KR20180076422A - 색 변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 기재는, 기판, 기판 상에 위치하는 복수의 차광 부재 및 복수의 차광 부재 사이에서 기판 상에 위치하며, 양자점을 포함하여 빛의 파장을 변화시키는 제1 색 변환층 및 제2 색 변환층, 제1 색 변환층, 제2 색 변환층 및 차광 부재를 덮는 광필터층 및 광필터층의 일면에 위치하는 수소 차단층을 포함하는 색 변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
Description
본 개시는 색 변환 패널 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치로 사용되는 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극이 두 표시판 중 어느 하나에 위치한다. 이 중에서, 하나의 표시판(이하 '박막 트랜지스터 표시판'이라 한다)에는 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬의 형태로 위치하고, 다른 표시판(이하 '공통 전극 표시판'이라 한다)에는 적색, 녹색 및 청색의 색필터가 위치하고 그 전면을 공통 전극이 덮는 구조를 가질 수 있다.
표시 장치를 제조하는 공정 중 하나인 증착 공정은 증착원을 수소 분위기에서 증발시켜 증착 대상에 증착시키는 공정이다. 이때 증착원이 증착 대상에 증착되는 과정에서, 증착 챔버 내에 존재하는 수소 기체 및 증착 대상의 표면에 증착된 수소 기체가 함께 포집될 수 있다. 포집된 수소 기체는 추후 제조 공정을 거치면서 외부로 방출되어 표시 장치의 다른 구성들에 침투되어 불량을 야기할 수 있어 문제가 된다.
표시 장치로 사용되는 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극이 두 표시판 중 어느 하나에 위치한다. 이 중에서, 하나의 표시판(이하 '박막 트랜지스터 표시판'이라 한다)에는 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬의 형태로 위치하고, 다른 표시판(이하 '공통 전극 표시판'이라 한다)에는 적색, 녹색 및 청색의 색필터가 위치하고 그 전면을 공통 전극이 덮는 구조를 가질 수 있다.
표시 장치를 제조하는 공정 중 하나인 증착 공정은 증착원을 수소 분위기에서 증발시켜 증착 대상에 증착시키는 공정이다. 이때 증착원이 증착 대상에 증착되는 과정에서, 증착 챔버 내에 존재하는 수소 기체 및 증착 대상의 표면에 증착된 수소 기체가 함께 포집될 수 있다. 포집된 수소 기체는 추후 제조 공정을 거치면서 외부로 방출되어 표시 장치의 다른 구성들에 침투되어 불량을 야기할 수 있어 문제가 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널은, 기판, 상기 기판 상에 위치하는 복수의 차광 부재 및 복수의 상기 차광 부재 사이에서 상기 기판 상에 위치하며, 양자점을 포함하는 제1 색 변환층 및 제2 색 변환층, 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재를 덮는 광필터층 및 상기 광필터층의 일면에 위치하는 수소 차단층을 포함한다.
상기 수소 차단층은 광 투과성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 수소 차단층은 투명 전극 물질 또는 투명 고분자 수지로 이루어질 수 있다.
상기 수소 차단층은 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재 각각과 상기 광필터층 사이에 위치할 수 있다.
상기 수소 차단층은 상기 광필터층을 사이에 두고 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재의 반대측에 해당하는 상기 광필터층의 일면에 위치할 수 있다.
상기 광필터층은 굴절률이 다른 무기막이 번갈아 적층된 복수의 층을 포함할 수 있다.
상기 광필터층은, 질화 규소를 포함하는 제1 무기물층 및 산화 규소를 포함하는 제2 무기물층을 포함하며, 상기 제1 무기물층은 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재와 접촉할 수 있다.
상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재 각각과 상기 광필터층 사이에 위치하는 캡핑층을 더 포함할 수 있다.
상기 수소 차단층은 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재 각각과 상기 캡핑층 사이에 위치할 수 있다.
상기 수소 차단층은 상기 캡핑층과 상기 광필터층 사이에 위치할 수 있다.
