KR102540337B1 - 색변환 패널, 이를 포함하는 표시 장치 및 색변환 패널의 제조 방법 - Google Patents

색변환 패널, 이를 포함하는 표시 장치 및 색변환 패널의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널은 기판, 상기 기판 위에 위치하며 서로 다른 광을 방출하는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층, 및 인접한 상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 차광 부재를 포함하고, 상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층, 상기 투과층 및 상기 차광 부재 중 어느 하나는 가용성이다.

Description

색변환 패널, 이를 포함하는 표시 장치 및 색변환 패널의 제조 방법{COLOR CONVERSION PANEL, DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME AND MANUFACTURING METHOD OF THE COLOR CONVERSION PANEL}
본 발명은 색변환 패널, 이를 포함하는 표시 장치 및 색변환 패널의 제조 방법에 관한 것이다.
전극이 배치되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전기장 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 구조이다. 이 중에서도, 하나의 표시판(이하 '박막 트랜지스터 표시판'이라 한다)에는 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고, 다른 표시판(이하 '공통 전극 표시판'이라 한다)에는 적색, 녹색 및 청색의 색 필터가 배치되어 있고 그 전면을 공통 전극이 덮고 있는 구조가 주류이다.
하지만, 이러한 액정 표시 장치는 편광판과 색필터에서 광 손실이 발생한다. 이러한 광 손실을 줄이고 고효율의 액정 표시 장치를 구현하기 위하여 색변환 재료를 포함하는 PL-액정 표시 장치(Photo-Luminescent LCD)가 제안되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 색변환 패널의 혼색을 방지하여 향상된 표시 품질의 표시 장치를 제공하고, 색변환 패널의 제조 공정을 단순화하여 비용 및 시간이 단축된 색변환 패널의 제조 방법을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널은 기판, 상기 기판 위에 위치하며 서로 다른 광을 방출하는 제1 색변환층, 제2 색변환층과 투과층, 및 인접한 상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층과 투과층 사이에 위치하는 차광 부재를 포함하고, 상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층, 상기 투과층 및 상기 차광 부재 중 어느 하나는 가용성이다.
상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층, 상기 투과층 및 상기 차광 부재의 재질은 네거티브형 감광성 수지이고, 상기 차광 부재는 가용성일 수 있다.
상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층, 및 상기 투과층 위에 위치하는 밴드 패스 필터, 및 상기 밴드 패스 필터 위에 위치하며 상기 차광 부재와 중첩하는 보조 금속층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층, 상기 투과층 및 상기 차광 부재의 재질은 네거티브형 감광성 수지이고, 상기 투과층은 가용성일 수 있다.
상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층 위에 위치하는 밴드 패스 필터를 더 포함하고, 상기 밴드 패스 필터는 상기 투과층 아래에 위치할 수 있다.
상기 기판 위에 위치하며, 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층과 중첩하는 청색광 컷팅 필터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 위에 위치하는 색변환 패널을 포함하고, 상기 색변환 패널은, 기판, 상기 기판과 상기 표시 패널 사이에 위치하며 서로 다른 광을 방출하는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층과 인접한 상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 차광 부재를 포함하고, 상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층, 상기 투과층 및 상기 차광 부재 중 어느 하나는 가용성이다.
상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층, 상기 투과층 및 상기 차광 부재의 재질은 네거티브형 감광성 수지이고, 상기 차광 부재는 가용성일 수 있다.
상기 색변환 패널은, 상기 표시 패널과 상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층, 및 상기 투과층 사이에 위치하는 밴드 패스 필터, 및 상기 밴드 패스 필터와 상기 표시 패널 사이에 위치하며 상기 차광 부재와 중첩하는 보조 금속층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층, 상기 투과층 및 상기 차광 부재의 재질은 네거티브형 감광성 수지이고, 상기 투과층은 가용성일 수 있다.
상기 제1 색변환층 및 제2 색변환층과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 밴드 패스 필터를 더 포함하고, 상기 밴드 패스 필터는 상기 투과층 아래에 위치할 수 있다.
상기 기판과 상기 표시 패널 사이에 위치하며, 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층과 중첩하는 청색광 컷팅 필터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 색변환 패널의 제조 방법은 기판 위에 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층을 형성하는 단계, 상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층 및 상기 투과층 위에 차광용 감광성 수지를 도포하는 단계, 그리고 상기 차광용 감광성 수지를 애싱(ashing)하여 차광 부재를 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층, 상기 투과층 및 상기 차광 부재의 재질은 네거티브형 감광성 수지이고 상기 차광 부재는 가용성일 수 있다.
상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층 및 투과층 위에 위치하는 밴드 패스 필터를 형성하는 단계, 및 상기 밴드 패스 필터 위에 위치하는 보조 금속층을 형성하는 단계 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 기판 위에 위치하며 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층과 중첩하는 청색광 컷팅 필터를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 색변환 패널의 제조 방법은 기판 위에 차광 부재를 형성하는 단계, 상기 차광 부재 사이에 위치하는 제1 색변환층 및 제2 색변환층을 형성하는 단계, 상기 기판, 상기 차광 부재, 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층 위에 색변환 수지를 도포하는 단계, 상기 색변환 수지를 애싱(ashing)하여 투과층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 색변환 수지는 네거티브(negative)형 감광성 수지이고, 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층은 불용성이며 상기 투과층은 가용성일 수 있다.
상기 기판 위에 청색광 컷팅 필터를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 청색광 컷팅 필터는 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층과 중첩할 수 있다.
상기 차광 부재, 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층 위에 위치하는 밴드 패스 필터를 형성할 수 있다.
