WO2016032160A1 - 디스플레이 패널 및 이의 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 패널 및 이의 제조 방법 Download PDF

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WO2016032160A1
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light emitting
emitting layer
substrate
polarization
display panel
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PCT/KR2015/008597
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지문배
박한선
김수현
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엘지디스플레이 주식회사
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a display panel and a method for manufacturing the same, and more particularly, to provide a display panel and a method for manufacturing the same, including a polarized light emitting layer to improve light efficiency and reduce power consumption of the display panel.
  • LCDs liquid crystal displays
  • OLEDs organic light-emitting diode displays
  • the organic light emitting diode display is a self-emissive display, and unlike a liquid crystal display, the light source does not require a separate light source, and thus, the organic light emitting diode display may be manufactured in a light weight.
  • the organic light emitting diode display is not only advantageous in terms of power consumption by low voltage driving, but also excellent in color implementation, response speed, viewing angle, and contrast ratio (CR), and is being studied as a next-generation display.
  • color pixels of red, green, and blue colors are provided in each pixel to express colors.
  • a color filter is generally not required for an organic light emitting diode display.
  • a color filter is required to express colors.
  • a polarizing layer may be used to improve visibility.
  • the problem to be solved according to an embodiment of the present invention is to replace the color filter used to implement the color with a polarized light emitting layer to provide a display panel and a method of manufacturing the same to minimize the light loss by the color filter while implementing the color as conventional It is.
  • the problem to be solved according to an embodiment of the present invention is to provide a display panel without a light loss by the polarizing layer and a method of manufacturing the same, using a polarizing light emitting layer in the same polarization direction as the polarizing layer.
  • a display panel including a polarized light emitting layer.
  • the display panel includes a first substrate in which a plurality of sub pixel regions constituting one unit pixel is defined, and a second substrate facing the first substrate.
  • An organic light emitting device including a driving device, a pixel electrode, an organic light emitting layer, and a common electrode is formed on the second substrate.
  • a polarization light emitting layer including a quantum rod is formed on the dummy electrode formed on the first substrate.
  • Quantum rods are materials with a diameter of less than 100 nm and emit different colors depending on their size due to the quantum confinement effect.
  • the aspect ratio is greater than 1: 1
  • the quantum rod receives non-polarized light in the direction of the major axis. It emits polarized light.
  • a polarized light emitting layer including a quantum rod layer light loss that may occur by using a color filter may be minimized.
  • the quantum rod is aligned in the direction of the current due to the dipole moment.
  • the light emitting layer has polarization.
  • the polarized light emitting layer may minimize light loss even when the polarizing layer is attached to the display panel by matching the polarization direction with the polarizing layer attached to the display panel.
  • the organic light emitting device may include a driving device, a pixel electrode, an organic light emitting layer and a common electrode.
  • the organic light emitting layer may be a blue organic light emitting layer.
  • the organic light emitting layer may be a UV organic light emitting layer capable of emitting light of UV (Ultraviolet) wavelength.
  • the common electrode may be a transparent electrode.
  • the dummy electrode may be a transparent electrode.
  • the dummy electrode may be formed corresponding to the polarized light emitting layer.
  • the polarization emitting layer may include quantum rods.
  • the quantum rod may be a quantum rod selected from red quantum rod, blue quantum rod, and green quantum rod.
  • the polarizing layer may be further included on the second substrate.
  • the polarization direction of the polarization layer and the polarization layer may coincide with each other.
  • a display panel manufacturing method includes forming an organic light emitting device on a first substrate, forming a plurality of dummy electrodes on a second substrate, and forming a polarized light emitting layer on a second substrate.
  • forming the polarized light emitting layer on the second substrate includes applying a current to the dummy electrode to secure the polarization of the polarized light emitting layer, and includes bonding the first substrate and the second substrate to each other.
  • forming the dummy electrode may include a dry etching step using a mask.
  • forming the dummy electrode may include patterning the dummy electrode to have a comb pattern.
  • forming the polarized light emitting layer may apply a quantum rod mixed in a volatile solvent.
  • the polarized light emitting layer may be used to express colors without using a color filter, light loss due to the color filter may be minimized.
  • the polarized light emitting layer including the quantum rod may minimize light loss due to the polarized layer by emitting polarized light.
  • the dummy electrode may control the amount of light emitted from the polarized light emitting layer by controlling the electric current of the quantum rod by controlling the current when driving the display panel.
  • An increase in light efficiency due to self-emission of the polarized light emitting layer may reduce power consumption of the display panel, and may improve lifetime reliability of the display panel.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a display panel including a polarization light emitting layer corresponding to all subpixels according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of a display panel including a polarizing layer and a dummy electrode according to an embodiment of the present invention.
