KR20180046441A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20180046441A
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서덕종
임호
양기훈
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

일 실시예의 표시 장치는 표시 패널 유닛 및 표시 패널 유닛에 제1 색 광을 제공하는 광원 유닛을 포함한다. 일 실시예에서, 표시 패널 유닛은 제1 기판, 제1 기판에 마주하며 제1 기판보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 기판, 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치된 액정층, 제1 기판 및 액정층 사이에 배치된 제1 배향 유도층, 제2 기판 및 액정층 사이에 배치된 제2 배향 유도층 및 액정층 상에 배치되고, 광원 유닛에서 제공된 제1 색 광을 흡수하여 제1 색과 상이한 색으로 방출하는 발광체를 포함하는 컬러 변환층을 포함하고, 제1 배향 유도층은 중합된 제1 반응성 메소겐을 포함하여 표시 장치의 신뢰성 및 표시 품질을 개선할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 대한 발명이다. 보다 상세하게는 발광체를 포함하는 색 변환 부재를 포함하는 액정 표시 장치에 대한 발명이다.
일반적으로, 액정 표시 장치는 액정층의 특성에 따라 트위스티드 네마틱형 액정 표시 장치, 수평 전계형 액정 표시 장치, 또는 수직 배향형 액정 표시 장치 등으로 구분된다. 이중 수직 배향형 액정 표시 장치는 전기장이 인가되지 않은 상태에서 소정 방향으로 배향되고 액정 분자들의 장축이 상기 기판면에 수직하게 배열되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 수직 배향형의 액정 표시 장치는 시야각이 넓고 콘트라스트 비가 큰 장점을 가진다.
한편, 액정 분자들을 소정 방향으로 배향시키기 위한 방법으로는 러빙 방법이나 광 배향 방법 등이 사용되고 있으며, 수직 배향형 액정 표시 장치에 있어서는 반응성 단량체를 이용하여 액정 분자들을 소정 방향으로 배향시키는 기술들이 제시되고 있다.
본 발명의 목적은 발광체를 포함하여 색 순도가 향상되면서도 신뢰성이 개선된 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 발광체의 광 효율을 향상시키는 표시 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예는 표시 패널 유닛; 및 상기 표시 패널 유닛에 제1 색 광을 제공하는 광원 유닛; 을 포함하고, 상기 표시 패널 유닛은 제1 기판; 상기 제1 기판에 마주하며, 상기 제1 기판보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 기판; 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되고 복수의 액정 분자들을 포함하는 액정층; 상기 제1 기판 및 상기 액정층 사이에 배치된 제1 배향 유도층; 상기 제2 기판 및 상기 액정층 사이에 배치된 제2 배향 유도층; 및 상기 액정층 상에 배치되고, 상기 광원 유닛에서 제공된 상기 제1 색 광을 흡수하여 상기 제1 색과 상이한 색으로 방출하는 발광체를 포함하는 컬러 변환층; 을 포함하고, 상기 제1 배향 유도층은 중합된 제1 반응성 메소겐을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 제2 배향 유도층은 중합된 제2 반응성 메소겐 및 폴리이미드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 제2 배향 유도층은 상기 폴리이미드를 포함하는 것이고, 상기 제1 배향 유도층은 상기 폴리이미드를 포함하지 않고, 상기 중합된 제1 반응성 메소겐을 포함하는 배향층일 수 있다.
상기 제1 배향 유도층의 두께는 상기 제2 배향 유도층의 두께 이하일 수 있다.
상기 제1 배향 유도층은 복수 개의 돌기들을 포함하는 것일 수 있다.
상기 제2 배향 유도층은 상기 중합된 제2 반응성 메소겐을 포함하는 것이고, 상기 제1 배향 유도층 및 상기 제2 배향 유도층은 각각 복수 개의 돌기들을 포함하는 것일 수 있다.
상기 발광체는 상기 제1 색 광을 흡수하여 제2 색 광으로 방출하는 제1 발광체; 및 상기 제1 색 광을 흡수하여 상기 제2 색과 상이한 제3 색 광으로 방출하는 제2 발광체; 를 포함하는 것일 수 있다.
상기 컬러 변환층은 상기 제1 발광체를 포함하는 제1 변환부; 상기 제2 발광체를 포함하는 제2 변환부; 및 상기 제1 색 광을 투과시키는 제3 변환부; 를 포함할 수 있다.
상기 제1 변환부 내지 상기 제3 변환부는 평면상에서 서로 이격되어 배치되고, 상기 컬러 변환층은 서로 이격된 상기 제1 변환부 내지 상기 제3 변환부들 사이에 배치되는 차광부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 발광체의 입자 크기는 상기 제2 발광체의 입자 크기와 상이한 것일 수 있다.
상기 발광체는 형광체 및 양자점 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 컬러 변환층은 베이스 수지; 및 상기 베이스 수지에 분산된 광산란 입자; 를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 패널 유닛은 제1 방향의 편광축을 갖는 제1 편광층; 및 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향의 편광축을 갖는 제2 편광층; 을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층 중 적어도 하나는 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 편광층은 상기 제1 배향 유도층과 상기 제1 기판 사이에 배치되고, 상기 컬러 변환층은 상기 제1 편광층 상에 배치될 수 있다.
상기 컬러 변환층은 상기 제1 편광층 및 상기 제1 기판 사이에 배치될 수 있다.
상기 컬러 변환층과 상기 액정층 사이에 배치되며, 상기 제1 색 광은 투과시키고, 상기 제2 색 광 및 상기 제3 색 광을 반사시키는 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 반사층은 각각이 제1 굴절률을 갖는 하나 이상의 제1 절연막들; 및 각각이 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 하나 이상의 제2 절연막들; 을 포함하고, 상기 하나 이상의 제1 절연막들과 상기 하나 이상의 제2 절연막들은 교번하여 적층된 것일 수 있다.
상기 컬러 변환층 상에 배치되고, 상기 제1 색 광을 반사하는 광필터층을 더 포함할 수 있다.
상기 광필터층은 상기 제2 색 광 및 상기 제3 색 광 중 적어도 하나는 투과하는 것일 수 있다.
상기 광필터층은 상기 제1 변환부 상에 배치된 제1 광필터층; 및 상기 제2 변환부 상에 배치되는 제2 광필터층; 을 포함할 수 있다.
상기 제1 광필터층은 상기 제2 색 광을 투과시키고, 상기 제2 광필터층은 상기 제3 색 광을 투과시키는 것일 수 있다.
상기 제1 광필터층은 상기 제1 발광체 및 상기 제2 색 광을 방출하는 제2 색 안료를 포함하고, 상기 제2 광필터층은 상기 제2 발광체 및 상기 제3 색을 방출하는 제3 색 안료를 포함하는 것일 수 있다.
상기 컬러 변환층 상에 배치되는 컬러 필터층을 더 포함하고, 상기 컬러 필터층은 서로 상이한 색의 광을 방출하는 복수 개의 필터부들; 및 상기 복수 개의 필터부들을 서로 구분하며, 상기 필터부들 중 서로 이웃하는 필터부들 사이에 배치되는 차광부; 를 포함할 수 있다.
상기 컬러 변환층은 필터부들을 감싸게 배치되며, 상기 컬러 변환층은 베이스 수지 및 산란 입자를 더 포함할 수 있다.
상기 발광체는 상기 제1 색 광을 흡수하여 제2 색 광으로 방출하는 제1 발광체; 및 상기 제1 색 광을 흡수하여 상기 제2 색과 상이한 제3 색 광으로 방출하는 제2 발광체; 를 포함할 수 있다.
일 실시예는 표시 패널 유닛; 및 상기 표시 패널 유닛에 제1 색 광을 제공하는 광원 유닛; 을 포함하고, 상기 표시 패널 유닛은 제1 기판; 상기 제1 기판에 마주하며, 상기 제1 기판보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 기판; 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되고 복수의 액정 분자들을 포함하는 액정층; 상기 제1 기판 및 상기 액정층 사이에 배치된 제1 배향 유도층; 상기 제2 기판 및 상기 액정층 사이에 배치된 제2 배향 유도층; 상기 제1 배향 유도층과 상기 제1 기판 사이에 배치된 제1 편광층; 상기 광원 유닛과 상기 액정층 사이에 배치된 제2 편광층; 및 상기 제1 편광층 상에 배치된 컬러 변환층; 을 포함하고, 상기 제1 배향 유도층은 중합된 반응성 메소겐을 포함하고, 상기 컬러 변환층은 상기 제1 색 광을 흡수하여 상기 제1 색과 상이한 색으로 방출하는 발광체를 포함하며, 상기 컬러 변환층은 상기 제1 기판에 직접 배치되는 표시 장치를 제공한다.
상기 컬러 변환층은 상기 제1 배향 유도층에 인접한 상기 제1 기판의 일면 상에 배치될 수 있다.
일 실시예는 청색광을 발생하는 광원 유닛; 및 상기 광원 유닛 상에 배치되고, 녹색 발광 영역, 적색 발광 영역 및 청색 발광 영역을 포함하는 표시 패널 유닛; 을 포함하고, 상기 표시 패널 유닛은 제1 기판; 상기 제1 기판에 마주하며, 상기 제1 기판보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 기판; 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층; 상기 액정층 및 상기 제1 기판 사이에 배치되고, 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 제1 배향 유도층; 상기 액정층 및 상기 제2 기판 사이에 배치된 제2 배향 유도층; 상기 제1 배향 유도층과 상기 제1 기판 사이에 배치된 컬러 변환층; 상기 컬러 변환층과 상기 액정층 사이에 배치되는 제1 편광층; 및 상기 제1 편광층과 마주하며, 상기 제1 편광층보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 편광층; 을 포함하고, 상기 컬러 변환층은 상기 녹색 발광 영역에 대응하여 배치되며, 상기 청색광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 제1 발광체를 포함하는 제1 변환부; 상기 적색 발광 영역에 대응하여 배치되며, 상기 청색광을 흡수하여 적색광을 방출하는 제2 발광체를 포함하는 제2 변환부; 및 상기 청색 발광 영역에 대응하여 배치되며, 상기 청색광을 투과키는 제3 변환부; 를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 중합된 제1 반응성 메소겐은 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로부터 유래된 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에 있어서, A1, A2, B1, 및 B2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 2가의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로 고리기이고, a1, a3, b1, b2, b3 및 b4는 각각 독립적으로 0 이상 6 이하의 정수이고, a2 및 a4는 각각 독립적으로 0 또는 1이고, L1 및 L2는 연결기이고, Z1 및 Z2는 스페이서기이고, Pa, Pb 및 Pc는 중합기이고, E는 질소 원자 및 산소 원자 중 적어도 하나를 포함하는 수소 결합 작용기이다.
상기 중합된 제1 반응성 메소겐은 수직 배향기를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 각각은 휘어진 기판이며, 상기 제2 배향 유도층은 제2 반응성 메소겐 또는 폴리이미드를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예의 표시 장치는 액정 분자를 배향시키는 배향 유도층 중 적어도 하나를 중합된 반응성 메소겐으로 형성하여 고온의 제조 공정을 줄임으로써 컬러 변환층에 포함된 발광체의 광 효율을 개선할 수 있다.
일 실시예의 표시 장치는 배향 유도층을 중합된 반응성 메소겐으로 형성하고, 컬러 변환층에 형광체 또는 양자점을 사용하여 색 재현율을 높이고 발광 효율의 신뢰성을 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시예의 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 대응하는 단면도이다.
도 3a 내지 도 3b는 일 실시예의 표시 장치에 포함되는 화소들 중 하나의 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3a의 II-II'선에 대응하는 단면도이다.
도 5a는 도 2에 도시된 일 실시예의 표시 장치의 일 부분에 대한 단면도이다.
도 5b는 일 실시예의 표시 장치에 포함된 배향 유도층의 평면 이미지이다.
도 6a는 일 실시예의 표시 장치에 포함된 컬러 변환층의 평면도이다.
도 6b는 도 6a의 III-III'에 대응하는 단면도이다.
도 7은 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다.
도 8은 일 실시예의 표시 장치에 포함된 반사층의 단면도이다.
도 9는 일 실시예의 표시 장치에서 광학 부재들을 투과하는 광의 특성을 간략히 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다.
