WO2021054663A1 - 표시 장치 - Google Patents

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WO2021054663A1
WO2021054663A1 PCT/KR2020/012070 KR2020012070W WO2021054663A1 WO 2021054663 A1 WO2021054663 A1 WO 2021054663A1 KR 2020012070 W KR2020012070 W KR 2020012070W WO 2021054663 A1 WO2021054663 A1 WO 2021054663A1
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light
electrode
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light emitting
space
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배광수
박범수
오민정
조영제
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삼성디스플레이 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a display device, for example, to a display device including a light emitting element.
  • the display device may display an image by using a light emitting device such as a light emitting diode as a light source of a pixel.
  • a light emitting device such as a light emitting diode as a light source of a pixel.
  • Light-emitting diodes exhibit relatively suitable or good durability even under harsh environmental conditions, and exhibit excellent performance in terms of life and luminance.
  • An object of the present invention is to provide a display device having improved light-incidence efficiency of light emitted from a light-emitting element to a light conversion layer.
  • a display device provided in the display device including a barrier structure including a first surface, a second surface, and a third surface, a light conversion layer disposed on the barrier structure, and a protective layer disposed on the light conversion layer.
  • a first space defined by the second and third surfaces may be formed between the substrate and the barrier structure.
  • a second space defined by the first and second surfaces may be formed between the barrier structure and the protective layer. The first space and the second space may be alternately positioned along the first direction.
  • the light emitting device may be disposed in the first space.
  • the light conversion layer may be disposed in at least one of the second spaces.
  • the third surface may have a hole overlapping the light emitting device.
  • the display device may further include a color filter disposed on the light conversion layer.
  • the light conversion layer may include a base resin and wavelength conversion particles dispersed in the base resin.
  • the light conversion layer may further include light scattering particles dispersed in the base resin.
  • the first surface is closer to the substrate than the third surface, and the first surface and the third surface may be alternately arranged along the first direction.
  • the second surface may be disposed between the first surface and the third surface to connect the first surface and the third surface.
  • the first space may be sealed by the substrate, the barrier structure, and the protective layer and filled with air.
  • the display device may further include a fixing pattern disposed inside the first space.
  • the light emitting device may be fixed between the substrate and the fixing pattern.
  • the display device may further include a light blocking pattern positioned along a surface of the second surface in the second space in which the light conversion layer is not included.
  • the shading pattern may include a metallic material.
  • the display device may further include a black matrix filled in the second space in which the light conversion layer is not included.
  • the black matrix may absorb and block incident light.
  • a display device including a light conversion layer disposed on and a barrier structure provided on the substrate and including a first surface, a second surface, and a third surface may be provided.
  • a first space defined by the second and third surfaces may be formed between the substrate and the barrier structure.
  • a second space defined by the first surface and the second surface may be formed in the barrier structure.
  • the first space and the second space may be alternately positioned along the first direction.
  • the light conversion layer may be disposed in the first space.
  • the light emitting device may be disposed in at least one of the second spaces.
  • the first surface may have a first hole that exposes at least a portion of the first electrode and the second electrode and overlaps the light emitting element.
  • the third surface may have a second hole overlapping the light conversion layer.
  • the display device may further include a protective layer disposed on the barrier structure and a color filter disposed on the protective layer.
  • the light conversion layer may include a base resin, wavelength conversion particles dispersed inside the base resin, and light scattering particles dispersed inside the base resin.
  • the first surface is closer to the substrate than the third surface, and the first surface and the third surface may be alternately arranged along the first direction.
  • the second surface may be disposed between the first surface and the third surface to connect the first surface and the third surface.
  • the display device may further include a light blocking pattern positioned along a surface of the second surface in the second space in which the light emitting element is not included.
  • the shading pattern may include a metallic material.
  • the display device may further include a black matrix overlapping the second space in which the light emitting element is not disposed on the barrier structure.
  • the black matrix may absorb and block incident light.
  • the light conversion layer may be disposed at a position horizontal to the light emitting device by the barrier structure, thereby improving the efficiency in which light emitted from the light emitting device enters the light conversion layer. have.
  • FIG. 1A and 1B are perspective views of a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view schematically illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 3A and 3B are circuit diagrams each illustrating a pixel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a pixel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view of a pixel unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a pixel unit according to an exemplary embodiment taken along line A-A' of FIG. 5.
  • FIG. 7 to 9 are cross-sectional views of a pixel unit according to various embodiments, and are cross-sectional views corresponding to line AA′ of FIG. 5.
  • FIG. 10 is a plan view of a pixel unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a pixel unit according to an exemplary embodiment taken along line B-B' of FIG. 10.
  • FIG. 12 and 13 are cross-sectional views of a pixel unit according to various embodiments, and are cross-sectional views corresponding to line B-B' of FIG. 10.
  • FIG. 1A and 1B are perspective views of a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a light emitting device LD includes a first semiconductor layer 11, a second semiconductor layer 13, and first and second semiconductor layers 11 It may include an active layer 12 interposed between, 13).
  • the light emitting device LD may be implemented as a laminate in which the first semiconductor layer 11, the active layer 12, and the second semiconductor layer 13 are sequentially stacked.
  • the light emitting device LD may be provided in a rod shape extending along one direction.
  • the light emitting element LD may have a first end EP1 and a second end EP2 along the length direction.
  • the other one can be placed.
  • the first semiconductor layer 11 may be disposed at the first end EP1 and the second semiconductor layer 13 may be disposed at the second end EP2.
  • the light emitting device LD may be provided in a rod shape.
  • the term "bar” includes a rod-like shape or a bar-like shape that is long in the longitudinal direction (eg, an aspect ratio greater than 1), such as a cylinder or a polygonal column. can do.
  • the length of the light emitting element LD may be larger than its diameter.
  • the present invention is not limited thereto.
  • it may be a light emitting device having a core-shell structure.
  • the light emitting device LD may be manufactured to be small enough to have a diameter and/or length of a micro-scale or a nano-scale.
  • the diameter of the light emitting device LD may be 600 nm or less, and the length of the light emitting device LD may be 4 ⁇ m or less, but the size of the light emitting device LD is not limited thereto, and the light emitting device LD is applied.
  • the size of the light emitting element LD may be changed to meet the requirements of the display device.
  • the first semiconductor layer 11 may include at least one n-type semiconductor layer, for example.
  • the first semiconductor layer 11 may include any one of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, and may include a semiconductor layer doped with a first dopant such as Si, Ge, Sn, etc. have.
  • the material constituting the first semiconductor layer 11 is not limited thereto.
  • the first semiconductor layer 11 may be made of various materials.
  • the active layer 12 is formed on the first semiconductor layer 11 and may be formed in a single or multiple quantum well structure.
  • the active layer 12 may emit light having a wavelength of 400 nm to 900 nm, and may use a double heterostructure.
  • a cladding layer (not shown) doped with a dopant may be formed above and/or below the active layer 12.
  • the cladding layer may be implemented as an AlGaN layer or an InAlGaN layer.
  • materials such as AlGaN and AlInGaN may be used as the active layer 12, and various other materials may constitute the active layer 12.
  • the light-emitting element LD When an electric field of a predetermined voltage or higher is applied to both ends of the light emitting element LD, the electron-hole pairs are coupled in the active layer 12 to cause the light emitting element LD to emit light.
  • the light-emitting element LD can be used as a light source for various light-emitting devices including pixels of a display device.
  • the second semiconductor layer 13 is provided on the active layer 12 and may include a semiconductor layer of a different type (or type) from the first semiconductor layer 11.
  • the second semiconductor layer 13 may include at least one p-type semiconductor layer.
  • the second semiconductor layer 13 may include at least one semiconductor material of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, and InN, and may include a semiconductor layer doped with a second dopant such as Mg.
  • the material constituting the second semiconductor layer 13 is not limited thereto, and various other materials may constitute the second semiconductor layer 13.
  • the light emitting device LD in addition to the first semiconductor layer 11, the active layer 12, and the second semiconductor layer 13, the light emitting device LD includes other phosphors on top and/or bottom of each layer.
  • a layer, an active layer, a semiconductor layer and/or an electrode layer may be further included.
  • the light emitting device LD is at least disposed on one end (for example, an upper surface) side of the second semiconductor layer 13 or one end (for example, a lower surface) side of the first semiconductor layer 11. It may further include one electrode layer.
  • the light emitting device LD may further include an electrode layer 15 disposed on one end side of the second semiconductor layer 13, as shown in FIG. 1B.
  • the electrode layer 15 may be an ohmic contact electrode, but is not limited thereto.
  • the electrode layer 15 may include a metal or a metal oxide, for example, chromium (Cr), titanium (Ti), aluminum (Al), gold (Au), nickel (Ni), ITO, and oxides thereof.
  • the electrode layer 15 may be substantially transparent or translucent. Accordingly, light generated by the light emitting device LD may pass through the electrode layer 15 and be emitted to the outside of the light emitting device LD.
  • the light emitting device LD may further include an insulating film 14.
  • the insulating film 14 may be omitted, and may be provided to cover only a part of the first semiconductor layer 11, the active layer 12, and the second semiconductor layer 13 have.
  • the insulating film 14 may be provided on portions other than both ends of the light emitting device LD, so that both ends of the light emitting device LD may be exposed.
  • FIGS. 1A and 1B illustrate a state in which a part of the insulating film 14 is removed, and the side surfaces of the actual light emitting device LD may be all surrounded by the insulating film 14.
  • the insulating film 14 may include a transparent insulating material.
  • the insulating film 14 may include at least one insulating material among SiO 2 , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 and TiO 2 , but is not limited thereto, and various materials having insulating properties may be used. I can.
  • the insulating film 14 prevents an electrical short that may occur when the active layer 12 is in electrical contact with conductive materials other than the first and second semiconductor layers 11 and 13, or prevents the occurrence of such an electrical short. It can be reduced. In addition, by forming the insulating film 14, surface defects of the light emitting device LD can be minimized or reduced, thereby improving lifespan and efficiency. In addition, when a plurality of light-emitting elements LD are closely disposed, the insulating film 14 prevents unwanted electrical shorts that may occur between the light-emitting elements LD, or reduces the likelihood of such an electrical short. You may.
  • the type, structure, and shape of the light emitting device LD according to the exemplary embodiment of the present invention may be variously changed.
  • FIG. 2 is a plan view schematically illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the display device 1000 may include a substrate SUB and a plurality of pixels PXL provided on the substrate SUB. Specifically, the display device 1000 may include a display area DA in which an image is displayed, and a non-display area NDA formed in a predetermined area excluding the display area DA.
  • the display area DA may be an area in which the pixels PXL are provided.
  • the non-display area NDA may be an area in which driving parts for driving the pixels PXL and various wiring parts (not shown) connecting the pixels PXL and the driving parts are provided.
  • the display area DA may have various shapes.
  • the display area DA has various shapes such as a closed polygon including a side of a straight line, a circle including a curved side, an ellipse, a semicircle including a side consisting of straight lines and curves, and a half ellipse. Can be provided.
  • each area may also be provided in various shapes such as a closed polygon including a straight side, a semicircle including a curved side, and a half ellipse. Also, the areas of the plurality of regions may be the same or different from each other.
  • the display area DA is provided as one area having a rectangular shape including a straight side
  • a case where the display area DA is provided as one area having a rectangular shape including a straight side will be described as an example.
  • the non-display area NDA may be provided on at least one side of the display area DA. In an embodiment of the present invention, the non-display area NDA may surround the display area DA.
  • the pixels PXL may be provided in the display area DA on the substrate SUB.
  • Each of the pixels PXL may include at least one light emitting device LD driven by a corresponding scan signal and a data signal.
  • the pixels PXL may include a light emitting device that emits white light and/or color light.
  • Each of the pixels PXL may emit any one color of red, green, and blue, but is not limited thereto.
  • each of the pixels PXL may emit one color of cyan, magenta, yellow, and white.
  • the pixels PXL include a first pixel PXL1 emitting light of a first color, a second pixel PXL2 emitting light of a second color different from the first color, and a first color and a first color.
  • a third pixel PXL3 that emits light of a third color different from the two colors may be included.
  • At least one first pixel PXL1, second pixel PXL2, and third pixel PXL3 disposed adjacent to each other may constitute one pixel unit PXU capable of emitting light of various colors. have.
  • the first pixel PXL1 may be a red pixel emitting red light
  • the second pixel PXL2 may be a green pixel emitting green light
  • the third pixel PXL3 may be It may be a blue pixel that emits blue light.
  • the first pixel PXL1, the second pixel PXL2, and the third pixel PXL3 use a first color light emitting device, a second color light emitting device, and a third color light emitting device as a light source. By providing, it is possible to emit light of a first color, a second color, and a third color, respectively.
  • the first pixel PXL1, the second pixel PXL2, and the third pixel PXL3 are provided with light-emitting elements of the same (or substantially the same) color, and are disposed on each light-emitting element.
  • light conversion layers of different colors By including light conversion layers of different colors, light of the first color, the second color, and the third color may be emitted, respectively.
  • each pixel unit PXU the color, type, and/or number of pixels PXL constituting each pixel unit PXU are not particularly limited.
  • a plurality of pixels PXL may be provided to form rows and columns along a first direction DR1 and a second direction DR2 crossing the first direction DR1 and may be arranged in a matrix form.
  • the arrangement form of the pixels PXL is not particularly limited, and may be arranged in various forms.
  • the driver provides a signal to each of the pixels PXL through a wiring unit (not shown), and accordingly, may control driving of each of the pixels PXL.
  • wiring portions are omitted for convenience of description.
  • the driver includes a scan driver SDV providing a scan signal to the pixels PXL through a scan line, a light emission driver EDV providing an emission control signal to the pixels PXL through an emission control line, and a data line.
  • a data driver DDV that provides data signals to the pixels PXL and a timing controller (not shown) may be included.
  • the timing controller may control the scan driver SDV, the light emission driver EDV, and the data driver DDV.
  • each of the pixels PXL may be configured as an active pixel.
  • the type, structure, and/or driving method of the pixels PXL applicable to the present invention are not particularly limited.
  • FIGS. 3A and 3B are circuit diagrams each illustrating a pixel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIGS. 3A and 3B illustrate an example of a pixel constituting an active light emitting display panel.
  • each of the pixels PXL may include at least one light emitting element LD and a pixel driving circuit DC connected thereto to drive the light emitting element LD.
  • the first electrode (eg, the anode electrode) of the light emitting device LD may be connected to the first driving power supply VDD via the pixel driving circuit DC, and the second electrode (eg, the anode electrode) of the light emitting device LD
  • the cathode electrode may be connected to the second driving power source VSS.
  • the first driving power VDD and the second driving power VSS may have different potentials.
  • the second driving power VSS may have a potential lower than the potential of the first driving power VDD by more than a threshold voltage of the light emitting element LD.
  • the light-emitting element LD may emit light with a luminance corresponding to a driving current controlled by the pixel driving circuit DC.
  • each of the pixels PXL may include a plurality of light emitting devices connected in parallel and/or in series with each other.
