KR101958721B1 - 색변환 패널, 그를 포함하는 표시 장치 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 색변환 매개층; 및 상기 색변환 매개층 상에 위치하는 청색광 반사필터;를 포함하는 색변환 패널에 관한 것으로서, 무기 박막 배리어층이 청색광 반사필터로서 광학적 기능을 갖도록 하여 청색광 누출을 줄여 색재현 특성이 향상된 색변환 패널을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 색변환 패널, 그를 포함하는 표시 장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근 TV 및 스마트폰에 주로 사용되는 디스플레이의 개발 방향은 픽셀 크기 감소를 통한 고분해능, 자연색에 가까운 색재현 특성, 전력소모 감소 및 친환경 소재 개발이다. 색재현 특성 및 전력 소모 감소를 위하여 기존 LCD 및 OLED 디스플레이에 양자점(Quantum dot)소재를 적용하는 양자점 디스플레이 시장이 점차 커지고 있다.
그런데 양자점 소재는 산소, 수분과 화학 반응을 통해 쉽게 분해되고, 이를 보충하기 위한 양자점 소재의 사용량이 늘면서 공정성 감소하는 문제점 있고, 또한 기존 LCD 및 OLED 디스플레이는 청색광이 누출(leakage)되어 색재현 특성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 색변환 매개층을 보호하는 무기 박막 배리어층을 도입하여 내구성을 갖는 색변환 패널을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 무기 박막 배리어층이 청색광 반사필터로서 광학적 기능을 갖도록 하여 청색광 누출을 줄여 색재현 특성이 향상된 색변환 패널을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 발광 반취폭(FWHM)이 작아 적색 혹은 녹색의 원색에 가까운 색 구현이 가능한 양자점 소재를 색변환 매개층에 사용하여 기존 디스플레이 대비 높은 색재현성 구현이 가능한 색변환 패널과 그를 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 양자점이 포함된 색변환 매개층을 보호하는 배리어 기능에 광학적 특성인 색재현 특성을 부가한 무기 박막 배리어층으로서 청색광 반사필터를 도입하여 고색재현 특성과 고내구성을 동시에 갖는 색변환 패널을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 양자점 소재 사용량 감소로 인한 원가 절감 및 색변환층 제조 공정의 안정성이 향상된 색변환 패널의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 색변환 패널의 제조 공정을 단순화하여 비용 및 시간이 절감될 수 있는 색변환 패널의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 색변환 매개층; 및 상기 색변환 매개층 상에 위치하는 청색광 반사필터;를 포함하는 색변환 패널이 제공된다.
또한, 상기 색변환 패널은 청색광 흡수물질을 포함하는 오버코트층 및 청색광 흡수층 중에서 선택된 어느 하나인 청색광 흡수필터를 추가로 포함하고, 상기 청색광 흡수필터는 상기 청색광 반사필터 상에 상기 색변환 매개층과 마주하는 방향의 반대 방향으로 위치할 수 있다.
또한, 상기 청색광 흡수물질이 유기 염료 및 유기 안료로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 청색광 반사필터는 단일층이 3개 이상 적층된 복수층을 포함하고, 상기 복수층은 굴절률이 다른 2종 이상의 단일층을 포함하고, 상기 복수층은 청색광이 반사되도록 상기 단일층이 적층될 수 있다.
또한, 상기 복수층의 홀수층은 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 크고, 상기 복수층의 짝수층은 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 작은 것일 수 있다.
또한, 상기 복수층은 굴절률이 다른 2종 이상의 단일층을 포함하고, 상기 복수층은 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 큰 단일층과 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 작은 단일층이 교대로 적층되고, 상기 복수층의 최상층(Ln) 및 최하층(L1)이 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 큰 단일층일 수 있다.
또한, 상기 복수층은 상기 단일층이 3 내지 31개 적층될 수 있다.
또한, 상기 단일층이 무기 배리어층일 수 있다.
또한, 굴절률이 큰 상기 단일층이 질화규소(SiNx)를 포함하고, 굴절률이 작은 상기 단일층이 산화규소(SiOx)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 색변환 매개층이 적색 변환부, 녹색 변환부 및 청색 변환부로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 색 변환부를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 색 변환부가 각각 독립적으로 양자점(quantum dot), 무기 형광체, 및 유기 형광염료로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 색변환 패널은 차광 부재를 추가로 포함하고, 상기 차광 부재가 상기 색 변환부에 이웃하여 위치할 수 있다.
또한, 상기 색변환 패널이 기판을 추가로 포함하고, 상기 기판은 상기 색변환 매개층 상에 상기 청색광 반사필터와 마주하는 방향의 반대 방향으로 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 발광부와, 상기 발광부 상에 위치하는 색변환 패널을 포함하고, 상기 색변환 패널은 상기 발광부 상에 위치하는 색변환 매개층; 및 상기 색변환 매개층 상에 위치하는 청색광 반사필터;를 포함하는 표시 장치가 제공된다.
또한, 상기 발광부는 백색 유기전계발광소자 패널이고, 상기 백색 유기전계발광소자 패널은 백색 유기전계발광소자와, 상기 백색 유기전계발광소자 상에 위치하는 칼라필터층을 포함하고, 상기 색변환 매개층이 적색 변환부 및 녹색 변환부를 포함하고, 상기 칼라필터층이 적색 칼라필터, 녹색 칼라필터, 및 청색 칼라필터를 포함하고, 상기 적색 변환부가 상기 백색 유기전계발광소자의 광의 진행방향으로 상기 적색 칼라필터 상에 위치하고, 상기 녹색 변환부가 상기 백색 유기전계발광소자의 광의 진행방향으로 상기 녹색 칼라필터 상에 위치하고 상기 청색 칼라필터 상에 상기 색 변환 매개층이 위치하지 않을 수 있다.
