KR102423677B1 - 표시 장치 - Google Patents

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금병곤
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Abstract

일 실시예에 따른 표시 장치는 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판, 그리고 상기 하부 표시판과 중첩하는 색변환 표시판을 포함하고, 상기 하부 표시판 및 상기 색변환 표시판 중 적어도 하나는 폴리머를 포함하는 플렉서블 기판을 포함하며, 상기 색변환 표시판은 제1 반도체 나노 결정을 포함하는 제1 색변환층, 제2 반도체 나노 결정을 포함하는 제2 색변환층, 그리고 투과층을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 개시는 표시 장치에 대한 것이다.
표시 장치로 사용되는 액정 표시 장치는 두 개의 전기장 생성 전극과 액정층, 색필터, 그리고 편광층을 포함할 수 있다. 광원에서 발생한 빛이 액정층, 색필터, 및 편광층을 통과하여 시청자에게 도달하게 되는데, 편광층과 색필터 등에서 광손실이 발생할 수 있다. 액정 표시 장치뿐만 아니라 색필터를 사용하는 유기 발광 표시 장치 등의 표시 장치에서도 광손실이 발생할 수 있다.
편광층 등에서 발생하는 광손실을 줄이고 높은 색재현율을 가지는 표시 장치를 구현하기 위하여 양자점과 같은 반도체 나노 결정을 사용한 색변환 표시판을 포함하는 표시 장치가 제안되고 있다.
한편 최근에는 액정 표시 장치에서 시청자의 몰입도를 높이기 위해 곡면형(curved) 또는 플렉서블(flexible) 액정 표시 장치가 개발되고 있다.
실시예들은 우수한 색 재현성을 가지면서 만곡된 표시 장치를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판, 상기 하부 표시판과 중첩하는 색변환 표시판, 그리고 상기 하부 표시판과 상기 색변환 표시판 사이에 위치하는 필름형 편광층을 포함하고, 상기 하부 표시판 및 상기 색변환 표시판 중 적어도 하나는 폴리머를 포함하는 플렉서블 기판을 포함하며, 상기 색변환 표시판은 제1 반도체 나노 결정을 포함하는 제1 색변환층, 제2 반도체 나노 결정을 포함하는 제2 색변환층, 그리고 투과층을 포함한다.
상기 하부 표시판과 상기 색변환 표시판 사이에 위치하는 상부 표시판을 더 포함하고, 상기 상부 표시판은 폴리머를 포함하는 플렉서블 기판을 포함할 수 있다.
상기 상부 표시판과 상기 색변환 표시판 사이에 상기 필름형 편광층이 위치할 수 있다.
상기 필름형 편광층과 상기 상부 표시판 사이, 그리고 상기 필름형 편광층과 상기 색변환 표시판 사이에 위치하는 점착층을 포함할 수 있다.
상기 점착층은 PSA(Pressure Sensitive Adhesive), OCA(Optical Clear Adhesive) 및 OCR(Optical Clear Resin) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 폴리머를 포함하는 상기 플렉서블 기판은 아크릴계 수지, 폴리카보네이트, 및 사이클로올레핀폴리머(COP) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 하부 표시판 배면에 위치하며 청색광을 방출하는 라이트 유닛, 그리고 상기 라이트 유닛을 향하는 상기 하부 표시판의 일면에 위치하는 제1 편광층을 더 포함할 수 있다.
상기 하부 표시판은 제1 기판을 포함하고, 상기 상부 표시판은 제2 기판을 포함하고, 상기 색변환 표시판은 제3 기판을 포함하고, 상기 제1 기판, 제2 기판 및 제3 기판의 두께는 1 내지 10 μm일 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제3 기판 상에 위치하는 반사 방지 필름을 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 만곡될 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판, 상기 하부 표시판과 중첩하는 색변환 표시판, 상기 하부 표시판 배면에 위치하며 청색광을 방출하는 라이트 유닛, 상기 라이트 유닛을 향하는 상기 하부 표시판의 일면에 위치하는 제1 편광층, 상기 하부 표시판을 향하는 상기 색변환 표시판 일면에 위치하는 필름형 편광층, 그리고 상기 필름형 편광층과 상기 색변환 표시판 사이에 위치하는 점착층을 포함하고, 상기 색변환 표시판은 제1 반도체 나노 결정을 포함하는 제1 색변환층, 제2 반도체 나노 결정을 포함하는 제2 색변환층, 그리고 투과층을 포함한다.