  • 1C is a schematic cross-sectional view of a display panel including a polarization light emitting layer corresponding to some subpixels according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a schematic plan view of a subpixel including a dummy electrode and a polarization light emitting layer for explaining polarization of a polarization light emitting layer according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 2B is a schematic plan view of a display panel for explaining polarization of a polarization light emitting layer according to an embodiment of the present invention.
  • 3A and 3B are schematic plan views illustrating examples of various unit pixels defined as sub-pixels including a polarized light emitting layer according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4A to 4C are schematic cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a display panel including a polarization light emitting layer according to an embodiment of the present invention.
  • temporal post-relationship for example, if the temporal post-relationship is described as “after,” “after,”, “after,” “before,” etc. It may also include non-contiguous cases unless "is used.
  • the first, second, etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may be a second component within the technical spirit of the present invention.
  • each of the various embodiments of the invention may be combined or combined with one another, in whole or in part, and various interlocking and driving technically may be possible, and each of the embodiments may be independently implemented with respect to each other or may be implemented in association with each other. It may be.
  • the quantum rod is a material having a diameter of less than 100 nm and emits a different color depending on the composition and length of the quantum rod by a quantum confinement effect.
  • the quantum rod emits light polarized in the long axis direction, particularly when the ratio of the long axis and the short axis of the quantum rod is 1: 1 or more.
  • the polarization characteristic is more preferable.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a display panel including a polarization light emitting layer corresponding to all subpixels according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • an organic light emitting display method is described as an example in FIG. 1A. However, it may also include a light emitting method of the same method as the liquid crystal display device, not the organic light emitting display method.
  • the display panel 100 includes a first substrate 110 and an organic light emitting element 120.
  • the driving element 121 is formed on the first substrate 110, and the pixel electrode 122 connected to the driving element 121 is formed.
  • the organic light emitting layer 123 and the common electrode 125 are formed on the pixel electrode 122, and the bank layer 124 is formed to distinguish the subpixels SP defining the unit pixel PXL.
  • the common electrode 125 may be a transparent electrode made of a transparent conductive oxide.
  • a second substrate 130 facing the first substrate 110 is provided.
  • the polarization emitting layer 150 and the black matrix 160 are disposed under the second substrate.
  • the polarized light emitting layer 150 may be composed of a red polarized light emitting layer 151, a green polarized light emitting layer 152, and a blue polarized light emitting layer 153 that can express one or more colors, but is not limited thereto.
  • the polarization emission layer 150 includes quantum rods (not shown), and the quantum rods (not shown) receive light emitted from the organic light emitting diode 120 included in the first substrate 110 to quantum confinement effects. effect) to emit light by itself.
  • the polarization emission layer 150 may be a quantum rod selected from red quantum rod, blue quantum rod, and green quantum rod.
  • Light incident on the polarization light emitting layer 150 may be UV (ultra violet) light, and a UV organic light emitting device corresponding thereto may be used, but is not limited thereto.
  • the material and configuration of the quantum rod that can represent each of the various colors can be defined as shown in Table 1.
  • Such a quantum rod has a surface treatment by a ligand, and particle aggregation occurs due to attraction between particles, and thus has a length of a chain on the particle surface to prevent this. Attach organics to prevent and disperse particle aggregation
  • Ligands depend on the environment in which they are dispersed (solvent) and use at least one ligand.
  • the core structure is a structure composed of one or two elements.
  • the core / shell structure is a structure in which the core is overlapped with a structure having a different band gap.
  • Type I is when the core bandgap is smaller than the shell bandgap and Type II is when the core bandgap is larger than the shell bandgap.
  • the second substrate 130 does not include a polarizing layer, since the quantum rods of the polarizing light emitting layer 160 have a constant polarization direction, as in the polarizing layer, reflected light due to external light may be minimized.
  • Quantum rods in a constant polarization direction may be implemented in various ways, and are not limited to a specific method.
  • the quantum rod may be arranged to polarize the incident light by applying magnetic force or electric force from the outside to the quantum rod in one direction.
  • an electrode to which magnetic force or electric force is applied is mounted on the moving means to be disposed outside the display panel 100 and the moving means moves in a specific direction, thereby quantum rod of the polarization light emitting layer 160 of the display panel 100.
  • an electrode for quantum rod arrangement is included in the polarization light emitting layer 160, and the quantum rod arrangement of the adjacent polarization light emitting layer 160 may be adjusted by applying a constant voltage to the electrode. As a result, the reflectance of the polarized light emitting layer 160 to the incident light is reduced, and the visibility of the display panel 100 is improved.
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of a display panel including a polarizing layer and a dummy electrode according to an embodiment of the present invention.
  • the display panel 100 includes a first substrate 110, an organic light emitting diode 120, a second substrate 130, a dummy electrode 140, a polarized light emitting layer 150, and a black matrix 160. And a polarization layer 170.