도 11은 일 실시예의 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 12 내지 도 14는 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 일 실시예의 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다. 도 2는 도 1의 I-I'선에 대응하는 면의 단면도이다. 도 3a 내지 도 3b는 일 실시예의 표시 장치(DD)에 포함되는 화소들 중 하나의 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 4는 도 3a의 II-II'에 대응하는 단면도를 나타낸 것일 수 있다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 일 실시예의 표시 장치(DD)는 표시 패널 유닛(DP) 및 표시 패널 유닛(DP)에 광을 제공하는 광원 유닛(BLU)을 포함할 수 있다. 표시 패널 유닛(DP)은 영상을 제공하는 것이고, 광원 유닛(BLU)은 제1 색 광을 생성하는 것일 수 있다.
광원 유닛(BLU)은 제1 색 광을 생성하여 표시 패널 유닛(DP)에 제공할 수 있다. 광원 유닛(BLU)은 표시 패널 유닛(DP)의 하부에 배치되어 표시 패널 유닛(DP)에 광을 제공하는 것일 수 있다. 광원 유닛(BLU)에서 제공되는 제1 색 광은 청색광일 수 있다. 또한, 제1 색 광은 자외선광일 수 있다. 예를 들어, 광원 유닛(BLU)은 350nm 이상 450nm 이하의 파장 영역의 광을 제공하는 것일 수 있다.
광원 유닛(BLU)은 복수 개의 발광 소자들을 포함하는 것일 수 있다. 광원 유닛(BLU)은 복수 개의 발광 소자들 및 발광 소자들에 전원을 제공하는 회로 기판을 포함하는 것일 수 있다. 광원 유닛(BLU)에서 발광 소자들은 회로 기판 상에 배치되는 것일 수 있다. 예를 들어, 광원 유닛에서 발광 소자들은 청색광을 생성하는 것일 수 있다.
광원 유닛(BLU)에서 생성된 제1 색광은 표시 패널 유닛(DP)으로 제공될 수 있다. 표시 패널 유닛(DP)은 광원 유닛(BLU) 상에 배치될 수 있다. 표시 패널 유닛(DP)은 영상을 표시하는 표시 영역(DA) 및 영상을 표시하지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 외곽에 배치될 수 있다.
표시 패널 유닛(DP)은 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면을 가진 플레이트 형상일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)의 제3 방향축(DR3) 측인 두께 방향에서 보았을 때, 표시 영역(DA)은 대략적으로 직사각형 형상을 갖는 것일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 제3 방향축(DR3) 방향은 사용자 입장에서 표시 장치(DD)의 정면을 바라보는 방향일 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 2에서 표시 장치(DD)는 플랫한 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서 표시 장치(DD)는 커브드 표시 장치일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 사용자가 표시 장치를 바라볼 때, 전체적으로 오목하게 휘어지거나, 또는 볼록하게 휘어진 커브드 표시 장치일 수 있다. 또한, 표시 장치의 일 부분에서만 벤딩(bending)된 표시 장치일 수 있다.
또한, 일 실시예의 표시 장치는 플렉서블(Flexible) 표시 장치일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치는 폴더블(foldable) 표시 장치, 또는 롤러블(rollable) 표시 장치일 수 있다.
일 실시예의 표시 패널 유닛(DP)의 표시 영역(DA)은 복수의 화소 영역들(미도시)을 포함할 수 있다. 화소 영역들(미도시)은 예를 들어, 복수의 게이트 라인들 및 복수의 데이터 라인들에 의해 정의될 수 있다. 화소 영역들(미도시)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 화소 영역들(미도시) 각각에는 화소(PX, 도 3a 및 도 3b 참조)가 배치될 수 있다.
표시 패널 유닛(DP)은 서로 대향하는 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 및 액정층(LCL)을 포함할 수 있다. 액정층(LCL)은 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 사이에 배치되는 것일 수 있다.
제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 각각 독립적으로 폴리머 기판, 플라스틱 기판, 유리 기판, 또는 석영 기판 등일 수 있다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 투명한 절연 기판일 수 있다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 각각 리지드한 것일 수 있다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 각각 플렉서블한 것일 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나 제 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 각각 공통 전극 및 화소 전극을 포함하는 것일 수 있다. 제1 기판(SUB1) 상에는 공통 전극(미도시)이 배치될 수 있고, 제2 기판(SUB2) 상에는 화소 전극(미도시)이 배치될 수 있다. 즉, 제1 기판의 하부면에는 공통 전극(미도시)이 배치되고, 제2 기판(SUB2)의 상부면에는 화소 전극(미도시)이 배치될 수 있다. 일 실시예에서 제1 기판(SUB1)의 하부면은 액정층(LCL)에 인접한 제1 기판(SUB1)의 일면이고, 제2 기판(SUB2)의 상부면은 액정층(LCL)에 인접한 제2 기판(SUB2)의 일면일 수 있다.
액정층(LCL)은 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 사이에 배치되며, 복수 개의 액정 분자들(LC)을 포함한다. 액정층(LCL)은 유전율 이방성을 갖는 액정 분자들(LC)이 배열되어 제공될 수 있다. 액정층(LCL)에는 통상적으로 사용되는 액정 분자라면 특별히 한정되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들어 액정 분자(LC)는 알케닐계 액정 화합물, 알콕시계 액정 화합물이 사용될 수 있다. 실시예에 사용된 액정 분자(LC)는 음의 유전율 이방성을 갖는 것일 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 양의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자(LC)가 사용될 수도 있다.
표시 패널 유닛(DP)은 제1 배향 유도층(ALN1) 및 제2 배향 유도층(ALN2)을 포함할 수 있다. 제1 배향 유도층(ALN1)은 제1 기판(SUB1) 및 액정층(LCL) 사이에 배치되고, 제2 배향 유도층(ALN2)은 제2 기판(SUB2) 및 액정층(LCL) 사이에 배치되는 것일 수 있다. 즉, 제1 배향 유도층(ALN1)과 제2 배향 유도층(ALN2)은 액정층(LCL)을 사이에 두고 서로 마주하고 배치되는 것일 수 있다. 제1 배향 유도층(ALN1)과 제2 배향 유도층(ALN2)은 액정층의 액정 분자들(LC)이 소정의 선경사각을 가지도록 배열시키는 것일 수 있다. 선경사각은 액정 분자(LC)의 장축이 인접한 배향 유도층(ALN1, ALN2)의 일면에 대하여 형성하는 각도일 수 있다. 예를 들어, 수직 배향 액정인 경우 선경사각은 약 90도일 수 있다.
또한, 제1 배향 유도층(ALN1)은 제1 기판(SUB1)에 배치된 공통 전극(미도시) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 배향 유도층(ALN1)은 공통 전극(미도시)의 하부면에 배치될 수 있다. 구체적으로, 공통 전극(미도시)의 하부면은 액정층(LCL)에 인접한 공통 전극(미도시)의 일면일 수 있다.
제2 배향 유도층(ALN2)은 화소 전극(미도시) 상에 배치될 수 있다. 제2 배향 유도층(ALN2)은 제2 기판(SUB2) 및 액정층(LCL) 사이에 배치되는 것일 수 있다. 배향 유도층에 대하여는 이후에 상세히 설명한다.
일 실시예의 표시 장치(DD)에서 컬러 변환층(CCL)을 포함한다. 컬러 변환층(CCL)은 액정층(LCL) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 컬러 변환층(CCL)은 액정층(LCL)의 상부면에 배치될 수 있다. 액정층(LCL)의 상부면은 제1 기판(SUB1)에 인접한 액정층(LCL)의 일면일 수 있다. 컬러 변환층(CCL)은 광원 유닛(BLU)에서 제공된 제1 색 광을 흡수하여 제1 색과 상이한 색으로 방출하는 발광체를 포함하는 것일 수 있다. 컬러 변환층(CCL)에 대하여는 이후 상세히 설명한다.
도 3a 내지 도 3b에서는 하나의 화소를 도시하였고, 나머지 화소들 각각의 구조는 도 3a 내지 도 3b에 도시된 화소의 구조와 유사할 수 있다.
도 3a 내지 도 3b 및 도 4에서는 설명의 편의를 위하여, 게이트 라인들(GGL) 중 하나의 게이트 라인과 데이터 라인들(DL) 중 하나의 데이터 라인과 연결된 하나의 화소(PX)를 도시하였으나, 실시예가 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 하나의 게이트 라인 및 하나의 데이터 라인과 복수의 화소들이 연결될 수도 있고, 복수의 게이트 라인들 및 복수의 데이터 라인들이 하나의 화소와 연결될 수도 있다.
도 3a 내지 도 3b 및 도 4의 도시를 참조하면, 게이트 라인들(GGL)은 제1 방향축(DR1) 방향으로 연장되어 형성된다. 게이트 라인들(GGL)은 제2 기판(SUB2) 상에 형성될 수 있다. 데이터 라인들(DL)은 게이트 라인들(GGL)과 제1 방향축(DR1)에 교차하는 제2 방향축(DR2) 방향으로 연장되어 제공될 수 있다.
화소들(PX) 각각은 박막 트랜지스터(TFT)와 박막 트랜지스터(TFT)에 연결된 화소 전극(PE), 및 스토리지 전극부를 포함한다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(GE), 게이트 절연막(GI), 반도체 패턴(SM), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)을 포함한다. 스토리지 전극부는 제1 방향축(DR1) 방향으로 연장된 스토리지 라인(SLn)과, 스토리지 라인(SLn)으로부터 분기되어 제2 방향축(DR2) 방향으로 연장된 제1 분기 전극(LSLn) 및 제2 분기 전극(RSLn)을 더 포함한다.
게이트 전극(GE)은 게이트 라인들(GGL)으로부터 돌출되거나 게이트 라인들(GGL)의 일부 영역 상에 제공된다. 게이트 전극(GE)은 금속으로 이루어질 수 있다. 게이트 전극(GE)은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 구리, 텅스텐, 및 이들을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다. 게이트 전극(GE)은 금속을 이용한 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(GE)은 몰리브덴, 알루미늄, 및 몰리브덴이 순차적으로 적층된 삼중막이거나, 티타늄과 구리가 순차적으로 적층된 이중막일 수 있다. 또는 티타늄과 구리의 합금으로 된 단일막일 수 있다.
반도체 패턴(SM)은 게이트 절연막(GI) 상에 제공된다. 반도체 패턴(SM)은 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고 게이트 전극(GE) 상에 제공된다. 반도체 패턴(SM)은 일부 영역이 게이트 전극(GE)과 중첩된다. 반도체패턴(SM)은 게이트 절연막(GI) 상에 제공된 액티브 패턴(미도시)과 액티브 패턴 상에 형성된 오믹 콘택층(미도시)을 포함한다. 액티브 패턴은 비정질 실리콘 박막으로 이루어질 수 있으며, 오믹 콘택층(미도시)은 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어질 수 있다. 오믹 콘택층(미도시)은 액티브 패턴과 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 사이를 각각 오믹 콘택(ohmic contact)시킨다.
소스 전극(SE)은 데이터 라인들(DL)에서 분지되어 제공된다. 소스 전극(SE)은 오믹 콘택층(미도시) 상에 형성되며 일부 영역이 게이트 전극(GE)과 중첩한다. 데이터 데이터 라인(DL)은 게이트 절연막(GI) 중 반도체 패턴(SM)이 배치되지 않은 영역에 배치될 수 있다.
드레인 전극(DE)은 반도체 패턴(SM)을 사이에 두고 소스 전극(SE)으로부터 이격되어 제공된다. 드레인 전극(DE)은 오믹 콘택층(미도시) 상에 형성되며 일부 영역이 게이트 전극(GE)과 중첩하도록 제공된다.
소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 구리, 텅스텐, 및 이들을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다. 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 금속을 이용한 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 티타늄과 구리가 순차적으로 적층된 이중막일 수 있다. 또는 티타늄과 구리의 합금으로 이루어진 단일막일 수 있다.
이에 따라 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 사이의 액티브 패턴의 상면이 노출되며, 게이트 전극(GE)의 전압 인가 여부에 따라 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 사이에서 전도 채널(conductive channel)을 이루는 채널부가 된다. 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 사이의 이격되어 형성된 채널부를 제외한 영역에서 반도체 패턴(SM)의 일부와 중첩한다.