또한, 상기 발광부가 청색 유기전계발광소자 패널이고, 상기 청색 유기전계발광소자 패널은 청색 유기전계발광소자를 포함하고, 상기 색변환 매개층이 적색 변환부 및 녹색 변환부를 포함하고, 상기 적색 변환부 및 녹색 변환부가 각각 상기 청색 유기전계발광소자의 광의 진행방향에 위치할 수 있다.
또한, 상기 발광부가 청색 백라이트유닛(Blue BLU)이고, 상기 색변환 매개층이 적색 변환부 및 녹색 변환부를 포함하고, 상기 적색 변환부 및 녹색 변환부가 각각 상기 청색 백라이트유닛의 광의 진행방향에 위치하고, LCD 패널이 상기 발광부와 상기 색변환 패널의 사이에 위치하거나, 또는 상기 발광부와 마주하는 방향의 반대 방향으로 상기 색변환 패널 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판 상에 차광 부재를 형성하는 단계; 상기 기판 상에 위치하고, 상기 차광 부재와 이웃하여 위치하는 색변환부를 포함하는 색변환 매개층을 형성하는 단계; 및 상기 색변환 매개층 및 상기 차광 부재 상에 청색광 반사필터를 형성하는 단계;를 포함하는 색변환 패널의 제조방법이 제공된다. 여기서 차광 부재는 네거티브형 차광용 감광성 수지를 노광 및 현상하여 형성할 수 있으며, 노광된 차광용 감광성수지를 이용하여 형성한 차광 부재는 불용성일 수 있고, 블랙매트릭스일 수 있다.
또한, 상기 청색광 반사필터를 형성하는 단계 후에 상기 청색광 반사필터 상에 청색광 흡수물질을 포함하는 오버코트층 및 청색광 흡수층 중에서 선택된 어느 하나의 청색광 흡수필터를 형성하는 단계;를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판 상에 차광 부재를 형성하는 단계; 상기 기판 상에 위치하고, 상기 차광 부재와 이웃하여 위치하는 색 변환부를 포함하는 색변환 매개층을 형성하는 단계; 상기 색변환 매개층 및 상기 차광 부재 상에 청색광 반사필터를 형성하는 단계; 및 발광부를 상기 기판과 마주하여 위치시키는 단계;를 포함하는 표시 장치의 제조방법이 제공된다.
또한, 상기 발광부를 상기 기판과 마주하여 위치시키는 단계 전에, LCD 패널을 상기 기판과 마주하여 위치시키는 단계; 또는 LCD 패널을 상기 청색광 반사필터와 마주하여 위치시키는 단계;를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광부가 청색 백라이트유닛(Blue BLU), 청색 유기전계발광소자, 및 백색 유기전계발광소자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명은 색변환 매개층을 보호하는 무기 박막 배리어층을 도입하여 내구성을 갖는 색변환 패널을 제공할 수 있다.
본 발명은 상기 무기 박막 배리어층이 청색광 반사필터로서 광학적 기능을 갖도록 하여 청색광 누출을 줄여 색재현 특성이 향상된 색변환 패널을 제공할 수 있다.
본 발명은 발광 반취폭(FWHM)이 작아 적색 혹은 녹색의 원색에 가까운 색 구현이 가능 양자점 소재를 색변환 매개층에 사용하여 기존 디스플레이 대비 높은 색재현성 구현이 가능한 색변환 패널과 그를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 양자점이 포함된 색변환 매개층을 보호하는 배리어 기능에 광학적 특성인 색재현 특성을 부가한 무기 박막 배리어층으로서 청색광 반사필터를 도입하여 고색재현 특성과 고내구성을 동시에 갖는 색변환 패널을 제공할 수 있다.
본 발명은 양자점 소재 사용량 감소로 인한 원가 절감 및 색변환층 제조 공정의 안정성이 향상된 색변환 매개층의 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 청색광 반사필터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 색변환 패널의 제조방법을 나타낸 개략적인 공정도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예 1에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예 1에 따라 시야각에 따른 투과도의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10a는 본 발명의 실시예 2에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10b는 본 발명의 실시예 2에 따라 시야각에 따른 투과도의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예 3에서 제조된 청색광 반사필터의 광학적 특성을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예 4에서 제조된 청색광 흡수필터가 적층된 청색광 반사필터의 광학사진이다.
도 13a은 실시예 3에서 제조된 청색광 반사 필터와 실시예 4에서 제조된 청색광 흡수 필터를 적용하기 전, 후의 InP로 구성된 녹색광 양자점 색변환 매개층을 포함하는 색변환 패널의 색좌표 변화 측정결과를 도시한 그래프이다.
도 13b은 실시예 3에서 제조된 청색광 반사 필터와 실시예 4에서 제조된 청색광 흡수 필터를 적용하기 전, 후의 InP로 구성된 적색광 양자점 색변환 매개층을 포함하는 색변환 패널의 색좌표 변화 측정결과를 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 청색광 반사필터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 색변환 패널의 제조방법을 나타낸 개략적인 공정도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예 1에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시예 1에 따라 시야각에 따른 투과도의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10a는 본 발명의 실시예 2에 따른 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 10b는 본 발명의 실시예 2에 따라 시야각에 따른 투과도의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예 3에서 제조된 청색광 반사필터의 광학적 특성을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예 4에서 제조된 청색광 흡수필터가 적층된 청색광 반사필터의 광학사진이다.
도 13a은 실시예 3에서 제조된 청색광 반사 필터와 실시예 4에서 제조된 청색광 흡수 필터를 적용하기 전, 후의 InP로 구성된 녹색광 양자점 색변환 매개층을 포함하는 색변환 패널의 색좌표 변화 측정결과를 도시한 그래프이다.