실시예들에 따르면 표시 장치의 색 재현성이 향상될 수 있다. 또한 표시 장치는 곡면형으로 제공됨으로써 사용자의 몰입감을 높일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치에서 일부 화소의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 자른 단면도이다.
도 3, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 공정 상의 단면도들이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 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, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치에서 일부 화소의 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치는 라이트 유닛(500), 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판(100), 하부 표시판(100)과 중첩하는 상부 표시판(200) 및 색변환 표시판(300), 그리고 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
라이트 유닛(500)은 하부 표시판(100)의 배면에 위치하며 광을 발생하는 광원 및 상기 광을 수신하고 수신된 광을 하부 표시판(100)을 향해 가이드하는 도광판(미도시)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 라이트 유닛(500)은 만곡될 수 있도록 가요성을 가질 수 있다.
라이트 유닛(500)은 청색을 방출하는 어떠한 광원도 포함할 수 있으며 일 예로 발광 다이오드(light emitting diode)를 포함할 수 있다. 광원은 도광판(미도시)의 적어도 하나의 측면에 배치되는 에지형(edge type)이거나 도광판(미도시)의 직하부에 위치하는 직하형일 수 있으며 이에 제한되지 않는다. 앞에서 설명한 청색 광원을 포함하는 라이트 유닛(500) 대신에 화이트 광원이나 자외선 광원을 포함하는 라이트 유닛(500)을 사용할 수도 있다. 다만, 이하에서는 청색 광원을 포함하는 라이트 유닛(500)을 사용한 표시 장치에 대해 설명하기로 한다.
박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판(100)은 액정층(3)과 라이트 유닛(500) 사이에 위치한다.
하부 표시판(100)은 제1 기판(110)과 라이트 유닛(500) 사이에 위치하는 제1 편광층(12)을 포함한다. 제1 편광층(12)은 라이트 유닛(500)에서 입사되는 광을 편광시킨다.
제1 편광층(12)은 도포형 편광층, 코팅형 편광층, 필름형 편광층, 와이어 그리드 편광층(wire grid polarizer) 중에서 어느 하나일 수 있으며 다양한 방법으로 제1 기판(110)의 일면에 위치할 수 있다.
제1 편광층(12)은 일 실시예에 따라 점착층(12A)을 통해 제1 기판(110)과 결합될 수 있다. 점착층(12A)은 제1 편광층(12)과 제1 기판(110)을 결합시키기 위한 어떠한 물질도 가능하며, 일 예로 PSA(Pressure Sensitive Adhesive), OCA(Optical Clear Adhesive), OCR(Optical Clear Resin), 에어 갭, 비즈 등을 포함할 수 있다.
제1 기판(110)에는 복수의 화소가 행렬로 배치된다. 제1 기판(110)은 가요성을 가지는 플렉서블 기판으로, 폴리머를 포함할 수 있다. 상기 폴리머는 아크릴계 수지, 폴리카보네이트, 사이클로올레핀폴리머(COP), 폴리이미드계 수지 및 폴리아마이드계 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 낮은 위상차 값을 가지는 어떠한 물질도 포함할 수 있다.
일 예로 아크릴계 수지를 포함하는 제1 기판(110)은 아크릴계 모노머로부터 제조된 수지를 포함할 수 있다. 아크릴계 모노머는 비닐기(CH2=CH-)와 에스터기(-CO-O-)를 포함할 수 있다. 특히 에스터기는 이중 결합으로 연결된 비닐기의 2 개의 탄소 중 어느 하나와 결합될 수 있다.
제1 기판(110)의 두께는 약 1 내지 10 μm일 수 있으며, 일 예로 2 내지 4 μm일 수 있다. 또한 제1 기판(110)의 접착 강도는 약 1 fg/inch일 수 있다.
