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KR102853006B1 - 표시 장치 - Google Patents

표시 장치

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Publication number
KR102853006B1
KR102853006B1 KR1020200078184A KR20200078184A KR102853006B1 KR 102853006 B1 KR102853006 B1 KR 102853006B1 KR 1020200078184 A KR1020200078184 A KR 1020200078184A KR 20200078184 A KR20200078184 A KR 20200078184A KR 102853006 B1 KR102853006 B1 KR 102853006B1
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KR
South Korea
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light
layer
photoconversion
sub
red
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KR1020200078184A
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English (en)
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이재호
구원회
한경훈
김용철
최혜경
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
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Publication date
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Priority to CN202110684387.7A priority patent/CN113851508B/zh
Priority to US17/359,429 priority patent/US12471476B2/en
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 서브 화소 각각에 배치되고, 제1 청색 발광층, 제1 청색 발광층 상의 녹색 발광층 및 녹색 발광층 상의 제2 청색 발광층을 포함하는 발광 소자, 복수의 서브 화소 중 제1 서브 화소에 배치된 제1 광변환층, 및 복수의 서브 화소 중 제2 서브 화소에 배치되고, 제1 변환층보다 광변환 효율이 높은 제2 광변환층을 포함한다. 따라서, 적색 서브 화소인 제2 서브 화소에 광변환 효율이 높은 제2 광변환층을 배치하여 적색 광의 휘도를 향상시킬 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휘도가 향상된 표시 장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 모니터나 TV, 핸드폰 등에 사용되는 표시 장치에는 스스로 광을 발광하는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display; OLED) 등과 별도의 광원을 필요로 하는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD)등이 있다.
표시 장치는 컴퓨터의 모니터 및 TV 뿐만 아니라 개인 휴대 기기까지 그 적용 범위가 다양해지고 있으며, 넓은 표시 면적을 가지면서도 감소된 부피 및 무게를 갖는 표시 장치에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 휘도가 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 발광 소자에서 발광되는 적색 광 및 녹색 광의 효율이 향상된 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 백색 광의 색온도 조절이 용이한 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 서브 화소 각각에 배치되고, 제1 청색 발광층, 제1 청색 발광층 상의 녹색 발광층 및 녹색 발광층 상의 제2 청색 발광층을 포함하는 발광 소자, 복수의 서브 화소 중 제1 서브 화소에 배치된 제1 광변환층, 및 복수의 서브 화소 중 제2 서브 화소에 배치되고, 제1 변환층보다 광변환 효율이 높은 제2 광변환층을 포함한다. 따라서, 적색 서브 화소인 제2 서브 화소에 광변환 효율이 높은 제2 광변환층을 배치하여 적색 광의 휘도를 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 백색 서브 화소 및 복수의 적색 서브 화소를 포함하는 복수의 서브 화소에 배치되고, 청색 광을 발광하는 발광층 및 녹색 광을 발광하는 발광층을 포함하는 발광부, 복수의 백색 서브 화소에 배치되어, 발광부로부터 발광된 광을 적색 광으로 변환하는 제1 광변환층, 및 복수의 적색 서브 화소에 배치되어, 발광부로부터 발광된 광을 적색 광으로 변환하는 제2 광변환층을 포함하고, 제2 광변환층의 광변환 효율은 제1 광변환층의 광변환 효율보다 높다. 따라서, 적색 서브 화소에서는 발광부로부터 녹색 광 및 청색 광을 최대한 적색 광으로 변환하여 표시 장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 발광 소자에서 적색 광과 녹색 광의 효율을 향상시켜, 표시 장치의 휘도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 발광 소자에서 발광되는 녹색 광 및 청색 광의 비율을 조절하여 높은 색온도를 갖는 백색 광을 표시할 수 있다.
본 발명은 고휘도의 적색 광 및 녹색 광을 용이하게 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II'에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 비교예에 따른 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 비교예 및 실시예에 따른 표시 장치에서 파장에 따른 휘도 변화량을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
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 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 면적, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
또한 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 면적 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 면적 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다. 도 1에서는 설명의 편의를 위해 표시 장치(100)의 다양한 구성 요소 중 기판(110) 및 복수의 서브 화소(SP)만을 도시하였다.
기판(110)은 표시 장치(100)의 다른 구성 요소를 지지하기 위한 지지 부재로, 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 유리 또는 수지 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(110)은 고분자 또는 폴리이미드(PI) 등과 같은 플라스틱을 포함하여 이루어질 수도 있고, 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 물질로 이루어질 수도 있다.
기판(110)은 표시 영역(AA) 및 비표시 영역(NA)을 포함한다. 표시 영역(AA)은 영상을 표시하는 영역이다. 표시 영역(AA)에는 영상을 표시하기 위한 복수의 서브 화소(SP) 및 복수의 서브 화소(SP)를 구동하기 위한 구동 회로가 배치될 수 있다. 구동 회로는 서브 화소(SP)를 구동하기 위한 다양한 박막 트랜지스터, 스토리지 커패시터 및 배선 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회로는 구동 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터, 스토리지 커패시터, 스캔 배선, 데이터 배선 등과 같은 다양한 구성 요소로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
비표시 영역(NA)은 영상이 표시되지 않는 영역으로, 표시 영역(AA)에 배치된 서브 화소(SP)를 구동하기 위한 다양한 배선, 구동 IC 등이 배치되는 영역이다. 예를 들어, 비표시 영역(NA)에는 게이트 드라이버 IC, 데이터 드라이버 IC와 같은 다양한 구동 IC 등이 배치될 수 있다.
한편, 도 1에서는 비표시 영역(NA)이 표시 영역(AA)을 둘러싸는 것으로 도시되어 있으나, 비표시 영역(NA)은 표시 영역(AA)의 어느 한 변에서 연장된 영역일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
표시 영역(AA)에 복수의 서브 화소(SP)가 배치된다. 복수의 서브 화소(SP) 각각은 빛을 발광하는 개별 단위로, 복수의 서브 화소(SP) 각각에는 발광 소자 및 구동 회로가 형성된다. 예를 들어, 복수의 서브 화소(SP)는 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소, 청색 서브 화소 및 백색 서브 화소를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 복수의 서브 화소(SP)에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 2를 참조한다.
도 2는 도 1의 II-II'에 따른 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 기판(110), 버퍼층(111), 게이트 절연층(112), 보호층(113), 평탄화층(114), 뱅크(115), 트랜지스터(120), 발광 소자(130), 광변환층(CCL) 및 컬러 필터(CF)를 포함한다.
