색 변환층은 복수의 제2 양자점 및 복수의 산란체를 포함하고, 상기 제3 색 변환층은 복수의 산란체를 포함한다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 복수의 지붕층 사이에 위치하는 격벽을 더 포함하고, 상기 캡핑층은 상기 격벽 위에 위치할 수 있다.
상기 격벽의 상부면은 소수성을 가질 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터, 및 상기 제3 색 필터 위에 위치하는 저굴절률층을 더 포함하고, 상기 저굴절률층은 상기 제1 색 필터와 상기 제1 색 변환층 사이에 위치하고, 상기 제2 색 필터와 상기 제2 색 변환 사이에 위치하고, 상기 제3 색 필터와 상기 투과층 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층, 및 상기 투과층 위에 위치하는 저굴절률층을 더 포함하고, 상기 제1 색 변환층은 상기 제1 색 필터와 상기 저굴절률층 사이에 위치하고, 상기 제2 색 변환층은 상기 제2 색 필터와 상기 저굴절률층 사이에 위치하고, 상기 투과층은 상기 제3 색 필터와 상기 저굴절률층 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 포함하는 제2 기판, 및 상기 제2 기판의 상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소 위에 각각 위치하는 복수의 발광 소자를 더 포함하고, 상기 제1 화소에 위치하는 발광 소자는 상기 제1 색 필터 및 상기 제1 색 변환층과 중첩하고, 상기 제2 화소에 위치하는 발광 소자는 상기 제2 색 필터 및 상기 제2 색 변환층과 중첩하고, 상기 제3 화소에 위치하는 발광 소자는 상기 제3 색 필터 및 상기 투과층과 중첩할 수 있다.
상기 제1 기판은 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 포함하고, 일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 제1 기판의 상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소 위에 각각 위치하는 복수의 발광 소자를 더 포함하고, 상기 제1 화소에 위치하는 발광 소자는 상기 제1 기판과 상기 제1 색 변환층 사이에 위치하고, 상기 제1 색 필터 및 상기 제1 색 변환층과 중첩하고, 상기 제2 화소에 위치하는 발광 소자는 상기 제1 기판과 상기 제2 색 변환층 사이에 위치하고, 상기 제2 색 필터 및 상기 제2 색 변환층과 중첩하고, 상기 제3 화소에 위치하는 발광 소자는 상기 제1 기판과 상기 투과층 사이에 위치하고, 상기 제3 색 필터 및 상기 투과층과 중첩할 수 있다.
상기 지붕층은 무기 물질로 이루어지는 제1 지붕층, 상기 제1 지붕층 위에 위치하고, 유기 물질로 이루어지는 제2 지붕층, 및 상기 제2 지붕층 위에 위치하고, 무기 물질로 이루어지는 제3 지붕층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치는 상기 캡핑층 위에 위치하는 충진층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법은 제1 기판 위에 제1 색 필터, 제2 색 필터, 및 제3 색 필터를 형성하는 단계, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터, 및 상기 제3 색 필터 각각의 위에 희생층을 형성하는 단계, 상기 희생층 위에 지붕층을 형성하는 단계, 상기 희생층을 제거하여, 상기 지붕층에 의해 덮여 있는 공간을 형성하는 단계, 상기 공간 내부로 잉크를 주입하여 제1 색 변환층, 제2 색 변환층, 및 투과층을 형성하는 단계, 및 상기 지붕층 위에 캡핑층을 형성하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법은 상기 제1 색 변환층은 복수의 제1 양자점 및 복수의 산란체를 포함하고, 상기 제2 색 변환층은 복수의 제2 양자점 및 복수의 산란체를 포함하고, 상기 제3 색 변환층은 복수의 산란체를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법은 상기 복수의 지붕층 사이에 격벽을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 격벽을 형성하는 공정에서 상기 희생층을 제거할 수 있다.
상기 희생층은 포지티브 포토 레지스트로 이루어지고, 상기 격벽은 네거티브 포토 레지스트로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법은 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터, 및 상기 제3 색 필터 위에 저굴절률층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 저굴절률층은 상기 제1 색 필터와 상기 제1 색 변환층 사이에 위치하고, 상기 제2 색 필터와 상기 제2 색 변환 사이에 위치하고, 상기 제3 색 필터와 상기 투과층 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법은 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층, 및 상기 투과층 위에 저굴절률층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 색 변환층은 상기 제1 색 필터와 상기 저굴절률층 사이에 위치하고, 상기 제2 색 변환층은 상기 제2 색 필터와 상기 저굴절률층 사이에 위치하고, 상기 투과층은 상기 제3 색 필터와 상기 저굴절률층 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법은 제2 기판 위에 복수의 발광 소자를 형성하는 단계, 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 마주보도록 정렬시킨 후 합착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법은 상기 제1 기판 위에 복수의 발광 소자를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 복수의 발광 소자 위에 상기 희생층을 형성하는 단계, 상기 지붕층을 형성하는 단계, 상기 공간을 형성하는 단계, 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층, 및 상기 투과층을 형성하는 단계, 및 상기 캡핑층을 형성하는 단계를 순차적으로 진행한 후 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층, 및 상기 투과층 위에 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터, 및 상기 제3 색 필터를 형성하는 단계를 진행할 수 있다.
상기 지붕층을 형성하는 단계는 무기 물질로 이루어지는 제1 지붕층을 형성하는 단계, 상기 제1 지붕층 위에 유기 물질로 이루어지는 제2 지붕층을 형성하는 단계, 및 상기 제2 지붕층 위에 무기 물질로 이루어지는 제3 지붕층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치의 제조 방법은 상기 캡핑층 위에 위치하는 충진층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 색변환층을 포함하는 표시 장치에서 색변환층의 두께를 균일하게 형성할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 8, 도 10 및 도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 공정의 순서에 따라 나타낸 공정 단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 공정의 어느 한 단계를 나타내는 사시도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 공정의 어느 한 단계를 나타내는 평면도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 17은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타낸 평면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서 도 1 내지 도 3을 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 단면도이며, 도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 색 변환 패널을 도시하고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치는 서로 중첩하는 표시 패널(1000) 및 색 변환 패널(2000)을 포함한다.
표시 패널(1000)은 복수의 화소(PX1, PX2, PX3)를 포함할 수 있으며, 각 화소(PX1, PX2, PX3)마다 발광 소자(ED)가 위치할 수 있다. 즉, 표시 패널(1000)은 복수의 발광 소자(ED)를 포함할 수 있다. 복수의 화소(PX1, PX2, PX3)는 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 각 발광 소자(ED)는 발광할 수 있으며, 표시 패널(1000)은 각 화소(PX1, PX2, PX3)의 발광 소자(ED)로부터 나오는 광을 조절하여 화면을 표시할 수 있다.
발광 소자(ED)는 유기 발광 소자로 이루어질 수 있으며, 표시 패널(1000)은 유기 발광 표시 패널로 이루어질 수 있다. 다만, 표시 패널(1000)의 종류는 이에 한정되지 않으며, 다양한 종류의 패널로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 표시 패널(1000)은 액정 표시 패널, 전기 영동 표시 패널, 전기 습윤 표시 패널 등으로 이루어질 수도 있다. 또한, 표시 패널(1000)은 마이크로 발광 다이오드(Micro LED) 표시 패널 등의 차세대 표시 패널로 이루어질 수도 있다.
표시 패널(1000)은 플랫한 리지드 표시 패널로 이루어질 수도 있고, 유연하게 구부러질 수 있는 플렉서블 표시 패널로 이루어질 수도 있다.
색 변환 패널(2000)은 표시 패널(1000)과 마주보도록 배치될 수 있다. 색 변환 패널(2000)은 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)을 포함할 수 있다. 제1 색 변환층(520a)은 제1 화소(PX1)에 위치하는 발광 소자(ED)와 중첩할 수 있다. 제1 화소(PX1)의 발광 소자(ED)로부터 나오는 광은 제1 색 변환층(520a)을 통과하여 제1 파장의 광을 방출할 수 있다. 제2 색 변환층(520b)은 제2 화소(PX2)에 위치하는 발광 소자(ED)와 중첩할 수 있다. 제2 화소(PX2)의 발광 소자(ED)로부터 나오는 광은 제2 색 변환층(520b)을 통과하여 제2 파장의 광을 방출할 수 있다. 투과층(520c)은 제3 화소(PX3)에 위치하는 발광 소자(ED)와 중첩할 수 있다. 제3 화소(PX3)의 발광 소자(ED)로부터 나오는 광은 투과층(520c)을 통과하여 제3 파장의 광을 방출할 수 있다. 예를 들면, 제1 파장의 광은 적색 광일 수 있고, 제2 파장의 광은 녹색 광일 수 있으며, 제3 파장의 광은 청색 광일 수 있다. 즉, 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)는 각각 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3)가 표시하는 색은 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3) 외에도 다른 색을 표시하는 화소를 추가로 더 포함할 수도 있다.
