KR20230158167A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20230158167A
KR20230158167A KR1020220057454A KR20220057454A KR20230158167A KR 20230158167 A KR20230158167 A KR 20230158167A KR 1020220057454 A KR1020220057454 A KR 1020220057454A KR 20220057454 A KR20220057454 A KR 20220057454A KR 20230158167 A KR20230158167 A KR 20230158167A
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light
inorganic
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KR1020220057454A
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양기훈
김태민
박지윤
신동근
이슬기
임호
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치는 제1 내지 제3 발광 영역들, 및 제1 내지 제3 발광 영역들을 둘러싸는 차광 영역을 포함하는 기판, 기판 상의 제1 내지 제3 발광 영역들 각각에 배치되는 발광 소자, 발광 소자 상의 제1 내지 제3 발광 영역들 각각에 배치되는 제1 색 변환 패턴, 제2 색 변환 패턴 및 투과 패턴을 포함하는 색 변환층, 색 변환층 상의 차광 영역에 배치되는 차광층, 색 변환층 상에서 차광층을 커버하는 반사 방지층 및 반사 방지층 상에 배치되고, 서로 다른 굴절률을 갖는 복수의 층들을 포함하는 저반사층을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 시각 정보를 제공하는 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결매체인 표시 장치의 중요성이 부각되고 있다. 예를 들어, 액정 표시 장치(liquid crystal display device, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display device, OLED), 플라즈마 표시 장치(plasma display device, PDP), 양자점 표시 장치(quantum dot display device) 등과 같은 표시 장치의 사용이 증가하고 있다.
한편, 표시 장치가 각종 조명 및 자연광 등의 외광에 노출되는 경우, 반사광에 의해 표시 장치에 표시되는 이미지가 사용자에게 선명하게 전달되지 못할 수 있다. 이러한 이유로 외광에 의한 표시 장치의 반사율을 낮추는 방안이 연구되고 있다.
본 발명의 목적은 표시 품질이 개선된 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적이 이와 같은 목적에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 제1 내지 제3 발광 영역들, 및 상기 제1 내지 제3 발광 영역들을 둘러싸는 차광 영역을 포함하는 기판, 상기 기판 상의 상기 제1 내지 제3 발광 영역들 각각에 배치되는 발광 소자, 상기 발광 소자 상의 상기 제1 내지 제3 발광 영역들 각각에 배치되는 제1 색 변환 패턴, 제2 색 변환 패턴 및 투과 패턴을 포함하는 색 변환층, 상기 색 변환층 상의 상기 차광 영역에 배치되는 차광층, 상기 색 변환층 상에서 상기 차광층을 커버하는 반사 방지층 및 상기 반사 방지층 상에 배치되고, 서로 다른 굴절률을 갖는 복수의 층들을 포함하는 저반사층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 층들의 개수는 3개 또는 4개일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 층들은 상기 반사 방지층 상에 배치되는 제1 무기층, 상기 제1 무기층 상에 배치되고, 상기 제1 무기층의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 제2 무기층, 상기 제2 무기층 상에 배치되고, 상기 제2 무기층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 제3 무기층 및 상기 제3 무기층 상에 배치되고, 상기 제3 무기층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 저굴절층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 무기층의 굴절률은 1.6 내지 1.7이고, 상기 제1 무기층의 두께는 50nm 내지 150nm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 무기층의 굴절률은 1.7 내지 1.9이고, 상기 제2 무기층의 두께는 50nm 내지 150nm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 무기층의 굴절률은 1.4 내지 1.7이고, 상기 제3 무기층의 두께는 20nm 내지 50nm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 내지 제3 무기층들 각각은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 및 실리콘 산질화물(SiON)로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 무기층은 실리콘 산질화물을 포함하고, 상기 제2 무기층은 실리콘 질화물을 포함하며, 상기 제3 무기층은 실리콘 산화물 및 실리콘 산질화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 저굴절층은 불소로 치환된 무기 물질 및 불소로 치환된 유기 물질로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 저굴절층은 내부에 분산된 중공을 갖는 복수의 무기 입자들을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 무기 입자들 각각은 실리카(SiO2), 불화 마그네슘(MgF2) 및 산화철(Fe3O4)로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사 방지층은 열경화성 물질 또는 광경화성 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 반사 방지층은 가시광선을 흡수하는 안료 또는 염료를 포함하는 흡광 물질을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 흡광 물질의 함유량이 8wt% 내지 10wt%인 경우, 상기 반사 방지층의 두께는 2,000nm 내지 4,000nm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 흡광 물질의 함유량이 20wt% 내지 50wt%인 경우, 상기 반사 방지층의 두께는 300nm 내지 1,000nm일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 층들은 상기 반사 방지층 상에 배치되는 제1 무기층, 상기 제1 무기층 상에 배치되고, 상기 제1 무기층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 제2 무기층 및 상기 제2 무기층 상에 배치되고, 상기 제2 무기층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 저굴절층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 색 변환 패턴은 상기 발광 소자에서 방출된 광을 제1 색의 광으로 변환시키고, 상기 제2 색 변환 패턴은 상기 발광 소자에서 방출된 상기 광을 제2 색의 광으로 변환시키며, 상기 투과 패턴은 상기 발광 소자에서 방출된 상기 광을 투과시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 색은 적색이며, 상기 제2 색은 녹색이며, 상기 발광 소자에서 방출된 상기 광은 청색 광일 수 있다.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 제1 내지 제3 발광 영역들, 및 상기 제1 내지 제3 발광 영역들을 둘러싸는 차광 영역을 포함하는 기판, 상기 기판 상의 상기 제1 내지 제3 발광 영역들 각각에 배치되고, 청색 광을 방출하는 발광 소자, 상기 발광 소자 상의 상기 제1 내지 제3 발광 영역들 각각에 배치되고, 상기 청색 광을 적색 광으로 변환시키는 제1 색 변환 패턴, 상기 청색 광을 녹색 광으로 변환시키는 제2 색 변환 패턴 및 상기 청색 광을 투과시키는 투과 패턴을 포함하는 색 변환층, 상기 색 변환층 상에 배치되고, 가시광선을 흡수하는 흡광 물질을 포함하는 반사 방지층 및 상기 반사 방지층 상에 배치되고, 서로 다른 굴절률을 갖는 복수의 무기층들 및 상기 무기층들 상에 배치되고, 상기 무기층들보다 작은 굴절률을 갖는 저굴절층을 포함하는 저반사층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 무기층들은 상기 반사 방지층 상에 배치되는 제1 무기층, 상기 제1 무기층 상에 배치되고, 상기 제1 무기층보다 큰 굴절률을 갖는 제2 무기층 및 상기 제2 무기층보다 작은 굴절률을 갖는 제3 무기층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 가시광선을 흡수하는 반사 방지층 및 반사 방지층 상에 배치되고, 서로 다른 굴절률을 갖는 복수의 층들을 포함하는 저반사층을 포함할 수 있다. 복수의 층들은 제1 무기층, 제1 무기층 상에 배치되고, 제1 무기층의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 제2 무기층, 제2 무기층 상에 배치되고, 제2 무기층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 제3 무기층 및 제3 무기층 상에 배치되고 제3 무기층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 저굴절층을 포함할 수 있다. 이에 따라, 외광에 의한 표시 장치의 반사율이 감소될 수 있다. 또한, 표시 장치의 표시 품질이 개선될 수 있다. 또한, 표시 장치의 제조 공정이 단순화되고, 표시 장치의 공정 비용이 절감될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과가 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 라인을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2의 표시 장치의 색 변환층을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4 내지 도 11은 도 2의 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치에 대하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시에에 따른 표시 장치(1000)는 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 영상을 표시하는 영역으로 정의될 수 있다. 주변 영역(PA)은 영상을 표시하지 않는 영역으로 정의될 수 있다. 주변 영역(PA)은 표시 영역(DA)의 주변에 위치할 수 있다. 예를 들어, 주변 영역(PA)은 표시 영역(DA)을 전체적으로 둘러쌀 수 있다.
