KR102390960B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 표시장치는 제 1 기판, 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판, 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 사이에 배치되는 액정층, 및 상기 제 2 기판 상에 배치된 색전환층을 포함하며 상기 색전환층은 자기 이방성 격벽을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치 및 이의 제조 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 출광 효율을 개선시키는 포토루미네센트 패널을 갖는 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 포토루미네선트 액정표시장치(Photo-Luminescent Liquid Crystal Display Apparatus; 이하, PLLCD)는 기존의 액정표시장치(LCD)에 사용되는 컬러필터 패턴 및 형광 램프를, 형광 패턴 및 자외선(Ultra-Violet;UV) 램프로 대체한 액정표시장치이다. 상기 PL-LCD는 광원으로부터 발생되어 액정층에 의해 제어된 자외선 또는 청색광 등 저파장대역의 광이 색전환층(Color Conversion Layer; CCL)에 조사될 때 발생하는 가시광을 이용하여 영상을 표시한다.
상기 PL-LCD는, 기존의 액정표시장치에서 백라이트 광원으로부터 출사된 광이 적색(R) 컬러필터, 녹색(G) 컬러필터, 청색(B) 컬러필터를 통과할 때, 각각의 컬러필터에 의해 광량이 약 1/3로 감소되는 단점을 해결하기 위하여, 컬러필터 대신 서로 다른 색의 여기광을 방출하는 광여기 부재를 사용한다.
그러나, 색전환층에 포함되는 광여기 부재의 여기광은, 상기 색전환층을 커버하는 기판 또는 공기 중으로 출사될 때, 매질 간의 굴절률의 차이로 인해 광량의 상당 부분이 계면에서 전반사되어 상기 색전환층의 내부로 하향 진행된다. 그 결과, 실제로는 백라이트 광원으로부터 출사된 광량의 약 10% 만이 외부로 출광되며, 기존의 액정표시장치에서보다 출광 효율이 더 낮아진다.
본 발명은 출광 효율이 향상될 수 있는 포토루미네센트 패널을 갖는 표시 장치 및 표시 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 표시장치는 제 1 기판, 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판, 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 사이에 배치되는 액정층, 상기 제 2 기판 상에 배치된 색전환층, 및 상기 색전환층 상에 배치된 제 3 기판을 포함하며 상기 색전환층은 자기 이방성 격벽을 포함한다.
상기 자기 이방성 격벽은 알니코, 바륨페라이트, 바이칼로이 및 망간알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함한다.
상기 자기 이방성 격벽은 제 2 기판에 수직으로 정렬된다.
상기 색전환층은 광여기 부재를 더 포함한다.
상기 광여기 부재는 상기 색전환층 내에서 상기 자기 이방성 격벽보다 하부 영역에 배치된다.
상기 광여기 부재는 상기 색전환층 내에서 상기 자기 이방성 격벽보다 상부 영역에 배치된다.
상기 광여기 부재와 상기 자기 이방성 격벽은 상기 색전환층 내에서 실질적으로 균일하게 분포된다.
상기 제 1 기판 내지 상기 제 3 기판 중 하나의 기판상에 배치된 차광 부재를 더 포함한다.
상기 광여기 부재는, 녹색 형광체, 적색 형광체 및 황색 형광체 중 적어도 2 색의 물질을 포함한다.
상기 광여기 부재는, 녹색 양자점, 적색 양자점 및 청색 양자점 중 적어도 2색의 물질을 포함한다.
상기 광여기 부재는 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InP 및 InAs 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 광여기 부재는 코어 및 코어를 덮은 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가지며, 상기 코어는 CdSe, CdS, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdSeTe, CdZnS, CdSeS, PbSe, PbS, PbTe, AgInZnS, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InP, InZnP, InGaP, InGaN, InAs 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 쉘은 CdS, CdSe, CdTe, CdO, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, InP, InS, GaP, GaN, GaO, InZnP, InGaP, InGaN, InZnSCdSe, PbS, TiO, SrSe 및 HgSe 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 색전환층 및 상기 제 2 기판 사이에 배치된 광학 필터층을 더 포함한다.