도 13b은 실시예 3에서 제조된 청색광 반사 필터와 실시예 4에서 제조된 청색광 흡수 필터를 적용하기 전, 후의 InP로 구성된 적색광 양자점 색변환 매개층을 포함하는 색변환 패널의 색좌표 변화 측정결과를 도시한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또한, 어떤 구성요소가 "다른 구성요소 상에", " 다른 구성요소 상에 형성되어" 또는 " 다른 구성요소 상에 적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
먼저, 도 1을 참고하여 본 발명의 표시 패널을 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 표시패널의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 색변환 패널(10)은 색변환 매개층(110); 및 상기 색변환 매개층(110) 상에 위치하는 청색광 반사필터(120);를 포함할 수 있다.
또한, 상기 색변환 패널(10)은 청색광 흡수물질을 포함하는 오버코트층(130') 또는 청색광 흡수층(130")을 청색광 흡수필터(130)로서 추가로 포함할 수 있다. 여기서 상기 청색광 흡수필터(130)는 상기 청색광 반사필터(120) 상에 상기 색변환 매개층(110)과 마주하는 방향의 반대 방향으로 위치할 수 있다.
또한, 상기 청색광 흡수물질로서 유기 염료 또는 유기 안료를 단독 또는 병행하여 사용할 수 있고, 바람직하게는 유기 안료를 사용할 수 있다.
또한, 상기 청색광 흡수물질로서 안료, 염료, 색소 중 어느 것일 수 있고, 구체적으로는 모노아조계 안료, 피라졸론 아조계 안료, 디아조계 안료, 아조메틴계 안료, 안트라퀴논계 안료, 이소인돌리논계 안료, 퀴놀린계 안료, 퀴노프탈론계 안료, 폴리사이클릭계 안료, 디옥심계 안료, 벤즈이미다졸계 안료, 헤테로사이클릭계 안료, 페리온계 안료, 무기안료, 시아니계 안료, 잔텐계 안료, 메로시안계 안료, 디피린계 안료, 아릴메틴계 안료, 아크리딘계 안료, 쿠마린계 안료, 옥사진계 안료, 테트라피롤계 안료 등을 사용할 수 있으며, 필요에 따라 로진 처리, 산성기 또는 염기성기가 도입되어 있는 안료 유도체를 이용한 표면처리, 중합체 화합물 등을 이용한 표면 그라프트 처리, 황산을 이용한 미세 입자화 처리 또는 유기 용매 또는 물을 이용한 세정처리 등이 수행된 것일 수 있다.
또한, 상기 청색광 흡수 필터(130)는 400 내지 500nm의 파장대의 빛을 흡수하기 때문에, 400 내지 500nm의 파장대를 갖는 청색광을 흡수하여 차단할 수 있다.
또한, 상기 청색광 흡수 필터(130)는 두께가 0.1~ 10㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.5~ 5㎛일 수 있다. 이는 청색광 흡수 필터(130)가 0.1㎛ 미만일 경우 발광부로부터 발생되는 청색광의 차단 효과가 미비할 수 있으며, 10㎛ 초과인 경우 두께가 너무 두꺼워져 광 투과율 저하 및 제조 공정 상 코팅 불균일성과 같은 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
도 2는 청색광 반사 필터의 단면도이다. 도 2를 참고하면, 상기 청색광 반사필터(120)는 단일층이 3개 이상 적층된 복수층을 포함하고, 상기 복수층은 굴절률이 다른 2종 이상의 단일층을 포함하고, 상기 복수층은 청색광이 반사되도록 상기 단일층이 적층될 수 있다.
또한, 상기 복수층의 홀수층은 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 크고, 상기 복수층의 짝수층은 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 작은 것일 수 있다.
또한, 상기 복수층은 굴절률이 다른 2종 이상의 단일층을 포함하고, 상기 복수층은 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 큰 단일층과 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 작은 단일층이 교대로 적층되고, 상기 복수층의 최상층(Ln) 및 최하층(L1)이 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 큰 단일층일 수 있다.
또한, 고굴절률 물질(A)층 L1/저굴절률 물질(B)층 L2/고굴절률물질(C)층 L3/ ……/저굴절률 물질(Y)층 Ln-1/고굴절률 물질(Z) Ln층으로 적층될 수 있고, 여기서 물질 A, C, Z는 서로 동일 물질이거나 다른 물질일수도 있고, B, Y 역시 동일 물질이거나 다른 물질일 수 있다.
또한, 상기 복수층은 상기 단일층이 3 내지 31개 적층될 수 있고, 바람직하게는 3 내지 15개 적층될 수 있다. 여기서 단일층의 적층수가 3개 미만이면 청색광이 반사되지 않고, 31개를 초과하면 반사되는 파장 대역 폭이 디스플레이에 사용되는 청색광원 보다 좁아져서 반사되는 청색광의 파장 의존성이 매우 커지고 전체적인 청색광의 반사율 증가가 미미하고, 또한 전체적인 흡광계수가 증가하여 빛 에너지 손실이 커진다.
또한, 상기 청색광 반사필터(120)의 총 두께는 0.1~ 10㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.1~ 5㎛일 수 있다. 이는 청색광 반사필터(120)가 0.1㎛ 미만일 경우 광 효율 및 색재현율 개선 효과가 미비할 수 있으며, 10㎛ 초과인 경우 두께가 너무 두꺼워져 광 투과율 저하가 발생할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 단일층이 무기 배리어층일 수 있다.
또한, 상기 무기물로서 광 투과율이 뛰어난 금속 산화물 및 금속 질화물로 구성되며, SiOx, SiNx, BiO2, ZnO, Ce2O3, CaCO3, ZrO2, TiO2, HfOx, AlN, 및 Al2O3 중에서 2종 이상을 선택하여 사용할 수 있고 이에 제한되지 않으며, 바람직하게는 SiOx와 SiNx를 선택하여 사용할 수 있다. 여기서 굴절률이 큰 상기 단일층이 질화규소(SiNx)를 포함하고, 굴절률이 작은 상기 단일층이 산화규소(SiOx)를 포함할 수 있다. 상기 질화규소가 Si3N4일 수 있고, 상기 산화규소가 Si0 또는 SiO2, 바람직하게는 SiO2일 수 있으며 사용된 SiNx, SiOx의 구조와 조성은 공정 조건에 따라 달라질 수 있다.