  • the display panel 100 in FIG. 1B further includes a polarization layer 170 on the second substrate 130 in the display panel 100 of FIG. 1A.
  • the display panel 100 including the polarization layer 170 is configured such that the polarization directions of the polarization emission layer 150 and the polarization layer 170 coincide with each other. First, the reflected light by the polarization layer 170 is reduced, and the polarization directions of the polarization emission layer 150 and the polarization layer 170 coincide with each other, so that the light efficiency emitted from the display panel 100 may be maintained without being reduced. .
  • a method of determining the polarization direction of the polarization light emitting layer 150 to match the polarization direction of the polarization layer 170 and the polarization light emitting layer 150 will be described later.
  • the display panel 100 of FIG. 1B is a display panel 100 in which the dummy electrode 140 is disposed in the polarization light emitting layer 150.
  • a voltage is applied to the dummy electrode 140 so that the polarization direction of the polarization light emitting layer 150 through the quantum rod coincides with the polarization direction of the cannula layer 170, and the quantum rod is aligned.
  • 1C is a schematic cross-sectional view of a display panel including a polarization light emitting layer corresponding to some subpixels according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the display panel 100 includes a first substrate 110, an organic light emitting diode 120, a second substrate 130, a dummy electrode 140, a polarized light emitting layer 150, and a black matrix 160. And a polarization layer 170.
  • the unit pixel PXL is defined as a plurality of subpixels SP.
  • the second substrate 130 includes a polarization light emitting layer 150 in an area facing at least one subpixel SP.
  • the non-polarization light emitting layer 154 corresponding to the blue subpixel area may selectively include a dummy electrode and a quantum rod. It may or may not include as shown in Figure 1c.
  • FIG. 2A is a schematic plan view of a subpixel including a dummy electrode and a polarization light emitting layer for explaining polarization of a polarization light emitting layer according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a dummy electrode 240 and a polarized light emitting layer 250 are formed to correspond to a unit subpixel SP area.
  • the dummy electrode 240 may be a transparent electrode made of a transparent conductive oxide.
  • a polarization light emitting layer 250 is formed on the dummy electrode 240, and the polarization light emitting layer 250 includes a quantum rod 255.
  • the dummy electrode 240 may be used as an electrode 240 for aligning the quantum rods 255 included in the polarized light emitting layer 250 in the step of forming the polarized light emitting layer 250.
  • the quantum rod 255 When an alternating current is applied to the dummy electrode 240, the quantum rod 255 generates kinetic energy for aligning the alignment direction of the quantum rod due to a dipole moment, and toward both sides of the dummy electrode 240. The long axis will align.
  • 2B is a schematic plan view of a display panel for explaining polarization of a polarization light emitting layer according to an embodiment of the present invention.
  • the dummy electrode 240 is formed in the active area AA of the display panel including at least one subpixel SP, and is formed in each area of the subpixel SP as shown in FIG. 2A.
  • a plurality of dummy electrodes 240 may be formed, and as shown in FIG. 2B, dummy electrodes 240 extending from above and below the active region AA may be formed.
  • the dummy electrode may be formed to correspond to the polarized light emitting layer.
  • 3A and 3B are schematic plan views illustrating examples of various unit pixels defined as sub-pixels including a polarized light emitting layer according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a configuration of a polarized light emitting layer 350 including quantum rods in a unit subpixel is disclosed.
  • a unit pixel may be configured using the red polarization emission layer 351, the green polarization emission layer 352, the blue polarization emission layer 353, and the black matrix 360.
  • the polarized light emitting layer 351 and the green polarized light emitting layer 352 may be used, and the non-polarized light emitting layer 354 may be configured not to include quantum rods.
  • the incident light source may be blue light.
  • FIGS. 4A to 4C are schematic cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a display panel including a polarization light emitting layer according to an embodiment of the present invention.
  • the driving element 421, the pixel electrode 422, the organic emission layer 423, and the common electrode may correspond to the sub-pixel SP area defining the unit pixel PXL on the first substrate 410. 425 and bank layer 424 are formed.
  • the organic light emitting layer 423 may be an organic material emitting deep blue light or an organic material emitting white UV wavelength or a white organic light emitting layer, but is not limited thereto.
  • the dummy electrode 440 is patterned on the second substrate 430.
  • the pattern of the dummy electrode 440 may be patterned as shown in FIGS. 2A and 2B, but is not limited thereto.
  • the dummy electrode 440 may be patterned by dry etching using a mask.
  • the dummy electrode may be patterned to have a comb pattern.
  • the width of the electrode line of the dummy electrode 440 is preferably formed within a distance of 2 ⁇ m between the electrode 2 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the black matrix 460 and the polarization light emitting layer 450 are formed on the second substrate 430 on which the dummy electrode 440 is formed.
