KR20180064611A - 표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 배치된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치된 액정층, 상기 액정층 상에 배치된 편광판, 상기 편광판 상에 배치되며 복수의 색 변환부를 갖는 색 변환층 및 상기 색 변환층 상에 배치된 제2 기판을 포함하며, 상기 편광판은 고분자 필름을 포함하고, 상기 액정층과 상기 색 변환층 사이의 거리는 5㎛ 내지 50㎛인 표시장치를 제공한다.

Description

표시장치 및 그 제조방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 색 변환층을 갖는 표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.
액정 표시장치(liquid crystal display, LCD)는 현재 널리 사용되고 있는 평판 표시장치(flat panel display, FPD) 중 하나로, 전극이 배치된 2개의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층을 포함한다.
액정 표시장치는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시장치다. 이러한 액정 표시장치는 색을 표현하기 위한 컬러 필터를 포함한다.
최근, 기존의 액정 표시장치에 사용되는 컬러 필터를 형광체로 된 색 변환층으로 대체한 표시장치가 연구되고 있다. 이러한 형광체로 된 색 변환층을 갖는 표시장치를 포토루미네선트 표시장치(Photo-Luminescent Display 또는 PLD)라고도 한다. 포토루미네선트 표시장치는 색 변환층과 액정층 사이에 배치된 편광판을 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 우수한 색상 구현 능력을 갖는 표시장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 제1 기판; 상기 제1 기판 상에 배치된 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 배치된 액정층; 상기 액정층 상에 배치된 편광판; 상기 편광판 상에 배치되며, 복수의 색 변환부를 갖는 색 변환층; 및 상기 색 변환층 상에 배치된 제2 기판;을 포함하며, 상기 편광판은 고분자 필름을 포함하고, 상기 액정층과 상기 색 변환층 사이의 거리는 5㎛ 내지 50㎛인 표시장치를 제공한다.
상기 액정층과 상기 색 변환층 사이의 거리는 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다.
상기 편광판은 폴리비닐알콜(PVA)로 이루어진 선 편광판이다.
상기 표시장치는 상기 편광판과 상기 액정층 사이에 배치된 제2 전극을 포함한다.
상기 제2 전극은 상기 액정층과 접촉한다.
상기 편광판은 3㎛ 내지 10㎛의 두께를 갖는다.
상기 편광판과 상기 색 변환층 사이에 점착층이 배치된다.
상기 편광판과 상기 액정층 사이에 위상차판이 배치된다.
상기 위상차판은 λ/4 위상차판 및 λ/2 위상차판 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 색 변환층은 형광체를 포함한다.
상기 형광체는 퀀텀 도트를 포함한다.
상기 색 변환층은, 청색 광을 흡수하여 적색을 발광하는 적색 변환부; 및 청색 광을 흡수하여 녹색을 발광하는 녹색 변환부;를 포함한다.
상기 색 변환층은, 청색광을 투과하는 투과부를 더 포함한다.
상기 적색 변환부와 상기 제2 기판 사이 및 상기 녹색 변환부와 상기 제2 기판 사이에 황색 컬러필터가 배치된다.
상기 편광판과 상기 색 변환층 사이에 이색 반사층이 더 배치된다.
상기 복수의 색 변환부 사이에 차광층이 배치된다.
상기 차광층은, 상기 제2 기판의 표면을 기준으로 상기 색 변환부보다 작은 높이를 갖는다.
상기 차광층은, 상기 액정층 방향의 상기 색 변환부의 적어도 일부 표면을 덮는다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 제1 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 제2 기판 상에 복수의 색 변환부를 갖는 색 변환층을 형성하는 단계; 상기 색 변환층 상에 필름 형태의 편광판을 부착하는 단계; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 개재하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 전극과 상기 편광판은 서로 대향하여 배치되며, 상기 액정층과 상기 색 변환층 사이의 거리는 5㎛ 내지 50㎛인 표시장치의 제조방법을 제공한다.
상기 편광판은 PVA로 이루어진 선 편광판이다.
상기 편광판은 3㎛ 내지 10㎛의 두께를 갖는다.
상기 표시장치의 제조방법은 상기 편광판을 부착하는 단계 후, 상기 편광판 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 제2 전극은 편광판의 표면에 투명 도전 물질을 증착하여 형성된다.
상기 색 변환층을 형성하는 단계는, 상기 제2 기판 상에 개구부를 정의하는 차광층을 형성하는 단계; 및 상기 개구부에 상기 복수의 색 변환부를 배치하는 단계;를 포함한다.
상기 색 변환층을 형성하는 단계는, 상기 제2 기판 상에 서로 이격된 복수의 색 변환부를 형성하는 단계; 및 상기 서로 이격된 복수의 색 변환부 사이에 차광층을 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시장치를 구성하는 액정층과 색 변환층 사이의 거리가 짧아, 표시장치에서의 시차(視差, parallax) 발생이 방지된다. 그에 따라, 표시장치가 우수한 색상 표현 능력을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시장치의 화소에 대한 평면도이다.
도 3은 도 2의 절단선 I-I'를 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 절단선 II-II'를 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 11a 내지 11g는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 공정도이다.