또한, 상기 색변환 매개층(110)이 적색 변환부(111), 녹색 변환부(113) 및 청색 변환부 중 1종 이상의 색 변환부(111, 113)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 색변환부(111, 113)가 각각 독립적으로 양자점(quantum dot), 무기 형광체, 및 유기 형광염료 중 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 양자점을 포함할 수 있다.
상기 적색 변환부(111)가 적색 형광체를 포함할 수 있고, 상기 적색 형광체는 (Ca, Sr, Ba)S, (Ca, Sr, Ba)2Si5N8, 카즌(CaAlSiN3), CaMoO4, Eu2Si5N8 중 적어도 하나일 수 있다.
여기서 상기 녹색 변환부(113)는 녹색 형광체를 포함할 수 있고, 상기 녹색 형광체는 이트륨 알루미늄 가닛(yttrium aluminum garnet, YAG), (Ca, Sr, Ba)2SiO4, SrGa2S4, BAM, 알파 사이알론(α-SiAlON), 베타 사이알론(β-SiAlON), Ca3Sc2Si3O12, Tb3Al5O12, BaSiO4, CaAlSiON, (Sr1 - xBax)Si2O2N2 중 적어도 하나의 물질일 수 있고, 상기 x는 0 내지 1 사이의 임의의 수일 수 있다.
여기서 상기 양자점은 II-VI족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
양자점은 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있다. 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 양자점을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 양자점의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
상기 청색 변환부는 발광부 또는 청색 칼라필터로부터 공급되는 청색광이 그대로 투과하여 청색을 나타내도록 구성된다. 따라서 청색 변환부를 별도로 구성하지 않거나 또는 투명 고분자로 구성될 수 있다. 청색을 출광하는 영역에 해당하는 청색 변환부는 별도의 형광체 또는 퀀텀닷 없이 입사된 청색을 출광하는 물질을 포함할 수 있고, 감광성 수지 등의 폴리머 및 TiO2 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 색변환 패널(10)은 차광 부재(140)를 추가로 포함하고, 상기 차광 부재(140)가 상기 색 변환부(111, 113)에 이웃하여 위치할 수 있다. 여기서 상기 차광 부재는 블랙 매트릭스를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다. 도 3을 참고하면, 또한 상기 색변환 패널(10)이 기판(150)을 추가로 포함할 수 있다. 여기서 상기 기판(150)은 상기 색변환 매개층(110) 상에 상기 청색광 반사필터(120)와 마주하는 방향의 반대 방향으로 위치할 수 있다.
상기 기판은 유리, 고분자, 실리콘 및 세라믹 중 어느 하나를 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 표시 장치를 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 표시 장치이다. 도 4를 참고하면, 본 발명의 표시 장치(1)은 발광부(30)와, 상기 발광부(30) 상에 위치하는 색변환 패널(10)을 포함할 수 있다. 여기서 상기 색변환 패널(10)은 상기 발광부(30) 상에 위치하는 색변환 매개층(110); 및 상기 색변환 매개층(110) 상에 위치하는 청색광 반사필터(120);를 포함할 수 있다.
상기 색변환 패널(10)은 앞에서 설명한 색변환 패널과 동일하므로 그에 관한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상기 발광부(30)는 백색 유기전계발광소자 패널일 수 있다. 여기서 상기 백색 유기전계발광소자 패널은 백색 유기전계발광소자(310)와, 상기 백색 유기전계발광소자 상에 위치하는 칼라필터층(320)을 포함할 수 있다. 상기 색변환 매개층(110)이 적색 변환부(111) 및 녹색 변환부(113)를 포함하고, 상기 칼라필터층(320)이 적색 칼라필터(321), 녹색 칼라필터(323), 및 청색 칼라필터(325)를 포함할 수 있다. 또한 상기 적색 변환부(111)가 상기 백색 유기전계발광소자(310)의 광의 진행 방향으로 상기 적색 칼라필터(321) 상에 위치하고, 상기 녹색 변환부(113)가 상기 백색 유기전계발광소자(310)의 광의 진행방향으로 상기 녹색 칼라필터(323) 상에 위치할 수 있다. 여기서 상기 청색 칼라필터(325) 상에 상기 색 변환 매개층(110)이 위치하지 않을 수 있다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 표시 장치이다. 도 5를 참고하면, 본 발명의 발광부(30')가 청색 유기전계발광소자 패널일 수 있다. 여기서 상기 청색 유기전계발광소자 패널은 청색 유기전계발광소자(310')를 포함하고, 상기 색변환 매개층(110)이 적색 변환부(111) 및 녹색 변환부(113)를 포함하고, 상기 적색 변환부(111) 및 녹색 변환부(113)가 각각 상기 청색 유기전계발광소자(310')의 광의 진행 방향에 위치할 수 있다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 표시 장치이다. 도 6을 참고하면, 본 발명의 발광부(30")가 청색 백라이트유닛(Blue BLU)일 수 있고, 상기 색변환 매개층(110)이 적색 변환부(111) 및 녹색 변환부(113)를 포함하고, 상기 적색 변환부(111) 및 녹색 변환부(113)가 각각 상기 청색 백라이트유닛의 광의 진행방향에 위치할 수 있다. 도 6a를 참고하면, LCD 패널(50)이 상기 발광부(30")와 상기 색변환 패널(10)의 사이에 위치하거나, 또는 도 6b를 참고하면, 상기 LCD 패널(50)이 상기 발광부(30")와 마주하는 방향의 반대 방향으로 상기 색변환 패널(10) 상에 위치할 수 있다.