화소 전극(PE)은 보호막(PSV)을 사이에 두고 드레인 전극(DE)에 연결된다. 화소 전극(PE)은 스토리지 라인(SLn), 제1 분기 전극(LSLn) 및 제2 분기 전극(RSLn)과 부분적으로 오버랩되어 스토리지 커패시터를 형성한다.
보호막(PSV)은 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 채널부, 및 게이트 절연막(GI)을 커버하며, 드레인 전극(DE)의 일부를 노출하는 콘택홀(CH)을 갖는다. 보호막(PSV)은 예를 들어, 실리콘 질화물이나, 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
화소 전극(PE)은 보호막(PSV)에 형성된 콘택홀(CH)을 통해 드레인 전극(DE)에 연결된다. 화소 전극(PE)은 투명한 도전성 물질로 형성된다. 특히, 화소 전극(PE)은 투명 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide)로 형성된다. 투명 도전성 산화물은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등일 수 있다.
한편, 도 3a와 비교하여 도 3b에서는 화소 전극(PE)이 복수의 도메인들(DM1, DM2, DM3, DM4)로 구분되는 것에 있어서만 차이가 있다. 도 3b에서 화소 전극(PE)은 줄기부(PEa)와 줄기부(PEa)로부터 방사형으로 돌출되어 연장된 복수의 가지부들(PEb)을 포함한다. 줄기부(PEa) 또는 가지부들(PEb) 중 일부는 드레인 전극(DE)과 콘택홀(CH)을 통해 연결된다.
줄기부(PEa)는 다양한 형상으로 제공될 수 있으며, 일 예로서 본 발명의 일 실시예와 같이 십자 형상으로 제공될 수 있다. 가지부들(PEb)은 서로 만나지 않도록 이격되어 있으며, 줄기부(PEa)에 의해 구분된 영역 내에서는 서로 평행한 방향으로 연장된다. 서로 인접한 가지부들(PEb) 사이는 마이크로미터 단위의 거리로 이격되어 있으며, 이는 액정층(LCL)의 액정 분자들을 특정 방위각으로 정렬 시키기 위한 수단에 해당된다.
화소들(PX) 각각은 줄기부(PEa)에 의해 복수의 도메인들(DM1, DM2, DM3, DM4)로 구분될 수 있다. 가지부들(PEb)은 도메인들(DM1, DM2, DM3, DM4) 각각에 대응되어, 도메인들(DM1, DM2, DM3, DM4) 각각마다 서로 다른 방향으로 연장될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 화소들(PX) 각각이 4개의 도메인들을 포함하는 것을 예를 들어 도시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 화소들(PX) 각각은 2개, 6개 8개 등등 다양한 개수의 도메인들을 포함할 수 있다. 또한, 도메인들의 분할 형태에 있어서도 도 3b에 도시된 것에 한정하지 않으며, 줄기부(PEa)가 제1 방향축(DR1)에 나란하게 배열되거나 또는 줄기부(PEa)가 제2 방향축(DR2)에 나란하게 배열되도록 배치되어 복수의 도메인들을 구분할 수 있다. 또한, 제2 배향 유도층(ALN2)은 화소 전극(PE) 및 보호막(PSV) 상에 제공될 수 있다.
제1 기판(SUB1) 상에는 컬러 변환층(CCL) 및 공통 전극(CE)이 배치될 수 있다. 또한, 제1 기판(SUB1) 상에는 제1 편광층(PO1), 및 제1 배향 유도층(ALN1)을 더 배치될 수 있다. 제1 편광층(PO1)은 컬러 변환층(CCL)의 하부면 상에 배치될 수 있다. 제1 편광층(PO1)은 공통 전극(CE)과 컬러 변환층(CCL) 사이에 배치될 수 있다.
컬러 변환층(CCL)은 변환부(CCF)와 차광부(BM)를 포함하는 것일 수 있다. 차광부(BM)는 제1 기판(SUB1)의 차광 영역에 대응하여 제공된다. 차광 영역은 데이터 라인들(DL), 박막 트랜지스터(TFT) 및 게이트 라인들(GGL)이 형성된 영역으로 정의될 수 있다. 차광부(BM)는 차광 영역에 형성되어 빛샘을 차단한다. 본 발명의 일 실시예에서는 차광부(BM)가 제1 기판(SUB1) 상에 배치된 컬러 변환층(CCL)에 포함된 것을 개시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 차광부(BM)는 제2 기판(SUB2)에 상에 배치될 수도 있다.
공통 전극(CE)은 제1 기판(SUB1) 상에 제공되며, 화소 전극(PE)과 함께 전계를 형성함으로써 액정층(LCL)을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에서는 공통 전극(CE)이 제1 기판(SUB1) 상에 배치된 것을 개시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 공통 전극(CE)은 제2 기판(SUB2) 상에 배치될 수도 있다. 공통 전극(CE)은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 공통 전극(CE)은 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등의 도전성 금속 산화물로 형성될 수 있다. 공통 전극(CE) 상에는 제1 배향 유도층(ALN1)이 배치될 수 있다. 즉, 도 4를 참조할 때, 제1 배향 유도층(ALN1)은 공통 전극(CE)의 하부면에 배치될 수 있다. 공통 전극(CE)의 하부면은 액정층(LCL)에 인접한 공통 전극(CE)의 일면일 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 일 실시예에서 제1 배향 유도층(ALN1)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층일 수 있다. 제1 배향 유도층(ALN1)은 중합 반응기를 갖는 반응성 메소겐을 제공하여 형성되는 것일 수 있다.
제공된 반응성 메소겐은 적어도 일측에 중합 반응기를 갖는 화합물일 수 있다. 반응성 메소겐은 코어 부분을 기준으로 양측에 모두 중합 반응기를 갖거나, 코어 부분을 기준으로 일측에만 중합 반응기를 갖는 것일 수 있다.
또한, 제공된 반응성 메소겐은 앵커링 그룹을 갖는 화합물일 수 있다. 반응성 메소겐은 일측에 중합 반응기를 갖고 나머지 일측에는 기판에 고정될 수 있는 앵커링 그룹을 갖는 것일 수 있다. 제공된 반응성 메소겐에서 앵커링 그룹은 수소 결합 작용기일 수 있다. 앵커링 그룹은 반응성 메소겐이 제공되는 기판에 흡착하여 수소 결합을 형성하는 작용기일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 앵커링 그룹은 제1 기판(SUB1)에 형성된 공통 전극(CE)에 흡착하여 수소 결합을 형성할 수 있다. 구체적으로, 반응성 메소겐에서 앵커링 그룹은 질소 또는 산소 중 적어도 하나를 포함하는 작용기일 수 있다. 또한, 제1 배향 유도층(ALN1)에 포함된 중합된 반응성 메소겐은 수직 배향기를 갖는 것일 수 있다.
일 실시예의 표시 장치(DD)에서 제1 배향 유도층(ALN1)은 폴리이미드를 포함하지 않으며, 중합된 반응성 메소겐을 포함하도록 형성될 수 있다.
제2 배향 유도층(ALN2)은 중합된 반응성 메소겐 및 폴리이미드 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 즉, 제2 배향 유도층(ALN2)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층이거나, 또는 폴리이미드를 포함하는 배향층일 수 있다. 또는, 2 배향 유도층(ALN2)은 중합된 반응성 메소겐 및 폴리이미드를 모두 포함하는 배향층일 수 있다. 제2 배향 유도층(ALN2)이 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층인 경우 제2 배향 유도층(ALN2)은 폴리이미드를 포함하지 않는 배향층일 수 있다. 또한, 제2 배향 유도층(ALN2)이 폴리이미드를 포함하는 배향층일 경우, 폴리이미드 배향층 상에 일부 중합된 반응성 메소겐을 포함할 수도 있다.
한편, 제1 배향 유도층(ALN1)은 중합된 제1 반응성 메소겐을 포함하여 형성되고, 제2 배향 유도층(ALN2)을 중합된 제2 반응성 메소겐을 포함하여 형성될 수 있다. 제1 배향 유도층(ALN1) 및 제2 배향 유도층(ALN2)이 모두 중합된 반응성 메소겐으로 형성된 경우 제1 배향 유도층(ALN1)을 형성하는 중합된 제1 반응성 메소겐과 제2 배향 유도층(ALN2)을 형성하는 중합된 제2 반응성 메소겐은 서로 동일하거나, 또는 서로 상이한 것일 수 있다.
제1 배향 유도층(ALN1)을 형성하는 중합된 반응성 메소겐은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물의 유도체로부터 형성된 것일 수 있다. 즉, 제1 배향 유도층(ALN1)은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물이 중합 반응이 진행된 후에 생성된 중합된 반응성 메소겐을 포함하여 형성되는 것일 수 있다. 제1 배향 유도층(ALN1)은 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00003
[화학식 2]
Figure pat00004
상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에 있어서, A1, A2, B1, 및 B2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 2가의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로 고리기이다. a1, a3, b1, b2, b3 및 b4는 각각 독립적으로 0 이상 6 이하의 정수이고, a2 및 a4는 각각 독립적으로 0 또는 1일 수 있다. 또한, L1 및 L2는 연결기이고, Z1 및 Z2는 스페이서기일 수 있다. Pa, Pb 및 Pc는 중합기일 수 있다. E는 질소 원자 및 산소 원자 중 적어도 하나를 포함하는 수소 결합 작용기일 수 있다.
한편, 제1 배향 유도층(ALN1)은 화학식 1로 표시되는 반응성 메소겐으로부터 형성될 수 있다. 제1 배향 유도층(ALN1)은 화학식 2로 표시되는 반응성 메소겐으로부터 형성될 수 있다. 또한, 제1 배향 유도층(ALN1)은 화학식 1로 표시되는 반응성 메소겐 및 화학식 2로 표시되는 반응성 메소겐을 모두 포함하여 형성되는 것일 수 있다.
또한, 반응성 메소겐으로부터 형성된 제1 배향 유도층(ALN1)은 제시된 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물이 아닌 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 에폭시, 옥세탄, 비닐-에테르 및 스티렌 및 이들의 유도체 화합물 중 적어도 하나를 포함하는 반응성 메소겐으로부터 형성되는 것일 수 있다.
화학식 1로 표시되는 반응성 메소겐 화합물은 코어 부분인 A1 및 A2를 사이에 두고 양측에 중합기를 갖는 것일 수 있다. 또한, 화학식 2로 표시되는 반응성 메소겐 화합물은 일측에만 중합기를 갖는 것일 수 있다. 화학식 2의 반응성 메소겐 화합물은 코어 부분인 B1 및 B2를 사이에 두고 일측에는 Pc로 표시되는 중합기를 가지며, 다른 일측에는 E로 표시되는 앵커링 그룹(anchoring group)을 가질 수 있다. 앵커링 그룹은 반응성 메소겐이 기판 상에 흡착되도록 하는 결합기일 수 있다.
A1, A2, B1, 및 B2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로방향족 고리기, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 5 이상 30 이하의 지방족 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로지방족 고리기일 수 있다. 한편, 헤테로 고리기에서 헤테로 원자는 O, N, 또는 S 일 수 있다. 또한, A1, A2, B1, 및 B2는 다환의 고리기일 수 있으며, 다환 고리기는 인접하는 고리기 또는 인접하는 치환기와 고리기가 서로 결합하여 형성된 축합 고리기일 수 있다.
A1, A2, B1, 및 B2는 2가의 고리 화합물로 예를 들어, 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 6 이상 30 이하의 아릴렌기, 또는 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로아릴렌기일 수 있다. 또한, A1, A2, B1, 및 B2는 2가의 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 5 이상 30 이하의 사이클로알케인 또는 사이클로알켄, 또는 2가의 치환 또는 비치환된 고리 형성 탄소수 2 이상 30 이하의 헤테로사이클로알케인 또는 헤테로사이클로알켄일 수 있다.
한편, a1이 2 이상의 정수인 경우 A1-L1은 동일한 것이 반복되는 것일 수 있다. 또한, 복수의 A1-L1은 서로 상이한 것이 연결된 것일 수도 있다.
화학식 1 및 화학식 2에서 A1, A2, B1 및 B2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 하기의 A-1 내지 A-22의 고리 화합물 중에서 선택되는 것일 수 있다. 한편, 본 명세서의 화학식에 대한 설명에서, "
Figure pat00005
"는 화합물에서 연결되는 부분을 나타내는 것일 수 있다.
