KR20230099023A - 표시 장치 - Google Patents

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곽용석
권규오
이승준
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 서브 화소가 정의된 기판, 복수의 서브 화소 각각에 배치된 복수의 LED, 및 복수의 LED를 덮는 복수의 색변환층을 포함하고, 복수의 색변환층은, 서로 이격되어 적층된 복수의 색변환 물질층을 포함한다. 따라서, 본 발명은 복수의 색변환 물질층을 서로 이격시켜 색변환층 내부에서 소실되는 광을 최소화할 수 있고, 색변환 효율 및 휘도를 향상시킬 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 표시 장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 모니터나 TV, 핸드폰 등에 사용되는 표시 장치에는 스스로 광을 발광하는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display; OLED) 등과 별도의 광원을 필요로 하는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)등이 있다.
표시 장치는 컴퓨터의 모니터 및 TV 뿐만 아니라 개인 휴대 기기까지 그 적용 범위가 다양해지고 있으며, 넓은 표시 면적을 가지면서도 감소된 부피 및 무게를 갖는 표시 장치에 대한 연구가 진행되고 있다.
또한, 최근에는, LED를 포함하는 표시 장치가 차세대 표시 장치로 주목받고 있다. LED는 유기 물질이 아닌 무기 물질로 이루어지므로, 신뢰성이 우수하여 액정 표시 장치나 유기 발광 표시 장치에 비해 수명이 길다. 또한, LED는 점등 속도가 빠를 뿐만 아니라, 발광 효율이 뛰어나고, 내충격성이 강해 안정성이 뛰어나며, 고휘도의 영상을 표시할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 휘도 및 색재현율이 동시에 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 색변환층의 색변환 효율이 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 청색 광의 빛샘을 최소화하여 색재현율이 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 서브 화소가 정의된 기판, 복수의 서브 화소 각각에 배치된 복수의 LED, 및 복수의 LED를 덮는 복수의 색변환층을 포함하고, 복수의 색변환층은, 서로 이격되어 적층된 복수의 색변환 물질층을 포함한다. 따라서, 본 발명은 복수의 색변환 물질층을 서로 이격시켜 색변환층 내부에서 소실되는 광을 최소화할 수 있고, 색변환 효율 및 휘도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 포함하는 복수의 서브 화소가 정의된 기판, 제1 발광 영역에 배치된 LED, 및 복수의 서브 화소에서 LED를 덮고, 서로 이격된 복수의 색변환 물질층으로 이루어진 색변환층을 포함하고, 제1 발광 영역은 복수의 색변환 물질층 모두에 중첩하고, 제2 발광 영역의 일부 영역은 복수의 색변환 물질층 일부에 중첩한다. 따라서, 본 발명은 빛이 가장 강하게 방출되는 LED 상부에 색변환 물질층을 집중적으로 배치하여 색변환층의 색변환 효율을 향상시킬 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 표시 장치의 색재현율과 휘도를 동시에 향상시킬 수 있다.
본 발명은 색변환층에서 광을 다른 색상의 광으로 변환시키는 색변환 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 색변환층 내부에서 광이 흡수 및 소실되어 휘도가 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
본 발명은 색변환층에서 변환되지 않은 청색 광의 빛샘을 최소화할 수 있다.
본 발명은 청색 광의 빛샘이나 색변환층에서 출광 효율 저하로 인한 색 좌표 틀어짐을 개선하고, 휘도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II'에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 적색 서브 화소의 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 녹색 서브 화소의 확대 단면도이다.
도 5a는 비교예에 따른 표시 장치의 녹색 서브 화소의 단면도이다.
도 5b는 실시예 1에 따른 표시 장치의 녹색 서브 화소의 단면도이다.
도 5c는 실시예 2에 따른 표시 장치의 녹색 서브 화소의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 표시 장치(100)의 다양한 구성 요소 중 기판(110) 및 복수의 서브 화소(SP)만을 도시하였다.
기판(110)은 표시 장치(100)에 포함된 다양한 구성 요소를 지지하기 위한 구성으로, 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 유리 또는 수지 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(110)은 고분자 또는 플라스틱을 포함하여 이루어질 수도 있고, 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 물질로 이루어질 수도 있다.
기판(110)은 표시 영역(AA) 및 비표시 영역(NA)을 포함한다.
표시 영역(AA)은 복수의 서브 화소(SP)가 배치되어 영상이 표시되는 영역이다. 표시 영역(AA)의 복수의 서브 화소(SP) 각각에는 표시 소자 및 표시 소자를 구동하기 위한 구동 회로 등이 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브 화소(SP) 각각에는 표시 소자인 LED 및 LED를 구동하기 위한 트랜지스터 등이 배치될 수 있다.
비표시 영역(NA)은 영상이 표시되지 않는 영역으로, 표시 영역(AA)에 배치된 서브 화소(SP)를 구동하기 위한 다양한 배선, 구동 IC 등이 배치되는 영역이다. 예를 들어, 비표시 영역(NA)에는 게이트 드라이버 IC, 데이터 드라이버 IC와 같은 다양한 IC 및 구동 회로 등이 배치될 수 있다. 한편, 비표시 영역(NA)은 기판(110)의 배면, 즉, 서브 화소(SP)가 없는 면에 위치되거나 생략될 수도 있으며, 도면에 도시된 바에 제한되지 않는다.
기판(110)의 표시 영역(AA)에는 복수의 서브 화소(SP)가 정의된다. 복수의 서브 화소(SP) 각각은 빛을 발광하는 개별 단위로, 복수의 서브 화소(SP) 각각에는 LED 및 구동 소자가 형성된다. 예를 들어, 복수의 서브 화소(SP)는 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 청색 서브 화소 및/또는 백색 서브 화소 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 복수의 서브 화소(SP)가 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소 및 청색 서브 화소를 포함하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
도 2는 도 1의 II-II'에 따른 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 기판(110), 버퍼층(111), 게이트 절연층(112), 패시베이션층(113), 평탄화층(114), 뱅크(115), 구동 트랜지스터(DTR), 공통 배선(CL), 제1 연결 전극(CE1), 제2 연결 전극(CE2), LED(120) 및 색변환층(130)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 기판(110) 상에 버퍼층(111)이 배치된다. 버퍼층(111)은 기판(110)으로부터 수분 또는 불순물의 확산을 최소화할 수 있다. 버퍼층(111)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단일층 또는 복층으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
버퍼층(111) 상에서 복수의 서브 화소(SP) 각각에 구동 트랜지스터(DTR)가 배치된다. 구동 트랜지스터(DTR)는 LED(120)를 구동하기 위한 소자이다. 구동 트랜지스터(DTR)는 예를 들어, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT), N형 금속 산화막 반도체(N-channel Metal Oxide Semiconductor; NMOS), P형 금속 산화막 반도체(P-channel Metal Oxide Semiconductor; PMOS), 상보성 금속 산화막 반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor; CMOS), 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor; FET) 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이하에서는, 구동 트랜지스터(DTR)가 박막 트랜지스터인 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 이에 제한되지 않는다.
구동 트랜지스터(DTR)는 게이트 전극(GE), 액티브층(ACT), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.