먼저, 복수의 서브 화소(SP)는 제1 서브 화소(SP1), 제2 서브 화소(SP2), 제3 서브 화소(SP3) 및 제4 서브 화소(SP4)를 포함한다. 제1 서브 화소(SP1), 제2 서브 화소(SP2), 제3 서브 화소(SP3) 및 제4 서브 화소(SP4) 각각은 서로 다른 색상의 광을 발광할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 화소(SP1), 제2 서브 화소(SP2), 제3 서브 화소(SP3) 및 제4 서브 화소(SP4) 각각은 백색 광을 발광하는 백색 서브 화소, 적색 광을 발광하는 적색 서브 화소, 녹색 광을 발광하는 녹색 서브 화소 및 청색 광을 발광하는 청색 서브 화소 중 하나일 수 있다. 이하에서는 제1 서브 화소(SP1)가 백색 서브 화소이고, 제2 서브 화소(SP2)가 적색 서브 화소이고, 제3 서브 화소(SP3)가 녹색 서브 화소이고, 제4 서브 화소(SP4)가 청색 서브 화소인 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
기판(110) 상에 버퍼층(111)이 배치된다. 버퍼층(111)은 기판(110)의 외측에서 침투한 수분 및/또는 산소가 표시 장치(100) 내부로 확산되는 것을 최소화할 수 있다. 버퍼층(111)은 무기 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 버퍼층(111)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단층이나 복층으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
버퍼층(111) 상에 복수의 트랜지스터(120)가 배치된다. 복수의 트랜지스터(120) 각각은 복수의 서브 화소(SP) 각각에 배치될 수 있다. 복수의 서브 화소(SP) 각각에 배치된 트랜지스터(120)는 표시 장치(100)의 구동 소자로 사용될 수 있다. 트랜지스터(120)는 예를 들어, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT), N형 금속 산화막 반도체(N-channel Metal Oxide Semiconductor; NMOS) 트랜지스터, P형 금속 산화막 반도체(P-channel Metal Oxide Semiconductor; PMOS) 트랜지스터, 상보성 금속 산화막 반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor; CMOS) 트랜지스터, 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor; FET) 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이하에서는 복수의 트랜지스터(120)가 박막 트랜지스터인 것으로 가정하여 설명하기로 하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
트랜지스터(120)는 게이트 전극(121), 액티브층(122), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 포함한다.
버퍼층(111) 상에 트랜지스터(120)의 게이트 전극(121)이 배치된다. 게이트 전극(121)은 도전성 물질, 예를 들어, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트 전극(121) 상에 게이트 절연층(112)이 배치된다. 게이트 절연층(112)은 게이트 전극(121)과 액티브층(122)을 절연시키기 위한 층이다. 게이트 절연층(112)은 무기 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단일층 또는 복층으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트 절연층(112) 상에 액티브층(122)이 배치된다. 액티브층(122)은 산화물 반도체, 비정질 실리콘 또는 폴리 실리콘 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
액티브층(122) 상에 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)이 서로 이격되어 배치된다. 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 액티브층(122)에 접하여, 액티브층(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 도전성 물질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo) 등 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도 2에서는 트랜지스터(120)가 게이트 전극(121) 상에 액티브층(122)이 배치되는 바텀 게이트 구조인 것으로 도시하였으나, 탑 게이트 구조 등과 같은 다른 구조로 구현될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
트랜지스터(120) 상에 보호층(113)이 배치된다. 보호층(113)은 트랜지스터(120)를 보호하기 위한 절연층이다. 보호층(113)은 무기물인 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 단일층 또는 질화 실리콘(SiNx)과 산화 실리콘(SiOx)의 다중층으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 보호층(113)은 표시 장치(100)의 설계에 따라 생략될 수도 있다.
한편, 표시 장치(100)는 탑 에미션(Top Emission) 방식의 표시 장치 또는 바텀 에미션(Bottom Emission) 방식의 표시 장치로 구현될 수 있다. 탑 에미션 방식은 발광 소자(130)에서 발광된 광이 발광 소자(130)의 상부로 방출되어, 기판(110)의 상부에서 영상이 구현되는 방식이다. 바텀 에미션 방식은 발광 소자(130)에서 발광된 광이 발광 소자(130)의 하부로 방출되어, 기판(110)의 하부에서 영상이 구현되는 방식이다. 이 외에도 표시 장치(100)는 발광 소자(130)에서 발광된 광이 발광 소자(130)의 상부 및 하부로 방출되어 기판(110)의 양면에서 영상이 구현되는 양면 발광 방식으로 구현될 수도 있다. 이하에서는, 표시 장치(100)가 바텀 에미션 방식인 것으로 설명하나 이에 제한되는 것은 아니다.
보호층(113) 상에 복수의 컬러 필터(CF)가 배치된다. 복수의 컬러 필터(CF)는 발광 소자(130)에서 발광된 광을 다양한 색상으로 변환할 수 있다. 구체적으로, 복수의 컬러 필터(CF)는 발광 소자(130)에서 발광된 광 중 특정 파장 범위의 광만을 통과시키고, 나머지 광은 흡수하는 방식으로 표시 장치(100) 외부로 방출되는 광의 색상을 변환할 수 있다.
복수의 컬러 필터(CF)는 적색 컬러 필터(CFR), 녹색 컬러 필터(CFG) 및 청색 컬러 필터(CFB)를 포함한다. 적색 컬러 필터(CFR)는 적색 서브 화소인 제2 서브 화소(SP2)에 배치되고, 녹색 컬러 필터(CFG)는 녹색 서브 화소인 제3 서브 화소(SP3)에 배치되며, 청색 컬러 필터(CFB)는 청색 서브 화소인 제4 서브 화소(SP4)에 배치될 수 있다.
복수의 서브 화소(SP) 중 일부의 서브 화소(SP)에 광변환층(CCL)이 배치된다. 광변환층(CCL)은 복수의 서브 화소(SP) 중 백색 서브 화소 및 적색 서브 화소인 제1 서브 화소(SP1) 및 제2 서브 화소(SP2)에 배치될 수 있다. 광변환층(CCL)은 발광 소자(130)로부터 발광된 광을 다양한 색상으로 변환할 수 있다. 구체적으로, 광변환층(CCL)은 발광 소자(130)에서 발광된 광을 흡수하여 특정 파장의 광을 발광하는 방식으로 광의 색상을 변환할 수 있다.