Figure pat00006
한편, A1, A2, B1 및 B2는 각각 독립적으로 중수소 원자, 할로겐 원자, -OH, -SH, -NH2, -CN, -CF3, -B(OH)2 및 -R0(CH2)rR1 중 적어도 하나로 치환 또는 비치환된 것일 수 있다. 여기서, R0는 -O, -NH, -S, -C=O 및 -O-C=O 중 어느 하나이고, R1는 -OH, -NH2, -CN, -CF3, -B(OH)2, -SH 및 -CH3 중 어느 하나이고, r은 1 이상 12 이하의 정수일 수 있다.
L1 및 L2는 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCOO-, -O(CH2)k1-, -S(CH2)k1-, -O(CF2)k1-, -S(CF2)k1-, -(CH2)k1-, -CF2CH2-, -(CF2)k1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, 또는 -(CH2)k1-COO-(CH2)k2-O- 일 수 있다. 여기서, k1 및 k2는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수일 수 있다.
L1 및 L2는 코어 그룹인 A1 및 A2를 서로 연결하거나. 코어 그룹인 B1, 및 B2를 서로연결하는 연결기일 수 있다. 또는 L1 및 L2는 코어 그룹인 A1 및 A2를 말단 반응기인 중합기 Pa 및 Pb와 연결하는 연결기이고, 코어 그룹인 B1 및 B2를 말단 반응기인 중합기 Pc 및 E와 연결하는 연결기일 수 있다.
한편, L1 및 L2는 제시된 예시의 연결기에 한정되지 않으며, 결합순서가 변경될 수 있다. 예를 들어, -O(CH2)k1- 는 -(CH2)k1 O-를 포함하는 것일 수 있다. 이는 제시된 다른 연결기에도 적용될 수 있다.
Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCOO-, -O(CH2)m1-, -S(CH2)m1-, -O(CF2)m1-, -S(CF2)m1-, -(CH2)m1-, -CF2CH2-, -(CF2)m1-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -(CH2)m1-COO-, -(CH2)m1-COO-(CH2)m2-O-, -CH-(Sp-Pa)-, -CH2CH-(Sp-Pa)- 또는 -(CH-(Sp-Pa)-CH-(Sp-Pa))- 일 수 있다. 이때, m1 및 m2는 각각 독립적으로 0 이상 4 이하의 정수일 수 있다. 또한, Sp는 단일 결합 또는 스페이서기이고, Pa는 중합기일 수 있다.
스페이서기는 코어 그룹과 중합기 또는 코어 그룹과 앵커링 그룹을 연결하는 것일 수 있다. 예를 들어, 스페이서기는 탄소수 1 이상 12 이하의 알킬기, 탄소수 1 이상 12 이하의 알콕시기 등일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 스페이서기는 -(CH2)i1-, -(CH2CH2O)i1-CH2CH2-, -CH2CH2-S-CH2CH2-, -CH2CH2-NH-CH2CH2-, 또는 -(SiR2R3-O)i1-일 수 있다. 이때, R2 및 R3 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기일 수 있다. i1는 1 이상 12 이하의 정수일 수 있다.
한편, 화학식 2에서 E는 앵커링 그룹일 수 있다. E는 질소 및 산소 원자를 적어도 하나 포함하는 수소 결합기일 수 있다.
예를 들어, 화학식 2에서 E는 하기 E-1 내지 E-19의 헤테로고리기 또는 아민기 중에서 선택되는 것일 수 있다. E-18 또는 E-19 내서 n1 및 n2는 각각 독립적으로 1 이상 12 이하의 정수일 수 있다.
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
화학식 1의 Pa 및 Pb는 각각 독립적으로 하기의 P-1 내지 P-10 중 어느 하나일 수 있다. P-10에서 p는 1 이상 20 이하의 정수일 수 있다. 다만, 화학식 1에서 Pa 및 Pb가 동시에 P-10인 경우는 제외된다. 즉, Pa가 P-10인 경우 Pb는 P-1 내지 P-9 중 선택되는 어느 하나일 수 있으며, Pb가 P-10인 경우 Pa는 P-1 내지 P-9 중 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00011
Figure pat00012
또한, 화학식 2에서 Pc는 P-1 내지 P-9 중 선택되는 어느 하나일 수 있다.
Figure pat00013
Figure pat00014
한편, 화학식 1에서
Figure pat00015
및 화학식2에서
Figure pat00016
는 액정 화합물을 배향시키는 수직 배향기일 수 있다.
제1 배향 유도층(ALN1)을 형성하는 반응성 메소겐은 하기 화합물군 1에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
[화합물군 1]
Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00019
한편, 중합된 반응성 메소겐은 하기의 화합물군 2에 개시된 수직 배향기 중 적어도 하나를 더 포함하는 것일 수 있다.
[화합물군 2]
Figure pat00020
제1 배향 유도층(ALN1)은 제공된 반응성 메소겐을 중합하여 형성될 수 있다. 반응성 메소겐은 자외선을 이용하여 중합되는 것일 수 있다. 즉, 반응성 메소겐의 Pa, Pb 및 Pc의 중합기는 자외선에 의하여 중합반응이 진행되는 중합기일 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD)에 있어서, 제1 배향 유도층(ALN1)을 형성하기 위한 반응성 메소겐은 액정층(LCL)의 액정 분자들(LC)과 같이 제공될 수 있다. 즉, 반응성 메소겐은 액정 적하 공정 또는 액정 주입 공정에서 액정 분자들(LC)과 같이 제공될 수 있다. 액정 분자들(LC)과 함께 반응성 메소겐을 제공한 이후에는 어닐링(annealing) 단계를 거칠 수 있다.
이후 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 사이에 전계를 형성하고, 자외선 광을 제공하여 액정 분자(LC)를 배열시킨 상태에서 반응성 메소겐 화합물을 중합시킬 수 있다. 이때, 액정 분자들은 제1 배향 유도층(ALN1) 및 제2 배향 유도층(ALN2)에 대하여 소정 각도의 선경사각을 가지도록 배열될 수 있다. 제1 배향 유도층(ALN1)에 인접한 액정 분자(LC)의 선경사각과 제2 배향 유도층(ALN2)에 인접한 액정 분자(LC)의 선경사각은 서로 동일하거나, 또는 서로 상이할 수 있다.
제2 배향 유도층(ALN2)이 중합된 반응성 메소겐으로 형성된 층인 경우, 제2 배향 유도층(ALN2)은 상술한 화학식 1 내지 화학식 2의 화합물들의 유도체로부터 형성된 것일 수 있다. 제2 배향 유도층(ALN2)은 제1 배향 유도층(ALN1)과 동일한 반응성 메소겐으로부터 형성된 것일 수 있다. 또한, 이와 달리 제2 배향 유도층(ALN2)은 제1 배향 유도층(ALN1)과 다른 반응성 메소겐을 포함하여 형성되는 것일 수 있다. 즉, 제2 배향 유도층(ALN2)은 제1 배향 유도층(ALN1)에 제공된 반응성 메소겐과 화학 구조를 달리하는 반응성 메소겐을 포함하여 형성되는 배향층일 수 있다.
중합된 반응성 메소겐을 포함하여 배향 유도층(ALN1, ALN2)을 형성하는 경우 폴리이미드를 이용하여 배향층을 형성하는 경우에 비하여 저온 공정에서 표시 장치의 제조 공정이 진행될 수 있다. 즉, 반응성 메소겐은 자외선 광에 의하여 광중합되어 배향층을 형성할 수 있어, 고온 경화 공정이 불필요하며, 이에 따라, 기판(SUB1, SUB2) 상에 광학 부재들을 직접 형성하는 경우 광학 부재가 고온 조건에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 광학 부재들의 열화 등을 방지하여 표시 장치의 신뢰성을 개선될 수 있다.
한편, 제2 배향 유도층(ALN2)은 폴리이미드를 포함하는 것일 수 있다. 제2 배향 유도층(ALN2)은 폴리이미드 배향막일 수 있다. 폴리이미드 배향막은 하기 화합물군 3에서 선택되는 적어도 하나의 디안하이드라이드 화합물 및 화합물군 4에서 선택되는 적어도 하나의 디아민화합물을 포함하는 폴리이미드 배향액으로 형성되는 것일 수 있다. 이때, 디아민화합물은 AM-1을 필수적으로 포함하는 것일 수 있다.
[화합물군 3]
Figure pat00021
[화합물군 4]
Figure pat00022
상기 화합물군 4에서 n은 1이상 12 이하의 정수일 수 있다.
중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향 유도층은 복수 개의 돌기들을 포함할 수 있다. 도 5a는 중합된 반응성 메소겐을 포함하여 형성된 배향 유도층의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 5a는 도 2에 도시된 표시 장치(DD)의 일 실시예에서, 제1 배향 유도층(ALN1)이 형성된 부분 만을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 5b는 제1 배향 유도층(ALN1)을 평면 상에서 본 SEM(Scanning Electron Microscope) 이미지를 나타낸 것이다.
제1 배향 유도층(ALN1)은 복수 개의 돌기들(AP)을 포함하여 형성된 것일 수 있다. 복수 개의 돌기들(AP)은 크기 및 형상이 랜덤한 것일 수 있다. 복수 개의 돌기들(AP)은 랜덤한 크기를 갖는 구형 또는 타원형의 입자들일 수 있다. 복수 개의 돌기들(AP)은 반응성 메소겐이 중합 반응에 의하여 형성된 이후의 입자들일 수 있다. 제1 배향 유도층(ALN1)은 반응성 메소겐에 의하여 형성된 랜덤한 크기의 입자들이 적층되어 형성된 층일 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 돌기들(AP)이 평면 상에 나열되어 하나의 층을 이루어 제1 배향 유도층(ALN1)을 형성하거나, 또는 다양한 입자 크기를 갖는 복수 개의 돌기들(AP)이 다층으로 적층되어 제1 배향 유도층(ALN1)을 형성할 수 있다. 다만, 도 5a는 제1 배향 유도층(ALN1)을 형성하는 돌기들(AP)의 배치를 개략적으로 나타낸 것으로, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5a에서 제1 배향 유도층(ALN1)의 두께 t1은 복수 개의 돌기들(AP)이 적층되어 형성된 층의 최대 두께일 수 있다. 제1 배향 유도층의 두께(t1)는 100nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 제1 배향 유도층(ALN1)의 두께(t1)는 20nm 이상 40nm 이하일 수 있다. 구체적으로 제1 배향 유도층(ALN1)의 두께(t1)는 20nm 이상 30nm 이하일 수 있다.
도 5a 내지 도 5b에서는 제1 배향 유도층(ALN1)이 중합된 반응성 메소겐을 포함하여 형성된 경우를 예시적으로 나타내었으나, 제2 배향 유도층(ALN2)이 중합된 반응성 메소겐을 포함하여 형성된 경우에 도 5a 내지 도 5b에 도시된 일 실시예에서와 같이 제2 배향 유도층(ALN2)은 복수 개의 돌기들이 적층된 배향층 형태일 수 있다. 이때, 제2 배향 유도층(ALN2)의 두께는 100nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 제2 배향 유도층(ALN2)의 두께는 20nm 이상 40nm 이하일 수 있다.
한편, 제1 배향 유도층(ALN1) 또는 제2 배향 유도층(ALN2)이 폴리이미드를 포함하여 형성된 배향층인 경우 배향층의 두께는 100nm 보다 큰 것일 수 있다. 즉, 제1 배향 유도층(ALN1) 또는 제2 배향 유도층(ALN2)이 중합된 반응성 메소겐을 포함하여 형성된 경우의 배향층의 두께는 제1 배향 유도층(ALN1) 또는 제2 배향 유도층(ALN2)이 폴리이미드를 포함하여 형성된 배향층인 경우와 비교하여 두께가 작은 것일 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예의 표시 장치(DD)에서 표시 패널 유닛(DP)은 컬러 변환층(CCL)을 포함한다. 컬러 변환층(CCL)는 액정층(LCL) 상에 배치되는 것일 수 있다. 컬러 변환층(CCL)은 광원 유닛(BLU)에서 제공된 제1 색 광을 흡수하여 제1 색과 상이한 색의 광으로 방출하는 발광체를 포함하는 것일 수 있다. 컬러 변환층은 제1 색 광을 흡수하여 제2 색 광으로 방출하는 발광체를 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 색 광은 청색광이고 제2 색 광은 녹색광 또는 적색광일 수 있다.