  • the pixel driving circuit DC may include a first transistor M1, a second transistor M2, and a storage capacitor Cst.
  • the structure of the pixel driving circuit DC is not limited to the embodiment shown in FIG. 3A.
  • each of the pixels PXL may further include a pixel sensing circuit (not shown). The pixel sensing circuit may measure a value of the driving current of each of the pixels PXL and transmit the measured value to an external circuit (eg, a timing controller) so that each of the pixels PXL is compensated.
  • the first electrode of the first transistor M1 (switching transistor) may be connected to the data line DL, and the second electrode may be connected to the first node N1.
  • the first electrode and the second electrode of the first transistor M1 may be different electrodes.
  • the first electrode is a source electrode
  • the second electrode may be a drain electrode.
  • the gate electrode of the first transistor M1 may be connected to the scan line SL.
  • the first transistor M1 is turned on when a scan signal of a voltage (eg, a gate-on voltage) at which the first transistor M1 can be turned on is supplied from the scan line SL. ) And the first node N1 may be electrically connected.
  • the data signal of the frame is supplied to the data line DL, and accordingly, the data signal may be transmitted to the first node N1.
  • the data signal transmitted to the first node N1 may be stored in the storage capacitor Cst.
  • the first electrode of the second transistor M2 may be connected to the first driving power supply VDD, and the second electrode may be electrically connected to the first electrode (eg, an anode electrode) of the light emitting device LD. I can.
  • the gate electrode of the second transistor M2 may be connected to the first node N1.
  • the second transistor M2 may control the amount of driving current supplied to the light emitting devices LD in response to the voltage of the first node N1.
  • One electrode of the storage capacitor Cst may be connected to the first driving power VDD, and the other electrode may be connected to the first node N1.
  • the storage capacitor Cst may be charged with a voltage corresponding to the data signal supplied to the first node N1, and the charged voltage may be maintained until the data signal of the next frame is supplied.
  • FIG. 3A a first transistor M1 for transferring a data signal to the inside of each pixel PXL, a storage capacitor Cst for storing a data signal, and a driving current corresponding to the data signal are stored.
  • the present invention is not limited thereto, and the structure of the driving circuit DC may be variously changed.
  • the driving circuit DC controls the light emission time of the transistor for compensating the threshold voltage of the second transistor M2, the transistor for initializing the first node N1, and/or the light emitting element LD.
  • Other circuit elements such as at least one transistor such as a transistor for boosting the voltage of the first node N1 or a boosting capacitor for boosting the voltage of the first node N1 may be additionally included.
  • transistors included in the driving circuit DC for example, the first and second transistors M1 and M2 are all P-type transistors, but the present invention is not limited thereto. That is, at least one of the first and second transistors M1 and M2 included in the driving circuit DC may be changed to an N-type transistor.
  • the first and second transistors M1 and M2 of the driving circuit DC may be implemented as N-type transistors.
  • the configuration or operation of the driving circuit DC illustrated in FIG. 3B may be similar to that of the driving circuit DC of FIG. 3A except for a change in connection positions of some components due to a change in transistor type. Therefore, a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a pixel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • each of the pixels PXL includes a light emitting device LD, first to seventh transistors T1, T2, T3, T4, T5, T6, and T7, And a storage capacitor Cst.
  • the first electrode (eg, an anode electrode) of the light emitting device LD is connected to the first transistor T1 via the sixth transistor T6, and a second electrode (eg, a cathode electrode) of the light emitting device LD May be connected to the second driving power supply VSS.
  • the light emitting device LD may emit light with a predetermined luminance corresponding to the amount of current supplied from the first transistor T1.
  • One electrode of the first transistor T1 (drive transistor) may be connected to the first driving power supply VDD via the fifth transistor T5, and the other electrode is connected to the light emitting device ( LD) can be connected to the first electrode.
  • the first transistor T1 measures the amount of current flowing from the first driving power VDD to the second driving power VSS via the light emitting element LD. Can be controlled.
  • the second transistor T2 (switching transistor) may be connected between the data line DL and one electrode of the first transistor T1.
  • the gate electrode of the second transistor T2 may be connected to the scan line SL.
  • the second transistor T2 is turned on when a scan signal having a gate-on voltage is supplied to the scan line SL, thereby electrically connecting the data line DL and one electrode of the first transistor T1. have.
  • the third transistor T3 may be connected between the other electrode of the first transistor T1 and the first node N1.
  • the gate electrode of the third transistor T3 may be connected to the scan line SL.
  • the third transistor T3 is turned on when the scan signal of the gate-on voltage is supplied to the scan line SL, thereby electrically connecting the other electrode of the first transistor T1 and the first node N1. I can.
  • the fourth transistor T4 may be connected between the first node N1 and the initialization power Vint.
  • the gate electrode of the fourth transistor T4 may be connected to the previous scan line SL-1.
  • the fourth transistor T4 is turned on when the scan signal of the gate-on voltage is supplied to the previous scan line SL-1 to supply the voltage of the initialization power Vint to the first node N1.
  • the initialization power Vint may be set to a voltage lower than that of the data signal.
  • the fifth transistor T5 may be connected between the first driving power VDD and one electrode of the first transistor T1.
  • the gate electrode of the fifth transistor T5 may be connected to the i-th emission control line EL.
  • the fifth transistor T5 may be turned on when a light emission control signal of a gate-on voltage is supplied to the i-th emission control line EL, and may be turned off in other cases.
  • the sixth transistor T6 may be connected between the other electrode of the first transistor T1 and the first electrode of the light emitting element LD.
  • the gate electrode of the sixth transistor T6 may be connected to the emission control line EL.
  • the sixth transistor T6 may be turned on when a light emission control signal of a gate-on voltage is supplied to the light emission control line EL, and may be turned off in other cases.
  • the seventh transistor T7 may be connected between the initialization power Vint and the first electrode of the light emitting element LD.
  • the gate electrode of the seventh transistor T7 may be connected to the subsequent scan line SL+1.
  • the seventh transistor T7 is turned on when the scan signal of the gate-on voltage is supplied to the downstream scan line SL+1, and the voltage of the initialization power Vint is applied to the first electrode of the light emitting element LD. Can supply.
  • the storage capacitor Cst may be connected between the first driving power VDD and the first node N1. A data signal and a voltage corresponding to the threshold voltage of the first transistor T1 may be stored in the storage capacitor Cst.
  • transistors included in the driving circuit DC for example, the first to seventh transistors T1, T2, T3, T4, T5, T6, and T7 are all shown as P-type transistors.
  • the present invention is not limited thereto.
  • at least one of the first to seventh transistors T1, T2, T3, T4, T5, T6, and T7 may be changed to an N-type transistor.
  • FIG. 5 is a plan view of a pixel unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 6 is a schematic cross-sectional view of a pixel unit taken along line A-A' of FIG. 5.
  • 7 to 9 are cross-sectional views of a pixel unit according to various embodiments, and are cross-sectional views corresponding to line AA′ of FIG. 5.
  • each electrode is simplified and illustrated as a single electrode layer, but the present invention is not limited thereto.
  • "formed and/or provided in the same layer” may mean that it is formed in the same process.
  • the plurality of light-emitting elements LD are shown to be aligned in the first direction DR1, but the arrangement of the light-emitting elements LD is not limited thereto.
  • the light emitting device LD may be aligned in a diagonal direction between the first and second electrodes ELT1 and ELT2.
  • a display device includes a substrate SUB, a first electrode ELT1, a second electrode ELT2, a light emitting device LD, and a barrier structure CSL. , A light conversion layer (LCL), a light blocking pattern (SDM), and a protective layer (PSL).
  • LCD light conversion layer
  • SDM light blocking pattern
  • PSL protective layer
  • the substrate SUB may be a rigid substrate or a flexible substrate, and its material or physical properties are not particularly limited.
  • the substrate SUB may be a rigid substrate made of glass or tempered glass, or a flexible substrate made of a thin film made of plastic or metal.
  • the substrate SUB may be a transparent substrate, but is not limited thereto.
  • the substrate SUB may be a translucent substrate, an opaque substrate, or a reflective substrate.
  • the substrate SUB may be divided into first to third pixel regions PXA1, PXA2, and PXA3 to form the pixel region PXA.
  • the first pixel area PXA1 is an area where the first pixel PXL1 is disposed
  • the second pixel area PXA2 is an area where the second pixel PXL2 is disposed
  • the third pixel area PXA3 is a third area. It may be an area in which the pixel PXL3 is disposed.
  • the first to third pixels PXL1, PXL2, and PXL3 may be sequentially arranged in the pixel unit PXU1 along the first direction DR1. Accordingly, the first to third pixel regions PXA1, PXA2, and PXA3 may also be sequentially arranged along the first direction DR1.
  • the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may be disposed on the substrate SUB.
  • the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may be disposed in each of the pixel regions PXA of the substrate SUB.
  • the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may be alternately disposed along the first direction DR1 as illustrated in FIG. 5. That is, the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may be spaced apart from each other along the first direction DR1 on the substrate SUB with one light emitting element LD therebetween. Also, the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may extend along the second direction DR2.
  • the first electrode ELT1 may be electrically connected to the first end EP1 of each light emitting element LD.
  • the second electrode ELT2 may be electrically connected to the second end EP2 of each light emitting element LD.
  • the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may be disposed on the same plane and may have the same (or substantially the same) height. When the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 have the same height, one light emitting element LD may be more stably connected to each of the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2.
  • the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may be made of a conductive material.
  • the conductive material may include metals such as Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Ti, and alloys thereof.
  • first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may be formed as a single layer, but are not limited thereto, and may be formed as multiple layers.
  • first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may further include a capping layer (not shown) made of a transparent conductive material. The capping layer is disposed to cover the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 to prevent or reduce damage to the first and second electrodes ELT1 and ELT2 that may occur during the manufacturing process of the display device. I can.
  • the materials of the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 are not limited to the above-described materials.
  • the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may be made of a conductive material having a constant reflectance.
  • the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 are made of a conductive material having a constant reflectance, light emitted from both ends EP1 and EP2 of the light emitting element LD is in the direction in which the image is displayed (for example, , May proceed in the third direction DR3). That is, the light emission efficiency of the display device can be improved.
  • first and second electrodes ELT1 and ELT2 may be an anode electrode, and the other electrode may be a cathode electrode.
  • the first electrode ELT1 may be a cathode electrode
  • the second electrode ELT2 may be an anode electrode.
  • the present invention is not limited thereto, and the first electrode ELT1 may be an anode electrode, and the second electrode ELT2 may be a cathode electrode.
  • first and second electrodes ELT1 and ELT2 are directly provided on the substrate SUB, but the present invention is not limited thereto.
  • a component eg, a pixel circuit layer
  • for driving the display device as a passive matrix or an active matrix may be further provided between the first and second electrodes ELT1 and ELT2 and the substrate SUB. .
  • the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may provide a driving signal for driving each light emitting element LD.
  • the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may be electrically connected to any one of the driving circuit DC and the second driving power VSS.
  • the first electrode ELT1 may be electrically connected to the second driving power VSS, and the second electrode ELT2 may be electrically connected to the driving circuit DC.
  • the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 are respectively connected to the first end EP1 and the second end EP2 of the light emitting device LD to provide a driving signal to the light emitting device LD.
  • the light emitting element LD may emit light having a predetermined luminance in response to a driving current provided from the driving circuit DC.
  • FIGS. 5 and 6 illustrate that two first electrodes ELT1 and two second electrodes ELT2 are disposed in each of the pixel areas PXA. However, if necessary, each of the pixel areas The number of the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 disposed on the PXA may be changed.
  • the light emitting device LD may be provided on the substrate SUB, and may be disposed between the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2, for example. As described above, the first end EP1 of the light emitting device LD contacts (eg, electrically, directs or physically contacts) any one of the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2. , The second end EP2 may contact the other one of the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2.
  • the light-emitting element LD may receive driving current from the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 and emit light having a predetermined luminance in response to the provided driving current.
  • each light emitting device LD may be a blue light emitting device emitting light of the same color (eg, blue), but is not limited thereto, and each light emitting device LD has a different color (eg, , Red, green, and blue) light emitting devices.
  • the barrier structure CSL may be entirely provided on the substrate SUB.
  • the barrier structure CSL may be disposed to have a uniform (or substantially uniform) thickness as a whole.
  • the thickness of the barrier structure CSL may be 1 ⁇ m or less, but is not limited thereto.
  • the barrier structure CSL may be an inorganic layer including an inorganic material.
  • the barrier structure CSL may be formed of any one of silicon nitride (SiNx), silicon oxide (SiOx), and silicon oxynitride (SiOxNy).
  • the barrier structure CSL may include an inorganic layer including silicon nitride (SiNx).
  • the barrier structure CSL may be divided into a concave area VA, a convex area RA, and a connection area CA connecting the concave area VA and the convex area RA.
  • the concave area VA and the convex area RA may be alternately defined along the first direction DR1, and the connection area CA is each of the concave area VA and the convex area ( RA) can be defined between.
  • the barrier structure CSL may include a first surface S1, a second surface S2, and a third surface S3, and the first surface S1 is a surface disposed in the concave area VA, and The second surface S2 may be a surface disposed in the connection area CA, and the third surface S3 may be a surface disposed in the convex area RA.
  • the first surface S1, the second surface S2, and the third surface S3 may be integrally connected to each other.
  • the first surface S1 is a lower surface of the barrier structure CSL, and may be a surface adjacent to the substrate SUB. According to an embodiment, the first surface S1 may contact the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2.
  • the second surface S2 is a sidewall of the barrier structure CSL, and may be a surface surrounding the sidewalls of the light conversion layer LCL and the light blocking pattern SDM, which will be described later.
  • the first surface S1 and the third surface S3 of the barrier structure CSL may be connected by a second surface S2.
  • the second surface S2 may form a certain angle with the first surface S1.
  • the obtuse angle formed by the first surface S1 and the second surface S2 may be greater than 90 degrees and less than 120 degrees.
  • the present invention is not limited thereto, and the obtuse angle formed by the first surface S1 and the second surface S2 may be greater than 120 degrees according to the process of forming the barrier structure CSL.
  • the third surface S3 is an upper surface of the barrier structure CSL, and may be a surface further spaced apart from the substrate SUB than the first surface S1.
  • a first space IS defined by the substrate SUB, the second surface S2, and the third surface S3 may be formed between the barrier structure CSL and the substrate SUB.
  • Part of the first and second electrodes ELT1 and ELT2 and the light emitting device LD may be disposed in the first space IS between the barrier structure CSL and the substrate SUB.
  • the first space IS may be sealed by the substrate SUB, the barrier structure CSL, and the protective layer PSL and filled with air, but is not limited thereto and may be filled with other materials. have.
  • the third surface S3 may include a hole HP.
  • the hole HP may be an input port for injecting the light emitting device LD into the first space IS between the substrate SUB and the barrier structure CSL. At least a portion of the hole HP may overlap the light emitting element LD in the third direction DR3.
  • a second space OS may be formed between the barrier structure CSL and the protective layer PSL.
  • the second space OS may be a space defined by the first surface S1 and the second surface S2 of the barrier structure CSL.