상기 캡핑층은 질소를 포함하는 무기물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 복수의 화소를 포함하는 표시 패널, 표시 패널의 일면에 위치하는 색 변환 패널을 복수의 화소를 포함하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 일면에 위치하는 색 변환 패널을 포함하며, 상기 색 변환 패널은, 기판, 상기 기판 상에 위치하는 복수의 차광 부재 및 복수의 상기 차광 부재 사이에서 상기 기판 상에 위치하고, 복수의 상기 화소 각각과 중첩하며, 양자점을 포함하여 제1 색 변환층 및 제2 색 변환층, 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재를 덮는 광필터층 및 상기 광필터층의 일면에 위치하는 수소 차단층을 포함한다.
상기 수소 차단층은 광 투과성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 수소 차단층은 투명 전극 물질 또는 투명 고분자 수지로 이루어질 수 있다.
실시예들에 의하면 색 변환 패널의 제조 공정에서 포집된 수소 기체가 이후 진행하는 고온의 공정에 의해 액정층에 침투되어 발생하는 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 색 변환 패널의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 III-III선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 제1 변형예에 따른 색 변환 패널이다.
도 5는 도 2의 제2 변형예에 따른 색 변환 패널이다.
도 6은 도 2의 제3 변형예에 따른 색 변환 패널이다.
도 7은 도 2의 제4 변형예에 따른 색 변환 패널이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적인 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 표시 장치의 평면도이다.
도 10은 도 9의 X-X 선을 따라 자른 단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 III-III선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 2의 제1 변형예에 따른 색 변환 패널이다.
도 5는 도 2의 제2 변형예에 따른 색 변환 패널이다.
도 6은 도 2의 제3 변형예에 따른 색 변환 패널이다.
도 7은 도 2의 제4 변형예에 따른 색 변환 패널이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적인 단면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 표시 장치의 평면도이다.
도 10은 도 9의 X-X 선을 따라 자른 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 기재를 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 기재의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 기재를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로 본 기재가 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1 내지 도 7에는 본 발명의 일 실시예 및 그 변형예들에 따른 색 변환 패널(100)이 도시되어 있다. 먼저 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널(100)에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 실시예에 따른 색 변환 패널(100)의 평면도이며, 도 2는 도 1의 II-II선을 따라 자른 단면도이고 도 3은 도 1의 III-III선을 따라 자른 단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이 본 실시예에 따른 색 변환 패널(100)은 기판(110) 위에 위치하는 차광 부재(120)를 포함한다.
차광 부재(120)는 금속 물질을 포함하거나 유기층 및 유기층을 둘러싸는 반투과막으로 형성될 수 있다.
기판(110) 위에 제1 색 변환층(132) 및 제2 색 변환층(134)이 위치하며, 제1 색 변환층(132) 및 제2 색 변환층(134) 각각은, 서로 이웃하는 차광 부재(120) 사이에 위치할 수 있다. 제1 색 변환층(132)의 가장자리와 제2 색 변환층(134)의 가장자리는 차광 부재(120)와 중첩할 수 있다. 제1 색 변환층(132)과 제2 색 변환층(134)이 위치하지 않는 기판(110) 위에 투과층(136)이 위치한다. 도 1에서는 제1 색 변환층(132), 제2 색 변환층(134) 및 투과층(136)을 각각 하나씩만 도시하였으나, 본 실시예에 따른 색 변환 패널(100)은, 도 1에 도시된 제1 색 변환층(132), 제2 색 변환층(134) 및 투과층(136)은 상하좌우로 반복 배열될 수 있다.
이때 본 실시예에 따른 제1 색 변환층(132), 제2 색 변환층(134)을 포함하는 색변환층(130) 및 투과층(136)은 아일랜드 형태로 형성될 수 있다. 도 1에는 II-II 절단선 및 III-III 절단선이 도시되어 있다. 본 실시예의 제1 색 변환층(132), 제2 색 변환층(134)을 포함하는 색변환층(130) 및 투과층(136)이 아일랜드 형태로 형성되기 때문에, II-II 절단선을 따라 절단하면 도 2와 동일한 단면을 가지게 되고, III-III 절단선을 따라 절단하면 도 3과 동일한 단면을 가지게 된다. 도 3에는 제1 색 변환층(132)을 절단한 단면만 도시되어 있으나, 제2 색변환층(134) 또는 투과층(136) 역시 III-III 절단선과 나란하게 절단하는 경우, 도 3과 동일하거나 유사한 단면을 가질 수 있을 것이다. 아일랜드 형상의 색변환층(130)에 대해서는 이후 표시 장치(1000, 도 8 참조)에 대한 설명 부분에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
투과층(136)과 제1 색 변환층(132) 사이 및 투과층(136)과 제2 색 변환층(330G) 사이에 차광 부재(120)가 위치할 수 있다.