도 12a 및 11b는 본 발명의 따른 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 공정도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 범위는 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(101)의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(101)는 순차적으로 배치된 백라이트부(140), 편광 부재(160), 표시기판(110), 액정층(180) 및 대향기판(120)을 포함한다. 대향기판(120)은 편광판(150), 색 변환층(170) 및 제2 기판(121)을 포함한다. 백라이트부(140)와 표시기판(110) 사이에 배치된 편광 부재(160) 역시 편광판을 포함한다.
백라이트부(140)는 자외선, 근자외선(rear ultraviolet) 등을 조사할 수 있다. 백라이트부(140)는, 예를 들어, 백색광 또는 청색광을 표시기판(110)으로 조사할 수 있다. 이하, 청색광을 발광하는 백라이트부(140)가 사용되는 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 표시장치(101)의 화소에 대한 평면도이고, 도 3은 도 2의 절단선 I-I'를 따라 자른 단면도이고, 도 4는 도 2의 절단선 II-II'를 따라 자른 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(101)는 표시기판(110)과 대향기판(120) 사이에 배치된 액정층(180)을 포함한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(101)는 액정표시장치라고 할 수 있다. 액정층(180)에 의해 백라이트부(140)로부터 색 변환층(170)으로 제공되는 광의 투과량이 제어된다.
표시기판(110)은 제1 기판(111), 박막트랜지스터(TFT), 제1 전극(115), 게이트 절연막(131) 및 보호막(132)을 포함한다. 박막트랜지스터(TFT)는 반도체층(SM), 저항성 접촉층(OMC), 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.
또한, 표시기판(110)에 편광 부재(160)가 배치된다. 예를 들어, 편광 부재(160)는 제1 기판(111)의 배면에 배치될 수 있다. 편광 부재(160)는 선 편광판을 포함한다. 편광 부재(160)는 위상차판을 더 포함할 수 있다.
제1 기판(111)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진다.
제1 기판(111) 상에 복수의 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(GE)이 배치된다. 게이트 전극(GE)은 게이트 라인(GL)과 연결된다. 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(GE)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 계열의 금속, 은(Ag)이나 은 합금과 같은 은 계열의 금속, 구리(Cu)나 구리 합금과 같은 구리 계열의 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금과 같은 몰리브덴 계열의 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 중 어느 하나로 만들어질 수 있다. 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(GE) 중 적어도 하나는 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(131)은 게이트 라인(GL) 및 게이트 전극(GE)을 포함하는 제1 기판(111)의 전면(全面)에 배치된다. 게이트 절연막(131)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx) 등으로 만들어질 수 있다. 또는, 게이트 절연막(131)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층들을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다.
반도체층(SM)은 게이트 절연막(131) 상에 배치된다. 이 때, 반도체층(SM)은 게이트 절연막(131)의 하부에 위치한 게이트 전극(GE)과 중첩한다. 반도체층(SM)은 비정질 규소 또는 다결정 규소 등으로 만들어질 수 있다. 반도체층(SM)은 산화물 반도체로 이루어질 수도 있다.
반도체층(SM) 상에 저항성 접촉층(OMC)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 저항성 접촉층(OMC)은 채널 부분 이외의 반도체층(SM) 상에 배치된다.
또한, 게이트 절연막(131) 상에 복수의 데이터 라인(DL)이 배치된다. 데이터 라인(DL)은 게이트 라인(GL)과 교차한다. 소스 전극(SE)은 데이터 라인(DL)과 연결된다. 소스 전극(SE)은 저항성 접촉층(OMC) 상에 배치된다. 드레인 전극(DE)은 소스 전극(SE)과 이격되어 저항성 접촉층(OMC) 상에 배치되며, 제1 전극(115)에 연결된다.
데이터 라인(DL), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 중 적어도 하나는 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어질 수 있다. 데이터 라인(DL), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 중 적어도 하나는 내화성 금속막과 저저항 도전막을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
보호막(132)은 반도체층(SM), 데이터 라인(DL), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함하는 제1 기판(111)의 전면에 배치된다. 보호막(132)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx)와 같은 무기 절연물로 만들어질 수 있다. 이와 달리, 보호막(132)은 유기막으로 만들어질 수도 있다. 보호막(132)은 하부 무기막과 상부 유기막으로 된 이중막 구조를 가질 수도 있다.
제1 전극(115)은 보호막(132) 상에 배치된다. 제1 전극(115)은 보호막(132)의 콘택홀(CH)을 통해 드레인 전극(DE)과 연결된다. 제1 전극(115)은 ITO(Indium tin oxide) 또는 IZO(Indium zinc oxide) 등의 투명한 도전성 물질로 만들어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 전극(115)은 화소 전극이다.
제1 전극(115) 상에 액정층(180)이 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액정층(180)은 자기 배열 액정(self-align liquid crystal)을 포함한다. 자기 배열 액정은 배향막 없이 배열될 수 있다. 자기 배열 액정이 사용되는 경우, 제1 전극(115)과 제2 전극(125) 상에 배향막이 배치되지 않아도 된다.
액정층(180) 상에 대향기판(120)이 배치된다.
