KR20170065616A - 볼록한 색-변환 요소를 포함하는 장치 - Google Patents
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Abstract
제1표면을 갖는 유리 기판 및 상기 제1표면상에 배치된 복수의 색-변환 요소를 포함하는 발광 소자는 여기에 개시되며, 상기 복수의 색-변환 요소 중 적어도 하나는 볼록면을 포함한다. 또한, 이러한 발광 소자를 포함하는 디스플레이 장치 및 상기 발광 소자를 제조하는 방법은 여기에 개시된다.
Description
본 출원은 2014년 9월 30일자에 출원된 미국 가 특허출원 제62/057,396호의 우선권을 주장하고, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
본 개시는 일반적으로 색-변환 요소를 포함하는 장치 및 이러한 장치를 포함하는 디스플레이에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는, 볼록 외부 표면을 갖는 색-변환 요소를 포함하는 발-광 장치 및 이를 포함하는 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이 (LCDs)는 휴대폰, 랩탑, 전자 태블릿 (electronic tablets), 텔레비전, 및 컴퓨터 모니터와 같은 다양한 전자 제품에 흔히 사용된다. 그러나, 종래의 LCDs는, 휘도 (brightness), 콘트라스트 비 (contrast ratio), 효율 및/또는 시야각 면에서 다른 디스플레이 장치와 비교하여, 제한될 수 있다. 사례를 들어, 유기 발광 다이오드 (OLED) 기술과 경쟁하기 위해, 예를 들어, 초소형 장치 (handheld devices)의 경우에서, 제품 비용 및 파워 요건의 균형을 이루면서, 또한 종래의 LCDs보다 더 높은 콘트라스트 비, 색 영역 (color gamut), 및 휘도에 대한 요구가 있다.
LCD의 디스플레이 특성은, 예를 들어, 백라이트 및 컬러 필터와 같은, LCD 패널의 다양한 주요 구성요소에 의해 제한될 수 있다. 예를 들어, 종래의 LCDs는 적색, 녹색 및 청색 픽셀을 특징짓기 위해 패턴화된 투과형 컬러 필터 및 백색 발광 다이오드 (LED)를 활용하는 백라이트를 포함할 수 있다. LEDs에 의해 방출된 청색 광은 백색광으로 변환될 수 있고, 이는 그 다음 두 개의 편광기 및 LCD 스택을 통해 투과될 수 있으며, 나중에 컬러 필터 요소를 통해 필터링된다. 이 변환/필터링 공정 동안, LED에 의해 생성된 광의 대부분은 손실되어 백라이트에 의해 발생된 광의 10% 정도만이 디스플레이에 의해 방출될 수 있다. 게다가, 이러한 LCD 장치의 파워 효율 (power efficiency)은, 약 1% 미만의 전체 전기 대 광학 파워 효율로, 매우 낮을 수 있다. 마지막으로, LCDs의 색 영역이 제한될 수 있는데, 예를 들면, 색 영역은 컬러 필터 요소의 감소된 투과율과 조합한 백색 LEDs의 비-최적 스펙트럼 정보 (non-optimal spectral content)에 기인하여, 국가 텔레비전 시스템 위원회 (NTSC)에 의해 설정된 표준의 70%만큼 낮을 수 있다.
최근의 LCD 기술의 진보는 LCDs의 효율 및 색 영역이 투과형 컬러 필터 대신 방사형 (예를 들어, 광발광 (photoluminescent)) 컬러 필터를 사용함으로써 개선될 수 있음을 제시한다. 예를 들어, 냉음극 형광 램프 (CCFLs)는 적색, 녹색 및 청색 형광 물질과 조합하여 사용되며, 이들은 광발광 컬러 필터의 각각의 픽셀 영역 (pixel areas)에 원하는 대로 배치될 수 있다. 청색 LED 백라이트는 또한 사용할 수도 있는데, 이 경우 적색 및 녹색 형광체 (형광체)는 사용될 수 있고, 청색 픽셀에 해당하는 컬러 필터의 영역 (areas)은 투명하거나, 또는 광 산란 특색 (light scattering features)을 제공할 수 있다.
양자점 (QDs)은 또한 종래의 형광체에 대한 대안으로서 생겨났고, 몇몇 사례에서, 예를 들어, LCDs 색 영역을 개선할 수 있는 개선된 정밀도 및/또는 더 좁은 방출선 (emission lines)을 제공할 수 있다. 높은 내부 양자 효율 및 낮은 양자 결함 (여기와 발광 사이에 파장 차이)에 부가적으로, QD 물질은 비교적 높은 색 순도를 제공할 수 있는데, 예를 들어, 이들은 기존의 형광체와 비교하여 상대적으로 좁은 스펙트럼 대역 (band)에서 빛을 방출할 수 있고, 및 그 대역의 중심 파장은 개개의 QDs의 크기를 변화시켜 상대적으로 용이하게 조율될 수 있다. 그러나, QDs로 패턴화된 장치는 생산하는데 비싸거나 및/또는 복잡할 수 있다.
종래의 컬러 필터는 적색, 녹색 및 청색 픽셀 영역에 대해 개별적인 단계들을 사용하여 생성될 수 있으며, 각 단계는 대응하는 픽셀 영역에 대응하는 형광체를 침착하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 물질의 연속성 층은 침착될 수 있고, 그 다음 포토리소그래피, 리프트-오프 (lift-off) 또는 에칭을 사용하여 패턴화될 수 있으며, 또는 포토리소그래피로 한정된 셰도우 마스크 (shadow mask)를 통해 침착될 수 있다. 이 기술은, 그러나, 복잡하고 비용이 들 수 있고, QD 물질에 쉽게 적용 가능하지 않을 수 있다. QD 물질은, 예를 들어, 열 증발에 의해 침착되기에 너무 무거울 수 있으며, 따라서, 대신에 딥-코팅 또는 슬롯-코팅을 사용하여 침착된다. 새로 개발된 공정은 마이크로-접촉 인쇄 (micro-contact printing) 및 잉크젯 인쇄를 포함하지만, 이러한 공정은 자체적인 도전으로부터 자유롭지 않다. 마이크로-접촉 인쇄는 물질 낭비를 초래할 수 있으며, 규모를 늘리기가 어려울 수 있다. 한편, 잉크젯 프린팅은, 정확한 픽셀 한정을 위한 적절한 용액 화학 (solution chemistry)을 개발하는 것 및/또는 건조 후에 광발광 효율을 보존하기 것과 관련하여 어려움을 나타낼 수 있다. 또한, 특정 침착 공정에 관계없이, QD 필름은 또한, 예를 들어, 평탄면 (flat surface)에 대해 감소된 광 추출 효율을 가질 수 있는데, QDs에 의해 발생된 광의 약 20% 미만이 내부 전반사 (total internal reflection: TIR)로 인해 필름에 의해 방출될 수 있다.
따라서, 물질 낭비를 줄이면서, 개선된 파워 및 광학 효율을 나타낼 수 있는, 예를 들어, LCD용 발광 장치를 제공하고, 이에 의해 그러한 장치의 비용을 낮추며 및/또는 제조 공정을 단순화하여, 이에 의해 생산 시간을 감소시키는 것이 유리할 것이다.