이처럼, 차광 부재(120)는 서로 인접한 제1 색 변환층(132), 제2 색 변환층(134) 및 투과층(136)이 배치되는 영역을 구획할 수 있다. 제1 색 변환층(132)은 복수의 적색 양자점을 포함하고, 제2 색 변환층(134)은 복수의 녹색 양자점을 포함한다. 제1 색 변환층(132)으로 입사되는 소정의 광은 적색 양자점에 의해 적색으로 변환되어 제1 색 변환층(132)으로부터 방출될 수 있고, 제2 색 변환층(134)으로 입사되는 소정의 광은 녹색 양자점에 의해 녹색으로 변환되어 제2 색 변환층(134)으로부터 방출될 수 있다.
도시하지 않았으나, 제1 색 변환층(132)과 기판(110) 사이 및 제2 색 변환층(134)과 기판(110) 사이에 청색 차단 필터가 위치할 수 있다. 청색 차단 필터(미도시)는 후술하는 라이트 어셈블리로부터 공급되는 청색 광을 차단 또는 흡수할 수 있다.
본 실시예에서 제1, 2 색 변환층(132, 134) 및 투과층(136)은 감광성 수지를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 설명하는 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 선택될 수 있다. III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, GaAlNP, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
양자점은 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있으며, 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 양자점을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
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, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
투과층(136)은 입사되는 소정의 광을 통과시킬 수 있다. 투과층(136)은 청색 광을 투과할 수 있다. 투과층(136)은 광원(미도시)에서 공급된 청색 광을 투과시키는 폴리머 물질일 수 있다. 즉, 청색을 방출하는 영역에 해당하는 투과층(136)은 별도의 양자점 없이 입사된 청색을 그대로 통과시킨다. 투과층(136)은 복수의 산란체(미도시)를 포함할 수 있다. 산란체는 투과층(136)에 입사되는 광을 산란시켜 투과층(136)에서 방출되는 광량을 증가시키거나 정면 휘도와 측면 휘도를 균일하게 만들 수 있다. 도시하지 않았으나, 입사되는 광을 산란시키기 위해 제1 색 변환층(132R)과 제2 색 변환층(134) 중 적어도 하나의 층은 투과층(136)에서 설명한 산란체를 더 포함할 수 있다.
상기 산란체는 일례로써 TiO2, Al2O3 및 SiO2 중 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
투과층(136)은 청색 안료를 더 포함할 수 있다. 앞에서 설명한 산란체가 외광을 반사시켜 명암비를 떨어뜨릴 수 있고, 이러한 문제를 보완하기 위해 청색 안료가 투과층(136)에 첨가될 수 있다. 청색 안료는 외광에 포함된 적색 광과 녹색 광 중 적어도 하나를 흡수할 수 있다.
앞에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따른 색변환 패널은 자발광 특성을 갖고 좁은 발광 스펙트럼을 갖는 양자점을 포함하므로 광시야각 및 높은 색재현율을 구현할 수 있다.
제1 색 변환층(132), 제2 색 변환층(134), 투과층(136) 및 차광부재(120) 상에 광필터층(140)이 위치하여 제1 색 변환층(132), 제2 색 변환층(134), 투과층(136) 및 차광부재(120)를 덮을 수 있다.
광필터층(140)은 복수의 층을 포함하고, 복수의 층은 굴절률이 서로 다른 층들이 적어도 2 이상, 기판(110)에 실질적으로 수직한 방향으로 교대 배열된 구조를 가질 수 있다. 가령, 광필터층(140)은 산화 규소막(SiOx)과 질화 규소막(SiNy)이 교대로 배열된 구조일 수 있다. 이외에, 상대적으로 높은 굴절률의 예시 재료로서, 산화 티타늄, 산화 탄탈륨, 산화 하프늄 또는 산화 지르코늄 등을 사용할 수 있고, 상대적으로 낮은 굴절률의 예시 재료로서, SiCOz 등을 사용할 수 있다. SiOx, SiNy, SiCOz 에서 x, y, z는 화학조성비를 결정하는 요소로서, 막을 형성하는 공정 조건에 따라 조절될 수 있다.