버퍼층(111) 상에 게이트 전극(GE)이 배치된다. 게이트 전극(GE)은 도전성 물질, 예를 들어, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
게이트 전극(GE) 상에 게이트 절연층(112)이 배치된다. 게이트 절연층(112)은 게이트 전극(GE)과 액티브층(ACT)을 절연시키기 위한 층으로, 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 게이트 절연층(112)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단일층 또는 복층으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
게이트 절연층(112) 상에 액티브층(ACT)이 배치된다. 액티브층(ACT)은 예를 들어, 산화물 반도체, 비정질 실리콘 또는 폴리 실리콘 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
액티브층(ACT) 상에 서로 이격된 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)이 배치된다. 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 액티브층(ACT)과 전기적으로 연결될 수 있다. 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 도전성 물질, 예를 들어, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구동 트랜지스터(DTR) 상에 패시베이션층(113)이 배치된다. 패시베이션층(113)은 패시베이션층(113) 하부의 구성을 보호하는 절연층이다. 예를 들어, 패시베이션층(113)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단일층 또는 복층으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
패시베이션층(113) 상에 공통 배선(CL)이 배치된다. 공통 배선(CL)은 복수의 LED(120)를 구동하기 위한 배선으로, 복수의 LED(120)에 공통 전압을 공급할 수 있다. 다만, 공통 배선(CL)은 패시베이션층(113) 아래에 배치될 수도 있으며, 공통 배선(CL)의 배치 구조는 이에 제한되지 않는다.
패시베이션층(113) 상에 평탄화층(114)이 배치된다. 평탄화층(114)은 구동 트랜지스터(DTR)가 배치된 구동 트랜지스터(DTR)가 배치된 기판(110) 상부를 평탄화할 수 있다. 평탄화층(114)은 단층 또는 복층으로 구성될 수 있으며, 유기 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(114)은 아크릴(acryl)계 유기 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
평탄화층(114) 상에서 복수의 서브 화소(SP) 각각에 제1 연결 전극(CE1) 및 제2 연결 전극(CE2)이 배치된다. 제1 연결 전극(CE1)은 구동 트랜지스터(DTR)와 LED(120)를 연결하기 위한 전극이고, 제2 연결 전극(CE2)은 공통 배선(CL)과 LED(120)를 전기적으로 연결하기 위한 전극이다. 예를 들어, 제1 연결 전극(CE1) 및 제2 연결 전극(CE2)은 도전성 물질, 예를 들어, 주석 산화물(Tin Oxide; TO), 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide; IZO), 인듐 주석 아연 산화물(Indium Zinc Tin Oxide; ITZO) 등으로 이루어지거나, 구동 트랜지스터(DTR)의 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 등과 같은 도전성 물질로 이루어질 수도 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 연결 전극(CE1) 및 제2 연결 전극(CE2) 상에서 복수의 서브 화소(SP) 각각에 LED(120)가 배치된다. LED(120)는 전류에 의해 빛을 발광하는 소자이다. LED(120)는 적색 광, 녹색 광, 청색 광 등을 발광하는 LED(120) 등이 있고, 이들의 조합으로 백색을 포함하는 다양한 색상의 광을 구현할 수 있다. 또한, 동일한 색상의 광을 발광하는 LED(120)와 LED(120)로부터 발광된 광을 다른 색상의 광으로 변환하는 색변환층(130)의 조합을 통해 다양한 색상의 광을 발광할 수도 있다.
복수의 LED(120)는 서로 다른 색상의 광을 발광할 수도 있으며, 동일한 색상의 광을 발광할 수도 있다. 예를 들어, 복수의 LED(120)가 서로 다른 색상의 광을 발광하는 경우, 복수의 서브 화소(SP) 중 적색 서브 화소(SPR)에 배치된 LED(120)는 적색 광을 발광하는 LED일 수 있고, 녹색 서브 화소(SPG)에 배치된 LED(120)는 녹색 광을 발광하는 LED일 수 있고, 청색 서브 화소(SPB)에 배치된 LED(120)는 청색 광을 발광하는 LED일 수 있다. 그리고 복수의 LED(120) 각각이 서로 다른 색상의 광을 발광하므로, 색변환층(130)과 같은 광 변환 부재가 생략될 수도 있다.
반면, 복수의 LED(120)가 동일한 색상의 광을 발광하는 경우, 복수의 LED(120) 각각의 상부에 색변환층(130)과 같은 광 변환 부재를 사용하여 복수의 LED(120) 각각에서 발광된 광을 다양한 색상으로 변환할 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 복수의 LED(120)는 청색 광을 발광하는 청색 LED이고, 복수의 서브 화소(SP) 중 일부의 서브 화소(SP)에는 청색 광을 다른 색상의 광으로 변환하는 색변환층(130)을 배치하여 다양한 색상의 광을 구현하는 것으로 설명하기로 한다.
한편, 복수의 LED(120)는 수평형(lateral), 수직형(vertical), 플립칩(flip chip) 등 다양한 구조로 형성될 수 있다. 수평형 구조의 LED는 발광층(122)과 발광층(122)의 양측에서 수평으로 배치된 N형 전극 및 P형 전극을 포함한다. 수평형 구조의 LED는 N형 전극을 통해 발광층(122)으로 공급된 전자와, P형 전극을 통해 발광층(122)으로 공급된 정공이 결합하여 광을 발광할 수 있다. 수직형 구조의 LED는 발광층(122), 발광층(122) 상하에 배치된 N형 전극 및 P형 전극을 포함한다. 수직형 LED 또한 수평형 LED와 마찬가지로, 전극으로부터 공급된 전자 및 정공의 결합으로 광을 발광할 수 있다. 플립칩 LED는 수평형 LED와 실질적으로 동일한 구조이다. 다만, 플립칩 구조의 LED는 금속 와이어와 같은 매개체를 생략하고, 직접 인쇄회로기판(110) 등에 부착될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 복수의 LED(120)가 플립칩 구조인 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 이에 제한되지 않는다.
LED(120)는 제1 반도체층(121), 발광층(122), 제2 반도체층(123), 제1 전극(124) 및 제2 전극(125)을 포함한다.
제1 연결 전극(CE1) 및 제2 연결 전극(CE2) 상에 제1 반도체층(121)이 배치되고, 제1 반도체층(121) 상에 제2 반도체층(123)이 배치된다. 제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(123)은 질화갈륨(GaN)에 n형 또는 p형의 불순물을 주입하여 형성된 층일 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(123) 중 어느 하나는 질화갈륨에 p형의 불순물을 주입하여 형성된 p형 반도체층이고, 나머지는 질화갈륨에 n형의 불순물을 주입하여 형성된 n형 반도체층일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. p형의 불순물은 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 베릴륨(Be) 등일 수 있고, n형의 불순물은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn) 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(123) 사이에 발광층(122)이 배치된다. 발광층(122)은 제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(123)으로부터 정공 및 전자를 공급받아 빛을 발광할 수 있다. 발광층(122)은 단층 또는 다중 양자우물(Multi-Quantum Well; MQW)구조로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 발광층(122)은 인듐 갈륨 질화물(InGaN) 또는 질화갈륨(GaN) 등으로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 연결 전극(CE1)과 제1 반도체층(121) 사이에 제1 전극(124)이 배치되고, 제2 연결 전극(CE2)과 제2 반도체층(123) 사이에 제2 연결 전극(CE2)이 배치된다. 제1 전극(124)은 제1 연결 전극(CE1)과 함께 제1 반도체층(121) 및 구동 트랜지스터(DTR)를 전기적으로 연결하는 전극이고, 제2 전극(125)은 제2 연결 전극(CE2)과 함께 제2 반도체층(123) 및 공통 배선(CL)을 전기적으로 연결하는 배선이다.