제1 기판(110) 위에 제1 버퍼층(111)이 위치할 수 있다. 제1 버퍼층(111)은 무기 물질을 포함할 수 있으며, 일 예로 산화규소, 질화규소 및 질산화규소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 버퍼층(111)은 실시예에 따라 생략될 수 있다.
제1 버퍼층(111)은 약 500 내지 1500 Å 두께일 수 있으며, 일 예로 800 내지 1200 Å 두께일 수 있다.
하부 표시판(100)은 제1 버퍼층(111) 위에 위치하고 제1 방향(D1)으로 연장되며 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121), 게이트선(121)과 액정층(3) 사이에 위치하는 게이트 절연막(140), 게이트 절연막(140)과 액정층(3) 사이에 위치하는 반도체층(154), 반도체층(154)과 액정층(3) 사이에 위치하며 제2 방향(D2)으로 연장되는 데이터선(171), 데이터선(171)에 연결된 소스 전극(173) 및 소스 전극(173)과 이격된 드레인 전극(175), 그리고 데이터선(171)과 액정층(3) 사이에 위치하는 보호막(180)을 포함할 수 있다.
반도체층(154)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)으로 덮이지 않은 부분에서 채널층을 형성하며, 게이트 전극(124), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 하나의 박막 트랜지스터를 이룬다.
보호막(180) 위에 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 보호막(180)이 가지는 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 전극(191)과 액정층(3) 사이에 제1 배향막(11)이 위치할 수 있다.
상부 표시판(200)은 제2 기판(210)을 포함한다. 제2 기판(210)은 가요성을 플렉서블 기판일 수 있으며, 폴리머를 포함할 수 있다. 상기 폴리머는 일 예로 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 및 사이클로올레핀폴리머(COP) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 낮은 위상차 값을 가지는 어떠한 물질도 포함할 수 있다.
일 예로 아크릴계 수지를 포함하는 제2 기판(210)은 아크릴계 모노머로부터 제조된 수지를 포함할 수 있다. 아크릴계 모노머는 비닐기(CH2=CH-)와 에스터기(-CO-O-)를 포함할 수 있다. 특히 에스터기는 이중 결합으로 연결된 비닐기의 2 개의 탄소 중 어느 하나와 결합될 수 있다.
제2 기판(210)의 두께는 약 1 내지 10 μm일 수 있으며, 일 예로 2 내지 4 μm일 수 있다. 또한 제2 기판(210)의 접착 강도는 약 1 fg/inch일 수 있다.
제2 기판(210)과 액정층(3) 사이에는 제2 버퍼층(211), 공통 전극(270) 및 제2 배향막(21)이 차례로 위치할 수 있다.
제2 버퍼층(211)은 무기 물질을 포함할 수 있으며, 일 예로 산화규소, 질화규소 및 질산화규소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제2 버퍼층(211)은 실시예에 따라 생략될 수 있다.
제2 버퍼층(211)은 약 500 내지 1500 Å 두께일 수 있으며, 일 예로 800 내지 1200 Å 두께일 수 있다.
공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 전계를 형성하고, 본 명세서는 공통 전극(270)이 상부 표시판(200)에 포함되는 실시예를 설명하였으나 이에 제한되지 않고 공통 전극(270)은 하부 표시판(100)에 위치할 수 있다.
액정층(3)을 향하는 제2 기판(210)의 일면에는 전술한 제2 버퍼층(211)이 위치할 수 있으며, 상기 일면과 마주하는 제2 기판(210)의 타면에 제2 편광층(22)이 위치할 수 있다. 제2 기판(210)의 타면과 제2 편광층(22) 사이에는 점착층(22B)이 위치할 수 있다.
점착층(22B)은 제2 편광층(22)과 제2 기판(210)을 결합시키기 위한 어떠한 물질도 가능하며, 일 예로 PSA(Pressure Sensitive Adhesive), OCA(Optical Clear Adhesive), OCR(Optical Clear Resin), 에어 갭, 비즈 등을 포함할 수 있다.