굴절률이 서로 다른 층들이 교대 배열되어 형성된 광필터층(140)의 층 수는 대략 10층 내지 20층일 수 있다. 하지만 이에 한정되지 않고, 제1, 2 색변환층(132, 134)에서 발생된 광을 반사시켜 광효율을 높일 수 있다면 층 수에 구애되지 않을 수 있다. 다만, 도면 상에는 도시 및 이해의 편의를 위해 삼중 구조의 광필터층(140)을 도시하였다.
광필터층(140)은 특정 파장의 광을 반사 또는 흡수할 수 있다. 고굴절률을 가지는 무기막과 저굴절률을 가지는 무기막 사이의 보강/상쇄 간섭을 이용하여 특정 파장을 투과/반사 시키는 원리를 이용한 것으로, 광원으로부터 유입된 빛 중에서 방출하고자 하는 파장의 빛은 통과시키고, 방출되지 않아야 하는 빛은 흡수하는 역할 및 색 변환층(132, 134)에 포함된 양자점에 의해 방출되는 광이 다시 광원을 향해갈 때 이를 반사시켜 다시 외부로 방출되도록 하는 역할을 한다.
필터층(140)은 TiO2, SiNx, SiOx, TiN, AlN, Al2O3, SnO2, WO3, ZrO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이때 고굴절률을 가지는 무기막의 예로 TiOx, TaOx, HfOx, ZrOx와 같은 물질이 포함될 수 있고, 저굴절률을 가지는 무기막의 예로 SiOx, SiCOs와 같은 물질이 사용될 수 있다.
본 실시예에서는 일 예로써 SiNx를 포함하는 제1 무기물층(142)과 SiOx를 포함하는 제2 무기물층(144)을 포함할 수 있으며, 제1 무기물층(142)과 제2 무기물층(144)이 서로 교번하여 적층된 구조를 포함할 수 있다. 또는, 제2 무기물층(144) 상에 제3 무기물층(146)이 더 포함될 수 있으며, 제3 무기물층(146)은 제1 무기물층(142)와 동일한 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 무기물층(142) 뿐만 아니라 제2 무기물층(144)와는 다른 물질로 이루어질 수도 있다.
이때 캡핑층(160)이 형성되지 않는 경우, 캡핑층(160)을 대신하여 복수의 필터층광필터층(140) 중 SiNx를 포함하는 제1 무기물층(142)이 도 2를 기준으로 가장 하단에 위치하여 캡핑층(160)을 대신할 수 있다.
광필터층(140)과 색 변환층(130) 사이에 수소 차단층(150)이 위치한다. 도시하지 않았으나, 광필터층(140)과 투과층(136) 사이에도 수소 차단층(150)이 위치할 수 있다. 광필터층(140)을 형성하기 위해서는 복수 회에 걸쳐 무기물을 증착하여야 한다. 증착 챔버 내에는 수소 분위기가 형성되며, 증착 과정에서 수소 기체들이 증착물인 광필터층(140)과 색 변환층(130)의 계면에 포집될 수 있다. 이후 고온 환경에서 진행되는 공정을 수행하게 되면 광필터층(140)과 색 변환층(130)의 계면에 포집되어 있던 수소 기체들이 배출되어 색 변환 패널(100)의 일면에 위치하게 되는 후술하는 표시 패널(200, 도 8 및 도 10 참조)에 침투함으로써 불량을 야기할 수 있다.
본 실시예는 이를 방지하기 위하여 광필터층(140)의 일면에 위치하는 수소 차단층(150)을 포함한다. 광필터층(140)의 일면이라 함은 광필터층(140)의 상면 및 하면 중 어느 하나를 뜻한다. 도 2에는 광필터층(140)과 색 변환층(130) 사이에 수소 차단층(150)이 위치하는 실시예가 도시되어 있다. 도 2와 같은 위치에 수소 차단층(150)이 존재하게 되면, 광필터층(140)과 색 변환층(130)의 계면에 수소 기체가 포집되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따른 수소 차단층(150)은 색 변환 패널(100)에 사용되기 위해서 광 투과성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 수소 기체의 포집을 방지하거나 배출을 방지하기 위하여 수소 기체의 포집을 방지하거나 배출을 방지할 수 있을 정도의 밀도를 가지는 물질로 이루어져야 한다.