대향기판(120)은 제2 기판(121), 색 변환층(170) 및 편광판(150)을 포함한다. 편광판(150)은 색 변환층(170)보다 액정층(180)에 가까이 배치된다. 도 3 및 4를 참조하면, 액정층(180) 상에 편광판(150)이 배치되고, 편광판(150) 상에 색 변환층(170)이 배치되고, 색 변환층(170) 상에 제2 기판(121)이 배치된다. 반면, 제2 기판(121)을 기준으로, 제2 기판(121) 상에 색 변환층(170)이 배치되고, 색 변환층(170) 상에 편광판(150)이 배치된다.
또한, 대향기판(120)은 차광층(251) 및 제2 전극(125)을 더 포함할 수 있다. 차광층(251)과 제2 전극(125)은 각각 표시기판(110)에 배치될 수도 있다.
제2 기판(121)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 기판(121) 상에 차광층(251)이 배치된다. 차광층(251)은 복수의 개구부를 정의한다. 평면상으로, 차광층(251)은 복수의 개구부를 갖는 메시 형상 또는 매트릭스 형상을 가질 수 있다. 따라서, 차광층(251)을 블랙 매트릭스(Black Matrix, BM)라고도 한다.
차광층(251)에 의해 정의되는 개구부는 제1, 제2 및 제3 화소(PX1, PX2, PX3)의 각 제1 전극(115)에 대응하여 위치한다. 차광층(251)은 개구부들을 제외한 부분에서의 광을 차단한다. 예를 들어, 차광층(251)은 박막트랜지스터들(TFT), 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL) 상에 위치하여 이들을 통과한 광이 외부로 방출되는 것을 차단한다. 차광층(251)은 반드시 필요한 것은 아니며, 생략될 수도 있다.
색 변환층(170)은 백라이트부(140)로부터 입사된 광의 파장을 변환하여 다른 파장을 갖는 광을 방출한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 색 변환층(170)은 형광체를 포함한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 색 변환층(170)은 복수의 색 변환부(171, 172)를 포함한다. 색 변환부(171, 172)는 소정의 파장을 갖는 빛을 흡수하여 다른 파장을 갖는 빛을 방출하는 형광체를 포함한다. 색 변환부(171, 172)는 차광층(251)에 의하여 정의되는 개구부에 배치될 수 있다. 즉, 인접한 색 변환부(171, 172) 사이에 차광층(251)이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 색 변환층(170)은 제1 색 변환부(171) 및 제2 색 변환부(172)를 포함한다. 예를 들어, 제1 색 변환부(171)는 적색 화소(PX1)에 대응되는 적색 변환부이며, 적색을 발광한다. 제2 색 변환부(172)는 녹색 화소(PX2)에 대응되는 녹색 변환부이며, 녹색을 발광한다.
제1 색 변환부(171)는 적색 형광체를 포함하고, 제2 색 변환부(172)는 녹색 형광체를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적색 형광체는 청색 광을 흡수하여 적색을 발광하고, 녹색 형광체는 청색 광을 흡수하여 녹색을 발광한다.
도 3 및 4를 참조하면, 색 변환층(170)은 투과부(173)를 포함한다. 투과부(173)를 통과하는 광의 파장은 변하지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 투과부(173)는 청색 광을 투과한다. 따라서, 백라이트부(140)가 청색광을 조사하는 경우, 투과부(173)는 청색 화소(PX3)에 대응될 수 있다.
도시되지 않았지만, 색 변환층(170)은 청색 광을 흡수하여 적색과 녹색 이외의 다른 색을 발광하는 제3 색 변환부를 더 포함할 수도 있다.
색 변환부(171, 172)는 형광체를 포함하는 수지(resin)로 만들어질 수 있다. 형광체는 빛, 방사선 등의 조사로 형광을 발하는 물질로, 형광체 특정의 파장을 가진 광을 방출한다. 또한, 형광체는 조사되는 광의 방향에 관계없이 전 영역으로 광을 방출한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 형광체로 퀀텀 도트(quantum dot)가 사용될 수 있다. 또한, 퀀텀 로드(quantum rod)가 형광체로 사용될 수도 있다.
이 중, 퀀텀 도트는 퀀텀 도트로 입사된 입사광을 흡수한 후 입사광과 다른 파장을 갖는 광을 방출한다. 즉, 퀀텀 도트는 퀀텀 도트로 입사된 광의 파장을 변환시킬 수 있는 파장변환 입자이다. 퀀텀 도트의 크기에 따라 퀀텀 도트에 의해 변환된 광의 파장이 달라질 수 있다. 예를 들어, 퀀텀 도트의 직경 조절에 의하여, 퀀텀 도트가 원하는 색상의 광을 방출하도록 할 수 있다.
퀀텀 도트는 일반적인 높은 흡광계수(extinction coefficient) 및 높은 양자효율(quantum yield)을 가져, 매우 강한 형광을 발생한다. 특히, 퀀텀 도트는 짧은 파장의 빛을 흡수하여 더 긴 파장을 갖는 빛을 방출할 수 있다.
퀀텀 도트는 코어(core) 및 코어를 둘러싸는 쉘(shell)을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 쉘은 두 층 이상으로 형성될 수 있다. 또한, 퀀텀 도트는 쉘에 결합되는 유기 리간드를 포함할 수 있고, 쉘을 둘러싸는 유기 코팅층을 포함할 수도 있다.