또한, 제2 색 광의 최대 흡광 파장은 제1 색 광의 최대 흡광 파장과 다른 것일 수 있다. 예를 들어, 제2 색 광의 최대 흡광 파장은 제1 색 광의 최대 흡광 파장보다 장파장일 수 있다.
도 6a는 컬러 변환층(CCL)의 평면도이고, 도 6b는 도 6a의 III-III'에 대응하는 면의 단면도일 수 있다. 도 6a 내지 도 6b는 도 2에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD)에 포함된 컬러 변환층(CCL)을 나타낸 것일 수 있다.
컬러 변환층(CCL)은 복수 개의 변환부들(CCF1, CCF2, CCF3) 및 차광부(BM)를 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예에서 컬러 변환층(CCL)의 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3)는 평면상에서 서로 이격되어 배치되는 것일 수 있다. 도 6a를 참조하면, 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3)는 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2)이 정의하는 평면상에서 서로 이격되어 배열되는 것일 수 있다.
도 6a를 참조하면, 제1 방향축(DR1) 방향으로는 서로 다른 색 광을 방출하는 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3) 가 서로 이격되어 나란히 배치되고, 제2 방향축(DR2) 방향으로는 동일한 색 광을 방출하는 변환부들이 서로 이격되어 나란히 배치될 수 있다. 서로 이격되어 배치된 변환부들 사이에는 차광부(BM)가 배치될 수 있다. 차광부(BM)는 블랙 매트릭스일 수 있다. 차광부(BM)는 블랙 안료 또는 염료를 포함하는 유기 차광 물질 또는 무기 차광 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 차광부(BM)는 빛샘 현상을 방지하고, 인접하는 변환부들 사이의 경계를 구분하는 것일 수 있다.
한편, 도 2에 도시되지는 않았으나, 차광부(BM)의 적어도 일 부분은 이웃하는 변환부들과 중첩하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 방향축(DR1)과 제3 방향축(DR3)이 정의하는 평면상에서 차광부(BM)는 두께 방향으로 이웃하는 변환부들과 적어도 일부분이 중첩되도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서 컬러 변환층(CCL)은 제1 색 광을 흡수하여 제2 색 광으로 방출하는 제1 발광체 및 제1 색 광을 흡수하여 제3 색 광으로 방출하는 제2 발광체를 포함할 수 있다. 제3 색 광은 제2 색 광과 상이한 색상의 광일 수 있다. 예를 들어, 제1 색 광은 청색광이고 제2 색 광은 녹색광이며, 제3 색 광은 적색광일 수 있다.
도 6b를 참조하면, 컬러 변환층(CCL)는 제1 발광체(EP1)를 포함하는 제1 변환부(CCF1), 제2 발광체(EP2)를 포함하는 제2 변환부(CCF2), 및 제1 색 광을 투과하는 제3 변환부(CCF3)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 발광체(EP1)는 청색광인 제1 색 광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 것이고, 제2 발광체(EP2)는 청색광인 제1 색 광을 흡수하여 적색광을 방출하는 것일 수 있다. 즉, 제1 변환부(CCF1)는 녹색광을 방출하는 발광 영역이고, 제2 변환부(CCF2)는 적색광을 방출하는 제2 발광 영역일 수 있다.
또한, 제3 변환부(CCF3)는 발광체를 포함하지 않는 부분일 수 있다. 제3 변환부(CCF3)는 광원 유닛(BLU, 도 2)으로부터 제공된 제1 색 광을 투과시키는 부분일 수 있다. 즉, 제3 변환부(CCF3)는 청색광을 방출하는 발광 영역일 수 있다.
도 6b를 참조하면, 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3)는 베이스 수지(BR)를 포함할 수 있다. 베이스 수지(BR)는 고분자 수지일 수 있다. 예를 들어, 베이스 수지(BR)는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등일 수 있다. 베이스 수지(BR)는 투명 수지일 수 있다.
또한, 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3)는 산란 입자(OP)를 더 포함할 수 있다. 산란 입자(OP)는 TiO2　또는 실리카계 나노　입자　등일 수 있다. 산란 입자(OP)는 발광체에서 방출되는 빛을 산란시켜 변환부의 외부로 방출되도록 할 수 있다. 또한, 제3 변환부(CCF3)와 같이 제공된 광을 그대로 투과하는 경우에는 산란 입자(OP)는 제공된 광을 산란시켜 외부로 방출되도록 할 수 있다.
컬러 변환층(CCL)에 포함되는 발광체(EP1, EP2)는 형광체 또는 양자점(Quantum Dot)일 수 있다. 즉, 일 실시예에서 컬러 변환층(CCL)은 발광체(EP1, EP2)로 형광체 또는 양자점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발광체(EP1, EP2)로 사용되는 형광체는 무기 형광체일 수 있다. 일 실시예의 표시 장치(DD)에서 발광체(EP1, EP2)로 사용되는 형광체는 녹색 형광체 또는 적색 형광체일 수 있다.
녹색 형광체는 YBO3:Ce3 +,Tb3 +, BaMgAl10O17:Eu2 +, Mn2 +, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu2+; ZnS:Cu,Al, Ca8Mg(SiO4)4Cl2: Eu2 +,Mn2 +; Ba2SiO4: Eu2 +; (Ba,Sr)2SiO4:Eu2+; Ba2(Mg, Zn)Si2O7:Eu2 +; (Ba,Sr)Al2O4:Eu2+, Sr2Si3O8.2SrCl2:Eu2 +; 등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
적색 형광체는 　(Sr,Ca,Ba,Mg)P2O7: Eu2 +, Mn2 +, CaLa2S4:Ce3 +; SrY2S4: Eu2+, (Ca,Sr)S: Eu2 +, SrS:Eu Eu2 +, Y2O3: Eu3 +,Bi3 +; YVO4: Eu3 +,Bi3 +; Y2O2S: Eu3 +,Bi3 +; Y2O2S: Eu3+ 등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
한편, 일 실시예의 컬러 변환층(CCL)에 사용된 형광체의 종류는 개시된 재료에 한정 되지않으며, 상술한 형광체 이외의 공지의 형광체 재료가 이용될 수 있다.
컬러 변환층(CCL)에 포함되는 발광체(EP1, EP2)는 양자점일 수 있다. 양자점은 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 선택되는 것일 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.
양자점은 코어(core)와 코어를 둘러싸는 쉘(shell)을 포함하는 코어쉘 구조일 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 나노미터 스케일의 크기를 갖는 입자일 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.
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, 나노 와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
양자점은 입자 크기에 따라 방출하는 광의 색상이 변화될 수 있다. 제1 발광체(EP1) 및 제2 발광체(EP2)가 양자점인 경우 제1 발광체(EP1)의 입자 크기 및 제2 발광체(EP2)의 입자 크기는 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광체(EP1)의 입자 크기는 제2 발광체(EP2)의 입자 크기 보다 작은 것일 수 있다. 이때, 제1 발광체(EP1)는 제2 발광체(EP2)보다 단파장의 광을 방출하는 것일 수 있다.
도 2에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD)는 편광층(PO1, PO2)을 포함할 수 있다. 표시 패널 유닛(DP)은 제1 방향의 편광축을 갖는 제1 편광층(PO1) 및 제1 방향과 직교하는 제2 방향의 편광축을 갖는 제2 편광층(PO2)을 포함할 수 있다.
제1 편광층(PO1) 및 제2 편광층(PO2) 중 적어도 하나는 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 사이에 배치되는 것일 수 있다. 즉, 제1 편광층(PO1) 및 제2 편광층(PO2) 중 적어도 하나는 마주하는 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 사이에 배치되는 인셀(In-cell) 형태의 편광층일 수 있다.
도 2에서는 제1 편광층(PO1)은 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 사이에 배치되고, 제2 편광층(PO2)은 광원 유닛(BLU) 및 제2 기판(SUB2) 사이에 배치되는 것으로 도시하였다. 즉, 도 2에서 일 실시예의 표시 장치(DD)의 제1 편광층(PO1)이 인셀 형태의 편광층인 경우를 도시하였다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 편광층(PO2)도 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 사이에 배치될 수 있다.
도 2에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD)에서는 제1 편광층(PO1)은 제1 배향 유도층(ALN1)과 컬러 변환층(CCL) 사이에 배치될 수 있다.
제1 편광층(PO1)은 제1 편광층(PO1)의 편광축에 나란한 방향으로 진동하는 빛을 투과하며, 제2 편광층(PO2)는 제2 편광층(PO2)의 편광축에 나란하고 제1 편광층(PO1)의 편광축과 직교하는 방향으로 진동하는 빛을 투과하는 것일 수 있다.
제1 편광층(PO1) 또는 제2 편광층(PO2)은 코팅형 편광층 또는 증착에 의하여 형성된 편광층일 수 있다. 제1 편광층(PO1) 또는 제2 편광층(PO2)은 이색성 염료 및 액정 화합물을 포함한 물질을 코팅하여 형성된 것일 수 있다. 또는 제1 편광층(PO1) 또는 제2 편광층(PO2)은 와이어 그리드 타입 편광층일 수 있다.
하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 편광층(PO1) 또는 제2 편광층(PO2)은 필름 타입의 편광 부재일 수 있다. 예를 들어, 제1 편광층(PO1) 또는 제2 편광층(PO2)이 인셀이 아닌 제1 기판(SUB1)의 상부면 또는 제2 기판(SUB2)의 하부면에 배치되는 경우 제1 편광층(PO1) 또는 제2 편광층은 별도로 제작되어 제1 기판(SUB1) 또는 제2 기판(SUB2)에 부착되는 편광 부재일 수 있다.
도 2에 도시된 일 실시예에서, 컬러 변환층(CCL)은 제1 기판(SUB1)에 직접 배치될 수 있다. 본 명세서에서 직접 배치된다는 것은 접착 부재 등을 추가로 사용하지 않고 배치하는 것을 의미하는 것일 수 있다. 도 2에서 컬러 변환층(CCL)은 접착 부재 등을 포함하지 않고 제1 기판(SUB1) 상에 직접 배치될 수 있다. 즉, 컬러 변환층(CCL)은 포토 레지스트 공정 등을 이용하여 제1 기판(SUB1) 상에 형성될 수 있다.
도 2에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD)는 컬러 변환층(CCL)과 제1 편광층(PO1)이 배치된 제1 기판(SUB1)을 제공하는 단계, 제2 편광층(PO2)과 제2 배향 유도층(ALN2)이 배치된 제2 기판(SUB2)을 제공하는 단계, 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2)을 합착하는 단계, 합착된 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB) 사이에 액정(LC)과 반응성 메소겐을 같이 제공하고, 반응성 메소겐을 포함하는 제1 배향 유도층(ALN1)을 형성하는 단계를 포함하는 제조 방법으로 제공되는 것일 수 있다.
도 2의 일 실시예의 표시 장치(DD)에서 제1 배향 유도층(ALN1)은 제1 기판(SUB1)에 컬러 변환층(CCL)과 제1 편광층(PO1)이 제공된 이후에 형성되는 것일 수 있다. 제1 배향 유도층(ALN1)은 폴리이미드 배향막을 대신하여 상술한 바와 같이 반응성 메소겐에 자외선 광을 제공하여 형성될 수 있으므로, 일 실시예의 표시 장치(DD)의 제조 단계에서는 배향 유도층 형성을 위한 고온 공정이 생략될 수 있다. 따라서, 제1 배향 유도층(ALN1) 형성 전에 미리 제공된 컬러 변환층(CCL)과 제1 편광층(PO1)이 제1 배향 유도층(ALN1) 형성시 고온 공정에 노출되지 않아 열에 의해 변형되는 것이 방지될 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD)는 적어도 컬러 변환층(CCL)에 인접한 배향 유도층인 제1 배향 유도층(ALN1)을 중합된 반응성 메소겐을 포함하도록 형성함으로써 표시 장치(DD)의 제조 공정 중 컬러 변환층(CCL)이 고온 공정 조건에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제1 배향 유도층(ALN1)을 중합된 반응성 메소겐을 포함하도록 형성한 일 실시예의 표시 장치는 컬러 변환층(CCL)의 발광 유지율을 증가시켜 표시 품질의 신뢰성을 개선할 수 있다.