제2 편광층(22)은 필름형 편광층일 수 있으며 가요성을 가질 수 있다.
액정층(3)은 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 위치하며 복수의 액정 분자(31)를 포함한다. 액정 분자(31)들은 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이의 전계에 의해서 움직임이 제어된다. 액정 분자(31)들의 움직임 정도 등에 따라 라이트 유닛(500)으로부터 수신된 광의 투과도를 제어하여 영상을 표시할 수 있다.
일 실시예에 따라 제2 기판(210)의 타면 위에 색변환 표시판(300)이 위치한다.
색변환 표시판(300)은 가요성을 가지며 폴리머를 포함하는 제3 기판(310)을 포함한다. 상기 폴리머는 일 예로 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 및 사이클로올레핀폴리머(COP) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 낮은 위상차 값을 가지는 어떠한 물질도 포함할 수 있다.
일 예로, 아크릴계 수지를 포함하는 제3 기판(310)은 아크릴계 모노머로부터 제조된 수지를 포함할 수 있다. 아크릴계 모노머는 비닐기(CH2=CH-)와 에스터기(-CO-O-)를 포함할 수 있다. 특히 에스터기는 이중 결합으로 연결된 비닐기의 2 개의 탄소 중 어느 하나와 결합될 수 있다.
제3 기판(310)의 두께는 약 1 내지 10 μm일 수 있으며, 일 예로 2 내지 4 μm일 수 있다. 또한 제3 기판(310)의 접착 강도는 약 1 fg/inch일 수 있다.
라이트 유닛(500)에서 방출된 광은 표시 장치를 통과하여 시청자에 도달하게 되고, 이러한 시청자에 인접한 제3 기판(310)의 일면 위에는 반사 방지 필름(32)이 위치할 수 있다. 반사 방지 필름(32)은 외광을 흡수하여 외광 반사 등을 방지하고 표시 장치로부터 방출되는 색이 왜곡되는 것을 방지한다.
상부 표시판(200)을 향하는 제3 기판(310)의 일면에는 격자 형태의 차광 부재(320)가 위치할 수 있다. 본 개시에서는 제3 기판(310)과 맞닿는 차광 부재(320)를 도시하였으나 이에 제한되지 않고 제3 기판(310)과 차광 부재(320) 사이에 위치하는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다.
제3 기판(310)과 상부 표시판(200) 사이에 청색광 컷팅 필터(331)가 위치한다. 청색광 컷팅 필터(331)는 적색 및 녹색을 방출하는 영역과 중첩하도록 위치하고 청색을 방출하는 영역에는 위치하지 않는다.
청색광 컷팅 필터(331)는 제1 색변환층(330R)과 중첩하는 제1 영역 및 제2 색변환층(330G)과 중첩하는 제2 영역을 포함하고, 상기 영역들은 서로 이격되어 형성될 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고 제1 영역 및 제2 영역이 서로 연결되도록 형성될 수도 있다.
청색광 컷팅 필터(331)는 라이트 유닛(500)으로부터 공급되는 청색광을 차단 또는 흡수할 수 있다. 라이트 유닛(500)으로부터 제1 색변환층(330R) 및 제2 색변환층(330G)에 입사되는 청색광은 반도체 나노 결정(331R, 331G)에 의해 적색 또는 녹색으로 변환되는데, 이때 일부 청색 광이 변환되지 않고 출광될 수 있으며, 이러한 청색광과 적색광 또는 녹색광은 혼색되어 색재현율이 저하될 수 있다. 청색광 컷팅 필터(331)는 이와 같이 변환되지 않고 제1 색변환층(330R) 및 제2 색변환층(330G)으로부터 출광되는 청색광을 흡수하여 적색광 또는 녹색광과 청색광이 혼색되는 것을 방지할 수 있다.
청색광 컷팅 필터(331)는 전술한 효과를 수행하기 위한 어떠한 물질도 포함할 수 있으며, 일 예로 황색 색필터(Yellow color filter)를 포함할 수 있다. 청색광 컷팅 필터(331)는 단일층 또는 복수층으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
복수의 색변환층(330R, 330G)은 청색광 컷팅 필터(331)와 상부 표시판(200) 사이에 위치하고 투과층(330B)은 제3 기판(310)과 상부 표시판(200) 사이에 위치할 수 있다.