상기 LCD 패널(50)로서, 영상을 나타내기 위해 박막 트랜지스터 및 제1 절연 기판을 포함하는 하부 표시판, 하부 표시판과 마주하며 제2 절연 기판을 포함하는 상부 표시판 및 하부 표시판과 상부 표시판 사이에 개재된 액정층을 포함하는 표시 패널을 사용할 수 있으며 이에 제한되지 않고 공지된 표시 패널을 제한 없이 사용할 수 있다.
본 발명의 표시 장치(1)에서 상기 표시 패널(10)과 발광부(30)가 점착제 또는 점착 필름에 의해 결합될 수 있고, 또는 상기 표시 패널(10), 발광부(30), 및 LCD 패널(50)은 서로 점착제 또는 점착 필름에 의해 결합될 수 있다.
이하, 본 발명의 색변환 패널과 표시 장치의 제조방법에 관하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 색변환 패널의 제조방법을 나타낸 개략적인 공정도이다. 본 발명의 색변환 패널의 제조방법은 포토리소그래피 (Photolithography) 공정 또는 잉크젯 프린팅 (Ink-jet printing) 등의 용액공정을 사용할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
도 7에 도시된 바와 같이 먼저 기판(150) 상에 적색광 변환부(111), 녹색광 변환부(113), 및 청색광 변환부를 구획하는 차광 부재(140)를 마스크를 사용하여 형성한다. (S10). 여기서 차광 부재(140)는 네거티브형 차광용 감광성 수지를 노광 및 현상하여 형성할 수 있으며, 노광된 차광용 감광성수지를 이용하여 형성한 차광 부재(140)는 불용성일 수 있다.
다음 기판(150) 상에, 상기 차광 부재(140)의 사이 영역에 상기 차광 부재(140)와 이웃하여 적색광 변환부(111), 녹색광 변환부(113)를 포함하는 색변환 매개층(110)을 형성한다(S20). 여기서 청색광 변환부는 형성되지 않거나 또는 청색광이 그대로 투과하도록 투명 고분자가 상기 차광 부재(140)의 사이 영역에 상기 차광 부재(140)와 이웃하여 청색광 변환부로 형성될 수 있다.
다음 상기 색변환 매개층(110) 및 상기 차광 부재(140) 상에 청색광 반사필터(120)를 형성하여 본 발명의 색변환 패널(1)을 제조할 수 있다(S30).
다음 상기 청색광 반사필터(120)를 형성하는 단계(S30) 후에 상기 청색광 반사필터(120) 상에 청색광 흡수물질을 포함하는 청색광 흡수필터(130)를 추가로 형성할 수 있다(S40). 여기서 상기 청색광 흡수필터(130)는 청색광 흡수물질을 포함하는 오버코트층 또는 청색광 흡수층일 수 있다.
다음 상기 청색광 흡수필터(130)를 형성하는 단계(S40) 후에 물성 또는 공정성 향상을 위하여 하드 코팅층(160)을 추가로 형성할 수 있다(S50)
다음 본 발명의 표시 장치의 제조방법에 관하여 설명한다.
본 발명의 표시 장치의 제조방법은 기판(150) 상에 차광 부재(140)를 형성하는 단계(S10); 상기 기판(150) 상에 위치하고, 상기 차광 부재(140)와 이웃하여 위치하는 색변환부(111, 113)를 포함하는 색변환 매개층(110)을 형성하는 단계(S20); 상기 색변환 매개층(110) 및 상기 차광 부재(140) 상에 청색광 반사필터(120)를 형성하는 단계(S30); 및 발광부(30)를 상기 기판(150)과 마주하여 위치시키는 단계(S70);를 포함할 수 있다.
상기 단계 S10 내지 S30은 위에서 설명한 색변환 패널(10)의 제조방법과 동일하므로 생략하기로 한다.
여기서, 본 발명의 표시 장치(1)의 제조방법은 상기 발광부(30)를 상기 기판(150)과 마주하여 위치시키는 단계(S70) 전에, LCD 패널(50)을 상기 기판(150)과 마주하여 위치시킬 수 있다(S60).
또한, 본 발명의 표시 장치(1)의 제조방법은 상기 발광부(30)를 상기 기판(150)과 마주하여 위치시키는 단계(S70) 전에 LCD 패널(50)을 상기 청색광 반사필터(120)와 마주하여 위치시킬 수 있다(S60").
여기서 상기 발광부(30)로서 청색 백라이트유닛(Blue BLU), 청색 유기전계발광소자, 백색 유기전계발광소자, 또는 UV 발광소자를 사용할 수 있으며 광원으로 사용할 수 있는 발광부는 제한 없이 사용할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예
1: λ/4의
단일층의
두께 적용한 시뮬레이션
광의 파장(λ)의 0.25배의 광학적 두께가 적용된 청색광 반사필터의 시뮬레이션에 사용된 단일층의 굴절률과 광학적 두께는 아래와 같고 표 1과 같은 조건을 가지고 계산하였다.
기판인 유리의 굴절률: 1.52443
SiNx를 포함하는 홀수번째 단일층의 굴절률: 1.94242
SiOx를 포함하는 짝수번째 단일층의 굴절률: 1.47091
매질인 공기의 굴절률: 1
단일층의 광학적 두께(FWOT): 0.25λ
광의 파장 (nm) | 층수 | 홀수층 | 짝수층 | |||
물질 | 두께(nm) | 물질 | 두께(nm) | |||
실시예 1-1 | 460 | 3 | SiNx | 59.2 | SiOx | 78.18 |
실시예 1-2 | 460 | 5 | SiNx | 59.2 | SiOx | 78.18 |
실시예 1-3 | 410 | 3 | SiNx | 59.2 | SiOx | 78.18 |
실시예 1-4 | 410 | 5 | SiNx | 59.2 | SiOx | 78.18 |
도 8a와 도 8b를 참고하여 설명하면, 3층에서 5층으로 stack 수를 증가함에 따라 반사되는 청색광원의 중심파장 부근 반사율이 크게 증가하였다. 하지만, stack 수를 증가함에 따라 색변환층을 통하여 색변환이 이루어진 녹색광 (530~550nm 파장) 및 적색광 (610~650nm) 영역의 투과율이 점차 감소하는 경향을 보였다. 이는 적층된 단일층의 수가 증가하면서 광 흡수가 증가되기 때문이다.