표시 영역(DA)은 복수의 발광 영역들(LA) 및 차광 영역(BA)을 포함할 수 있다. 복수의 발광 영역들(LA) 각각은 제1 발광 영역(LA1), 제2 발광 영역(LA2) 및 제3 발광 영역(LA3)을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 각각은 발광 소자에서 방출된 광이 표시 장치(1000)의 외부로 방출되는 영역일 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 영역(LA1)은 제1 광을 방출하고, 제2 발광 영역(LA2)은 제2 광을 방출하며, 제3 발광 영역(LA3)은 제3 광을 방출할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광은 적생 광이고, 상기 제2 광은 녹색 광이며, 상기 제3 광은 청색 광일 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3)은 황색(yellow), 청록색(cyan) 및 심홍색(magenta) 광들을 방출하도록 조합될 수도 있다.
제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3)은 4개 이상의 광을 방출할 수도 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3)은 적색, 녹색 및 청색의 광들에 더하여 황색, 청록색 및 심홍색의 광들 중 적어도 하나를 더 방출하도록 조합될 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3)은 백색의 광을 더 방출하도록 조합될 수 있다.
평면 상에서, 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 각각은 행(row) 방향 및 열(column) 방향을 따라 반복적으로 배열될 수 있다. 구체적으로, 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 각각은 제1 방향(D1) 및 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)을 따라 반복적으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 영역(LA1) 및 제3 발광 영역(LA3)은 표시 영역(DA)의 홀수 행(예를 들어, 제1 행)에 제1 방향(D1)을 따라 교대로 배열되고, 제2 발광 영역(LA2)은 표시 영역(DA)의 상기 홀수 행에 인접하는 짝수 행(예를 들어, 제2 행)에 제1 방향(D1)을 따라 반복적으로 배열될 수 있다.
제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3)의 면적은 서로 다를 수 있다. 일 실시예에 있어서, 적색 광을 방출하는 제1 발광 영역(LA1)의 면적은 녹색 광을 방출하는 제2 발광 영역(LA2) 및 청색 광을 방출하는 제3 발광 영역(LA3) 각각의 면적보다 클 수 있다. 이 경우, 제2 발광 영역(LA2)의 면적은 제3 발광 영역(LA3)의 면적보다 클 수 있다. 다만, 본 발명의 구성은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 녹색 광을 방출하는 제2 발광 영역(LA2)의 면적은 적색 광을 방출하는 제1 발광 영역(LA1) 및 청색 광을 방출하는 제3 발광 영역(LA3) 각각의 면적보다 클 수 있다. 이 경우, 제1 발광 영역(LA1)의 면적은 제3 발광 영역(LA3)의 면적보다 클 수 있다.
제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 각각은 삼각형의 평면 형상, 사각형의 평면 형상, 원형의 평면 형상, 트랙형의 평면 형상, 타원형의 평면 형상 등을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 각각은 사각형의 평면 형상을 가질 수 있다.
차광 영역(BA)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 평면 상에서, 차광 영역(BA)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3)을 둘러쌀 수 있다. 차광 영역(BA)은 광을 방출하지 않을 수 있다.
도 2는 도 1의 I-I' 라인을 따라 자른 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 기판(110), 구동 소자(120), 절연 구조물(130), 화소 정의막(140), 발광 소자(150), 봉지 구조물(160), 뱅크층(170), 색 변환층(180), 캡핑층(190), 저굴절층(210), 차광층(220), 반사 방지층(230) 및 저반사층(240a)을 포함할 수 있다.
여기서, 발광 소자(150)는 하부 전극(151), 발광층(152) 및 상부 전극(153)을 포함할 수 있다. 색 변환층(180)은 제1 색 변환 패턴(181), 제2 색 변환 패턴(182) 및 투과 패턴(183)을 포함할 수 있다. 저반사층(240a)은 제1 무기층(241), 제2 무기층(242), 제3 무기층(243) 및 저굴절층(244)을 포함할 수 있다.
기판(110)은 투명한 물질 또는 불투명한 물질을 포함할 수 있다. 기판(110)은 투명 수지 기판으로 이루어질 수 있다. 상기 투명 수지 기판의 예로는, 폴리이미드 기판 등을 들 수 있다. 이러한 경우, 상기 폴리이미드 기판(110)은 제1 유기층, 제1 배리어층, 제2 유기층 등을 포함할 수 있다. 선택적으로, 기판(110)은 석영(quartz) 기판, 합성 석영(synthetic quartz) 기판, 불화칼슘(calcium fluoride) 기판, 불소가 도핑된 석영(F-doped quartz) 기판, 소다라임 유리(soda-lime) 기판, 무알칼리(non-alkali) 유리 기판 등을 포함할 수도 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
기판(110) 상에 구동 소자(120)가 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 구동 소자(120)는 박막 트랜지스터(thin film transistor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 소자(120)는 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 또는 금속 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
상기 금속 산화물 반도체는 인듐(In), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg) 등을 함유하는 이성분계 화합물(ABx), 삼성분계 화합물(ABxCy), 사성분계 화합물(ABxCyDz) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 산화물 반도체는 아연 산화물(ZnOx), 갈륨 산화물(GaOx), 주석 산화물(SnOx), 인듐 산화물(InOx), 인듐 갈륨 산화물(IGO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 주석 산화물(IZTO), 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
기판(110) 상에 절연 구조물(130)이 배치될 수 있다. 절연 구조물(130)은 구동 소자(120)를 커버할 수 있다. 절연 구조물(130)은 적어도 하나의 무기 절연층 및 적어도 하나의 유기 절연층의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 무기 절연층은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 탄화물(SiCx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 실리콘 산탄화물(SiOxCy) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 유기 절연층은 포토레지스트(photoresist), 폴리아크릴계 수지(polyacryl-based resin), 폴리이미드계 수지(polyimide-based resin), 폴리아미드계 수지(polyamide-based resin), 실록산계 수지(siloxane-based resin), 아크릴계 수지(acryl-based resin), 에폭시계 수지(epoxy-based resin) 등을 포함할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
절연 구조물(130) 상의 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 각각에 하부 전극(151)이 배치될 수 있다. 하부 전극(151)은 절연 구조물(130)의 일부를 제거하여 형성된 콘택홀을 통해 구동 소자(120)에 접속될 수 있다. 예를 들어, 하부 전극(151)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 하부 전극(151)은 애노드(anode)로 작동할 수 있다.