광변환층(CCL)은 제1 광변환층(CCL1) 및 제2 광변환층(CCL2)을 포함한다. 제1 광변환층(CCL1)은 제1 서브 화소(SP1)에서 보호층(113) 상에 배치되고, 제2 광변환층(CCL2)은 제2 서브 화소(SP2)에서 적색 컬러 필터(CFR) 상에 배치된다. 제1 광변환층(CCL1) 및 제2 광변환층(CCL2)은 발광 소자(130)에서 발광된 광을 동일한 색상의 광으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 광변환층(CCL1) 및 제2 광변환층(CCL2)은 발광 소자(130)로부터 발광된 광을 적색 광으로 변환하는 광변환층(CCL)일 수 있으며, 보다 상세한 내용은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
제1 광변환층(CCL1) 및 제2 광변환층(CCL2) 각각은 베이스 부재 및 광변환 물질을 포함한다.
베이스 부재는 광변환 물질을 지지하는 투명한 부재로, 투명 포토 레지스트, PMMA(Poly(methyl methacrylate))와 같은 아크릴(acryl)계 물질, PDMS(Poly-di-methyl-siloxane)와 같은 실리콘 수지 또는 에폭시 수지 등의 투명한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
광변환 물질은 베이스 부재에 분포되고, 발광 소자(130)에서 발광된 광을 흡수하여 다른 색상의 광으로 변환하는 물질이다. 광변환 물질은 예를 들어, 나노 형광체, 유기 형광체, 양자점, 형광 염료 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 광변환 물질이 형광 염료로 이루어진 경우, 녹색 광 및 청색 광을 적색 광으로 변환하는 Ph9(9-diethylamino-5H-benzo[a]phenoxazin-5-one), Ph9S(9-Diphenylamino-5H-benzo[a]phenoxazin-5-one) 등의 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 광변환 물질이 양자점으로 이루어진 경우, 녹색 광 및 청색 광을 적색 광으로 변환하는 InAs, InP, PbS 등의 양자점 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 광변환층(CCL1)의 두께는 제2 광변환층(CCL2)의 두께보다 작을 수 있다. 제1 광변환층(CCL1)이 제2 광변환층(CCL2)보다 작은 두께를 갖는 경우, 제1 광변환층(CCL1)에서 광변환 효율은 제2 광변환층(CCL2)에서 광변환 효율보다 낮을 수 있다. 구체적으로, 제1 광변환층(CCL1) 및 제2 광변환층(CCL2)이 동일한 농도로 광변환 물질이 분포된 베이스 부재를 이용하여 형성된 경우, 광변환층(CCL)의 두께가 두꺼울수록 광변환층(CCL)에 포함되는 광변환 물질의 양이 증가할 수 있다. 이에, 제2 광변환층(CCL2)의 두께가 제1 광변환층(CCL1)의 두께보다 두꺼우므로, 제2 광변환층(CCL2)에서 광변환 효율이 제1 광변환층(CCL1)에서 광변환 효율보다 높을 수 있다.
추가적으로, 제1 광변환층(CCL1) 및 제2 광변환층(CCL2)의 광변환 효율을 조절하기 위해, 제1 광변환층(CCL1) 및 제2 광변환층(CCL2) 각각에 포함되는 광변환 물질의 종류나 광변환 물질의 농도를 상이하게 구성할 수도 있다. 예를 들어, 제1 광변환층(CCL1)의 효율을 낮추기 위해, 광변환 효율이 상대적으로 낮은 광변환 물질을 사용할 수도 있고, 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 물질의 농도를 낮출 수도 있다.
단면 상에서 제2 광변환층(CCL2)의 폭은 적색 컬러 필터(CFR)의 폭보다 작거나 동일할 수 있다. 평면 상에서 제2 광변환층(CCL2)의 크기는 적색 컬러 필터(CFR)의 크기보다 작거나 동일할 수 있다. 즉, 적색 컬러 필터(CFR)에 접하는 제2 광변환층(CCL2)의 하면의 크기는 적색 컬러 필터(CFR) 상면의 크기보다 작거나 동일할 수 있고, 제2 광변환층(CCL2)의 하면 전체는 적색 컬러 필터(CFR)의 상면에만 접할 수 있다.
만약, 제2 광변환층(CCL2)이 적색 컬러 필터(CFR) 외측으로 돌출된 경우, 제2 서브 화소(SP2)와 이웃한 제1 서브 화소(SP1) 및/또는 제3 서브 화소(SP3)에서 돌출된 제2 광변환층(CCL2)에 의해 혼색이 발생하여 표시 품질이 저하될 수 있다. 예를 들어, 제2 광변환층(CCL2)이 적색 컬러 필터(CFR) 외측으로 돌출되어 제1 서브 화소(SP1)까지 연장된 경우, 제1 서브 화소(SP1)에서 표시되는 백색 광의 순도가 저하될 수 있다. 마찬가지로, 제2 광변환층(CCL2)이 제3 서브 화소(SP3)까지 연장된 경우, 제3 서브 화소(SP3)에서 표시되는 녹색 광의 순도가 저하될 수 있다. 따라서, 제2 광변환층(CCL2)의 하면 전체가 적색 컬러 필터(CFR)의 상면에만 접하도록 배치하여, 복수의 서브 화소(SP) 사이에서 혼색 문제를 최소화할 수 있다.
제1 광변환층(CCL1) 및 제2 광변환층(CCL2) 상에 평탄화층(114)이 배치된다. 평탄화층(114)은 기판(110)의 상부를 평탄화할 수 있다. 평탄화층(114)은 단층 또는 복층으로 구성될 수 있으며, 유기 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(114)은 아크릴(acryl)계 유기 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
평탄화층(114) 상에 발광 소자(130)가 배치된다. 발광 소자(130)는 광을 발광하는 소자로, 복수의 서브 화소(SP) 각각에 배치되어, 복수의 트랜지스터(120)에 의해 구동될 수 있다. 발광 소자(130)는 애노드(131), 발광부(132) 및 캐소드(133)를 포함할 수 있다.
애노드(131)는 발광부(132)로 정공을 공급할 수 있고, 일함수가 높은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 애노드(131)는 주석 산화물(Tin Oxide; TO), 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide; IZO), 인듐 주석 아연 산화물(Indium Zinc Tin Oxide; ITZO) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
애노드(131) 상에 뱅크(115)가 배치된다. 뱅크(115)는 애노드(131)의 엣지를 덮도록 배치될 수 있다. 뱅크(115)는 복수의 서브 화소(SP) 간의 경계에 배치되어, 복수의 서브 화소(SP)를 정의할 수 있다. 뱅크(115)는 절연 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide), 아크릴(acryl) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene: BCB)계 수지로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
애노드(131) 및 뱅크(115) 상에 발광부(132)가 배치된다. 발광부(132)는 애노드(131)로부터 정공을 공급받고, 캐소드(133)로부터 전자를 공급받아 빛을 발광할 수 있다. 발광부(132)는 하나 이상의 발광층을 포함하는 스택이 복수 개 적층되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 발광부(132)는 각각이 발광층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 정공 주입층 등의 유기층을 포함하는 복수의 스택과 복수의 스택 각각의 사이에 배치된 전하 생성층을 포함할 수 있다.