또한, 배향 유도층(ALN1, ALN2)을 폴리이미드를 포함하는 배향층으로 형성하지 않고 중합된 반응성 메소겐을 포함하도록 형성함으로써 배향층 형성을 위한 고온 공정을 줄일 수 있어, 컬러 변환층(CCL) 뿐만 아니라 그 밖의 광학 부재들의 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서는 표시 장치의 제조 공정에서 폴리이미드 배향막을 경화하는 고온 공정을 줄임으로써 신뢰성이 개선된 표시 장치(DD)를 구현할 수 있다. 특히, 컬러 변환층(CCL)이 인접한 제1 배향 유도층(ALN1)을 폴리이미드 배향막이 아닌 중합된 반응성 메소겐을 포함하도록 형성함으로써 컬러 변환층(CCL)의 신뢰성 및 광효율이 개선된 표시 장치(DD)를 구현할 수 있다.
이하 도 7 내지 도 14에서는 도면을 참조하여 일 실시예의 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 7 내지 도 14에 대한 설명에 있어서 상술한 도 1 내지 도 6b에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 차이점을 위주로 설명한다.
도 7, 도 10, 도 12 내지 도 14는 일 실시예의 표시 장치의 단면도를 나타낸 것이다. 도 11은 일 실시예의 표시 장치의 분해 사시도를 나타낸 것이다. 도 7, 및 도 10 내지 도 14에 도시된 일 실시예의 표시 장치는 광원 유닛(BLU) 및 광원 유닛(BLU) 상에 배치된 표시 패널 유닛(DP)을 포함한다. 표시 패널 유닛(DP)은 마주하는 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2), 액정층(LCL), 제1 배향 유도층(ALN1)과 제2 배향 유도층(ALN2) 및 컬러 변환층(CCL)을 포함한다. 도 7 및 도 10 내지 도 14에서 도 2에서 설명한 것과 동일한 도면 부호로 기재된 것에 대하여는 도 2에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있다.
도 7에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-1)는 도 2에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD)와 비교하여 반사층(RP)을 더 포함하는 것일 수 있다.
도 7에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-1)에서 표시 패널 유닛(DP)은 액정층(LCL)을 기준으로 액정층(LCL) 상에 순차적으로 적층된 제1 배향 유도층(ALN1), 제1 편광층(PO1), 반사층(RP) 및 제1 기판(SUB1)을 포함할 수 있다. 또한, 표시 패널 유닛(DP)은 액정층(LCL)을 기준으로 광원 유닛(BLU) 방향으로 순차적으로 적층된 제2 배향 유도층(ALN2), 제2 기판(SUB2) 및 제2 편광층(PO2)을 포함할 수 있다.
컬러 변환층(CCL)은 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3), 및 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3)들 사이에 배치된 차광부(BM)를 포함할 수 있다.
반사층(RP)은 컬러 변환층(CCL)과 액정층(LCL) 사이에 배치되는 것일 수 있다. 반사층(RP)은 제1 색 광을 투과시키고, 제2 색 광 및 제3 색 광을 반사시키는 것일 수 있다. 반사층(RP)은 선택적 투과 반사층일 수 있다.
반사층(RP)은 광원 유닛(BLU)으로부터 제공되는 제1 색 광은 투과하고, 컬러 변환층(CCL)의 변환부에서 방출되어 표시 패널 유닛(DP)의 하부 방향으로 향하는 제2 색 광 및 제3 색 광은 반사시켜 표시 패널 유닛(DP)의 상부 방향으로 출광되도록 하는 것일 수 있다. 반사층(RP)은 단일층이거나 또는 복수의 절연막들이 적층된 것일 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-1)에 포함되는 반사층(RP)을 확대하여 나타낸 단면도이다. 도 8은 복수의 절연막들을 포함하는 반사층(RP)에 대한 단면도일 수 있다. 복수의 절연막들을 포함하여 형성된 반사층(RP)은 적층된 층들 사이의 굴절률 차이, 적층된 층들 각각의 두께, 및 적층된 층의 개수 등에 따라 투과 및 반사 파장의 범위가 정해질 수 있다.
일 실시예에서 반사층(RP)은 서로 다른 굴절률을 갖는 제1 절연막(IL1) 및 제2 절연막(IL2)을 포함할 수 있다. 반사층(RP)은 적어도 하나의 제1 절연막(IL1) 및 적어도 하나의 제2 절연막(IL2)을 포함하는 것일 수 있다. 제1 절연막(IL1) 및 제2 절연막(IL2) 각각은 복수로 구비되어 교번하여 적층될 수 있다.
예를 들어, 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 고굴절률 층으로 산화금속물질이 사용될 수 있으며, 구체적으로 고굴절률층은 TiOx, TaOx, HfOx 및 ZrOx 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 저굴절률 층은 SiOx 또는 SiCOx 등을 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에서 반사층(RP)은 SiNx와 SiOx가 교대로 반복 증착되어 형성된 것일 수 있다. 하지만, 제1 절열막(IL1)과 제2 절연막(IL2)의 재료가 예시된 재료들에 한정되는 것은 아니다.
반사층(RP)은 컬러 변환층(CCL)의 변환부들(CCF1, CCF2, CCF3)의 노출된 부분을 감싸고 배치되는 것일 수 있다. 반사층(RP)은 변환부들(CCF1, CCF2, CCF3) 및 차광부(BM) 상에 배치되는 것일 수 있다. 구체적으로, 반사층(RP)은 컬러 변환층(CCL) 및 제1 편광층(PO1) 사이에 배치되는 것일 수 있다. 반사층(RP)은 컬러 변환층(CCL)을 보호하는 보호층 역할을 할 수 있다.
도 7을 참조하면, 반사층(RP)은 컬러 변환층(CCL)의 변환부들(CCF1, CCF2, CCF3)과 차광부(BM)가 이루는 요철을 따라서 배치될 수 있다. 즉, 반사층(RP)은 제1 편광층(PO1)과 마주하는 변환부들(CCF1, CCF2, CCF3) 및 차광부(BM)의 일면을 따라 배치되어 요철부를 가지도록 형성될 수 있다. 반사층(RP) 상에는 평탄화층(OC)이 배치될 수 있다. 평탄화층(OC)은 반사층(RP)과 제1 편광층(PO1) 사이에 배치되어 반사층(RO)의 요철부를 채우고 배치될 수 있다. 또한, 평탄화층(OC)은 제1 편광층(PO1)을 지지하는 지지체(supporter) 역할을 할 수 있다.
도 9는 도 7에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-1)에서 광원 유닛(BLU)에서 제공되어 표시 패널 유닛(DP)에 포함된 광학 부재들을 거치면서 변화되어 방출되는 광의 상태를 개략적으로 나타낸 것이다. 광학 부재들은 제1 편광층(PO1), 제2 편광층(PO2), 액정층(LCL), 반사층(RP) 및 컬러 변환층(CCL)일 수 있다.
광원 유닛(BLU)에서 발생된 청색광(BL)은 광원 유닛(BLU) 상에 배치된 제2 편광층(PO2)으로 제공된다. 청색광(BL)은 제2 편광층(PO2)을 통과하면서 일 방향으로 진동하는 편광된 제1 청색광(BL-P2)이 된다. 편광된 제1 청색광(BL-P2)은 제2 편광층(PO2) 상에 배치된 액정층(LCL)을 지나면서 광의 진동 방향이 변동될 수 있다. 예를 들어, 액정층(LCL)을 투과한 투과광(BL-LC)은 제1 청색광(BL-P2)의 진동 방향과 직교하는 방향으로 진동하는 광일 수 있다. 예를 들어, 액정층(LCL)을 투과한 투과광(BL-LC)은 제1 청색광(BL-P2)과 진동 방향이 직교하는 제2 청색광(BL-P1)일 수 있다.
제2 편광층(PO2)의 편광축과 직교하는 편광축을 갖는 제1 편광층(PO1)은 제2 청색광(BL-P1)을 투과시켜 반사층(RP)으로 제공할 수 있다. 반사층(RP)을 투과한 제2 청색광(BL-P1)은 컬러 변환층(CCL)으로 제공된다. 제2 청색광(BL-P1)은 컬러 변환층(CCL)의 각 변환부들(CCF1, CCF2, CCF3)로 제공될 수 있다.
컬러 변환층(CCL)은 청색광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 제1 변환부(CCF1), 청색광을 흡수하여 적색광을 방출하는 제2 변환부(CCF2) 및 청색광을 투과하는 제3 변환부(CCF3)를 포함하는 것일 수 있다.
제1 변환부(CCF1)에 공급된 제2 청색광(BL-P1)은 녹색광(GL)으로 변환될 수 있다. 녹색광(GL)은 제1 변환부(CCF1)에서 외부로 방출될 수 있다. 녹색광(GL) 중 컬러 변환층(CCL)의 하부면으로 방출된 일부 광은 반사층(RP)에서 반사되어 외부로 방출될 수 있다. 즉, 반사층(RP)에서 반사된 녹색광(GL)은 다시 컬러 변환층(CCL)의 상부면으로 방출될 수 있다.
또한, 제2 변환부(CCF2)에 공급된 제2 청색광(BL-P1)은 적색광(RL)으로 변환될 수 있다. 적색광(RL)은 제2 변환부(CCF2)에서 외부로 방출될 수 있다. 적색광(RL) 중 하부로 방출된 일부 광은 반사층(RP)에서 반사되어 제2 변환부(CCF2) 외부로 방출될 수 있다. 즉, 반사층(RP)에서 반사된 적색광(RL)은 다시 컬러 변환층(CCL)의 상부면으로 방출될 수 있다.
제3 변환부(CCF3)는 제2 청색광(BL-P1)을 그대로 투과하여 외부로 방출시킬 수 있다. 즉, 일 실시예의 표시 장치(DD-1)에 포함된 반사층(RP)은 청색광은 투과하고 녹색광과 적색광은 반사하는 선택적 반사층일 수 있다.
도 7에 도시된 일 실시예에서 제1 배향 유도층(ALN1)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층일 수 있다. 또한, 제2 배향 유도층(ALN2)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층이거나, 또는 폴리이미드를 포함하는 배향층일 수 있다. 또는, 제2 배향 유도층(ALN2)은 중합된 반응성 메소겐 및 폴리이미드를 모두 포함하는 배향층일 수 있다.
도 10은 일 실시예의 표시 장치(DD-2)에 대한 단면도이다. 도 10의 표시 장치(DD-2)는 도 2 및 도 9에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD, DD-1)와 비교하여 광필터층(FP1, FP2)을 더 포함하는 것일 수 있다. 또한, 도 10의 표시 장치(DD-2)는 도 2 및 도 9에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD, DD-1)와 비교하여 반사 방지층(AR)을 더 포함하는 것일 수 있다.
광필터층(FP1, FP2)은 컬러 변환층(CCL) 상에 배치될 수 있다. 광필터층(FP1, FP2)은 컬러 변환층(CCL) 상에 배치되어 제1 색 광은 차단하고 제2 색 광 또는 제3 색 광은 투과하는 것일 수 있다. 즉 광필터층(FP1, FP2)은 청색광은 차단하고 녹색광 및 적색광은 투과시키는 것일 수 있다.
광필터층(FP1, FP2)은 하나의 층으로 구성되거나, 또는 복수의 층이 적층된 형태일 수 있다. 예를 들어, 광필터층(FP1, FP2)은 청색광을 흡수하는 물질을 포함하는 단일층이거나, 또는 광필터층(FP1, FP2)은 반사층(RP)과 같이 저굴절률층과 고굴절률이 층이 적층된 구조일 수 있다.
또한, 광필터층(FP1, FP2)은 안료 또는 염료를 포함하여 특정 파장의 광을 차단하는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 광필터층(FP1, FP2)은 청색광을 차단하기 위하여 청색광을 흡수하는 옐로우 컬러 필터층일 수 있다.
광필터층(FP1, FP2)은 제1 변환부(CCF1) 상에 배치되는 제1 광필터층(FP1) 및 제2 변환부(CCF2) 상에 배치되는 제2 광필터층(FP2)을 포함할 수 있다. 제1 광필터층(FP1)은 청색광은 차단하고 녹색광은 투과하는 필터층일 수 있다. 또한, 제2 광필터층(FP2)은 청색광은 차단하고 적색광은 투과하는 필터층일 수 있다.