  • a light conversion layer LCL which will be described later, may be disposed in the second space OS.
  • the first space IS and the second space OS may be formed alternately with each other along the first direction DR1.
  • the light conversion layer LCL may be provided on the substrate SUB.
  • the light conversion layer LCL may include a first wavelength conversion pattern LCP1, a second wavelength conversion pattern LCP2, and a light scattering pattern LCP3.
  • the first wavelength conversion pattern LCP1 is disposed in the first pixel area PXA1
  • the second wavelength conversion pattern LCP2 is disposed in the second pixel area PXA2
  • the light scattering pattern LCP3 is a third pixel. It may be disposed in the area PXA3.
  • the first wavelength conversion pattern LCP1, the second wavelength conversion pattern LCP2, and the light scattering pattern LCP3 may be spaced apart from each other along the first direction DR1, and the second It may be disposed to extend along the direction DR2.
  • the light conversion layer LCL may be formed in the second space OS defined by the first and second surfaces S1 and S2 of the barrier structure CSL.
  • the shape of the light conversion layer LCL may be determined according to the shape of the barrier structure CSL.
  • the first wavelength conversion pattern LCP1, the second wavelength conversion pattern LCP2, and the light scattering pattern LCP3 may include various particles dispersed in the base resin BR and the base resin BR, respectively.
  • the first wavelength conversion pattern LCP1 includes the first wavelength conversion particles WC1 dispersed in the base resin BR
  • the second wavelength conversion pattern LCP2 is dispersed inside the base resin BR.
  • the second wavelength converting particles WC2 are included, and the light scattering pattern LCP3 may include scattering particles SCT dispersed in the base resin BR.
  • the first wavelength conversion pattern LCP1 and the second wavelength conversion pattern LCP2 may further include scattering particles SCT dispersed in the base resin BR.
  • the base resin (BR) is not particularly limited as long as it is a material having high light transmittance and excellent dispersion properties for the first wavelength converting particles WC1, the second wavelength converting particles WC2, and the scattering particles SCT.
  • the base resin (BR) may include an organic material such as an epoxy resin, an acrylic resin, a cardo resin, or an imide resin.
  • the first wavelength conversion particles WC1 of the first wavelength conversion pattern LCP1 and the second wavelength conversion particles WC2 of the second wavelength conversion pattern LCP2 may convert a peak wavelength of incident light into another specific peak wavelength. . That is, the first wavelength converting particle WC1 and the second wavelength converting particle WC2 may convert the color of incident light.
  • the first wavelength converting particle WC1 may convert blue light provided from the light emitting device LD into red light and emit it, and the second wavelength converting particle WC2 converts blue light provided from the light emitting device LD into green light. It can be converted to and released. That is, the first pixel area PXA1 in which the first wavelength conversion pattern LCP1 is disposed emits red light, and the second pixel area PXA2 in which the second wavelength conversion pattern LCP2 is disposed emits green light. It may be an area to do.
  • Examples of the first wavelength converting particle WC1 and the second wavelength converting particle WC2 include quantum dots, quantum rods, or phosphors.
  • Quantum dots may be particulate matter that emits light of a specific wavelength while electrons transition from a conduction band to a valence band.
  • Quantum dots may be semiconductor nanocrystalline materials. Quantum dots may have a specific band gap according to their composition and size, absorb light, and then emit light having a unique wavelength. Examples of the semiconductor nanocrystals of quantum dots include Group IV nanocrystals, II-VI compound nanocrystals, III-V group compound nanocrystals, IV-VI group nanocrystals, or a combination thereof.
  • the group IV nanocrystal may be a binary compound such as silicon (Si), germanium (Ge), or silicon carbide (SiC), silicon-germanium (SiGe), etc. It is not limited.
  • the II-VI compound nanocrystals include binary compounds such as CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS and mixtures thereof, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe , ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS, CgSeS, CdZnTe, CdSnTe, CdSnTe, CdSnTe, CdSnTe, CdSnTe, CdSnTe, C
  • the group III-V compound nanocrystals are binary compounds such as GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb and mixtures thereof, GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs , GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InGaP, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb and mixtures thereof, or trielement compounds, or GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb , GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb, and quaternary compounds such as a mixture thereof may be exemplified, but the present invention is not limited thereto.
  • Group IV-VI nanocrystals are binary compounds such as SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe and mixtures thereof, SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe and mixtures thereof, etc.
  • Three-element compounds of, or quaternary compounds such as SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe, and mixtures thereof may be exemplified, but the present invention is not limited thereto.
  • the shape of the quantum dot is of a type generally used in the art and is not particularly limited, but, for example, spherical, pyramidal, multi-arm or cubic nanoparticles, nanotubes, nanowires, nanofibers , And/or nanoplatelet particles.
  • the above-described two-element compound, three-element compound, and/or quaternary element compound may be present in the particles at a uniform concentration, or may be present in the same particle as the concentration distribution is partially divided into different states.
  • Quantum dots may have a core-shell structure including a core including the above-described nanocrystal and a shell surrounding the core.
  • the interface between the core and the shell may have a concentration gradient in which the concentration of elements present in the shell decreases toward the center.
  • the shell of the quantum dot may serve as a protective layer for maintaining semiconductor properties by preventing or reducing chemical degeneration of the core and/or a charging layer for imparting electrophoretic properties to the quantum dots.
  • the shell may be a single layer or multiple layers. Examples of the shell of the quantum dot include metal or non-metal oxides, semiconductor compounds, or combinations thereof.
  • the oxide of the metal or non-metal is SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , ZnO, MnO, Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 , CuO, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , Two- element compounds such as CoO, Co 3 O 4 , and/or NiO, and/or MgAl 2 O 4 , CoFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 , and/or three-element compounds such as CoMn 2 O 4
  • the present invention is not limited thereto.
  • the semiconductor compound may exemplify CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnSeS, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InP, InSb, AlAs, AlP, AlSb, etc.
  • the invention is not limited thereto.
  • the light emitted by the quantum dots may have a full width of half maximum (FWHM) of about 45 nm or less, thereby improving color purity and color reproducibility of colors displayed by the display device.
  • FWHM full width of half maximum
  • light emitted by the quantum dots may be emitted toward various directions irrespective of the incident direction of the incident light. Through this, side visibility of the display device can be improved.
  • Both the first wavelength converting particle WC1 and the second wavelength converting particle WC2 may be formed of quantum dots.
  • the diameter of the quantum dots constituting the first wavelength converting particles WC1 may be larger than the diameter of the quantum dots constituting the second wavelength converting particles WC2.
  • the diameter of the quantum dots constituting the first wavelength conversion particle WC1 may be about 55 ⁇ to 65 ⁇
  • the diameter of the quantum dots constituting the second wavelength conversion particle WC2 may be about 40 ⁇ to 55 ⁇ , but is not limited thereto. .
  • the light scattering pattern LCP3 may include scattering particles SCT.
  • the first wavelength conversion pattern LCP1 and the second wavelength conversion pattern LCP2 may further include scattering particles SCT.
  • the scattering particles SCT may have a refractive index different from that of the base resin BR and may form an optical interface with the base resin BR.
  • Scattering particles (SCT) are not particularly limited as long as they are a material capable of scattering at least part of the transmitted light, but for example, titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), indium oxide It may be an oxide particle such as (In 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO) or tin oxide (SnO 2 ), and silica.
  • the scattering particles SCT may scatter light in a random direction irrespective of the incident direction of incident light without substantially converting the wavelength of light that passes through the light scattering pattern LCP3. Through this, side visibility of the display device may be improved.
  • the light blocking pattern SDM may be provided on the substrate SUB. As shown in FIG. 5, the light blocking patterns SDM may be spaced apart from each other in the first direction DR1 and may extend along the second direction DR2. The light blocking pattern SDM may be disposed along the boundary of each pixel area PXA. In other words, the light blocking pattern SDM may be disposed between the first wavelength conversion pattern LCP1 and the second wavelength conversion pattern LCP2, and of the second wavelength conversion pattern LCP2 and the light scattering pattern LCP3. It may be disposed between, and may be disposed between the light scattering pattern LCP3 and the first wavelength conversion pattern LCP1.
  • the light blocking pattern SDM is disposed in the second space OS defined by the first and second surfaces S1 and S2 disposed at the boundary between the pixel regions PXA of the barrier structure CSL. Can be.
  • the light blocking pattern SDM may include a light blocking material capable of blocking or reducing the transmission of light.
  • the light blocking pattern SDM is disposed between the pixel regions PXA to prevent or reduce light leakage and color mixing between adjacent pixels.
  • the light blocking pattern SDM may include a metal material or a material having a high reflectance to improve light emission efficiency of the display device.
  • the light blocking pattern SDM disposed between the areas PXA2 may block or reduce light traveling toward the second pixel area PXA2.
  • the light traveling toward the second pixel area PXA2 may be reflected so that the light proceeds toward the first pixel area PXA1 again.
  • the light reflected toward the first pixel area XPA1 may be emitted in a third direction DR3, which is a display direction, by a metal layer (eg, first electrodes ELT1 and ELT2) inside the first pixel area PXA1. Accordingly, light emission efficiency in the first pixel area PXA1 may be improved.
  • the protective layer PSL may be entirely provided on the substrate SUB.
  • the protective layer PSL may include an organic insulating film made of an organic material or an inorganic insulating film made of an inorganic material.
  • the protective layer PSL may cover the light conversion layer LCL. That is, the upper surfaces of the first wavelength conversion pattern LCP1, the second wavelength conversion pattern LCP2, and the light scattering pattern LCP3 may be covered, and the first wavelength conversion pattern LCP1 and the second wavelength conversion pattern LCP2 ), and the light scattering pattern LCP3 may be sealed by the barrier structure CSL and the protective layer PSL.
  • the sealing structure by the barrier structure (CSL) and the protective layer (PSL) includes the first wavelength conversion particles WC1 inside the first wavelength conversion pattern LCP1 and the second wavelength conversion particles inside the second wavelength conversion pattern LCP2. Deterioration of (WC2) can be prevented or reduced.
  • the protective layer PSL may include a protrusion.
  • the protrusion of the protective layer PSL may protrude toward the substrate SUB to fill at least a portion of the hole HP.
  • the light emitting device LD may receive a driving signal from the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2, and may emit light corresponding thereto.
  • Light emitted from the light emitting device LD may enter the light conversion layer LCL disposed in each pixel area PXA, and may proceed in a random direction by particles inside the light conversion layer LCL. .
  • light traveling in a direction other than the third direction DR3 is reflected by the first electrode ELT1, the second electrode ELT2, and the light blocking pattern SDM disposed on the substrate SUB. It can proceed in three directions DR3.
  • FIG. 7 to 9 are cross-sectional views of a pixel unit according to various embodiments, and are cross-sectional views corresponding to line AA′ of FIG. 5.
  • FIGS. 7 to 9 include the same or similar configurations to the embodiment shown in FIG. 6. This is referred to by the same or similar reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified, and differences between the embodiments are mainly described.
  • FIG. 7 is different from the embodiment of FIG. 6 in that the pixel unit PXU1a further includes a color filter layer CFL disposed in each pixel area PXA.
  • the pixel unit PXU1a includes a first pixel PXL1b, a second pixel PXL2b, and a third pixel PXL3b, and may further include a color filter layer CFL.
  • the color filter layer CFL may be provided on the substrate SUB.
  • the color filter layer CFL may include a first color filter CF1, a second color filter CF2, and a third color filter CF3.
  • the first pixel PXL1a includes a first color filter CF1, the second pixel PXL2a includes a second color filter CF2, and the third pixel PXL3a includes a third color filter CF3. It may include.
  • the first color filter CF1 may be disposed in the first pixel area PXA1 and may not be disposed in the second pixel area PXA2 and the third pixel area PXA3.
  • the second color filter CF2 may be disposed in the second pixel area PXA2 and may not be disposed in the first pixel area PXA1 and the third pixel area PXA3.
  • the third color filter CF3 may be disposed in the third pixel area PXA3 and may not be disposed in the first pixel area PXA1 and the second pixel area PXA2.
  • each of the color filters CF1, CF2, and CF3 may be spaced apart from each other based on the respective pixel regions PXA, but is not limited thereto. According to an exemplary embodiment, each of the color filters CF1, CF2, and CF3 may overlap at least a portion of each other along the boundary of the pixel regions PXA.
  • Each of the color filters CF1, CF2, and CF3 may selectively transmit some light of a specific wavelength and partially absorb other light.
  • the first color filter CF1 may be a red color filter. That is, the first color filter CF1 selectively transmits light of a red wavelength, but partially absorbs light in a wavelength band near the red wavelength to further sharpen the wavelength spectrum of red light displayed by the first pixel PXL1a. Can be (or narrowed), thereby improving color purity.
  • the second color filter CF2 may be a green color filter.
  • the second color filter CF2 selectively transmits green wavelength light, but partially absorbs light in a wavelength band near the green wavelength, thereby making the wavelength spectrum of green light displayed by the second pixel PXL2a sharper. I can.
  • the third color filter CF3 may be a blue color filter.
  • the third color filter CF3 selectively transmits blue light, but partially absorbs light in a wavelength band near the blue wavelength, thereby making the wavelength spectrum of blue light displayed by the third pixel PXL3a sharper. I can.
  • the display device can secure excellent color reproducibility through the first to third color filters CF1, CF2, and CF3.
  • FIG. 8 is different from the embodiment of FIG. 7 in that the pixel unit PXU1b further includes a black matrix BM positioned along the boundary of each pixel area PXA.
  • the pixel unit PXU1b includes a first pixel PXL1b, a second pixel PXL2b, and a third pixel PXL3b, and may further include a black matrix BM.
  • the black matrix BM may be provided on the substrate SUB, and may be disposed along the boundary of each pixel area PXA.
  • the black matrix BM is disposed in the second space OS defined by the first and second surfaces S1 and S2 disposed at the boundary between the pixel regions PXA of the barrier structure CSL. Can be. In an embodiment, the black matrix BM may be disposed to overlap with the above-described light blocking pattern SDM.
  • the black matrix BM may absorb light of all colors incident on the black matrix BM, thereby preventing or reducing light leakage and color mixing between adjacent pixels.
  • FIG. 9 is different from the embodiment of FIG. 6 in that the pixel unit PXU1c includes a fixed pattern ANCP disposed in the first space Isc of each pixel area PXA. .
  • the pixel unit PXUc includes a first pixel PXL1c, a second pixel PXL2c, and a third pixel PXL3c, and the fixed pattern ANCP disposed in each pixel area PXA. ) May be further included.
  • the fixing pattern ANCP may fill the first space ISc formed between the substrate SUB and the barrier structure CSL.
  • the fixing pattern ANCP may cover the upper portion of the light emitting device LD.
  • the fixing pattern ANCP may also be disposed between the substrate SUB and the light emitting device LD.
  • the light emitting device LD may be stably fixed on the substrate SUB by the fixing pattern ANCP.
  • the fixed pattern ANCP can prevent the light emitting element LD from detaching from the substrate SUB during the manufacturing process of the display device, and prevents or reduces defects caused by the detached light emitting element LD to display the display device. Reliability can be improved.