이하에서 도 2를 참조하여 일 실시예에 의한 표시 장치의 색 변환 패널의 적층 구조에 대해 설명한다.
색 변환 패널(2000)은 기판(210), 및 기판(210) 위에 위치하는 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)를 포함할 수 있다.
제1 색 필터(230a)는 제1 파장의 광을 투과시키고, 나머지 파장의 광을 흡수할 수 있어, 표시 장치의 외측으로 방출되는 제1 파장의 광의 순도를 높일 수 있다.
제2 색 필터(230b)는 제2 파장의 광을 투과시키고, 나머지 파장의 광을 흡수할 수 있어, 표시 장치의 외측으로 방출되는 제2 파장의 광의 순도를 높일 수 있다.
제3 색 필터(230c)는 제3 파장의 광을 투과시키고, 나머지 파장의 광을 흡수할 수 있어, 표시 장치의 외측으로 방출되는 제3 파장의 광의 순도를 높일 수 있다.
제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)는 각각 서로 다른 화소(PX1, PX2, PX3)와 중첩하도록 위치할 수 있다. 각 화소(PX1, PX2, PX3)의 경계에서 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)는 서로 중첩하여 차광 영역을 형성할 수 있다. 차광 영역에서 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)가 모두 중첩하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 중 2개의 색 필터가 중첩하여 차광 영역을 형성할 수도 있다. 예를 들면, 제1 화소(PX1)와 제2 화소(PX2) 사이의 경계에서는 제1 색 필터(230a)와 제2 색 필터(230b)가 중첩할 수 있다. 제2 화소(PX2)와 제3 화소(PX3) 사이의 경계에서는 제2 색 필터(230b)와 제3 색 필터(230c)가 중첩할 수 있다. 제3 화소(PX3)와 제1 화소(PX1) 사이의 경계에서는 제3 색 필터(230c)와 제1 색 필터(230a)가 중첩할 수 있다.
제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 위에는 저굴절률층(240)이 위치할 수 있다. 저굴절률층(240)은 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 전체와 중첩할 수 있다. 즉, 저굴절률층(240)은 기판(210) 위에 전체적으로 위치할 수 있다. 저굴절률층(240)은 굴절률이 낮은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 저굴절률층(240)의 굴절률은 약 1.1 이상이고, 약 1.3 이하일 수 있다.
저굴절률층(240) 위에는 제1 캡핑층(250)이 위치할 수 있다. 제1 캡핑층(250)은 저굴절률층(240)을 보호하기 위한 층으로서, 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제1 캡핑층(250)은 상기 물질의 단일층 또는 다층 구조일 수 있다.
제1 캡핑층(250) 위에는 각 화소(PX1, PX2, PX3)와 중첩하는 공간(510)을 덮는 지붕층(260)이 위치한다. 지붕층(260)은 각각의 공간(510)의 상부면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 각각의 공간(510)을 덮는 복수의 지붕층(260)은 서로 분리된 형태로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 각각의 공간(510)을 덮는 복수의 지붕층(260) 중 적어도 일부가 서로 연결될 수도 있다. 예를 들면, 일 방향을 따라 서로 인접한 복수의 지붕층(260)이 서로 연결될 수 있다. 지붕층(260)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 지붕층(260)은 상기 물질의 단일층 또는 다층 구조일 수 있다.
지붕층(260)에 의해 덮여 있는 복수의 공간(510) 내에는 각각 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)이 위치할 수 있다. 복수의 공간(510) 각각은 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)으로 채워져 있다. 공간(510) 내에서 제1 색 변환층(520a)의 두께는 일정하게 이루어질 수 있다. 공간(510) 내에서 제2 색 변환층(520b)의 두께는 일정하게 이루어질 수 있다. 공간(510) 내에서 투과층(520c)의 두께는 일정하게 이루어질 수 있다. 따라서, 각 화소(PX1, PX2, PX3)의 광특성이 전체적으로 일정하게 유지될 수 있다.
제1 색 변환층(520a)은 제1 색 필터(230a)와 중첩할 수 있다. 제1 색 변환층(520a)은 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)와는 중첩하지 않을 수 있다. 제1 색 변환층(520a)은 제1 화소(PX1)의 발광 소자(ED)로부터 입사된 광을 제1 파장의 광으로 변환시킬 수 있다. 이때, 제1 파장의 광은 최대 발광 피크 파장이 약 600nm 내지 약 650nm, 예를 들어, 약 620nm 내지 약 650nm인 적색 광일 수 있다. 제1 색 변환층(520a)은 복수의 제1 양자점(521a) 및 복수의 산란체(530)를 포함할 수 있다.
제2 색 변환층(520b)은 제2 색 필터(230b)와 중첩할 수 있다. 제2 색 변환층(520b)은 제1 색 필터(230a) 및 제3 색 필터(230c)와는 중첩하지 않을 수 있다. 제2 색 변환층(520b)은 제2 화소(PX2)의 발광 소자(ED)로부터 입사된 광을 제2 파장의 광으로 변환시킬 수 있다. 이때, 제2 파장의 광은 최대 발광 피크 파장이 약 500nm 내지 약 550nm, 예를 들어, 약 510 nm 내지 약 550 nm인 녹색 광일 수 있다. 제2 색 변환층(520b)은 복수의 제2 양자점(521b) 및 복수의 산란체(530)를 포함할 수 있다.
투과층(520c)은 제3 색 필터(230c)와 중첩할 수 있다. 투과층(520c)은 제1 색 필터(230a) 및 제2 색 필터(230b)와는 중첩하지 않을 수 있다. 투과층(520c)은 제3 화소(PX3)의 발광 소자(ED)로부터 입사된 광을 투과시킬 수 있다. 투과층(520c)을 통과한 광은 제3 파장의 광일 수 있다. 제3 파장의 광은 최대 발광 피크 파장이 약 380nm 내지 약 480nm, 예를 들어, 약 420nm 이상, 약 430nm 이상, 약 440nm 이상, 또는 약 445nm 이상, 그리고 약, 470nm 이하, 약 460nm 이하, 또는 약 455nm 이하인 청색광일 수 있다. 투과층(520c)은 복수의 산란체(530)를 포함할 수 있다.
복수의 산란체(530)는 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b), 및 투과층(520c)으로 입사되는 광을 산란시켜 광효율을 향상시킬 수 있다.
제1 양자점(521a) 및 제2 양자점(521b)(이하, 반도체 나노결정 이라고도 함) 각각은 독립적으로, II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소 또는 화합물, I-III-VI족 화합물, II-III-VI족 화합물, I-II-IV-VI족 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 양자점은 카드뮴을 포함하지 않을 수 있다.
상기 II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; AgInS, CuInS, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 II-VI족 화합물은 III족 금속을 더 포함할 수도 있다.
상기 III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InGaP, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InZnP, InPSb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb, InZnP, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 III-V족 화합물은 II족 금속을 더 포함할 수도 있다 (e.g., InZnP).
상기 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.
상기 IV족 원소 또는 화합물은 Si, Ge 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 단원소 화합물; 및 SiC, SiGe 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 I족-III족-VI족 화합물의 예는, CuInSe2, CuInS2, CuInGaSe, 및 CuInGaS를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 상기 I-II-IV-VI족 화합물의 예는 CuZnSnSe, 및 CuZnSnS를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 상기 IV족 원소 또는 화합물은 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 단원소; 및 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 II족-III-VI족 화합물은 ZnGaS, ZnAlS, ZnInS, ZnGaSe, ZnAlSe, ZnInSe, ZnGaTe, ZnAlTe, ZnInTe, ZnGaO, ZnAlO, ZnInO, HgGaS, HgAlS, HgInS, HgGaSe, HgAlSe, HgInSe, HgGaTe, HgAlTe, HgInTe, MgGaS, MgAlS, MgInS, MgGaSe, MgAlSe, MgInSe, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 I족-II족-IV족-VI족 화합물은 CuZnSnSe 및 CuZnSnS로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일구현예에서 양자점은, 카드뮴을 포함하지 않을 수 있다. 양자점은 인듐 및 인을 포함한 III-V족 화합물 기반의 반도체 나노결정을 포함할 수 있다. 상기 III-V족 화합물은 아연을 더 포함할 수 있다. 양자점은, 칼코겐 원소 (예컨대, 황, 셀레늄, 텔루리움, 또는 이들의 조합) 및 아연을 포함한 II-VI족 화합물 기반의 반도체 나노결정을 포함할 수 있다.