발광부(132) 상에 캐소드(133)가 배치된다. 캐소드(133)는 발광부(132)에 전자를 공급할 수 있고, 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 캐소드(133)는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca) 등과 같은 금속 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이때, 애노드(131)는 발광부(132)에서 발광된 광을 기판(110)의 하부로 진행시키기 위해, 투명 도전성 물질로만 이루어질 수 있고, 캐소드(133)는 반사율이 높은 금속 물질로 이루어질 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(130)를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3에서는 설명의 편의를 위해, 발광부(132)의 복수의 스택(ST1, ST2, ST3) 각각의 구성 중 발광층(132B1, 132G, 132B2)만을 도시하였다.
도 3을 참조하면, 발광부(132)는 제1 청색 발광층(132B1)을 포함하는 제1 스택(ST1), 녹색 발광층(132G)을 포함하는 제2 스택(ST2) 및 제2 청색 발광층(132B2)을 포함하는 제3 스택(ST3)을 포함한다. 발광부(132)에서 최종적으로 발광된 광은 복수의 스택(ST1, ST2, ST3) 각각의 제1 청색 발광층(132B1), 녹색 발광층(132G) 및 제2 청색 발광층(132B2)에서 발광된 광이 혼합되어 구현될 수 있다. 따라서, 발광부(132)로부터 발광된 광은 청색 광 및 녹색 광을 포함할 수 있다.
애노드(131) 상에 제1 청색 발광층(132B1)을 포함하는 제1 스택(ST1)이 배치된다. 제1 스택(ST1)의 제1 청색 발광층(132B1)은 애노드(131)와 캐소드(133)를 통해 공급된 정공과 전자에 의해 청색 광을 발광할 수 있다. 제1 청색 발광층(132B1)은 청색 광을 발광할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 그리고 도면에 도시되지는 않았으나, 제1 스택(ST1)은 제1 청색 발광층(132B1) 외에 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 정공 주입층 등의 유기층을 더 포함할 수 있다.
제1 스택(ST1) 상에 녹색 발광층(132G)을 포함하는 제2 스택(ST2)이 배치된다. 제2 스택(ST2)의 녹색 발광층(132G)은 애노드(131)와 캐소드(133)를 통해 공급된 정공과 전자에 의해 녹색 광을 발광할 수 있다. 녹색 발광층(132G)은 녹색 광을 발광할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 그리고 도면에 도시되지는 않았으나, 제2 스택(ST2)은 녹색 발광층(132G) 외에 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 정공 주입층 등의 유기층을 더 포함할 수 있다.
제2 스택(ST2) 상에 제2 청색 발광층(132B2)을 포함하는 제3 스택(ST3)이 배치된다. 제2 청색 발광층(132B2)은 제1 청색 발광층(132B1)과 동일하게 청색 광을 발광할 수 있다. 그리고 제2 청색 발광층(132B2)도 청색 광을 발광할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 그리고 도면에 도시되지는 않았으나, 제3 스택(ST3)은 제2 청색 발광층(132B2) 외에 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층, 정공 주입층 등의 유기층을 더 포함할 수 있다.
또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 제1 스택(ST1), 제2 스택(ST2) 및 제3 스택(ST3) 각각의 사이에 전하 생성층이 배치될 수 있다. 전하 생성층은 인접한 스택(ST1, ST2, ST3)으로 전하를 공급하여 전하 균형을 조절할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)는 바텀 에미션 방식이므로, 발광부(132)에서 발광된 광이 기판(110)을 향해 진행할 수 있다. 그리고 발광부(132)에서 발광된 광은 복수의 컬러 필터(CF) 및 복수의 광변환층(CCL)을 통과하며 다양한 색상의 광으로 변환될 수 있다.
먼저 제3 서브 화소(SP3)의 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광은 녹색 컬러 필터(CFG)에 의해 녹색 광으로 구현될 수 있다. 구체적으로, 청색 광 및 녹색 광 중 청색 광은 녹색 컬러 필터(CFG)에 흡수되고, 녹색 광만이 녹색 컬러 필터(CFG)를 통과하여 기판(110)을 향해 진행할 수 있다. 따라서, 제3 서브 화소(SP3)의 발광부(132)로부터 발광된 광은 녹색 컬러 필터(CFG)에 의해 녹색 광으로 구현될 수 있다.
제4 서브 화소(SP4)의 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광은 청색 컬러 필터(CFB)에 의해 청색 광으로 구현될 수 있다. 구체적으로, 청색 광 및 녹색 광 중 녹색 광은 청색 컬러 필터(CFB)에 흡수되고, 청색 광만이 청색 컬러 필터(CFB)를 통과하여 기판(110)을 향해 진행할 수 있다. 따라서, 제4 서브 화소(SP4)의 발광부(132)로부터 발광된 광은 청색 컬러 필터(CFB)에 의해 청색 광으로 구현될 수 있다.
제1 서브 화소(SP1)의 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광은 제1 광변환층(CCL1)에 의해 백색 광으로 구현될 수 있다. 제1 광변환층(CCL1)의 경우, 특정 파장의 광만 통과시키는 방식으로 광의 색상을 변환하는 컬러 필터(CF)와 달리 광변환 물질이 광을 흡수하여 특정 색상의 광을 다시 방출하는 방식으로 광의 색상을 변환할 수 있다. 이에, 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광이 제1 광변환층(CCL1)으로 조사되는 경우, 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 물질은 청색 광 및 녹색 광의 적어도 일부를 흡수할 수 있고, 광을 흡수한 광변환 물질은 적색 광을 방출할 수 있다. 그리고 청색 광 및 녹색 광 중 다른 일부는 광변환 물질에 흡수되지 않고 제1 광변환층(CCL1)을 통과할 수 있다. 제1 광변환층(CCL1)을 통과한 청색 광 일부 및 녹색 광 일부와 광변환 물질로부터의 방출된 적색 광이 혼합되어 최종적으로 백색 광이 구현될 수 있다. 따라서, 제1 서브 화소(SP1)에는 청색 광 및 녹색 광의 적어도 일부를 흡수하여 적색 광을 방출하는 제1 광변환층(CCL1)을 배치하여, 백색 광을 구현할 수 있다.