그러므로 본 실시예에 따른 수소 차단층(150)은 ITO, IZO와 같은 투명 전극 물질 또는 고밀도 투명 고분자 수지로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 플렉서블 표시 장치에 사용하기 위한 색 변환 패널(100)인 경우에는 플렉서블한 성질을 가지는지 여부에 따라 수소 차단층(150)을 이루는 물질이 선정될 수 있다.
한편 도 4는 도 2의 제1 변형예에 따른 색 변환 패널(100)로, 도 2와는 반대로 광필터층(140)을 사이에 두고 색 변환층(130) 및 차광 부재(120)의 반대측에 해당하는 광필터층(140)의 일면에 수소 차단층(150)이 위치할 수 있다. 다시 말해, 도 4에서 볼 때, 광필터층(140)의 하부에는 제1 색 변환층(132), 제2 색 변환층(134)를 포함하는 색 변환층(130) 및 차광 부재(120)가 위치하며 광필터층(140)의 상부에 수소 차단층(150)이 존재한다. 도 4와 같이 광필터층(140)이 수소 차단층(150)에 의해 덮이는 경우에는 광필터층(140)과 색 변환층(130)의 계면에 포집된 수소 기체가 방출되어 후술하는 표시 패널(200, 도 8 및 도 10 참조)로 침투되는 것을 방지할 수 있다.
이때 본 실시예의 다른 변형예로 캡핑층(160)을 더 포함하는 색 변환 패널(100)이 제공될 수 있다. 도 5 내지 도 7은 캡핑층(160)을 더 포함하는 색 변환 패널(100)을 도시하고 있다. 이하에서는 도 5 내지 도 7을 참고하여 캡핑층(160)을 더 포함하는 색 변환 패널(100)에 대해 설명하기로 한다.
캡핑층(160)은 질화 규소를 포함하는 무기물층으로, 도 5를 참고하면, 광필터층(140)과 제1 색 변환층(132) 사이, 광필터층(140)과 제2 색 변환층(134) 사이, 광필터층(140)과 투과층(136) 사이 및 광필터층(140)과 차광부재(120) 사이에 캡핑층(160)이 위치할 수 있다. 이러한 캡핑층(160)은 제1 색 변환층(132), 제2 색 변환층(134), 투과층(136)을 형성하고 난 이후의 고온 공정들에서 제1 색 변환층(132), 제2 색 변환층(134)이 수분 및 고온 공정들에 의해 양자점이 손상 또는 소광을 방지할 수 있다. 다만, 광필터층(140)에 포함된 무기막 중에서 제1 색 변환층(132), 제2 색 변환층(134), 투과층(136) 및 차광부재(120)에 가장 인접한 무기막을 질화 규소막으로 형성하는 경우에는 캡핑층을 생략할 수 있고, 이러한 구조를 반영한 실시예를 도 2에서 설명한 바와 같다.
도 5는 도 2의 제2 변형예에 따른 색 변환 패널(100)로, 도 2의 색 변환 패널(100)에서 광필터층(140)과 수소 차단층(150) 사이에 캡핑층(160)을 형성하여, 광필터층(140)과 색 변환층(130)의 계면에 수소 기체가 포집되는 것을 방지한다.