본 개시는, 다양한 구체 예에서, 제1표면을 갖는 유리 기판, 및 유리 기판의 제1표면상에 배치된 복수의 색-변환 요소를 포함하고, 여기서 상기 복수의 색-변환 요소 중 적어도 하나는 볼록면을 포함하는 발광 장치에 관한 것이다. 이러한 발광 장치를 포함하는 디스플레이 장치는 또한 여기에 개시된다. 유리 기판의 제1표면상에 적어도 하나의 색 컨버터 (color converter) 및 적어도 하나의 부가적인 성분을 포함하는 혼합물을 침착시키는 단계, 및 상기 혼합물을 경화 또는 건조시켜 볼록면을 갖는 적어도 하나의 색-변환 요소를 생성하는 경화 또는 건조 단계를 포함한다.
다양한 구체 예에 따르면, 유리 기판의 제1표면은 소수성 물질로 패턴화될 수 있다. 유리 기판의 제1표면은, 다른 구체 예에서, 에칭, 마스킹 및/또는 코팅되어 홈 및/또는 오목한 함몰부 (concave indentations)의 패턴을 형성할 수 있다. 특정 구체 예에서, 색 컨버터를 포함하는 혼합물은, 제1표면에 또는 제1표면상에 존재하는 소수성 물질로 피복되지 않은 제1표면의 일부에, 홈 사이에 및/또는 오목한 함몰부에 별개 액적 (discrete droplets)으로서 침착되어 적어도 하나는 볼록면을 포함하는, 복수의 색-변환 요소를 형성할 수 있다. 또 다른 구체 예에 따르면, 적어도 하나 이상의 부가적인 성분은 중합체 물질 또는 용매일 수 있으며, 예를 들어, 혼합물은 용액일 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 색-변환 요소는 적색, 녹색, 청색 및/또는 백색 발광 양자점 및 형광체, 형광 물질, 형광 염료 및/또는 발광 중합체로부터 선택될 수 있다.
본 개시의 부가적인 특색 및 장점은 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 용이하게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구항뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 방법들을 실행시켜 인지될 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 본 개시의 다양한 구체 예를 제공하고, 청구항의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 수반되는 도면은 본 개시의 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 개시의 다양한 구체 예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 본 개시의 원리 및 작동을 설명하기 위해 제공된다.
하기 상세한 설명은 수반되는 도면을 참조하여 판독하는 경우, 더 잘 이해될 수 있다.
도 1a-c는 본 개시의 구체 예에 따른 발광 장치의 측면의 부분을 예시한다;
도 2a-c는 본 개시의 부가적인 구체 예에 따른 발광 장치의 측면의 부분을 예시한다;
도 3a-b는 본 개시의 구체 예에 따른 발광 장치에 대한 대표적인 표면 패턴을 예시한다;
도 4a는 평면 (planar surface)을 갖는 색-변환 요소에 대한 내부 전반사 (TIR)를 예시하는 그래프이다;
도 4b는 본 개시의 다양한 구체 예에 따른 볼록면을 갖는 색-변환 요소에 대한 내부 전반사 (TIR)를 예시하는 그래프이다; 및
도 5는 본 개시의 구체 예에 따른 대표적인 디스플레이 장치의 광학 구성요소를 예시한다.
도 1a-c는 본 개시의 구체 예에 따른 발광 장치의 측면의 부분을 예시한다;
도 2a-c는 본 개시의 부가적인 구체 예에 따른 발광 장치의 측면의 부분을 예시한다;
도 3a-b는 본 개시의 구체 예에 따른 발광 장치에 대한 대표적인 표면 패턴을 예시한다;
도 4a는 평면 (planar surface)을 갖는 색-변환 요소에 대한 내부 전반사 (TIR)를 예시하는 그래프이다;
도 4b는 본 개시의 다양한 구체 예에 따른 볼록면을 갖는 색-변환 요소에 대한 내부 전반사 (TIR)를 예시하는 그래프이다; 및
도 5는 본 개시의 구체 예에 따른 대표적인 디스플레이 장치의 광학 구성요소를 예시한다.
제1표면을 갖는 유리 기판, 및 상기 유리 기판의 제1표면상에 배치된 복수의 색-변환 요소를 포함하고, 여기서 상기 복수의 색-변환 요소 중 적어도 하나는 볼록면을 포함하는 발광 장치는 여기에 개시된다. 이러한 발광 장치를 포함하는 디스플레이 장치는 또한 여기에 개시된다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "색-변환 요소" 및 이의 변형은, 볼록면을 갖는 유리 기판의 제1표면상에 배치된 특색 (features)을 나타내는 것으로 의도된다. 색-변환 요소는 적색, 녹색, 청색 또는 백색광을 방출하는 적어도 하나의 색 컨버터, 예를 들어, 양자점, 형광체, 형광 물질, 형광 염료 및 발광 중합체를, 예를 들어, 캡슐화로, 포함할 수 있다. 상기 색-변환 요소는, 예를 들어, 적어도 하나의 부가적인 성분에 분산된 색 컨버터의 혼합물을 침착시키는 단계 및 뒤이어 부가적인 성분을 제거하는 단계 및/또는 그 혼합물을 경화시켜 볼록면을 갖는 색-변환 요소를 형성하는 경화 단계에 의해 형성될 수 있다.
도 1a-c 및 2a-c는 본 개시의 다양한 비-제한적인 구체 예에 따른 발광 장치의 측면의 부분을 도시한다. 상기 장치의 개별적인 성분은 이하 좀 더 상세하게 논의된다. 도 1a에서, 유리 기판 (110)을 포함하는 발광 장치는 예시되고, 유리 기판은 제1표면 (120)을 갖는다. 어떤 구체 예에서, 제1표면 (120)은 하나 이상의 홈들 (130)을 포함할 수 있다. 볼록면 (150)을 갖는 적어도 하나의 색-변환 요소 (140)는 유리 기판 (110)의 제1표면 (120) 상에 배치될 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 도 1b에서 예시된 바와 같이, 유리 기판 (110)의 제1표면 (120)은, 적어도 하나의 홈 (130)을 포함하는 성형 가능한 물질 (moldable material: 160)로 코팅될 수 있고, 색-변환 요소 (140)는 이렇게 변형된 유리 기판의 제1표면상에 배치될 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 도 1c에 예시된 바와 같이, 청색 이색성 필터 (blue dichroic filter: 170)는 또한, 예를 들어, (도시된 바와 같은) 성형 가능한 물질 (160) 또는 유리 기판 자체에 적층된 것 (도시되지 않음)에 부가적으로, 상기 장치에 선택적으로 포함될 수 있다.