  • the polarization light emitting layer 450 includes quantum rods, and is formed by dividing into a red polarization light emitting layer 451, a green polarization light emitting layer 452, and a blue polarization light emitting layer 453 according to the type of quantum rods included therein.
  • the polarized light emitting layer 450 is formed by applying a quantum rod mixed in a volatile solvent.
  • an AC voltage is applied to the dummy electrode 440 so that the quantum rods included in the polarized light emitting layer 450 may be aligned.
  • first substrate 410 and the second substrate 430 are bonded to each other.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 편광 발광층을 포함하는 디스플레이 패널이 제공된다. 제1 기판상에 유기 발광 소자가 형성되고, 제1 기판과 대향하는 제2 기판에 유기 발광 소자와 대응하는 서브 픽셀 영역에 편광 발광층이 형성된다. 편광 발광층은 퀀텀 라드를 포함하고 퀀텀 라드층은 일 방향으로 정렬되어 편광성을 가지므로 편광층을 포함하는 디스플레이 패널의 광 손실을 최소화할 수 있다. 또한, 편광 발광층에 포함되는 퀀텀 라드로 색상을 표현함으로 컬러필터를 대체하여 사용가능하고, 컬러필터에 의해 손실되는 광량을 최소화할 수 있다.

Description

디스플레이 패널 및 이의 제조 방법
본 발명은 디스플레이 패널 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편광 발광층을 포함시켜 광효율을 개선하고 디스플레이 패널의 전력 소모를 절감 할 수 있는 디스플레이 패널 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
근래 평판 디스플레이 패널로 LCD(Liquid crystal display; 액정 표시 장치)나 OLED(Organic light-emitting diode display; 유기 발광 다이오드 디스플레이)와 같은 디스플레이 패널들이 각광 받고 있다.
특히 유기 발광 표시 장치(OLED)는 자체 발광형 표시 장치로서, 액정 표시 장치(LCD)와는 달리 별도의 광원이 필요하지 않아 경량 박형으로 제조 가능하다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 저전압 구동에 의해 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 색상 구현, 응답 속도, 시야각, 명암 대비비(contrast ratio; CR)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다.
이러한 디스플레이의 패널에서 색상을 표현하기 위하여 컬러필터를 사용하는 경우, 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue) 색상의 컬러필터를 각 화소에 구비하여 색상을 표현하게 된다.
각 화소가 레드, 그린 및 블루의 색상의 빛을 발광하는 경우 유기 발광 표시 장치에는 일반적으로 컬러필터가 요구되지 않으나, 화이트 유기 발광 소자를 사용하는 경우 색상의 표현을 위해 컬러필터가 요구된다.
유기 발광 표시 장치의 경우 유기 발광 소자의 내부에 있는 전극에 의한 외부광의 반사로 시인성이 저하되는 문제가 있으며 시인성을 개선하기 위하여 편광층이 사용될 수 있다.
또한 컬러필터를 사용하는 경우, 컬러필터 자체의 투과율에 의한 광량 저하의 문제가 있을 수 있으며 이를 극복하기 위한 다양한 기술들이 사용되고 있다.
평판 디스플레이 패널에서 색상 구현을 위해 컬러필터를 사용하는 경우 컬러필터의 투과율로 광손실이 발생하는 문제가 있다. 또한. 유기 발광 소자를 사용하는 디스플레이 패널의 경우 외부광의 반사로 인한 시인성 저하 문제를 해결하기 위해, 편광층을 사용하여 외부광 반사를 줄임으로써, 시인성을 향상하도록 하였다. 그러나, 편광층을 이용하는 경우에도 여전히 광 손실이 발생하는 문제점이 있었다. 이에 본 발명의 발명자들은 편광층의 유무에 상관없이 광 손실을 최소화할 수 있는 디스플레이 패널을 발명하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해결 과제는 색상을 구현하기 위해 사용되는 컬러필터를 편광 발광층으로 대체하여 기존과 같이 색상을 구현하면서 컬러필터에 의한 광손실을 최소화 하는 디스플레이 패널 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해결 과제는 편광층과 동일한 편광 방향의 편광 발광층을 사용하여 편광층에 의한 광 손실없는 디스플레이 패널 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 편광 발광층을 포함하는 디스플레이 패널이 제공된다. 디스플레이 패널은 하나의 단위 픽셀을 구성하는 복수의 서브 픽셀 영역이 정의된 제1 기판 및 제1 기판과 대향하는 제2 기판을 포함한다. 제2 기판상에 구동소자, 화소전극, 유기발광층 및 공통전극을 포함하는 유기 발광 소자가 형성된다. 제1 기판상에 형성된 더미 전극상에 퀀텀라드(Quantum Rod)를 포함하는 편광 발광층이 형성된다.