도 6은 도 2의 제3 변형예에 따른 색 변환 패널(100)로, 도 6을 기준으로 광필터층(140) 하부에 수소 차단층(150)이 위치하며, 수소 차단층(150) 하부에 캡핑층(160)이 위치한다. 따라서 도 6에 도시된 제3 변형예에서는 캡핑층(160)과 광필터층(140) 사이에 수소 차단층(150)이 위치하여, 광필터층(140)과 색 변환층(130)의 계면에 포집된 수소 기체가 방출되어 후술하는 표시 패널(200, 도 8 및 도 10 참조)로 침투되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 도 2의 제4 변형예에 따른 색 변환 패널(100)로, 캡핑층(160) 상부에 광필터층(140)이 위치하며, 광필터층(140) 상부에 수소 차단층(150)이 위치한다. 따라서 도 7 역시 도 6과 마찬가지로 광필터층(140)과 색 변환층(130)의 계면에 포집된 수소 기체가 방출되어 후술하는 표시 패널(200, 도 8 및 도 10 참조)로 침투되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널(100) 및 이의 다양한 변형예들에 대해 설명하였다. 본 실시예 및 변형예들에 따르면, 증착 공정에서 포집된 수소 기체가 이후 고온의 공정을 진행하면서 방출된다 하더라도 표시 패널(200, 도 8 및 도 10 참조)로 침투되는 것을 방지할 수 있다. 이하에서는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치(1000, 도 8 참조)에 대해 설명하고자 한다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적인 단면도이며, 도 9는 도 8에 도시된 표시 장치의 평면도이고, 도 10은 도 9의 X-X 선을 따라 자른 단면도이다. 이상에서 설명한 구성요소와 동일, 유사한 구성요소에 대한 설명은 이하에서 생략한다.
우선 도 8을 참조하여 간략하게 본 실시예에 따른 표시 장치(1000)를 살펴보면, 표시 장치(1000)는 색 변환 패널(100), 색 변환 패널(100)의 일면에 위치하는 표시 패널(200) 및 표시 패널(200)의 일면에 위치하는 라이트 어셈블리(300)를 포함한다.
도 8에 도시한 색 변환 패널(100)은 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명한 다양한 변형예에 따른 색 변환 패널(100)들 중 어느 하나일 수 있으며, 이하에서는 중복 설명은 생략한다. 본 실시예에 따른 색 변환 패널(100)은 표시 패널(200)과의 합착을 용이하게 보조하기 위하여 평탄면을 제공하는 평탄화막(170, 도 9 참조)을 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 표시 패널(200)은 복수의 화소를 포함하여 화면을 표시하기 위한 것으로, 수직 전계를 이루는 액정 패널을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 이 외에도 수평 전계를 이루는 액정 패널, 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode Display, OLED), 표면 전도형 전자 방출 소자 표시 장치(Surface conduction Electron-emitter Display, SED), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display, FED), 진공 형광 표시 장치(Vacuum Fluorescent Display, VFD), 전자 페이퍼(E-Paper) 등과 같은 표시 패널일 수 있다. 이하에서는 일례로써 수직 전계를 이루는 표시 패널에 대해 구체적으로 설명한다.
라이트 어셈블리(300)는, 표시 패널(200) 아래에 위치하며 광을 발생하는 광원 및 상기 광을 수신하고 수신된 광을 표시 패널(200) 및 색 변환 패널(100) 방향으로 가이드하는 도광판(미도시)을 포함할 수 있다. 표시 패널(200)이 자발광 표시 장치인 경우에 라이트 어셈블리(300)는 생략될 수 있다.
본례로써, 라이트 어셈블리(300)는 적어도 하나의 발광 다이오드(light emitting diode)를 포함할 수 있으며 일례로써 청색 발광 다이오드일 수 있다. 본 실시예에 따른 광원은 도광판의 적어도 하나의 측면에 배치되는 에지형 라이트 어셈블리이거나, 라이트 어셈블리(300)의 광원이 도광판(미도시)의 직하부에 위치하는 직하형일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하에서 도 9 및 도 10을 참조하여 본 실시예에 따른 표시 패널(200)을 보다 구체적으로 살펴본다.
도 9 및 도 10을 참고하면, 표시 패널(200)은 영상을 나타내는 액정 패널(210) 및 액정 패널(210)의 양면에 위치하는 편광판(220)을 포함할 수 있다. 액정 패널(210)의 양면에 라이트 어셈블리(300)에서 입사되는 빛을 편광시키기 위한 제1 편광판(222) 및 제2 편광판(224)이 위치한다.
편광판(220)은 코팅형 편광판, 와이어 그리드 편광판(wire grid polarizer) 중 하나 이상이 사용될 수 있다. 이러한 편광판(220)은 필름 형태, 도포 형태, 부착 형태 등 다양한 방법으로 표시 장치(1000)의 일면에 위치할 수 있다. 그러나 이러한 설명은 일례에 해당하는바 이에 한정되지 않는다.