도 2a는, 색-변환 요소가 배치되거나 또는 위치될 수 있는 다양한 "개구"를 생성하기 위해 유리 기판 (100)의 제1표면 (120)이 소수성 물질 (180)로 패턴화될 수 있는 부가적인 비-제한적인 구체 예를 도시한다. 색-변환 요소 (140)는 따라서 소수성 물질 (180)으로 코팅되지 않은 유리 기판 (110)의 제1표면 (120)의 일부상에 배치될 수 있다. 제1표면 (120)은 색-변환 요소 (140)가 위치된 오목한 함몰부 (190)를 포함하는 것으로 도 2a에서 예시되지만; 그러나, 이것은 실질적으로 평면 제1표면 (120)이 또한 소수성 물질 (180)로 패턴화될 수 있는 것으로 이해될 것이다. 도 2b에 도시된 구체 예에 따르면, 유리 기판 (110)의 제1표면 (120)은 적어도 하나의 홈 (130)을 포함하는 성형 가능한 물질 (160)로 코팅될 수 있다. 다시, 성형 가능한 물질은 예시된 바와 같이 오목한 함몰부 (190)를 포함할 수 있거나, 또는 실질적으로 평면일 수 있다 (예를 들어, 도 1b 참조). 마지막으로, 도 2c에 도시된 바와 같이, 청색 이색성 층 (170)은, 예를 들어, (도시된 바와 같은) 성형 가능한 물질 (160) 또는 유리 기판 자체 상에 적층된 것 (도시되지 않음)에 부가적으로, 상기 장치에 선택적으로 포함될 수 있고, 이색성 필터층 (170) (또는 성형 가능한 물질 또는 유리 시트)에서 오목한 함몰부 (190)는 존재할 수 있거나 또는 존재하지 않을 수 있다. 도 1a-c 및 도 2a-c에 도시된 다양한 구체 예는, 첨부된 청구항의 범주를 제한하지 않으며, 서로 조합될 수 있거나, 또는 제한 없이 본 개시 전체에 걸쳐 서술된 바에 따라 변경될 수 있다.
유리 기판 (100)은 LCDs와 같은, 백라이트 디스플레이에 사용하기 위해 당 업계에 공지된 어떤 유리를 포함할 수 있으며, 소다-라임 실리케이트, 알루미노실리케이트, 알칼리-알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 알칼리-보로실리케이트, 알루미노보로실리케이트, 알칼리-알루미노보로실리케이트, 및 기타 적절한 유리를 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 유리 기판은, 다양한 구체 예에서, 화학적으로 강화될 수 있고 및/또는 열적으로 템퍼링될 수 있다. 적합한 상업적으로 이용 가능한 기판의 비-제한 실시 예는 코닝사 (Corning Incorporated)로부터의 EAGLE XG®, LotusTM, Willow®, 및 Gorilla® 유리를 포함한다. 이러한 화학적으로 강화된 유리는, 예를 들어, 미국 특허 제7,666,511호, 제4,483,700호, 및 제5,674,790호에 따라 제공될 수 있으며, 이들 특허들의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
유리의 화학적 강화는, 예를 들어, 이온 교환에 의해 수행될 수 있다. 이온 교환 공정 동안, 유리 시트의 표면에 또는 그 근처에서 유리 시트 내의 이온은, 예를 들어, 염 욕조 유래의 더 큰 금속 이온으로 교환될 수 있다. 더 큰 이온을 유리로 혼입은 근 표면 영역에서 압축 응력을 생성하여 시트를 강화시킬 수 있다. 상응하는 인장 응력은 압축 응력과 균형을 이루기 위해 유리 시트의 중심 영역 내에서 유도될 수 있다.
이온 교환은, 예를 들어, 유리를 용융염 욕조에 미리 정해진 시간 동안 침지시켜 수행될 수 있다. 대표적인 염 욕조는 KNo3, LiNo3, NaNo3, RbNo3, 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 용융염 욕조의 온도 및 처리 시간은 다양할 수 있다. 당업자는 원하는 적용에 따라 시간 및 온도를 결정할 수 있다. 비-제한 실시 예로서, 용융염 욕조의 온도는, 약 400℃ 내지 약 500℃와 같은, 약 400℃ 내지 약 800℃의 범위일 수 있고, 미리 결정된 시간은, 약 4시간 내지 약 10시간과 같은, 약 4시간 내지 약 24시간의 범위일 수 있지만, 다른 온도 및 시간 조합은 구상될 수 있다. 비-제한 실시 예로써, 유리는 KNo3 욕조에서, 표면 압축 응력을 부여하는 K-풍부 층을 얻기 위해, 예를 들어, 약 6시간 동안 약 450℃에서 함침될 수 있다.
다양한 구체 예에 따르면, 유리 기판은 약 100MPa를 초과하는 압축 응력 및 약 10 microns을 초과하는 압축 응력의 층의 깊이 (DOL)를 가질 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 유리 기판은 약 500MPa를 초과하는 압축 응력 및 약 20 microns을 초과하는 DOL, 또는 약 700MPa를 초과하는 압축 응력 및 약 40 microns을 초과하는 DOL을 가질 수 있다.
비-제한적인 구체 예에서, 유리 기판은, 예를 들어, 약 0.1 mm 내지 약 2 mm, 약 0.3 mm 내지 약 1.5 mm, 약 0.5 mm 내지 약 1.1 mm, 또는 약 0.7 mm 내지 약 1 mm 범위, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함하는, 약 3 mm 이하의 두께를 가질 수 있다. 다양한 구체 예에 따르면, 유리 기판은, 0.2 mm, 또는 0.1 mm과 같은, 0.3 mm 이하, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함하는, 범위의 두께를 가질 수 있다. 어떤 비-제한적인 구체 예에서, 유리 기판은, 약 0.5 내지 약 1 mm와 같은, 약 0.3 mm 내지 약 1.5 mm, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함하는, 두께 범위를 가질 수 있다.
유리 기판은, LCD와 같은, 백라이트 디스플레이 (backlit display)에 사용하기에 적절한 임의의 형태 및/또는 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 유리 기판은 직사각형, 정사각형, 원형, 또는 임의의 다른 적절한 형태의 형태인 유리 시트일 수 있다. 다양한 구체 예에 따르면, 유리 기판은, 다양한 비-제한적인 구체 예에서, 약 0.5 mm 내지 약 3, 또는 약 1 mm 내지 약 2 mm와 같은, 약 0.3 mm 내지 약 5 mm, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함하는, 길이 범위를 갖는, 직사각형과 같은, 네-면 유리 시트일 수 있다. 유리 기판의 폭은, 약 0.5 mm 내지 약 3, 또는 약 1 mm 내지 약 2 mm와 같은 약 0.3 mm 내지 약 5 mm, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함하는, 범위일 수 있다.
유리 기판은, 다양한 구체 예에서, 투명하거나 실질적으로 투명할 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같은, 용어 "투명"은 대략 1mm의 두께에서, 유리 기판이 스펙트럼의 가시 영역 (420-700nm)에서 약 80%를 초과하는 투과율을 갖는다는 것을 의미하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 대표적인 투명 유리 기판은 약 90% 초과, 또는 약 95% 초과, 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위를 포함하는 것과 같은, 가시광선 범위에서 약 85%를 초과하는 투과율을 가질 수 있다. 어떤 구체 예에서, 대표적인 유리 기판은, 자외선 (UV) 영역 (200-410nm)에서, 약 55% 초과, 약 60% 초과, 약 65% 초과, 약 70% 초과, 약 75% 초과, 약 80% 초과, 약 85% 초과, 약 90% 초과, 약 95% 초과 또는 약 99%를 초과하는 투과율, 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위를 포함하는 것과 같은, 약 50%를 초과하는 투과율을 가질 수 있다.