이상과 같은 색변환 패널의 제조 방법에 따르면 제조 공정이 단순화되어 비용 및 시간 절감이 가능하고, 이상과 같은 색변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치에 따르면 색변환 패널의 혼색이 방지되어 향상된 표시 품질을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 서로 인접한 복수의 화소에 대한 평면도이다.
도 5는 도 4의 V-V'선을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 서로 인접한 복수의 화소에 대한 평면도이다.
도 7은 도 6의 VII-VII선을 따라 자른 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 9, 도 10 및 도 11은 제조 공정의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
도 12, 도 13 및 도 14는 제조 공정의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
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.
이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널을 살펴본다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이 색변환 패널(30)은 기판(310) 위에 위치하는 청색광 컷팅 필터(322)를 포함한다. 청색광 컷팅 필터(322)는 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)과 중첩하도록 위치할 수 있다.
이때 청색광 컷팅 필터(322)는 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)마다 개별적으로 위치한다. 즉, 제1 색변환층(340R)과 중첩하는 청색광 컷팅 필터(322) 및 제2 색변환층(340G)과 중첩하는 청색광 컷팅 필터(322)는 서로 독립적으로 형성될 수 있다.
청색광 컷팅 필터(322)는 BiO2, ZnO, Ce2O3 중 어느 하나의 물질과 CaCO3, ZrO2, TiO, Ar2O3 중 어느 하나의 물질이 혼합되어 이루어지거나, 이에 제한되지 않고 청색광을 차단하기 위한 어떠한 물질도 가능할 수 있다.
이러한 청색광 컷팅 필터(322)는 400nm 내지 500nm의 파장대의 빛을 흡수하기 때문에, 이의 파장대를 갖는 청색광만이 차단된다. 이때, 청색광 컷팅 필터(322)의 투과율은 450nm의 파장에서 5% 이하, 535nm에서 80% 이상 및 650nm에서 90% 이상이다.
즉, 청색광 컷팅 필터(322)는 도 3에 도시한 라이트 어셈블리(500)로부터 발광되는 청색광이 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)을 통과하여 적색(R) 및 녹색(G)의 컬러를 구현하는 과정에서 혼색이 발생하는 것을 방지한다.
다음, 기판(310) 및 청색광 컷팅 필터(322) 위에 복수의 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B)이 위치한다.
제1 색변환층(340R)은 도 3에 도시한 라이트 어셈블리(500)에서 공급된 청색광을 적색으로 변환할 수 있다. 이를 위해 제1 색변환층(340R)은 적색 형광체를 포함할 수 있으며, 적색 형광체는 (Ca, Sr, Ba)S, (Ca, Sr, Ba)2Si5N8, 카즌(CaAlSiN3), CaMoO4, Eu2Si5N8 중 적어도 하나의 물질일 수 있다.
제2 색변환층(340G)은 도 3에 도시한 라이트 어셈블리(500)에서 공급된 청색광을 녹색으로 변환할 수 있다. 제2 색변환층(340G)은 녹색 형광체를 포함할 수 있으며, 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 있다. 이때 상기 x는 0 내지 1 사이의 임의의 수일 수 있다.
또한 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)은 색을 변환하는 퀀텀닷(Quantum Dot)을 포함할 수 있다. 퀀텀닷(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, 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. 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 퀀텀닷이 다른 퀀텀닷을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
퀀텀닷은 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 퀀텀닷을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 퀀텀닷의 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.
투과층(340B)은 투명 폴리머로 이루어져 있으며, 라이트 어셈블리(500)에서 공급된 청색광이 투과하며 청색을 나타낸다. 청색을 출광하는 영역에 해당하는 투과층(340B)은 별도의 형광체 또는 퀀텀닷 없이 입사된 청색을 출광하는 물질(일례로써 감광성 수지 등의 폴리머, TiO2)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 색변환층(340R), 제2 색변환층(340G) 및 투과층(340B)은 네거티브형 감광성 수지를 노광 및 현상하여 형성될 수 있으며, 이와 같이 형성된 복수의 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B)은 불용성이며, 각각의 색변환층(340R, 340G)과 투과층(340B)의 단면은 정테이퍼진 형태일 수 있다.
다음, 밴드 패스 필터(350)는 복수의 색변환층(340R, 340G)과 투과층(340B) 위에 위치한다. 밴드 패스 필터(350)는 복수의 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B)과 중첩하며 이들 사이에 드러난 기판(310)과도 접촉한다.
밴드 패스 필터(350)는 도 3에 도시한 라이트 어셈블리(500)에서 입사되는 광을 보다 효율적으로 공급할 수 있으며, 실시예에 따라 생략될 수 있다.
다음, 보조 금속층(362)은 밴드 패스 필터(350) 위에 위치하며, 인접한 색변환층(340R, 304G) 및 투과층(340B) 사이의 측면에 위치한다. 보조 금속층(362)은 광 반사가 가능한 금속 재질일 수 있으며, 보조 금속층(362) 방향으로 방출되는 광을 다시 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B) 방향으로 반사시켜 사용자에게 방출되는 광량을 증가시킨다.
다음, 차광 부재(372)는 밴드 패스 필터(350) 위에 위치하며, 인접한 복수의 색변환층(340R, 340G)과 투과층(340B) 사이의 측면에 위치할 수 있다.
도 1을 참조하면, 차광 부재(372)는 제1 색변환층(340R), 제2 색변환층(340G) 및 투과층(340B)이 배치되는 영역을 구획하며, 제1 색변환층(340R), 제2 색변환층(340G) 및 투과층(340B)은 차광 부재(372) 사이에 위치한다.