퀀텀 도트는 Ⅱ족 화합물 반도체, Ⅲ족 화합물 반도체, Ⅴ족 화합물 반도체 및 VI족 화합물 반도체 중에서 적어도 한가지 물질을 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 퀀텀 도트를 구성하는 코어는 PbSe, InAs, PbS, CdSe, InGaP, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 쉘은 CuZnS, CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 및 HgS 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
동일 조성의 퀀텀 도트이라도 직경에 따라 서로 다른 빛을 발생할 수 있다.
또한, 색 변환층(170)은 반사체를 더 포함할 수 있다. 반사체로 TiO2 등이 있다. 반사체는 입자 형태를 가질 수 있으며, 형광체를 포함하는 수지 내에 분산되어 배치될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제2 기판(121)을 기준으로, 색 변환층(170) 상에 편광판(150)이 배치되고, 편광판(150) 상에 제2 전극(125)이 배치된다.
또한, 색 변환층(170)과 편광판(150) 사이에 오버코트층(191)이 배치될 수 있다. 오버코트층(191)은 색 변환층(170)을 보호하고, 편광판(150) 방향의 색 변환층(170)의 상부를 평탄화하는 역할을 한다. 오버코트층(191)은 광투과성 유기물로 만들어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 점착층이 오버코트층(191)으로 사용될 수 있다. 즉, 색 변환층(170)과 편광판(150) 사이에 점착층이 배치될 수 있다. 이와 같이 오버코트층(191)으로 사용되는 점착층은 색 변환층(170)의 상부를 평탄화시키는 역할을 하면서 동시에, 편광판(150)을 색 변환층(170)에 부착시키는 역할을 한다. 오버코트층(191)은 생략될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 편광판(150)과 액정층(180) 사이에 2 전극(125)이 배치된다. 제2 전극(125)은 편광판(150)을 포함한 제2 기판(121)의 전면에 위치할 수 있다. 제2 전극(125)은 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전물질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 전극(125)은 공통 전극이다.
제2 전극(125)은 증착에 의하여 만들어질 수 있다. 예를 들어, 편광판(150)의 일면에 투명 도전 물질이 직접 증착되어 제2 전극(125)이 만들어질 수 있다. 이때, 상온 증착이 이루어질 수 있다. 이 경우, 편광판(150)의 열 변형 없이, 제2 전극(125)이 편광판(150)의 표면에 직접 형성될 수 있다.
제2 전극(125)은 제1 전극(115)들과 함께 액정층(180)에 전계를 인가한다.
편광판(150)은 제2 전극(125)과 색 변환층(170) 사이에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 편광판(150)은 고분자 필름을 포함하며, 입사된 광을 선편광킨다. 이러한 편광판(150)으로 고분자 필름으로 이루어진 선 편광판(linear polarizer, 편광자)이 있다. 즉, 편광판(150)으로 PVA(polyvinyl alcohol)로 이루어진 선 편광판이 사용될 수 있다.
보다 구체적으로, 폴리비닐알코올(PVA)계 수지에 이색성 색소가 흡착 배향되어 만들어진 필름이 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판(150)으로 사용될 수 있다. 폴리비닐알콜(PVA)계 수지의 예로, 아세트산 비닐의 단독 중합체 또는 아세트산 비닐과 다른 단량체의 공중합체 등이 있다.
편광판(150)은, 예를 들어, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하여 2색성 색소가 폴리비닐알콜계 수지 필름에 흡착되도록 하는 공정, 2색성 색소가 흡착된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 수용액으로 처리하는 공정, 및 세정하는 공정을 포함하는 방법에 의하여 제조될 수 있다. 그러나, 편광판(150)의 제조방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
편광판(150)의 투과축은 표시기판(110)에 배치된 편광 부재(160) 투과축과 직교하도록 배치될 수 있다. 편광판(150)의 투과축과 편광 부재(160) 투과축 중 어느 하나는 게이트 라인(GL)에 나란하게 배열될 수 있다.
일반적으로, 액정층(180)에 포함된 액정 분자의 배향을 위해 배향막이 사용된다. 배향막은 제1 전극(115)의 표면 및 제2 전극(125)의 표면에 배치될 수 있다. 배향막은 폴리이미드(PI)와 같은 화합물에 의하여 만들어질 수 있는데, 이 때, 폴리이미드(PI)의 배향 고정을 위해 열처리가 이루어진다. 이러한 열처리 과정에서 발생되는 열에 의해 고분자 필름으로 이루어진 편광판(150)이 변형될 수 있다. 편광판(150)을 형성하는 폴리비닐알콜(PVA)과 같은 고분자 필름이 이러한 열에 의해 변형되는 경우, 편광판(150)의 편광효율이 저하되거나 편광판(150)이 편광 기능을 상실하게 된다.