액정 패널(210)은 영상을 나타내기 위해 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판(211), 하부 표시판(211)과 중첩하는 제2 기판(214)을 포함하는 상부 표시판(213) 및 하부 표시판(211)과 상부 표시판(213) 사이에 개재된 액정층(215)을 포함한다.
하부 표시판(211)이 포함하는 제1 기판(212)의 위에는 다수의 화소 전극(212j)이 매트릭스 형태로 위치한다.
제1 기판(212) 위에는 행 방향으로 연장되며 게이트 전극(212a)을 포함하는 게이트선(212b), 게이트선(212b) 위에 위치하는 게이트 절연막(212c), 게이트 절연막(212c) 위에 위치하는 반도체층(212k), 반도체층(212k) 위에 위치하며 열 방향으로 연장되며 소스 전극(212e)을 포함하는 데이터선(212g) 및 드레인 전극(212f), 데이터선(212g) 및 드레인 전극(212f) 위에 위치하는 보호막(212h) 및 접촉 구멍(212i)을 통해 드레인 전극(212f)과 물리적 전기적으로 연결되는 화소 전극(212j)이 위치한다.
게이트 전극(212a) 위에 위치하는 반도체층(212k)은 소스 전극(212e)과 드레인 전극(212f)으로 덮이지 않은 영역에서 채널층을 형성하며, 게이트 전극(212a), 반도체층, 소스 전극(212e) 및 드레인 전극(212f)은 하나의 박막 트랜지스터를 형성한다.
다음, 제2 기판(214)은 제1 기판(212)과 중첩하며 이격된다. 제2 기판(214) 및 액정층(215) 사이에 블랙 매트릭스(214a), 평탄막(214b), 공통 전극(214c)이 위치한다.
제2 기판(214)과 액정층(215) 사이에 블랙 매트릭스(214a)가 위치한다. 블랙 매트릭스(214a)와 액정층(215) 사이에 평평한 면을 제공하는 평탄막(214b)이 위치할 수 있으며, 평탄막(214b)과 액정층(215) 사이에 공통 전극(214c)이 위치한다. 발명의 실시예에 따라 평탄막(214b)은 생략될 수 있다.
도시하지 않았으나, 화소 전극(212j)과 액정층(215) 사이 및 공통 전극(214c)과 액정층(215) 사이에 배향막이 위치할 수 있다. 공통 전압을 인가받는 공통 전극(214c)은 화소 전극(212j)과 전계를 형성하여, 액정층(215)에 위치하는 액정 분자(215a)들을 배열시킨다.
액정층(215)은 다수의 액정 분자(215a)들을 포함하고, 액정 분자(215a)들은 화소 전극(212j)과 공통 전극(214c) 사이의 전계에 의해서 배열 방향이 제어된다. 액정 분자(215a)들의 배열에 따라 라이트 어셈블리(300)로부터 수신된 광의 투과율을 제어하여 영상을 표시할 수 있다.
전술한 표시 패널(200)에서 일 박막 트랜지스터와 이와 연결된 일 화소 전극(212j)은 일 화소(P)로 정의되고, 본 변형예에 따르면, 표시 패널(200)에 존재하는 하나의 일 화소(P)와 색 변환 패널(100)의 색 변환층(130)에 존재하는 제1 색 변환층(132) 또는 제2 색 변환층(134) 중 어느 하나와 대응한다. 다시 말해, 도 10에 도시한 바와 같이 색변환층(130) 및 투과층(136)은 아일랜드 형태로 형성될 수 있다.