복수의 색변환층(330R, 330G)은 입사되는 광을 입사되는 광과 다른 파장을 가지는 광으로 변환하여 방출할 수 있다. 복수의 색변환층(330R, 330G)은 제1 색변환층(330R) 및 제2 색변환층(330G)을 포함할 수 있으며 제1 색변환층(330R)은 적색 색변환층일 수 있으며 제2 색변환층(330G)은 녹색 색변환층일 수 있다.
투과층(330B)은, 투과층(330B)에 입사되는 광을 색변환 없이 방출할 수 있으며 일 예로 청색광이 입사되어 청색광을 방출할 수 있다. 이때, 후술하는 산란체(335)에 의해 청색광이 산란되어 방출될 수 있다.
제1 색변환층(330R)은 입사되는 청색광을 적색광으로 변환하는 제1 반도체 나노 결정(331R)을 포함할 수 있다. 제1 반도체 나노 결정(331R)은 형광체 및 양자점 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제2 색변환층(330G)은 입사되는 청색광을 녹색광으로 변환하는 제2 반도체 나노 결정(331G)을 포함할 수 있다. 제2 반도체 나노 결정(331G)은 형광체 및 양자점 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 양자점(Quantum Dot)은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
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. 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 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, GaAlNP, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 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 있으며, 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 양자점을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
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 형태를 사용할 수 있다.
제1 반도체 나노 결정(331R)이 적색 형광체를 포함하는 경우, 적색 형광체는 (Ca, Sr, Ba)S, (Ca, Sr, Ba)2Si5N8, CaAlSiN3, CaMoO4 및 Eu2Si5N8 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 반도체 나노 결정(331G)이 녹색 형광체를 포함하는 경우, 녹색 형광체는 이트륨 알루미늄 가닛(yttrium aluminum garnet, YAG), (Ca, Sr, Ba)2SiO4, SrGa2S4, 바리움마그네슘알루미네이트(BAM), 알파 사이알론(α-SiAlON), 베타 사이알론(β-SiAlON), Ca3Sc2Si3O12, Tb3Al5O12, BaSiO4, CaAlSiON 및 (Sr1 - xBax)Si2O2N2 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 x는 0 내지 1 사이의 임의의 수일 수 있다.
투과층(330B)은 입사되는 청색광을 투과시키는 수지를 포함할 수 있다. 청색을 방출하는 영역에 위치하는 투과층(330B)은 별도의 반도체 나노 결정을 포함하지 않고 입사된 청색을 그대로 방출한다.
본 개시에서는 도시하지 않았으나 실시예에 따라 투과층(330B)은 염료 및 안료 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 염료 및 안료를 포함하는 투과층(330B)은 외광 반사를 감소시키고 색순도가 향상된 청색광을 제공할 수 있다.
제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B)은 일 예로 감광성 수지를 포함할 수 있으며 포토리소그래피 공정을 통해 제조될 수 있다. 또는 프린팅 공정이나 잉크젯 공정을 통해 제조될 수 있으며 이러한 공정에 의할 경우, 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B)은 감광성 수지가 아닌 다른 물질을 포함할 수 있다. 본 개시에서는 포토리소그래피 공정, 프린팅 공정 또는 잉크젯 공정에 의해 제조되는 색변환층 및 투과층에 대해 설명하였으나 이에 제한되지 않는다.
제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B) 중 적어도 하나는 산란체(335)를 더 포함할 수 있다. 일 예로 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B)은 각각 산란체(335)를 포함하거나 투과층(330B)은 산란체를 포함하고 제1 색변환층(330R) 및 제2 색변환층(330G)은 산란체를 포함하지 않거나 이외의 다양한 실시예가 가능하다. 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 포함하는 각각의 산란체의 함량은 상이할 수 있다.