상기 제 1 기판의 하부에 배치된 백라이트 유닛을 더 포함한다.
상기 색전환층은 산란 부재를 더 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 표시장치의 제조 방법은, 기판 상에 서로 이격된 색영역 공간들을 갖는 차광 패턴을 형성하는 단계, 상기 색영역 공간들 사이에 광여기 부재 및 자기 이방성 격벽을 포함하는 광여기 패턴을 형성하는 단계, 상기 광여기 패턴 상에 평탄화층을 형성하는 단계, 및 상기 자기 이방성 격벽은 상기 기판과 수직하게 정렬시키는 단계를 포함한다.
상기 평탄화층 상에 광학 필터층을 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 광여기 부재로부터 방출된 여기광이 색전환층에 포함된 자기 이방성 격벽에 의해 반사됨으로써 출광 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 표시 장치에 의해 서로 다른 파장대역을 갖는 가시광이 출사되는 모습을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 A부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 패널 대향 기판의 제조 방법을 도시한 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. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(PL-LCD)(100)는 백라이트 유닛(110) 및 백라이트 유닛(110)으로부터 출사된 광에 응답하여 영상을 표시하는 표시 패널(120)을 포함한다.
백라이트 유닛(110)은 자외선(Ultra-Violet; UV) 또는 청색광 등 일정한 파장대역을 갖는 광을 표시 패널(120)에 출사한다. 백라이트 유닛(110)은 광을 출사하는 광원을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 광원은 200 내지 400 nm의 파장대역을 갖는 광을 출사할 수 있다. 백라이트 유닛(110)은 광원으로부터 출사된 광을 표시 패널(120)에 안내하는 도광판(미도시됨)을 더 포함할 수 있다.
표시 패널(120)은 어레이 기판(130), 대향 기판(140) 및 어레이 기판(130)과 대향 기판(140) 사이에 배치되는 액정층(150)을 포함한다.
어레이 기판(130)은 제 1 기판(131), 제 1 기판(131) 상의 화소영역에 형성된 스위칭 소자(133), 스위칭 소자(133)의 일부 전극을 노출시키는 절연막(135) 및 화소영역에 형성되어 절연막(135)에 의해 노출된 스위칭 소자(133)의 출력 전극에 전기적으로 연결되는 화소 전극(137)을 포함한다. 어레이 기판(130)은 제 1 기판(131) 상에 배치되고 제 1 방향으로 연장되는 게이트 라인(GL)과, 제 1 기판(131) 상에 배치되고 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장되는 데이터 라인(DL)을 더 포함한다.
스위칭 소자(133)는 소스 전극, 드레인 전극 및 게이트 전극을 갖는 박막 트랜지스터(Thin FilmTransistor; TFT)를 포함한다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극이 하부에 배치되고, 소스 및 드레인 전극이 상부에 배치되는 바텀-게이트 구조를 가질 수 있다.
또는, 박막 트랜지스터(TFT)는 소스 및 드레인 전극이 하부에 배치되고, 게이트 전극이 상부에 배치되는 탑-게이트 구조를 가질 수 있다.
대향 기판(140)은 제 2 기판(141), 제 2 기판(141)의 일면에 배치된 공통전극(143), 제 2 기판(141)의 타면 상에 배치되며 제 2 기판(141)에 대향하는 제 3 기판(145), 제 2 기판(141) 및 제 3 기판(145)의 사이에 배치되는 색전환층(147)을 포함한다.
대향 기판(140)은 제 2 기판(141)과 색전환층(147)의 사이에 광학필터층(149)을 더 포함할 수 있다. 대향 기판(140)은 제 2 기판(141)과 색전환층(147)의 사이에 편광 필름(미도시됨)을 더 포함할 수 있다.
제 2 기판(141) 및 제 3 기판(145)은 투명한 재질로 형성된다. 투명 재질은 유리 또는 플라스틱을 포함한다.
광여기 부재(142)는 일정한 파장대의 광을 흡수하여 여기 상태가 되었다가 바닥 상태로 돌아가면서 흡수한 광 에너지를 방출한다. 광여기 부재(142)는 형광체 또는 양자점(QD)을 포함한다.