유리 기판 (110)은 복수의 색-변환 요소 (140)이 배치될 수 있는 제1표면 (120)을 포함할 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은, 용어 "배치된" "에 배치된" 및 이의 변형은, 복수의 색-변환 요소가 유리 기판의 제1표면상에 직접 또는 유리 기판의 제1표면상에 존재하거나 또는 코팅된 중간층 상에 침착되는 것을 나타내는 것으로 의도된다. 따라서, 예를 들어, 색-변환 요소는 (도 1a에 도시된 바와 같이) 유리 기판과 직접 접촉하에 있을 수 있거나, (도 1b-c 및 2b-c에 도시된 바와 같이) 성형 가능한 물질 또는 이색성 층과 같은, 중간층과 직접 접촉하에 있을 수 있거나, 또는 (도 2a에 도시된 바와 같이) 유리 기판상에 패턴화된 물질 사이에 배치될 수 있다.
다양한 구체 예에서, 유리 기판 (110)은 소수성 물질 (180)로 패턴화될 수 있다 (도 2a 참조). 여기에 사용된 바와 같은, 용어 "패턴화된"은, 물질, 예를 들어, 소수성 물질이 예를 들어, 무작위 또는 배열된, 반복적 또는 비-반복적일 수 있는, 임의의 주어진 패턴 또는 디자인으로 유리 기판의 제1표면상에 코팅되거나 또는 존재하는 것을 나타내는 것으로 의도된다. 예를 들어, 유리 기판의 제1표면은 비코팅된 유리의 다양한 "개구"를 한정할 수 있는, 물질의 주형 (template), 또는 그리드 (grid)로 코팅될 수 있다. 이들 개구는 임의의 형태 및/또는 크기일 수 있다. 다양한 관점에 따르면, 개구는, 몇몇 예를 들자면, 원형, 정사각형, 다이아몬드형, 삼각형, 육각형 및 다른 다각형으로부터 선택된 형태를 가질 수 있다. 물론, 개구는 동일한 형태 및/또는 크기로 제한되지 않으며, 이는 개구로부터 개구로 변할 수 있다. 어떤 구체 예에서, 개구는, 약 10 microns 내지 약 2 mm, 약 20 microns 내지 약 1 mm, 약 50 microns 내지 약 500 microns, 또는 약 100 microns 내지 약 250 microns과 같은, 약 1 micron 내지 약 5 mm, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함하는, 범위에서 적어도 하나의 치수 (예를 들어, 반경, 폭, 길이, 높이, 등)를 가질 수 있다.
적어도 하나의 색-변환 요소 (140)는 따라서 유리 기판 (110)의 제1표면 (120)상에, 예를 들어, 소수성 물질 (180)의 패턴에 의해 형성된 개구에 상응하는 영역에 배치될 수 있다 (도 2a 참조). 소수성 물질 (180)은 유리 기판 (110)보다 덜 친수성인 임의의 물질로부터 선택될 수 있다. 이는 소수성 물질 (180)이 강한 소수성일 필요가 없고, 유리 기판이 강한 친수성인 것으로 이해되어야 한다. 오히려, 미코팅된 유리 기판 표면 개구는, 액적을 이용 가능한 표면에 피복 및 확산시키는 것을 가능하게 하는데 충분한 "친성 (philic)"일 수 있는 반면, 그리드는 개구 밖으로 액적의 확산 및/또는 주변 개구로부터 개별 액적의 합체를 방지하는데 충분한 "소성 (phobic)"일 수 있다.
예를 들어, 소수성 물질 (180)은 소수성 중합체, 예를 들어, 폴리테트라플루오르에틸렌 (PTFE), 예를 들어, 듀퐁 (DuPont)사의 Teflon®, 플루오로카본 및 실리콘과 같은 플루오로 중합체로부터 선택될 수 있다. 이러한 소수성 물질은, 본 개시된 방법과 관련하여 하기에서 좀 더 상세하게 논의되는 바와 같이, 예를 들어, 색 컨버터의 수-계 용액과 같은, 색 컨버터 및 수성의 부가적인 성분의 혼합물을 침착시킬 경우, 유용할 수 있다. 그러나, 몇몇 구체 예에서, 대표적인 색-변환 용액은, 알코올 및 탄화수소, 몇 가지 예를 들어, 펜탄, 사이클로펜탄, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔, 클로로포름 및 디메틸 에테르와 같은, 유기 및 무기 모두의, 다양한 용매를 포함할 수 있는 점이 또한 주목된다. 따라서, 다양한 구체 예들에 따르면, 유리 시트의 제1표면은 미코팅된 유리 시트보다 선택된 부가적인 성분, 예를 들어, 중합체 물질 또는 용매에 좀 더 "소성"인 임의의 물질로 패턴화될 수 있다. 당업자는 기판상에 침착될 색-변환 혼합물의 조성물 및 특성에 기초하여 이들 물질을 선택할 수 있다. 다양한 구체 예에서, 소수성 물질은 투명, 불투명, 또는 흡수성 (예를 들어, 검정)일 수 있다.
유리 기판 (110)은, 비-제한적인 구체 예에서, 제1표면 (120) 상에 적어도 하나의 홈 (130) (또는 오목부 (depression))를 포함할 수 있다. 홈은, 몇몇 예를 들자면, 포토리소그래피 마스킹 또는 에칭과 같은 공정에 의해, 유리 기판 자체에서 생성될 수 있다 (도 1a 참조). 선택적으로, 홈은 그 위에 성형 가능한 물질을 침착하는 단계 및 마이크로-복제 (micro-replication)에 의해, 성형 가능한 물질에서 홈을 형성하는 단계에 의해 제1표면상에 생성될 수 있다 (도 1b-c 및 2b-c 참조). 후자의 구체 예는, 포토리소그래피의 필요성을 제거하고 및 롤-대-롤 처리를 가능하게 하여, 효율을 향상시키고 및/또는 제조 공정의 비용을 감소시킬 수 있기 때문에, 다양한 관점에서 유리할 수 있다. 적절한 성형 가능한 물질은, 예를 들면, 플라스틱 및 UV-경화성 또는 열경화성 에폭시, 수지 및 포토레지스트와 같은, 성형 가능한 중합체를 포함한다. 성형 가능한 플라스틱의 비-제한적인 실시 예는, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 폴리에테르이미드 (PEI)를 포함한다. 다양한 구체 예에 따르면, 성형 가능한 물질은 투명할 수 있다.
제1표면상에 홈 또는 오목부의 존재는 색-변환 요소가 배치될 수 있거나 또는 침착될 수 있는 "고립된 언덕 (islands)" 또는 별개 영역을 한정하는데 사용될 수 있다. 홈 또는 오목부의 측벽은, 어떤 구체 예에서, 제1표면에 수직일 수 있어, 예를 들어, 표면과 90°각을 형성한다. 그러나, 홈은 또한 액적이 고립된 언덕의 가장자리를 넘어 및 홈으로 흘려지거나 및/또는 고립된 언덕을 둘러싸는 다른 개별 액적과 합체 없이 고립된 언덕을 확산하고 피복할 수 있는 한, 제1표면에 대하여 임의의 각, 예를 들어, 90°이하인 벽을 가질 수 있다.