절연 구조물(130) 및 하부 전극(151) 상의 차광 영역(BA)에 화소 정의막(140)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(140)은 하부 전극(151)의 양측부를 덮으며 하부 전극(151)의 상면을 노출시킬 수 있다. 화소 정의막(140)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 화소 정의막(140)은 유기 물질을 포함할 수 있다. 화소 정의막(140)에 사용될 수 있는 상기 유기 물질의 예로는, 포토레지스트, 폴리아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 실록산계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
하부 전극(151) 상에 발광층(152)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 하부 전극(151)에서 제공되는 정공과 상부 전극(153)에서 제공되는 전자는 발광층(152)에서 결합하여 엑시톤을 형성하고, 상기 엑시톤이 여기 상태에서 기저 상태로 변하면서 발광층(152)이 광을 방출할 수 있다. 발광층(152)은 특정 색(예를 들어, 적색, 녹색 및 청색)을 갖는 광을 방출할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 발광층(152)은 청색 광(L1)을 방출할 수 있다.
발광층(152) 및 화소 정의막(140) 상에 상부 전극(153)이 배치될 수 있다. 상부 전극(153)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3)과 차광 영역(BA)에 전체적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상부 전극(153)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 상부 전극(153)은 캐소드(cathode)로 작동할 수 있다.
이에 따라, 하부 전극(151), 발광층(152) 및 상부 전극(153)을 포함하는 발광 소자(150)가 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자(150)는 제1 발광 영역(LA1), 제2 발광 영역(LA2) 및 제3 발광 영역(LA3) 각각에 배치될 수 있다. 발광 소자(150)는 구동 소자(120)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 발광 소자(150)는 청색 광(L1)을 방출하는 청색 발광 소자를 포함할 수 있다.
상부 전극(153) 상에 봉지 구조물(160)이 배치될 수 있다. 봉지 구조물(160)은 외부로부터 발광 소자(150)에 불순물, 수분 등이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 봉지 구조물(160)은 적어도 하나의 무기 봉지층 및 적어도 하나의 유기 봉지층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 무기 봉지층은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 상기 유기 봉지층은 폴리아크릴레이트 등과 같은 고분자 경화물을 포함할 수 있다.
봉지 구조물(160) 상에 뱅크층(170)이 배치될 수 있다. 뱅크층(170)은 차광 영역(BA)과 중첩할 수 있다. 뱅크층(170)은 색 변환층(180)을 둘러쌀 수 있다. 뱅크층(170)에는 색 변환층(180)을 형성하는 과정에서 잉크 조성물을 수용할 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 따라서, 평면 상에서, 뱅크층(170)은 그리드(grid) 형상 또는 매트릭스(matrix) 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 뱅크층(170)은 에폭시계 수지, 페놀 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 등과 같은 유기 물질을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 뱅크층(170)은 블랙 매트릭스 역할을 하도록 차광 물질을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 뱅크층(170)의 적어도 일부는 안료, 염료, 카본 블랙 등과 같은 차광 물질을 더 포함할 수 있다.
봉지 구조물(160) 상에 색 변환층(180)이 배치될 수 있다. 색 변환층(180)은 발광 소자(150)에서 방출되는 광을 특정한 파장을 갖는 광으로 변환시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 색 변환층(180)은 제1 색 변환 패턴(181), 제2 색 변환 패턴(182) 및 투과 패턴(183)을 포함할 수 있다. 제1 색 변환 패턴(181)은 제1 발광 영역(LA1)과 중첩하고, 제2 색 변환 패턴(182)은 제2 발광 영역(LA2)과 중첩하며, 투과 패턴(183)은 제3 발광 영역(LA3)과 중첩할 수 있다.
제1 색 변환 패턴(181)은 발광 소자(150)로부터 방출된 광(L1)(예를 들어, 청색 광)을 제1 색의 광(Lr)으로 변환시킬 수 있다. 제2 색 변환 패턴(182)은 발광 소자(150)로부터 방출된 광(L1)을 제2 색의 광(Lg)으로 변환시킬 수 있다. 투과 패턴(183)은 발광 소자(150)로부터 방출된 광(L1)을 투과시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 제1 색은 적색이고, 상기 제2 색은 녹색일 수 있다. 또한, 투과 패턴(183)은 청색 광(Lb)을 투과시킬 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 도 2의 표시 장치의 색 변환층을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 색 변환 패턴(181)은 발광 소자(150)로부터 방출된 광(L1)에 의해 여기되어 상기 제1 색의 광(Lr)을 방출하는 제1 양자점들(181c)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 색 변환 패턴(181)은 제1 산란입자들(181a)이 분산된 제1 감광성 폴리머(181b)를 더 포함할 수 있다.
제2 색 변환 패턴(182)은 발광 소자(150)로부터 방출된 광(L1)에 의해 여기되어 상기 제2 색의 광(Lg)을 방출하는 제2 양자점들(182c)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 색 변환 패턴(182)은 제2 산란입자들(182a)이 분산된 제2 감광성 폴리머(182b)를 더 포함할 수 있다.
투과 패턴(183)은 발광 소자(150)로부터 방출된 광(L1)을 투과시켜 청색 광(Lb)을 방출할 수 있다. 또한, 투과 패턴(183)은 제3 산란입자들(183a)이 분산된 제3 감광성 폴리머(183b)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제3 감광성 폴리머들(181b, 182b, 183b) 각각은 실리콘 수지, 에폭시 수지 등의 광 투과성을 갖는 유기 물질을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 산란입자들(181a, 182a, 183a)은 발광 소자(150)로부터 방출된 광을 산란시켜 방출시킬 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 산란입자들(181a, 182a, 183a)은 서로 동일한 물질을 포함할 수 있다.