또한, 도 9a와 도 9b를 참고하여 설명하면, 광의 파장(λ)의 0.25배의 광학적 두께가 적용된 청색광 반사필터의 시뮬레이션 1의 결과를 청색광 반사필터를 통과되는 빛을 관찰하는 시야각에 따른 투과도를 나타내었다. 시야각이 0°일 때 빛의 투과율 결과는 도 8a와 도 8b에 나타난 투과율과 동일하며, 시야각이 0°에서 90°로 점차 증가함에 따라 전체적인 빛의 투과율이 변하는 결과를 확인할 수 있다. 이 결과로 판단하면, 통상적으로 청색광에서 반사 효율이 가장 높다고 알려진 광의 파장(λ)의 0.25배의 광학적 두께로 이루어진 청색광 반사필터의 경우 시야각이 0°일 때는 청색광의 반사율이 높지만 시야각이 점차 증가하면서 청색광 반사율이 점차 감소하는 현상을 확인할 수 있다. 색변환 매개층(110)을 통과하는 청색광의 방향은 시야각이 0°인 빛 뿐만 아니라, 0°에서 90° 사이의 분포를 갖는 빛이 통과하게 된다. 이러한 이유로 통상적으로 보고된 광의 파장(λ)의 0.25배의 광학적 두께가 적용된 청색광 반사필터를 도입한 경우, 시야각이 0°보다 큰 방향에서 색변환 매개층을 통과하고 남은 청색광을 효과적으로 반사시키는데 한계가 발생할 수 있음을 알 수 있다.
실시예
2: λ/4보다 작은
단일층의
두께 적용한 시뮬레이션
광의 파장(λ)의 0.21배 또는 0.22배의 광학적 두께가 적용된 청색광 반사필터의 시뮬레이션에 사용된 단일층의 굴절률과 광학적 두께는 아래와 같고 표 2와 같은 조건을 가지고 계산하여 표 3 및 도 10에 나타내었다.
기판인 유리의 굴절률: 1.52443
SiNx를 포함하는 홀수번째 단일층의 굴절률: 1.94242
SiOx를 포함하는 짝수번째 단일층의 굴절률: 1.47091
매질인 공기의 굴절률: 1
단일층의 광학적 두께(FWOT): 0.21λ (SiNx), 0.22λ (SiOx)
광의 파장 (nm) | 층수 | 홀수층 | 짝수층 | |||
물질 | 두께(nm) | 물질 | 두께(nm) | |||
실시예 2-1 | 460 | 3 | SiNx | 50 | SiOx | 70 |
실시예 2-2 | 460 | 5 | SiNx | 50 | SiOx | 70 |
투과율(%) | 반사율(%) | |||||
460nm | 530nm | 620nm | 460nm | 530nm | 620nm | |
실시예 2-1 | 60.3 | 68.5 | 73.7 | 31.8 | 20.1 | 8.8 |
실시예 2-2 | 47.1 | 68.8 | 69.7 | 40.6 | 11.1 | 5.1 |
도 10a은 광의 파장(λ)의 0.21배 또는 0.22배의 광학적 두께가 적용된 3층과 5층의 stack수를 갖는 청색광 반사필터의 투과율과 반사율 시뮬레이션 결과이다. 도 10을 참고하여 설명하면, 실시예 1의 시뮬레이션 결과와 달리 3층에서 5층으로 stack 수를 증가함에 따라 반사되는 청색광원의 중심파장 부군의 반사율 증가는 다소 떨어지나 색변환층을 통하여 색변환이 이루어진 녹색광 (530~550nm 파장)과 적색광 (610~650nm) 영역의 투과율이 3층에서 5층으로 stack 수를 증가하여도 70% 이상의 높은 투과율을 유지한다.
또한, 도 10b를 참조하여 설명하면 광의 파장(λ)의 0.25배의 광학적 두께로 이루어진 청색광 반사필터 보다, 시야각이 0°에서 90°로 점차 증가함에 따른 청색광의 반사율 변화 역시 낮다. 이러한 이유로 통상적으로 보고된 광의 파장(λ)의 0.25배의 광학적 두께가 적용된 청색광 반사필터 보다 광의 파장(λ)의 0.21배 또는 0.22배의 광학적 두께가 적용된 청색광 반사필터가 0°에서 90° 사이의 전체적인 시야각 방향에서 색변환 매개층을 통과하고 남은 청색광을 더욱 효과적으로 반사시키게 되는 것을 알 수 있다.
실시예
3:
청색광
반사 필터 및
양자점
색변환
매개층을 갖는
색변환패널의
제조
색변환 매개층을 제조하기 위해서, 먼저 0.5mm 두께의 유리기판 위에 InP로 구성된 녹색광과 적색광 색변환 양자점 소재가 포함된 UV 경화형 고분자 분산액을 스핀 코팅법을 이용하여 300 rpm으로 코팅하고, 90℃ hot plate위에서 100초간 pre-bake 공정을 진행한 다음 I-line UV lamp 100 mJ 조건으로 충분히 경화를 시켰다. 그 다음 잔류 용매를 제거하기 위하여 250℃ hot plate 위에서 약 30분간을 post-bake 공정을 진행하여 460nm 청색광에 의해 녹색광과 적색광을 색변환 할 수 있는 양자점 색변환층을 제작하였다.