제1표면은, 따라서, 색-변환 요소가 제1표면에 패턴화된 물질, 예를 들어, 소수성 물질에 의해 또는 제1표면에 또는 제1표면상에 생성되거나 또는 에칭된 홈 또는 오목부에 의해 배치될 수 있는, 패턴 또는 "표면 릴리프 (relief)"를 포함할 수 있다. 패턴은 색-변환 요소가 배치되거나 또는 침착될 수 있는, 여기에 논의된 바와 같은, 복수의 "개구" 또는 "고립된 언덕"을 한정할 수 있다. 이들 개구 또는 고립된 언덕은 원형일 수 있지만, 이에 제한되지 않고, 임의의 적절한 형태를 가질 수 있다.
예를 들어, 도 3a-b에 도시된 바와 같이, 비록 도시된 형태가 첨부된 청구항을 제한하는 것으로 해석되지는 않을지라도, 제1표면은 정사각형 (도 3a) 또는 직사각형 (도 3b) 개구를 갖는 그리드를 포함할 수 있다. 개구는 원하는 픽셀 패턴을 생성하기에 적절한 색-변환 요소, 예를 들어, 적색 (R), 녹색 (G), 청색 (B), 또는 백색 (W) 광을 방출하는 색 컨버터를 포함하는 색-변환 요소로 채워질 수 있다. 선택적으로, 그리드에 하나 이상의 개구는, 예를 들어, 색-변환 요소가 없이 비어 있을 수 있고, 및/또는 하나 이상의 개구는 광 산란 특색으로 공급될 수 있다. 예를 들어, 광 산란 특색은, 예를 들어, 산 에칭, TiO2로 코팅, 및/또는 레이저 손상 (laser damaging)과 같은, 유리 기판의 하나 이상의 표면을 텍스처링, 에칭, 코팅, 손상 또는 거칠기에 의해 생성될 수 있다.
이미 개시된 바와 같이, 색-변환 요소 (140)는 볼록면을 포함하는 한, 임의의 단면 형태, 예를 들어, 원형, 사각형, 직사각형, 삼각형, 다각형 등을 가질 수 있다. 물론, 비-원형 단면에 대해, 색-변환 요소의 형태 (액적으로 및 경화/건조 후 모두)는 완전 반구형이 아닐 수도 있지만, 표면 장력에 기인한 각각의 비-원형 단면으로 인해 일반적으로 반구형 또는 일반적으로 볼록면을 가질 수 있다. 유리 표면과의 볼록면의 접촉 각은, 예를 들어, 약 20 ° 내지 약 80 °, 약 40 ° 내지 약 70 °, 또는 약 50°C 내지 약 60 ℃와 같은, 약 10 °내지 약 90 °범위, 이들 사이의 모든 범위 및 하위 범위를 포함하는, 범위일 수 있다.
평면 및 볼록면을 각각 갖는 색-변환 요소에 대한 내부 전반사 (TIR)의 개략도를 도시한, 도 4a-b를 참고하면, 볼록면을 갖는 색-변환 요소가 평면을 갖는 색-변환 필름과 비교할 때 광 추출 효율이 증가될 수 있는 것으로 입증될 수 있다. 예를 들어, 도 4a에 대해, 색-변환 요소의 굴절률이 1.5라고 가정하면, 임계각,θc는 Snell의 법칙을 사용하여 41.8 °로 계산될 수 있다. 따라서, 편평한 외부 표면에 대해, 약 42 ° 미만의 입사각을 갖는 지점 A로부터 기원하는 광추 (cone of rays) E만이 색 변환 요소로부터 방출될 수 있다. 다른 모든 광선 (T)은 TIR로 인해 색-변환 요소에 포획될 수 있다. 따라서, 평면을 갖는 색-변환 요소의 외부 양자 효율은, 요소의 내부 양자 효율이 100%에 가까운 경우조차도 약 20%로 제한될 수 있다.
그러나, 도 4b에 대해, 50 °의 유리 표면 (도시되지 않음)을 갖는 도시된 반구-형 액적의 동일한 굴절률 및 접촉 각을 가정하면, 유리 표면에 대해 약 +/- 90 ° 범위의 각도를 갖는 지점 A에서 비롯되는 광선 E는, 볼록면에서의 입사각이 40 °를 초과하지 않기 때문에, 색-변환 요소에 의해 방출될 수 있다. 광 추출 효율의 증가는, 예를 들어, 광선-추적 광학 모델링을 사용하여 추정될 수 있지만, 평탄면을 갖는 색-변환 요소와 비교할 때, 여기에 논의된 바와 같이 외부 양자 효율에서 대응하는 증가를 고려하여, 적어도 1.5배 이상 증가할 것으로 기대될 수 있다.
여기에 개시된 장치들의 외부 양자 효율은, 몇몇 실시 예들에서, 예를 들어, 청색 이색성 미러 (blue dichroic mirror)를 사용함으로써 더욱 향상될 수 있다. 이 층은 요소 (170)로서 도 1c 및 2c에서 예시된다. 청색 이색성 층은 백라이트로부터 청색 광을 통과시키면서, 아래쪽으로 다시 방출된 적색 및 녹색 광을 상단 표면을 향해 반사하는데 사용될 수 있다. 청색 이색성 층은, 다양한 구체 예에서, 또한 상단 표면을 향해 다시 청색 광을 반사시킬 수 있고, 이러한 경우에서, 백라이트로부터 청색 광은 계속해서 층을 통해 통과하는 더 진한 청색일 수 있다. 본 개시의 다양한 관점에 따르면, 이색성 층은 유리 기판상에, 또는 특정 구체 예에서, 유리 기판상에 코팅된 성형 가능한 물질상에 직접 침착될 수 있는, 단일 층 또는 다-층 코팅일 수 있다. 이색성 층은 홈을 형성하기 위한 에칭 또는 소수성 물질로 패턴화함으로써 표면이 패턴화되기 전 및/또는 후에, 유리 기판 또는 성형 가능한 물질상에 침착될 수 있다.
외부 양자 효율의 추가 개선은, 예를 들어, 제1표면 (예를 들어, 유리 기판 또는 성형 가능한 물질)에 오목한 함몰부를 포함시킴으로써 달성될 수 있다. 이들 함몰부는 요소 (190)로서 도 2a-c에 예시된다. 따라서, 유리 기판상에 표면 릴리프에 의해 형성된 하나 이상의 개구 또는 고립된 언덕은, 오목함의 정도에 제한이 없이, 도 2a-c에 나타낸 바와 같은, 일반적으로 오목한 프로파일을 가질 수 있다. 광의 적어도 일부 반사가 색-변환 요소 및 제1표면 사이의 경계에서 발생할 수 있기 때문에, 특히 이색성 층이 사용되는 구체 예에서, 오목면은 바닥으로부터 반사된 광선에 대한 상부 표면상의 입사각을 감소시킴으로써 광 추출 효율을 추가로 증가시킬 수 있다. 오목면은, 예를 들어, 에칭 또는 마이크로-복제, 또는 임의의 다른 적절한 공정에 의해 형성될 수 있다.