이때, 제1 전극(124) 및 제2 전극(125)과 제1 연결 전극(CE1) 및 제2 연결 전극(CE2)을 서로 본딩하기 위해, 제1 전극(124), 제2 전극(125), 제1 연결 전극(CE1) 및 제2 연결 전극(CE2)을 공융 금속(eutectic metal)으로 구성할 수도 있다. 예를 들어, 제1 전극(124), 제2 전극(125), 제1 연결 전극(CE1) 및 제2 연결 전극(CE2)은 주석(Sn), 인듐(In), 아연(Zn), 납(Pb), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 구리(Cu) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
따라서, 복수의 서브 화소(SP) 각각의 LED(120)는 제1 전극(124)이 제1 연결 전극(CE1)을 통해 구동 트랜지스터(DTR)와 연결되고, 제2 전극(125)이 제2 연결 전극(CE2)을 통해 공통 배선(CL)과 연결되어, 구동 트랜지스터(DTR) 및 공통 배선(CL)으로부터 인가된 전압에 의해 발광할 수 있다.
평탄화층(114) 상에서 복수의 서브 화소(SP) 사이에 뱅크(115)가 배치된다. 뱅크(115)는 복수의 서브 화소(SP) 각각의 사이에 배치되어, 복수의 서브 화소(SP)에서 발광된 광이 다른 서브 화소(SP)로 진행하여 혼색되는 것을 최소화할 수 있다. 뱅크(115)는 복수의 서브 화소(SP) 사이의 경계를 따라 배치되며 메쉬 형상으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 뱅크(115)는 안료를 포함하는 불투명한 수지 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
뱅크(115) 사이의 공간을 채우도록 복수의 색변환층(130)이 배치된다. 복수의 색변환층(130)은 복수의 서브 화소(SP) 각각에서 뱅크(115) 사이에 배치된다. 복수의 색변환층(130)은 복수의 LED(120)를 덮으며 뱅크(115) 사이의 공간을 채우도록 배치될 수 있다. 복수의 LED(120)에서 발광된 광은 복수의 색변환층(130)으로 향할 수 있고, 복수의 색변환층(130)의 색변환 물질은 광을 흡수하여 다른 파장의 광을 발광할 수 있다. 복수의 색변환층(130)은 적색 색변환층(130R) 및 녹색 색변환층(130G)을 포함하고, 적색 색변환층(130R) 및 녹색 색변환층(130G) 각각에는 서로 다른 색변환 물질이 분포될 수 있다.
복수의 서브 화소(SP) 중 적색 서브 화소(SPR)에 적색 색변환층(130R)이 배치된다. LED(120)로부터 발광된 청색 광은 적색 색변환층(130R)을 통과하며 적색 광으로 변환될 수 있다.
복수의 서브 화소(SP) 중 녹색 서브 화소(SPG)에 녹색 색변환층(130G)이 배치된다. LED(120)로부터 발광된 청색 광은 녹색 색변환층(130G)을 통과하며 녹색 광으로 변환될 수 있다.
그리고 복수의 서브 화소(SP) 중 청색 서브 화소(SPB)에는 색변환층(130) 대신 투명층(131)이 배치된다. LED(120)로부터 발광된 광이 청색 광이므로, 청색 서브 화소(SPB)에는 청색 광을 투과시키는 투명층(131)만 형성하여 LED(120)로부터의 청색 광을 그대로 기판(110) 상부로 방출시킬 수 있다.
한편, 복수의 색변환층(130) 각각은 교대로 적층된 복수의 색변환 물질층(132R, 132G) 및 복수의 투명층(131)을 포함한다. 복수의 색변환층(130)은 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)을 적층하여 색변환 효율과 색재현율을 향상시키면서 표시 장치(100)의 휘도는 저하되지 않도록 할 수 있다. 이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 복수의 색변환층(130)에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 적색 서브 화소의 확대 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 녹색 서브 화소의 확대 단면도이다. 도 3 및 도 4에는 설명의 편의를 위해, 표시 장치(100)의 구성 중 평탄화층(114), LED(120), 뱅크(115) 및 색변환층(130)만을 도시하였고, LED(120)는 개략적으로 도시하였다.
한편, 도 3 및 도 4를 참조하면, 복수의 서브 화소(SP) 각각은 제1 발광 영역(EA1) 및 제2 발광 영역(EA2)을 포함한다. 제1 발광 영역(EA1) 및 제2 발광 영역(EA2)은 뱅크(115) 사이의 영역으로, 복수의 LED(120)에서 발광된 광이 방출되는 영역이다.
제1 발광 영역(EA1)은 복수의 LED(120)와 중첩하는 영역이다. LED(120)에서 발광된 광 대부분은 LED(120) 상부로 진행하는 점에서 LED(120)에서 발광된 광 대부분은 제1 발광 영역(EA1)으로 방출될 수 있다. 제1 발광 영역(EA1)은 복수의 색변환 물질층(132R, 132G) 모두와 중첩할 수 있다. 이 경우, LED(120)의 상부로 가장 광이 많이 방출되기 때문에, LED(120)에서 발광된 광 대부분이 제1 발광 영역(EA1) 또는 제1 발광 영역(EA1) 부근에서 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)으로 진행하여 다른 색상의 광으로 변환될 수 있다.
제2 발광 영역(EA2)은 복수의 LED(120)와 중첩하지 않는 영역으로, 제1 발광 영역(EA1)을 제외한 나머지 영역이다. 복수의 LED(120)에서 발광된 광 중 대부분은 제1 발광 영역(EA1)으로 향하고, 나머지는 제2 발광 영역(EA2)으로 향할 수 있다. 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)은 제2 발광 영역(EA2) 일부에만 중첩할 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)은 제2 발광 영역(EA2) 일부분에만 중첩할 수 있다. 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)은 제2 발광 영역(EA2) 일부분에만 중첩할 수 있다. 그리고 제2 발광 영역(EA2)에 배치된 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)의 일부분은 제1 적색 색변환 물질층(132Ra) 외측으로 돌출되어 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)과 중첩하지 않는 부분을 포함할 수 있다. 즉, 제2 발광 영역(EA2)에서는 복수의 적색 색변환 물질층(132R)의 겹침이 감소할 수 있다.
이에, 광이 가장 강하게 방출되는 제1 발광 영역(EA1)에서는 복수의 색변환 물질층(132R, 132G) 모두가 서로 중첩하도록 배치될 수 있고, 광이 상대적으로 약하게 방출되는 제2 발광 영역(EA2)에서는 복수의 색변환 물질층(132R, 132G) 중 일부의 색변환 물질층만 서로 중첩할 수 있다. 그러므로, 제1 발광 영역(EA1)에 인접할수록 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)은 서로 많이 겹칠 수 있고, 제1 발광 영역(EA1)과 멀어질수록 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)은 서로 작게 겹칠 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 복수의 LED(120)에서 발광된 광이 방출되는 영역을 고려하여 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)이 겹치는 정도를 조절할 수 있다.