  • the fixing pattern ANCP may completely fill the first space ISc formed by the substrate SUB and the barrier structure CSL, but is not limited thereto. In another embodiment, the fixing pattern ANCP may cover at least a part of the light emitting device LD and may fill only a part of the first space ISc.
  • the material forming the fixing pattern ANCP is not particularly limited, but in an embodiment, the fixing pattern ANCP may include an organic material.
  • FIG. 10 is a plan view of a pixel unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 11 is a schematic cross-sectional view of a pixel unit according to an exemplary embodiment taken along line B-B' of FIG. 10.
  • the first and third surfaces S2 and S3 of the substrate SUB and the barrier structure CSLd are used.
  • the light conversion layer LCLd is disposed in the space IS, and the light emitting device LD is disposed in the second space OS formed by the first and second surfaces S1 and S2 of the barrier structure CSLd.
  • the pixel unit PXU2 may include first to third pixels PXL1d, PXL2d, and PXL3d, and the first to third pixels PXL1d, PXL2d and PXL3d include a substrate SUB, a first electrode ELT1, a second electrode ELT2, a light emitting device LD, a barrier structure CSLd, a light conversion layer LCLd, a light blocking pattern SDM, and It may include a protective layer (PSL).
  • the substrate SUB, the first electrode ELT1, the second electrode ELT2, the light emitting element LD, the light blocking pattern SDM, and the protective layer PSL are the same as or similar to those described above, so the overlapping description is Omit it.
  • the barrier structure CSLd may be entirely provided on the substrate SUB.
  • the barrier structure CSLd may include a first surface S1, a second surface S2, and a third surface S3.
  • a first space IS may be formed between the substrate SUB and the barrier structure CSLd by the second and third surfaces S2 and S3 of the substrate SUB and the barrier structure CSLd.
  • a first hole HP1 may be formed in the third surface S3 of the barrier structure CSLd.
  • the first hole HP1 may be an inlet through which the light conversion layer LCLd is injected.
  • the light conversion layer LCLd may be disposed in the first space IS between the barrier structure CSLd and the substrate SUB.
  • the light conversion layer LCLd disposed in the first space IS may completely fill the first space IS, but is not limited thereto, and may be partially filled.
  • a second space OS defined by the first and second surfaces S1 and S2 of the barrier structure CSLd may be formed on the barrier structure CSLd.
  • the first space IS and the second space OS may be alternately positioned along the first direction DR1.
  • one area of each of the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may be located, and the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 of the second space OS
  • the light-emitting element LD may be disposed therebetween.
  • a second hole HP2 may be formed in the first surface S1 of the barrier structure CSLd.
  • the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 may be exposed through the second hole HP2, and the light emitting element LD is disposed between the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2. I can.
  • the light-emitting element LD may contact the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2, respectively, in the second space OS, and receive a driving signal from the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2. Can be licensed.
  • the light conversion layer LCLd may be disposed in the first space IS formed between the substrate SUB and the barrier structure CSLd.
  • the light conversion layer LCLd may include a first wavelength conversion pattern LCP1d, a second wavelength conversion pattern LCP2d, and a light scattering pattern LCP3d.
  • the first wavelength conversion pattern LCP1d is disposed in the first pixel area PXA1
  • the second wavelength conversion pattern LCP2d is disposed in the second pixel area PXA2
  • the light scattering pattern LCP3d is a third pixel. It may be disposed in the area PXA3.
  • FIG. 12 and 13 are cross-sectional views of a pixel unit according to various embodiments, and are cross-sectional views corresponding to line B-B' of FIG. 10.
  • the pixel unit PXU2a may further include a color filter layer CFLe.
  • the color filter layer CFLe is provided on the substrate SUB and may be disposed on the protective layer PSL.
  • the color filter layer CFLe may include a first color filter CF1e, a second color filter CF2e, and a third color filter CF3e.
  • the first pixel PXL1e includes a first color filter CF1e
  • the second pixel PXL2e includes a second color filter CF2e
  • the third pixel PXL3e includes a third color filter CF3e. It may include.
  • the display device can secure excellent color reproducibility through the first to third color filters CF1e, CF2e, and CF3e.
  • the color filter layer CFLe of FIG. 11 may have a configuration similar to the color filter layer CFL of FIG. 7, and a detailed description of the color filter layer CFLe is redundant and will be omitted.
  • the pixel unit PXU2b includes a first pixel PXL1f, a second pixel PXL2f, and a third pixel PXL3f, and may further include a black matrix BMf.
  • the embodiment of FIG. 13 is different from the embodiment of FIG. 12 in that the black matrix BMf is further disposed, and other configurations are the same or similar.
  • the black matrix BMf is provided on the substrate SUB and may be disposed on the protective layer PSL.
  • the black matrix BMf may be disposed along the boundary of each of the pixels PXL1f, PXL2f, and PXL3f, and may be disposed on the same plane as the color filter layer CFL.
  • the black matrix BMf may prevent or reduce a light leakage phenomenon that may occur between the pixels PXL1f, PXL2f, and PXL3f.
  • the black matrix BMf of FIG. 13 may have a configuration similar to that of the black matrix BM of FIG. 8, and a detailed description of the black matrix BM is redundant and will be omitted.

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는, 기판, 상기 기판 상에 제1 방향을 따라 상호 이격 배치된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 발광 소자, 상기 기판 상에 제공되고, 제1 면, 제2 면 및 제3 면을 포함하는 배리어 구조물, 상기 배리어 구조물 상에 배치되는 광 변환층, 및 상기 광 변환층 상에 배치되는 보호층을 포함하되, 상기 기판 및 상기 배리어 구조물 사이에는 제2 면 및 제3 면에 의해 정의되는 제1 공간이 형성되고, 상기 배리어 구조물 및 상기 보호층 사이에는 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 의해 정의되는 제2 공간이 형성되며, 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간은 상기 제1 방향을 따라 서로 교번적으로 위치되고, 상기 발광 소자는 상기 제1 공간 내에 배치되며, 상기 광 변환층은 적어도 하나의 상기 제2 공간 내에 배치된다.

Description

표시 장치
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 예를 들면, 발광 소자를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)와 같은 발광 소자를 화소의 광원으로 이용하여 영상을 표시할 수 있다. 발광 다이오드는 열악한 환경 조건에서도 비교적 적합한 또는 양호한 내구성을 나타내며, 수명 및 휘도 측면에서도 우수한 성능을 나타낸다.
최근, 신뢰성이 높은 무기 결정 구조의 재료를 이용하여 발광 다이오드를 제조하고, 이를 발광 표시 장치의 패널에 활용하여 차세대 화소 광원으로 이용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로서, 마이크로 스케일 또는 나노 스케일 정도로 작은 발광 다이오드를 제조하고, 이를 각 화소의 광원으로 이용하는 발광 표시 장치에 대한 개발이 진행되고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 발광 소자로부터 방출된 광의 광 변환층으로의 입광 효율이 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 기판, 상기 기판 상에 제1 방향을 따라 상호 이격 배치된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 발광 소자, 상기 기판 상에 제공되고, 제1 면, 제2 면, 및 제3 면을 포함하는 배리어 구조물, 상기 배리어 구조물 상에 배치되는 광 변환층, 및 상기 광 변환층 상에 배치되는 보호층을 포함하는 표시 장치를 제공할 수 있다. 상기 기판 및 상기 배리어 구조물 사이에는 상기 제2 면 및 상기 제3 면에 의해 정의되는 제1 공간이 형성될 수 있다. 상기 배리어 구조물 및 상기 보호층 사이에는 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 의해 정의되는 제2 공간이 형성될 수 있다. 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간은 상기 제1 방향을 따라 서로 교번적으로 위치될 수 있다. 상기 발광 소자는 상기 제1 공간 내에 배치될 수 있다. 상기 광 변환층은 적어도 하나의 상기 제2 공간 내에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제3 면은 상기 발광 소자와 중첩하는 홀을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는 상기 광 변환층 상에 배치되는 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광 변환층은 베이스 수지 및 상기 베이스 수지 내부에 분산된 파장 변환 입자를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광 변환층은 상기 베이스 수지 내부에 분산된 광 산란 입자를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 면은 상기 제3 면보다 상기 기판에 더 인접하고, 상기 제1 면 및 상기 제3 면은 상기 제1 방향을 따라 교번적으로 배열될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 면은 상기 제1 면 및 상기 제3 면 사이에 배치되어 상기 제1 면 및 상기 제3 면을 연결할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 공간은 상기 기판, 상기 배리어 구조물, 및 상기 보호층에 의해 밀폐되어 공기로 충진될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는 상기 제1 공간의 내부에 배치된 고정 패턴을 더 포함할 수 있다. 상기 발광 소자는 상기 기판 및 상기 고정 패턴 사이에서 고정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는 상기 광 변환층이 포함되지 않은 상기 제2 공간에서 상기 제2 면의 표면을 따라 위치된 차광 패턴을 더 포함할 수 있다. 상기 차광 패턴은 금속 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는 상기 광 변환층이 포함되지 않은 상기 제2 공간 내에 충진된 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다. 상기 블랙 매트릭스는 입사된 광을 흡수하여 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 기판, 상기 기판 상에 제1 방향을 따라 상호 이격 배치된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 발광 소자, 상기 기판 상에 배치되는 광 변환층, 및 상기 기판 상에 제공되고, 제1 면, 제2 면, 및 제3 면을 포함하는 배리어 구조물을 포함한 표시 장치를 제공할 수 있다. 상기 기판 및 상기 배리어 구조물 사이에는 상기 제2 면 및 상기 제3 면에 의해 정의되는 제1 공간이 형성될 수 있다. 상기 배리어 구조물에는 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 의해 정의되는 제2 공간이 형성될 수 있다. 상기 제1 공간 및 상기 제2 공간은 상기 제1 방향을 따라 서로 교번적으로 위치될 수 있다. 상기 광 변환층은 상기 제1 공간 내에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자는 적어도 하나의 상기 제2 공간 내에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 면은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 노출하고, 상기 발광 소자와 중첩하는 제1 홀을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제3 면은 상기 광 변환층과 중첩하는 제2 홀을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는 상기 배리어 구조물 상에 배치되는 보호층 및 상기 보호층 상에 배치되는 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광 변환층은 베이스 수지, 상기 베이스 수지 내부에 분산된 파장 변환 입자, 및 상기 베이스 수지 내부에 분산된 광 산란 입자를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 면은 상기 제3 면보다 상기 기판에 더 인접하고, 상기 제1 면 및 상기 제3 면은 상기 제1 방향을 따라 교번적으로 배열될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 면은 상기 제1 면 및 상기 제3 면 사이에 배치되어 상기 제1 면 및 상기 제3 면을 연결할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는 상기 발광 소자가 포함되지 않은 상기 제2 공간에서 상기 제2 면의 표면을 따라 위치된 차광 패턴을 더 포함할 수 있다. 상기 차광 패턴은 금속 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는 상기 배리어 구조물 상에 상기 발광 소자가 배치되지 않은 상기 제2 공간과 중첩하는 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다. 상기 블랙 매트릭스는 입사된 광을 흡수하여 차단할 수 있다.
다양한 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 의하면, 배리어 구조물에 의해 발광 소자와 수평한 위치에 광 변환층을 배치할 수 있고, 이에 따라 발광 소자로부터 방출된 광이 광 변환층으로 입사되는 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 사시도들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 화소를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 유닛의 평면도이다.
도 6은 도 5의 A-A' 선을 따라 자른 일 실시예에 따른 화소 유닛의 개략적인 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 다양한 실시예들에 따른 화소 유닛의 단면도들로서, 도 5의 A-A' 선에 대응되는 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 유닛의 평면도이다.
도 11은 도 10의 B-B' 선을 따라 자른 일 실시예에 따른 화소 유닛의 개략적인 단면도이다.
도 12 및 도 13은 다양한 실시예들에 따른 화소 유닛의 단면도들로서, 도 10의 B-B' 선에 대응되는 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.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
한편, 도면에서 본 발명의 특징과 직접적으로 관계되지 않은 일부 구성 요소는 본 발명을 명확하게 나타내기 위하여 생략되었을 수 있다. 또한, 도면 상의 일부 구성 요소는 그 크기나 비율 등이 다소 과장되어 도시되었을 수 있다. 도면 전반에서 동일 또는 유사한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조 번호 및 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 사시도들이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자(LD)는 제1 반도체층(11)과, 제2 반도체층(13)과, 제1 및 제2 반도체층(11, 13) 사이에 개재된 활성층(12)을 포함할 수 있다. 일 예로, 발광 소자(LD)는 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13)이 순차적으로 적층된 적층체로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자(LD)는 일 방향을 따라 연장된 막대 형상으로 제공될 수 있다. 발광 소자(LD)의 연장 방향을 길이 방향이라고 하면, 발광 소자(LD)는 길이 방향을 따라 제1 단부(EP1)와 제2 단부(EP2)를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 단부(EP1)에는 제1 및 제2 반도체층(11, 13) 중 하나, 제2 단부(EP2)에는 제1 및 제2 반도체층(11, 13) 중 나머지 하나가 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 단부(EP1)에는 제1 반도체층(11)이 배치되고, 제2 단부(EP2)에는 제2 반도체층(13)이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자(LD)는 막대형으로 제공될 수 있다. 여기서 "막대형"이라고 함은 원기둥, 다각 기둥 등과 같이, 길이 방향으로 긴(예를 들어, 종횡비가 1보다 큰) 로드 형상(rod-like shape), 혹은 바 형상(bar-like shape)을 포함할 수 있다. 예컨대, 발광 소자(LD)의 길이는 그 직경보다 클 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 코어-쉘 구조의 발광 소자일 수도 있다.
발광 소자(LD)는 일 예로 마이크로 스케일 혹은 나노 스케일 정도의 직경 및/또는 길이를 가질 정도로 작게 제작될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(LD)의 직경은 600nm 이하이고, 발광 소자(LD)의 길이는 4um 이하일 수 있으나, 발광 소자(LD)의 크기가 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 소자(LD)가 적용되는 표시 장치의 요구 조건에 부합되도록 발광 소자(LD)의 크기가 변경될 수도 있다.
제1 반도체층(11)은 일 예로 적어도 하나의 n형 반도체층을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 반도체층(11)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 중 어느 하나의 반도체 재료를 포함하며, Si, Ge, Sn 등과 같은 제1 도펀트가 도핑된 반도체층을 포함할 수 있다.
제1 반도체층(11)을 구성하는 물질이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 다양한 물질로 제1 반도체층(11)을 구성할 수 있다.
활성층(12)은 제1 반도체층(11) 상에 형성되며, 단일 또는 다중 양자 우물 구조로 형성될 수 있다. 활성층(12)은 400nm 내지 900nm의 파장을 갖는 광을 방출할 수 있으며, 이중 헤테로 구조(double heterostructure)를 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 활성층(12)의 상부 및/또는 하부에는 도펀트가 도핑된 클래드층(미도시)이 형성될 수도 있다. 일 예로, 클래드층은 AlGaN층 또는 InAlGaN층으로 구현될 수 있다. 그 외에 AlGaN, AlInGaN 등의 물질도 활성층(12)으로 이용될 수 있으며, 이 외에도 다양한 물질이 활성층(12)을 구성할 수 있다.