여기에 개시된 발광 장치는, 다양한 부가적인 구성요소를 포함할 수 있는, LCDs 와 같은 백라이트 디스플레이를 포함하는 다양한 디스플레이 장치에 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 하나 이상의 광원을 포함하는 백라이트는, 예를 들어, 발광 다이오드 (LEDs) 또는 냉음극 형광 램프 (CCFL)가 사용될 수 있다. 본 개시의 다양한 관점에 따르면, 디스플레이 장치는 근-UV 광 (대략 300-410nm)과 같은, 청색 광 (UV 광, 대략 200-410nm)을 방출하는 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다. 백라이트는, 예를 들어, TN (twisted nematic), VA (vertical alignment) 또는 IPS (in-plane switching) 모드로 작동할 수 있다. 백라이트와 관련하여 이용 가능한 대안 및 변형은 기술분야의 당업자가 이해할 것이며, 본 개시의 범주 내에 속한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1표면 (220) 및 제2표면 (230)을 갖는 본 개시에 따른 발광 장치 (210)는, 백라이트 (240)와 접촉하거나, 인접하거나, 또는 근접하여 배치될 수 있다. 백라이트로부터의 광은, 따라서, 제2표면 (230)으로부터 발광 장치로 진입하고 장치의 제1표면 (220)으로부터 방출될 수 있다. 이로써, (장치의 제1표면 (220)의 일부일 수 있는) 색-변환 요소의 볼록면은, 이들이 광이 장치로부터 빠져나오거나 또는 방출되는 표면인 의미에서, "외부" 또는 "방출하는" 표면으로 언급될 수 있다. 색-변환 요소는, 따라서, 몇몇 구체 예에서, 볼록 외부면 또는 볼록 방출면을 포함할 수 있다. 장치 (210)로부터 방출된 광은 그 다음 다양한 종래의 구성요소를 포함할 수 있는, LCD 스택 (250)으로 진입할 수 있다. 예를 들어, LCD 스택은, 하나 이상의 반사 또는 선형 편광기, 박막 트랜지스터 (TFT) 어레이, 액정 층, 유리 커버 및/또는 UV 차단 필터를 포함할 수 있다.
대표적인 TFT 어레이는, 디스플레이의 각 서브-픽셀의 전압 어드레싱을 허용하는 능동형 스위칭 소자 (active switching elements)를 포함할 수 있다. 액정 층은, 전기광학 물질을 포함할 수 있고, 이의 구조는 전계 (electric field)의 적용시 회전할 수 있어 이를 통해 통과하는 광의 편광 회전을 유발한다. 부가적으로, UV 차단 필터는 디스플레이 장치의 외부로부터의 임의의 자외선에 의한 색 컨버터의 여기를 방지하기 위해 선택적으로 발광 장치의 상부에 포함될 수 있다. 더군다나, 도 5는 백라이트 (240) 및 LCD 스택 (250) 사이에 위치된 발광 장치 (210)를 예시하지만, LCD 스택의 상부에 발광 장치를 배치하는 것도 가능하다 (예를 들어, LCD 스택은 백라이트 및 발광 장치 사이에 위치된다). 그러한 구체 예에서, 제1 (예를 들면, 외부) 표면의 강한 릴리프에 의해 야기 될 수 있는, 반사된 광에서 임의의 잠재적 헤이즈 (potential haze)를 최소화하는 수단을 포함하는 것이 유리할 수 있다.
방법
발광 장치를 제조하기 위한 방법은 여기 개시되고, 상기 방법은 적어도 하나의 색 컨버터 및 적어도 하나의 부가적인 성분을 포함하는 혼합물을 유리 기판의 제1표면상에 침착시키는 단계, 및 상기 혼합물을 경화 또는 건조시켜 볼록면을 갖는 하나 이상의 색-변환 요소를 생성하는 경화 또는 건조 단계를 포함한다.
여기에 개시된 방법은, 예를 들어, 표면 장력에 의해 구동되는 액체 물질의 자기-정렬 (self-alignment)을 전제할 수 있다. 예를 들어, 유리 기판이 소수성 물질로 패턴화되고, 논의를 위해, 패턴의 개구가 원-형인 것으로 가정한, 도 2a에 도시된 구체 예를 고려하면, 측정된 양의 혼합물이 개구 중 하나에 전달되는 경우, 혼합물은 원형의 "친성" 개구를 피복하기 위해 먼저 확산될 수 있다. 혼합물의 양이 증가함에 따라, 곡률 반경이 점진적으로 감소하는 액적은 형성될 수 있다. 액적이 주변의 "소성" 표면을 만나기 위해 확산하므로, 곡률 반경은 다시 증가하기 시작할 수 있다. 접촉 각은 혼합물의 추가량에 따라 변할 수 있다. 접촉 각은 액적이 개구의 반경과 동일한 최소 곡률 반경을 갖는 실질적으로 완전한 반-구면이 될 때 약 90 °에 도달할 수 있다. 용매를 경화 및/또는 제거한 후에 액적의 최종 형태는 용액 화학 및/또는 표면 기하학과 같은 많은 인자에 의존하여 변할 수 있다. 게다가, 색-변환 요소의 최종 형태는 혼합물의 양 및/또는 타입을 변경함으로써 "조율"될 수 있다. 물론, 상기 논의는 여기에 개시되고, 도 1a-c 및 도 2b-c에 도시된 다른 구체 예에 동등하게 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
다양한 구체 예에 따르면, 혼합물은 적어도 하나의 용매에 분산되거나 또는 용해된 적어도 하나의 색 컨버터의 용액일 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은, 용어 "용액" 및 이의 변형은, 적어도 하나의 용매와 적어도 하나의 색 컨버터의 조합 또는 혼합물을 나타내는 것으로 의도된다. 어떤 구체 예에서, 용액은, 예를 들어, 분산 상 (dispersed phase) (예를 들어, 색 컨버터) 및 연속 상 (예를 들어, 용매)를 포함하는 콜로이달 용액 (colloidal solution)일 수 있다. 본 개시의 다양한 관점에 따르면, 적어도 하나의 용매는 수성일 수 있다. 수-계 용매는, 물의 높은 표면 장력에 기인하여, 높은 곡률 반경을 갖는 액적, 예를 들어, 실질적으로 반-구형 액적을 형성하는데 유리할 수 있다. 그러나, 여기에 개시된 용매는 수-계 용액으로 제한되지 않으며, 예를 들어, 적어도 하나의 색 컨버터와 조합될 수 있고, 액체 형태로 전달되며, 나중에 처리될 수 있는, 예를 들어, 경화 또는 건조될 수 있는 임의의 무기 또는 유기 물질로부터 선택되어 색-변환 요소를 생산할 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은, 용어 "액체"는 유리 기판상에 침착하기에 적절한 임의의 점도를 갖는 임의의 자유-흐름 매체 (free-flowing medium)를 나타내는 것으로 의도된다.