차광 부재(372)는 네거티브형 차광용 감광성 수지를 애싱(ashing) 하여 형성할 수 있다. 차광용 감광성 수지를 애싱하여 형성한 차광 부재(372)는 가용성이며, 그 단면은 역테이퍼진 형상일 수 있다. 또한 도시되지 않았으나 제조 공정에 따라 차광 부재(372)의 상부 표면은 오목할 수 있다.
용어 '가용성'은 소정의 용액(예를 들어, 현상액)에 의해 용해되는 성질을 말한다. 즉, 네거티브형 감광성 수지의 경우, 감광성 수지에 노광을 실시한 영역은 노광에 의한 결합(crossliking) 발생으로 불용성이 된다. 이에 반해 노광을 실시하지 않은 영역은 소정의 용액에 의해 현상 가능한 가용성을 유지한다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 차광용 감광성 수지는 별도의 노광을 실시하지 않는바, 불용성을 가지는 결합을 포함하지 않고, 가용성을 가질 수 있다.
또한 용어 '역테이퍼진 형상'은 도 1에 도시된 바와 같이 차광 부재(372)의 상부면이 하부면보다 넓게 형성된 형상을 나타낸다.
한편 이상에서 설명한 색변환 패널(30)은 거의 평탄한 일 표면을 가진다. 이에 따라 차광 부재(372)는 인접한 색변환층(340R, 304G)과 투과층(340B) 사이에서 발생하는 혼색을 보다 효과적으로 방지할 수 있는 이점을 가진다.
이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 색변환 패널을 살펴본다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다. 이상에서 설명한 구성요소와 동일 유사한 구성요소에 대한 설명은 생략할 수 있다.
우선, 도 2에 도시된 바와 같이 색변환 패널(30)은 기판(310) 위에 위치하는 청색광 컷팅 필터(322)를 포함한다. 청색광 컷팅 필터(322)는 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)과 중첩하도록 위치할 수 있다.
이때 청색광 컷팅 필터(322)는 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)마다 개별적으로 위치한다. 즉, 제1 색변환층(340R)과 중첩하는 청색광 컷팅 필터(322) 및 제2 색변환층(340G)과 중첩하는 청색광 컷팅 필터(322)는 서로 독립적으로 형성될 수 있다.
이러한 청색광 컷팅 필터(322)는 400nm 내지 500nm의 파장대의 빛을 흡수하기 때문에, 이의 파장대를 갖는 청색광만이 차단된다. 이때, 청색광 컷팅 필터(322)의 투과율은 450nm의 파장에서 5% 이하, 535nm에서 80% 이상 및 650nm에서 90% 이상이다.
즉, 청색광 컷팅 필터(322)는 도 3에 도시한 라이트 어셈블리(500)로부터 발광되는 청색광이 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)을 통과하여 적색(R) 및 녹색(G)의 컬러를 구현하는 과정에서 혼색이 발생하는 것을 방지한다.
다음, 차광 부재(372)는 기판(310) 위에 위치하며, 후술할 복수의 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B) 사이에 위치한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 차광 부재(372)는 제1 색변환층(340R), 제2 색변환층(340G) 및 투과층(340B)이 배치되는 영역을 구획하며, 제1 색변환층(340R), 제2 색변환층(340G) 및 투과층(340B)은 차광 부재(372) 사이에 위치한다.
차광 부재(372)는 네거티브형 차광용 감광성 수지를 노광 및 현상하여 형성되는바, 차광 부재(372)는 불용성이다. 또한 이와 같이 형성된 차광 부재(372)의 단면은 정테이퍼진 형태일 수 있다.
다음, 차광 부재(372) 위에 복수의 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B)이 위치한다.
제1 색변환층(340R)은 도 3에 도시한 라이트 어셈블리(500)에서 공급된 청색광을 적색으로 변환할 수 있다. 이를 위해 제1 색변환층(340R)은 적색 형광체를 포함할 수 있으며, 적색 형광체는 (Ca, Sr, Ba)S, (Ca, Sr, Ba)2Si5N8, 카즌(CaAlSiN3), CaMoO4, Eu2Si5N8 중 적어도 하나의 물질일 수 있다.
제2 색변환층(340G)은 도 3에 도시한 라이트 어셈블리(500)에서 공급된 청색광을 녹색으로 변환할 수 있다. 제2 색변환층(340G)은 녹색 형광체를 포함할 수 있으며, 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 있다. 이때 상기 x는 0 내지 1 사이의 임의의 수일 수 있다.
또한 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)은 색을 변환하는 퀀텀닷(Quantum Dot)을 포함할 수 있다. 퀀텀닷(Quantum Dot)은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
도 2에 도시된 실시예에 따르면 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)은 네거티브형 감광성 수지를 노광 및 현상하여 형성될 수 있으며, 이와 같이 형성된 복수의 색변환층(340R, 340G)은 불용성이다. 또한 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)의 단면은 정테이퍼질 수 있다.
투과층(340B)은 투명 폴리머로 이루어져 있으며, 라이트 어셈블리(500)에서 공급된 청색광이 투과하며 청색을 나타낸다. 청색을 출광하는 영역에 해당하는 투과층(340B)은 별도의 형광체 또는 퀀텀닷 없이 입사된 청색을 출광하는 물질(일례로써 감광성 수지 등의 폴리머, TiO2)을 포함한다.
도 2에 도시된 실시예에 따르면 투과층(340B)은 네거티브형 감광성 수지를 애싱하여 형성될 수 있으며, 이와 같이 형성된 투과층(340B)은 가용성이다. 또한 투과층(340B)의 단면은 역테이퍼질 수 있으며, 도시되지 않았으나 실시예에 따라 상부 표면이 오목할 수 있다.