따라서, 제2 전극(125) 상에 배향막이 배치되는 경우, 배향막 형성 과정에서 발생되는 열에 의한 편광판(150)의 변형을 방지하기 위해, 별도의 보호 부재 또는 지지 부재가 제2 전극(125)과 편광판(150) 사이에 배치된다. 이러한, 보호 부재 또는 지지 부재가 사용되는 경우, 광학층의 두께가 두꺼워져 액정층(180)과 색 변환층(170) 사이의 거리(d1)가 멀어진다. 액정층(180)과 색 변환층(170) 사이의 거리(d1)가 멀어지는 경우, 혼색 및 시차(視差, parallax)가 발생될 가능성이 커진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 전극(125) 상에 배향막이 배치되지 않는다. 즉, 제2 전극(125)은 액정층(180)과 직접 접촉한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 전극(125) 상에 배향막이 배치되지 않기 때문에, 배향막 형성을 위한 열처리 공정이 생략되며, 편광판(150)의 변형을 방지하기 위한 별도의 보호 부재 또는 지지 부재가 제2 전극(125)과 편광판(150) 사이에 배치되지 않아도 된다. 따라서, 고분자 필름으로 이루어진 선 편광판만으로 편광판(150)이 구성될 수 있다. 그 결과, 액정층(180)과 색 변환층(170) 사이의 거리(d1)가 짧아, 혼색 및 시차(視差, parallax)의 발생이 방지된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 편광판(150)이 얇은 두께(t1)를 가진다. 그에 따라, 액정층(180)과 색 변환층(170) 사이의 거리(d1)가 더욱 감소될 수 있다. 예를 들어, 편광판(150)은 3㎛ 내지 10㎛의 두께를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 편광판(150)은 5㎛ 내지 8㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 액정층(180)과 색 변환층(170) 사이의 거리(d1)는 5㎛ 내지 50㎛이다. 도 4를 참조하면, 액정층(180)과 색 변환층(170) 사이의 거리(t1)는 액정층(180)의 상면(180a)과 색 변환층(170)의 하면(170a) 사이의 거리로 정의된다.
보다 구체적으로, 액정층(180)과 색 변환층(170) 사이의 거리(d1)는 5㎛ 내지 30㎛의 범위가 될 수 있다. 예를 들어, 액정층(180)과 색 변환층(170) 사이의 거리(d1)는 5㎛ 내지 20㎛의 범위로 조정될 수 있다.
액정층(180)과 색 변환층(170) 사이의 거리(d1)가 큰 경우, 어느 한 화소(예를 들어, PX1)의 액정층(180)을 통과한 광이 다른 한 화소(예를 들어, PX2)에 배치된 색 변환부(172)에도 영향을 줄 수 있다. 이와 같이, 어느 한 화소(PX1)의 광이 다른 화소(PX2)에 영향을 주는 경우, 시차(視差, parallax)가 발생될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 액정층(180)과 색 변환층(170) 사이의 거리(d1)가 매우 짧다. 그에 따라, 어느 한 화소(PX1)에 의해 제어된 광이 다른 화소(PX2)에 영향을 주지 않아, 시차(視差, parallax)의 발생이 방지된다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시장치(102)의 단면도이다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시장치(102)는 제2 기판(121)과 색 변환층(170) 사이에 배치된 패시베이션층(192)을 포함한다. 패시베이션층(192)은 불순 원소 또는 불필요한 성분이 색 변환층(170)으로 침투하는 것을 방지하면서 동시에 제2 기판(121)의 표면을 평탄화하는 역할을 한다. 패시베이션층(192)은 다양한 무기막들 및 유기막들 중에서 선택된 하나 이상의 막을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(103)의 단면도이다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(103)는 편광판(150)과 액정층(180) 사이에 배치된 위상차판(210)을 포함한다. 도 6을 참조하면, 위상차판(210)은 편광판(150)과 제2 전극(125) 사이에 배치된다.
위상차판(210)은 편광판(150)의 일면에 배치되어, 광의 위상을 지연시킨다. 위상차판(210)은 선편광을 원편광으로 바꾸기도 하도 원평광을 선편광으로 바꾸기도 한다. 예를 들어, 액정층(180)을 통과한 원편광된 광은 위상차판(210)에 의하여 선편광될 수 있다. 액정층(180)을 통과한 광의 편광 정도에 따라, 편광판(150)을 통과하는 광의 량이 달라진다.
위상차판(210)으로 λ/4 위상차판(quarter wave plate; QWP) 및 λ/2 위상차판(half wave plate; HWP) 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 필름 형태의 위상차판(210)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 위상차판(210)은 필름의 연신에 의하여 제조될 수 있으며, 광경화성 액정 화합물로 만들어질 수도 있다. 위상차판(210)은 편광판(150)에 부착될 수 있다. 부착을 위해, 위상차판(210)과 편광판(150) 사이에 점착층이 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(104)의 단면도이다.
도 7의 표시장치(104)는 황색 컬러필터(175)를 포함한다. 도 7을 참조하면, 황색 컬러필터(175)는 적색 변환부인 제1 색 변환부(171)와 제2 기판(121) 사이 및 녹색 변환부인 제2 색 변환부(172)와 제2 기판(121) 사이에 배치된다.