여기에 개시된 방법에 따르면, 혼합물은 기술분야에서 공지된 방법을 사용하여 유리 기판의 제1표면에 침착되거나 또는 배치 또는 첨가될 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은, 용어 "제1표면상에 침착된" 및 이의 변형은, 혼합물이 유리 기판의 제1표면상에 직접 또는 유리 기판의 제1표면상에 존재하거나 또는 코팅된 중간층 상에 배치되는 것을 나타내는 것으로 의도된다. 예를 들어, 혼합물은 원하는 형태 및 크기를 갖는 액적이 형성될 때까지, 한 방울씩 제1표면에 첨가될 수 있다. 다른 구체 예에서, 측정된 양의 혼합물은 미리결정된 형태 및 크기를 갖는 액적을 형성하기 위해 제1표면상에 침착될 수 있다. 물론, 하나 이상의 액적은, 예를 들어, 미리결정된 주형에 따라, 예를 들어, 기계 또는 다른 적절한 장치를 사용하여, 동일한 시간에서 형성 및/또는 침착될 수 있다. 접촉 인쇄와 같은, 다른 미세-유체 접근법 및 장치뿐만 아니라, 잉크-젯 인쇄에 대해 개발된 기술 및 장치는, 액적을 침착하는데 사용될 수 있다.
유리하게는, 개시된 방법은 용액 또는 혼합물의 자기-정열 특성으로 인해 고정밀 기계 장치에 대한 필요성 없이 수행될 수 있다. 예를 들어, 액적이 중심을 벗어난다면, 개구 또는 고립된 언덕을 채우기 위해 계속해서 확산될 수 있다. 특정 관점에 따르면, 정밀도의 정도는, (아마 개별 액적의 퍼짐 및/또는 합체를 결과하는) 혼합물의 너무 많은 전달 또는 (아마 볼록면이 없는 색-변환 요소를 결과하는) 혼합물의 너무 적은 전달을 피하기 위해 개별 개구 또는 고립된 언덕 상에 침착된 혼합물의 양을 측정하는데 사용될 수 있다.
침착 후, 상기 액적은 색-변환 요소를 형성하도록 처리될 수 있다. 이들 처리는, 예를 들어, 유리 기판상에 침착된 혼합물의 타입 및 양에 의존하여, 타입 및 기간에 의해 변화될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 혼합물의 액적은, 예를 들어, 열 경화 또는 광-경화를 사용하여 경화되어, 액적을 실질적으로 응고시킬 수 있다. 예를 들어, 혼합물은 UV 경화성 또는 열경화성 수지와 같은 열 또는 광-경화 후에 가교 또는 경화될 수 있는 적어도 하나의 부가적인 성분을 포함할 수 있다. 부가적인 구체 예에서, 적어도 하나의 부가적인 성분은 용매일 수 있다. 따라서, 액적의 혼합물은, 용매의 모두 또는 일부를 증발시키기 위해, 예를 들어, 가열에 의해 건조될 수 있다. 처리의 조합은 또한, 건조에 이어 경화, 또는 동시 건조 및 경화, 및 이들의 변형과 같이, 사용될 수 있다.
다양한 비-제한적인 구체 예에 따르면, 색-변환 요소는, 건조 또는 경화 후에 예를 들어, 캡슐화되거나 또는 다른 요소 내에 함유될 수 있는, 적어도 하나의 색 컨버터를 포함할 수 있다. 적절한 색 컨버터는 양자점, 형광체, 형광 물질, 형광 염료, 발광 중합체 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 양자점 및 형광체는, 몇몇 구체 예에서, 백색, 적색, 녹색 또는 청색 광을 방출할 수 있다. 하나의 비-제한적인 구체 예에 따르면, 이트륨 알루미늄 가넷 (YAG) 형광체는 사용될 수 있다. 다른 구체 예에서, 색-변환 요소는, 쿠마린 (coumarin) 및 로다민 (rhodamine)과 같은, 형광 염료를 포함할 수 있다. 적절한 발광 중합체는, 예를 들어, 폴리(1,4-페닐렌 비닐렌) (PPV), 폴리(1,4-페닐렌) (PPP), 폴리플루오렌 (PFO) 및 폴리(티오펜), 등을 포함할 수 있다. 색-변환 요소는, 특정 구체 예에서, 색 컨버터 또는 용매 이외의, 다양한 선택적인 성분, 예를 들어, 경화 보조제로서 작용하는 광개시제, 또는 예를 들어, 색 컨버터용 매트릭스로서 제공되는, 비-광학 활성 중합체를 더욱 포함할 수 있다.
여기에 개시된 방법은, 전술된 바와 같은, 유리 기판을 제조하는 단계, 예를 들어, 소수성 물질과 같은 물질로 기판을 패턴화하는 단계, 성형 가능한 물질로 기판을 코팅하는 단계, 유리 기판 또는 성형 가능한 물질을 에칭 또는 달리 처리하여 적어도 하나의 홈 또는 오목한 함몰부를 생성하는 에칭 또는 처리 단계, 및 이색성 층을 적용하는 단계를 더욱 포함한다. 발광 장치의 제조에 통상적으로 사용되는 부가적인 선택적 단계는 또한 기술분야에서 공지된 방법에 따라 사용될 수 있다.
다양한 구체 예에 따르면, 여기에 개시된 방법은 단지 하나의 포토리소그래피 단계 (예를 들어, 제1표면상에 그리드 패턴 또는 표면 릴리프를 형성하는 단계)를 포함할 수 있다. 일단 원하는 주형 또는 그리드가 형성되면, 적색, 녹색, 청색 및/또는 백색의 색 컨버터 및/또는 광 산란 특색은, 제1표면상에, 예를 들어, "잉크"로서, 비용이 적게 들고 및/또는 더 간단한 인쇄 방법을 사용하여 침착될 수 있다. 물론, 하나 이상의 리소그래피 단계를 사용하는 방법은 가능하고, 본 개시의 범주 내에 속하는 것으로 고려된다.
여기에 개시된 발광 장치를 포함하는 디스플레이는, 컬러 필터의 제거로 인한 더 높은 파워 효율 및 이와 관련된 광 손실과 같은, 종래의 디스플레이에 비해 다양한 장점을 가질 수 있다. 다양한 구체 예에서, 양자점을 사용하는 색-변환 요소를 포함하는 장치는, 종래의 형광체 색 컨버터를 포함하는 종래의 디스플레이와 비교하여 더 넓은 색 영역, 높은 색 순도 및/또는 더 낮은 비용을 나타낼 수 있다. 마지막으로, 여기에 개시된 방법에 따라 제조된 발광 장치뿐만 아니라, 이들을 포함하는 디스플레이 장치는, 보다 저렴하고 및/또는 덜 복잡한 제조 공정으로 인해 더 낮은 전체 비용 및/또는 생산 시간을 가질 수 있다. 물론, 여기에 개시된 장치 및 방법은, 전술된 장점 중 하나 또는 모두를 갖지 않을 수 있지만, 여전히 첨부된 청구 범위의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다.
다양한 개시된 구체 예는 그 특정 구체 예와 관련하여 기재된 특정 특색, 요소 또는 단계를 포함할 수 있는 것으로 인식될 것이다. 또한, 비록 하나의 특정 구체 예와 관련하여 기재되지만, 특정한 특색, 요소 또는 단계는, 다양한 비-예시된 조합 또는 치환에서 대체 구체 예와 상호교환되거나 결합될 수 있는 것으로 인식될 것이다.