용어 '가용성'은 소정의 용액(예를 들어, 현상액)에 의해 용해되는 성질을 말한다. 즉, 네거티브형 감광성 수지인 색변환 수지는, 감광성 수지에 노광을 실시한 영역이 노광에 의한 결합(crossliking) 발생에 의해 불용성으로 된다. 이에 반해 노광을 실시하지 않은 감광성 수지 영역은 소정의 용액에 의해 현상 가능한 가용성을 유지한다. 따라서 본 발명의 실시예에 따라 제3 색변환층을 형성하는 색변환 수지는 별도의 노광을 실시하지 않는바, 불용성을 가지는 결합을 포함하지 않고, 가용성을 가질 수 있다.
또한 용어 '역테이퍼진 형상'은 도 2에 도시된 바와 같이 투과층(340B)의 상부면이 하부면보다 넓게 형성된 형상을 나타낸다.
다음, 밴드 패스 필터(350)는 제1 및 제2 색변환층(340R, 340G) 위에 위치하며 투과층(340B) 아래에 위치한다. 이는 제조 공정 순서에 따른 위치이며, 이에 제한되지 않고 제조 공정에 따라 제1 색변환층, 제2 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B) 중 어느 하나의 아래에 위치하고 나머지의 위에 위치할 수 있다.
밴드 패스 필터(350)는 기판(310)에 전면적으로 위치하는바 밴드 패스 필터(350)는 복수의 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B)과 중첩하거나 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B) 사이에 드러난 기판(310) 또는 차광 부재(372)와도 접촉할 수 있다. 밴드 패스 필터(350)는 라이트 어셈블리(500)에서 입사되는 광을 보다 효율적으로 공급할 수 있으며, 실시예에 따라 생략될 수 있다.
이하에서는 전술한 도 1에 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 살펴본다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 인접한 복수의 화소에 대한 평면 배치도이고, 도 5는 도 4의 V-V'선을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다.
다음 도 3을 참조하여 간략하게 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치는 색변환 패널(30), 표시 패널(10) 및 라이트 어셈블리(500)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 색변환 패널(30)은 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 색변환 패널(30)과 동일 유사한바 이하에서 설명을 생략한다.
다음, 색변환 패널(30)의 배면에 위치하는 표시 패널(10)은 영상을 나타내는 액정 패널(50) 및 액정 패널(50)의 양 면에 위치하는 편광판(12, 22)을 포함할 수 있다. 액정 패널(50)의 양면에 라이트 어셈블리(500)에서 입사되는 빛을 편광시키기 위한 제1 편광판(12) 및 제2 편광판(22)이 위치한다. 제1 편광판(12)은 라이트 어셈블리(500)와 마주할 수 있으며, 제2 편광판(22)은 색변환 패널(30)과 마주하거나 접촉할 수 있다.
라이트 어셈블리(500)는 제1 편광판(12) 배면에 위치하며 광을 발생하는 광원 및 상기 광을 수신하고 수신된 광을 표시 패널(10) 및 색변환 패널(30) 방향으로 가이드하는 도광판(미도시)을 포함할 수 있다.
일례로써, 라이트 어셈블리(500)는 적어도 하나의 발광 다이오드(light emitting diode)를 포함할 수 있으며 일례로써 청색 발광 다이오드일 수 있다. 본 발명에 일실시예에 따른 광원은 도광판의 적어도 하나의 측면에 배치되는 에지형 라이트 어셈블리이거나, 라이트 어셈블리(500)의 광원이 도광판(미도시)의 직하부에 위치하는 직하형일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 도 4 내지 도 5를 참조하여 전술한 표시 패널(10)에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 도 4 내지 도 5에 도시된 색변환 패널(30)은 앞서 도 1을 참조하여 설명한 색변환 패널(30)과 동일하며 이하에서는 설명을 생략한다. 또한 도 1의 색변환 패널(30)에 제한되지 않고 도 2에 도시된 색변환 패널(30) 또는 이의 변형 실시예일 수 있다.
우선, 색변환 패널(30)의 배면에 위치하는 액정 패널(50)은 영상을 나타내기 위해 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판(100), 하부 표시판(100)과 마주하며 제2 기판(210)을 포함하는 상부 표시판(200) 및 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 개재된 액정층(3)을 포함한다.
액정 패널(50)의 양면에는 편광판(12, 22)이 위치하며, 이때 편광판(12)은 코팅형 편광판, 와이어 그리드 편광판(wire grid polarizer) 중 하나 이상이 사용될 수 있다. 이러한 편광판(12)은 필름 형태, 도포 형태, 부착 형태 등 다양한 방법으로 상부 표시판(200)의 일면에 위치할 수 있다. 그러나 이러한 설명은 일례에 해당하는바 이에 한정되지 않는다.
하부 표시판(100)이 포함하는 제1 기판(110)의 위에는 다수의 화소 전극이 매트릭스 형태로 위치한다.
제1 기판(110) 위에는 행 방향으로 연장되며 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121), 게이트선(121) 위에 위치하는 게이트 절연막(140), 게이트 절연막(140) 위에 위치하는 반도체층(154), 반도체층(154) 위에 위치하며 열 방향으로 연장되며 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175), 및 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에 위치하는 보호막(180) 및 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되는 화소 전극(191)이 위치한다.
게이트 전극(124) 위에 위치하는 반도체층(154)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)에 의해 노출된 영역에서 채널층을 형성하며, 게이트 전극(124), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 하나의 박막 트랜지스터를 형성한다.