황색 컬러필터(175)는 청색광을 흡수하고 적색광 및 녹색광을 투과한다. 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 백라이트부(140)에서 발광된 청색광이 색 변환층(170)으로 입사된다. 제1 색 변환부(171)로 입사된 청색광 중 적색광으로 변환된 광은 황색 컬러필터(175)를 투과하고 적색광으로 변환되지 않은 청색광은 황색 컬러필터(175)에 흡수된다. 또한, 제2 색 변환부(172)로 입사된 청색광 중 녹색광으로 변환된 광은 황색 컬러필터(175)를 투과하고 녹색광으로 변환되지 않은 청색광은 황색 컬러필터(175)에 흡수된다. 그에 따라, 제1 색 변환부(171) 및 제2 색 변환부(172)에 각각 대응되는 적색 및 녹색 화소에서 선명한 적색 및 녹색이 구현되어, 표시장치(104)의 표시 품질이 향상된다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(105)의 단면도이다.
도 8에 도시된 표시장치(105)는 색 변환층(170)과 편광판(150) 사이에 배치된 이색 반사층(220)을 포함한다.
이색 반사층(220)은 이색 반사 필터(dichroic filter)라고도 한다. 이색 반사층(220)은 입사된 광 중 특정 파장을 갖는 광을 투과시키고 그 외의 파장을 갖는 광을 반사한다.
백라이트부(140)로부터 입사되는 광이 청색광인 경우, 청색광을 투과시키고 청색광 이외의 광을 반사하는 이색 반사층(220)이 사용될 수 있다. 이 경우, 백라이트부(140)로부터 입사되는 광은 이색 반사층(220)을 통과하는 반면, 색 변환층(170)에 의하여 파장 변환된 적색광과 녹색광은 이색 반사층(220)에서 반사된다.
적색광과 녹색광이 이색 반사층(220)에서 반사되기 때문에, 색 변환층(170)에서 생성되어 액정층(180) 쪽으로 방사된 적색광과 녹색광은 이색 반사층(220)에 의해 제2 기판(121) 쪽으로 반사되어 외부로 출광된다. 그 결과, 표시장치(105)의 광효율이 향상될 수 있다. 적색광과 녹색광을 반사하기 때문에, 이색 반사층(220)을 황색 반사 필터(YRF)라고도 한다.
이색 반사층(220)은 교대로 적층된 복수개의 고굴절층과 복수개의 저굴절층을 포함한다. 복수개의 고굴절층과 복수개의 저굴절층에 의한 다층막 간섭 현상에 의해 이색 반사층(220)에서 선택적 광투과가 이루어질 수 있다. 저굴절층은 MgF2 및 SiO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 고굴절층은 Ag, TiO2, Ti2O3 및 Ta2O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 8을 참조하면, 이색 반사층(220)과 편광판(150) 사이에 점착층(230)이 배치된다. 점착층(230)에 의해 편광판(150)이 이색 반사층(220)에 부착된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(106)의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 차광층(252)은, 상기 제2 기판(121)의 표면(121a)을 기준으로 색 변환부(171, 172)의 높이(h1)보다 작은 높이(h2)를 갖는다. 차광층(252)은 색 변환층(170)의 각 영역, 즉, 제1 색 변환부(171), 제2 색 변환부(172) 및 투과부(173)을 구분하는 역할을 한다.
색 변환층(170)을 구성하는 색 변환부(171, 172)의 높이(h1)보다 차광층(252)의 높이(h2)가 작기 때문에, 차광층(252)과 색 변환층(170) 사이에 단차가 존재한다. 도 9를 참조하면, 오버코트층(191)이 이러한 단차 공간에 충진되어 편광판(150) 쪽의 색 변환층(170) 하부가 평평해지도록 한다. 구체적으로, 인접하는 색 변환부(171, 172)들 사이 및 색 변환부(171, 172)와 투과부(173) 사이에 오버코트층(191)이 차광층(252)과 중첩 배치되어, 색 변환층(170) 하부가 평평해진다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(107)의 단면도이다.
도 10 참조하면, 차광층(253)은 액정층(180) 방향의 색 변환부(171, 172)의 적어도 일부 표면을 덮는다. 또한, 차광층(253)은 액정층(180) 방향의 투과부(173)의 적어도 일부 표면을 덮는다.
이와 같이, 차광층(253)이 색 변환부(171, 172) 및 투과부(173)의 일부 표면, 특히 가장자리를 덮고 있기 때문에, 어느 한 화소(예를 들어, PX1)에 대응되는 액정층(180)을 통과한 광이 다른 화소(예를 들어, PX2)의 색 변환부에 영향을 주는 것이 방지된다. 그에 따라, 표시장치(107)에서의 혼색 및 시차 발생이 방지될 수 있다.
이하, 도 11a 내지 11g를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(101)의 제조방법을 설명한다.
도 11a 내지 11g는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(101)의 제조 공정도이다.
먼저, 도 11a를 참조하면, 제1 기판(111) 상에 제1 전극(115)이 형성된다. 보다 구체적으로, 제1 기판(111) 상에 박막트랜지스터(TFT)가 형성되고, 박막트랜지스터(TFT)와 연결된 제1 전극(115)이 형성된다. 여기서, 제1 전극(115)은 화소 전극이다.
다음, 도 11b를 참조하면, 제2 기판(121) 상에 차광층(251)이 형성된다. 차광층에 의해 복수의 개구부(259)가 정의된다. 개구부(259)는 제1 전극(115)에 대응하여 배치된다.