양자점에서, 전술한 이원소 화합물, 삼원소 화합물 및/또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 양자점은 전술한 나노결정을 포함하는 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 상기 양자점의 쉘은 상기 코어의 화학적 변성을 방지하여 반도체 특성을 유지하기 위한 보호층 역할 및/또는 양자점에 전기 영동 특성을 부여하기 위한 차징층(charging layer)의 역할을 수행할 수 있다. 상기 쉘은 단층 또는 다중층일 수 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다. 상기 양자점의 쉘의 예로는 금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
예를 들어, 상기 금속 또는 비금속의 산화물은 SiO2, Al2O3, TiO2, ZnO, MnO, Mn2O3, Mn3O4, CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, NiO 등의 이원소 화합물, 또는 MgAl2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, CoMn2O4등의 삼원소 화합물을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또, 상기 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnSeS, ZnTeS, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InP, InGaP, InSb, AlAs, AlP, AlSb등을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다. 또한, 상기 반도체 나노결정은 하나의 반도체 나노결정 코어와 이를 둘러싸는 다층의 쉘을 포함하는 구조를 가질 수도 있다. 일 구현예에서, 상기 다층쉘은 2개 이상의 층, 예컨대, 2개, 3개, 4개, 5개, 또는 그 이상의 층들을 가질 수 있다. 상기 쉘의 인접하는 2개의 층들은 단일 조성 또는 상이한 조성을 가질 수 있다. 다층쉘에서 각각의 층은, 반경을 따라 변화하는 조성을 가질 수 있다.
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.
상기 양자점은, 쉘의 물질과 코어 물질이 서로 다른 에너지 밴드갭을 가질 수 있다. 예를 들어, 쉘 물질의 에너지 밴드갭은 코어 물질보다 더 클 수 있다. 다른 구현예에서, 쉘 물질의 에너지 밴드갭은 코어물질보다 더 작을 수 있다. 상기 양자점은 다층의 쉘을 가질 수 있다. 다층의 쉘에서 바깥쪽 층의 에너지 밴드갭이 안쪽층 (즉, 코어에 가까운 층)의 에너지 밴드갭보다 더 클 수 있다. 다층의 쉘에서 바깥쪽 층의 에너지 밴드갭이 안쪽층의 에너지 밴드갭보다 더 작을 수도 있다.
양자점은, 조성 및 크기를 조절하여 흡수/발광 파장을 조절할 수 있다. 양자점의 최대 발광 피크 파장은, 자외선 내지 적외선 파장 또는 그 이상의 파장 범위를 가질 수 있다.
양자점은, (예컨대, 소수성 잔기 및/또는 친수성 잔기를 가지는) 유기 리간드를 포함할 수 있다. 상기 유기 리간드 잔기는 상기 양자점의 표면에 결합될 수 있다. 상기 유기 리간드는, RCOOH, RNH2, R2NH, R3N, RSH, R3PO, R3P, ROH, RCOOR, RPO(OH)2, RHPOOH, R2POOH, 또는 이들의 조합을 포함하며, 여기서, R은 각각 독립적으로 C3 내지 C40 (예컨대, C5 이상 및 C24 이하)의 치환 또는 미치환의 알킬, 치환 또는 미치환의 알케닐 등 C3 내지 C40의 치환 또는 미치환의 지방족 탄화수소기, 치환 또는 미치환의 C6 내지 C40의 아릴기 등 C6 내지 C40 (예컨대, C6 이상 및 C20 이하)의 치환 또는 미치환의 방향족 탄화수소기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 유기 리간드의 예는, 메탄 티올, 에탄 티올, 프로판 티올, 부탄 티올, 펜탄 티올, 헥산 티올, 옥탄 티올, 도데칸 티올, 헥사데칸 티올, 옥타데칸 티올, 벤질 티올 등의 티올 화합물; 메탄 아민, 에탄 아민, 프로판 아민, 부탄 아민, 펜틸 아민, 헥실 아민, 옥틸 아민, 노닐아민, 데실아민, 도데실 아민, 헥사데실 아민, 옥타데실 아민, 디메틸 아민, 디에틸 아민, 디프로필 아민, 트리부틸아민, 트리옥틸아민, 등의 아민류; 메탄산, 에탄산, 프로판산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 도데칸산, 헥사데칸산, 옥타데칸산, 올레인산 (oleic acid), 벤조산 등의 카르복시산 화합물; 메틸 포스핀, 에틸 포스핀, 프로필 포스핀, 부틸 포스핀, 펜틸 포스핀, 옥틸포스핀, 디옥틸 포스핀, 트리부틸포스핀, 트리옥틸포스핀, 등의 포스핀 화합물; 메틸 포스핀 옥사이드, 에틸 포스핀 옥사이드, 프로필 포스핀 옥사이드, 부틸 포스핀 옥사이드 펜틸 포스핀옥사이드, 트리부틸포스핀옥사이드, 옥틸포스핀 옥사이드, 디옥틸 포스핀옥사이드, 트리옥틸포스핀옥사이드등의 포스핀 화합물 또는 그의 옥사이드 화합물; 다이 페닐 포스핀, 트리 페닐 포스핀 화합물 또는 그의 옥사이드 화합물; 헥실포스핀산, 옥틸포스핀산, 도데칸포스핀산, 테트라데칸포스핀산, 헥사데칸포스핀산, 옥타데칸포스핀산 등 C5 내지 C20의 알킬 포스핀산, C5 내지 C20의 알킬 포스폰산; 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 양자점은, 소수성 유기 리간드를 단독으로 또는 1종 이상의 혼합물로 포함할 수 있다. 상기 소수성 유기 리간드는 (예컨대, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기 등) 광중합성 잔기를 포함하지 않을 수 있다.
인접한 복수의 지붕층(260) 사이에는 격벽(265)이 위치할 수 있다. 격벽(265)은 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)가 중첩하는 차광 영역과 중첩할 수 있다. 따라서, 격벽(265)은 각 화소(PX1, PX2, PX3)들 사이의 경계에 위치할 수 있다. 격벽(265)은 지붕층(260)의 가장자리와 중첩할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 격벽(265)이 지붕층(260)과 중첩하지 않고, 이격될 수도 있다.
지붕층(260) 및 격벽(265) 위에는 제2 캡핑층(280)이 위치할 수 있다. 제2 캡핑층(280)은 기판(210) 위에 전체적으로 위치할 수 있다. 제2 캡핑층(280)은 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)을 덮는 층으로서, 무기 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제2 캡핑층(280)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제2 캡핑층(280)은 상기 물질의 단일층 또는 다층 구조일 수 있다.
제2 캡핑층(280) 위에는 충진층(290)이 위치할 수 있다. 충진층(290)은 기판(210) 위에 전체적으로 위치할 수 있다. 충진층(290)은 표시 패널(1000)과 색 변환 패널(2000)이 합착된 상태에서 표시 패널(1000)과 색 변환 패널(2000) 사이에 위치하게 된다.
이하에서는 도 3을 참조하여 표시 패널(1000)과 색 변환 패널(2000)이 합착된 상태에 대해 설명한다. 도 3에서는 도 2에 도시된 색 변환 패널(2000)의 상하가 뒤집어진 상태로 표시 패널(1000)과 마주보도록 결합될 수 있다.
표시 패널(1000)은 기판(110), 기판(110) 위에 위치하는 반도체(131), 게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)을 포함하는 트랜지스터(TFT), 게이트 절연막(120), 제1 층간 절연막(160), 제2 층간 절연막(180), 화소 전극(191), 발광층(370), 뱅크층(350), 공통 전극(270) 및 봉지층(400)을 포함할 수 있다.