산란체(335)는 입사되는 광을 고르게 산란시키기 위한 어떠한 물질도 포함할 수 있다. 산란체(335)는 일 예로 TiO2, ZrO2, Al2O3, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3 및 ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
복수의 색변환층(330R, 330G)과 상부 표시판(200) 사이 및 투과층(330B)과 상부 표시판(200) 사이에 광필터층(340)이 위치할 수 있다. 광필터층(340)은 제3 기판(310) 전면과 중첩하는 형태일 수 있으며, 실시예에 따라 광필터층(340)은 생략될 수 있다.
광필터층(340)은 특정 파장의 광을 투과시키고 상기 특정 파장의 광 이외의 광은 반사 또는 흡수하는 필터일 수 있다. 광필터층(340)은 고굴절률을 가지는 막과 저굴절률을 가지는 막이 약 10 내지 20층을 형성하도록 교번하여 적층된 구조를 포함할 수 있다. 즉, 광필터층(340)은 굴절률이 서로 다른 복수의 층이 적층된 구조를 가질 수 있다. 고굴절률을 가지는 막과 저굴절률을 가지는 막 사이의 보강 및/또는 상쇄 간섭을 이용하여 전술한 바와 같이 특정 파장을 투과 및/또는 반사시킬 수 있다.
광필터층(340)은 TiO2, SiNx, SiOy, TiN, AlN, Al2O3, SnO2, WO3, ZrO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 일 예로 SiNx와 SiOy가 교번하여 적층된 구조일 수 있다. SiNx, SiOy에서 x, y는 화학조성비를 결정하는 요소로서, 막을 형성하는 공정 조건에 따라 조절될 수 있다.
광필터층(340)의 일부는 캡핑막과 같은 역할을 할 수 있다. 광필터층(340)의 일부는 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B)을 형성하고 난 이후의 고온 공정들에서 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G)이 포함하는 반도체 나노 결정(331R, 331G)의 손상 및 소광을 방지할 수 있다.
광필터층(340)과 액정층(3) 사이에 오버 코팅막(350)이 위치한다. 오버 코팅막(350)은 제3 기판(310) 전면과 중첩할 수 있다. 오버 코팅막(350)은 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B)의 일면을 평탄화시킬 수 있다. 오버 코팅막(350)은 유기 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 평탄화 기능을 할 수 있는 어떠한 물질도 가능하다.
오버 코팅막(350)과 제2 편광층(22) 사이에 점착층(22A)이 위치할 수 있다. 점착층(22A)은 오버 코팅막(350)과 제2 편광층(22)을 결합시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 가요성을 가지며 폴리머를 포함하는 제1 기판(110), 제2 기판(210) 및 제3 기판(310)을 포함함으로써 표시 장치가 만곡될 수 있도록 한다. 또한 제1 편광층(12) 및 제2 편광층(22)은 점착층을 이용하여 일 기판에 부착되는 필름 형태로 제공됨으로써 표시 장치가 만곡될 수 있도록 한다.
이하에서는 도 3 내지 도 6을 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 공정 상의 단면도들이다.
우선 도 3을 참조하면, 제1 캐리어 기판(1-CG) 상에 폴리머를 포함하는 제3 기판(310), 차광 부재(320), 색변환층(330R, 330G), 투과층(330B), 광필터층(340) 및 오버 코팅막(350)을 순차적으로 적층하여 형성한다. 본 명세서는 도시하지 않았으나 제1 캐리어 기판(1-CG) 과 차광 부재(320) 사이에 위치하는 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 캐리어 기판(2-CG) 상에 제2 기판(210)을 배치하고, 제2 기판(210) 위에 제2 버퍼층(211), 공통 전극(270) 및 제2 배향막(21)을 순차적으로 적층하여 형성한다.
그리고 나서 도 5에 도시한 바와 같이 제2 배향막(21) 위에 보호 필름(21P)을 적층한다. 보호 필름(21P)은 제2 배향막(21)을 보호하면서 제2 캐리어 기판(2-CG)의 분리를 도울 수 있다. 보호 필름(21P)은 일 예로 약 5 내지 10 gh/inch를 가질 수 있다.