퀀텀라드는 지름 100nm 이내의 물질로 빛을 받아 quantum confinement effect에 의하여 크기에 따라 다른 색을 내는 물질로서, aspect ratio(장축과 단축의 비율)가 1:1 이상일때 비편광 빛을 받아 장축 방향으로 편광된 빛을 발광한다. 이와 같이, 퀀텀라드 층을 포함하는 편광 발광층을 사용함으로서 컬러필터를 사용함으로서 발생할 수 있는 광 손실을 최소화할 수 있다.
퀀텀 라드층을 포함하는 편광 발광층의 형성 단계에서 퀀텀 라드층과 인접하게 더미전극을 형성하고, 더미 전극에 전류를 걸어 주면 쌍극자 모멘트(dipole moment)로 인하여 퀀텀 라드가 전류의 방향으로 정렬하게 되어 편광 발광층은 편광성을 갖게 된다.
이러한 편광 발광층은 디스플레이 패널에 부착되는 편광층과 편광 방향을 일치하도록 하여 편광층을 디스플레이 패널에 부착하는 경우에도 광 손실을 최소화 할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 유기 발광 소자는 구동소자, 화소전극, 유기발광층 및 공통전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유기발광층은 블루유기발광층일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유기발광층은 UV(Ultraviolet) 파장의 빛을 발광할 수 있는 UV유기발광층일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 공통전극은 투명전극일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 더미전극은 투명전극 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 더미전극은 편광 발광층에 대응하여 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 편광 발광층은 퀀텀라드(Quantum rods)를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 퀀텀 라드는 레드 권텀라드, 블루 퀀텀라드 및 그린 퀀텀라드 중에서 선택된 퀀텀 라드 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 기판 상에 편광층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 편광 발광층과 편광층의 편광 방향은 서로 일치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널 제조방법이 제공된다. 디스플레이 패널 제공 방법은 제1 기판에 유기 발광 소자를 형성하고, 제2 기판에 복수의 더미전극을 형성하고, 제2 기판에 편광 발광층을 형성하는 단계를 포함한다. 여기서, 제2 기판에 편광 발광층을 형성하는 것은 편광 발광층의 편광성을 확보할 수 있도록 더미전극에 전류를 가하는 것을 포함하고, 제1 기판과 제2 기판을 합착하는 것을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 더미전극을 형성하는 것은 마스크를 사용한 드라이 에칭 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 더미전극을 형성하는 것은 더미전극이 빗살무늬 패턴을 갖도록 패터닝하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 편광 발광층을 형성하는 것은 휘발성 용매에 혼합된 퀀텀라드를 도포할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 편광 발광층을 구비함으로써 컬러필터를 사용하지 않고 색 표현을 할 수 있으므로, 컬러필터로 인한 광 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 퀀텀 라드를 포함하는 편광 발광층은 편광된 빛을 발광 함으로서 편광층으로 인한 광 손실을 최소화 할 수 있다.
또한, 더미전극은 디스플레이 패널을 구동할 때 전류를 조절하여 퀀텀 라드의 전기적 특성을 제어함으로써 편광 발광층의 발광량을 조절할 수 있다.
편광 발광층의 자체 발광으로 인한 광 효율 증가로 디스플레이 패널의 전력 소모량을 감소시킬 수 있는 효과가 있으며, 디스플레이 패널의 수명 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 모든 서브 픽셀에 대응하는 편광 발광층을 포함하는 디스플레이 패널의 개략적인 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광층과 더미전극을 포함하는 디스플레이 패널의 개략적인 단면도이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 일부 서브 픽셀에 대응하는 편광 발광층을 포함하는 디스플레이 패널의 개략적인 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 발광층의 편광성을 설명하기 위한 더미 전극과 편광 발광층을 포함하는 서브픽셀에 대한 개략적인 평면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 발광층의 편광성을 설명하기 위한 디스플레이 패널의 개략적인 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 발광층을 포함하는 서브 픽셀로 정의되는 다양한 단위 화소의 예에 대한 설명하는 개략적인 평면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 발광층을 포함하는 디스플레이 패널의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
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 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 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 명세서 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.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, “~후에”, “~에 이어서”, “~다음에”, “~전에” 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, “바로” 또는 “직접”이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
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, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 발광층을 포함하는 디스플레이 패널의 다양한 구성에 대해 설명한다.
퀀텀 라드(Quantum rod)는 지름 100nm 이내의 물질로 빛을 받아 양자 제한 효과(quantum confinement effect)에 의하여 퀀텀 라드의 구성 및 길이에 따라 다른 색을 내는 물질이다.
퀀텀 라드는 특히 퀀텀 라드의 장축과 단축의 비율이 1:1 이상일 때 장축 방향으로 편광된 빛을 발광한다. 특히 퀀텀 라드의 결정구조가 Wurtzite결정 구조인 경우 편광 특성이 더 바람직 하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 모든 서브 픽셀에 대응하는 편광 발광층을 포함하는 디스플레이 패널의 개략적인 단면도이다.