도 3을 참조하면, 적색 색변환층(130R)은 복수의 적색 색변환 물질층(132R) 및 복수의 투명층(131)을 포함한다. 복수의 투명층(131)과 복수의 적색 색변환 물질층(132R)은 서로 교대로 배치될 수 있다. 복수의 적색 색변환 물질층(132R)은 복수의 투명층(131) 각각의 사이에 배치되어 복수의 투명층(131)으로 둘러싸일 수 있다. 복수의 적색 색변환 물질층(132R)의 개수 및 두께는 색 좌표와 청색 광의 빛샘을 고려하여 설계될 수 있다. 예를 들어, LED(120)에서 발광된 청색 광이 적색 광으로 변환되지 않고, 적색 색변환층(130R) 외부로 방출되는 경우, 적색 색변환 물질층(132R)의 개수 또는 두께를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, LED(120)에서 발광된 청색 광 일부분만 적색 색변환층(130R)에서 적색 광으로 변환되는 경우, 색변환 효율을 높이기 위해 적색 색변환 물질층(132R)의 개수 또는 농도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 휘도가 감소하는 경우, 적색 색변환 물질층(132R)의 개수 또는 각각의 농도를 감소시킬 수 있고, 색변환 효율이 낮아 청색 광의 빛샘이 발생하고, 색 좌표 틀어짐이 발생하는 경우, 적색 색변환 물질층(132R)의 개수 또는 각각의 농도를 증가시킬 수 있다.
복수의 적색 색변환 물질층(132R)은 복수의 적색 색변환 물질을 포함하여, LED(120)에서 발광된 광을 적색 광으로 변환할 수 있다. 복수의 적색 색변환 물질층(132R)의 중심은 제1 발광 영역(EA1) 및 LED(120)에 중첩할 수 있다. 예를 들어, 적색 색변환 물질은 나노 형광체, 유기 형광체 또는 양자점 등으로 이루어질 수 있고, LED(120)에서 발광된 청색 광을 흡수하여 적색 광을 발광할 수 있다.
복수의 투명층(131)은 복수의 적색 색변환 물질층(132R) 사이에 배치된다. 복수의 투명층(131)은 투명 레진(resin)으로 이루어질 수 있다. 이에, LED(120)에서 발광된 광이나 복수의 적색 색변환 물질층(132R)에서 변환된 광은 복수의 투명층(131)을 그대로 투과하여 다른 적색 색변환 물질층(132R)이나 적색 색변환층(130R) 외부로 진행할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 복수의 적색 색변환 물질층(132R)이 제1 적색 색변환 물질층(132Ra), 제2 적색 색변환 물질층(132Rb) 및 제3 적색 색변환 물질층(132Rc)을 포함하고, 복수의 투명층(131)이 제1 투명층(131a), 제2 투명층(131b), 제3 투명층(131c) 및 제4 투명층(131d)을 포함하는 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 복수의 적색 색변환 물질층(132R)의 개수 및 복수의 투명층(131)의 개수는 이에 제한되지 않는다.
먼저, LED(120) 상에 제1 투명층(131a)이 배치된다. 제1 투명층(131a)은 LED(120)의 상부를 모두 덮으며 뱅크(115) 사이의 공간을 채울 수 있다. 제1 투명층(131a)은 제1 투명층(131a) 상에 형성되는 복수의 적색 색변환 물질층(132R)이 평평하게 형성되도록 지지할 수 있다.
제1 투명층(131a) 상에 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)이 배치된다. 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)은 제1 투명층(131a) 상에서 LED(120)에 중첩하도록 배치된다. 이때, 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)은 제1 투명층(131a)의 상면을 모두 덮지 않고, LED(120)에 중첩하는 제1 투명층(131a) 상면의 중심 영역 일부분만을 덮을 수 있다. 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)의 중심은 제1 발광 영역(EA1) 및 LED(120)에 중첩할 수 있다. 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)은 LED(120)에서 발광된 광 대부분이 LED(120) 상부로 향하므로, 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)은 LED(120)에 중첩하도록 배치될 수 있다.
제1 투명층(131a) 및 제1 적색 색변환 물질층(132Ra) 상에 제2 투명층(131b)이 배치된다. 제2 투명층(131b)은 제1 적색 색변환 물질층(132Ra) 상에서 뱅크(115) 사이의 공간을 채울 수 있다. 제2 투명층(131b)은 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)과 제2 적색 색변환 물질층(132Rb) 사이의 간격을 확보하기 위한 층으로, 제2 투명층(131b)의 두께에 따라 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)과 제2 적색 색변환 물질층(132Rb) 사이의 간격이 달라질 수 있다. 그리고 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)에서 적색 광으로 변환되지 않은 일부 청색 광은 색변환 물질이 배치되지 않은 제2 투명층(131b)을 통해 용이하게 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)으로 향할 수 있다.
또한, 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)에서 변환된 적색 광은 제2 투명층(131b)을 통해 적색 색변환층(130R) 외부로 용이하게 진행할 수 있다. 만약, 복수의 색변환 물질층(132R) 사이에 투명층(131)이 없다면 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)에서 변환된 적색 광은 복수의 적색 색변환 물질층(132R)의 색변환 물질에 가려져 적색 색변환층(130R) 외부로 진행하지 못하거나, 색변환 물질에 반사되는 과정에서 소실될 확률이 증가할 수 있다. 이에, 복수의 적색 색변환 물질층(132R) 사이에 투명층(131)을 배치하여 변환된 적색 광이 소실될 가능성을 낮출 수 있다.
제2 투명층(131b) 상에 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)이 배치된다. 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)은 제2 투명층(131b) 상에서 LED(120)에 중첩하도록 배치된다. 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)은 제2 투명층(131b)의 상면 모두를 덮지 않고, LED(120)에 중첩하는 제2 투명층(131b) 상면의 중심 영역 일부분을 덮을 수 있다. 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)은 뱅크(115)에 인접한 제2 투명층(131b)의 외곽 부분은 덮지 않을 수 있다. 이때, 제2 적색 색변환 물질층(132Rb) 상면의 면적은 제1 적색 색변환 물질층(132Ra) 상면의 면적보다 더 넓을 수 있다. 예를 들어, 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)의 폭(D2)은 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)의 폭(D1)보다 클 수 있다. 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)의 엣지는 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)의 엣지보다 뱅크(115)에 인접하게 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)의 일부분은 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)과 뱅크(115) 사이의 공간에 중첩할 수 있다.
제2 적색 색변환 물질층(132Rb)은 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)보다 더 크게 형성되어 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)과 뱅크(115) 사이의 빈 공간을 통과한 청색 광 중 일부분을 적색 광으로 변환할 수 있다. 예를 들어, LED(120)에서 발광된 광 중 제1 광(L1)은 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)과 뱅크(115) 사이의 빈 공간을 향해 진행하여 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)에서 적색 광으로 변환되지 못하더라도 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)보다 큰 크기를 갖는 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)으로 입사하여 적색 광으로 변환될 수 있다.
제2 적색 색변환 물질층(132Rb) 상에 제3 투명층(131c)이 형성된다. 제3 투명층(131c)은 제2 적색 색변환 물질층(132Rb) 상에서 뱅크(115) 사이의 공간을 채울 수 있다. 제3 투명층(131c)은 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)과 제3 적색 색변환 물질층(132Rc) 사이의 간격을 확보하기 위한 층으로, 제3 투명층(131c)의 두께에 따라 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)과 제3 적색 색변환 물질층(132Rc) 사이의 간격이 달라질 수 있다. 그리고 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)에서 적색 광으로 변환되지 않은 일부 청색 광은 색변환 물질이 배치되지 않은 제3 투명층(131c)을 통해 용이하게 제3 적색 색변환 물질층(132Rc)으로 향할 수 있다.