제1 변환부(CCF1) 상에 배치되는 제1 광필터층(FP1)은 녹색 안료, 및 녹색광을 방출하는 형광체 또는 양자점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 제1 광필터층(FP1)은 녹색광을 방출하는 형광체 또는 양자점, 및 적색광을 방출하는 형광체 또는 양자점을 포함할 수 있다. 제
제2 변환부(CCF2) 상에 배치되는 제2 광필터층(FP2)은 적색 안료, 및 적색광을 방출하는 형광체 또는 양자점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 제2 광필터층(FP2)은 적색광을 방출하는 형광체 또는 양자점 및 녹색광을 방출하는 형광체 또는 양자점을 포함할 수 있다. 제2 변환부(CCF2)는 적색광을 방출하는 제2 발광체(EP2, 도 6b)를 포함하는 부분일 수 있다.
도 10에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-2)에서 반사 방지층(AR)은 제1 기판(SUB1) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 반사 방지층(AR)은 표시 패널 유닛(DP)의 최상부 층에 배치될 수 있다. 반사 방지층(AR)은 표시 패널 유닛(DP)의 외부에서 표시 패널 유닛(DP) 측으로 제공되는 외부광을 차단하는 것일 수 있다. 또한, 반사 방지층(AR)은 표시 패널 유닛(DP)의 외부에서 제공되는 외부광 중 청색광을 차단하는 것일 수 있다. 예를 들어, 반사 방지층(AR)은 편광층 및 위상 보상층이 적층된 형태일 수 있다.
도 10에 도시된 일 실시예에서 제1 배향 유도층(ALN1)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층일 수 있다. 또한, 제2 배향 유도층(ALN2)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층이거나, 또는 폴리이미드를 포함하는 배향층일 수 있다. 또는 제2 배향 유도층(ALN2)은 중합된 반응성 메소겐 및 폴리이미드를 모두 포함하는 층일 수 있다.
도 11은 일 실시예의 표시 장치(DD-3)의 분해 사시도이다. 도 11에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-3)는 도 10에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-2)에서 반사 방지층(AR)이 생략된 경우의 적층 구조와 동일한 적층 구조를 갖는 것일 수 있다.
도 11에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-3)은 액정층(LCL)을 기준으로 액정층(LCL)에서 제1 기판(SUB1) 방향으로 순차적으로 적층된 제1 배향 유도층(ALN1), 공통 전극(CE), 제1 편광층(PO1), 평탄화층(OC), 반사층(RP), 및 컬러 변환층(CCL)을 포함할 수 있다.
컬러 변환층(CCL)은 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3) 및 차광부(BM)를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 컬러 변환층(CCL) 상에 배치된 광필터층(FP1, FP2)을 더 포함할 수 있다. 제1 광필터층(FP1)은 제1 변환부(CCF1) 상에 배치되고, 제2 광필터층(FP2)은 제2 변환부(CCF2) 상에 배치되는 것일 수 있다.
제1 광필터층(FP1) 및 제2 광필터층(FP2)을 포함하는 구성에 대한 설명은 상술한 도 10에서 설명한 내용과 동일한 내용이 적용될 수 있다.
한편, 도 11의 분해 사시도를 참조하면, 반사층(RP)은 컬러 변환층(CCL)의 요철을 감싸고 배치되는 것일 수 있다. 즉, 일 실시예의 표시 장치(DD-3)를 제조하는 공정에서 반사층(RP)은 제1 기판(SUB1) 상에 컬러 변환층(CCL)을 배치한 이후에 컬러 변환층(CCL) 상에 제공되는 것일 수 있다. 따라서, 반사층(RP)은 제1 기판(SUB1) 상에 형성된 컬러 변환층(CCL)의 요철부를 따라서 배치되어 컬러 변환층(CCL)의 요철부에 대응하는 요철부를 갖는 것일 수 있다. 반사층(RP) 상에는 평탄화층(OC)이 배치될 수 있다. 평탄화층(OC)은 반사층(RP)의 요철을 감싸고 배치되는 것일 수 있다. 평탄화층(OC)은 액정층(LCL)에 인접한 반사층(RP)의 하부면의 요철을 채우고 배치되어 제1 편광층(PO1)과 인접한 면을 평탄하게 할 수 있다.
컬러 변환층(CCL)의 요철부를 따라서 배치되는 반사층(RP)의 경우, 반사층(RP)을 이루는 물질을 컬러 변환층(CCL) 상에 직접 코팅하여 형성될 수 있다.
또한, 도 11에 도시된 일 실시예에서 컬러 변환층의 차광부(BM)는 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3)들과 제3 방향축(DR3) 방향으로 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다. 즉, 일 실시예의 표시 장치(DD-3)를 제조하는 공정에서, 제1 기판(SUB1) 상에 차광부(BM) 패턴을 형성하여 영역을 구분하고, 차광부(BM) 패턴에 의하여 정의되는 부분에 각각 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3)들이 배치될 수 있다.
도 11에 도시된 일 실시예에서 제1 배향 유도층(ALN1)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층일 수 있다. 또한, 제2 배향 유도층(ALN2)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층이거나, 또는 폴리이미드를 포함하는 배향층일 수 있다.
도 12에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-4)는 제1 편광층(PO1) 및 제2 편광층(PO2)이 모두 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 사이에 배치되는 것일 수 있다. 제1 편광층(PO1)은 제1 기판(SUB1)과 제1 배향 유도층(ALN1) 사이에 배치되며, 제2 편광층(PO2)은 제2 기판(SUB2)과 제2 배향 유도층(ALN2) 사이에 배치되는 것일 수 있다.
한편, 도 12에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-4)에서는 상술한 도 2, 도 7 및 도 10에 도시된 일 실시예의 표시 장치와 달리 컬러 변환층(CCL)이 제1 기판(SUB1) 상에 배치되는 것일 수 있다. 즉, 도 12에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-4)에서 컬러 변환층(CCL)은 제1 기판(SUB1)의 상부면 상에 배치되는 것일 수 있다. 구체적으로 제1 기판(SUB1)의 상부면은 액정층(LCL)과 인접하지 않은 제1 기판(SUB1)의 일면일 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 도 12에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-4)는 도 10에 도시된 반사층(RP, 도 10) 및 광필터층(FP1, FP2, 도 10)에 각각 대응하는 반사층(미도시) 및 광필터층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사층(미도시)은 컬러 변환층(CCL)의 하부면에 배치되고 광필터층(미도시)은 컬러 변환층(CCL)의 상부면에 배치될 수 있다.
도 12에 도시된 일 실시예에서 제1 배향 유도층(ALN1)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층일 수 있다. 또한, 제2 배향 유도층(ALN2)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층이거나, 또는 폴리이미드를 포함하는 배향층일 수 있다.
도 13에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-5)는 컬러 필터층(CF)을 더 포함하는 것일 수 있다. 도 13에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-5)는 광원 유닛(BLU) 및 표시 패널 유닛(DP)을 포함하고, 광원 유닛(BLU)에서 생성된 제1 색 광은 표시 패널 유닛(DP)으로 제공된다. 제1 색 광은 청색광일 수 있다.
표시 패널 유닛(DP)은 서로 대향하는 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2), 액정층(LCL), 액정층(LCL)을 사이에 두고 각각 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)에 인접하게 배치되는 제1 배향 유도층(ALN1) 및 제2 배향 유도층(ALN2)을 포함할 수 있다. 또한 제1 기판(SUB1)과 제1 배향 유도층(ALN1) 사이에 배치되는 컬러 변환층(CCL)을 포함할 수 있다. 또한, 컬러 변환층(CCL)과 제1 배향 유도층(ALN1) 사이에는 제1 편광층(PO1)이 배치될 수 있다.
컬러 변환층(CCL)은 방출되는 색상 별로 발광 영역이 구분되지 않은 하나의 층으로 제공되는 것일 수 있다. 예를 들어, 컬러 변환층(CCL)은 변환부들로 구분되지 않고 제1 편광층(PO1) 상에서 하나의 층으로 배치되는 것일 수 있다.
컬러 변환층(CCL)은 제1 발광체(EP1) 및 제2 발광체(EP2)를 모두 포함하는 것일 수 있다. 즉, 컬러 변환층(CCL)은 청색광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 제1 발광체(EP1) 및 청색광을 흡수하여 적색광을 방출하는 제2 발광체(EP2)를 모두 포함하여, 컬러 필터층(CF)으로 백색광을 제공할 수 있다.
컬러 변환층(CCL)은 베이스 수지(BR)를 포함하는 것일 수 있다. 컬러 변환층(CCL)에서 제1 발광체(EP1) 및 제2 발광체(EP2)는 베이스 수지(BR)에 분산되어 배치되는 것일 수 있다. 또한, 컬러 변환층(CCL)은 산란 입자(OP)를 더 포함하는 것일 수 있다. 산란 입자(OP)는 TiO2　또는 실리카계 나노　입자　등일 수 있다.
컬러 필터층(CF)은 복수 개의 필터부들(CF1, CF2, CF3) 및 차광부(BM)를 포함할 수 있다. 복수 개의 필터부들(CF1, CF2, CF3)은 각각 서로 다른 색의 광을 투과시키는 필터부들일 수 있다. 차광부(BM)는 복수 개의 필터부들(CF1, CF2, CF3) 중 이웃하는 필터부들 사이에 배치되는 것일 수 있다. 예를 들어, 차광부(BM)는 복수 개의 필터부들을 서로 구분하는 것일 수 있다. 차광부(BM)는 블랙 매트릭스일 수 있다. 차광부(BM)는 블랙 안료 또는 염료를 포함하는 유기 차광 물질 또는 무기 차광 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 차광부(BM)는 빛샘 현상을 방지하고, 인접하는 필터부들 사이의 경계를 구분하는 것일 수 있다.
컬러 필터층(CF)은 녹색광을 투과하는 제1 필터부(CF1), 적색광을 투과하는 제2 필터부(CF2) 및 청색광을 투과하는 제3 필터부(CF3)를 포함할 수 있다. 제1 필터부(CF1)는 녹색 안료를 포함하는 것이고, 제2 필터부(CF2)는 적색 안료를 포함하는 것일 수 있다. 또한, 제3 필터부(CF3)는 청색 안료를 포함하는 것일 수 있다.
도 13에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-5)는 컬러 필터층(CF) 및 컬러 변환층(CCL)을 포함하여 컬러 필터층(CF)만을 사용하는 경우에 비하여 색순도가 높은 표시 장치를 구현할 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 일 실시예에서 제1 배향 유도층(ALN1)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층일 수 있다. 또한, 제2 배향 유도층(ALN2)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층이거나, 또는 폴리이미드를 포함하는 배향층일 수 있다.
도 14는 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다. 도 14에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-6)는 커브드 표시 장치일 수 있다. 도 14에 도시된 일 실시에의 표시 장치(DD-6)는 휘어진 제1 기판(SUB1) 및 휘어진 제 2기판(SUB2)을 포함할 수 있다. 도 14에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-6)는 상술한 도 2에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD)와 비교하여 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)이 휘어진 형태로 배치되는 것에 있어서 차이가 있다. 제1 기판(SUB1)은 제1 곡률 반경을 갖도록 휘어진 기판이고, 제2 기판(SUB2)은 제2 곡률 반경을 갖도록 휘어진 기판일 수 있다. 제2 기판(SUB2)의 곡률 반경은 제1 기판(SUB1)의 곡률 반경 이상일 수 있다. 또한, 광원 유닛(BLU)은 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)의 휘어진 형태를 따라 휘어진 형태로 배치될 수 있다.
도 14에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-6)는 휘어진 제1 기판(SUB1)과 휘어진 제2 기판(SUB2) 사이에 배치된 액정층(LCL), 액정층(LCL)을 사이에 두고 제1 기판(SUB1)에 인접하여 배치된 제1 배향 유도층(ALN1) 및 제2 기판(SUB2)에 인접하여 배치된 제2 배향 유도층(ALN2)을 포함할 수 있다. 제1 배향 유도층(ALN1) 상에는 제1 편광층(PO1) 및 컬러 변환층(CCL)이 순차적으로 적층되어 배치될 수 있다. 또한, 제2 편광층(PO2)은 제2 기판(SUB2)의 하부면에 배치되는 것일 수 있다.