발광 소자(LD)의 양 단부에 소정 전압 이상의 전계를 인가하게 되면, 활성층(12)에서 전자-정공 쌍이 결합하면서 발광 소자(LD)가 발광하게 된다. 이러한 원리를 이용하여 발광 소자(LD)의 발광을 제어함으로써, 발광 소자(LD)를 표시 장치의 화소를 비롯한 다양한 발광 장치의 광원으로 이용할 수 있다.
제2 반도체층(13)은 활성층(12) 상에 제공되며, 제1 반도체층(11)과 상이한 타입(또는 종류)의 반도체층을 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 반도체층(13)은 적어도 하나의 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 반도체층(13)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 중 적어도 하나의 반도체 재료를 포함하며, Mg 등과 같은 제2 도펀트가 도핑된 반도체층을 포함할 수 있다. 제2 반도체층(13)을 구성하는 물질이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 다양한 물질이 제2 반도체층(13)을 구성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 소자(LD)는 상술한 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13) 외에도 각 층의 상부 및/또는 하부에 다른 형광체층, 활성층, 반도체층 및/또는 전극층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 발광 소자(LD)는 제2 반도체층(13)의 일단(일 예로, 상부면) 측 또는 제1 반도체층(11)의 일단(일 예로, 하부면) 측에 배치되는 적어도 하나의 전극층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(LD)는 도 1b에 도시된 바와 같이, 제2 반도체층(13)의 일단 측에 배치된 전극층(15)을 더 포함할 수 있다. 전극층(15)은 오믹(Ohmic) 컨택 전극일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 전극층(15)은 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있으며, 일 예로, 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 금(Au), 니켈(Ni), ITO 및 이들의 산화물 또는 합금 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 실시예에 따라, 전극층(15)은 실질적으로 투명 또는 반투명할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(LD)에서 생성되는 빛이 전극층(15)을 투과하여 발광 소자(LD)의 외부로 방출될 수 있다.
또한, 발광 소자(LD)는 절연 피막(14)을 더 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따르면 절연 피막(14)은 생략될 수도 있으며, 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13) 중 일부만을 덮도록 제공될 수도 있다. 예를 들어, 절연 피막(14)은 발광 소자(LD)의 양 단부를 제외한 부분에 제공됨으로써 발광 소자(LD)의 양 단부가 노출될 수도 있다.
설명의 편의를 위해, 도 1a 및 도 1b에서는 절연 피막(14)의 일부를 삭제한 모습을 도시한 것으로서, 실제 발광 소자(LD)의 측면이 모두 절연 피막(14)으로 둘러싸일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 절연 피막(14)은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연 피막(14)은 SiO 2, Si 3N 4, Al 2O 3 및 TiO 2 중 적어도 하나 이상의 절연물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 절연성을 갖는 다양한 재료가 사용될 수 있다.
절연 피막(14)은 활성층(12)이 제1 반도체층(11) 및 제2 반도체층(13) 외의 전도성 물질과 전기적으로 접촉하여 발생할 수 있는 전기적 단락을 방지하거나, 이러한 전기적 단락의 발생 가능성을 저감할 수 있다. 또한, 절연 피막(14)을 형성함에 의해 발광 소자(LD)의 표면 결함을 최소화 또는 저감하여 수명과 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 복수의 발광 소자(LD)들이 밀접하게 배치되는 경우, 절연 피막(14)은 각 발광 소자(LD)의 사이에서 발생할 수 있는 원치 않은 전기적 단락을 방지하거나, 이러한 전기적 단락의 발생 가능성을 저감할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 의한 발광 소자(LD)의 종류, 구조 및 형상 등은 다양하게 변경될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 1a 내지 도 2를 참조하면, 표시 장치(1000)는, 기판(SUB)과, 기판(SUB) 상에 제공된 복수의 화소들(PXL)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 표시 장치(1000)는, 영상이 표시되는 표시 영역(DA)과, 표시 영역(DA)을 제외한 소정의 영역에 형성된 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)은 화소들(PXL)이 제공되는 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 화소들(PXL)을 구동하기 위한 구동부들, 및 화소들(PXL)과 구동부들을 연결하는 각종 배선부들(미도시)이 제공되는 영역일 수 있다.
표시 영역(DA)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 표시 영역(DA)은 직선으로 이루어진 변을 포함하는 닫힌 형태의 다각형, 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 원, 타원 등, 직선과 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 반원, 반타원 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
표시 영역(DA)이 복수 개의 영역을 포함하는 경우, 각 영역 또한 직선의 변을 포함하는 닫힌 형태의 다각형, 곡선의 변을 포함하는 반원, 반타원 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 복수의 영역들의 면적은 서로 동일하거나 서로 다를 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 표시 영역(DA)이 직선의 변을 포함하는 사각 형상을 가지는 하나의 영역으로 제공된 경우를 예로서 설명한다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 적어도 일 측에 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다.
화소들(PXL)은 기판(SUB) 상의 표시 영역(DA) 내에 제공될 수 있다. 화소들(PXL) 각각은 해당 주사 신호 및 데이터 신호에 의해 구동되는 적어도 하나의 발광 소자(LD)를 포함할 수 있다.
화소들(PXL)은 백색 광 및/또는 컬러 광을 출사하는 발광 소자를 포함할 수 있다. 화소들(PXL) 각각은 적색, 녹색, 및 청색 중 어느 하나의 색을 출사할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 화소들(PXL) 각각은 시안, 마젠타, 옐로우, 및 백색 중 하나의 색을 출사할 수도 있다.
구체적으로, 화소들(PXL)은 제1 색의 광을 출사하는 제1 화소(PXL1), 제1 색과 상이한 제2 색의 광을 출사하는 제2 화소(PXL2), 및 제1 색 및 제2 색과 상이한 제3 색의 광을 출사하는 제3 화소(PXL3)를 포함할 수 있다. 서로 인접하도록 배치된 적어도 하나의 제1 화소(PXL1), 제2 화소(PXL2), 및 제3 화소(PXL3)는 다양한 색상의 빛을 방출할 수 있는 하나의 화소 유닛(PXU)을 구성할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 화소(PXL1)는 적색의 빛을 방출하는 적색 화소일 수 있고, 제2 화소(PXL2)는 녹색의 빛을 방출하는 녹색 화소일 수 있으며, 제3 화소(PXL3)는 청색의 빛을 방출하는 청색 화소일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 화소(PXL1), 제2 화소(PXL2) 및 제3 화소(PXL3)는, 제1색의 발광 소자, 제2색의 발광 소자 및 제3색의 발광 소자를 광원으로 구비함으로써, 각각 제1색, 제2색 및 제3색의 빛을 방출할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 화소(PXL1), 제2 화소(PXL2) 및 제3 화소(PXL3)는 서로 동일한(또는 실질적으로 동일한) 색의 발광 소자를 구비하되, 각 발광 소자 상에 배치된 서로 다른 색상의 광 변환층을 포함함으로써, 각각 제1색, 제2색 및 제3색의 빛을 방출할 수도 있다.
다만, 각 화소 유닛(PXU)을 구성하는 화소들(PXL)의 색상, 종류 및/또는 개수 등이 특별히 한정되지는 않는다.
화소들(PXL)은 복수 개로 제공되어 제1 방향(DR1) 및 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 행과 열을 이루며 매트릭스(matrix) 형태로 배열될 수 있다. 그러나, 화소들(PXL)의 배열 형태는 특별히 한정된 것은 아니며, 다양한 형태로 배열될 수 있다.
구동부는 배선부(미도시)를 통해 각 화소들(PXL)에 신호를 제공하며, 이에 따라 각 화소들(PXL)의 구동을 제어할 수 있다. 도 2에는 설명의 편의를 위해 배선부가 생략되었다.
구동부는 스캔 라인을 통해 화소들(PXL)에 스캔 신호를 제공하는 스캔 구동부(SDV), 발광 제어 라인을 통해 화소들(PXL)에 발광 제어 신호를 제공하는 발광 구동부(EDV), 및 데이터 라인을 통해 화소들(PXL)에 데이터 신호를 제공하는 데이터 구동부(DDV), 및 타이밍 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 타이밍 제어부는 스캔 구동부(SDV), 발광 구동부(EDV), 및 데이터 구동부(DDV)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 화소들(PXL) 각각은 능동형 화소로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명에 적용될 수 있는 화소들(PXL)의 종류, 구조 및/또는 구동 방식이 특별히 한정되지는 않는다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 화소를 나타내는 회로도이다. 예를 들어, 도 3a 및 도 3b는 능동형 발광 표시 패널을 구성하는 화소의 일 예를 도시하였다.
도 3a를 참조하면, 각 화소들(PXL)은 적어도 하나의 발광 소자(LD)와, 이에 접속되어 발광 소자(LD)를 구동하는 화소 구동 회로(DC)를 포함할 수 있다.
발광 소자(LD)의 제1 전극(예컨대, 애노드 전극)은 화소 구동 회로(DC)를 경유하여 제1 구동 전원(VDD)에 접속될 수 있고, 발광 소자(LD)의 제2 전극(예컨대, 캐소드 전극)은 제2 구동 전원(VSS)에 접속될 수 있다.
제1 구동 전원(VDD) 및 제2 구동 전원(VSS)은 서로 다른 전위를 가질 수 있다. 일 예로, 제2 구동 전원(VSS)은 제1 구동 전원(VDD)의 전위보다 발광 소자(LD)의 문턱전압 이상 낮은 전위를 가질 수 있다.
발광 소자(LD)는 화소 구동 회로(DC)에 의해 제어되는 구동 전류에 상응하는 휘도로 발광할 수 있다.
한편, 도 3a에서는 각 화소들(PXL)에 하나의 발광 소자(LD)만이 포함되는 실시예를 개시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 각 화소들(PXL)은 서로 병렬 및/또는 직렬 연결되는 복수의 발광 소자들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 화소 구동 회로(DC)는 제1 트랜지스터(M1), 제2 트랜지스터(M2) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 다만, 화소 구동 회로(DC)의 구조가 도 3a에 도시된 실시예에 한정되지는 않는다. 실시예에 따라, 각 화소들(PXL)은 화소 센싱 회로(미도시)를 더 포함할 수 있다. 화소 센싱 회로는 각 화소들(PXL)의 구동 전류의 값을 측정하고, 측정된 값을 외부 회로(예컨대, 타이밍 제어부)에 전달하여 각 화소들(PXL)이 보상되도록 할 수 있다.
제1 트랜지스터(M1, 스위칭 트랜지스터)의 제1 전극은 데이터 라인(DL)에 접속되고, 제2 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 여기서, 제1 트랜지스터(M1)의 제1 전극과 제2 전극은 서로 다른 전극으로, 예컨대 제1 전극이 소스 전극이면 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전극은 스캔 라인(SL)에 접속될 수 있다.
제1 트랜지스터(M1)는, 스캔 라인(SL)으로부터 제1 트랜지스터(M1)가 턴-온될 수 있는 전압(예컨대, 게이트 온 전압)의 주사신호가 공급될 때 턴-온되어, 데이터 라인(DL)과 제1 노드(N1)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이때, 데이터 라인(DL)으로는 해당 프레임의 데이터 신호가 공급되고, 이에 따라 제1 노드(N1)로 데이터 신호가 전달될 수 있다. 제1 노드(N1)로 전달된 데이터 신호는 스토리지 커패시터(Cst)에 저장될 수 있다.
제2 트랜지스터(M2, 구동 트랜지스터)의 제1 전극은 제1 구동 전원(VDD)에 접속될 수 있고, 제2 전극은 발광 소자(LD)의 제1 전극(예컨대, 애노드 전극)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제2 트랜지스터(M2)는 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 발광 소자(LD)들로 공급되는 구동 전류의 양을 제어할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 일 전극은 제1 구동 전원(VDD)에 접속될 수 있고, 다른 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 이와 같은 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)로 공급되는 데이터 신호에 대응하는 전압으로 충전될 수 있고, 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 충전된 전압을 유지할 수 있다.
설명의 편의상, 도 3a에서는 데이터 신호를 각 화소들(PXL) 내부로 전달하기 위한 제1 트랜지스터(M1)와, 데이터 신호의 저장을 위한 스토리지 커패시터(Cst)와, 데이터 신호에 대응하는 구동 전류를 발광 소자(LD)로 공급하기 위한 제2 트랜지스터(M2)를 포함한 비교적 단순한 구조의 구동 회로(DC)를 도시하였다.
하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 구동 회로(DC)의 구조는 다양하게 변경 실시될 수 있다. 일 예로, 구동 회로(DC)는 제2 트랜지스터(M2)의 문턱전압을 보상하기 위한 트랜지스터, 제1 노드(N1)를 초기화하기 위한 트랜지스터, 및/또는 발광 소자(LD)의 발광 시간을 제어하기 위한 트랜지스터 등과 같은 적어도 하나의 트랜지스터나, 제1 노드(N1)의 전압을 부스팅하기 위한 부스팅 커패시터 등과 같은 다른 회로 소자들을 추가적으로 더 포함할 수도 있다.
또한, 도 3a에서는 구동 회로(DC)에 포함되는 트랜지스터들, 예컨대 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)이 모두 P타입의 트랜지스터들인 것으로 도시되었으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 즉, 구동 회로(DC)에 포함되는 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2) 중 적어도 하나는 N타입의 트랜지스터로 변경될 수도 있다.
예를 들어, 도 3b를 참조하면, 구동 회로(DC)의 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)은 N타입의 트랜지스터로 구현될 수 있다. 도 3b에 도시된 구동 회로(DC)는 트랜지스터 타입 변경으로 인한 일부 구성요소들의 접속 위치 변경을 제외하고는 그 구성이나 동작이 도 3a의 구동 회로(DC)와 유사할 수 있다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소를 나타내는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화소들(PXL) 각각은 발광 소자(LD), 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
발광 소자(LD)의 제1 전극(예컨대, 애노드 전극)은 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여 제1 트랜지스터(T1)에 접속되고, 발광 소자(LD)의 제2 전극(예컨대, 캐소드 전극)은 제2 구동 전원(VSS)에 접속될 수 있다. 발광 소자(LD)는 제1 트랜지스터(T1)로부터 공급되는 전류량에 대응하여 소정의 휘도로 발광할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1; 구동 트랜지스터)의 일 전극은 제5 트랜지스터(T5)를 경유하여 제1 구동 전원(VDD)에 접속될 수 있고, 다른 전극은 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여 발광 소자(LD)의 제1 전극에 접속될 수 있다. 이와 같은 제1 트랜지스터(T1)는 게이트 전극인 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 제1 구동 전원(VDD)으로부터 발광 소자(LD)를 경유하여 제2 구동 전원(VSS)으로 흐르는 전류량을 제어할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2; 스위칭 트랜지스터)는 데이터 라인(DL)과 제1 트랜지스터(T1)의 일 전극 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 스캔 라인(SL)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제2 트랜지스터(T2)는 스캔 라인(SL)으로 게이트 온 전압의 스캔 신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터 라인(DL)과 제1 트랜지스터(T1)의 일 전극을 전기적으로 접속시킬 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 제1 트랜지스터(T1)의 다른 전극과 제1 노드(N1) 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 스캔 라인(SL)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제3 트랜지스터(T3)는 스캔 라인(SL)으로 게이트 온 전압의 스캔 신호가 공급될 때 턴-온되어 제1 트랜지스터(T1)의 다른 전극과 제1 노드(N1)를 전기적으로 접속시킬 수 있다.