제2 서브 화소(SP2)의 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광은 제2 광변환층(CCL2) 및 적색 컬러 필터(CFR)에 의해 적색 광으로 구현될 수 있다. 제2 광변환층(CCL2)도 제1 광변환층(CCL1)과 마찬가지로 광을 흡수하여 적색 광을 방출할 수 있다. 구체적으로, 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광은 제2 광변환층(CCL2)을 향할 수 있고, 제2 광변환층(CCL2)의 광변환 물질은 청색 광 및 녹색 광의 적어도 일부를 흡수한 후 적색 광을 발광할 수 있다. 이에, 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광 중 일부는 제2 광변환층(CCL2)에서 적색 광으로 변환될 수 있고, 제2 광변환층(CCL2)을 통과한 청색 광 일부, 녹색 광 일부 및 적색 광은 적색 컬러 필터(CFR)를 향할 수 있다. 그리고 제2 광변환층(CCL2)으로부터 청색 광, 녹색 광 및 적색 광 중 청색 광과 녹색 광은 적색 컬러 필터(CFR)에 흡수되고, 적색 광만이 기판(110)을 향해 진행할 수 있다. 따라서, 제2 서브 화소(SP2)에는 청색 광 및 녹색 광을 흡수하여 적색 광을 방출하는 제2 광변환층(CCL2) 및 적색 광만을 통과시키는 적색 컬러 필터(CFR)를 배치하여 적색 광을 구현할 수 있다.
이때, 제2 서브 화소(SP2)에서 제2 광변환층(CCL2)은 적색 컬러 필터(CFR)보다 발광 소자(130)에 인접하게 배치될 수 있다. 만약, 적색 컬러 필터(CFR)가 발광 소자(130)에 인접하게 배치된 경우, 발광 소자(130)로부터 청색 광 및 녹색 광은 적색 컬러 필터(CFR)에 흡수되어 제2 광변환층(CCL2)을 향해 진행하는 광이 최소화될 수 있다. 즉, 적색 컬러 필터(CFR)가 제2 광변환층(CCL2)보다 발광 소자(130)에 더 인접하게 배치된다면, 발광 소자(130)에서 발광된 광은 적색 컬러 필터(CFR)에 대부분 흡수되어 표시 장치(100) 외측으로 진행할 수 없고, 영상을 표시하기 어려울 수 있다. 이에, 광을 흡수하여 적색 광을 방출하는 제2 광변환층(CCL2)을 적색 컬러 필터(CFR)보다 발광 소자(130)에 더 인접하게 배치하여야만 적색 광을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 제1 서브 화소(SP1)의 제1 광변환층(CCL1)과 제2 서브 화소(SP2)의 광변환층(CCL)의 두께를 차등 설계하여 높은 색온도를 갖는 백색 광 및 고휘도의 적색 광을 구현할 수 있다. 먼저, 제1 광변환층(CCL1)의 두께를 얇게 형성하여 높은 색온도를 갖는 백색 광을 용이하게 구현할 수 있다. 색온도는 광의 색상을 수치로 표현하는 방식으로, 색온도 단위인 K(켈빈)을 이용해 표시할 수 있다. 붉은색 계통의 광원일수록 색온도가 낮고, 푸른색 계통의 광원일수록 색온도가 높다. 이때, 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율을 조절하여, 제1 서브 화소(SP1)에서 높은 색온도를 갖는 백색 광을 표시할 수 있다. 예를 들어, 높은 색온도를 갖는 푸른색 계통의 백색 광을 구현하기 위해서는, 제1 광변환층(CCL1)에서 청색 광 및 녹색 광이 적색 광으로 변환되는 비율을 낮춰야 한다. 그러므로, 제1 광변환층(CCL1)의 두께를 적어도 제2 광변환층(CCL2) 보다 얇게 형성하여, 청색 광 및 녹색 광으로부터 백색 광을 구현하기 위한 최소한의 적색 광만을 변환할 수 있다. 따라서, 제1 광변환층(CCL1)에서 방출된 적색 광과 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광이 혼합되어 푸른색 계통의 백색 광, 즉, 높은 색온도를 갖는 백색 광을 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 적색 광을 표시하는 적색 서브 화소인 제2 서브 화소(SP2)에서는 제2 광변환층(CCL2)의 두께를 두껍게 형성하여, 고휘도의 적색 광을 구현할 수 있다. 발광부(132)는 제1 청색 발광층(132B1), 녹색 발광층(132G) 및 제2 청색 발광층(132B2)만을 포함하므로, 발광부(132)에서는 청색 광 및 녹색 광만이 방출될 수 있다. 그리고 이러한 청색 광 및 녹색 광으로부터 고휘도의 적색 광을 구현하기 위해, 청색 광 및 녹색 광이 적색 광으로 변환되는 비율을 높여야 한다. 이에, 제2 광변환층(CCL2)의 두께를 두껍게 형성하여, 제2 광변환층(CCL2)을 통과하는 청색 광 및 녹색 광이 광변환 물질에 흡수되어 적색 광으로 변환되는 비율을 높일 수 있다. 이에, 제2 광변환층(CCL2)은 제1 광변환층(CCL1)보다 두꺼운 두께로 형성되므로, 청색 광 및 녹색 광을 적색 광으로 변환하는 제2 광변환층(CCL2)의 광변환 효율이 제1 광변환층(CCL1)보다 높을 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 청색 광 및 녹색 광을 발광하는 발광부(132), 광변환 효율이 상이한 제1 광변환층(CCL1) 및 제2 광변환층(CCL2) 및 복수의 컬러 필터(CF)를 함께 사용하여 표시 장치(100)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 이하에서는 도 4 및 도 5를 함께 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 발광 소자(130)의 휘도 향상 효과를 살펴보기로 한다.
도 4는 비교예에 따른 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5a 내지 도 5d는 비교예 및 실시예에 따른 표시 장치에서 파장에 따른 휘도 변화량을 나타낸 그래프이다. 도 5a는 비교예 및 실시예에 따른 표시 장치(10, 100)의 제1 서브 화소(SP1)에서 파장에 따른 휘도 변화량을 나타낸 그래프이다. 도 5b는 비교예 및 실시예에 따른 표시 장치(10, 100)의 제2 서브 화소(SP2)에서 파장에 따른 휘도 변화량을 나타낸 그래프이다. 도 5c는 비교예 및 실시예에 따른 표시 장치(10, 100)의 제3 서브 화소(SP3)에서 파장에 따른 휘도 변화량을 나타낸 그래프이다. 도 5d는 비교예 및 실시예에 따른 표시 장치(10, 100)의 제4 서브 화소(SP4)에서 파장에 따른 휘도 변화량을 나타낸 그래프이다.