다음, 제1 기판(110)과 마주하며 이격된 제2 기판(210)과 제1 기판(110) 사이에는 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)와 제1 기판(110) 사이에는 평평한 면을 제공하는 평탄막(250)이 위치할 수 있으며, 평탄막(250)과 제1 기판(110) 사이에 공통 전극(270)이 위치할 수 있다. 발명의 실시예에 따라 평탄막(250)은 생략될 수 있으며 공통 전극(270)은 하부 표시판(100)에 형성될 수도 있다.
공통 전압을 인가받는 공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 전계를 형성하여, 액정층(3)에 위치하는 액정 분자(31)들을 배열시킨다.
액정층(3)은 다수의 액정 분자(31)들을 포함하고, 액정 분자(31)들은 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이의 전계에 의해서 배열 방향이 제어된다. 액정 분자들의 배열에 따라 라이트 어셈블리(500)로부터 수신된 광의 투과율을 제어하여 영상을 표시할 수 있다.
본 명세서는 도시하지 않았으나, 화소 전극(191)과 액정층(3) 사이에 위치하는 배향막 및 공통 전극(270)과 액정층(3) 사이에 위치하는 배향막을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 액정 패널이 수직 전계를 이루는 액정 표시 패널을 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 수평 전계를 이루는 액정 표시 패널, 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode Display, OLED), 표면 전도형 전자 방출 소자 표시 장치(Surface conduction Electron-emitter Display, SED), 전계방출 표시 장치(Field Emission Display, FED), 진공 형광 표시 장치(Vacuum Fluorescent Display, VFD), 전자 페이퍼(E-Paper) 등과 같은 표시 장치일 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널 위에 위치하는 색변환 패널을 통해 출광율 및 색재현성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 전술한 도 1 및 도 6 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치를 살펴본다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 서로 인접한 복수의 화소에 대한 평면도이고, 도 7은 도 6의 VII-VII선을 따라 자른 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(10), 색변환 패널(30) 및 라이트 어셈블리(500)를 포함한다. 라이트 어셈블리(500) 위에 표시 패널(10)이 위치하고, 표시 패널(10) 위에 색변환 패널(30)이 위치할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 발명의 실시예에 따라 상하 위치가 변경될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치가 포함하는 색변환 패널(30) 및 라이트 어셈블리(500)는 역시 전술한 실시예와 동일한바, 이하에서 구체적인 설명을 생략한다. 또한 도 7에 도시된 색변환 패널(30)은 도 1에 도시된 색변환 패널(30)과 동일하나 이에 제한되지 않고 도 2에 도시된 색변환 패널(30) 또는 이의 변형 실시예일 수 있다.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(10)은 액정 패널(50) 및 액정 패널(50)의 양면에 위치하는 편광판(12, 22)을 포함할 수 있다. 이때 편광판(12)은 코팅형 편광판, 와이어 그리드 편광판(wire grid polarizer) 중 하나 이상이 사용될 수 있으며, 이러한 편광판(12, 22)은 필름 형태, 도포 형태, 부착 형태 등 다양한 방법으로 액정 패널(50)의 양면에 위치할 수 있다. 그러나 이러한 설명은 일례에 해당하는바 이에 한정되지 않는다.
도 6은 복수의 미세 공간(305)에 각각에 대응하는 복수의 화소 가운데 일부분인 2 X 2 화소 부분을 나타내고, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 이러한 화소가 상하좌우로 반복 배열될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 액정 패널(50)은 기판(110) 위에 위치하는 게이트선(121)을 포함하고, 게이트선(121)은 게이트 전극(124)을 포함한다.
제1 기판(110) 및 게이트선(121) 위에 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140) 위에 데이터선(171) 하부에 위치하는 반도체층(154) 및 소스/드레인 전극(173, 175)의 하부 및 박막 트랜지스터(Q)의 채널 부분에 위치하는 반도체층(154)이 위치한다.
각 반도체층(154) 및 게이트 절연막(140) 위에 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터 도전체(171, 173, 175)가 위치한다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173), 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 박막 트랜지스터(Q)를 형성하며, 박막 트랜지스터(Q)의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(154)에 형성된다.
데이터 도전체(171, 173, 175) 및 노출된 반도체층(154) 부분 위에 제1 보호막(180)이 위치할 수 있다. 제1 보호막(180)은 질화규소(SiNx)와 산화규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
제1 보호막(180) 위에 차광 부재(220) 및 제2 보호막(240)이 위치한다.
차광 부재(220)는 화상을 표시하는 영역에 대응하는 개구부를 가지는 격자 구조로 이루어져 있으며, 빛이 투과하지 못하는 물질로 형성되어 있다. 제2 보호막(240)은 질화규소(SiNx)와 산화규소(SiOx) 따위의 무기 절연물 또는 유기 절연물을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 보호막(180, 240) 및 차광 부재(220)는 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉 구멍(185)을 가진다.
제2 보호막(240) 위에 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
화소 전극(191)은 전체적인 모양이 사각형인 면형일 수 있다. 화소 전극(191)은 박막 트랜지스터(Q)를 향해 돌출된 돌출부(197)를 포함할 수 있다. 돌출부(197)는 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결될 수 있다.
지금까지 설명한 박막 트랜지스터(Q) 및 화소 전극(191)에 관한 설명은 하나의 예시이고, 박막 트랜지스터 구조 및 화소 전극 디자인은 본 실시예에서 설명한 구조에 한정되지 않고, 변형하여 본 발명의 일 실시예에 따른 내용을 적용할 수 있다.