상기 제작된 녹색광 및 적색광 양자점 색변환층 상부에 아래 표 4와 같은 청색광 반사필터를 SiNx 고굴절률층은 PECVD 증착법을 이용하여 1.38 Å/sec 속도로 증착하고, SiOx 저굴절률층은 In-line sputter를 이용하여 0.24 Å/sec 속도로 성막하여 제조하였다. 3층과 5층 구조를 만들기 위해서는 상기 증착 및 성막 방법을 반복하여 수행하였다.
광의 파장 (nm) | 층수 | 홀수층 | 짝수층 | |||
물질 | 두께(nm) | 물질 | 두께(nm) | |||
실시예 3-1 | 460 | 3 | SiNx | 50 | SiOx | 70 |
실시예 3-2 | 460 | 5 | SiNx | 50 | SiOx | 70 |
도 11a 및 도 11b는 실시예 3에서 제조된 청색광 반사 필터를 포함하는 양자점 색변환 매개층을 460nm의 청색광 파장을 갖는 청색 백라이트유닛 (Back light unit)위에 두고 적분구를 이용하여 색변환이 이루어진 빛의 광학적인 특성을 전 시야각 방향으로 측정한 결과를 나타내었다.
도 11을 참고하여 설명하면, 녹색광과 적색광을 색변환 할 수 있는 양자점 색변환층을 통과하고 난 빛은 해당되는 색변환 파장의 빛 뿐만 아니라 460nm의 청색광이 여전히 분포한다. 이러한 양자점 색변환층 위에 실시예 3과 같은 청색광 반사필터를 적층하면 460nm의 청색광의 휘도가 다소 감소함을 알 수 있다. 즉, 청색광 반사필터가 동작하여 전 시야각 방향에서 청색광을 효과적으로 반사시킨 것을 확인 할 수 있다. 또한 실시예 2의 시뮬레이션 결과와 일치하게 반사효율은 3층 구조보다 5층 구조의 반사필터가 더 크다는 점도 확인 할 수 있다. 그러나 실시예 2의 시뮬레이션 결과를 보면, Blue 이외의 녹색광 및 적색광 파장에서도 휘도 감소가 예상되었으나, 실제로 측정된 결과를 보면, 나머지 파장은 휘도 감소가 거의 없는 것으로 판단되었다. 제작된 청색광 반사필터의 녹색광 및 적색광에서 투과율이 평균 70% 인 점을 고려해 볼 때, 녹색이나 적색의 휘도 감소가 거의 없는 이유는 청색광 반사필터에서 반사된 청색광에 의해 색변환 소재(양자점)가 다시 여기되어 추가적인 빛을 발하기 때문으로 생각할 수 있다. 따라서 청색광 반사필터는 청색광을 반사시켜 최종 색변환 매개층의 색순도를 향상시키는 역할 뿐만 아니라, 반사된 빛을 이용한 추가적인 빛을 사용할 수 있기 때문에 최종적인 색변환 효율 향상에 기여할 수 있다.
실시예
4:
청색광
흡수필터(오버코트)가 코팅된
청색광
반사 필터 및
양자점
색변환 매개층을 갖는 색변환 패널의 제조
Blue leakage 특성 개선을 위해서 실시예 3에서 제작된 청색광 반사 필터를 포함하는 양자점 색변환 매개층 위에 청색광 흡수물질인 시아닌계 안료가 20% 함유된 평탄화(오버코트) 층인 청색광 흡수필터를 적층하여 청색광 흡수필터(오버코트)가 코팅된 청색광 반사 필터를 얻었고 도 12에 도시하였다. 상기 청색광 흡수필터(오버코트)가 코팅된 청색광 반사 필터에 통과된 후의 색좌표 변화 측정결과를 도 13에 도시하였다.
도 13a와 도 13b를 참고하면 InP로 구성된 녹색광 및 적색광 양자점 색변환 매개층만으로는 청색광 조사 이후 충분한 색변환이 이루어지지 않아서 Blue leakage로 인하여 색순도가 크게 감소한다. 여기에 SiNx와 SiOx 3층 혹은 5층으로 구성된 청색광 반사 필터를 적층하였을 때 Blue leakage 가 다소 감소하고 색변환 효율이 증가하여 최종적으로 색순도가 증가한다. 하지만 실시예 3에서 사용된 초기 양자점 색변환 매개층의 색변환 효율이 상대적으로 낮기 때문에 청색광 반사 필터만으로는 완벽한 색순도를 구현하는데 한계가 있다. 여기에 추가적으로 청색광 흡수 필터를 적층하면 도 13a와 도 13b의 최종 색좌표와 같이 색순도가 향상된 양자점 색변환 매개층을 구현할 수 있다. 즉, 색변환 효율이 완벽하지 않은 양자점 색변환층 위에 청색광 반사필터를 사용하여 1차적으로 Blue leakage를 개선하고 색변환 효율을 향상시킨 다음 청색광 흡수필터를 추가로 사용하여 Blue leakage가 개선되어 최종적으로 원하는 고색순도의 원색이 얻어짐을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 색재현성 특성이 향상된 디스플레이 구현이 가능하다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 표시 장치
10: 색변환 패널
30: 발광부
50: LCD 패널
110: 색변환 매개층
120: 청색광 반사필터
130: 청색광 흡수필터
140: 차광 부재
150: 기판
160: 하드 코팅층
111: 적색 변환부
113: 녹색 변환부
310: 백색 유기전계발광소자
320: 칼라필터층
321: 적색 칼라필터
323: 녹색 칼라필터
325: 청색 칼라필터
310': 청색 유기전계발광소자
10: 색변환 패널
30: 발광부
50: LCD 패널
110: 색변환 매개층
120: 청색광 반사필터
130: 청색광 흡수필터
140: 차광 부재
150: 기판
160: 하드 코팅층
111: 적색 변환부
113: 녹색 변환부
310: 백색 유기전계발광소자
320: 칼라필터층
321: 적색 칼라필터
323: 녹색 칼라필터
325: 청색 칼라필터
310': 청색 유기전계발광소자
Claims (20)
- 발광부와, 상기 발광부 상에 위치하는 색변환 패널을 포함하는 표시 장치에 있어서,
상기 색변환 패널은
상기 발광부 상에 위치하는 색변환 매개층;
상기 색변환 매개층 상에 위치하는 청색광 반사필터; 및
상기 청색광 반사필터 상에 상기 색변환 매개층과 마주하는 방향의 반대 방향으로 위치하고, 청색광 흡수물질을 포함하는 오버코트층 및 청색광 흡수층 중에서 선택된 어느 하나인 청색광 흡수필터;를 포함하고,
상기 청색광 흡수필터는 상기 발광부에서 발생되는 청색광 중 상기 색변환 매개층이 흡수하지 못하고 누출한 청색광을 흡수하고,
상기 청색광 흡수물질이 유기 염료 및 유기 안료로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 표시 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 청색광 반사필터는 단일층이 3개 이상 적층된 복수층을 포함하고,
상기 복수층은 굴절률이 다른 2종 이상의 단일층을 포함하고,