기판(110)은 유리 등과 같이 리지드(rigid)한 특성을 가지는 물질 또는 플라스틱, 폴리이미드(Polyimid) 등과 같이 휘어질 수 있는 플렉서블한 물질을 포함할 수 있다. 기판(110) 위에는 기판(110)의 표면을 평탄하게 하고, 반도체(131)로 불순물이 침투하는 것을 차단하기 위한 버퍼층(111)이 더 위치할 수 있다. 버퍼층(111)은 무기 물질을 포함할 수 있으며, 일례로 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 버퍼층(111)은 상기 물질의 단일층 또는 다층 구조일 수 있다. 기판(110) 위에는 베리어층(미도시)이 더 위치할 수 있다. 이때, 베리어층은 기판(110)과 버퍼층(111) 사이에 위치할 수 있다. 베리어층은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 배리어층(BA)은 상기 물질의 단일층 또는 다층 구조일 수 있다.
반도체(131)는 기판(110) 위에 위치할 수 있다. 반도체(131)는 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 및 산화물 반도체 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 반도체(131)는 저온폴리실리콘(LTPS)을 포함하거나 또는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 반도체 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 반도체(131)는 IGZO(Indium-Gallium-Zinc Oxide)를 포함할 수 있다. 반도체(131)는 불순물 도핑 여부에 따라 구분되는 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다. 소스 영역 및 드레인 영역은 도전체에 상응하는 도전 특성을 가질 수 있다.
게이트 절연막(120)은 반도체(131) 및 기판(110)을 덮을 수 있다. 게이트 절연막(120)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 게이트 절연막(120)은 상기 물질의 단일층 또는 다층 구조일 수 있다.
게이트 전극(124)은 게이트 절연막(120) 위에 위치할 수 있다. 게이트 전극(124)은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있다. 게이트 전극(124)은 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다. 반도체(131) 중 평면상 게이트 전극(124)과 중첩하는 영역이 채널 영역일 수 있다.
제1 층간 절연막(160)은 게이트 전극(124) 및 게이트 절연막(120)을 덮을 수 있다. 제1 층간 절연막(160)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제1 층간 절연막(160)은 상기 물질의 단일층 또는 다층 구조일 수 있다.
소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 제1 층간 절연막(160) 위에 위치할 수 있다. 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 제1 층간 절연막(160) 및 게이트 절연막(120)에 형성된 개구부에 의해 반도체(131)의 소스 영역 및 드레인 영역에 각각 연결되어 있다. 전술한 반도체(131), 게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 하나의 트랜지스터(TFT)를 구성한다. 실시예에 따라서는 트랜지스터(TFT)가 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 대신 반도체(131)의 소스 영역 및 드레인 영역만을 포함할 수도 있다. 각 화소(PX1, PX2, PX3)에 하나의 트랜지스터(TFT)가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 각 화소(PX1, PX2, PX3)에는 복수의 트랜지스터(TFT)가 위치할 수 있다.
소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있다. 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따른 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 상부층, 중간층 및 하부층을 포함하는 삼중층으로 구성될 수 있으며, 상부층 및 하부층은 티타늄(Ti)을 포함할 수 있고, 중간층은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다.
제2 층간 절연막(180)은 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 위에 위치할 수 있다. 제2 층간 절연막(180)은 소스 전극(173), 드레인 전극(175) 및 제1 층간 절연막(160)을 덮는다. 제2 층간 절연막(180)은 트랜지스터(TFT)가 구비된 기판(110)의 표면을 평탄화하기 위한 것으로, 유기 절연막일 수 있으며, 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
화소 전극(191)은 제2 층간 절연막(180) 위에 위치할 수 있다. 화소 전극(191)은 애노드 전극이라고도 하며, 투명 전도성 산화막 또는 금속 물질을 포함하는 단일층 또는 이들을 포함하는 다중층으로 구성될 수 있다. 투명 전도성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), 폴리(poly)-ITO, IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등을 포함할 수 있다. 금속 물질은 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 금(Au) 및 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다.
제2 층간 절연막(180)은 드레인 전극(175)을 노출시키는 비아홀(81)을 포함할 수 있다. 제2 층간 절연막(180)의 비아홀(81)을 통해 드레인 전극(175)과 화소 전극(191)은 물리적, 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 화소 전극(191)은 드레인 전극(175)으로부터 발광층(370)으로 전달할 출력 전류를 인가 받을 수 있다.
화소 전극(191) 및 제2 층간 절연막(180) 위에는 뱅크층(350)이 위치할 수 있다. 뱅크층(350)은 화소 정의층(Pixel Defining Layer; PDL)이라고도 하며, 화소 전극(191)의 적어도 일부와 중첩하는 화소 개구부(351)를 포함한다. 이때, 화소 개구부(351)는 화소 전극(191)의 중심부와 중첩할 수 있고, 화소 전극(191)의 가장자리부와는 중첩하지 않을 수 있다. 따라서, 화소 개구부(351)의 크기는 화소 전극(191)의 크기보다 작을 수 있다. 뱅크층(350)은 화소 전극(191)의 상부면이 노출된 부분 위에 발광층(370)이 위치할 수 있도록, 발광층(370)의 형성 위치를 구획할 수 있다. 뱅크층(350)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 유기 절연막일 수 있다. 실시예에 따라 뱅크층(350)은 검은색 안료를 포함하는 검정 화소 정의층(Black Pixel Define Layer; BPDL)으로 형성될 수도 있다.
뱅크층(350)은 복수의 화소(PX1, PX2, PX3) 사이의 경계에 위치할 수 있다. 뱅크층(350)은 격벽(265)과 중첩할 수 있다. 또한, 뱅크층(350)은 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)가 중첩하는 차광 영역과 중첩할 수 있다.
복수의 화소 개구부(351)는 각각 평면상에서 화소 전극(191)과 유사한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 화소 개구부(351) 및 화소 전극(191)은 평면상에서 다각형으로 이루어질 수 있다. 이때, 화소 개구부(351) 및 화소 전극(191)의 코너부는 모따기되어 있을 수 있다. 다만, 화소 개구부(351)의 형상 및 화소 전극(191)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 다양하게 변경될 수 있다.
이때, 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3) 각각에 대응되는 복수의 화소 전극(191)은 평면상에서 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 마찬가지로, 제1 화소(PX1), 제2 화소(PX2) 및 제3 화소(PX3) 각각에 대응되는 복수의 화소 개구부(351)는 평면상에서 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 화소(PX1)에 대응하는 화소 개구부(351) 및 화소 전극(191)은 각각 평면 상에서 제2 화소(PX2)에 대응하는 화소 개구부(351) 및 화소 전극(191)보다 더 큰 크기를 가질 수 있다. 또한, 제1 화소(PX1)에 대응하는 화소 개구부(351) 및 화소 전극(191)은 각각 평면 상에서 제3 화소(PX3)에 대응하는 화소 개구부(351) 및 화소 전극(191)보다는 더 작거나 비슷한 크기를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 각각의 화소 개구부(351) 및 화소 전극(191)은 다양한 크기를 갖도록 설정될 수 있다.
발광층(370)은 뱅크층(350)에 의해 구획된 화소 개구부(351) 내에 위치할 수 있다. 발광층(370)은 저분자 또는 고분자 유기물을 포함할 수 있다. 발광층(370)은 단일층으로 도시되어 있지만, 실제로는 발광층(370)의 상하에 전자 주입층, 전자 전달층, 정공 전달층, 및 정공 주입층과 같은 보조층도 포함될 수 있다. 발광층(370)의 하부에 정공 주입층 및 정공 전달층이 위치할 수 있고, 발광층(370)의 상부에 전자 전달층 및 전자 주입층이 위치할 수 있다. 또한, 발광층(370) 위에는 다른 발광층이 더 위치할 수 있다. 즉, 2개 이상의 발광층(370)이 적층될 수 있다.
도시는 생략하였으나, 뱅크층(350) 위에는 스페이서가 더 위치할 수 있다. 스페이서는 뱅크층(350)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 스페이서가 뱅크층(350)과 상이한 물질로 이루어질 수도 있다. 스페이서는 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 유기 절연막일 수 있다.
공통 전극(270)은 뱅크층(350) 및 발광층(370) 위에 위치할 수 있다. 각 화소(PX1, PX2, PX3)의 공통 전극(270)은 서로 연결될 수 있다. 공통 전극(270)은 기판(110) 위에 전체적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 공통 전극(270)은 캐소드 전극이라고도 하며, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등을 포함하는 투명 도전층으로 형성될 수 있다. 공통 전극(270)은 은(Ag), 마그네슘(Mg) 등과 같은 금속 물질로 이루어지거나 이들이 혼합된 형태로 이루어질 수도 있다. 이때, 공통 전극(270)의 두께를 조절하여 투명 도전층으로 형성할 수 있다. 또한, 공통 전극(270)은 반투명 특성을 가질 수 있으며, 이 때에는 화소 전극(191)과 함께 마이크로 캐비티를 구성할 수 있다.