따라서, 제1 발광 영역(LA1)은 적색 광(Lr)을 방출하고, 제2 발광 영역(LA2)은 녹색 광(Lg)을 방출하며, 제3 발광 영역(LA3)은 청색 광(Lb)을 방출할 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 뱅크층(170) 및 색 변환층(180) 상에 캡핑층(capping layer, 190)이 배치될 수 있다. 캡핑층(190)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 배치될 수 있다. 캡핑층(190)은 색 변환층(180)의 열화 방지를 위한 투습 방지 역할을 수행할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 캡핑층(190)은 뱅크층(170) 및 색 변환층(180) 각각의 프로파일을 따라 배치될 수 있다. 즉, 캡핑층(190)은 뱅크층(170) 및 색 변환층(180) 각각의 프로파일을 따라 실질적으로 균일한 두께를 가질 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 캡핑층(190)은 뱅크층(170) 및 색 변환층(180) 상에서 뱅크층(170) 및 색 변환층(180)을 커버하며 주위에 단차를 형성하지 않고 평탄한 상면을 가질 수도 있다.
캡핑층(190)은 실리콘 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캡핑층(190)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
캡핑층(190) 상에 저굴절층(210)이 배치될 수 있다. 저굴절층(210)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 배치될 수 있다. 저굴절층(210)은 상대적으로 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 저굴절층(210)의 굴절률은 색 변환층(180)의 굴절률보다 낮을 수 있다. 저굴절층(210)은 유기 물질을 포함할 수 있디. 예를 들어, 저굴절층(210)은 실리콘을 포함하는 유기 고분자 물질을 포함할 수 있다.
저굴절층(210) 상에 차광층(220)이 배치될 수 있다. 차광층(220)은 차광 영역(BA)과 중첩할 수 있다. 차광층(220)은 빚샘 현상을 방지할 수 있다. 차광층(220)은 유기 물질 및/또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 차광층(220)은 에폭시계 수지, 페놀 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 등과 같은 유기 물질을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 차광층(220)은 블랙 안료, 블랙 염료, 카본 블랙 등과 같은 차광 물질을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 차광층(220)은 블랙 매트릭스(black matrix)일 수 있다.
저굴절층(210) 상에 반사 방지층(230)이 배치될 수 있다. 반사 방지층(230)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 배치될 수 있다. 반사 방지층(230)은 차광층(220)을 충분히 커버할 수 있다. 반사 방지층(230)은 표면 평탄화 기능을 수행하고, 외기의 침투 등으로부터 구동 소자(120), 발광 소자(150) 등을 보호할 수 있다. 또한, 반사 방지층(230)은 외광에 의한 표시 장치(1000)의 반사율을 감소시킬 수 있다.
반사 방지층(230)은 무기 물질 및/또는 유기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사 방지층(230)은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 페릴렌계 수지, 실세스퀴옥산계 수지(예를 들어, 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS)) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 즉, 반사 방지층(230)은 열경화성 물질 또는 광경화성 물질을 포함할 수 있다.
반사 방지층(230)은 가시광선을 흡수하는 흡광 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 흡광 물질은 염료 및/또는 안료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 안료는 유기 안료, 적색 안료, 녹색 안료, 청색 안료 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 염료는 유기 염료, 적색 염료, 녹색 염료, 청색 염료 등을 포함할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 이에 따라, 반사 방지층(230)은 회색을 띨 수 있다.
여기서, 상기 유기 안료는 유기 물질로 형성되고 흑색을 띠는 안료 중 통상적으로 사용되는 공지의 안료일 수 있다. 또한, 상기 적색 안료, 상기 녹색 안료 및 상기 청색 안료는 각각 적색, 녹색 및 청색을 띠는 안료 중 통상적으로 사용되는 공지의 안료일 수 있다. 예를 들어, 상기 적색 안료로 C.I. 피그먼트 레드 계열의 안료가 사용되고, 상기 녹색 안료로 C.I. 피그먼트 그린 계열의 안료가 사용되며, 상기 청색 안료로 프탈로시아닌계 안료 또는 인단트론 블루 안료가 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 흡광 물질의 함유량이 약 8wt% 내지 약 10wt%인 경우, 반사 방지층(230)의 두께(T1)는 약 2,000nm 내지 약 4,000nm일 수 있다. 상기 흡광 물질의 함유량이 약 8wt% 내지 약 10wt%이고, 반사 방지층(230)의 두께(T1)가 약 2,000nm 미만 또는 약 4,000nm 초과인 경우, 외광에 의한 표시 장치(1000)의 반사율이 증가할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 흡광 물질의 함유량이 약 20wt% 내지 약 50wt%인 경우, 반사 방지층(230)의 두께(T1)는 약 300nm 내지 약 1,000nm일 수 있다. 상기 흡광 물질의 함유량이 약 20wt% 미만 또는 약 50wt 초과인 경우, 외광에 의한 표시 장치(1000)의 반사율이 증가할 수 있다.
반사 방지층(230) 상에 저반사층(240a)이 배치될 수 있다. 저반사층(240a)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 배치될 수 있다. 저반사층(240a)은 복수의 층들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 층들의 개수는 3개 또는 4개일 수 있다. 이하에서는, 상기 복수의 층들의 개수가 4개인 경우를 예시로 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이, 저반사층(240a)은 제1 무기층(241), 제2 무기층(242), 제3 무기층(243) 및 저굴절층(244)을 포함할 수 있다. 저반사층(240a)은 반사 방지층(230)에 입사하는 외광의 반사율을 감소시킬 수 있다.
제1 무기층(241), 제2 무기층(242), 제3 무기층(243) 및 저굴절층(244)은 순차적으로 배치될 수 있다. 즉, 제2 무기층(242)은 제1 무기층(241) 상에 배치되고, 제3 무기층(243)은 제2 무기층(242) 상에 배치되며, 저굴절층(244)은 제3 무기층(243) 상에 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 무기층들(241, 242, 243) 각각은 실리콘 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 무기층들(241, 242, 243) 각각은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 무기층(241)은 실리콘 산질화물을 포함하고, 제2 무기층(242)은 실리콘 질화물을 포함하며, 제3 무기층(243)은 실리콘 산질화물 또는 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
저굴절층(244)은 유기 물질 및/또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 저굴절층(244)은 불소로 치환된 유기 물질 및/또는 불소로 치환된 무기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 저굴절층(244)은 불화폴리실록산(fluorinated-polysiloxane), 불화폴리우레탄(fluorinated-polyurethane), 불화폴리우레탄 아크릴레이트(fluorinated-polyurethane-acrylate), 불화 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(fluorinated-polyhedral oligomeric silsesquioxane) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
저굴절층(244)은 내부에 분산된 중공을 갖는 복수의 무기 입자들(244')을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 무기 입자들(244') 각각은 실리카(SiO2), 불화 마그네슘(MgF2), 산화철(Fe3O4) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
제1 무기층(241)의 굴절률은 제2 무기층(242)의 굴절률보다 같거나 작을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 무기층(241)의 굴절률은 약 1.6 내지 약 1.7일 수 있다. 또한, 제2 무기층(242)의 굴절률은 약 1.7 내지 약 1.9일 수 있다.