광여기 부재(142)는 산화질화물(oxynitride), 질화물(nitride), 실리케이트(silicate), 알루미늄계(aluminated), 스캔데이트(scandate) 또는 옥시플루오르계(oxyfluoride)의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 광여기 부재(142)가 형광체인 경우, 광여기 부재(142)는 색전환층(147) 내에 약 3 내지 4 g/cm3의 농도로 분포될 수 있다. 또한, 광여기 부재(142)는 입자 크기가 약 5 내지 20 μm 일 수 있다.
광여기 부재(142G)가 β-SiAlON (Si6-zALzOzN8-z), (Ba,Sr)2SiO4:Eu 또는 CaSc20:Ce 를 포함하는 경우, 광여기 부재(142G)는 녹색 파장대역을 갖는 여기광을 방출할 수 있다. 형광체로서 α-SiAlON 이 사용되는 경우, 광여기 부재(142)는 색전환층(147) 내에 약 3.2 g/cm3의 농도로 분포될 수 있다.
광여기 부재(142R)가 CaAlSiN3:Eu, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu 또는 CaAlSi(ON)3:Eu 를 포함하는 경우, 광여기 부재(142R)는 적색 파장대역을 갖는 여기광을 방출할 수 있다.
광여기 부재(142B)가 Y3Al5O12:Ce 또는 Tb3Al5O12:Ce 를 포함하는 경우, 광여기 부재(142B)는 황색 파장대역을 갖는 여기광을 방출할 수 있다.
백라이트 유닛(110)으로부터 청색광이 조사되고, 광여기 부재(142B)가 Y3Al5O12:Ce 또는 Tb3Al5O12:Ce 를 포함하는 경우, 광여기 부재(142B)로부터 방출되는 여기광과 청색광이 혼합되어, 백색광이 출사될 수 있다.
광여기 부재(142)가 양자점(QD)인 경우, 광여기 부재(142)는 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InP 및 InAs 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 광여기 부재(142)는 다른 원소를 포함할 수도 있다. 또한, 2종 이상의 광여기 부재(142)들이 혼합되어 사용될 수도 있다.
양자점이 2nm 내지 10nm의 평균 입경을 가지는 경우, 양자점으로서의 작용을 할 수 있으며 감광성 수지 조성물 내에서 분산성을 가질 수 있다.
또한 광여기 부재(142)는 코어-쉘(core-shell) 형태의 구조를 가질 수 있으며, 조성상의 구배(gradient)를 가질 수도 있다.
예를 들어, 양자점은 코어 및 상기 코어를 덮는 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다.
코어는 CdSe, CdS, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdSeTe, CdZnS, CdSeS, PbSe, PbS, PbTe, AgInZnS, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InP, InZnP, InGaP, InGaN, InAs 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
쉘은 CdS, CdSe, CdTe, CdO, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, InP, InS, GaP, GaN, GaO, InZnP, InGaP, InGaN, InZnSCdSe, PbS, TiO, SrSe 및 HgSe 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
코어-쉘 구조를 갖는 양자점의 코어는 2nm 내지 5nm의 평균 입경을 가질 수 있다. 또한, 쉘은 2nm 내지 5nm의 평균 두께를 가질 수 있다. 코어와 쉘이 이러한 범위의 평균 입경과 평균 두께를 가지는 경우, 양자점이 형광체의 기능을 할 수 있으며, 감광성 수지 조성물 내에서 분산성을 가질 수 있다.
광여기 부재(142)는 색전환층(147) 내에 약 4 내지 5 g/cm3의 농도로 분포될 수 있다. 광여기 부재(142)는 입자 크기가 약 10nm 이하일 수 있다.
광여기 부재(142)가 양자점(QD)을 포함하는 경우, 양자점(QD)의 크기에 따라 여기광의 파장대역이 달라질 수 있다. 즉, 양자점(QD)의 여기광은 양자점(QD)의 크기에 따라, 적색광, 녹색광 또는 청색광일 수 있다.
양자점(QD)으로 CdSe/ZnS 가 사용되는 경우, 양자점(QD)은 색전환층(147) 내에 약 4.43 g/cm3의 농도로 분포될 수 있다.