필-오프(peel-off) 공정을 통해 제2 기판(210)과 제2 캐리어 기판(2-CG)을 분리한다. 일 실시예에 따른 제2 기판(210)과 제2 캐리어 기판(2-CG)은 별도의 레이저 공정 없이도 탈착이 가능하다. 폴리머를 포함하는 제2 기판(210)과 유리 재질을 포함하는 제2 캐리어 기판(2-CG)은 물리적 결합력이 약하므로 별도의 레이저 공정 없이도 공기 주입 등을 이용하여 분리가 가능하다.
제2 캐리어 기판(2-CG)을 분리함에 따라 노출되는 제2 기판(210)의 일면은 제2 편광층(22)의 일면에 위치하는 점착층(22B)과 결합될 수 있다. 그리고 나서 제2 편광층(22)의 타면은 다른 점착층(22A)을 통해 도 3에서 제조된 색변환 표시판(300)과 결합될 수 있다. 서로 결합된 상부 표시판(200) 및 색변환 표시판(300)이 도 6과 같이 제조될 수 있다.
다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 제3 캐리어 기판(3-CG) 상에 제1 기판(110), 제1 버퍼층(111), 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터가 포함하는 게이트 전극과 반도체층 사이에 위치하는 게이트 절연막(140), 소스 전극 및 드레인 전극 위에 위치하는 보호막(180), 그리고 화소 전극(191)을 포함하는 하부 표시판(100)을 형성한다. 그리고 나서 하부 표시판(100) 위에 액정 물질(LC)을 적하한다.
다음 하부 표시판(100)과 도 6에 도시된 바와 같이 제조된 상부 표시판(200) 및 색변환 표시판(300)을 합착한다.
그리고 나서 도 6에 도시한 제3 기판(310)의 일면에 위치하는 제1 캐리어 기판(1-CG)을 제거하고 그 위에 도 2에 도시한 반사 방지 필름(32)을 부착할 수 있다. 또한 도 7에 도시한 제1 기판(110)의 일면에 위치하는 제3 캐리어 기판(3-CG)을 제거하고 도 2에 도시한 제1 편광층(12)을 부착하여 도 2에 도시된 표시 장치를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 기판(110, 210, 310)과 캐리어 기판(1-CG, 2-CG, 3-CG)은 별도의 레이저 공정 없이도 탈착이 가능하다. 폴리머를 포함하는 플렉서블 기판(110, 210, 310)과 유리 재질을 포함하는 캐리어 기판(1-CG, 2-CG, 3-CG)은 물리적 결합력이 약하기 때문에 별도의 레이저 공정 없이도 공기 주입 등을 이용하여 양 기판의 분리가 가능하기 때문이다. 레이저 공정을 이용하여 캐리어 기판을 분리하는 표시 장치와 달리 레이저 결함, 탈착 공정에 따른 불량 발생이 적을 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 하부 표시판
200: 상부 표시판
300: 색변환 표시판
12: 제1 편광층
22: 제2 편광층

Claims (19)

  1. 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판, 그리고
    상기 하부 표시판과 중첩하며, 제3 기판을 포함하는 색변환 표시판을 포함하고,
    상기 하부 표시판 및 상기 색변환 표시판 중 적어도 하나는 폴리머를 포함하는 플렉서블 기판을 포함하며,
    상기 색변환 표시판은
    상기 제3 기판 상에 위치하며, 제1 반도체 나노 결정을 포함하는 제1 색변환층,
    상기 제3 기판 상에 위치하며, 제2 반도체 나노 결정을 포함하는 제2 색변환층,
    상기 제3 기판 상에 위치하는 투과층, 그리고
    상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층과 중첩하는 청색광 컷팅 필터를 포함하고,
    상기 청색광 컷팅 필터는,
    상기 제1 색변환층과 중첩하는 제1 영역, 그리고
    상기 제2 색변환층과 중첩하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 서로 이격되고,
    상기 제3 기판의 접착 강도는 약 1 fg/inch인 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 하부 표시판과 상기 색변환 표시판 사이에 위치하는 상부 표시판을 더 포함하고,
    상기 상부 표시판은 폴리머를 포함하는 플렉서블 기판을 포함하는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 표시 장치는 상기 하부 표시판과 상기 색변환 표시판 사이에 위치하는 필름형 편광층을 더 포함하고,
    상기 필름형 편광층은 상기 상부 표시판과 상기 색변환 표시판 사이에 위치하는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 필름형 편광층과 상기 상부 표시판 사이, 그리고 상기 필름형 편광층과 상기 색변환 표시판 사이에 위치하는 점착층을 포함하는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 점착층은 PSA(Pressure Sensitive Adhesive), OCA(Optical Clear Adhesive) 및 OCR(Optical Clear Resin) 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 폴리머를 포함하는 상기 플렉서블 기판은 아크릴계 수지, 폴리카보네이트, 및 사이클로올레핀폴리머(COP) 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 하부 표시판 배면에 위치하며 청색광을 방출하는 라이트 유닛, 그리고
    상기 라이트 유닛을 향하는 상기 하부 표시판의 일면에 위치하는 제1 편광층을 더 포함하는 표시 장치.