제3 무기층(243)의 굴절률은 제2 무기층(242)의 굴절률보다 같거나 작을 수 있다. 또한, 제3 무기층(243)의 굴절률은 저굴절층(244)의 굴절률보다 클 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제3 무기층(243)의 굴절률은 약 1.4 내지 약 1.7일 수 있다. 또한, 저굴절층(244)의 굴절률은 약 1.25 내지 약 1.39일 수 있다.
제1 무기층(241)의 두께(T2)가 가지는 두께 범위는 제2 무기층(242)의 두께(T3)가 가지는 두께 범위와 동일할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 무기층(241)의 두께(T2)는 약 50nm 내지 약 150nm이고, 제2 무기층(242)의 두께(T3)는 약 50nm 내지 약 150nm일 수 있다.
제3 무기층(243)의 두께(T4)는 제1 무기층(241)의 및 제2 무기층(242) 각각의 두께(T2, T3)보다 작거나 같을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제3 무기층(243)의 두께(T4)는 약 20nm 내지 약 50nm일 수 있다.
색 변환층을 포함하는 표시 장치는 상기 색 변환층 상에 배치되고, 광을 선택적으로 투과시키는 컬러 필터 및 상기 컬러 필터 상에 배치되는 AR(anti-reflection) 필름을 포함할 수 있다. 이 경우, 외광에 의한 상기 표시 장치의 반사율이 상대적으로 높을 수 있다. 또한, 상기 표시 장치의 제조 공정이 복잡하고, 공정 비용이 높을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)에 있어서, 표시 장치(1000)는 가시광선을 흡수하는 반사 방지층(230) 및 반사 방지층(230) 상에 배치되고, 서로 다른 굴절률을 갖는 복수의 층들을 포함하는 저반사층(240a)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 층들은 제1 무기층(241), 제1 무기층(241) 상에 배치되고, 제1 무기층(241)의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 제2 무기층(242), 제2 무기층(242) 상에 배치되고, 제2 무기층(242)의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 제3 무기층(243) 및 제3 무기층(243) 상에 배치되고 제3 무기층(243)의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 저굴절층(244)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 외광에 의한 표시 장치(1000)의 반사율이 감소될 수 있다. 또한, 표시 장치(1000)의 표시 품질이 개선될 수 있다. 또한, 표시 장치(1000)의 제조 공정이 단순화되고, 표시 장치(1000)의 공정 비용이 절감될 수 있다.
다만, 본 발명의 표시 장치(1000)는 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display device, OLED)를 한정하여 설명하고 있지만, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것을 아니다. 다른 실시예들에 있어서, 표시 장치(1000)는 액정 표시 장치(liquid crystal display device, LCD), 전계 방출 표시 장치(field emission display device, FED), 플라즈마 표시 장치(plasma display device, PDP), 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display device, EPD), 양자점 표시 장치(quantum dot display device) 또는 무기 발광 표시 장치(inorganic light emitting display device)를 포함할 수도 있다.
도 4 내지 도 11은 도 2의 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 4를 참조하면, 투명한 물질 또는 불투명한 물질을 포함하는 기판(110)이 제공될 수 있다. 기판(110) 상에 구동 소자(120)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 구동 소자(120)는 비정질 실리콘, 결정질 실리콘 또는 금속 산화물 반도체를 사용하여 형성될 수 있다.
기판(110) 상에 절연 구조물(130)이 형성될 수 있다. 절연 구조물(130)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 절연 구조물(130)은 구동 소자(120)를 커버할 수 있다. 예를 들어, 절연 구조물(130)은 적어도 하나의 무기 절연층 및 적어도 하나의 유기 절연층을 포함할 수 있다.
절연 구조물(130) 상의 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 각각에 하부 전극(151)이 형성될 수 있다. 하부 전극(151)은 절연 구조물(130)의 일부를 제거하여 형성된 콘택홀을 통해 구동 소자(120)에 접속될 수 있다. 예를 들어, 하부 전극(151)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다.
절연 구조물(130) 및 하부 전극(151) 상의 차광 영역(BA)에 화소 정의막(140)이 형성될 수 있다. 화소 정의막(140)은 하부 전극(151)의 상면의 일부를 노출시키는 개구부를 가질 수 있다. 예를 들어, 화소 정의막(140)은 유기 물질 또는 무기 물질을 사용하여 형성될 수 있다.
하부 전극(151) 상에 발광층(152)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 발광층(152)은 화소 정의막(140)의 상기 개구부 내부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 발광층(152)은 저분자 유기 화합물 또는 고분자 유기 화합물을 사용하여 형성될 수 있다.
발광층(152) 및 화소 정의막(140) 상에 상부 전극(153)이 형성될 수 있다. 상부 전극(153)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상부 전극(153)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다.
이에 따라, 하부 전극(151), 발광층(152) 및 상부 전극(153)을 포함하는 발광 소자(150)가 기판(110) 상의 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 각각에 형성될 수 있다.
상부 전극(153) 상에 봉지 구조물(160)이 형성될 수 있다. 봉지 구조물(160)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 봉지 구조물(160)은 적어도 하나의 무기 봉지층 및 적어도 하나의 유기 봉지층을 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 봉지 구조물(160) 상에 뱅크층(170)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 뱅크층(170)은 차광 영역(BA)과 중첩하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 뱅크층(170)은 유기 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다.
뱅크층(170)은 제1 개구 영역(OP1), 제2 개구 영역(OP2) 및 제3 개구 영역(OP3)을 가질 수 있다. 제1 개구 영역(OP1)은 제1 발광 영역(LA1)과 중첩하고, 제2 개구 영역(OP2)은 제2 발광 영역(LA2)과 중첩하며, 제3 개구 영역(OP3)은 제3 발광 영역(LA3)과 중첩할 수 있다. 제1 내지 제3 개구 영역들(OP1, OP2, OP3) 각각은 색 변환층(예를 들어, 도 7의 색 변환층(180))을 형성하는 과정에서 잉크 조성물을 수용할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 잉크젯 장치(300)는 상기 잉크 조성물을 제1 개구 영역(OP1)에 적하할 수 있다. 여기서, 상기 잉크 조성물은 상기 색 변환층을 형성하는 물질일 수 있다.