화소 전극(191), 발광층(370) 및 공통 전극(270)은 발광 소자(ED)를 구성할 수 있다. 각 화소(PX1, PX2, PX3)에서 화소 전극(191), 발광층(370) 및 공통 전극(270)이 중첩하는 부분이 각 발광 소자(ED)의 발광 영역이 될 수 있다.
제1 화소(PX1)에 위치하는 발광 소자(ED)는 제1 색 변환층(520a) 및 제1 색 필터(230a)와 중첩할 수 있다. 제1 화소(PX1)에 위치하는 발광 소자(ED)는 제2 색 변환층(520b), 투과층(520c), 제2 색 필터(230b), 및 제3 색 필터(230c)와는 중첩하지 않을 수 있다. 제1 화소(PX1)의 발광 소자(ED)로부터 나온 광은 제1 색 변환층(520a)을 지나면서 제1 파장의 광으로 변환되고, 제1 색 필터(230a)를 지나 외부로 방출될 수 있다.
제2 화소(PX2)에 위치하는 발광 소자(ED)는 제2 색 변환층(520b) 및 제2 색 필터(230b)와 중첩할 수 있다. 제2 화소(PX2)에 위치하는 발광 소자(ED)는 제1 색 변환층(520a), 투과층(520c), 제1 색 필터(230a), 및 제3 색 필터(230c)와는 중첩하지 않을 수 있다. 제2 화소(PX2)의 발광 소자(ED)로부터 나온 광은 제2 색 변환층(520b)을 지나면서 제2 파장의 광으로 변환되고, 제2 색 필터(230b)를 지나 외부로 방출될 수 있다.
제3 화소(PX3)에 위치하는 발광 소자(ED)는 투과층(520c) 및 제3 색 필터(230c)와 중첩할 수 있다. 제3 화소(PX3)에 위치하는 발광 소자(ED)는 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b), 제1 색 필터(230a), 및 제2 색 필터(230b)와는 중첩하지 않을 수 있다. 제3 화소(PX3)의 발광 소자(ED)로부터 나온 제3 파장의 광은 투과층(520c) 및 제1 색 필터(230a)를 차례로 지나 외부로 방출될 수 있다.
봉지층(400)은 공통 전극(270) 위에 위치할 수 있다. 봉지층(400)은 적어도 하나의 무기막과 적어도 하나의 유기막을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 봉지층(400)은 제1 무기 봉지층(410), 유기 봉지층(420) 및 제2 무기 봉지층(430)을 포함할 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 봉지층(400)을 구성하는 무기막과 유기막의 수는 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들면, 봉지층(400)은 제1 무기 봉지층, 제2 무기 봉지층, 제1 유기 봉지층, 제3 무기 봉지층의 순으로 적층될 수 있다. 또는 봉지층(400)은 제1 무기 봉지층, 제1 유기 봉지층, 제2 무기 봉지층, 제3 무기 봉지층의 순으로 적층될 수도 있다. 표시 패널(1000)은 화면을 표시하는 표시 영역 및 표시 영역을 둘러싸는 주변 영역을 포함할 수 있다. 제1 무기 봉지층(410), 유기 봉지층(420) 및 제2 무기 봉지층(430)은 표시 영역 및 주변 영역의 일부에 위치할 수 있다. 실시예에 따라서는 유기 봉지층(420)은 표시 영역을 중심으로 형성되고, 제1 무기 봉지층(410) 및 제2 무기 봉지층(430)은 주변 영역에까지 형성될 수 있다. 봉지층(400)은 외부로부터 유입될 수 있는 수분이나 산소 등으로부터 발광 소자(ED)를 보호하기 위한 것으로, 제1 무기 봉지층(410) 및 제2 무기 봉지층(430)의 일측 단부는 직접적으로 접촉하도록 형성할 수 있다.
봉지층(430)은 색 변환 패널(2000)과 접할 수 있다. 봉지층(430)은 충진층(290)과 접할 수 있다. 제2 무기 봉지층(430)이 충진층(290)과 접할 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 봉지층(430)과 충진층(290) 사이에는 다른 층이 더 위치할 수도 있다.
도시는 생략하였으나, 일 실시예에 의한 표시 장치는 터치를 감지하는 감지부를 더 포함할 수 있다. 감지부는 복수의 감지 전극 등을 포함할 수 있으며, 감지부는 표시 패널(1000)과 색 변환 패널(2000) 사이에 위치할 수 있다.
다음으로, 도 4 내지 도 12를 더욱 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 4 내지 도 8, 도 10 및 도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 공정의 순서에 따라 나타낸 공정 단면도이다. 도 9는 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 공정의 어느 한 단계를 나타내는 사시도이고, 도 11은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 공정의 어느 한 단계를 나타내는 평면도이다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(210) 위에 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b), 및 제3 색 필터(230c)를 순차적으로 형성한다.
기판(210) 위에 제1 파장의 광을 투과시킬 수 있는 물질을 도포하고, 이를 패터닝하여 제1 색 필터(230a)를 형성한다. 이어, 제2 파장의 광을 투과시킬 수 있는 물질을 도포하고, 이를 패터닝하여 제2 색 필터(230b)를 형성한다. 이어, 제3 파장의 광을 투과시킬 수 있는 물질을 도포하고, 이를 패터닝하여 제3 색 필터(230c)를 형성한다.
일부 영역에서 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 중 적어도 2개가 서로 중첩하도록 형성할 수 있다. 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)는 서로 중첩하여 차광 영역을 형성할 수 있다.
이어, 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 위에 굴절률이 낮은 물질을 이용하여 저굴절률층(240)을 형성할 수 있다. 저굴절률층(240)은 기판(210) 위에 전체적으로 형성할 수 있으며, 별도로 패터닝을 위한 공정을 진행하지 않을 수 있다. 저굴절률층(240)은 약 1.1 이상 약 1.3 이하의 낮은 굴절률을 가지는 유기 물질 또는 무기 물질을 포함할 수 있다.
이어, 저굴절률층(240) 위에 무기 물질을 이용하여 제1 캡핑층(250)을 형성할 수 있다. 제1 캡핑층(250)은 기판(210) 위에 전체적으로 형성할 수 있으며, 별도로 패터닝을 위한 공정을 진행하지 않을 수 있다. 제1 캡핑층(250)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제1 캡핑층(250)은 상기 물질의 단일층 또는 다층 구조일 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 캡핑층(250) 위에 감광성 물질을 코팅하고, 포토 공정을 통해 패터닝하여 희생층(500)을 형성할 수 있다. 희생층(500)은 포지티브 포토 레지스트(Positive Photo Resist)로 이루어질 수 있다. 희생층(500)은 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)와 중첩할 수 있다. 희생층(500)은 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 중 적어도 2개가 중첩하는 차광 영역과는 중첩하지 않을 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 희생층(500) 위에 지붕층(260)을 형성할 수 있다. 지붕층(260)은 희생층(500)의 상부면 및 측면을 덮도록 형성된다. 지붕층(260)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 지붕층(260)은 상기 물질의 단일층 또는 다층 구조일 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 지붕층(260)을 패터닝하여 인접한 희생층(500)들 사이에 위치하는 지붕층(260)의 부분을 제거할 수 있다. 지붕층(260)은 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 중 적어도 2개가 중첩하는 차광 영역과는 중첩하지 않을 수 있다. 따라서, 서로 분리되어 있는 복수의 지붕층(260)이 형성될 수 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 지붕층(260) 위에 감광성 물질을 코팅하고, 포토 공정을 통해 패터닝하여 격벽(265)을 형성할 수 있다. 격벽(265)은 네거티브 포토 레지스트(Negitive Photo Resist)로 이루어질 수 있다. 격벽(265)이 복수의 지붕층(260) 사이에 위치하도록 패터닝할 수 있다. 격벽(265)은 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)가 중첩하는 차광 영역과 중첩할 수 있다. 이때, 격벽(265)은 지붕층(260)과 부분적으로 중첩할 수 있다. 격벽(265)은 지붕층(260)의 가장자리와 중첩할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 격벽(265)이 지붕층(260)과 중첩하지 않고, 이격되도록 패터닝할 수도 있다.
제1 방향(D1)으로 인접한 지붕층(260) 사이에 격벽(265)이 형성될 수 있다. 격벽(265)은 제1 방향(D1)에 대해 수직한 제2 방향(D2)을 따라 길게 연장될 수 있다. 격벽(265)은 상부면이 소수성을 가지도록 할 수 있다.