  8. 제2항에서,
    상기 하부 표시판은 제1 기판을 포함하고,
    상기 상부 표시판은 제2 기판을 포함하고,
    상기 제1 기판, 제2 기판 및 제3 기판의 두께는 1 내지 10 μm인 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 제3 기판 상에 위치하는 반사 방지 필름을 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 표시 장치는 만곡된 표시 장치.
  11. 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판,
    상기 하부 표시판과 중첩하는 색변환 표시판, 그리고
    상기 하부 표시판과 상기 색변환 표시판 사이에 위치하는 점착층을 포함하고,
    상기 색변환 표시판은
    제3 기판,
    상기 제3 기판 상에 위치하며, 제1 반도체 나노 결정을 포함하는 제1 색변환층,
    상기 제3 기판 상에 위치하며, 제2 반도체 나노 결정을 포함하는 제2 색변환층,
    상기 제3 기판 상에 위치하는 투과층, 그리고
    상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층과 중첩하는 청색광 컷팅 필터를 포함하고,
    상기 청색광 컷팅 필터는,
    상기 제1 색변환층과 중첩하는 제1 영역, 그리고
    상기 제2 색변환층과 중첩하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 서로 이격되고,
    상기 제3 기판의 접착 강도는 약 1 fg/inch인 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 하부 표시판과 상기 색변환 표시판 사이에 위치하는 상부 표시판을 더 포함하고,
    상기 상부 표시판은 폴리머를 포함하는 플렉서블 기판을 포함하는 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 표시 장치는,
    상기 하부 표시판 배면에 위치하며 청색광을 방출하는 라이트 유닛,
    상기 라이트 유닛을 향하는 상기 하부 표시판의 일면에 위치하는 제1 편광층, 그리고
    상기 하부 표시판을 향하는 상기 색변환 표시판 일면에 위치하는 필름형 편광층을 더 포함하고,
    상기 필름형 편광층은 상기 상부 표시판과 상기 색변환 표시판 사이에 위치하는 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 필름형 편광층과 상기 상부 표시판 사이에 위치하는 점착층을 더 포함하는 표시 장치.
  15. 제11항에서,
    상기 점착층은 PSA(Pressure Sensitive Adhesive), OCA(Optical Clear Adhesive) 및 OCR(Optical Clear Resin) 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  16. 제12항에서,
    상기 폴리머를 포함하는 상기 플렉서블 기판은 아크릴계 수지, 폴리카보네이트, 및 사이클로올레핀폴리머(COP) 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  17. 제12항에서,
    상기 하부 표시판은 제1 기판을 포함하고,
    상기 상부 표시판은 제2 기판을 포함하고,
    상기 제1 기판, 제2 기판 및 제3 기판의 두께는 1 내지 10 μm인 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 제3 기판 상에 위치하는 반사 방지 필름을 더 포함하는 표시 장치.
  19. 제11항에서,
    상기 표시 장치는 만곡된 표시 장치.
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