도 1a를 참조하면 도 1a에서는 유기 발광 디스플레이 방식을 예로서 설명한다. 그러나, 유기 발광 디스플레이 방식이 아닌 액정 표시 장치와 같은 방식의 발광 방식도 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(100)은 제1 기판(110), 유기 발광 소자(120)를 포함한다.
제1 기판(110) 상에 구동소자(121)가 형성되어 있고, 구동소자(121)과 연결된 화소전극(122)이 형성되어 있다.
화소전극(122)상에 유기발광층(123) 및 공통전극(125)이 형성되며 단위 픽셀(PXL)을 정의하는 서브픽셀(SP)을 구분하도록 뱅크층(124)이 형성되어 있다. 공통전극(125)은 투명도전성산화물로 이루어진 투명전극일 수 있다.
한편, 제1 기판(110)과 대향하는 제2 기판(130)이 제공된다.
제2 기판 아래에는 편광 발광층(150)과 블랙매트릭스(160)가 배치된다.
편광 발광층(150)은 하나 이상의 색상을 표현 할 수 있는 레드 편광 발광층(151), 그린 편광 발광층(152), 블루 편광 발광층(153)으로 구성될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
편광 발광층(150)은 퀀텀 라드(미도시)를 포함하며, 퀀텀라드(미도시)는 제1 기판(110)에 포함된 유기 발광 소자(120)에서 발광된 빛을 받아 양자 제한 효과(quantum confinement effect)에 의하여 자체 발광을 하게 된다. 편광 발광층(150)은 레드 퀀텀라드, 블루 퀀텀라드 및 그린 퀀텀라드 중에서 선택된 퀀텀라드일 수 있다.
편광 발광층(150)으로 입사되는 빛은 UV(ultra violet)광일 수 있으며 이에 상응하는 UV유기 발광 소자가 사용될 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
이때, 각 다양한 색상을 표현 할 수 있는 퀀텀 라드의 재료 및 구성은 표 1과 같이 정의될 수 있다.
구현색/파장 밴드갭 구조 및 구성 밴드갭 형태 리간드(Ligand) 직경/길이 비고
RED/610~640nm ZnSe / CdS Type-II Alkyl Phosphonic acid, Trioctylphosphine oxide 4~6 nm / 20~ 80 nm Core/Shell
Green/530~550nm CdSe / Cds Quasi Type-I Alkyl Phosphonic acid,Trioctylphosphine oxide 3~5nm / 20~80 nm Core/Shell
Blue/430~480nm Cds Single bandgap Alkylamine 4~6 nm / 20~80 nm Single Core
퀀텀 라드 종류 및 특성
이와 같은 퀀텀 라드는 리간드(Ligand)에 의한 표면처리가 된 구조로 파티클(Particle) 간의 인력에 의하여 파티클 어그리게이션(particle aggregation)이 발생하기 때문에 이를 방지하기 위하여 파티클 표면에 일정 체인의 길이를 갖는 유기물(ligand)을 붙여 파티클 어그리게이션을 방지하고 분산시킨다
리간드는 분산을 하고 있는 환경(용매)에 따라 달라지며 적어도 하나의 리간드를 사용한다.
Core 구조는 한 개 혹은 두개의 원소로 결정을 이룬 구조이다.
Core/shell 구조는 Core를 다른 밴드갭을 갖는 구조로 겹싸고 있는 구조이다.
Type Ⅰ은 코어 밴드갭이 shell의 밴드갭보다 작을 때이며 Type Ⅱ는 코어 밴드갭이 shell의 밴드갭보다 클 때이다.
제2 기판(130)이 편광층을 포함하지 않으나, 편광 발광층(160)의 퀀텀라드들이 마치 편광층과 같이 일정한 편광 방향을 가짐으로써, 외광에 의한 반사광을 최소화될 수 있다.
편광층과 같이 일정한 편광 방향을 퀀텀라드들은 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 특정한 방식에 제한되지 않는다. 퀀텀라드에 외부로부터의 자력이나 전기력이 인가되어 입사되는 빛을 일 방향으로 편광시키도록 퀀텀라드가 배열될 수도 있다. 예를 들어, 자력이나 전기력이 인가되는 전극이 이동 수단에 장착되어 디스플레이 패널(100)의 외측에 배치되고 이동 수단이 특정 방향으로 이동됨으로써, 디스플레이 패널(100)의 편광 발광층(160)의 퀀텀라드들이 그 이동에 따라 배열될 수 있다. 또는 편광 발광층(160) 내에 퀀텀라드 배열을 위한 전극이 포함되고, 전극에 일정한 전압을 가함으로써, 인접한 편광 발광층(160)의 퀀텀라드 배열이 조정될 수도 있다. 이에 의해 편광 발광층(160)이 입사되는 외광에 대한 반사율을 감소시키게 되고, 디스플레이 패널(100)의 시인성이 향상된다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광층과 더미전극을 포함하는 디스플레이 패널의 개략적인 단면도이다.