도 14에 도시된 일 실시예에서 제1 배향 유도층(ALN1)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층일 수 있다. 또한, 제2 배향 유도층(ALN2)은 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 배향층이거나, 또는 폴리이미드를 포함하는 배향층일 수 있다.
한편, 도 14에 도시된 일 실시예에서는 액정 분자(LC) 중 제1 배향 유도층(ALN1)에 인접하여 배치된 액정 분자(LC1)와, 제2 배향 유도층(ALN2)에 인접하여 배치된 액정 분자(LC2)의 선경사각의 평균값은 서로 다를 수 있다.
예를 들어, 제1 배향 유도층(ALN1)에 인접한 액정 분자(LC1)의 선경사각의 평균값은 제2 배향 유도층(ALN2)에 인접한 액정 분자(LC2)의 선경사각의 평균값 이상일 수 있다. 예를 들어, 제1 배향 유도층(ALN1)에 인접한 액정 분자(LC1)의 선경사각의 평균값은 약 89도 이상 90도 이하일 수 있다. 또한, 제2 배향 유도층(ALN2)에 인접한 액정 분자(LC2)의 선경사각의 평균값은 약 88도 이상 약 89도 이하일 수 있다.
도 7 내지 도 14에서 설명한 일 실시예의 표시 장치는 배향 유도층을 중합된 반응성 메소겐을 포함하도록 형성하여 폴리이미드를 이용한 배향막 형성 공정을 줄임으로써 표시 장치가 고온 조건에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 일 실시예예서 적어도 제1 배향 유도층을 중합된 반응성 메소겐을 포함하도록 형성하여, 제1 배향 유도층에 인접하여 배치된 컬러 변환층의 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 일 실시예의 표시 장치는 컬러 변환층이 고온 공정에 노출되는 것을 방지하여 높은 색 재현율을 가지면서도 광 유지율이 높은 표시 장치를 구현할 수 있다.
또한, 일 실시예의 표시 장치는 액정 분자를 배향하기 위한 배향층 형성시 고온 공정대신 광중합하여 형성된 중합성 반응성 메소겐을 포함하도록 하여, 컬러 변환층, 편광층 등을 포함하는 광학 부재의 신뢰성과 표시 품질이 개선될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
BLU : 광원 유닛 DP : 표시 패널 유닛
SUB1 : 제1 기판 SUB2 : 제2 기판
ALN1 : 제1 배향 유도층 ALN2 : 제2 배향 유도층
LCL : 액정층 CCL : 컬러 변환층
PO1 : 제1 편광층 PO2 : 제2 편광층

Claims (32)

  1. 표시 패널 유닛; 및
    상기 표시 패널 유닛에 제1 색 광을 제공하는 광원 유닛; 을 포함하고,
    상기 표시 패널 유닛은
    제1 기판;
    상기 제1 기판에 마주하며, 상기 제1 기판보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 기판;
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되고 복수의 액정 분자들을 포함하는 액정층;
    상기 제1 기판 및 상기 액정층 사이에 배치된 제1 배향 유도층;
    상기 제2 기판 및 상기 액정층 사이에 배치된 제2 배향 유도층; 및
    상기 액정층 상에 배치되고, 상기 광원 유닛에서 제공된 상기 제1 색 광을 흡수하여 상기 제1 색과 상이한 색으로 방출하는 발광체를 포함하는 컬러 변환층; 을 포함하고,
    상기 제1 배향 유도층은 중합된 제1 반응성 메소겐을 포함하는 것인 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 배향 유도층은 중합된 제2 반응성 메소겐 및 폴리이미드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것인 표시 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 배향 유도층은 상기 폴리이미드를 포함하는 것이고,
    상기 제1 배향 유도층은 상기 폴리이미드를 포함하지 않고, 상기 중합된 제1 반응성 메소겐을 포함하는 배향층인 표시 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 배향 유도층의 두께는 상기 제2 배향 유도층의 두께 이하인 것인 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 배향 유도층은 복수 개의 돌기들을 포함하는 것인 표시 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 배향 유도층은 상기 중합된 제2 반응성 메소겐을 포함하는 것이고,
    상기 제1 배향 유도층 및 상기 제2 배향 유도층은 각각 복수 개의 돌기들을 포함하는 것인 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 발광체는 상기 제1 색 광을 흡수하여 제2 색 광으로 방출하는 제1 발광체; 및
    상기 제1 색 광을 흡수하여 상기 제2 색과 상이한 제3 색 광으로 방출하는 제2 발광체; 를 포함하는 표시 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 컬러 변환층은
    상기 제1 발광체를 포함하는 제1 변환부;
    상기 제2 발광체를 포함하는 제2 변환부; 및
    상기 제1 색 광을 투과시키는 제3 변환부; 를 포함하는 표시 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 변환부 내지 상기 제3 변환부는 평면상에서 서로 이격되어 배치되고,
    상기 컬러 변환층은 서로 이격된 상기 제1 변환부 내지 상기 제3 변환부들 사이에 배치되는 차광부를 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 발광체의 입자 크기는 상기 제2 발광체의 입자 크기와 상이한 것인 표시 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 발광체는 형광체 및 양자점 중 적어도 하나를 포함하는 것인 표시 장치
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 컬러 변환층은 베이스 수지; 및
    상기 베이스 수지에 분산된 광산란 입자; 를 더 포함하는 표시 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 표시 패널 유닛은
    제1 방향의 편광축을 갖는 제1 편광층; 및
    상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향의 편광축을 갖는 제2 편광층; 을 더 포함하는 표시 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1 편광층 및 상기 제2 편광층 중 적어도 하나는 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되는 표시 장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제1 편광층은 상기 제1 배향 유도층과 상기 제1 기판 사이에 배치되고,
    상기 컬러 변환층은 상기 제1 편광층 상에 배치된 표시 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 컬러 변환층은 상기 제1 편광층 및 상기 제1 기판 사이에 배치된 표시 장치.
  17. 제 7항에 있어서,
    상기 컬러 변환층과 상기 액정층 사이에 배치되며,
    상기 제1 색 광은 투과시키고, 상기 제2 색 광 및 상기 제3 색 광을 반사시키는 반사층을 더 포함하는 표시 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 반사층은
    각각이 제1 굴절률을 갖는 하나 이상의 제1 절연막들; 및
    각각이 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 하나 이상의 제2 절연막들; 을 포함하고,
    상기 하나 이상의 제1 절연막들과 상기 하나 이상의 제2 절연막들은 교번하여 적층된 것인 표시 장치.
  19. 제 7항에 있어서,
    상기 컬러 변환층 상에 배치되고, 상기 제1 색 광을 반사하는 광필터층을 더 포함하는 표시 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 광필터층은 상기 제2 색 광 및 상기 제3 색 광 중 적어도 하나는 투과하는 것인 표시 장치.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 광필터층은 상기 제1 변환부 상에 배치된 제1 광필터층; 및
    상기 제2 변환부 상에 배치되는 제2 광필터층; 을 포함하는 표시 장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 제1 광필터층은 상기 제2 색 광을 투과시키고, 상기 제2 광필터층은 상기 제3 색 광을 투과시키는 것인 표시 장치.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 제1 광필터층은 상기 제1 발광체 및 상기 제2 색 광을 방출하는 제2 색 안료를 포함하고,
    상기 제2 광필터층은 상기 제2 발광체 및 상기 제3 색을 방출하는 제3 색 안료를 포함하는 것인 표시 장치.
  24. 제 1항에 있어서,
    상기 컬러 변환층 상에 배치되는 컬러 필터층을 더 포함하고,
    상기 컬러 필터층은
    서로 상이한 색의 광을 방출하는 복수 개의 필터부들; 및
    상기 복수 개의 필터부들을 서로 구분하며, 상기 필터부들 중 서로 이웃하는 필터부들 사이에 배치되는 차광부; 를 포함하는 표시 장치.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 컬러 변환층은 필터부들을 감싸게 배치되며,
    상기 컬러 변환층은 베이스 수지 및 산란 입자를 더 포함하는 표시 장치.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 발광체는 상기 제1 색 광을 흡수하여 제2 색 광으로 방출하는 제1 발광체; 및
    상기 제1 색 광을 흡수하여 상기 제2 색과 상이한 제3 색 광으로 방출하는 제2 발광체; 를 포함하는 표시 장치.
  27. 표시 패널 유닛; 및
    상기 표시 패널 유닛에 제1 색 광을 제공하는 광원 유닛; 을 포함하고,
    상기 표시 패널 유닛은
    제1 기판;
    상기 제1 기판에 마주하며, 상기 제1 기판보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 기판;
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되고 복수의 액정 분자들을 포함하는 액정층;
    상기 제1 기판 및 상기 액정층 사이에 배치된 제1 배향 유도층;
    상기 제2 기판 및 상기 액정층 사이에 배치된 제2 배향 유도층;
    상기 제1 배향 유도층과 상기 제1 기판 사이에 배치된 제1 편광층;
    상기 광원 유닛과 상기 액정층 사이에 배치된 제2 편광층; 및
    상기 제1 편광층 상에 배치된 컬러 변환층; 을 포함하고,
    상기 제1 배향 유도층은 중합된 반응성 메소겐을 포함하고, 상기 컬러 변환층은 상기 제1 색 광을 흡수하여 상기 제1 색과 상이한 색으로 방출하는 발광체를 포함하며, 상기 컬러 변환층은 상기 제1 기판에 직접 배치되는 것인 표시 장치.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 컬러 변환층은 상기 제1 배향 유도층에 인접한 상기 제1 기판의 일면 상에 배치된 표시 장치.
  29. 청색광을 발생하는 광원 유닛; 및
    상기 광원 유닛 상에 배치되고, 녹색 발광 영역, 적색 발광 영역 및 청색 발광 영역을 포함하는 표시 패널 유닛; 을 포함하고,
    상기 표시 패널 유닛은
    제1 기판;
    상기 제1 기판에 마주하며, 상기 제1 기판보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 기판;
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층;
    상기 액정층 및 상기 제1 기판 사이에 배치되고, 중합된 반응성 메소겐을 포함하는 제1 배향 유도층;
    상기 액정층 및 상기 제2 기판 사이에 배치된 제2 배향 유도층;
    상기 제1 배향 유도층과 상기 제1 기판 사이에 배치된 컬러 변환층;
    상기 컬러 변환층과 상기 액정층 사이에 배치되는 제1 편광층; 및
    상기 제1 편광층과 마주하며, 상기 제1 편광층보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 편광층; 을 포함하고,
    상기 컬러 변환층은
    상기 녹색 발광 영역에 대응하여 배치되며, 상기 청색광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 제1 발광체를 포함하는 제1 변환부;
    상기 적색 발광 영역에 대응하여 배치되며, 상기 청색광을 흡수하여 적색광을 방출하는 제2 발광체를 포함하는 제2 변환부; 및
    상기 청색 발광 영역에 대응하여 배치되며, 상기 청색광을 투과키는 제3 변환부; 를 포함하는 표시 장치.
  30. 제 1항에 있어서, 상기 중합된 제1 반응성 메소겐은 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로부터 유래된 것인 표시 장치:
    [화학식 1]
    Figure pat00023

    [화학식 2]
    Figure pat00024

    상기 화학식 1 및 상기 화학식 2에 있어서,
    A1, A2, B1, 및 B2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 2가의 탄화수소 고리기, 또는 치환 또는 비치환된 2가의 헤테로 고리기이고,
    a1, a3, b1, b2, b3 및 b4는 각각 독립적으로 0 이상 6 이하의 정수이고,
    a2 및 a4는 각각 독립적으로 0 또는 1이고,
    L1 및 L2는 연결기이고,
    Z1 및 Z2는 스페이서기이고,
    Pa , Pb 및 Pc는 중합기이고,
    E는 질소 원자 및 산소 원자 중 적어도 하나를 포함하는 수소 결합 작용기이다.
  31. 제 30항에 있어서,
    상기 중합된 제1 반응성 메소겐은 수직 배향기를 더 포함하는 것인 표시 장치.
  32. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 각각은 휘어진 기판이며,
    상기 제2 배향 유도층은 제2 반응성 메소겐 또는 폴리이미드를 포함하는 것인 표시 장치.
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