그리고 제1 적색 색변환 물질층(132Ra) 및 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)에서 변환된 적색 광은 제3 투명층(131c)을 통해 적색 색변환층(130R) 외부로 용이하게 진행할 수 있다. 복수의 색변환 물질층(132R) 사이에 투명층(131)이 배치되어, 제1 적색 색변환 물질층(132Ra) 및 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)에서 변환된 적색 광은 복수의 적색 색변환 물질층(132R)의 색변환 물질에 가려져 적색 색변환층(130R) 외부로 진행하지 못하거나, 색변환 물질에 반사되는 과정에서 소실되는 광이 감소할 수 있다.
제3 투명층(131c) 상에 제3 적색 색변환 물질층(132Rc)이 배치된다. 제3 적색 색변환 물질층(132Rc)은 제3 투명층(131c) 상에서 LED(120)에 중첩하도록 배치된다. 가장 최상단에 배치된 제3 적색 색변환 물질층(132Rc)은 복수의 적색 색변환 물질층(132R) 중에서 가장 큰 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 적색 색변환 물질층(132Rc)의 폭(D3)은 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)의 폭(D1) 및 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)의 폭(D2)보다 클 수 있다.
그리고 제3 적색 색변환 물질층(132Rc)은 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)이나 제1 적색 색변환 물질층(132Ra)과 달리 제3 적색 색변환 물질층(132Rc) 바로 아래의 제3 투명층(131c)의 상면을 모두 덮을 수 있다. 제3 적색 색변환 물질층(132Rc)은 제3 투명층(131c)의 상면을 모두 덮어 LED(120)에서 발광된 광 중 적색 광으로 변환되지 않은 일부 청색 광이 적색 색변환층(130R) 외측으로 진행하는 것을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 복수의 LED(120)에서 발광된 광 중 제2 광(L2)은 제1 적색 색변환 물질층(132Ra) 및 제2 적색 색변환 물질층(132Rb)에서 적색 광으로 변환되지 않더라도, 제1 발광 영역(EA1) 및 제2 발광 영역(EA2) 전체를 덮는 제3 적색 색변환 물질층(132Rc)에 의해 적색 광으로 변환될 수 있다.
만약, 제3 적색 색변환 물질층(132Rc)이 제3 투명층(131c)의 일부분만 덮는 경우, 제3 적색 색변환 물질층(132Rc)이 배치되지 않은 빈 공간을 통해 청색 광이 적색 색변환층(130R) 외측으로 진행하는 청색 광 빛샘이 발생하여 색변환 효율 및 표시 품질이 저하될 수 있다. 이에, 복수의 적색 색변환층(130R) 중 가장 최상측에 배치된 제3 적색 색변환층(130R)은 뱅크(115)와 제3 적색 색변환층(130R) 사이에 빈 공간이 없도록 제1 발광 영역(EA1) 및 제2 발광 영역(EA2) 전체에 배치될 수 있다.
제3 적색 색변환층(130R) 상에 제4 투명층(131d)이 배치된다. 제4 투명층(131d)은 제3 적색 색변환층(130R)을 외부로부터 보호할 수 있다. 제4 투명층(131d)은 뱅크(115) 내측의 공간을 모두 채우도록 배치되어 제3 적색 색변환층(130R)을 보호할 수 있다. 다만, 제4 투명층(131d)은 생략될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
도 4를 참조하면, 녹색 색변환층(130G)은 복수의 녹색 색변환 물질층(132G) 및 복수의 투명층(131)을 포함한다. 복수의 투명층(131)과 복수의 녹색 색변환 물질층(132G)은 서로 교대로 배치될 수 있다. 이때, 복수의 투명층(131)은 적색 색변환층(130R)의 투명층(131)과 실질적으로 동일하다.
그리고 복수의 녹색 색변환 물질층(132G)은 복수의 녹색 색변환 물질을 포함하여, LED(120)에서 발광된 광을 녹색 광으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 녹색 색변환 물질은 나노 형광체, 유기 형광체 또는 양자점 등으로 이루어질 수 있고, LED(120)에서 발광된 청색 광을 흡수하여 녹색 광을 발광할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 복수의 녹색 색변환 물질층(132G)이 제1 녹색 색변환 물질층(132Ga), 제2 녹색 색변환 물질층(132Gb) 및 제3 녹색 색변환 물질층(132Gc)을 포함하고, 복수의 투명층(131)이 제1 투명층(131a), 제2 투명층(131b), 제3 투명층(131c) 및 제4 투명층(131d)을 포함하는 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 복수의 녹색 색변환 물질층(132G) 및 복수의 투명층(131)의 개수는 이에 제한되지 않는다.
LED(120) 상에 제1 투명층(131a)이 배치되고, 제1 투명층(131a) 상에 제1 녹색 색변환 물질층(132Ga)이 배치된다. 제1 녹색 색변환 물질층(132Ga)은 LED(120)에 중첩하도록 배치된다. 제1 녹색 색변환 물질층(132Ga)은 LED(120)에 중첩하는 제1 투명층(131a) 상면의 중심 영역 위주로 배치될 수 있다. 제1 녹색 색변환 물질층(132Ga)은 뱅크(115)에 인접한 제1 투명층(131a)의 외곽 부분에는 배치되지 않을 수 있다.
제1 녹색 색변환 물질층(132Ga) 상에 제2 투명층(131b)이 배치되고, 제2 투명층(131b) 상에 제2 녹색 색변환 물질층(132Gb)이 배치된다. 제2 녹색 색변환 물질층(132Gb)은 제2 투명층(131b) 상에서 LED(120)에 중첩하도록 배치된다. 제2 녹색 색변환 물질층(132Gb)은 LED(120)에 중첩하는 제2 투명층(131b) 상면의 중심 영역 일부분을 덮을 수 있다. 제2 녹색 색변환 물질층(132Gb)은 뱅크(115)에 인접한 제2 투명층(131b)의 외곽 부분에는 배치되지 않을 수 있다. 이때, 제2 녹색 색변환 물질층(132Gb)은 제1 녹색 색변환 물질층(132Ga)보다 더 크게 형성될 수 있다. 제2 녹색 색변환 물질층(132Gb)은 제1 녹색 색변환 물질층(132Ga)보다 더 큰 크기로 형성되어 제1 녹색 색변환 물질층(132Ga)과 뱅크(115) 사이의 빈 공간의 일부분에 중첩할 수 있다. 예를 들어, 제2 녹색 색변환 물질층(132Gb)의 폭(D5)은 제1 녹색 색변환 물질층(132Ga)의 폭(D4)보다 클 수 있다.
제2 녹색 색변환 물질층(132Gb) 상에 제3 투명층(131c)이 배치되고, 제3 투명층(131c) 상에 제3 녹색 색변환 물질층(132Gc)이 배치된다. 제3 녹색 색변환 물질층(132Gc)은 제3 투명층(131c)의 상면을 모두 덮도록 배치된다. 제3 녹색 색변환 물질층(132Gc)은 복수의 녹색 색변환 물질층(132G) 중에서 가장 큰 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 녹색 색변환 물질층(132Gc)의 폭(D6)은 제1 녹색 색변환 물질층(132Ga)의 폭(D4) 및 제2 녹색 색변환 물질층(132Gb)의 폭(D5)보다 클 수 있다.