잉크젯 장치(300)가 제1 개구 영역(OP1)에 상기 잉크 조성물을 반복적으로 적하하여 제1 색 변환 패턴(181)이 형성될 수 있다. 또한, 잉크젯 장치(300)가 제2 개구 영역(OP2)에 상기 잉크 조성물을 반복적으로 적하하여 제2 색 변환 패턴(182)이 형성될 수 있다. 또한, 잉크젯 장치(300)가 제3 개구 영역(OP3)에 상기 잉크 조성물을 반복적으로 적하하여 투과 패턴(183)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 색 변환 패턴(181), 제2 색 변환 패턴(182) 및 투과 패턴(183)을 포함하는 색 변환층(180)이 봉지 구조물(160) 상에 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 색 변환층(180) 및 뱅크층(170) 상에 캡핑층(190)이 형성될 수 있다. 캡핑층(190)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 캡핑층(190)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등을 사용하여 형성될 수 있다.
캡핑층(190) 상에 저굴절층(210)이 형성될 수 있다. 저굴절층(210)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 저굴절층(210)은 유기 물질을 사용하여 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 저굴절층(210) 상에 차광층(220)이 형성될 수 있다. 차광층(220)은 차광 영역(BA)과 중첩하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 차광층(220)은 유기 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 차광층(220)은 블랙을 띠는 차광 물질을 더 사용하여 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 저굴절층(210) 상에 반사 방지층(230)이 형성될 수 있다. 반사 방지층(230)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사 방지층(230)은 열경화성 물질 또는 광경화성 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 반사 방지층(230)은 가시광선을 흡수하는 흡광 물질을 더 사용하여 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 반사 방지층(230)은 잉크젯 프린팅(inkjet printing)을 통해 형성될 수 있다.
도 11을 참조하면, 반사 방지층(230) 상에 제1 무기층(241)이 형성될 수 있다. 제1 무기층(241)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 무기층(241)은 실리콘 산질화물을 사용하여 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 무기층(241)은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD)을 통해 형성될 수 있다.
제1 무기층(241) 상에 제2 무기층(242)이 형성될 수 있다. 제2 무기층(242)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 무기층(242)은 실리콘 질화물을 사용하여 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 무기층(242)은 화학 기상 증착을 통해 형성될 수 있다.
제2 무기층(242) 상에 제3 무기층(243)이 형성될 수 있다. 제3 무기층(243)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 무기층(243)은 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제3 무기층(243)은 화학 기상 증착을 통해 형성될 수 있다.
즉, 제1 내지 제3 무기층들(241, 242, 243)은 화학 기상 증착을 통해 동시에 형성될 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 제3 무기층(243) 상에 저굴절층(244)이 형성될 수 있다. 저굴절층(244)은 제1 내지 제3 발광 영역들(LA1, LA2, LA3) 및 차광 영역(BA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 저굴절층(244)은 불소로 치환된 유기 물질 및 상기 유기 물질에 분산된 중공을 갖는 복수의 무기 입자들(244')을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 저굴절층(244)은 잉크젯 프린팅을 통해 형성될 수 있다.
이에 따라, 도 2에 도시된 표시 장치(1000)가 제조될 수 있다.
이하에서는, 실시예 및 비교예에 따른 본 발명의 효과에 대하여 설명하기로 한다.
하기 표 1과 같이, 실시예 1, 비교예 2 및 비교예 3에 따른 C.I. 피그먼트 레드 계열의 안료, C.I. 피그먼트 그린 계열의 안료 및 프탈로시아닌계 안료를 포함하는 흡광 물질(즉, 통상적으로 사용되는 공지의 안료)과 다면체 올리고머 실세스퀴옥산(POSS)을 사용하여 형성된 반사 방지층(즉, 컬러 필터를 대체하는 구성)을 포함하는 표시 장치를 제조하였다. 비교예 1에 따른 따른 C.I. 피그먼트 레드 계열의 안료, C.I. 피그먼트 그린 계열의 안료 및 프탈로시아닌계 안료를 포함하는 흡광 물질만을 사용하여 형성된 반사 방지층을 포함하는 표시 장치를 제조하였다. 또한, 비교예 4에 따른 특정 파장을 갖는 광을 선택적으로 투과시키고 통상적으로 사용되는 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 제조하였다.
이때, 상기 실시예 1, 상기 비교예 1 내지 상기 비교예 3에 따른 표시 장치는 AR 필름을 대체하는 제1 무기층, 제2 무기층, 제3 무기층 및 저굴절층을 포함하는 저반사층(즉, 도 2의 저반사층(240a))을 사용하였고, 상기 비교예 4에 따른 표시 장치는 상기 AR 필름을 사용하였다. 여기서, 상기 제1 무기층은 SiON을 사용하여 형성되었고, 두께는 80nm이고, 굴절률은 1.611이다. 상기 제2 무기층은 SiNx를 사용하여 형성되었고, 두께는 135nm이고, 굴절률은 1.813이다. 상기 제3 무기층은 SiOx을 사용하여 형성되었고, 두께는 20nm이고, 굴절률은 1.48이다. 상기 저굴절층은 불화 다면체 올리고머 실세스퀴옥산 및 상기 불화 다면체 올리고머 실세스퀴옥산 내부에 분산된 중공을 갖는 실리카 입자를 사용하여 형성되었고, 두께는 105nm이고, 굴절률은 1.25이다.
상기와 같은 조건에서, 실시예 및 비교예에 따른 표시 장치의 SCI 반사율 및 SCE 반사율을 측정하였다. 반사율은 CA-3700 반사율 측정 장비를 이용하여 측정하였다. 여기서, "SCI"는 정반사광을 포함한 반사율이고, "SCE"는 정반사광이 제거된 반사율을 나타낸다.
흡광 물질의 함량(wt%) 반사 방지층의 두께(nm)
실시예 1 8 3,000
비교예 1 100 150
비교예 2 10 600
비교예 3 8 600
비교예 4 - -
SCI 반사율(%) SCE 반사율(%)
실시예 1 0.61 0.17
비교예 1 2.21 0.17
비교예 2 0.55 0.29
비교예 3 0.60 0.32
비교예 4 1.6 0.9
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 상기 실시예 1을 만족하는 표시 장치의 SCI 반사율 및 SCE 반사율은 상기 비교예 1 내지 상기 비교예 4를 만족하는 표시 장치의 SCI 반사율 및 SCE 반사율에 비해 상대적으로 낮은 것을 확인할 수 있다.