도 11c를 참조하면, 차광층(251)에 의해 정의된 개구부(259)에 색 변환부(171, 172)가 배치되어 색 변환층(170)이 형성된다. 보다 구체적으로, 제1 색 변환부(171), 제2 색 변환부(172) 및 투과부(173)가 개구부(259)에 배치되어 색 변환층(170)이 형성된다.
도 11d를 참조하면, 색 변환층(170) 상에 필름 형태의 편광판(150)이 부착된다. 보다 구체적으로, 색 변환층(170) 상에 오버코트층(191)이 형성되고, 오버코트층(191) 상에 편광판(150)이 부착된다.
오버코트층(191)에 의해 색 변환층(170)의 상부가 평탄해진다. 편광판(150) 부착을 위해, 오버코트층(191)이 점착성을 가질 수 있다. 또는, 오버코트층(191)에 부착되는 편광판(150)의 일면이 점착 처리될 수도 있다. 예를 들어, 편광판(150)의 일면에 점착층이 배치될 수도 있다.
도 11e은 색 변환층(170) 상의 오버코트층(191) 상에 편광판(150)이 배치된 상태를 도시한다.
도 11f를 참조하면, 편광판(150) 상에 제2 전극(125)이 형성된다.
예를 들어, 편광판(150)의 표면에 투명 도전 물질이 직접 증착되어 제2 전극(125)이 만들어질 수 있다. 이때, 상온 증착이 이루어질 수 있다.
도 11g를 참조하면, 제1 기판(111)과 제2 기판(121) 사이에 액정층(180)이 개재된다. 보다 구체적으로, 제1 전극(115)과 제2 전극(125)이 대향하도록 표시기판(110)과 대향기판(120)이 배치되며, 액정층(180)은 표시기판(110)과 대향기판(120) 사이에 배치된다.
다음, 제1 기판(111)의 배면에 편광 부재(160)가 배치되어 표시장치(101)가 만들어진다(도 3 참조). 편광 부재(160)는 선 편광판을 포함하며, 위상차판을 더 포함할 수 있다.
도 12a 및 12b는 본 발명의 또 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 공정도이다. 구체적으로, 도 12a와 도 12b는 색 변환층(170) 및 차광층(253)의 형성과정을 도시한다.
도 12a를 참조하면, 제2 기판(121) 상에 서로 이격된 복수의 색 변환부(171, 172)가 형성된다. 이 때, 투과부(173)도 형성된다.
도 12b를 참조하면, 서로 이격된 복수의 색 변환부(171, 172) 사이에 차광층(253)이 형성된다. 색 변환부(171, 172)와 투과부(173) 사이에도 차광층(253)이 형성된다. 도 12를 참조하면, 차광층(253)은 색 변환부(171, 172)와 투과부(173)의 상부의 일부분에도 배치된다. 그에 따라, 표시장치에서의 혼색 및 시차가 방지된다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 표시장치(108)의 단면도이다.
도 13을 참조하면, 표시기판(110)은 제1 전극(115)과 제2 전극(125)을 포함한다. 즉, 제1 전극(115)과 제2 전극(125)이 모두 제1 기판(111) 상에 배치된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 제2 전극(125)은 복수개의 가지 전극(125a)을 가지며, 제1 전극(115)과 제2 전극(125)은 절연층(135)을 사이에 두고 이격 배치된다. 그러나, 본 발명의 또 다른 일 실시예가 도 13에 도시된 구조로 한정되는 것은 아니다. 도 12와 달리, 제1 전극(115)이 복수개의 가지전극을 가질 수도 있으며, 제1 전극(115)과 제2 전극(125)의 위치가 서로 바뀔 수도 있다.
이상에서 설명된 표시장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등예를 포함할 수 있다.
110: 표시기판 111: 제1 기판
115: 제1 전극 120: 대향기판
121: 제2 기판 125: 제2 전극
140: 백라이트부 150: 편광판
160: 편광 부재 170: 색 변환층
171: 제1 색 변환부 172: 제2 색 변환부
173: 투과부 180: 액정층
191: 오버코트층 192: 패시베이션층
GL: 게이트 라인 DL: 데이터 라인

Claims (25)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 배치된 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치된 액정층;
    상기 액정층 상에 배치된 편광판;
    상기 편광판 상에 배치되며, 복수의 색 변환부를 갖는 색 변환층; 및
    상기 색 변환층 상에 배치된 제2 기판;을 포함하며,
    상기 편광판은 고분자 필름을 포함하고,
    상기 액정층과 상기 색 변환층 사이의 거리는 5㎛ 내지 50㎛인 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액정층과 상기 색 변환층 사이의 거리는 5㎛ 내지 20㎛인 표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 편광판은 폴리비닐알콜(PVA)로 이루어진 선 편광판인 표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 편광판과 상기 액정층 사이에 배치된 제2 전극을 포함하는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 액정층과 접촉하는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 편광판은 3㎛ 내지 10㎛의 두께를 갖는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 편광판과 상기 색 변환층 사이에 배치된 점착층을 더 포함하는 표시장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 편광판과 상기 액정층 사이에 배치된 위상차판을 더 포함하는 표시장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 위상차판은 λ/4 위상차판 및 λ/2 위상차판 중 적어도 하나를 포함하는 표시장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 색 변환층은 형광체를 포함하는 표시장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 형광체는 퀀텀 도트를 포함하는 표시장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 색 변환층은,
    청색 광을 흡수하여 적색을 발광하는 적색 변환부; 및
    청색 광을 흡수하여 녹색을 발광하는 녹색 변환부;
    를 포함하는 표시장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 색 변환층은,
    청색광을 투과하는 투과부를 더 포함하는 표시장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 적색 변환부와 상기 제2 기판 사이 및 상기 녹색 변환부와 상기 제2 기판 사이에 배치된 황색 컬러필터를 더 포함하는 표시장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 편광판과 상기 색 변환층 사이에 배치된 이색 반사층을 더 포함하는 표시장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 색 변환부 사이에 배치된 차광층을 더 포함하는 표시장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 차광층은, 상기 제2 기판의 표면을 기준으로 상기 색 변환부보다 작은 높이를 갖는 표시장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 차광층은, 상기 액정층 방향의 상기 색 변환부의 적어도 일부 표면을 덮는 표시장치.