상기 복수층은 청색광이 반사되도록 상기 단일층이 적층되는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제4항에 있어서,
상기 복수층의 홀수층은 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 크고, 상기 복수층의 짝수층은 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제4항에 있어서,
상기 복수층은 굴절률이 다른 2종 이상의 단일층을 포함하고,
상기 복수층은 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 큰 단일층과 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 작은 단일층이 교대로 적층되고,
상기 복수층의 최상층(Ln) 및 최하층(L1)이 이웃하여 접하는 층보다 굴절률이 큰 단일층인 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제4항에 있어서,
상기 단일층이 무기 배리어층이고,
상기 복수층은 상기 단일층이 3 내지 31개 적층된 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제5항에 있어서,
굴절률이 큰 상기 단일층이 질화규소(SiNx)를 포함하고, 굴절률이 작은 상기 단일층이 산화규소(SiOx)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 색변환 매개층이 적색 변환부, 녹색 변환부 및 청색 변환부로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 색 변환부를 추가로 포함하고,
상기 색 변환부가 각각 독립적으로 양자점(quantum dot), 무기 형광체, 및 유기 형광염료로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제9항에 있어서,
상기 색변환 패널은 차광 부재를 추가로 포함하고,
상기 차광 부재가 상기 색 변환부에 이웃하여 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 색변환 패널이 기판을 추가로 포함하고,
상기 기판은 상기 색변환 매개층 상에 상기 청색광 반사필터와 마주하는 방향의 반대 방향으로 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 발광부는 백색 유기전계발광소자 패널이고,
상기 백색 유기전계발광소자 패널은 백색 유기전계발광소자와, 상기 백색 유기전계발광소자 상에 위치하는 칼라필터층을 포함하고,
상기 색변환 매개층이 적색 변환부 및 녹색 변환부를 포함하고,
상기 칼라필터층이 적색 칼라필터, 녹색 칼라필터, 및 청색 칼라필터를 포함하고,
상기 적색 변환부가 상기 백색 유기전계발광소자의 광의 진행방향으로 상기 적색 칼라필터 상에 위치하고,
상기 녹색 변환부가 상기 백색 유기전계발광소자의 광의 진행방향으로 상기 녹색 칼라필터 상에 위치하고
상기 청색 칼라필터 상에 상기 색 변환 매개층이 위치하지 않는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 발광부가 청색 유기전계발광소자 패널이고,
상기 청색 유기전계발광소자 패널은 청색 유기전계발광소자를 포함하고,
상기 색변환 매개층이 적색 변환부 및 녹색 변환부를 포함하고,
상기 적색 변환부 및 녹색 변환부가 각각 상기 청색 유기전계발광소자의 광의 진행방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 발광부가 청색 백라이트유닛(Blue BLU)이고,
상기 색변환 매개층이 적색 변환부 및 녹색 변환부를 포함하고,
상기 적색 변환부 및 녹색 변환부가 각각 상기 청색 백라이트유닛의 광의 진행방향에 위치하고,
LCD 패널이 상기 발광부와 상기 색변환 패널의 사이에 위치하거나, 또는 상기 발광부와 마주하는 방향의 반대 방향으로 상기 색변환 패널 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 표시 장치. - 기판 상에 차광 부재를 형성하는 단계;
상기 기판 상에 위치하고, 상기 차광 부재와 이웃하여 위치하는 색변환부를 포함하는 색변환 매개층을 형성하는 단계;
상기 색변환 매개층 및 상기 차광 부재 상에 청색광 반사필터를 형성하는 단계;
상기 청색광 반사필터 상에 청색광 흡수물질을 포함하는 오버코트층 및 청색광 흡수층 중에서 선택된 어느 하나의 청색광 흡수필터를 형성하는 단계; 및
발광부를 상기 기판과 마주하여 위치시키는 단계;를 포함하고,
상기 청색광 흡수필터는 상기 발광부에서 발생되는 청색광 중 상기 색변환 매개층이 흡수하지 못하고 누출한 청색광을 흡수하고,
상기 청색광 흡수물질이 유기 염료 및 유기 안료로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 표시 장치의 제조방법. - 삭제
- 삭제
- 제16항에 있어서,
상기 발광부를 상기 기판과 마주하여 위치시키는 단계 전에,
LCD 패널을 상기 기판과 마주하여 위치시키는 단계; 또는 LCD 패널을 상기 청색광 반사필터와 마주하여 위치시키는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조방법. - 제16항에 있어서,
상기 발광부가 청색 백라이트유닛(Blue BLU), 청색 유기전계발광소자, 및 백색 유기전계발광소자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치의 제조방법.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020170160799A KR101958721B1 (ko) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | 색변환 패널, 그를 포함하는 표시 장치 및 그의 제조방법 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN113690385A (zh) * | 2021-08-11 | 2021-11-23 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 一种显示面板 |
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