제3 녹색 색변환 물질층(132Gc)은 뱅크(115) 사이의 공간 모두를 덮도록 배치되어 LED(120)에서 발광된 청색 광 중 녹색 광으로 변환되지 않은 일부 청색 광이 제3 녹색 색변환 물질층(132Gc)을 지나쳐 뱅크(115) 외측으로 진행하는 것을 최소화할 수 있다. 제3 녹색 색변환 물질층(132G)은 제1 발광 영역(EA1) 및 제2 발광 영역(EA2) 모두에 중첩하도록 배치되므로, 제3 녹색 색변환 물질층(132Gc)에서 청색 광의 빛샘이 최소화되어 색변환 효율과 색순도가 향상될 수 있다. 따라서, 복수의 녹색 색변환층(130G) 중 가장 최상단에 배치된 제3 녹색 색변환층(130G)의 크기가 가장 클 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 복수의 투명층(131)에 의해 서로 이격된 복수의 색변환 물질층을 LED(120) 상에 배치하여, 색변환층(130) 내부에서 소실되는 광을 최소화하고 청색 광의 색변환 효율을 향상시킬 수 있다. 복수의 색변환 물질층(132R, 132G) 사이에 투명층(131)이 배치되어, 색변환층(130) 전체에서 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)이 차지하는 부분이 감소하고, 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)에서 이미 변환된 적색 광이 소실되거나 색변환층(130) 외부로 추출되지 못할 확률이 감소할 수 있다. 따라서, 복수의 투명층(131)이 배치됨으로써, 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)에서 변환된 광 중 색변환 물질에 흡수되거나 반사되는 과정에서 소실되는 광이 감소할 수 있고, 표시 장치(100)의 휘도 및 색변환층(130)의 색변환 효율을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 비교예에 따른 표시 장치(10) 및 실시예에 따른 표시 장치(100, 200)를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 색변환층(130)의 색변환 효율 및 효과에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 5a는 비교예에 따른 표시 장치의 녹색 서브 화소의 단면도이다. 도 5b는 실시예 1에 따른 표시 장치의 녹색 서브 화소의 단면도이다. 도 5c는 실시예 2에 따른 표시 장치의 녹색 서브 화소의 단면도이다. 도 5a 내지 도 5c에서는 설명의 편의를 위해 녹색 서브 화소(SPG)의 녹색 색변환층(30G, 130G, 230G)에 대해 도시하였으나, 적색 색변환층(130R) 또한 녹색 색변환층(130G)과 동일한 시뮬레이션 결과를 확인할 수 있다.
비교예에 따른 표시 장치(10)의 녹색 색변환층(30G)은 복수의 투명층(131) 없이 하나의 녹색 색변환층(30G)으로 이루어진다. 실시예 1에 따른 표시 장치(100)의 녹색 색변환층(130G)은 3개의 녹색 색변환 물질층(132G) 및 4개의 투명층(131)으로 이루어지고, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)와 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 실시예 2에 따른 표시 장치(200)의 녹색 색변환층(230G)은 2개의 녹색 색변환 물질층(232G) 및 3개의 투명층(231)으로 이루어진다.
비교예에 따른 표시 장치(10), 실시예 1에 따른 표시 장치(100) 및 실시예 2에 따른 표시 장치(200) 각각에서 LED(120)의 사이즈는 가로 10㎛, 세로 10㎛ 및 높이 2㎛이고, 뱅크(115)의 두께는 10㎛로 동일하다.
먼저, 도 5a를 참조하면, 비교예에 따른 표시 장치(10)의 녹색 색변환층(30G)은 투명층(131)이 없고, 하나의 녹색 색변환 물질층만을 포함한다. 이때, 녹색 색변환층(30G)의 두께는 10㎛로 뱅크(115)와 동일한 두께로 구성될 수 있다. 비교예에 따른 표시 장치(10)에서는 뱅크(115) 사이의 공간에 하나의 녹색 색변환 물질층이 형성되어 LED(120)에서 발광된 광을 녹색 광으로 변환할 수 있다.
도 5b를 참조하면, 실시예 1에 따른 표시 장치(100)의 녹색 색변환층(130G)은 제1 투명층(131a), 제1 녹색 색변환 물질층(132Ga), 제2 투명층(131b), 제2 녹색 색변환 물질층(132Gb), 제3 투명층(131c), 제3 녹색 색변환 물질층(132Gc) 및 제4 투명층(131d)이 적층된 구조로 이루어진다. 복수의 녹색 색변환 물질층(132G) 각각의 두께는 0.5㎛로 이루어진다. 이에, 실시예 1에 따른 표시 장치(100)의 녹색 색변환층(130G)에서 복수의 녹색 색변환 물질층(132G) 전체의 두께는 약 2㎛일 수 있다.
도 5c를 참조하면, 실시예 2에 따른 표시 장치(200)의 녹색 색변환층(230G)은 제1 투명층(231a), 제1 녹색 색변환 물질층(232Ga), 제2 투명층(231b), 제2 녹색 색변환 물질층(232Gb) 및 제3 투명층(231c)이 적층된 구조로 이루어진다. 복수의 녹색 색변환 물질층(232G) 각각의 두께는 0.5㎛로 이루어진다. 이에, 실시예 2에 따른 표시 장치(200)의 녹색 색변환층(230G)에서 복수의 녹색 색변환 물질층(232G) 전체의 두께는 약 1.5㎛일 수 있다.
한편, 비교예에 따른 표시 장치(10), 실시예 1에 따른 표시 장치(100) 및 실시예 2에 따른 표시 장치(200) 각각의 녹색 색변환층(30G, 130G, 230G)에서 변환된 녹색 광의 휘도를 확인하는 시뮬레이션 결과, 다음의 표 1과 같은 결과를 확인할 수 있다. 구체적으로, 표 1은 비교예에 따른 표시 장치(10)에서 녹색 색변환층(30G) 외부로 추출된 녹색 광의 휘도를 100%로 설정하였을 때, 실시예 1에 따른 표시 장치(100)에서 녹색 색변환층(130G) 외부로 추출된 녹색 광의 휘도 증감율 및 실시예 2에 따른 표시 장치(200)에서 녹색 색변환층(230G) 외부로 추출된 녹색 광의 휘도 증감율을 나타낸 표이다.
표시 장치 휘도 (Luminous Intensity, cd) 휘도 증감율 (%)
비교예 0.175 100
실시예 1 0.204 116.6
실시예 2 0.214 122.3
표 1을 참조하면, 비교예에 따른 표시 장치(10)에서 녹색 광의 휘도 0.175를 100%로 설정한 경우, 실시예 1 및 실시예 2에서는 녹색 광의 휘도가 약 116.6% 및 122.3%로 증가한 것을 확인할 수 있다.
구체적으로, 비교예에 따른 표시 장치(10)에서는 투명층(131)이 없는 녹색 색변환층(30G)만이 존재한다. 이 경우, LED(120)에서 발광된 청색 광이 녹색 색변환층(30G)에서 녹색 광으로 변환되더라도, 주위의 녹색 색변환 물질에 가려져 녹색 색변환층(30G) 외부로 추출되지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 변환된 녹색 광이 녹색 색변환층(30G) 외부로 진행하는 과정에서 녹색 색변환 물질에 반사되며 소실되거나 재흡수되어 색변환 효율이 저하될 수도 있다. 이에, 비교예, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 표시 장치(10, 100, 200) 중에서 비교예에 따른 표시 장치(10)의 녹색 색변환층(30G)의 두께가 가장 두껍고, 녹색 색변환 물질이 가장 많이 배치되지만, 오히려 고농도의 녹색 색변환 물질에 의해 광이 소실되어 표시 장치(10)의 휘도가 감소할 수 있다.