이와 같은 결과를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 외광에 의한 반사율이 상대적으로 낮은 것을 확인할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1100)는 기판(110), 구동 소자(120), 절연 구조물(130), 화소 정의막(140), 발광 소자(150), 봉지 구조물(160), 뱅크층(170), 색 변환층(180), 캡핑층(190), 저굴절층(210), 차광층(220), 반사 방지층(230) 및 저반사층(240b)을 포함할 수 있다. 다만, 도 12를 참조하여 설명하는 표시 장치(1100)는 저반사층(240b)의 구조를 제외하고는 도 2를 참조하여 설명한 표시 장치(1000)와 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다. 이하에서, 중복되는 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.
기판(110) 상에 구동 소자(120), 절연 구조물(130), 화소 정의막(140), 발광 소자(150), 봉지 구조물(160), 뱅크층(170), 색 변환층(180), 캡핑층(190), 저굴절층(210), 차광층(220) 및 반사 방지층(230)이 순차적으로 배치될 수 있다.
반사 방지층(230) 상에 저반사층(240b)이 배치될 수 있다. 저반사층(240a)은 복수의 층들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 층들의 개수는 3개 또는 4개일 수 있다. 이하에서는, 상기 복수의 층들의 개수가 3개인 경우를 예시로 설명하기로 한다.
일 실시예에 있어서, 저반사층(240b)은 제2 무기층(242), 제2 무기층(242)의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 제3 무기층(243) 및 제3 무기층(243)보다 작은 굴절률을 갖는 저굴절층(244)을 포함할 수 있다. 즉, 저반사층(240b)은 제2 무기층(242) 아래에 배치되는 제1 무기층(예를 들어, 도 2의 제1 무기층(241))을 포함하지 않을 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(1200)는 어레이 기판(500), 색 변환 기판(600) 및 어레이 기판(500)과 색 변환 기판(600) 사이에 배치되는 충진층(400)을 포함할 수 있다. 여기서, 어레이 기판(500)은 기판(110), 구동 소자(120), 절연 구조물(130), 화소 정의막(140), 발광 소자(150) 및 봉지 구조물(160)을 포함할 수 있다. 색 변환 기판(600)은 저반사층(310), 대향 기판(320), 차광층(330), 반사 방지층(340), 제1 캡핑층(350), 뱅크층(360), 색 변환층(370) 및 제2 캡핑층(380)을 포함할 수 있다.
다만, 도 13을 참조하여 설명하는 표시 장치(1200)는 2개의 기판들을 갖는 구조인 것을 제외하고는 도 2를 참조하여 설명한 표시 장치(1000)와 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다. 이하에서, 중복되는 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.
도 13에 도시된 어레이 기판(500)의 구성 요소는 도 2에 도시된 표시 장치(1000)의 구성 요소(즉, 기판(110), 구동 소자(120), 절연 구조물(130), 화소 정의막(140), 발광 소자(150) 및 봉지 구조물(160))와 동일하다. 따라서, 이하에서는, 색 변환 기판(600)에 대하여만 설명하기로 한다.
대향 기판(320)은 투명 수지 기판으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 대향 기판(320)은 유리, 플라스틱 등의 절연성 물질을 포함할 수 있다. 선택적으로, 대향 기판(320)은 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 유기 고분자 물질을 포함할 수도 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
대향 기판(320) 상에 저반사층(310)이 배치될 수 있다. 저반사층(310)은 저굴절층(311), 저굴절층(311) 아래에 배치되는 제1 무기층(312), 제1 무기층(312) 아래에 배치되는 제2 무기층(313) 및 제2 무기층(313) 아래에 배치되는 제3 무기층(314)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제3 무기층들(312, 313, 314) 각각은 실리콘 화합물을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 무기층(312)은 실리콘 산질화물 또는 실리콘 산화물을 포함하고, 제2 무기층(313)은 실리콘 질화물을 포함하며, 제3 무기층(314)은 실리콘 산질화물을 포함할 수 있다.
저굴절층(311)은 유기 물질 및/또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 저굴절층(311)은 불소로 치환된 유기 물질 및/또는 불소로 치환된 무기 물질을 포함할 수 있다. 또한, 저굴절층(311)은 내부에 분산된 중공을 갖는 복수의 무기 입자들(311')을 더 포함할 수 있다.
저굴절층(311)의 굴절률은 제1 무기층(312)의 굴절률보다 작을 수 있다. 제1 무기층(312)의 굴절률은 제2 무기층(312)의 굴절률보다 작을 수 있다. 제2 무기층(312)의 굴절률은 제3 무기층(313)의 굴절률보다 클 수 있다. 즉, 저굴절층(311), 제1 무기층(312), 제2 무기층(313) 및 제3 무기층(313) 중에서 제2 무기층(313)의 굴절률이 가장 크고, 저굴절층(311)의 굴절률이 가장 작을 수 있다.
대향 기판(320) 아래에 차광층(330)이 배치될 수 있다. 차광층(330)은 차광 영역(BA)과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 차광층(330)은 유기 물질 및/또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 또한, 차광층(330)은 블랙 안료, 블랙 염료 등과 같은 차광 물질을 더 포함할 수 있다.
대향 기판(320) 아래에 반사 방지층(340)이 배치될 수 있다. 반사 방지층(340)은 차광층(330)을 전체적으로 커버할 수 있다. 예를 들어, 반사 방지층(340)은 유기 물질 및/또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 즉, 반사 방지층(340)은 열경화성 물질 또는 광경화성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 반사 방지층(340)은 가시광선을 흡수하는 흡광 물질(예를 들어, 염료 및/또는 안료)를 더 포함할 수 있다.
반사 방지층(340) 아래에 제1 캡핑층(350)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 캡핑층(350)은 실리콘 화합물을 포함할 수 있다. 제1 캡핑층(350) 아래에 뱅크층(360)이 배치될 수 있다. 뱅크층(360)은 차광 영역(BA)과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 뱅크층(360)은 유기 물질을 포함할 수 있다.
제1 캡핑층(350) 아래에 색 변환층(370)이 배치될 수 있다. 색 변환층(370)은 제1 발광 영역(LA1)과 중첩하는 제1 색 변환 패턴(371), 제2 발광 영역(LA2)과 중첩하는 제2 색 변환 패턴(372) 및 제3 발광 영역(LA3)과 중첩하는 투과 패턴(373)을 포함할 수 있다.