제4 트랜지스터(T4)는 제1 노드(N1)와 초기화 전원(Vint) 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 제4 트랜지스터(T4)의 게이트 전극은 전단 스캔 라인(SL-1)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제4 트랜지스터(T4)는 전단 스캔 라인(SL-1)으로 게이트 온 전압의 스캔 신호가 공급될 때 턴-온되어 제1 노드(N1)로 초기화 전원(Vint)의 전압을 공급할 수 있다. 여기서, 초기화 전원(Vint)은 데이터 신호보다 낮은 전압으로 설정될 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)는 제1 구동 전원(VDD)과 제1 트랜지스터(T1)의 일 전극 사이에 접속될 수 있다. 제5 트랜지스터(T5)의 게이트 전극은 i번째 발광 제어 라인(EL)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제5 트랜지스터(T5)는 i번째 발광 제어 라인(EL)으로 게이트 온 전압의 발광 제어 신호가 공급될 때 턴-온될 수 있고, 그 외의 경우에 턴-오프될 수 있다.
제6 트랜지스터(T6)는 제1 트랜지스터(T1)의 다른 전극과 발광 소자(LD)의 제1 전극 사이에 접속될 수 있다. 제6 트랜지스터(T6)의 게이트 전극은 발광 제어 라인(EL)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제6 트랜지스터(T6)는 발광 제어 라인(EL)으로 게이트 온 전압의 발광 제어 신호가 공급될 때 턴-온될 수 있고, 그 외의 경우에 턴-오프될 수 있다.
제7 트랜지스터(T7)는 초기화 전원(Vint)과 발광 소자(LD)의 제1 전극 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 제7 트랜지스터(T7)의 게이트 전극은 후단 스캔 라인(SL+1)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제7 트랜지스터(T7)는 후단 스캔 라인(SL+1)으로 게이트 온 전압의 스캔 신호가 공급될 때 턴-온되어 초기화 전원(Vint)의 전압을 발광 소자(LD)의 제1 전극으로 공급할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 구동 전원(VDD)과 제1 노드(N1) 사이에 접속될 수 있다. 이와 같은 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터 신호 및 제1 트랜지스터(T1)의 문턱전압에 대응하는 전압이 저장될 수 있다.
한편, 도 4에서는 구동 회로(DC)에 포함되는 트랜지스터들, 일 예로, 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7)을 모두 P타입의 트랜지스터들로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7) 중 적어도 하나는 N타입의 트랜지스터로 변경될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 유닛의 평면도이다. 도 6은 도 5의 A-A' 선을 따라 자른 화소 유닛의 개략적인 단면도이다. 도 7 내지 도 9는 다양한 실시예들에 따른 화소 유닛의 단면도들로서, 도 5의 A-A' 선에 대응되는 단면도들이다.
설명의 편의상, 이하에서는 각각의 전극을 단일의 전극층으로 단순화하여 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, “동일한 층에 형성 및/또는 제공된다”함은 동일한 공정에서 형성됨을 의미할 수 있다.
도 5에 있어서, 설명의 편의를 위하여 복수의 발광 소자(LD)들이 제1 방향(DR1)으로 정렬된 것으로 도시하였으나, 발광 소자(LD)의 배열이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 발광 소자(LD)는 제1 및 제2 전극들(ELT1, ELT2) 사이에 사선 방향으로 정렬되어 있을 수도 있다.
도 1a, 도 5 및 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판(SUB), 제1 전극(ELT1), 제2 전극(ELT2), 발광 소자(LD), 배리어 구조물(CSL), 광 변환층(LCL), 차광 패턴(SDM), 및 보호층(PSL)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 경성(rigid) 기판 또는 가요성(flexible) 기판일 수 있으며, 그 재료나 물성이 특별히 한정되지는 않는다. 일 예로, 기판(SUB)은 유리 또는 강화 유리로 구성된 경성 기판, 또는 플라스틱 또는 금속 재질의 박막 필름으로 구성된 가요성 기판일 수 있다. 또한, 기판(SUB)은 투명 기판일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 일 예로, 기판(SUB)은 반투명 기판, 불투명 기판, 또는 반사성 기판일 수도 있다.
기판(SUB)은 화소 영역(PXA)을 형성하기 위하여 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA1, PXA2, PXA3)로 구획될 수 있다. 제1 화소 영역(PXA1)은 제1 화소(PXL1)가 배치되는 영역이고, 제2 화소 영역(PXA2)은 제2 화소(PXL2)가 배치되는 영역이며, 제3 화소 영역(PXA3)은 제3 화소(PXL3)가 배치되는 영역일 수 있다. 제1 내지 제3 화소들(PXL1, PXL2, PXL3)은 화소 유닛(PXU1) 내에서 제1 방향(DR1)을 따라 순차적으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제3 화소 영역들(PXA1, PXA2, PXA3)도 제1 방향(DR1)을 따라 순차적으로 배열될 수 있다.
제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)은 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)은 기판(SUB)의 화소 영역들(PXA) 각각에 배치될 수 있다. 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1 방향(DR1)을 따라 교번적으로 배치될 수 있다. 즉, 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)은 기판(SUB) 상에서 하나의 발광 소자(LD)를 사이에 두고 제1 방향(DR1)을 따라 상호 이격될 수 있다. 또한, 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)은 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 전극(ELT1)은 각 발광 소자(LD)의 제1 단부(EP1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(ELT2)은 각 발광 소자(LD)의 제2 단부(EP2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)은 서로 동일 평면 상에 배치될 수 있으며, 동일한(또는 실질적으로 동일한) 높이를 가질 수 있다. 제1 전극(ELT1)과 제2 전극(ELT2)이 동일한 높이를 가지면, 하나의 발광 소자(LD)가 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2) 각각에 보다 안정적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)은 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 도전성 재료로는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Ti, 이들의 합금과 같은 금속 등이 포함될 수 있다.
또한, 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)은 단일막으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)은 투명한 도전성 재료로 이루어진 캡핑층(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 캡핑층은 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)을 커버하도록 배치되어, 표시 장치의 제조 공정 중 발생할 수 있는 제1 및 제2 전극들(ELT1, ELT2)의 손상을 방지 또는 저감할 수 있다.
여기서, 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)의 재료는 상술한 재료들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)은 일정한 반사율을 갖는 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)이 일정한 반사율을 갖는 도전성 재료로 이루어질 경우, 발광 소자(LD)의 양 단부들(EP1, EP2)로부터 출사되는 광이 화상이 표시되는 방향(예컨대, 제3 방향(DR3))으로 진행될 수 있다. 즉, 표시 장치의 출광 효율이 개선될 수 있다.
제1 및 제2 전극들(ELT1, ELT2) 중 어느 하나의 전극은 애노드 전극일 수 있으며, 나머지 하나의 전극은 캐소드 전극일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(ELT1)이 캐소드 전극이고, 제2 전극(ELT2)이 애노드 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 제1 전극(ELT1)이 애노드 전극이고, 제2 전극(ELT2)이 캐소드 전극일 수도 있다.
설명의 편의를 위해, 제1 및 제2 전극들(ELT1, ELT2)이 기판(SUB) 상에 바로 제공되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 및 제2 전극들(ELT1, ELT2)과 기판(SUB) 사이에는 표시 장치가 패시브 매트릭스 또는 액티브 매트릭스로 구동되기 위한 구성 요소(예컨대, 화소 회로층)가 더 제공될 수 있다.
제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)은 각 발광 소자(LD)를 구동하기 위한 구동 신호를 제공할 수 있다. 예컨대, 도 3a를 더 결부하여 설명하면, 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)은 구동 회로(DC) 및 제2 구동 전원(VSS) 중 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(ELT1)은 제2 구동 전원(VSS)과 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 전극(ELT2)은 구동 회로(DC)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)은 발광 소자(LD)의 제1 단부(EP1) 및 제2 단부(EP2)에 각각 연결되어 발광 소자(LD)에 구동 신호를 제공할 수 있고, 발광 소자(LD)는 구동 회로(DC)로부터 제공된 구동 전류에 대응하여 소정 휘도의 빛을 방출할 수 있다.
설명의 편의상, 도 5 및 도 6에서는 각 화소 영역들(PXA)에 두 개의 제1 전극(ELT1) 및 두 개의 제2 전극(ELT2)이 배치된 것을 도시하고 있으나, 필요에 따라 각 화소 영역들(PXA)에 배치되는 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)의 수는 변경될 수 있다.
발광 소자(LD)는 기판(SUB) 상에 제공될 수 있고, 예를 들어 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2) 사이에 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 발광 소자(LD)의 제1 단부(EP1)는 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2) 중 어느 하나와 접촉(예를 들어, 전기적, 직접적 또는 물리적으로 접촉)하고, 제2 단부(EP2)는 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2) 중 다른 하나와 접촉할 수 있다. 발광 소자(LD)는 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)으로부터 구동 전류를 제공받아 제공된 구동 전류에 대응하여 소정 휘도의 빛을 방출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 각 발광 소자(LD)는 서로 동일한 색(예컨대, 청색)의 광을 방출하는 청색 발광 소자일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 각 발광 소자(LD)가 서로 다른 색(예컨대, 적색, 녹색, 및 청색)의 광을 방출하는 발광 소자들일 수도 있다.
배리어 구조물(CSL)은 기판(SUB) 상에 전체적으로 제공될 수 있다. 배리어 구조물(CSL)은 전체적으로 균일한(또는 실질적으로 균일한) 두께로 배치될 수 있다. 일 실시예로, 배리어 구조물(CSL)의 두께는 1um 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
배리어 구조물(CSL)은 무기 물질을 포함하는 무기막일 수 있다. 예를 들어, 배리어 구조물(CSL)은 실리콘 나이트라이드(SiNx), 실리콘 옥사이드(SiOx), 및 실리콘 옥시나이트라이드(SiOxNy) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 일 실시예로, 배리어 구조물(CSL)은 실리콘 나이트라이드(SiNx)를 포함하는 무기막을 포함할 수 있다.
배리어 구조물(CSL)은 오목 영역(VA), 볼록 영역(RA), 및 오목 영역(VA)과 볼록 영역(RA)을 연결하는 연결 영역(CA)으로 구분될 수 있다. 일 실시예로, 오목 영역(VA)과 볼록 영역(RA)은 제1 방향(DR1)을 따라 교번적으로 정의될 수 있고, 연결 영역(CA)은 각각의 오목 영역(VA)과 볼록 영역(RA) 사이에 정의될 수 있다.
배리어 구조물(CSL)은 제1 면(S1), 제2 면(S2) 및 제3 면(S3)으로 이루어질 수 있으며, 제1 면(S1)은 오목 영역(VA)에 배치되는 면이고, 제2 면(S2)은 연결 영역(CA)에 배치되는 면이며, 제3 면(S3)은 볼록 영역(RA)에 배치되는 면일 수 있다. 제1 면(S1), 제2 면(S2), 및 제3 면(S3)은 서로 일체로 연결될 수 있다.
제1 면(S1)은 배리어 구조물(CSL)의 하면으로, 기판(SUB)에 인접한 면일 수 있다. 실시예에 따라 제1 면(S1)은 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)에 접촉할 수 있다.
제2 면(S2)은 배리어 구조물(CSL)의 측벽으로, 후술할 광 변환층(LCL) 및 차광 패턴(SDM)의 측면을 둘러싸는 면일 수 있다. 배리어 구조물(CSL)의 제1 면(S1) 및 제3 면(S3)은 제2 면(S2)에 의해 연결될 수 있다.
제2 면(S2)은 제1 면(S1)과 일정한 각도를 이룰 수 있다. 일 실시예로, 제1 면(S1)과 제2 면(S2)이 이루는 둔각은 90도 보다 크고 120도 보다 작을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 배리어 구조물(CSL)의 형성 과정에 따라 제1 면(S1)과 제2 면(S2)이 이루는 둔각은 120도 보다 클 수도 있다.
제3 면(S3)은 배리어 구조물(CSL)의 상면으로, 제1 면(S1)에 비해 기판(SUB)으로부터 더 이격된 면일 수 있다. 배리어 구조물(CSL)과 기판(SUB) 사이에는 기판(SUB), 제2 면(S2) 및 제3 면(S3)에 의해 정의되는 제1 공간(IS)이 형성될 수 있다.
배리어 구조물(CSL)과 기판(SUB) 사이의 제1 공간(IS)에는 제1 및 제2 전극들(ELT1, ELT2)의 일부 및 발광 소자(LD)가 배치될 수 있다. 일 실시예로, 제1 공간(IS)은 기판(SUB), 배리어 구조물(CSL), 및 보호층(PSL)에 의해 밀폐되어 공기로 채워질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 물질로 채워질 수도 있다.
제3 면(S3)은 홀(HP)을 포함할 수 있다. 홀(HP)은 기판(SUB)과 배리어 구조물(CSL) 사이의 제1 공간(IS)에 발광 소자(LD)를 주입하기 위한 투입구일 수 있다. 홀(HP)은 발광 소자(LD)와 제3 방향(DR3)으로 적어도 일부가 중첩될 수 있다.
한편, 배리어 구조물(CSL)과 보호층(PSL) 사이에는 제2 공간(OS)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 공간(OS)은 배리어 구조물(CSL)의 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)에 의해 정의되는 공간일 수 있다. 제2 공간(OS)에는 후술할 광 변환층(LCL)이 배치될 수 있다. 제1 공간(IS) 및 제2 공간(OS)은 제1 방향(DR1)을 따라 서로 교번적으로 형성될 수 있다.
광 변환층(LCL)은 기판(SUB) 상에 제공될 수 있다. 광 변환층(LCL)은 제1 파장 변환 패턴(LCP1), 제2 파장 변환 패턴(LCP2), 및 광 산란 패턴(LCP3)을 포함할 수 있다. 제1 파장 변환 패턴(LCP1)은 제1 화소 영역(PXA1)에 배치되고, 제2 파장 변환 패턴(LCP2)은 제2 화소 영역(PXA2)에 배치되며, 광 산란 패턴(LCP3)은 제3 화소 영역(PXA3)에 배치될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 파장 변환 패턴(LCP1), 제2 파장 변환 패턴(LCP2), 및 광 산란 패턴(LCP3)은 제1 방향(DR1)을 따라 서로 이격될 수 있고, 제2 방향(DR2)을 따라 연장되어 배치될 수 있다.