도 5a 내지 도 5d에서 가로축은 파장(wavelength (nm)을 나타내고, 세로축은 상대적인 강도(intensity)를 나타낸다. 도 5a 내지 도 5d의 그래프는 비교예 및 실시예에 따른 표시 장치(10, 100)의 복수의 서브 화소(SP) 각각에서 최종적으로 구현된 광을 측정한 그래프이다.
실시예에 따른 표시 장치(100)는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)와 동일한 표시 장치이다.
그리고 도 4를 참조하면, 비교예에 따른 표시 장치(10)는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)와 비교하여, 발광부(32)가 상이하고, 광변환층을 포함하지 않는 구조이다.
비교예에 따른 표시 장치(10)는 기판(11) 상에 트랜지스터(12), 복수의 컬러 필터(CF) 및 평탄화층(14)이 순차적으로 배치되고, 평탄화층(14) 상에 발광부(32)가 배치된다.
발광부(32)는 제1 스택(ST1), 제2 스택(ST2) 및 제3 스택(ST3)을 포함한다. 제1 스택(ST1)은 제1 청색 발광층(32B1)을 포함하고, 제1 스택(ST1) 상의 제2 스택(ST2)은 적색 발광층(32R) 및 녹색 발광층(32G)을 포함하고, 제2 스택(ST2) 상의 제3 스택(ST3)은 제2 청색 발광층(32B2)을 포함한다. 이에, 비교예에 따른 표시 장치(10)의 발광부(32)에서 최종적으로 발광된 광은 제1 청색 발광층(32B1) 및 제2 청색 발광층(32B2)으로부터 청색 광과 적색 발광층(32R) 및 녹색 발광층(32G)으로부터 적색 광 및 녹색 광이 혼합되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 발광부(32)에서 발광된 광은 청색 광, 적색 광 및 녹색 광이 혼합된 백색 광일 수 있다. 한편, 도 4에서는 제2 스택(ST2)에서 적색 발광층(32R) 상에 녹색 발광층(32G)이 배치된 것으로 도시하였으나, 녹색 발광층(32G) 상에 적색 발광층(32R)이 배치될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
그리고 발광 소자(30)와 기판(11) 사이에 광변환층(CCL)은 배치되지 않고, 복수의 컬러 필터(CF)만이 배치된다. 제1 서브 화소(SP1)에는 컬러 필터(CF) 및/또는 광변환층이 배치되지 않아 발광부(32)로부터 발광된 백색 광이 표시될 수 있다. 제2 서브 화소(SP2)에는 발광부(32)로부터 백색 광 중 적색 광만을 통과시키는 적색 컬러 필터(CFR)가 배치되어 적색 광이 표시될 수 있다. 제3 서브 화소(SP3)에는 발광부(32)로부터 백색 광 중 녹색 광만을 통과시키는 녹색 컬러 필터(CFG)가 배치되어 녹색 광이 표시될 수 있다. 제4 서브 화소(SP4)에는 발광부(32)로부터 백색 광 중 청색 광만을 통과시키는 청색 컬러 필터(CFB)가 배치되어 청색 광이 표시될 수 있다.
[표 1]은 도 5a 내지 도 5d의 그래프에 따른 비교예에 따른 표시 장치(10)와 실시예에 따른 표시 장치(100)의 복수의 서브 화소(SP) 각각에서 발광된 광의 휘도를 측정한 표이다.
비교예 실시예
제1 서브 화소(SP1)의 휘도 190 nit 232 nit
제2 서브 화소(SP2)의 휘도 171 nit 266 nit
제3 서브 화소(SP3)의 휘도 191 nit 422 nit
제4 서브 화소(SP4)의 휘도 272 nit 288 nit
이하에서는 도 5a 내지 도 5d와 [표 1]을 함께 참조하여 비교예에 따른 표시 장치(10)와 실시예에 따른 표시 장치(100)의 복수의 서브 화소(SP) 각각에서 발광된 광의 휘도 측정 결과를 설명하기로 한다.
먼저, [표 1]을 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(100)에서 최종 제품 휘도는 232 nit이고, 비교예에 따른 표시 장치(10)에서 최종 제품 휘도는 171 nit로 실시예에 따른 표시 장치(100)가 비교예에 따른 표시 장치(10)보다 휘도가 상승한 것을 확인할 수 있다. 이때, 최종 제품 휘도는 복수의 서브 화소(SP) 각각의 휘도 중 가장 낮은 휘도로 정의할 수 있다.
도 5a를 참조하면, 비교예에 따른 표시 장치(10)의 제1 서브 화소(SP1)에서 발광된 광의 파장은 약 470nm, 530nm 및 630nm에서 피크를 가질 수 있다. 그리고 실시예에 따른 표시 장치(100)의 제1 서브 화소(SP1)에서 발광된 광의 파장 또한 약 470nm, 530nm 및 630nm에서 피크를 가질 수 있다. 이에, 비교예 및 실시예에 따른 표시 장치(10, 100)의 제1 서브 화소(SP1)에서 발광된 광의 파장 각각은 청색 광의 파장 범위에 해당하는 470nm, 녹색 광의 파장 범위에 해당하는 530nm 및 적색 광의 파장 범위에 해당하는 630nm 에서 피크를 가지므로, 백색 광일 수 있다.
이때, 비교예에 따른 표시 장치(10)에서는 적색 광 및 녹색 광이 하나의 제2 스택(ST2)의 적색 발광층(32R) 및 녹색 발광층(32G)에서 발광되므로, 적색 광과 녹색 광은 트레이드 오프(trade-off) 관계를 가질 수 있다. 하나의 제2 스택(ST2)에 적색 발광층(32R) 및 녹색 발광층(32G)이 함께 배치된 경우, 적색 발광층(32R)의 성능과 녹색 발광층(32G)의 성능은 트레이트 오프 관계를 가질 수 있다. 예를 들어, 적색 발광층(32R)의 휘도를 향상시킨 경우, 녹색 발광층(32G)의 휘도는 저하될 수 있고, 녹색 발광층(32G)의 휘도를 향상시킨 경우, 적색 발광층(32R)의 휘도는 저하될 수 있다. 이에, 제2 스택(ST2)에 적색 발광층(32R) 및 녹색 발광층(32G)이 함께 배치된 경우, 약 530nm에서 피크를 갖는 녹색 광 또는 약 630nm에서 피크를 갖는 적색 광의 휘도를 일정 수준 이상으로 확보하기 어렵다. 반면, 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 제2 스택(ST2)에 하나의 녹색 발광층(132G)만이 배치되므로, 트레이트 오프에 따른 제약을 극복할 수 있고, 약 530nm에서 피크를 갖는 녹색 광의 휘도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 도 5a의 그래프에서 녹색 광에 해당하는 약 530nm 부근에서 실시예에 따른 표시 장치(100)는 비교예에 따른 표시 장치(10)보다 더 높은 세기를 가질 수 있다.