차광 부재(144)는 높은 유전율을 가진 물질로 이루어지며, 화소영역의 외곽 영역에 대응하게 배치되어 광을 차단한다.
본 발명의 일실시예에서 차광 부재(144)는 제 3 기판 상에 배치된다. 단, 차광 부재(144)의 위치는 이에 한정되지 않으며, 제 1 기판 내지 제 3 기판 중 어느 하나의 기판상에 배치될 수 있다.
차광 부재(144)는 차광 부재(144)는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 중첩되게 배치된다. 차광 부재(144)는 흡광도(optical density)가 높은 금속 또는 유기물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 차광 부재(144)는 크롬(Cr)을 포함한다.
자기 이방성 격벽(146)은 색전환층(147) 내에 형성된다.
자기 이방성 격벽(146)은 수지층 부피의 약 1~30% 농도로 형성될 수 있으나 이에 국한되지는 않는다.
본 발명의 일실시예에서 자기 이방성 격벽(146)은 Fe:12%, Al:20%, Ni-5% Co 합금으로 이루어진 알니코, BaO,6fe₂O₃로 형성된 바륨페라이트, Fe:52%, Co:10% 합금으로 이루어진 바이칼로이, Mn:70%, Al:29%, C:1% 합금으로 이루어진 망간알루미늄 등의 자기 이방성 물질을 포함할 수 있으나, 자기 이방성 물질은 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일실시예에 의하면 자기 이방성 격벽(146)은 제 2 기판과 수직하게 배치되어 있으며, 색전환층(147) 내에서 광여기 부재(142)와 자기 이방성 격벽(146)은 실질적으로 균일하게 분포된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광여기 부재(142)는 색전환층(147) 내에서 자기 이방성 격벽(146)보다 하부 영역에 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광여기 부재(142)는 색전환층(147) 내에서 자기 이방성 격벽(146)보다 상부 영역에 배치될 수 있다.
공통전극(143)은 투명한 도전성 물질로 형성되며, 공통 전압을 인가받는다.
색전환층(147)은 광여기 부재(142), 및 자기 이방성 격벽(146)을 포함한다. 광여기 부재(142), 자기 이방성 격벽(146)은 색전환층(147)의 수지층 내에 배치된다.
수지층은 실리콘 수지 또는 감광성(Photoresist; PR) 수지로 형성될 수 있다.
또한 색전환층(147)은 산란 부재를 포함할 수 있다. 광여기 부재(142)로부터 방출된 여기광을 산란하는 산란 부재는 티타늄 산화물 또는 규소 산화물을 포함할 수 있으며, 입자 크기는 약 1㎛ 이하 일 수 있다.
광학필터층(149)은 광학투명접착(Optical Clean Adhesive; OCA) 필름, 광학 공기층을 포함한다.
광학필터층(149)은 자기 이방성 격벽(146)으로부터 반사되어, 액정층(150)을 향하여 하향 반사되는 여기광의 일부를, 제 3 기판(145)을 향하도록 상향 반사시킬 수 있다.
도 4는 도 1의 표시 장치에 의해 서로 다른 파장대역을 갖는 가시광이 출사되는 모습을 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 백라이트 유닛(110)으로부터 출사된 제 1 광(L1)은 어레이 기판(130)을 투과하여 액정층(150)에 도달한다. 액정층(150)에 포함된 액정들의 배향은 화소 전극(137) 및 공통전극(143)에 인가되는 전압에 따라 변화한다. 액정층(150)을 투과하는 제 1 광(L1)의 광량은 변화된 액정들의 배향에 의해 조절된다. 액정층(150)에 의해 광량이 조절된 제 2 광(L2)은 색전환층(147)에 도달한다. 색전환층(147)에 포함된 광여기 부재(142)는 제 2 광(L2)의 전부 또는 일부를 흡수하여 여기되며, 여기된 광여기 부재(142)가 바닥 상태로 돌아올 때에 여기광이 방출된다.
색전환층(147)의 제 1 색영역(160R)에 포함된 광여기 부재(142R)는 적색 파장대역을 갖는 여기광을 방출할 수 있다.