이와 달리, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 표시 장치(100, 200)의 녹색 색변환층(130G, 230G)은 복수의 녹색 색변환 물질층(132G, 232G)의 전체 두께는 비교예에 따른 표시 장치(10)의 녹색 색변환층(30G)의 전체 두께보다 작지만, 색변환 효율이 더 뛰어나고 휘도 또한 향상될 수 있다.
구체적으로, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 표시 장치(100, 200)의 녹색 색변환층(130G, 230G)은 복수의 투명층(131, 231)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치된 복수의 녹색 색변환 물질층(132G, 232G)을 포함한다. 이때, 복수의 녹색 색변환 물질층(132G, 232G) 각각의 두께가 얇기 때문에 녹색 색변환 물질층(132G, 232G)에서 변환된 녹색 광이 녹색 색변환 물질층(132G, 232G)을 통과하며 다른 녹색 색변환 물질에 의해 소실되거나 재흡수될 확률이 감소할 수 있다. 또한, 변환된 녹색 광이 녹색 색변환 물질층(132G, 232G)의 녹색 색변환 물질에 가려져 녹색 색변환층(130G, 230G) 외부로 추출되지 못할 가능성 또한 감소할 수 있다. 아울러, 녹색 색변환 물질층(132G, 232G) 사이에 복수의 투명층(131, 231)이 배치되므로, 녹색 색변환 물질층(132G, 232G)에서 변환된 녹색 광이 소실될 가능성도 감소하고, 투명층(131, 231)을 통해 용이하게 녹색 색변환층(130G, 230G) 외부로 향할 수 있다. 따라서, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 표시 장치(100, 200)에서는 얇은 두께의 녹색 색변환 물질층(132G, 232G)을 복수 개 배치함으로써, 변환된 녹색 광이 녹색 색변환 물질층(132G, 232G)에 의해 녹색 색변환층(130G, 230G) 외부로 추출되지 못하는 경우를 최소화하고, 색변환 효율 및 휘도를 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 얇은 두께의 색변환 물질층을 복수 개 적층한 색변환층(130)을 사용하여 색변환층(130) 내부에서 소실되는 광을 최소화하고, 색변환 효율 및 휘도를 향상시킬 수 있다. 색변환층(130)은 복수의 투명층(131)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치된 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)을 포함한다. 복수의 색변환 물질층(132R, 132G) 각각의 두께가 얇기 때문에 변환된 광이 색변환 물질에 의해 소실되거나, 재흡수될 가능성이 낮고, 색변환 물질에 의해 색변환층(130) 외부로 진행하지 못할 가능성도 낮을 수 있다. 또한, 변환된 광은 복수의 색변환 물질층(132R, 132G) 사이의 복수의 투명층(131)을 통해 색변환층(130) 외부로 용이하게 진행할 수 있어, 색변환층(130)의 색변환 효율과 표시 장치(100)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 비교예 1에 따른 표시 장치(10)와 같이 투명층(131) 없이 두꺼운 두께의 녹색 색변환층(30G)을 사용하는 경우, 녹색 색변환층(30G) 내부에서 소실되는 광이 증가하여 표시 장치의 휘도가 감소할 수 있다. 이와 달리, 얇은 두께의 녹색 색변환 물질층(132G, 232G)을 복수 개 사용하는 실시예 1 및 실시예 2에 따른 표시 장치(100, 200)에서는 녹색 색변환 물질층(132G, 232G)의 전체 두께는 감소하나 색변환 효율 및 휘도가 향상되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 복수의 색변환 물질층(132R, 132G) 및 복수의 투명층(131)이 교대로 배치된 색변환층(130)을 사용하여 색변환층(130) 내부에서 소실되는 광을 최소화하고, 색변환층(130)의 색변환 효율 및 표시 장치(100)의 휘도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)을 LED(120)에서 가장 강하게 빛이 방출되는 LED(120) 상부에 집중적으로 배치하여 색변환 효율을 향상시킬 수 있다. 복수의 색변환 물질층(132R, 132G) 각각의 크기는 서로 다르지만, 복수의 LED(120)에 중첩하도록 배치될 수 있다. 이 경우, LED(120)에서 가장 강하게 빛이 방출되는 LED(120) 상부에 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)이 모두 중첩하므로, LED(120)에서 발광된 광 대부분을 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)에서 다른 색상의 광으로 변환할 수 있다. 또한, 복수의 색변환 물질층(132R, 132G)의 크기가 LED(120) 상부로 향할수록 점점 증가하므로, 미처 아래의 색변환 물질층(132R, 132G)에서 변환되지 않은 청색 광을 상부의 색변환 물질층(132R, 132G)에서 다른 색상의 광으로 변환할 수 있다. 이에, LED(120)에서 발광된 광이 색변환층(130)에서 변환되지 않고 그대로 색변환층(130) 외부로 새어나가는 빛샘 현상이 최소화될 수 있고, 색 좌표 틀어짐 등을 개선할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 서브 화소가 정의된 기판, 복수의 서브 화소 각각에 배치된 복수의 LED, 및 복수의 LED를 덮는 복수의 색변환층을 포함하고, 복수의 색변환층은, 서로 이격되어 적층된 복수의 색변환 물질층을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 색변환층 각각은, 복수의 LED와 복수의 색변환 물질층 사이, 복수의 색변환 물질층 각각의 사이 및 복수의 색변환 물질층 상에 배치된 복수의 투명층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 투명층은 복수의 색변환 물질층 각각을 둘러쌀 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 색변환 물질층은 복수의 LED로부터 멀어질수록 상면의 면적이 증가할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 색변환 물질층 중 최하단의 색변환 물질층 상면의 면적은 최상단의 색변환 물질층 상면의 면적보다 작을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 최상단의 색변환 물질층은 복수의 투명층 중 최상단 색변환 물질층 아래의 투명층의 상면을 모두 덮을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 서브 화소 사이에 배치되어 복수의 색변환층을 둘러싸는 뱅크를 더 포함하고, 복수의 LED 각각은 복수의 색변환 물질층 모두에 중첩하고, 복수의 LED와 뱅크 사이의 영역 일부분은 복수의 색변환 물질층 중 일부의 색변환 물질층과 중첩할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 서브 화소는, 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소 및 청색 서브 화소를 포함하고, 복수의 LED는 청색 LED이며, 복수의 색변환층은, 적색 서브 화소에 배치된 적색 색변환층 및 녹색 서브 화소에 배치된 녹색 색변환층을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 적색 색변환층은, 복수의 투명층 각각의 사이에 배치된 적색 색변환 물질층을 포함하고, 녹색 색변환층은, 복수의 투명층 각각의 사이에 배치된 녹색 색변환 물질층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 포함하는 복수의 서브 화소가 정의된 기판, 제1 발광 영역에 배치된 LED, 및 복수의 서브 화소에서 LED를 덮고, 서로 이격된 복수의 색변환 물질층으로 이루어진 색변환층을 포함하고, 제1 발광 영역은 복수의 색변환 물질층 모두에 중첩하고, 제2 발광 영역의 일부 영역은 복수의 색변환 물질층 일부에 중첩한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 복수의 색변환 물질층은, 복수의 LED 상에 배치된 제1 색변환 물질층, 및 제1 색변환 물질층 상에 배치된 제2 색변환 물질층을 포함하고, 제1 색변환 물질층 및 제2 색변환 물질층 각각의 중심은 제1 발광 영역에 