상기에서 지붕층(260)을 패터닝하는 공정에서 제2 방향(D2)으로 인접한 지붕층(260)이 서로 연결되지 않고, 분리되도록 형성할 수 있다. 이에 따라 지붕층(260) 아래에 위치하는 희생층(500)이 외부로 노출될 수 있다. 격벽(265)을 패터닝하는 과정에서 희생층(500)을 함께 제거할 수 있다. 희생층(500)이 제거되면, 희생층(500)이 위치했던 자리에 공간(510)이 형성될 수 있다. 즉, 지붕층(260)에 의해 덮여 있는 공간(510)이 형성되며, 지붕층(260)은 공간(510)의 상부면 및 측면을 덮는 형태를 가지게 된다. 이때, 공간(510)의 측면 일부는 지붕층(260)에 의해 덮여 있지 않고, 노출될 수 있다. 이처럼 지붕층(260) 아래에 위치하는 공간(510)이 노출되어 있는 부분이 주입구(261)가 될 수 있다. 주입구(261)는 제2 방향(D2)으로 인접한 지붕층(260) 사이에 위치하게 된다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 잉크젯 공정을 진행하여 지붕층(260)에 의해 덮여 있는 공간(510) 내에 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)을 형성할 수 있다. 제2 방향(D2)으로 인접한 지붕층(260) 사이에 잉크(540a, 540b, 540c)를 떨어뜨리면, 모세관력(capillary force)에 의해 잉크(540a, 540b, 540c)가 주입구(261)를 통해 공간(510) 내부로 주입될 수 있다.
먼저, 제1 색 필터(230a)와 중첩하는 공간(510)을 노출시키는 주입구(261) 주변에 제1 양자점(521a) 및 산란체(530)를 포함하는 제1 잉크(540a)를 떨어뜨리면, 제1 잉크(540a)가 공간(510) 내부로 주입되어 제1 색 변환층(520a)을 형성할 수 있다. 제1 색 변환층(520a)은 제1 색 필터(230a)와 중첩할 수 있다. 제1 색 변환층(520a)은 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)와는 중첩하지 않을 수 있다.
이어, 제2 색 필터(230b)와 중첩하는 공간(510)을 노출시키는 주입구(261) 주변에 제2 양자점(521b) 및 산란체(530)를 포함하는 제2 잉크(540b)를 떨어뜨리면, 제2 잉크(540b)가 공간(510) 내부로 주입되어 제2 색 변환층(520b)을 형성할 수 있다. 제2 색 변환층(520b)은 제2 색 필터(230b)와 중첩할 수 있다. 제2 색 변환층(520b)은 제1 색 필터(230a) 및 제3 색 필터(230c)와는 중첩하지 않을 수 있다.
이어, 제3 색 필터(230c)와 중첩하는 공간(510)을 노출시키는 주입구(261) 주변에 산란체(530)를 포함하는 제3 잉크(540c)를 떨어뜨리면, 제3 잉크(540c)가 공간(510) 내부로 주입되어 투과층(520c)을 형성할 수 있다. 투과층(520c)은 제3 색 필터(230c)와 중첩할 수 있다. 투과층(520c)은 제1 색 필터(230a) 및 제2 색 필터(230b)와는 중첩하지 않을 수 있다.
제1 방향(D1)으로 인접한 지붕층(260)들 사이에 격벽(265)이 위치하고, 격벽(265)의 상부면은 소수성으로 이루어지므로, 잉크(540a, 540b, 540c)가 다른 공간(510)으로 주입되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 제1 잉크(540a)가 제1 색 필터(230a)와 중첩하는 공간(510)에 주입되는 과정에서 제2 색 필터(230b)나 제3 색 필터(230c)와 중첩하는 공간(510)으로 주입되지 않도록 할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 지붕층(260) 및 격벽(265) 위에 무기 물질을 이용하여 제2 캡핑층(280)을 형성할 수 있다. 제2 캡핑층(280)은 기판(210) 위에 전체적으로 형성할 수 있으며, 별도로 패터닝을 위한 공정을 진행하지 않을 수 있다. 제2 캡핑층(280)은 질화규소(SiNx), 산화규소(SiOx), 질산화규소(SiOxNy) 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제2 캡핑층(280)은 상기 물질의 단일층 또는 다층 구조일 수 있다. 제2 캡핑층(280)에 의해 주입구(261)가 밀봉될 수 있다. 제2 캡핑층(280)은 지붕층(260)의 상부면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다.
이어, 제2 캡핑층(280) 위에 충진층(290)을 형성할 수 있다. 충진층(290)은 제2 캡핑층(280) 위에 전체적으로 형성할 수 있으며, 별도로 패터닝을 위한 공정을 진행하지 않을 수 있다.
상기에서 설명한 바에 따라 색 변환 패널(2000)을 형성하고, 이와 별도로 표시 패널(1000)을 형성할 수 있다. 이어, 표시 패널(1000)과 색 변환 패널(2000)이 서로 마주보도록 정렬시킨 후 합착할 수 있다.
일 실시예에 의한 표시 장치에서는 지붕층(260)에 의해 덮여 있는 공간(510)을 형성하고, 공간(510) 내부로 잉크(540a, 540b, 540c)를 주입하여 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)을 형성한다. 따라서, 공간(510)은 일정한 높이를 가질 수 있고, 공간(510) 내에 형성되는 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)은 일정한 두께를 가질 수 있다. 따라서, 각 화소(PX1, PX2, PX3)의 광특성이 전체적으로 일정하게 유지될 수 있다.
다음으로, 도 13을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 13에 도시된 실시예에 따른 표시 장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에 따른 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 저굴절률층 및 제1 캡핑층의 위치가 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 13은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 13은 일 실시예에 따른 표시 장치의 색 변환 패널을 도시하고 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 앞선 실시예와 마찬가지로 표시 패널과 색 변환 패널을 포함할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치의 색 변환 패널은 기판(210), 기판(210) 위에 위치하는 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)를 포함할 수 있다.
앞선 실시예에서는 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 위에 저굴절률층(240) 및 제1 캡핑층(250)이 위치하고, 제1 캡핑층(250) 위에 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)이 위치할 수 있다. 본 실시예에서는 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 위에 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)이 위치하고, 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c) 위에 저굴절률층 및 제1 캡핑층(250)이 위치할 수 있다.
제1 색 변환층(520a)은 제1 색 필터(230a)와 중첩하고, 제2 색 변환층(520b)은 제2 색 필터(230b)와 중첩하며, 투과층(520c)은 제3 색 필터(230c)와 중첩할 수 있다. 제1 색 변환층(520a)이 제1 색 필터(230a) 바로 위에 위치하고, 제2 색 변환층(520b)이 제2 색 필터(230b) 바로 위에 위치하며, 투과층(520c)이 제3 색 필터(230c) 바로 위에 위치하는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 위에 절연층이 위치하고, 절연층 위에 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)이 위치할 수 있다. 즉, 제1 색 필터(230a)와 제1 색 변환층(520a) 사이에 절연층이 위치하고, 제2 색 필터(230b)와 제2 색 변환층(520b) 사이에 절연층이 위치하며, 제3 색 필터(230c)와 투과층(520c) 사이에 절연층이 위치할 수 있다.
제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)은 지붕층(260)에 의해 덮여 있는 복수의 공간(510) 내에 각각 위치할 수 있다. 인접한 복수의 지붕층(260) 사이에는 격벽(265)이 위치할 수 있다. 지붕층(260) 및 격벽(265) 위에는 제2 캡핑층(280)이 위치할 수 있다.
제2 캡핑층(280) 위에 저굴절률층(240)이 위치할 수 있다. 저굴절률층(240) 위에는 제1 캡핑층(250)이 위치할 수 있다. 제1 캡핑층(250) 위에는 충진층(290)이 위치할 수 있다. 충진층(290)은 표시 패널과 색 변환 패널이 합착된 상태에서 표시 패널과 색 변환 패널 사이에 위치하게 된다.
다음으로, 도 14를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 14에 도시된 실시예에 따른 표시 장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에 따른 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 표시 장치가 하나의 기판을 포함하고, 표시 패널과 색 변환 패널이 일체형으로 이루어진다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치는 하나의 기판(110)을 포함한다.