색전환층(147)의 제 2 색영역(160G)에 포함된 광여기 부재(142G)는 녹색 파장대역을 갖는 여기광을 방출할 수 있다.
색전환층(147)의 제 3 색영역(160B)에 포함된 광여기 부재(142B)는 황색 파장대역을 갖는 여기광을 방출할 수 있다.
또는, 제 1 광(L1)이 청색광인 경우, 색전환층(147)의 제 3 색영역(160B)에 포함된 광여기 부재(142B)의 여기광과 제 1 광이 혼합되어, 제 3 색영역(160B)로부터 백색광이 출사될 수 있다.
도 4 에서 제 3 색영역(160B)에 광여기 부재(142B)가 포함되는 것으로 도시되었으나, 제 1 광(L1)이 청색광인 경우, 색전환층(147)의 제 3 색영역(160B)에는 광여기 부재(142B)가 포함되지 않을 수 있다. 이 경우, 제 3 색영역(160B)에 대응하는 액정층(150)의 제어만으로 제 3 색영역(160B)으로부터 출사되는 청색광의 휘도가 제어될 수 있다.
도 5는 도 4의 A부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
차광 부재(144)는 색전환층(147)의 내부에서 일정한 두께(D) 및 폭을 가진다. 차광 부재(144)는 상면의 폭(UW)이 하면의 폭(LW)과 실질적으로 동일할 수 있다.
이하, 제 2 광(L2)이 색전환층(147)을 투과하면서 일정한 색을 갖는 가시광(즉, 제 3 광)으로 전환되어 색전환층(147)의 상 경계면을 통과하여 출사되는 과정을 설명한다.
액정층(150)을 투과한 제 2 광(L2)은 색전환층(147)에 도달한다. 색전환층(147)에 도달한 제 2 광(L2)의 일부는 광여기 부재(142)에 의해 흡수되어 여기광으로 방출된다.
광여기 부재(142)에 의해 흡수되지 않은 제 2 광(L2)의 다른 일부는 색전환층(147)을 그대로 투과할 수 있다. 광여기 부재(142)로부터 방출된 여기광의 다른 일부는 자기 이방성 격벽(146)에 의해 반사된다.
즉, 색전환층(147)으로부터 출사되는 제 3 광(L3)은, 광여기 부재(142)로부터 직접 방출된 여기광, 자기 이방성 격벽(146)에 의해 상향 반사된 여기광을 포함할 수 있다.
또한, 색전환층(147)으로부터 출사되는 제 3 광(L3)은, 광여기 부재(142)로부터 방출되어 자기 이방성 격벽(146)에 의해 반사되며, 다시 다른 자기 이방성 격벽(146)에 의해 상향 반사되는 여기광을 포함할 수 있다. 즉, 제 3 광(L3)은, 자기 이방성 격벽(146)에 의해 반사되어 상향 출사되는 모든 광을 포함한다.
광학 필터층이 색전환층(147) 및 제 2 기판(141)의 사이에 배치된 경우, 광여기 부재(142)로부터 하향으로 방출된 여기광, 자기 이방성 격벽(146) 에 의해 하향 반사된 여기광은 광학필터층(149) 및 색전환층(147)의 하 경계면에서 반사되어 다시 상향으로 진행될 수 있다.
또한, 상향으로 진행되는 여기광은 자기 이방성 격벽(146)에 의해 다시 반사되어, 색전환층(147)의 상 경계면을 지나 외부로 출사될 수 있다.
즉, 액정층(150)을 투과한 일정한 파장대의 광(L2)은 색전환층(147)에 의해 일정한 색을 갖는 가시광(L3)으로 전환되며, 자기 이방성 격벽(146)에 의해 반사되어 상향으로 출사된다. 따라서, 색전환층(147)의 출광 효율이 증가할 수 있다.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 대향 기판의 제조방법을 도시한 단면도이다.
도 6a를 참조하면, 제 3 기판(145)의 일면에 크롬막을 형성하고, 크롬막 상에 포토레지스트(PR)를 배치한다. 그리고, 소정의 마스크를 사용하여 포토레지스트(PR)를 선택적으로 노광한 후 현상하여, 일정한 영역에 차광 부재(144)를 형성한다.