즉, 본 변형예에 따른 제1 색 변환층(132) 및 제2 색 변환층(134)는 복수의 화소(P)에 걸쳐 스트라이프 형상으로 기판(110) 상에 형성되는 것이 아니라, 표시 패널(200)에 존재하는 하나의 화소(P)와 중첩하도록 화소(P) 단위의 아일랜드(island) 형상으로 존재한다. 이러한 구조를 가지는 제1 색 변환층(132) 및 제2 색 변환층(134)에 의하면, 이후 증착 공정을 통해 광필터층(140)을 형성할 때 수소 기체가 포집될 가능성을 감소시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 색 변환 패널(100)과 이를 포함하는 표시 장치(1000)에 대해 설명하였다. 본 실시예들 및 그 변형예들에 따르면, 색 변환 패널(100)의 제조 공정에서 포집된 수소 기체가 이후 진행하는 고온의 공정들을 거치면서 방출되어 표시 장치(1000)의 표시 패널(200)로 침투되어 발생되는 제품 불량이 방지될 수 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 색 변환 패널
110: 기판
120: 차광 부재 130: 색 변환층
132: 제1 색 변환층 134: 제2 색 변환층
136: 투과 부재 140: 광필터층
142: 제1 무기물층 144: 제2 무기물층
146: 제3 무기물층 150: 수소 차단층
160: 캡핑층 170: 평탄화막
200: 표시 패널 210: 액정 패널
220: 편광판 300: 라이트 어셈블리
P: 화소
120: 차광 부재 130: 색 변환층
132: 제1 색 변환층 134: 제2 색 변환층
136: 투과 부재 140: 광필터층
142: 제1 무기물층 144: 제2 무기물층
146: 제3 무기물층 150: 수소 차단층
160: 캡핑층 170: 평탄화막
200: 표시 패널 210: 액정 패널
220: 편광판 300: 라이트 어셈블리
P: 화소
Claims (14)
- 기판;
상기 기판 상에 위치하는 복수의 차광 부재;
복수의 상기 차광 부재 사이에서 상기 기판 상에 위치하며, 양자점을 포함하는 제1 색 변환층 및 제2 색 변환층;
상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재를 덮는 광필터층; 및
상기 광필터층의 일면에 위치하는 수소 차단층을 포함하는, 색 변환 패널. - 제1항에 있어서,
상기 수소 차단층은 광 투과성 물질로 이루어지는, 색 변환 패널. - 제2항에 있어서,
상기 수소 차단층은 투명 전극 물질 또는 투명 고분자 수지로 이루어지는, 색 변환 패널. - 제1항에 있어서,
상기 수소 차단층은 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재 각각과 상기 광필터층 사이에 위치하는, 색 변환 패널. - 제1항에 있어서,
상기 수소 차단층은 상기 광필터층을 사이에 두고 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재의 반대측에 해당하는 상기 광필터층의 일면에 위치하는, 색 변환 패널. - 제1항에 있어서,
상기 광필터층은 굴절률이 다른 무기막이 번갈아 적층된 복수의 층을 포함하는, 색 변환 패널. - 제6항에 있어서,
상기 광필터층은,
질화 규소를 포함하는 제1 무기물층; 및
산화 규소를 포함하는 제2 무기물층을 포함하며,
상기 제1 무기물층은 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재와 접촉하는, 색 변환 패널. - 제1항에 있어서,
상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재 각각과 상기 광필터층 사이에 위치하는 캡핑층을 더 포함하는, 색 변환 패널. - 제8항에 있어서,
상기 수소 차단층은 상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재 각각과 상기 캡핑층 사이에 위치하는, 색 변환 패널. - 제8항에 있어서,
상기 수소 차단층은 상기 캡핑층과 상기 광필터층 사이에 위치하는, 색 변환 패널. - 제8항에 있어서,
상기 캡핑층은 질소를 포함하는 무기물을 포함하는, 색 변환 패널. - 복수의 화소를 포함하는 표시 패널;
상기 표시 패널의 일면에 위치하는 색 변환 패널을 포함하며,
상기 색 변환 패널은,
기판;
상기 기판 상에 위치하는 복수의 차광 부재; 및
복수의 상기 차광 부재 사이에서 상기 기판 상에 위치하고, 복수의 상기 화소 각각과 중첩하며, 양자점을 포함하여 제1 색 변환층 및 제2 색 변환층;
상기 제1 색 변환층, 상기 제2 색 변환층 및 상기 차광 부재를 덮는 광필터층; 및
상기 광필터층의 일면에 위치하는 수소 차단층을 포함하는, 표시 장치. - 제12항에 있어서,
상기 수소 차단층은 광 투과성 물질로 이루어지는, 표시 장치. - 제12항에 있어서,
상기 수소 차단층은 투명 전극 물질 또는 투명 고분자 수지로 이루어지는, 표시 장치.
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