중첩할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기판 상에서 복수의 서브 화소 사이에 배치되어, 복수의 색변환층 각각을 둘러싸는 뱅크를 더 포함하고, 제2 색변환 물질층의 엣지는 제1 색변환 물질층의 엣지보다 뱅크에 인접하게 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, LED에서 발광된 광 중 제1 색변환 물질층에서 다른 색상의 광으로 변환되지 않은 광은 제2 색변환 물질층에서 다른 색상의 광으로 변환될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 색변환 물질층 중 제2 색변환 물질층이 최상단에 배치되는 경우, 제2 색변환 물질층은 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역 모두에 중첩할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 색변환층은, LED와 제1 색변환 물질층 사이에 배치된 제1 투명층, 제1 색변환 물질층과 제2 색변환 물질층 사이에 배치된 제2 투명층, 및 제2 색변환 물질층 상에 배치된 제3 투명층을 더 포함할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200: 표시 장치
SP: 서브 화소
SPR: 적색 서브 화소
SPG: 녹색 서브 화소
SPB: 청색 서브 화소
110: 기판
111: 버퍼층
112: 게이트 절연층
113: 패시베이션층
114: 평탄화층
115: 뱅크
DTR: 구동 트랜지스터
ACT: 액티브층
GE: 게이트 전극
SE: 소스 전극
DE: 드레인 전극
CL: 공통 배선
CE1: 제1 연결 전극
CE2: 제2 연결 전극
120: LED
121: 제1 반도체층
122: 발광층
123: 제2 반도체층
124: 제1 전극
125: 제2 전극
130: 색변환층
130R: 적색 색변환층
131, 231: 투명층
131a, 231a: 제1 투명층
131b, 231b: 제2 투명층
131c, 231c: 제3 투명층
131d: 제4 투명층
132R: 적색 색변환 물질층
132Ra: 제1 적색 색변환 물질층
132Rb: 제2 적색 색변환 물질층
132Rc: 제3 적색 색변환 물질층
130G, 230G: 녹색 색변환층
132G, 232G: 녹색 색변환 물질층
132Ga, 232Ga: 제1 녹색 색변환 물질층
132Gb, 232Gb: 제2 녹색 색변환 물질층
132Gc: 제3 녹색 색변환 물질층
AA: 표시 영역
NA: 비표시 영역
EA1: 제1 발광 영역
EA2: 제2 발광 영역

Claims (15)

  1. 복수의 서브 화소가 정의된 기판;
    상기 복수의 서브 화소 각각에 배치된 복수의 LED; 및
    상기 복수의 LED를 덮는 복수의 색변환층을 포함하고,
    상기 복수의 색변환층은, 서로 이격되어 적층된 복수의 색변환 물질층을 포함하는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 색변환층 각각은,
    상기 복수의 LED와 상기 복수의 색변환 물질층 사이, 상기 복수의 색변환 물질층 각각의 사이 및 상기 복수의 색변환 물질층 상에 배치된 복수의 투명층을 더 포함하는, 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 투명층은 상기 복수의 색변환 물질층 각각을 둘러싸는, 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 색변환 물질층은 상기 복수의 LED로부터 멀어질수록 상면의 면적이 증가하는, 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 색변환 물질층 중 최하단의 색변환 물질층 상면의 면적은 최상단의 색변환 물질층 상면의 면적보다 작은, 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 최상단의 색변환 물질층은 상기 복수의 투명층 중 상기 최상단 색변환 물질층 아래의 투명층의 상면을 모두 덮는, 표시 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 서브 화소 사이에 배치되어 상기 복수의 색변환층을 둘러싸는 뱅크를 더 포함하고,
    상기 복수의 LED 각각은 상기 복수의 색변환 물질층 모두에 중첩하고,
    상기 복수의 LED와 상기 뱅크 사이의 영역 일부분은 상기 복수의 색변환 물질층 중 일부의 색변환 물질층과 중첩하는, 표시 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 서브 화소는, 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소 및 청색 서브 화소를 포함하고,
    상기 복수의 LED는 청색 LED이며,
    상기 복수의 색변환층은, 상기 적색 서브 화소에 배치된 적색 색변환층 및 상기 녹색 서브 화소에 배치된 녹색 색변환층을 포함하는, 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적색 색변환층은, 상기 복수의 투명층 각각의 사이에 배치된 적색 색변환 물질층을 포함하고,
    상기 녹색 색변환층은, 상기 복수의 투명층 각각의 사이에 배치된 녹색 색변환 물질층을 포함하는, 표시 장치.
  10. 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 포함하는 복수의 서브 화소가 정의된 기판;
    상기 제1 발광 영역에 배치된 LED; 및
    상기 복수의 서브 화소에서 상기 LED를 덮고, 서로 이격된 복수의 색변환 물질층으로 이루어진 색변환층을 포함하고,
    상기 제1 발광 영역은 상기 복수의 색변환 물질층 모두에 중첩하고,
    상기 제2 발광 영역의 일부 영역은 상기 복수의 색변환 물질층 일부에 중첩하는, 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 색변환 물질층은,
    상기 복수의 LED 상에 배치된 제1 색변환 물질층; 및
    상기 제1 색변환 물질층 상에 배치된 제2 색변환 물질층을 포함하고,
    상기 제1 색변환 물질층 및 상기 제2 색변환 물질층 각각의 중심은 상기 제1 발광 영역에 중첩하는, 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판 상에서 상기 복수의 서브 화소 사이에 배치되어, 상기 복수의 색변환층 각각을 둘러싸는 뱅크를 더 포함하고,
    상기 제2 색변환 물질층의 엣지는 상기 제1 색변환 물질층의 엣지보다 상기 뱅크에 인접하게 배치되는, 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 LED에서 발광된 광 중 제1 색변환 물질층에서 다른 색상의 광으로 변환되지 않은 광은 상기 제2 색변환 물질층에서 다른 색상의 광으로 변환되는, 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 색변환 물질층 중 상기 제2 색변환 물질층이 최상단에 배치되는 경우, 상기 제2 색변환 물질층은 상기 제1 발광 영역 및 상기 제2 발광 영역 모두에 중첩하는, 표시 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 색변환층은,
    상기 LED와 상기 제1 색변환 물질층 사이에 배치된 제1 투명층;
    상기 제1 색변환 물질층과 상기 제2 색변환 물질층 사이에 배치된 제2 투명층; 및
    상기 제2 색변환 물질층 상에 배치된 제3 투명층을 더 포함하는, 표시 장치.
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US7250715B2 (en) * 2004-02-23 2007-07-31 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Wavelength converted semiconductor light emitting devices
US10790330B2 (en) * 2016-11-24 2020-09-29 Lg Innotek Co., Ltd. Semiconductor device and display device comprising same
JP7266387B2 (ja) * 2018-11-12 2023-04-28 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
KR20200079817A (ko) * 2018-12-26 2020-07-06 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치

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