  19. 제1 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;
    제2 기판 상에 복수의 색 변환부를 갖는 색 변환층을 형성하는 단계;
    상기 색 변환층 상에 필름 형태의 편광판을 부착하는 단계; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 액정층을 개재하는 단계;를 포함하며,
    상기 제1 전극과 상기 편광판은 서로 대향하여 배치되며,
    상기 액정층과 상기 색 변환층 사이의 거리는 5㎛ 내지 50㎛인 표시장치의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 편광판은 PVA로 이루어진 선 편광판인 표시장치의 제조방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 편광판은 3㎛ 내지 10㎛의 두께를 갖는 표시장치의 제조방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 편광판을 부착하는 단계 후, 상기 편광판 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 제조방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제2 전극은 편광판의 표면에 투명 도전 물질을 증착하여 형성되는 표시장치의 제조방법.
  24. 제19항에 있어서, 상기 색 변환층을 형성하는 단계는,
    상기 제2 기판 상에 개구부를 정의하는 차광층을 형성하는 단계; 및
    상기 개구부에 상기 복수의 색 변환부를 배치하는 단계;를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  25. 제19항에 있어서, 상기 색 변환층을 형성하는 단계는,
    상기 제2 기판 상에 서로 이격된 복수의 색 변환부를 형성하는 단계; 및
    상기 서로 이격된 복수의 색 변환부 사이에 차광층을 형성하는 단계;를 포함하는 표시장치의 제조방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102376594B1 (ko) * 2017-09-04 2022-03-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조방법
KR102542188B1 (ko) * 2018-01-16 2023-06-13 삼성디스플레이 주식회사 편광 필름, 이의 제조방법 및 상기 편광 필름을 포함하는 표시장치
CN109065742B (zh) * 2018-08-21 2020-04-24 京东方科技集团股份有限公司 一种像素结构、显示面板及其制备方法、以及显示装置
KR20200049929A (ko) * 2018-10-29 2020-05-11 삼성디스플레이 주식회사 광학 부재 및 이를 포함하는 표시 장치
GB2610346A (en) 2020-09-29 2023-03-01 Boe Technology Group Co Ltd Display panel, display apparatus, method of fabricating display panel, and counter substrate

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100960844B1 (ko) * 2005-03-29 2010-06-07 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 In-Cell형 편광자용 조성물, In-Cell형 편광자및 In-Cell형 적층 편광자, 그리고 이들을 사용한액정 소자
US7365022B2 (en) * 2006-01-20 2008-04-29 Palo Alto Research Center Incorporated Additive printed mask process and structures produced thereby
TWI356249B (en) * 2007-10-26 2012-01-11 Au Optronics Corp Liquid crystal display panel and liquid crystal di
KR20100037283A (ko) * 2008-10-01 2010-04-09 삼성전자주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20130080949A (ko) * 2012-01-06 2013-07-16 에스케이이노베이션 주식회사 광학필름
KR101383551B1 (ko) 2012-07-16 2014-04-10 엘지디스플레이 주식회사 퀀텀 로드 발광 표시장치
KR20140074495A (ko) 2012-12-10 2014-06-18 삼성디스플레이 주식회사 포토루미네선트 패널, 이를 갖는 포토루미네선트 액정표시장치 및 이의 제조방법
JP6347917B2 (ja) * 2013-05-27 2018-06-27 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置およびその製造方法
JP2015038598A (ja) * 2013-07-18 2015-02-26 富士フイルム株式会社 位相差フィルム、偏光板および液晶表示装置
KR102179011B1 (ko) * 2014-04-03 2020-11-18 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102660293B1 (ko) 2015-01-09 2024-04-25 삼성디스플레이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 색변환 패널 및 표시 장치
KR20160090967A (ko) 2015-01-22 2016-08-02 삼성디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그의 제조방법
KR20160107376A (ko) * 2015-03-03 2016-09-19 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102373327B1 (ko) * 2015-04-30 2022-03-11 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 구동 방법
KR102581401B1 (ko) * 2016-03-16 2023-09-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
EP3299878B1 (en) * 2016-09-23 2020-03-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Liquid crystal display
KR102494541B1 (ko) * 2016-10-14 2023-02-01 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 제조방법

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