도 1b를 참조하면, 디스플레이 패널(100)은 제1 기판(110), 유기 발광 소자(120), 제2 기판(130), 더미전극(140), 편광 발광층(150), 블랙매트릭스(160) 및 편광층(170)을 포함한다.
도 1b에서의 디스플레이 패널(100)은 도 1a서의 디스플레이 패널(100)에서 제2 기판(130) 상에 편광층(170)을 추가로 포함한다. 편광층(170)을 포함하는 디스플레이 패널(100)은 편광 발광층(150)과 편광층(170)의 편광 방향이 일치하도록 구성된다. 먼저, 편광층(170)에 의한 반사광이 감소되고, 편광 발광층(150)과 편광층(170)의 편광 방향이 일치함으로써, 디스플레이 패널(100)로부터 발산되는 광 효율이 감소되지 않고 유지될 수 있다.
편광층(170)과 편광 발광층(150)의 편광 방향을 일치하도록 편광 발광층(150)의 편광 방향을 결정하는 방법은 추후에 설명하도록 한다.
도 1b에서의 디스플레이 패널(100)은 예시로서, 더미전극(140)이 편광 발광층(150) 내에 배치되는 디스플레이 패널(100)이다. 편광 발광층(150)의 퀀텀라드를 통한 편광 방향이 편관층(170)의 편광 방향과 일치하도록, 더미전극(140)에 전압이 인가되고, 퀀텀라드가 정렬된다.
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 일부 서브 픽셀에 대응하는 편광 발광층을 포함하는 디스플레이 패널의 개략적인 단면도이다. 도 1c를 참조하면, 디스플레이 패널(100)은 제1 기판(110), 유기 발광 소자(120), 제2 기판(130), 더미전극(140), 편광 발광층(150), 블랙매트릭스(160) 및 편광층(170)을 포함한다.
단위 픽셀(PXL)은 복수의 서브픽셀(SP)로 정의된다.
제2 기판(130)은 적어도 하나의 서브픽셀(SP)과 대향하는 영역에 편광 발광층(150)을 포함한다.
유기 발광 소자(120)의 유기 발광층(123)으로 블루 빛을 발광하는 블루 유기 발광층을 포함하는 경우 블루 서브픽셀영역에 해당하는 비편광 발광층(154)은 더미전극 및 퀀텀 라드를 선택적으로 포함할 수 있거나 도 1c에 도시된 바와 같이 포함하지 않을 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 발광층의 편광성을 설명하기 위한 더미 전극과 편광 발광층을 포함하는 서브픽셀에 대한 개략적인 평면도이다.
도 2a를 참조하면, 단위 서브 픽셀(SP) 영역에 대응하여 더미전극(240)과 편광 발광층(250)이 형성된다. 더미전극(240)은 투명도전성산화물로 이루어진 투명전극일 수 있다.
더미전극(240)상에 편광 발광층(250)이 형성되어 있으며 편광 발광층(250)은 퀀텀 라드(255)를 포함한다.
더미 전극(240)은 편광 발광층(250)을 형성하는 단계에서 편광 발광층(250)에 포함된 퀀텀 라드(255)를 정렬하기 위한 전극(240)으로 사용될 수 있다.
더미 전극(240)에 교류 전류를 가하는 경우 퀀텀 라드(255)는 쌍극자 모멘트(dipole moment)로 인하여 퀀텀 라드의 정렬 방향을 정렬하기 위한 운동에너지를 생성하며, 양 측면의 더미 전극(240) 방향으로 장축이 정렬하게 된다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 발광층의 편광성을 설명하기 위한 디스플레이 패널의 개략적인 평면도이다.
도 2a 및 2b를 참조하면 더미전극(240)은 적어도 하나의 서브픽셀(SP)를 포함하는 디스플레이 패널의 액티브 영역(AA)에 형성되며 도 2a의 경우와 같이 서브 픽셀(SP) 각각의 영역에 복수의 더미전극(240)을 형성할 수 있으며, 도 2b의 경우와 같이 액티브 영역(AA)의 상하로부터 연장된 더미전극(240)을 형성할 수 있다. 더미전극은 편광 발광층에 대응하여 형성될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 발광층을 포함하는 서브 픽셀로 정의되는 다양한 단위 화소의 예에 대한 설명하는 개략적인 평면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 단위 서브픽셀에 퀀텀 라드를 포함하는 편광 발광층(350)의 구성이 게재되어 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이 레드 편광 발광층(351), 그린 편광 발광층(352), 블루 편광 발광층(353) 및 블랙매트릭스(360)을 사용하여 단위 픽셀을 구성할 수 있다.