앞선 실시예에서는 하나의 기판 위에 박막 트랜지스터 및 발광 소자를 형성하고, 다른 하나의 기판 위에 색 필터 및 색 변환층을 형성한 후 두 기판을 합착시켜 표시 장치를 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 하나의 기판(110) 위에 박막 트랜지스터(TFT) 및 발광 소자(ED)를 형성하고, 발광 소자(ED) 위에 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)을 형성한 후 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)를 형성할 수 있다. 즉, 앞선 실시예에서는 표시 패널과 색 변환 패널을 각각 형성하고, 이들을 결합하여 표시 장치를 제조할 수 있고, 본 실시예에서는 표시 패널과 색 변환 패널을 일체형으로 하여 표시 장치를 제조할 수 있다. 따라서, 비용을 절감하고, 공정을 단순화할 수 있다.
기판(110) 위에는 박막 트랜지스터(TFT) 및 이에 연결되어 있는 발광 소자(ED)가 위치할 수 있다. 발광 소자(ED) 위에는 충진층(290)이 위치할 수 있다.
충진층(290) 위에는 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)이 위치할 수 있다. 제1 색 변환층(520a)은 제1 화소(PX1)의 발광 소자(ED)와 중첩할 수 있고, 제2 색 변환층(520b)은 제2 화소(PX2)의 발광 소자(ED)와 중첩할 수 있으며, 투과층(520c)은 제3 화소(PX3)의 발광 소자(ED)와 중첩할 수 있다.
제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)은 지붕층(260)에 의해 덮여 있는 복수의 공간(510) 내에 위치할 수 있다. 인접한 복수의 지붕층(260) 사이에는 격벽(265)이 위치할 수 있다. 지붕층(260) 및 격벽(265) 위에는 제2 캡핑층(280)이 위치할 수 있다.
제2 캡핑층(280) 위에는 저굴절률층(240)이 위치할 수 있다. 저굴절률층(240) 위에는 제1 캡핑층(250)이 위치할 수 있다.
제1 캡핑층(250) 위에는 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)가 위치할 수 있다. 제1 색 필터(230a)는 제1 색 변환층(520a) 및 제1 화소(PX1)의 발광 소자(ED)와 중첩할 수 있다. 제2 색 필터(230b)는 제2 색 변환층(520b) 및 제2 화소(PX2)의 발광 소자(ED)와 중첩할 수 있다. 제3 색 필터(230c)는 투과층(520c) 및 제3 화소(PX3)의 발광 소자(ED)와 중첩할 수 있다.
제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 위에는 봉지층(400)이 위치할 수 있다. 봉지층(400)은 제1 무기 봉지층(410), 유기 봉지층(420) 및 제2 무기 봉지층(430)을 포함할 수 있다.
앞선 실시예에서 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b), 및 투과층(520c)의 폭은 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)로부터 멀어질수록 점차적으로 감소할 수 있다. 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b), 및 투과층(520c)의 폭은 발광 소자(ED)로부터 멀어질수록 점차적으로 증가할 수 있다. 본 실시예에서는 이와 반대로 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b), 및 투과층(520c)의 폭은 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)로부터 멀어질수록 점차적으로 증가할 수 있다. 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b), 및 투과층(520c)의 폭은 발광 소자(ED)로부터 멀어질수록 점차적으로 감소할 수 있다.
다음으로, 도 15를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 15에 도시된 실시예에 따른 표시 장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에 따른 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 지붕층이 복수의 층을 포함한다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 15는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 15는 일 실시예에 따른 표시 장치의 색 변환 패널을 도시하고 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 앞선 실시예와 마찬가지로 표시 패널과 색 변환 패널을 포함할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치의 색 변환 패널은 기판(210), 기판(210) 위에 위치하는 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)를 포함할 수 있다. 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 위에는 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)이 위치할 수 있다.
제1 색 변환층(520a)은 제1 색 필터(230a)와 중첩하고, 제2 색 변환층(520b)은 제2 색 필터(230b)와 중첩하며, 투과층(520c)은 제3 색 필터(230c)와 중첩할 수 있다. 제1 색 변환층(520a)이 제1 색 필터(230a) 바로 위에 위치하고, 제2 색 변환층(520b)이 제2 색 필터(230b) 바로 위에 위치하며, 투과층(520c)이 제3 색 필터(230c) 바로 위에 위치하는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 위에 절연층이 위치하고, 절연층 위에 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)이 위치할 수 있다. 즉, 제1 색 필터(230a)와 제1 색 변환층(520a) 사이에 절연층이 위치하고, 제2 색 필터(230b)와 제2 색 변환층(520b) 사이에 절연층이 위치하며, 제3 색 필터(230c)와 투과층(520c) 사이에 절연층이 위치할 수 있다.
제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)은 지붕층(260)에 의해 덮여 있는 복수의 공간(510) 내에 각각 위치할 수 있다.
본 실시예에서 지붕층(260)은 제1 지붕층(262), 제2 지붕층(264) 및 제3 지붕층(266)을 포함할 수 있다. 제1 지붕층(262)은 무기 물질로 이루어질 수 있고, 제2 지붕층(264)은 유기 물질로 이루어질 수 있으며, 제3 지붕층(266)은 무기 물질로 이루어질 수 있다. 제2 지붕층(264)이 제1 지붕층(262)과 제3 지붕층(266) 사이에 위치할 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 지붕층(260)을 구성하는 무기막과 유기막의 수는 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 제2 지붕층(264)은 굴절률이 낮은 유기 물질을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 제2 지붕층(264)의 굴절률은 약 1.1 이상이고, 약 1.3 이하일 수 있다. 따라서, 제2 지붕층(264)이 앞선 실시예에서의 저굴절률층의 역할을 대신할 수 있다.
인접한 복수의 지붕층(260) 사이에는 격벽(265)이 위치할 수 있다. 지붕층(260) 및 격벽(265) 위에는 제2 캡핑층(280)이 위치할 수 있다.
제2 캡핑층(280) 위에는 충진층(290)이 위치할 수 있다. 충진층(290)은 표시 패널과 색 변환 패널이 합착된 상태에서 표시 패널과 색 변환 패널 사이에 위치하게 된다.
다음으로, 도 16 및 도 17을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 16 및 도 17에 도시된 실시예에 따른 표시 장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에 따른 표시 장치와 동일한 부분이 상당하므로, 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는 격벽이 생략된다는 점에서 앞선 실시예와 상이하며, 이하에서 더욱 설명한다.
도 16은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타낸 단면도이다. 도 16은 일 실시예에 따른 표시 장치의 색 변환 패널을 도시하고 있다. 도 17은 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타낸 평면도이다. 도 17은 일 실시예에 따른 표시 장치의 저굴절률층을 나타내고 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 앞선 실시예와 마찬가지로 표시 패널과 색 변환 패널을 포함할 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 표시 장치의 색 변환 패널은 기판(210), 기판(210) 위에 위치하는 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c)를 포함할 수 있다. 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 위에는 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)이 위치할 수 있다.
제1 색 변환층(520a)은 제1 색 필터(230a)와 중첩하고, 제2 색 변환층(520b)은 제2 색 필터(230b)와 중첩하며, 투과층(520c)은 제3 색 필터(230c)와 중첩할 수 있다. 제1 색 변환층(520a)이 제1 색 필터(230a) 바로 위에 위치하고, 제2 색 변환층(520b)이 제2 색 필터(230b) 바로 위에 위치하며, 투과층(520c)이 제3 색 필터(230c) 바로 위에 위치하는 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 색 필터(230a), 제2 색 필터(230b) 및 제3 색 필터(230c) 위에 절연층이 위치하고, 절연층 위에 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)이 위치할 수 있다. 즉, 제1 색 필터(230a)와 제1 색 변환층(520a) 사이에 절연층이 위치하고, 제2 색 필터(230b)와 제2 색 변환층(520b) 사이에 절연층이 위치하며, 제3 색 필터(230c)와 투과층(520c) 사이에 절연층이 위치할 수 있다.
제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)은 지붕층(260)에 의해 덮여 있는 복수의 공간(510) 내에 각각 위치할 수 있다.
앞선 실시예에서는 인접한 복수의 지붕층(260) 사이에는 격벽이 위치할 수 있고, 본 실시예에서는 이러한 격벽이 생략될 수 있다.