화소 전극(191) 위에 하부 배향막(11)이 위치하고, 하부 배향막(11)과 중첩하도록 상부 배향막(21)이 위치한다. 하부 배향막(11) 및 상부 배향막(21)은 수직 배향막일 수 있다. 하부 배향막(11)은 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane) 또는 폴리 이미드(Polyimide) 등 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 배향막(11, 21)을 형성하는 배향 물질과 액정 분자를 포함하는 액정 분자(31)는 모세관력(capillary force)을 이용하여 미세 공간(305)에 주입될 수 있다. 본 실시예에서 하부 배향막(11)과 상부 배향막(21)은 위치에 따른 구별되는 것일 뿐이고, 도 7에 도시한 바와 같이 서로 연결될 수 있다. 하부 배향막(11)과 상부 배향막(21)은 동시에 형성될 수 있다.
하부 배향막(11)과 상부 배향막(21) 사이에 미세 공간(305)이 위치하고, 미세 공간(305)으로 주입된 액정 분자(31)는 액정층을 형성한다.
미세 공간(305)은 행렬 방향으로 배열된 복수 개일 수 있다. y방향으로 인접한 복수의 미세 공간(305)은 게이트선(121)과 중첩하는 복수의 액정 주입부(307FP)에 의해 구분될 수 있다. x방향으로 인접한 복수의 미세 공간(305)은 격벽부에 의해 구분될 수 있다. 미세 공간(305) 각각은 화소 영역 하나 또는 둘 이상에 대응할 수 있고, 화소 영역은 화면을 표시하는 영역에 대응될 수 있다.
상부 배향막(21) 위에 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 공통 전압을 인가 받고, 데이터 전압이 인가된 화소 전극(191)과 함께 전기장을 생성하여 두 전극 사이의 미세 공간(305)에 위치하는 액정 분자(31)가 기울어지는 방향을 결정한다. 공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 축전기를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프(turn-off)된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
본 실시예에서는 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 위에 위치하는 것으로 설명하였으나, 다른 실시예로 공통 전극(270)이 미세 공간(305) 하부에 형성되어 수평 전계 모드에 따른 액정 구동도 가능하다.
공통 전극(270) 위에 지붕층(Roof Layer; 370)이 위치한다. 지붕층(370)은 화소 전극(191)과 공통 전극(270)의 사이 공간인 미세 공간(305)이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 한다. 지붕층(370)은 포토 레지스트 또는 그 밖의 유기 물질을 포함할 수 있다.
지붕층(370) 위에 덮개층(390)이 위치한다. 덮개층(390)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함한다. 본 실시예에서 덮개층(390)은 액정 주입부(307FP)에도 위치할 수 있다. 이 때, 덮개층(390)은 액정 주입부(307FP)에 의해 노출된 미세 공간(305)의 액정 주입부(307FP)를 덮을 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 출광율이 향상되고 색재현성이 향상되어 우수한 표시 품질을 제공할 수 있다.
이하에서는 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 살펴본다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 8에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(10') 및 라이트 어셈블리(500)를 포함한다. 라이트 어셈블리(500) 위에 표시 패널(10')이 위치할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 발명의 실시예에 따라 상하 위치가 변경될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(10)는 박막 트랜지스터 표시판(100'), 박막 트랜지스터 표시판(100')과 마주하며 이격된 색변환 패널(30') 및 박막 트랜지스터 표시판(100') 및 색변환 패널(30') 사이에 위치하며 액정 분자를 포함하는 액정층(3)을 포함한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(10')은 전술한 실시예와는 달리 색변환 패널(30')이 표시 패널(10')의 일부를 구성한다.
또한 표시 패널(10')은 박막 트랜지스터 표시판(100')의 일면에 위치하는 제1 편광판(12) 및 색변환 패널(30')의 일면에 위치하는 제2 편광판(22)을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 박막 트랜지스터 표시판(100')은 도 4 내지 5의 하부 표시판(100)과 동일하며 색변환 패널(30')은 도 1의 색변환 패널(30)과 유사한바, 이하에서는 도 8 이외에 도 1 및 도 4 내지 도 5를 참고할 수 있다.
우선, 박막 트랜지스터 표시판(100')이 포함하는 제1 기판(110)의 위에는 다수의 화소 전극이 매트릭스 형태로 위치한다.
우선 도 4, 도 5 및 도 8을 참조하면, 제1 기판(110) 위에는 행 방향으로 연장되며 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121), 게이트선(121) 위에 위치하는 게이트 절연막(140), 게이트 절연막(140) 위에 위치하는 반도체층(154), 반도체층(154) 위에 위치하며 열 방향으로 연장되며 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175), 및 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에 위치하는 보호막(180) 및 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되는 화소 전극(191)이 위치한다.
게이트 전극(124) 위에 위치하는 반도체층(154)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)에 의해 노출된 영역에서 채널층을 형성하며, 게이트 전극(124), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 하나의 박막 트랜지스터를 형성한다.
다음, 제1 기판(110)과 마주하며 이격된 기판(310)과 제1 기판(110) 사이에 청색광 컷팅 필터(322)가 위치한다. 청색광 컷팅 필터(322)는 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)과 중첩하도록 위치할 수 있다. 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)과 중첩하는 청색광 컷팅 필터(322)는 서로 이격되어 독립적으로 위치한다.
청색광 컷팅 필터(322)는 라이트 어셈블리(500)로부터 발광되는 청색광이 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)을 통과하여 적색(R) 및 녹색(G)의 컬러를 구현하는 과정에서 혼색이 발생하는 것을 방지한다.