또한, 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 제1 광변환층(CCL1)에 의해 청색 광 및 녹색 광 중 일부가 적색 광으로 변환되므로, 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율을 조절하여 적색 광의 휘도, 즉, 세기를 조절할 수 있다. 반면, 비교예에 따른 표시 장치(10)에서는 제1 서브 화소(SP1)에 광변환층이 배치되지 않으므로, 백색 광은 오직 발광부(32)에서 발광된 광에 의해 구현될 수 있다. 그리고 상술한 바와 같이 비교예에 따른 표시 장치(10)에서는 하나의 제2 스택(ST2)에 함께 배치된 적색 발광층(32R) 및 녹색 발광층(32G)은 트레이드 오프 관계를 가지므로, 적색 광의 휘도를 높이는 경우 녹색 광의 휘도가 저하될 수 있다. 즉, 제1 광변환층(CCL1)을 통해 적색 광을 용이하게 확보할 수 있는 실시예에 따른 표시 장치(100)와 달리 비교예에 따른 표시 장치(10)에서 적색 광은 오직 적색 발광층(32R)에만 의존한다. 그리고 비교예에 따른 표시 장치(10)에서는 적색 발광층(32R)과 녹색 발광층(32G)의 트레이프 오프 관계에 의해 적색 발광층(32R)에서 일정 수준 이상의 적색 광을 발광하는데 제약이 있으며, 충분한 적색 광을 확보하기 어려울 수 있다. 따라서, 도 5a의 그래프에서 적색 광에 해당하는 약 630nm 부근에서 실시예에 따른 표시 장치(100)는 비교예에 따른 표시 장치(10)보다 더 높은 세기를 가질 수 있다. 그러므로, 실시예에 따른 표시 장치(100)의 제1 서브 화소(SP1)에서는 비교예에 따른 표시 장치(10)의 제1 서브 화소(SP1)보다 더 강한 세기의 적색 광 및 녹색 광을 구현하므로, 최종적으로 더 높은 휘도의 백색 광을 확보할 수 있다.
다음으로, 도 5b를 참조하면, 비교예에 따른 표시 장치(10)의 제2 서브 화소(SP2)에서 발광된 광의 파장은 약 630nm에서 피크를 가질 수 있다. 그리고 실시예에 따른 표시 장치(100)의 제2 서브 화소(SP2)에서 발광된 광의 파장 또한 약 630nm에서 피크를 가질 수 있다. 이에, 비교예 및 실시예에 따른 표시 장치(10, 100)의 제2 서브 화소(SP2)에서 발광된 광의 파장 각각은 약 630nm에서 피크를 가지므로, 적색 광일 수 있다.
[표 1]을 함께 참조하면, 비교예에 따른 표시 장치(10)의 제2 서브 화소(SP2)에서 발광된 광의 휘도는 171 nit이고, 실시예에 따른 표시 장치(100)의 제2 서브 화소(SP2)에서 발광된 광의 휘도는 266 nit이다. 그러므로, 실시예에 따른 표시 장치(100)에서 제2 서브 화소(SP2)의 휘도는 비교예에 따른 표시 장치(10)에서 제2 서브 화소(SP2)의 휘도보다 높을 수 있다.
구체적으로, 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 발광부(132)에서 발광된 청색 광 및 녹색 광 중 일부가 제2 광변환층(CCL2)에서 적색 광으로 변환되고, 제2 광변환층(CCL2)에 의해 변환된 적색 광과 변환되지 않은 청색 광 및 녹색 광은 적색 컬러 필터(CFR)를 통과하며 고순도의 적색 광으로 구현될 수 있다. 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 발광부(132)에서 발광된 청색 광 및 녹색 광을 적색 광으로 최대한 변환하여, 적색 컬러 필터(CFR)에서 손실되는 광을 최소화할 수 있다.
반면, 비교예에 따른 표시 장치(10)에서는 제2 서브 화소(SP2)에 적색 컬러 필터(CFR)만이 배치되므로, 발광부(32)에서 발광된 청색 광, 녹색 광 및 적색 광 중 적색 광만이 적색 컬러 필터(CFR)를 통과하고, 청색 광 및 녹색 광은 적색 컬러 필터(CFR)에 흡수되어 표시 장치(10) 외측으로 진행할 수 없다. 즉, 비교예에 따른 표시 장치(10)의 제2 서브 화소(SP2)의 휘도는 오직 발광부(32)의 제2 스택(ST2)의 적색 발광층(32R)에서 발광된 적색 광에 의해 결정될 수 있다. 비교예에 따른 표시 장치(10)에서는 적색 컬러 필터(CFR)에 의해 청색 광 및 녹색 광이 표시 장치 외부로 방출될 수 없지만, 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 청색 광 및 녹색 광이 적색 광으로 변환되어 적색 컬러 필터(CFR)를 통과할 수 있으므로, 실시예에 따른 표시 장치(100)에서 제2 서브 화소(SP2)의 휘도가 더 높을 수 있다. 따라서, 비교예에 따른 표시 장치(10)에서는 청색 광 및 녹색 광이 제2 서브 화소(SP2)의 적색 컬러 필터(CFR)에서 손실되었지만, 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 청색 광 및 녹색 광을 적색 광으로 변환하여 방출하므로 적색 컬러 필터(CFR)에서 손실되는 광을 줄이고 적색 광의 휘도를 높일 수 있다.
도 5c를 참조하면, 비교예에 따른 표시 장치(10)의 제3 서브 화소(SP3)에서 발광된 광의 파장은 약 530nm에서 피크를 가질 수 있다. 그리고 실시예에 따른 표시 장치(100)의 제3 서브 화소(SP3)에서 발광된 광의 파장 또한 약 530nm에서 피크를 가질 수 있다. 이에, 비교예 및 실시예에 따른 표시 장치(10, 100)의 제23 서브 화소(SP)에서 발광된 광의 파장 각각은 약 530nm에서 피크를 가지므로, 녹색 광일 수 있다.