차광 부재(144)는, 이후 어레이 기판에 형성되는 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)에 대응하도록, 제 3 기판(145) 상에서 격자 형상을 가질 수 있다.
도 6b를 참조하면, 차광 부재(144)가 형성된 제 3 기판(145) 상의 제 1 색영역(160R)에, 제 1 색의 여기광을 방출하는 광여기 부재(142R) 및 자기 이방성 격벽(146)이 분포된 제 1 광여기 패턴(148R)을 형성한다. 구체적으로, 차광 부재(144)가 형성된 제 3 기판(145) 상에 제 1 색의 여기광을 방출하는 광여기 부재(142R) 및 자기 이방성 격벽(146)이 분포된 수지층을 제공하고, 수지층을 선택적으로 노광 및 현상하여, 제 1 색영역(160R)에 제 1 색의 광여기 부재(142R) 및 자기 이방성 격벽(146)이 분포된 제 1 광여기 패턴(148R)을 형성한다.
도 6c를 참조하면, 제 1 광여기 패턴(148R)이 형성된 제 3 기판(145) 상의 제 2 색영역(160G)에, 제 2 색의 여기광을 방출하는 광여기 부재(142G) 및 자기 이방성 격벽(146)이 분포된 제 2 광여기 패턴(148G)을 형성한다. 구체적으로, 제 1 광여기 패턴(148R)이 형성된 제 3 기판(145) 상에 제 2 색의 여기광을 방출하는 광여기 부재(142G) 및 자기 이방성 격벽(146) 분포된 수지층을 제공하고, 수지층을 선택적으로 노광 및 현상하여, 제 2 색영역(160G)에 제 2 색의 광여기 부재(142G) 및 자기 이방성 격벽(146)이 분포된 제 2 광여기 패턴(148G)을 형성한다.
제 2 광여기 패턴(148G)은 제 1 광여기 패턴(148R)과의 사이에 제 1 갭(GA1)을 갖는다.
제 1 갭(GA1)은 제 1 광여기 패턴(148R) 및 제 2 광여기 패턴(148G) 사이의 차광 부재에 대응하여 위치한다.
도 6d를 참조하면, 제 2 광여기 패턴(148G)이 형성된 제 3 기판(145) 상의 제 3 색영역(160B)에, 제 3 색의 여기광을 방출하는 광여기 부재(142B) 및 자기 이방성 격벽(146)이 분포된 제 3 광여기 패턴(148B)을 형성한다.
구체적으로, 제 2 광여기 패턴(148G)이 형성된 제 3 기판(145) 상에 제 3 색의 여기광을 방출하는 광여기 부재(142B) 및 자기 이방성 격벽(146)이 분포된 수지층을 제공하고, 수지층을 선택적으로 노광 및 현상하여, 제 3 색영역(160B)에 제 3 색의 광여기 부재(142B) 및 자기 이방성 격벽(146)이 분포된 제 3 광여기 패턴(148B)을 형성한다. 제 3 광여기 패턴(148B)은 제 2 광여기 패턴(148G)과의 사이에 제 2 갭(GA2)을 갖는다.
제 2 갭(GA2)은 제 2 광여기 패턴(148G) 및 제 3 광여기 패턴(148B) 사이의 차광 패턴에 대응하여 위치한다.
한편, 제 3 광여기 패턴(148B)은 제 1 광여기 패턴(148R)과의 사이에 제 3 갭(GA3)을 갖는다. 제 3 갭(GA3)은 제 3 광여기 패턴(148B) 및 제 1 광여기 패턴(148R) 사이의 차광 패턴에 대응하여 위치한다.