또한, 여기에 사용된 바와 같은, "단수" 및 "복수"는 특별히 구분없이 사용되며, 별도의 언급이 없는 한, "단수" 및 "복수" 모두 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 예를 들어, "색-변환 요소"에 대한 언급은, 별도로 명시되지 않는 한, 둘 이상의 이러한 요소를 갖는 실시 예를 포함한다. 마찬가지로, "복수의" 또는 "어레이"는 "둘 이상"을 나타내는 것으로 의도된다. 이로써, "복수의" 또는 "어레이의" 색-변환 요소는, 셋 이상의 이러한 요소, 등과 같이, 이러한 요소를 둘 이상 포함한다.
범위는 여기에서 "약" 하나의 특정 값으로부터 및/또는 "약" 다른 특정 값까지 표시될 수 있다. 그러한 범위가 표시된 경우, 실시 예는 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 값이, 선행사 "약"의 사용하여, 근사치로 표시된 경우, 특정 값은 또 다른 관점을 형성하는 것으로 이해될 것이다. 각각의 범위의 말단은 다른 말단과 관련하여 및 다른 말단과 독립적으로 모두 중요한 것으로 더욱 이해될 것이다.
여기에 사용된 바와 같은, 용어 "실질적인", "실질적으로" 및 이들의 변형은, 기재된 특색이 값 또는 설명과 동일하거나 또는 거의 동일하다는 것을 나타내기 위한 것이다. 예를 들어, "실질적으로 평면인" 표면은 평면이거나 또는 대략 평면인 표면을 나타내는 것으로 의도된다. 게다가, "실질적으로 유사한"은 둘의 값이 동일하거나 거의 동일하다는 것을 나타내는 것으로 의도된다.
별도로 명시되지 않는 한, 여기에 서술된 임의의 방법은, 그 단계가 특정 순서로 수행되는 것을 요구하는 것으로 해석되지 않는다. 따라서, 방법 청구 범위가 그 단계들에 뒤따라야 할 순서를 실제로 인용하지 않거나 또는 단계들이 특정 순서로 제한되는 것으로 청구 범위들 또는 상세한 설명들에서 별도로 구체적으로 명시하지 않는 경우, 임의의 특정 순서로 간주되는 것으로 의도되지 않는다.
특정 구체 예의 다양한 특색, 요소 또는 단계가 전환 문구 "포함하는"을 사용하여 개시될 수 있지만, 이는 "이루어지는" 또는 "실질적으로 이루어지는"이라는 전환 문구를 사용하여 기재될 수 있는 선택적 구체 예가 함축되어 있는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 예를 들어, A+B+C를 포함하는 시스템에 대하여 함축된 선택적인 구체 예는, 시스템이 A+B+C로 이루어진 구체 예 및 시스템이 A+B+C로 실질적으로 이루어진 구체 예를 포함한다.
다양한 변형 및 변화가 본 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 본 개시에 대해 만들어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시의 사상 및 물질을 혼입하는 개시된 구체 예의 변경 조합, 서브-조합 및 변화가 당업자에게 발생할 수 있으므로, 본 개시는 첨부된 청구 범위 및 그 균등물의 범주 내에 있는 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (20)
- 제1표면을 갖는 유리 기판; 및
상기 유리 기판의 제1표면상에 배치된 복수의 색-변환 요소를 포함하고, 여기서 상기 복수의 색-변환 요소 중 적어도 하나는 볼록면을 포함하는, 발광 소자. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1표면상에 다수의 개구를 한정하는 패턴으로 소수성 물질이 제1표면상에 코팅되는, 발광 소자. - 청구항 2에 있어서,
상기 복수의 색-변환 요소는 상기 제1표면상의 복수의 개구에 배치되는, 발광 소자. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1표면은 에칭 또는 마스킹되거나 또는 성형 가능한 물질로 코팅되며, 및 상기 제1표면상에 복수의 고립된 언덕을 한정하는 적어도 하나의 홈을 포함하는, 발광 소자. - 청구항 4에 있어서,
상기 복수의 색-변환 요소는 제1표면상의 복수의 고립된 언덕 상에 배치되는, 발광 소자. - 청구항 1에 있어서,
상기 제1표면은 복수의 색-변환 요소의 위치에 대응하는 복수의 오목한 함몰부를 포함하는, 발광 소자. - 청구항 1에 있어서,
상기 소자는 이색성 층을 더욱 포함하는, 발광 소자. - 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 색-변환 요소는 적색, 녹색, 청색 또는 백색 발광 양자점 또는 형광체, 형광 물질, 형광 염료, 또는 발광 중합체 중 적어도 하나를 포함하는, 발광 소자. - 청구항 1의 발광 소자를 포함하고, 및 선택적으로 반사 편광자, 선형 편광자, TFT 어레이, 액정 층, 유리 커버 또는 UV 차단 필터 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이 장치.
- 발광 소자를 제조하는 방법으로서,
유리 기판의 제1표면상에 적어도 하나의 색 컨버터 및 적어도 하나의 부가적인 성분을 포함하는 혼합물을 침착시키는 단계; 및
상기 혼합물을 경화 또는 건조시켜 볼록면을 갖는 적어도 하나의 색-변환 요소를 생성하는 경화 또는 건조 단계를 포함하는, 발광 소자의 제조방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 방법은, 제1표면상의 다수의 개구를 한정하는 패턴으로 소수성 물질로 제1표면을 코팅하는 단계를 더욱 포함하는, 발광 소자의 제조방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 혼합물은 적어도 하나의 색 컨버터 및 적어도 하나의 용매를 포함하는 용액인, 발광 소자의 제조방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 혼합물은 제1표면상의 다수의 개구들 중 적어도 하나에 액적으로 침착되는, 발광 소자의 제조방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 제1표면상에 복수의 고립된 언덕을 한정하는 적어도 하나의 홈을 생성하기 위해 상기 제1표면을 에칭 또는 마스킹하는 단계를 더욱 포함하는, 발광 소자의 제조방법. - 청구항 14에 있어서,
상기 혼합물은 제1표면상의 복수의 고립된 언덕들 중 적어도 하나에 액적으로 침착되는, 발광 소자의 제조방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 방법은, 성형 가능한 물질로 제1표면을 코팅하는 단계를 더욱 포함하고, 상기 성형 가능한 물질은 제1표면상에 복수의 고립된 언덕을 한정하는 적어도 하나의 홈을 포함하는, 발광 소자의 제조방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 혼합물은 제1표면상의 복수의 고립된 언덕들 중 적어도 하나에 액적으로 침착되는, 발광 소자의 제조방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 적어도 하나의 색 컨버터는 적색, 녹색, 청색 또는 백색 발광 양자점 및 형광체, 형광 물질, 형광 염료, 발광 중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택되는, 발광 소자의 제조방법. - 청구항 10에 있어서,
상기 적어도 하나의 부가적인 성분은 중합체 물질, 용매, 또는 이들의 조합인, 발광 소자의 제조방법. - 청구항 19에 있어서,
상기 혼합물의 경화 또는 건조 단계는 상기 중합체 물질을 열적으로 경화시키거나 또는 광-경화시키거나, 또는 상기 혼합물을 건조시켜 상기 용매의 적어도 일부를 제거하는 단계를 포함하는, 발광 소자의 제조방법.
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