광 변환층(LCL)은 배리어 구조물(CSL)의 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)에 의해 정의되는 제2 공간(OS) 내에 형성될 수 있다. 광 변환층(LCL)의 형상은 배리어 구조물(CSL)의 형상에 따라 결정될 수 있다.
제1 파장 변환 패턴(LCP1), 제2 파장 변환 패턴(LCP2), 및 광 산란 패턴(LCP3)은 각각 베이스 수지(BR) 및 베이스 수지(BR) 내부에 분산된 다양한 입자들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 파장 변환 패턴(LCP1)은 베이스 수지(BR) 내부에 분산된 제1 파장 변환 입자(WC1)를 포함하고, 제2 파장 변환 패턴(LCP2)은 베이스 수지(BR) 내부에 분산된 제2 파장 변환 입자(WC2)를 포함하며, 광 산란 패턴(LCP3)은 베이스 수지(BR) 내부에 분산된 산란 입자(SCT)를 포함할 수 있다. 제1 파장 변환 패턴(LCP1) 및 제2 파장 변환 패턴(LCP2)은 베이스 수지(BR) 내부에 분산된 산란 입자(SCT)를 더 포함할 수 있다.
베이스 수지(BR)는 광 투과율이 높고, 제1 파장 변환 입자(WC1), 제2 파장 변환 입자(WC2), 및 산란 입자(SCT)에 대한 분산 특성이 우수한 재료이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 베이스 수지(BR)는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 카도계 수지 또는 이미드계 수지 등의 유기 재료를 포함할 수 있다.
제1 파장 변환 패턴(LCP1)의 제1 파장 변환 입자(WC1) 및 제2 파장 변환 패턴(LCP2)의 제2 파장 변환 입자(WC2)는 입사광의 피크 파장을 다른 특정 피크 파장으로 변환할 수 있다. 즉, 제1 파장 변환 입자(WC1) 및 제2 파장 변환 입자(WC2)는 입사광의 색을 변환할 수 있다.
예를 들어, 제1 파장 변환 입자(WC1)는 발광 소자(LD)로부터 제공된 청색광을 적색광으로 변환하여 방출할 수 있고, 제2 파장 변환 입자(WC2)는 발광 소자(LD)로부터 제공된 청색광을 녹색광으로 변환하여 방출할 수 있다. 즉, 제1 파장 변환 패턴(LCP1)이 배치된 제1 화소 영역(PXA1)은 적색광을 방출하는 영역이고, 제2 파장 변환 패턴(LCP2)이 배치된 제2 화소 영역(PXA2)은 녹색광을 방출하는 영역일 수 있다.
제1 파장 변환 입자(WC1) 및 제2 파장 변환 입자(WC2)의 예로는 양자점, 양자 막대 또는 형광체 등을 들 수 있다. 양자점은 전자가 전도대에서 가전자대로 전이하면서 특정 파장의 광을 방출하는 입자상 물질일 수 있다.
양자점은 반도체 나노 결정 물질일 수 있다. 양자점은 그 조성 및 크기에 따라 특정 밴드갭을 가져 빛을 흡수한 후 고유의 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다. 양자점의 반도체 나노 결정의 예로는 IV족계 나노 결정, II-VI족계 화합물 나노 결정, III-V족계 화합물 나노 결정, IV-VI족계 나노 결정 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
예를 들어, IV족계 나노 결정은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 또는 탄화규소(silicon carbide, SiC), 규소-게르마늄(SiGe) 등의 이원소 화합물 등을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또, II-VI족계 화합물 나노 결정은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물 등의 이원소 화합물, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물 등의 삼원소 화합물, 또는 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물 등의 사원소 화합물을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, III-V족계 화합물 나노 결정은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물 등의 이원소 화합물, GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InGaP, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb 및 이들의 혼합물 등의 삼원소 화합물, 또는 GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물 등의 사원소 화합물을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
IV-VI족계 나노 결정은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물 등의 이원소 화합물, SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물 등의 삼원소 화합물, 또는 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물 등의 사원소 화합물을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
양자점의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm) 또는 큐빅 형태의 나노 입자, 나노 튜브, 나노 와이어, 나노 섬유, 및/또는 나노 판상 입자 등을 들 수 있다. 전술한 이원소 화합물, 삼원소 화합물 및/또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재할 수 있다.
양자점은 상술한 나노 결정을 포함하는 코어 및 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다. 양자점의 쉘은 코어의 화학적 변성을 방지 또는 저감하여 반도체 특성을 유지하기 위한 보호층의 역할 및/또는 양자점에 전기 영동 특성을 부여하기 위한 챠징층(charging layer)의 역할을 수행할 수 있다. 상기 쉘은 단일층 또는 다중층일 수 있다. 양자점의 쉘의 예로는 금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
예를 들어, 상기 금속 또는 비금속의 산화물은 SiO 2, Al 2O 3, TiO 2, ZnO, MnO, Mn 2O 3, Mn 3O 4, CuO, FeO, Fe 2O 3, Fe 3O 4, CoO, Co 3O 4, 및/또는 NiO 등의 이원소 화합물, 및/또는 MgAl 2O 4, CoFe 2O 4, NiFe 2O 4, 및/또는 CoMn 2O 4등의 삼원소 화합물을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또, 상기 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnSeS, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InP, InSb, AlAs, AlP, AlSb등을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 양자점이 방출하는 광은 약 45nm 이하의 발광 파장 스펙트럼 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있으며 이를 통해 표시 장치가 표시하는 색의 색 순도와 색 재현성을 개선할 수 있다. 또한, 양자점에 의해 방출되는 광은 입사광의 입사 방향과 무관하게 여러 방향을 향하여 방출될 수 있다. 이를 통해 표시 장치의 측면 시인성을 개선할 수 있다.
제1 파장 변환 입자(WC1)와 제2 파장 변환 입자(WC2)는 모두 양자점으로 이루어질 수 있다. 이러한 경우, 제1 파장 변환 입자(WC1)를 이루는 양자점의 직경은 제2 파장 변환 입자(WC2)를 이루는 양자점의 직경보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 파장 변환 입자(WC1)를 이루는 양자점의 직경은 약 55Å 내지 65Å이고, 제2 파장 변환 입자(WC2)를 이루는 양자점의 직경은 약 40Å 내지 55Å일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
광 산란 패턴(LCP3)은 산란 입자(SCT)를 포함할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 제1 파장 변환 패턴(LCP1) 및 제2 파장 변환 패턴(LCP2)은 산란 입자(SCT)를 더 포함할 수 있다.
산란 입자(SCT)는 베이스 수지(BR)와 상이한 굴절률을 가지고 베이스 수지(BR)와 광학 계면을 형성할 수 있다. 산란 입자(SCT)는 투과광의 적어도 일부를 산란 시킬 수 있는 재료이면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 산화 티타늄(TiO 2), 산화 지르코늄(ZrO 2), 산화 알루미늄(Al 2O 3), 산화 인듐(In 2O 3), 산화 아연(ZnO) 또는 산화 주석(SnO 2), 실리카(Silica)와 같은 산화물 입자일 수 있다.
산란 입자(SCT)는 광 산란 패턴(LCP3)을 투과하는 광의 파장을 실질적으로 변환시키지 않으면서 입사광의 입사 방향과 무관하게 무작위한 방향으로 광을 산란 시킬 수 있다. 이를 통해, 표시 장치의 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
차광 패턴(SDM)은 기판(SUB) 상에 제공될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 차광 패턴(SDM)은 제1 방향(DR1)으로 서로 이격될 수 있고, 제2 방향(DR2)을 따라 연장될 수 있다. 차광 패턴(SDM)은 각 화소 영역들(PXA)의 경계를 따라 배치될 수 있다. 다시 말해, 차광 패턴(SDM)은 제1 파장 변환 패턴(LCP1) 및 제2 파장 변환 패턴(LCP2)의 사이에 배치될 수 있고, 제2 파장 변환 패턴(LCP2) 및 광 산란 패턴(LCP3)의 사이에 배치될 수 있으며, 광 산란 패턴(LCP3) 및 제1 파장 변환 패턴(LCP1)의 사이에 배치될 수 있다.
차광 패턴(SDM)은 배리어 구조물(CSL) 중 각 화소 영역들(PXA) 사이의 경계에 배치된 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)에 의해 정의되는 제2 공간(OS)에 배치될 수 있다.
차광 패턴(SDM)은 빛의 투과를 차단 또는 저감할 수 있는 차광 물질을 포함할 수 있다. 차광 패턴(SDM)은 각 화소 영역들(PXA) 사이에 배치되어 인접 화소 간의 빛샘 현상 및 혼색 현상을 방지 또는 저감할 수 있다. 또한, 차광 패턴(SDM)은 금속 물질 또는 반사율이 높은 물질을 포함하여 표시 장치의 출광 효율을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 화소 영역(PXA1)에 배치된 발광 소자(LD)에서 방출된 광이 인접 화소 영역인 제2 화소 영역(PXA2) 측으로 진행할 경우, 제1 화소 영역(PXA1) 및 제2 화소 영역(PXA2) 사이에 배치된 차광 패턴(SDM)은 제2 화소 영역(PXA2) 측으로 진행하는 광을 차단 또는 저감할 수 있다. 또한, 제2 화소 영역(PXA2) 측으로 진행하는 광을 반사하여 다시 제1 화소 영역(PXA1) 측으로 진행하게 할 수 있다. 제1 화소 영역(XPA1) 측으로 반사된 광은 제1 화소 영역(PXA1) 내부의 금속층(예컨대, 제1 전극(ELT1, ELT2)에 의해 표시 방향인 제3 방향(DR3)으로 출사될 수 있다. 이에 따라, 제1 화소 영역(PXA1)에서의 출광 효율이 향상될 수 있다.
보호층(PSL)은 기판(SUB) 상에 전체적으로 제공될 수 있다. 보호층(PSL)은 유기 재료로 이루어진 유기 절연막 또는 무기 재료로 이루어진 무기 절연막을 포함할 수 있다.
보호층(PSL)은 광 변환층(LCL)을 덮을 수 있다. 즉, 제1 파장 변환 패턴(LCP1), 제2 파장 변환 패턴(LCP2), 및 광 산란 패턴(LCP3)의 상면을 덮을 수 있고, 제1 파장 변환 패턴(LCP1), 제2 파장 변환 패턴(LCP2), 및 광 산란 패턴(LCP3)은 배리어 구조물(CSL) 및 보호층(PSL)에 의해 밀봉될 수 있다. 배리어 구조물(CSL) 및 보호층(PSL)에 의한 밀봉 구조는 제1 파장 변환 패턴(LCP1) 내부의 제1 파장 변환 입자(WC1) 및 제2 파장 변환 패턴(LCP2) 내부의 제2 파장 변환 입자(WC2)가 열화되는 것을 방지 또는 저감할 수 있다.
실시예에 따라, 보호층(PSL)과 배리어 구조물(CSL)의 제3 면(S3) 상에 형성된 홀(HP)이 중첩되는 영역에서, 보호층(PSL)은 돌출부를 포함할 수 있다. 보호층(PSL)의 돌출부는 기판(SUB) 측으로 돌출되어 홀(HP)의 적어도 일부를 채울 수 있다.
상술한 바와 같이, 발광 소자(LD)는 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)으로부터 구동 신호를 제공받을 수 있고, 이에 대응하여 발광할 수 있다. 발광 소자(LD)에서 방출된 빛은 각 화소 영역들(PXA)에 배치된 광 변환층(LCL)에 입사할 수 있고, 광 변환층(LCL) 내부 입자들에 의해 무작위한 방향으로 진행할 수 있다. 그 중, 제3 방향(DR3) 외에 다른 방향으로 진행하는 광들은 기판(SUB) 상에 배치된 제1 전극(ELT1), 제2 전극(ELT2), 및 차광 패턴(SDM)에 의해 반사되어 제3 방향(DR3)으로 진행할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 다양한 실시예들에 따른 화소 유닛의 단면도들로서, 도 5의 A-A' 선에 대응되는 단면도들이다.
도 7 내지 도 9의 실시예들은 도 6에 도시된 실시예와 동일하거나 유사한 구성들을 포함한다. 이에 대해선 동일하거나 유사한 참조 부호로 지칭하고, 그 설명을 생략하거나 간략화하며, 실시예들간의 차이점을 위주로 설명한다.
도 7의 실시예는 도 6의 실시예와 비교하여, 화소 유닛(PXU1a)이 각 화소 영역(PXA)에 배치된 컬러 필터층(CFL)을 더 포함하는 점에서 차이가 있다.
도 7을 참조하면, 화소 유닛(PXU1a)은 제1 화소(PXL1b), 제2 화소(PXL2b) 및 제3 화소(PXL3b)를 포함하며, 컬러 필터층(CFL)을 더 포함할 수 있다. 컬러 필터층(CFL)은 기판(SUB) 상에 제공될 수 있다. 컬러 필터층(CFL)은 제1 컬러 필터(CF1), 제2 컬러 필터(CF2), 및 제3 컬러 필터(CF3)를 포함할 수 있다. 제1 화소(PXL1a)는 제1 컬러 필터(CF1)를 포함하고, 제2 화소(PXL2a)는 제2 컬러 필터(CF2)를 포함하며, 제3 화소(PXL3a)는 제3 컬러 필터(CF3)를 포함할 수 있다.
제1 컬러 필터(CF1)는 제1 화소 영역(PXA1)에 배치될 수 있고, 제2 화소 영역(PXA2) 및 제3 화소 영역(PXA3)에는 배치되지 않을 수 있다. 제2 컬러 필터(CF2)는 제2 화소 영역(PXA2)에 배치될 수 있고, 제1 화소 영역(PXA1) 및 제3 화소 영역(PXA3)에는 배치되지 않을 수 있다. 제3 컬러 필터(CF3)는 제3 화소 영역(PXA3)에 배치될 수 있고, 제1 화소 영역(PXA1) 및 제2 화소 영역(PXA2)에는 배치되지 않을 수 있다.
이처럼 각 컬러 필터들(CF1, CF2, CF3)은 각 화소 영역들(PXA)을 기준으로 서로 이격될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 실시예에 따라 각 컬러 필터들(CF1, CF2, CF3)은 각 화소 영역들(PXA)의 경계를 따라 서로 적어도 일부가 중첩될 수도 있다.
각각의 컬러 필터들(CF1, CF2, CF3)은 특정 파장의 빛 중 일부의 빛을 선택적으로 투과하고, 다른 빛은 부분적으로 흡수할 수 있다.
일 예로, 제1 컬러 필터(CF1)은 적색 컬러 필터일 수 있다. 즉, 제1 컬러 필터(CF1)은 적색 파장의 빛을 선택적으로 투과시키되, 적색 파장 인근의 파장 대역의 빛을 부분적으로 흡수하여 제1 화소(PXL1a)가 표시하는 적색 빛의 파장 스펙트럼을 더욱 샤프하게(또는 좁게) 할 수 있고 이를 통해 색 순도를 개선할 수 있다.