다음, 기판(310) 및 청색광 컷팅 필터(322)와 제1 기판(110) 사이에 복수의 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B)이 위치한다.
제1 색변환층(340R)은 라이트 어셈블리(500)에서 공급된 청색광을 적색으로 변환할 수 있으며, 제2 색변환층(340G)은 라이트 어셈블리(500)에서 공급된 청색광을 녹색으로 변환할 수 있다. 이를 위해 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)은 형광체 또는 퀀텀닷 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
투과층(340B)은 투명 폴리머로 이루어져 있으며, 라이트 어셈블리(500)에서 공급된 청색광이 투과하며 청색을 나타낸다. 청색을 출광하는 영역에 해당하는 투과층(340B)은 별도의 형광체 또는 퀀텀닷 없이 입사된 청색을 출광하는 물질(일례로써 감광성 수지 등의 폴리머)을 포함한다.
복수의 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B)은 네거티브형 감광성 수지를 노광 및 현상하여 형성될 수 있으며, 이와 같이 형성된 복수의 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B)은 불용성이다.
다음, 밴드 패스 필터(350)가 복수의 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B)과 제1 기판(110) 사이에 위치한다.
보조 금속층(362)은 밴드 패스 필터(350)와 제1 기판(110) 사이에 위치하며, 인접한 색변환층(340R, 304G) 및 투과층(340B) 사이의 측면에 위치한다. 보조 금속층(362)은 광 반사가 가능한 금속 재질일 수 있으며, 보조 금속층(362) 방향으로 방출되는 광을 다시 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B) 방향으로 반사시켜 사용자에게 방출되는 광량을 증가시킨다.
다음, 차광 부재(372)는 밴드 패스 필터(350)와 제1 기판(110) 사이에 위치하며, 인접한 복수의 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B) 사이에 위치한다. 도 8에 도시된 바와 같이 차광 부재(372)는 제1 색변환층(340R), 제2 색변환층(340G) 및 투과층(340B)이 배치되는 영역을 구획한다.
차광 부재(372)은 가용성일 수 있다. 차광 부재(372)은 네거티브형 차광용 감광성 수지를 별도의 노광 및 현상 없이 애싱하여 형성하기 때문이다. 즉, 차광용 감광성 수지는 노광에 의한 결합을 포함하지 않는다.
다음 차광 부재(372) 및 밴드 패스 필터(350)와 제1 기판(110) 사이에 평평한 면을 제공하는 평탄막(250)이 위치할 수 있으며, 평탄막(250) 위에 공통 전극(270)이 위치한다. 발명의 실시예에 따라 평탄막(250)은 생략될 수 있다.
공통 전압을 인가받는 공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 전계를 형성하여, 액정층(3)에 위치하는 액정 분자(31)들을 배열시킨다.
액정층(3)은 다수의 액정 분자(31)들을 포함하고, 액정 분자(31)들은 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이의 전계에 의해서 배열 방향이 제어된다. 액정 분자들의 배열에 따라 라이트 어셈블리(500)로부터 수신된 광의 투과율을 제어하여 영상을 표시할 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 도 5에서 도시한 상부 표시판(200)을 포함하지 않으며 색변환 패널(30)이 상부 표시판의 기능 및 위치를 대체한다. 이러한 표시 장치는 보다 얇은 두께의 장치를 제공하며 비용 및 무게를 절감할 수 있다.
이하에서는 도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 색변환 패널의 제조 방법을 살펴본다. 도 9, 도 10 및 도 11은 제조 공정의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 일부 단면도이다.
우선 도 9에 도시된 바와 같이 기판(310) 위에 청색광 컷팅 물질층을 전면적으로 도포한 후, 제1 마스크를 사용하여 기판(310) 위에 위치하는 청색광 컷팅 필터(322)를 형성한다.
다음 각각 제2, 제3 및 제4 마스크를 사용하여 청색광 컷팅 필터(322) 위에 위치하는 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)과, 기판(310) 위에 위치하는 투과층(340B)을 형성한다.
그리고 나서 도 10에 도시된 바와 같이, 기판(310), 복수의 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B) 위에 밴드 패스 필터(350) 및 금속 물질층(360)을 차례로 적층한다. 변형된 실시예로써 밴드 패스 필터(350) 및 금속 물질층(360) 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.
다음 금속 물질층(360) 위에 차광용 감광성 수지(370PR)를 도포한다.
이후 도 11에 도시된 바와 같이 차광용 감광성 수지(370PR)를 애싱(ashing)하여 차광 부재(372)를 형성한다. 이때 애싱하는 공정에 따르면 본 명세서는 도시하지 않았으나 차광 부재(372)의 상부 표면은 살짝 오목하게 형성될 수 있다.
또한 차광용 감광성 수지를 애싱함에 따라 노출된 금속 물질층(360)은 식각을 통해 제거될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 식각된 금속 물질층은 보조 금속층(362)을 형성한다. 즉, 전술한 공정에 따르면 도 1에 도시된 색변환 패널(30)을 형성할 수 있다.
전술한 색변환 패널의 제조 방법은 4매 마스크를 사용하여 색변환 패널을 제조하는바, 제조 공정에 소요되는 비용 및 시간을 절감할 수 있다. 또한 차광 부재가 색변환층이 이루는 높이와 거의 동일하게 형성되는바, 색변환층 사이에 발생하는 혼색을 방지할 수 있다.
이하에서는 도 12 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 제조 방법을 살펴본다. 도 12, 도 13 및 도 14는 제조 공정의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 일부 단면도이다.