그러나, 도 3b에 도시된 바와 같이 레드 편광 발광층(351), 그린 편광 발광층(352)을 사용하고 비편광 발광층(354)의 경우 퀀텀 라드를 포함하지 않도록 구성 가능하며 도 3b와 같이 구성한 경우 편광 발광층으로 입사 되는 광원은 블루 빛일 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광 발광층을 포함하는 디스플레이 패널의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들이다.
도 4a를 참조하면 제1 기판(410)에 단위 픽셀(PXL)을 정의하는 서브 픽셀(SP)영역에 대응하도록 구동소자(421), 화소전극(422), 유기 발광층(423), 공통전극(425) 및 뱅크층(424)를 형성한다.
이때, 유기 발광층(423)으로서 딥블루(Deep blue) 빛을 발광하는 유기물을 사용하거나 UV(Ultra violet)의 파장을 발광하는 유기물 또는 화이트 유기 발광층일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
도 4b를 참조하면, 제2 기판(430)에 더미전극(440)을 패터닝하여 형성한다. 더미전극(440)의 패턴은 도 2a 및 도 2b와 같은 패터닝으로 할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 더미전극(440)은 마스크를 사용한 드라이 에칭에 의해 패터닝될 수 있다. 또한 더미전극은 빗살무늬 패턴을 갖도록 패터닝될 수 있다.
더미전극(440)의 전극 라인의 폭은 2μm 전극간의 거리는 2μm 내외로 형성하는 것이 바람직하나 이에 제한되지 않는다.
도 4c를 참조하면, 더미전극(440)이 형성된 제2 기판(430)상에 블랙매트릭스(460) 및 편광 발광층(450)을 형성한다.
편광 발광층(450)은 퀀텀 라드를 포함하며, 포함된 퀀텀라드의 종류에 따라 레드 편광 발광층(451), 그린 편광 발광층(452) 및 블루 편광 발광층(453)으로 구분하여 형성한다. 편광 발광층(450)은 휘발성 용매에 혼합된 퀀텀라드를 도포함으로써 형성된다.
편광 발광층(450)을 형성하는 단계에서 더미전극(440)에 교류 전압을 가압하여 편광 발광층(450)에 포함된 퀀텀 라드가 정렬할 수 있도록 한다.
이후, 제1 기판(410)과 제2 기판(430)을 합착하도록 한다.
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 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
100, 400: 디스플레이 패널
110: 제1 기판
120: 유기 발광 소자
130: 제2 기판
140, 240: 더미전극
150, 250, 350: 편광 발광층
255: 퀀텀 라드
160, 360: 블랙매트릭스
170: 편광층

Claims (15)

  1. 하나의 단위 픽셀을 구성하는 복수의 서브 픽셀 영역이 정의된 제1 기판;
    상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판;
    상기 제1 기판 상의 상기 서브 픽셀 영역과 대응하는 유기 발광 소자; 및
    상기 유기 발광 소자 상의 적어도 하나의 상기 서브 픽셀 영역과 대응하는 편광 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 유기 발광 소자는 구동소자, 화소전극, 유기발광층 및 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 유기발광층은 블루유기발광층인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 유기발광층은 UV(Ultraviolet) 파장의 빛을 발광시키기 위한 UV유기발광층인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 공통전극은 투명전극인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 편광 발광층 내에 배치된 복수의 더미전극을 더 포함하고,
    상기 더미전극은 투명전극인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 더미전극은 상기 편광 발광층에 대응하여 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 편광 발광층은 퀀텀라드(Quantum rods)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 퀀텀 라드는 레드 권텀라드, 블루 퀀텀라드 및 그린 퀀텀라드 중에서 선택된 퀀텀 라드인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 기판 상의 편광층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 편광 발광층과 상기 편광층의 편광 방향은 서로 일치하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
  12. 제1 기판에 유기 발광 소자를 형성하는 단계;
    제2 기판에 복수의 더미전극을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 기판에 편광 발광층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 기판에 편광 발광층을 형성하는 단계는
    상기 편광 발광층의 편광성을 확보할 수 있도록 더미전극에 전류를 가하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제조방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 더미전극을 형성하는 단계는 마스크를 사용한 드라이 에칭 단계를 포함하는 디스플레이 패널 제조방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 더미전극을 형성하는 단계는 상기 더미전극이 빗살무늬 패턴을 갖도록 패터닝하는 단계를 포함하는 디스플레이 패널 제조방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 편광 발광층을 형성하는 단계는 휘발성 용매에 혼합된 퀀텀라드를 도포하는 단계를 포함하는 디스플레이 패널 제조방법.
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