도 6b 내지 도 6d 에서는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 순서에 따라 광여기 패턴(148) 및 및 자기 이방성 격벽(146)을 형성하는 과정을 설명하였으나, 광여기 패턴들(148)이 형성되는 순서는 다양하게 바뀔 수 있다. 또한, 도 6b 내지 도 6d에서는, 제 1 색의 여기광을 방출하는 광여기 부재(142R)가 포함된 제 1 광여기 패턴(148R), 제 2 색의 여기광을 방출하는 광여기 부재(142G)가 포함된 제 2 광여기 패턴(148G) 및 제 3 색의 여기광을 방출하는 광여기 부재(142B)가 포함된 제 3 광여기 패턴(148B)을 순차적으로 형성하는 과정을 설명하였으나, 실시예에 따라, 광여기 패턴들(148)은, 광여기 부재들(142)이 포함되지 않은 수지 패턴을 먼저 형성하고, 이어서 각각의 색영역에 대응되도록 광여기 부재들(142R, 142G, 142B)을 수지 패턴 내에 분산시키는 과정으로 형성될 수 있다.
도 6e를 참조하면, 제 3 기판(145) 상에 평탄화층(FL)을 형성한다. 평탄화층(FL)은 광여기 부재(142) 및 자기 이방성 격벽(146)을 포함한다. 평탄화층(FL)은 광여기 패턴들(148)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
도 6f를 참조하면, 다음, 평탄화층(FL) 및 색전환층(147)이 배치된 제 3 기판(145) 상하부에 자기장을 인가하여, 자기 이방성 격벽(146)을 제 3 기판(145)과 수직하게 정렬시킨다.
이 때, 자기장을 인가하는 수단으로 전자석, 자석 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
평탄화층(FL) 및 색전환층(147)을 경화하여 정렬된 자기 이방성 격벽(146)을 유지시킨다.
도 6g 를 참조하면, 일면에 공통전극(143)이 형성된 제 2 기판(141)의 타면에 평탄화층(FL)이 형성된 제 3 기판(145)을 결합한다. 실시예에 따라, 제 2 및 제 3 기판들(141, 145)은 평탄화층(FL)이 형성된 제 3 기판(145) 및 제 2 기판(141)의 사이에, 편광 필름, 광학 필터층 또는 OCA 필름이 포함되도록 결합될 수 있다.
110: 백라이트 유닛, 120: 표시 패널
142: 광여기 부재, 146: 자기 이방성 격벽

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 색전환층; 및
    상기 기판 상에 배치된 차광 부재를 포함하고,
    상기 색전환층은 복수의 자기 이방성 격벽을 포함하며,
    상기 복수의 자기 이방성 격벽 중 적어도 하나는 상기 기판에 수직하는 방향으로 상기 차광 부재와 중첩하지 않는 색전환 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 이방성 격벽은 알니코, 바륨페라이트, 바이칼로이 및 망간알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 색전환 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 이방성 격벽은 상기 기판에 수직으로 정렬된 색전환 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 색전환층은 광여기 부재를 더 포함하는 색전환 기판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광여기 부재는 상기 색전환층 내에서 상기 자기 이방성 격벽보다 하부 영역 또는 상부 영역에 배치되는 색전환 기판.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 이방성 격벽은 상기 색전환층 내에서 균일하게 분포된 색전환 기판.
  8. 삭제
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 광여기 부재는, 녹색 형광체, 적색 형광체 및 황색 형광체 중 적어도 2 색의 물질을 포함하는 색전환 기판.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 광여기 부재는, 녹색 양자점, 적색 양자점 및 청색 양자점 중 적어도 2색의 물질을 포함하는 색전환 기판.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 4 항에 있어서,
    상기 색전환층은 산란 부재를 더 포함하는 색전환 기판.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 1 기판;
    상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판;
    상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판 사이에 배치되는 액정층;
    상기 제 2 기판 상에 배치된 색전환층;
    상기 색전환층 상에 배치된 제 3 기판; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 3 기판 사이에 배치되는 차광 부재를 포함하며,
    상기 색전환층은 복수의 자기 이방성 격벽을 포함하고,
    상기 복수의 자기 이방성 격벽 중 적어도 하나는 상기 제1 기판에 수직하는 방향으로 상기 차광 부재와 중첩하지 않는 표시 장치.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 이방성 격벽 중 적어도 두 개는 서로 다른 높이에 위치하는 색전환 기판.
  20. 삭제
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