뱅크층(360) 및 색 변환층(370) 아래에 제2 캡핑층(380)이 배치될 수 있다. 제2 캡핑층(380)은 뱅크층(360) 및 색 변환층(370)을 전체적으로 커버할 수 있다. 예를 들어, 제2 캡핑층(380)은 실리콘 화합물을 포함할 수 있다.
어레이 기판(500)과 색 변환 기판(600) 사이에 충진층(400)이 배치될 수 있다. 충진층(400)은 어레이 기판(500)과 색 변환 기판(600) 사이를 채울 수 있다. 충진층(400)은 광을 투과할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 충진층(400)은 유기 물질을 포함할 수 있다. 선택적으로, 충진층(400)은 생략될 수도 있다.
즉, 도 2에서는 표시 장치(1000)가 싱글 기판 구조인 것을 예시로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 표시 장치(1200)가 두 개의 기판들(즉, 기판(110) 및 대향 기판(320))을 갖는 구조일 수도 있다.
상술한 바에서는, 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명은 표시 장치를 구비할 수 있는 다양한 디스플레이 기기들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 고해상도 스마트폰, 휴대폰, 스마트패드, 스마트 워치, 태블릿 PC, 차량용 네비게이션 시스템, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북 등에 적용될 수 있다.
DA: 표시 영역 LA: 발광 영역
BA: 차광 영역 110: 기판
120: 구동 소자 130: 절연 구조물
140: 화소 정의막 150: 발광 소자
160: 봉지 구조물 170: 뱅크층
180: 색 변화층 190: 캡핑층
210: 저굴절층 220: 차광층
230: 반사 방지층 240a, 240b: 저반사층
1000, 1100, 1200: 표시 장치

Claims (20)

  1. 제1 내지 제3 발광 영역들, 및 상기 제1 내지 제3 발광 영역들을 둘러싸는 차광 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 상의 상기 제1 내지 제3 발광 영역들 각각에 배치되는 발광 소자;
    상기 발광 소자 상의 상기 제1 내지 제3 발광 영역들 각각에 배치되는 제1 색 변환 패턴, 제2 색 변환 패턴 및 투과 패턴을 포함하는 색 변환층;
    상기 색 변환층 상의 상기 차광 영역에 배치되는 차광층;
    상기 색 변환층 상에서 상기 차광층을 커버하는 반사 방지층; 및
    상기 반사 방지층 상에 배치되고, 서로 다른 굴절률을 갖는 복수의 층들을 포함하는 저반사층을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 층들의 개수는 3개 또는 4개인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 층들은,
    상기 반사 방지층 상에 배치되는 제1 무기층;
    상기 제1 무기층 상에 배치되고, 상기 제1 무기층의 굴절률보다 큰 굴절률을 갖는 제2 무기층;
    상기 제2 무기층 상에 배치되고, 상기 제2 무기층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 제3 무기층; 및
    상기 제3 무기층 상에 배치되고, 상기 제3 무기층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 저굴절층을 포함하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 제1 무기층의 굴절률은 1.6 내지 1.7이고, 상기 제1 무기층의 두께는 50nm 내지 150nm인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 제2 무기층의 굴절률은 1.7 내지 1.9이고, 상기 제2 무기층의 두께는 50nm 내지 150nm인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제3 항에 있어서, 상기 제3 무기층의 굴절률은 1.4 내지 1.7이고, 상기 제3 무기층의 두께는 20nm 내지 50nm인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제3 항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 무기층들 각각은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 및 실리콘 산질화물(SiON)로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제1 무기층은 실리콘 산질화물을 포함하고, 상기 제2 무기층은 실리콘 질화물을 포함하며, 상기 제3 무기층은 실리콘 산화물 및 실리콘 산질화물로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제3 항에 있어서, 상기 저굴절층은 불소로 치환된 무기 물질 및 불소로 치환된 유기 물질로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 저굴절층은 내부에 분산된 중공을 갖는 복수의 무기 입자들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 무기 입자들 각각은 실리카(SiO2), 불화 마그네슘(MgF2) 및 산화철(Fe3O4)로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 반사 방지층은 열경화성 물질 또는 광경화성 물질을 포함하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 반사 방지층은 가시광선을 흡수하는 안료 또는 염료를 포함하는 흡광 물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 흡광 물질의 함유량이 8wt% 내지 10wt%인 경우, 상기 반사 방지층의 두께는 2,000nm 내지 4,000nm인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 흡광 물질의 함유량이 20wt% 내지 50wt%인 경우, 상기 반사 방지층의 두께는 300nm 내지 1,000nm인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 층들은,
    상기 반사 방지층 상에 배치되는 제1 무기층;
    상기 제1 무기층 상에 배치되고, 상기 제1 무기층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 제2 무기층; 및
    상기 제2 무기층 상에 배치되고, 상기 제2 무기층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 저굴절층을 포함하는 표시 장치.
  17. 제1 항에 있어서, 상기 제1 색 변환 패턴은 상기 발광 소자에서 방출된 광을 제1 색의 광으로 변환시키고,
    상기 제2 색 변환 패턴은 상기 발광 소자에서 방출된 상기 광을 제2 색의 광으로 변환시키며,
    상기 투과 패턴은 상기 발광 소자에서 방출된 상기 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 제1 색은 적색이며, 상기 제2 색은 녹색이며, 상기 발광 소자에서 방출된 상기 광은 청색 광인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제1 내지 제3 발광 영역들, 및 상기 제1 내지 제3 발광 영역들을 둘러싸는 차광 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 상의 상기 제1 내지 제3 발광 영역들 각각에 배치되고, 청색 광을 방출하는 발광 소자;
    상기 발광 소자 상의 상기 제1 내지 제3 발광 영역들 각각에 배치되고, 상기 청색 광을 적색 광으로 변환시키는 제1 색 변환 패턴, 상기 청색 광을 녹색 광으로 변환시키는 제2 색 변환 패턴 및 상기 청색 광을 투과시키는 투과 패턴을 포함하는 색 변환층;
    상기 색 변환층 상에 배치되고, 가시광선을 흡수하는 흡광 물질을 포함하는 반사 방지층; 및
    상기 반사 방지층 상에 배치되고, 서로 다른 굴절률을 갖는 복수의 무기층들 및 상기 무기층들 상에 배치되고, 상기 무기층들보다 작은 굴절률을 갖는 저굴절층을 포함하는 저반사층을 포함하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 무기층들은,
    상기 반사 방지층 상에 배치되는 제1 무기층;
    상기 제1 무기층 상에 배치되고, 상기 제1 무기층보다 큰 굴절률을 갖는 제2 무기층; 및
    상기 제2 무기층보다 작은 굴절률을 갖는 제3 무기층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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