제2 컬러 필터(CF2)은 녹색 컬러 필터일 수 있다. 제2 컬러 필터(CF2)은 녹색 파장의 빛을 선택적으로 투과시키되, 녹색 파장 인근의 파장 대역의 빛을 부분적으로 흡수하여 제2 화소(PXL2a)가 표시하는 녹색 빛의 파장 스펙트럼을 더욱 샤프하게 할 수 있다.
제3 컬러 필터(CF3)은 청색 컬러 필터일 수 있다. 제3 컬러 필터(CF3)은 청색 파장의 빛을 선택적으로 투과시키되, 청색 파장 인근의 파장 대역의 빛을 부분적으로 흡수하여 제3 화소(PXL3a)가 표시하는 청색 빛의 파장 스펙트럼을 더욱 샤프하게 할 수 있다.
즉, 제1 내지 제3 컬러 필터들(CF1, CF2, CF3)을 통해 표시 장치는 우수한 색 재현성을 확보할 수 있다.
도 8의 실시예는 도 7의 실시예와 비교하여, 화소 유닛(PXU1b)이 각 화소 영역(PXA)의 경계를 따라 위치된 블랙 매트릭스(BM)를 더 포함하는 점에서 차이가 있다.
도 8을 참조하면, 화소 유닛(PXU1b)은 제1 화소(PXL1b), 제2 화소(PXL2b) 및 제3 화소(PXL3b)를 포함하며, 블랙 매트릭스(BM)를 더 포함할 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 기판(SUB) 상에 제공될 수 있고, 각 화소 영역들(PXA)의 경계를 따라 배치될 수 있다.
블랙 매트릭스(BM)는 배리어 구조물(CSL) 중 각 화소 영역들(PXA) 사이의 경계에 배치된 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)에 의해 정의되는 제2 공간(OS)에 배치될 수 있다. 일 실시예로, 블랙 매트릭스(BM)는 상술한 차광 패턴(SDM)과 중첩하여 배치될 수 있다.
블랙 매트릭스(BM)는 블랙 매트릭스(BM)에 입사된 모든 색의 광을 흡수할 수 있으며, 이에 따라 인접 화소 간의 빛샘 현상 및 혼색 현상을 방지 또는 저감할 수 있다.
도 9의 실시예는 도 6의 실시예와 비교하여, 화소 유닛(PXU1c)이 각 화소 영역(PXA)의 제1 공간(ISc)에 배치된 고정 패턴(ANCP)을 포함하는 점에서 차이가 있다.
도 9를 참조하면, 화소 유닛(PXUc)은 제1 화소(PXL1c), 제2 화소(PXL2c) 및 제3 화소(PXL3c)를 포함하며, 각 화소 영역들(PXA)에 배치된 고정 패턴(ANCP)을 더 포함할 수 있다.
고정 패턴(ANCP)은 기판(SUB)과 배리어 구조물(CSL)의 사이에 형성된 제1 공간(ISc)을 충진할 수 있다. 고정 패턴(ANCP)은 발광 소자(LD)의 상부를 덮을 수 있다. 실시예에 따라, 고정 패턴(ANCP)은 기판(SUB)과 발광 소자(LD) 사이에도 배치될 수 있다.
발광 소자(LD)는 고정 패턴(ANCP)에 의해 기판(SUB) 상에 안정적으로 고정될 수 있다. 고정 패턴(ANCP)은 표시 장치의 제조 과정 중 발광 소자(LD)가 기판(SUB) 상에서 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 이탈된 발광 소자(LD)에 의해 발생하는 불량들을 방지 또는 저감하여 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
고정 패턴(ANCP)은 기판(SUB) 및 배리어 구조물(CSL)에 의해 형성된 제1 공간(ISc)을 완전히 충진할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 실시예로, 고정 패턴(ANCP)은 발광 소자(LD)의 적어도 일부를 덮으며, 제1 공간(ISc)의 일부만을 충진할 수도 있다.
고정 패턴(ANCP)을 이루는 물질은 특별히 제한되지 않으나, 일 실시예로 고정 패턴(ANCP)은 유기 물질을 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 유닛의 평면도이다. 도 11은 도 10의 B-B' 선을 따라 자른 일 실시예에 따른 화소 유닛의 개략적인 단면도이다.
도 10 및 도 11의 실시예는 앞서 설명한 도 5 내지 도 9의 실시예와 달리 기판(SUB)과 배리어 구조물(CSLd)의 제2 면(S2) 및 제3 면(S3)에 의해 형성된 제1 공간(IS) 내에 광 변환층(LCLd)이 배치되고, 배리어 구조물(CSLd)의 제1 면(S1) 및 제2 면(S2)에 의해 형성된 제2 공간(OS) 내에 발광 소자(LD)가 배치되는 점에서 차이가 있으며, 이 외의 구성은 동일하거나 유사하다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 다른 실시예에 따른 화소 유닛(PXU2)은 제1 내지 제3 화소들(PXL1d, PXL2d, PXL3d)을 포함할 수 있고, 제1 내지 제3 화소들(PXL1d, PXL2d, PXL3d)은 기판(SUB), 제1 전극(ELT1), 제2 전극(ELT2), 발광 소자(LD), 배리어 구조물(CSLd), 광 변환층(LCLd), 차광 패턴(SDM), 및 보호층(PSL)을 포함할 수 있다.
기판(SUB), 제1 전극(ELT1), 제2 전극(ELT2), 발광 소자(LD), 차광 패턴(SDM), 및 보호층(PSL)은 앞서 설명한 바와 동일하거나 유사하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
배리어 구조물(CSLd)은 기판(SUB) 상에 전체적으로 제공될 수 있다. 배리어 구조물(CSLd)은 제1 면(S1), 제2 면(S2), 및 제3 면(S3)으로 이루어질 수 있다.
기판(SUB) 및 배리어 구조물(CSLd)의 제2 면(S2)과 제3 면(S3)에 의해 기판(SUB)과 배리어 구조물(CSLd) 사이에 제1 공간(IS)을 형성될 수 있다.
배리어 구조물(CSLd)의 제3 면(S3)에는 제1 홀(HP1)이 형성될 수 있다. 제1 홀(HP1)은 광 변환층(LCLd)이 주입되는 투입구일 수 있다.
배리어 구조물(CSLd)과 기판(SUB) 사이의 제1 공간(IS)에는 광 변환층(LCLd)이 배치될 수 있다. 제1 공간(IS)에 배치된 광 변환층(LCLd)은 제1 공간(IS)을 완전히 충진할 수 있으나, 이에 제한되지 않으며, 일부만을 충진할 수도 있다.
배리어 구조물(CSLd) 상에는 배리어 구조물(CSLd)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)에 의해 정의되는 제2 공간(OS)이 형성될 수 있다. 제1 공간(IS) 및 제2 공간(OS)은 제1 방향(DR1)을 따라 서로 교번적으로 위치될 수 있다.
제2 공간(OS)은 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2) 각각의 일 영역이 위치할 수 있으며, 제2 공간(OS)의 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2) 사이에는 발광 소자(LD)가 배치될 수 있다.
배리어 구조물(CSLd)의 제1 면(S1)에는 제2 홀(HP2)이 형성될 수 있다. 제2 홀(HP2)에 의해 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)이 노출될 수 있으며, 제1 전극(ELT1)과 제2 전극(ELT2) 사이에는 발광 소자(LD)가 배치될 수 있다. 발광 소자(LD)는 제2 공간(OS)에서 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)과 각각 접촉할 수 있고, 제1 전극(ELT1) 및 제2 전극(ELT2)으로부터 구동 신호를 인가 받을 수 있다.
광 변환층(LCLd)은 상술한 바와 같이, 기판(SUB) 및 배리어 구조물(CSLd) 사이에 형성된 제1 공간(IS)에 배치될 수 있다.
광 변환층(LCLd)은 제1 파장 변환 패턴(LCP1d), 제2 파장 변환 패턴(LCP2d), 및 광 산란 패턴(LCP3d)을 포함할 수 있다. 제1 파장 변환 패턴(LCP1d)은 제1 화소 영역(PXA1)에 배치되고, 제2 파장 변환 패턴(LCP2d)은 제2 화소 영역(PXA2)에 배치되며, 광 산란 패턴(LCP3d)은 제3 화소 영역(PXA3)에 배치될 수 있다.
도 12 및 도 13은 다양한 실시예들에 따른 화소 유닛의 단면도들로서, 도 10의 B-B' 선에 대응되는 단면도들이다.
도 12를 참조하면, 화소 유닛(PXU2a)은 컬러 필터층(CFLe)을 더 포함할 수 있다. 컬러 필터층(CFLe)은 기판(SUB) 상에 제공되며, 보호층(PSL) 상에 배치될 수 있다.
컬러 필터층(CFLe)은 제1 컬러 필터(CF1e), 제2 컬러 필터(CF2e), 및 제3 컬러 필터(CF3e)을 포함할 수 있다. 제1 화소(PXL1e)는 제1 컬러 필터(CF1e)를 포함하고, 제2 화소(PXL2e)는 제2 컬러 필터(CF2e)를 포함하며, 제3 화소(PXL3e)는 제3 컬러 필터(CF3e)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 컬러 필터들(CF1e, CF2e, CF3e)를 통해 표시 장치는 우수한 색 재현성을 확보할 수 있다.
도 11의 컬러 필터층(CFLe)은 도 7의 컬러 필터층(CFL)과 유사한 구성일 수 있으며, 컬러 필터층(CFLe)에 대한 구체적인 설명은 중복되는 내용인 바, 생략하기로 한다.
도 13을 참조하면, 화소 유닛(PXU2b)은 제1 화소(PXL1f), 제2 화소(PXL2f) 및 제3 화소(PXL3f)를 포함하며, 블랙 매트릭스(BMf)를 더 포함할 수 있다. 도 13의 실시예는 도 12의 실시예와 비교하여 블랙 매트릭스(BMf)가 더 배치되는 점에서 차이가 있으며, 이 외의 구성은 동일하거나 유사하다.
블랙 매트릭스(BMf)는 기판(SUB) 상에 제공되며, 보호층(PSL) 상에 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스(BMf)는 각 화소들(PXL1f, PXL2f, PXL3f)의 경계를 따라 배치될 수 있고, 컬러 필터층(CFL)과 동일한 평면 상에 배치될 수 있다.
블랙 매트릭스(BMf)는 각 화소들(PXL1f, PXL2f, PXL3f) 간에 발생할 수 있는 빛샘 현상을 방지 또는 저감할 수 있다.
도 13의 블랙 매트릭스(BMf)는 도 8의 블랙 매트릭스(BM)와 유사한 구성일 수 있으며, 블랙 매트릭스(BM)에 대한 구체적인 설명은 중복되는 내용인 바, 생략하기로 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 제1 방향을 따라 상호 이격 배치된 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 발광 소자;
    상기 기판 상에 제공되고, 제1 면, 제2 면, 및 제3 면을 포함하는 배리어 구조물;
    상기 배리어 구조물 상에 배치되는 광 변환층; 및
    상기 광 변환층 상에 배치되는 보호층을 포함하되,
    상기 기판 및 상기 배리어 구조물 사이에는 상기 제2 면 및 상기 제3 면에 의해 정의되는 제1 공간이 형성되고,
    상기 배리어 구조물 및 상기 보호층 사이에는 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 의해 정의되는 제2 공간이 형성되며,
    상기 제1 공간 및 상기 제2 공간은 상기 제1 방향을 따라 서로 교번적으로 위치되고,
    상기 발광 소자는 상기 제1 공간 내에 배치되며, 상기 광 변환층은 적어도 하나의 상기 제2 공간 내에 배치되는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 면은 상기 발광 소자와 중첩하는 홀을 가지는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 광 변환층 상에 배치되는 컬러 필터를 더 포함하는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 광 변환층은 베이스 수지 및 상기 베이스 수지 내부에 분산된 파장 변환 입자를 포함하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 광 변환층은 상기 베이스 수지 내부에 분산된 광 산란 입자를 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 면은 상기 제3 면보다 상기 기판에 더 인접하고, 상기 제1 면 및 상기 제3 면은 상기 제1 방향을 따라 교번적으로 배열된 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 면은 상기 제1 면 및 상기 제3 면 사이에 배치되어 상기 제1 면 및 상기 제3 면을 연결하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 공간은 상기 기판, 상기 배리어 구조물, 및 상기 보호층에 의해 밀폐되어 공기로 충진된 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 공간의 내부에 배치된 고정 패턴을 더 포함하되, 상기 발광 소자는 상기 기판 및 상기 고정 패턴 사이에서 고정된 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 광 변환층이 포함되지 않은 상기 제2 공간에서 상기 제2 면의 표면을 따라 위치된 차광 패턴을 더 포함하되, 상기 차광 패턴은 금속 물질을 포함하는 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 광 변환층이 포함되지 않은 상기 제2 공간 내에 충진되고, 입사된 광을 흡수하여 차단하는 블랙 매트릭스를 더 포함하는 표시 장치.
  12. 기판;
    상기 기판 상에 제1 방향을 따라 상호 이격 배치된 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되는 발광 소자;
    상기 기판 상에 배치되는 광 변환층; 및
    상기 기판 상에 제공되고, 제1 면, 제2 면, 및 제3 면을 포함하는 배리어 구조물을 포함하되,
    상기 기판 및 상기 배리어 구조물 사이에는 상기 제2 면 및 상기 제3 면에 의해 정의되는 제1 공간이 형성되고,
    상기 배리어 구조물에는 상기 제1 면 및 상기 제2 면에 의해 정의되는 제2 공간이 형성되며,
    상기 제1 공간 및 상기 제2 공간은 상기 제1 방향을 따라 서로 교번적으로 위치되고,
    상기 광 변환층은 상기 제1 공간 내에 배치되며, 상기 발광 소자는 적어도 하나의 상기 제2 공간 내에 배치되는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 면은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 노출하고, 상기 발광 소자와 중첩하는 제1 홀을 가지는 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제3 면은 상기 광 변환층과 중첩하는 제2 홀을 가지는 표시 장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 배리어 구조물 상에 배치되는 보호층 및 상기 보호층 상에 배치되는 컬러 필터를 더 포함하는 표시 장치.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 광 변환층은 베이스 수지, 상기 베이스 수지 내부에 분산된 파장 변환 입자, 및 상기 베이스 수지 내부에 분산된 광 산란 입자를 포함하는 표시 장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 면은 상기 제3 면보다 상기 기판에 더 인접하고, 상기 제1 면 및 상기 제3 면은 상기 제1 방향을 따라 교번적으로 배열된 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제2 면은 상기 제1 면 및 상기 제3 면 사이에 배치되어 상기 제1 면 및 상기 제3 면을 연결하는 표시 장치.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 발광 소자가 포함되지 않은 상기 제2 공간에서 상기 제2 면의 표면을 따라 위치된 차광 패턴을 더 포함하되, 상기 차광 패턴은 금속 물질을 포함하는 표시 장치.
  20. 제12 항에 있어서,
    상기 배리어 구조물 상에 상기 발광 소자가 배치되지 않은 상기 제2 공간과 중첩하고, 입사된 광을 흡수하여 차단하는 블랙 매트릭스를 더 포함하는 표시 장치.
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