지붕층(260) 위에는 저굴절률층(240)이 위치할 수 있다. 저굴절률층(240)은 제1 색 변환층(520a), 제2 색 변환층(520b) 및 투과층(520c)과 중첩할 수 있다. 또한, 저굴절률층(240)은 인접한 복수의 지붕층(260) 사이에 위치할 수 있으며, 앞선 실시예에서의 격벽의 역할을 대신할 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 저굴절률층(240)은 제1 방향(D1)으로 인접한 지붕층(260) 사이에 형성될 수 있다. 저굴절률층(240)은 제1 방향(D1)에 수직한 제2 방향(D2)을 따라 길게 연장될 수 있다. 저굴절률층(240)의 상부면이 소수성을 가지도록 할 수 있다. 저굴절률층(240)은 제2 방향(D2)으로 인접한 지붕층(260) 사이에는 형성되지 않도록 패터닝될 수 있다. 즉, 저굴절률층(240)은 주입구(261)가 형성된 부분을 덮지 않도록 패터닝될 수 있다.
저굴절률층(240) 위에는 제1 캡핑층(250)이 위치할 수 있다. 제1 캡핑층(250)은 저굴절률층(240)과 동일한 평면 형상을 가지도록 패터닝될 수 있다.
저굴절률층(240) 및 제1 캡핑층(250)을 형성한 후, 잉크(540a, 540b, 540c)를 떨어뜨릴 수 있다. 잉크(540a, 540b, 540c)는 주입구(261)를 통해 공간(510) 내부로 주입될 수 있다.
제1 캡핑층(250) 위에는 제2 캡핑층(280)이 위치할 수 있다. 제2 캡핑층(280)은 주입구(261)를 덮도록 형성될 수 있다.
제2 캡핑층(280) 위에는 충진층(290)이 위치할 수 있다. 충진층(290)은 표시 패널과 색 변환 패널이 합착된 상태에서 표시 패널과 색 변환 패널 사이에 위치하게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
110, 210: 기판
230a: 제1 색 필터
230b: 제2 색 필터
230c: 제3 색 필터
240: 저굴절률층
260: 지붕층
265: 격벽
280: 제2 캡핑층
290: 충진층
400: 봉지층
500: 희생층
510: 공간
520a: 제1 색 변환층
520b: 제2 색 변환층
520c: 투과층
521a: 제1 양자점
521b: 제2 양자점
530: 산란체
ED: 발광 소자

Claims (20)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판 위에 위치하는 제1 색 필터, 제2 색 필터, 및 제3 색 필터,
    상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터, 및 상기 제3 색 필터와 각각 중첩하는 공간을 덮는 복수의 지붕층,
    상기 제1 색 필터와 중첩하는 공간 내에 위치하는 제1 색 변환층,
    상기 제2 색 필터와 중첩하는 공간 내에 위치하는 제2 색 변환층,
    상기 제3 색 필터와 중첩하는 공간 내에 위치하는 투과층, 및
    상기 지붕층 위에 위치하는 캡핑층을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 색 변환층은 복수의 제1 양자점 및 복수의 산란체를 포함하고,
    상기 제2 색 변환층은 복수의 제2 양자점 및 복수의 산란체를 포함하고,
    상기 제3 색 변환층은 복수의 산란체를 포함하는 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 복수의 지붕층 사이에 위치하는 격벽을 더 포함하고,
    상기 캡핑층은 상기 격벽 위에 위치하는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 격벽의 상부면은 소수성을 가지는 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터, 및 상기 제3 색 필터 위에 위치하는 저굴절률층을 더 포함하고,
    상기 저굴절률층은 상기 제1 색 필터와 상기 제1 색 변환층 사이에 위치하고, 상기 제2 색 필터와 상기 제2 색 변환 사이에 위치하고, 상기 제3 색 필터와 상기 투과층 사이에 위치하는 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층, 및 상기 투과층 위에 위치하는 저굴절률층을 더 포함하고,
    상기 제1 색 변환층은 상기 제1 색 필터와 상기 저굴절률층 사이에 위치하고,
    상기 제2 색 변환층은 상기 제2 색 필터와 상기 저굴절률층 사이에 위치하고,
    상기 투과층은 상기 제3 색 필터와 상기 저굴절률층 사이에 위치하는 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 포함하는 제2 기판, 및
    상기 제2 기판의 상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소 위에 각각 위치하는 복수의 발광 소자를 더 포함하고,
    상기 제1 화소에 위치하는 발광 소자는 상기 제1 색 필터 및 상기 제1 색 변환층과 중첩하고,
    상기 제2 화소에 위치하는 발광 소자는 상기 제2 색 필터 및 상기 제2 색 변환층과 중첩하고,
    상기 제3 화소에 위치하는 발광 소자는 상기 제3 색 필터 및 상기 투과층과 중첩하는 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 제1 기판은 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 포함하고,
    상기 제1 기판의 상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소 위에 각각 위치하는 복수의 발광 소자를 더 포함하고,
    상기 제1 화소에 위치하는 발광 소자는 상기 제1 기판과 상기 제1 색 변환층 사이에 위치하고, 상기 제1 색 필터 및 상기 제1 색 변환층과 중첩하고,
    상기 제2 화소에 위치하는 발광 소자는 상기 제1 기판과 상기 제2 색 변환층 사이에 위치하고, 상기 제2 색 필터 및 상기 제2 색 변환층과 중첩하고,
    상기 제3 화소에 위치하는 발광 소자는 상기 제1 기판과 상기 투과층 사이에 위치하고, 상기 제3 색 필터 및 상기 투과층과 중첩하는 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 지붕층은
    무기 물질로 이루어지는 제1 지붕층,
    상기 제1 지붕층 위에 위치하고, 유기 물질로 이루어지는 제2 지붕층, 및
    상기 제2 지붕층 위에 위치하고, 무기 물질로 이루어지는 제3 지붕층을 포함하는 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 캡핑층 위에 위치하는 충진층을 더 포함하는 표시 장치.
  11. 제1 기판 위에 제1 색 필터, 제2 색 필터, 및 제3 색 필터를 형성하는 단계,
    상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터, 및 상기 제3 색 필터 각각의 위에 희생층을 형성하는 단계,
    상기 희생층 위에 지붕층을 형성하는 단계,
    상기 희생층을 제거하여, 상기 지붕층에 의해 덮여 있는 공간을 형성하는 단계,
    상기 공간 내부로 잉크를 주입하여 제1 색 변환층, 제2 색 변환층, 및 투과층을 형성하는 단계, 및
    상기 지붕층 위에 캡핑층을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 색 변환층은 복수의 제1 양자점 및 복수의 산란체를 포함하고,
    상기 제2 색 변환층은 복수의 제2 양자점 및 복수의 산란체를 포함하고,
    상기 제3 색 변환층은 복수의 산란체를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 복수의 지붕층 사이에 격벽을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 격벽을 형성하는 공정에서 상기 희생층을 제거하는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 희생층은 포지티브 포토 레지스트로 이루어지고,
    상기 격벽은 네거티브 포토 레지스트로 이루어지는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제11항에서,
    상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터, 및 상기 제3 색 필터 위에 저굴절률층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 저굴절률층은 상기 제1 색 필터와 상기 제1 색 변환층 사이에 위치하고, 상기 제2 색 필터와 상기 제2 색 변환 사이에 위치하고, 상기 제3 색 필터와 상기 투과층 사이에 위치하는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제11항에서,
    상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층, 및 상기 투과층 위에 저굴절률층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 색 변환층은 상기 제1 색 필터와 상기 저굴절률층 사이에 위치하고,
    상기 제2 색 변환층은 상기 제2 색 필터와 상기 저굴절률층 사이에 위치하고,
    상기 투과층은 상기 제3 색 필터와 상기 저굴절률층 사이에 위치하는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제11항에서,
    제2 기판 위에 복수의 발광 소자를 형성하는 단계, 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 마주보도록 정렬시킨 후 합착하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제11항에서,
    상기 제1 기판 위에 복수의 발광 소자를 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복수의 발광 소자 위에 상기 희생층을 형성하는 단계, 상기 지붕층을 형성하는 단계, 상기 공간을 형성하는 단계, 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층, 및 상기 투과층을 형성하는 단계, 및 상기 캡핑층을 형성하는 단계를 순차적으로 진행한 후
    상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층, 및 상기 투과층 위에 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터, 및 상기 제3 색 필터를 형성하는 단계를 진행하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제11항에서,
    상기 지붕층을 형성하는 단계는
    무기 물질로 이루어지는 제1 지붕층을 형성하는 단계,
    상기 제1 지붕층 위에 유기 물질로 이루어지는 제2 지붕층을 형성하는 단계, 및
    상기 제2 지붕층 위에 무기 물질로 이루어지는 제3 지붕층을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제11항에서,
    상기 캡핑층 위에 위치하는 충진층을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
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