우선 도 12에 도시된 바와 같이 기판(310) 위에 청색광 컷팅 물질층을 전면적으로 도포한 후, 제1 마스크를 사용하여 기판(310) 위에 위치하는 청색광 컷팅 필터(322)를 형성한다.
다음 기판(310) 위에 위치하며 복수의 색변환층(340R, 340G) 및 투과층(340B)을 구획하는 차광 부재(372)를 제2 마스크를 사용하여 형성한다.
이후 도 13에 도시된 바와 같이, 제3 및 제4 마스크를 사용하여 서로 이격된 청색광 컷팅 필터(322) 위에 위치하는 제1 색변환층(340R) 및 제2 색변환층(340G)을 각각 형성한다.
다음 기판(310), 차광 부재(372), 제 1 색변환층 및 제2 색변환층(340R, 340G) 위에 밴드 패스 필터(350)를 전면적으로 적층한다. 실시예에 따라 밴드 패스 필터(350) 위에 위치하는 금속 물질층(360)을 더 포함하거나 생략할 수 있다.
다음 도 14를 참조하면, 밴드 패스 필터(350) 위에 색변환 수지(340PR)를 두껍게 도포한다. 그리고 나서 색변환 수지(340PR)가 투과층(340B)이 되도록 애싱(ashing)하여 도 2에 도시된 색변환 패널(30)을 형성할 수 있다.
본 명세서는 투과층(340B)이 애싱을 통해 형성되는 실시예에 대해 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 제1 색변환층 및 투과층이 노광 및 현상을 통해 제조되고 제2 색변환층이 애싱을 통해 형성되거나 제2 색변환층 및 투과층이 노광 및 현상을 통해 제조되고 제1 색변환층이 애싱을 통해 형성되는 실시예도 가능함은 물론이다.
한편 투과층(340B)을 형성하는 방법은 전술한 도 14의 제조 방법에 제한되지 않고 기판(310)의 배면에서 노광을 실시하는 방법이 가능할 수 있다.
우선 색변환 수지(340PR)의 애싱 공정을 제외하고는 전술한 제조 공정과 동일하게 진행한다. 그리고 나서 기판(310)의 배면에서 노광을 실시하고 색변환 수지(340PR)를 현상하면 도 2에 도시된 색변환 패널(30)의 제조가 가능하다.
구체적으로, 기판(310)의 배면에서 자외선을 조사할 경우 제1 및 제2 색변환층(340R, 340G)과 중첩하는 청색광 컷팅 필터(322)는 조사되는 자외선을 차단한다. 즉, 제1 및 제2 색변환층(340R, 340G)과 중첩하며 위치하는 색변환 수지(340PR)는 가용성을 유지한다. 반면, 청색광 컷팅 필터(322)가 위치하지 않는 영역에 위치하는 색변환 수지(340PR)는 노광 공정에 의해 불용성이 된다.
따라서 배면 노광을 실시한 색변환 수지(340PR)에 대해 현상 공정을 실시하면 투과층(340B)을 형성할 수 있다.
정리하면, 전술한 색변환 패널의 제조 방법은 4매 마스크를 사용하여 색변환 패널을 제조하는바, 제조 공정에 소요되는 비용 및 시간을 절감할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 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.
10 : 표시 패널 12, 22 : 편광판
30 : 색변환 패널 310 : 기판

Claims (20)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하며 서로 다른 광을 방출하는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층, 및
    인접한 상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 차광 부재를 포함하고,
    상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층, 상기 투과층 및 상기 차광 부재의 재질은 네거티브형 감광성 수지이고, 상기 투과층은 가용성이고,
    상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층 위에 위치하는 밴드 패스 필터를 더 포함하고, 상기 밴드 패스 필터는 상기 투과층과 상기 기판 사이에 위치하는 색변환 패널.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 기판 위에 위치하며, 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층과 중첩하는 청색광 컷팅 필터를 더 포함하는 색변환 패널.
  7. 표시 패널, 및
    상기 표시 패널 위에 위치하는 색변환 패널을 포함하고,
    상기 색변환 패널은,
    기판,
    상기 기판과 상기 표시 패널 사이에 위치하며 서로 다른 광을 방출하는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층, 및
    인접한 상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층 및 상기 투과층 사이에 위치하는 차광 부재를 포함하고,
    상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층, 상기 투과층 및 상기 차광 부재의 재질은 네거티브형 감광성 수지이고, 상기 투과층은 가용성이고,
    상기 색변환 패널은, 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 밴드 패스 필터를 더 포함하고, 상기 밴드 패스 필터는 상기 투과층과 상기 기판 사이에 위치하는 표시 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제7항에서,
    상기 기판과 상기 표시 패널 사이에 위치하며, 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층과 중첩하는 청색광 컷팅 필터를 더 포함하는 표시 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 기판 위에 차광 부재를 형성하는 단계,
    상기 차광 부재 사이에 위치하는 제1 색변환층 및 제2 색변환층을 형성하는 단계,
    상기 차광 부재, 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층 위에 위치하는 밴드 패스 필터를 형성하는 단계,
    상기 기판, 상기 차광 부재, 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층 위에 위치하는 상기 밴드 패스 필터 위에 색변환 수지를 도포하는 단계,
    상기 색변환 수지를 애싱(ashing)하여 투과층을 형성하는 단계를 포함하는 색변환 패널의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 색변환 수지는 네거티브(negative)형 감광성 수지이고,
    상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층은 불용성이며 상기 투과층은 가용성인 색변환 패널의 제조 방법.
  19. 제17항에서,
    상기 기판 위에 청색광 컷팅 필터를 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 청색광 컷팅 필터는 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층과 중첩하는 색변환 패널의 제조 방법.
  20. 삭제
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