[표 1]을 함께 참조하면, 비교예에 따른 표시 장치(10)의 제3 서브 화소(SP3)에서 발광된 광의 휘도는 191 nit이고, 실시예에 따른 표시 장치(100)의 제3 서브 화소(SP3)에서 발광된 광의 휘도는 422 nit이다. 즉, 실시예에 따른 표시 장치(100)에서 제3 서브 화소(SP3)의 휘도는 비교예에 따른 표시 장치(10)에서 제3 서브 화소(SP3)의 휘도보다 높을 수 있다.
구체적으로, 비교예에 따른 표시 장치(10)의 발광부(32)의 제2 스택(ST2)에 적색 발광층(32R) 및 녹색 발광층(32G)이 함께 배치된다. 그리고 하나의 제2 스택(ST2)에 함께 배치된 적색 발광층(32R) 및 녹색 발광층(32G)은 트레이트 오프 관계를 가질 수 있다. 이러한 트레이드 오프 관계에 의해, 하나의 제2 스택(ST2)에서 발광되는 적색 광의 휘도를 높이고자 하는 경우, 녹색 광이 줄어들 수 있고, 녹색 광의 휘도를 높이고자 하는 경우, 적색 광이 줄어들 수 있다. 이에 복수의 서브 화소(SP) 각각에 배치된 발광부(32)가 일체로 형성된 구조인 비교예에 따른 표시 장치(10)에서 제2 서브 화소(SP2)의 휘도를 높이고자 하는 경우, 녹색 광을 발광하는 제3 서브 화소(SP3)의 휘도가 저하될 수 있고, 제3 서브 화소(SP3)의 휘도를 높이고자 하는 경우, 제2 서브 화소(SP2)의 휘도가 저하될 수 있다. 따라서, 비교예에 따른 표시 장치(10)에서는 적색 광 및 녹색 광이 하나의 제2 스택(ST2)에 의해 구현되므로, 제2 서브 화소(SP2) 및 제3 서브 화소(SP3)에서 발광된 광의 휘도를 일정 수준 이상으로 구현하기 어렵다.
반면, 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 발광부(132)에서는 녹색 광 및 청색 광만을 발광하고, 적색 광은 제2 광변환층(CCL2) 및 적색 컬러 필터(CFR)를 통해 구현하므로 제2 서브 화소(SP2)의 휘도 및 제3 서브 화소(SP3)의 휘도를 별도로 제어할 수 있다. 도 5a를 참조하여 상술한 바와 같이, 비교예에 따른 표시 장치(10)의 제2 서브 화소(SP2)에서는 청색 광 및 녹색 광 모두 적색 컬러 필터(CFR)에 흡수되어 오직 제2 스택(ST2)의 적색 발광층(32R)에서 발광된 적색 광에 의해 제2 서브 화소(SP2)의 휘도가 결정되고, 제3 서브 화소(SP3)에서는 제2 스택(ST2)의 녹색 발광층(32G)에서 발광된 녹색 광에 의해 제3 서브 화소(SP3)의 휘도가 결정될 수 있다. 그러나, 실시예에 따른 표시 장치(100)의 제2 서브 화소(SP2)에서는 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광이 제2 광변환층(CCL2)에 의해 적색 광으로 변환되므로 적색 컬러 필터(CFR)에서 흡수되어 손실되는 광량이 최소화될 수 있다. 또한, 실시예에 따른 표시 장치(100)의 발광부(132)의 제2 스택(ST2)에는 녹색 발광층(132G)만이 배치되므로, 비교예와 비교하여 발광부(132)에서 발광되는 녹색 광이 증가할 수 있고, 이는 제3 서브 화소(SP3)의 휘도 증가로 이어질 수 있다. 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 제2 광변환층(CCL2) 및 적색 컬러 필터(CFR)를 통해 제2 서브 화소(SP2)의 휘도를 제어할 수 있고, 발광부(132)의 녹색 발광층(132G)을 통해 제3 서브 화소(SP3)의 휘도를 제어할 수 있다. 따라서, 하나의 제2 스택(ST2)에 배치되어 트레이트 오프 관계를 갖는 적색 발광층(32R) 및 녹색 발광층(32G)을 포함하는 비교예에 따른 표시 장치(10)와 달리 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 적색 광과 녹색 광이 별도로 제어되므로 트레이드 오프 관계를 갖지 않을 수 있고, 제2 서브 화소(SP2)와 제3 서브 화소(SP3)의 휘도를 용이하게 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 5d를 참조하면, 비교예에 따른 표시 장치(10)의 제4 서브 화소(SP4)에서 발광된 광의 파장은 약 470nm에서 피크를 가질 수 있다. 그리고 실시예에 따른 표시 장치(100)의 제4 서브 화소(SP4)에서 발광된 광의 파장 또한 약 470nm에서 피크를 가질 수 있다. 이에, 비교예 및 실시예에 따른 표시 장치(10, 100)의 제4 서브 화소(SP4)에서 발광된 광의 파장 각각은 약 470nm에서 피크를 가지므로, 청색 광일 수 있다.
[표 1]을 함께 참조하면, 비교예에 따른 표시 장치(10)의 제4 서브 화소(SP4)에서 발광된 광의 휘도는 272 nit이고, 실시예에 따른 표시 장치(100)의 제4 서브 화소(SP4)에서 발광된 광의 휘도는 288 nit로 비슷한 수준일 수 있다. 비교예 및 실시예에 따른 표시 장치(10, 100)의 제4 서브 화소(SP4)의 휘도는 둘 다 발광부(32)의 제1 스택(ST1) 및 제3 스택(ST3) 각각의 제1 청색 발광층(32B1, 132B1) 및 제2 청색 발광층(32B2, 132B2)에 의해 결정되므로, 실시예에 따른 표시 장치(100)에서 제4 서브 화소(SP4)의 휘도는 비교예에 따른 표시 장치(10)에서 제4 서브 화소(SP4)의 휘도와 유사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 제2 서브 화소(SP2)에 제2 광변환층(CCL2) 및 적색 컬러 필터(CFR)를 배치하고, 발광부(132)가 녹색 발광층(132G)을 포함하도록 구성하여, 표시 장치(100)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 비교예에 따른 표시 장치(10)의 경우, 하나의 제2 스택(ST2)에 적색 발광층(32R) 및 녹색 발광층(32G)이 배치되어 트레이드 오프 관계를 가질 수 있다. 이에, 적색 발광층(32R)의 효율을 증가시키는 경우, 녹색 발광층(32G)의 효율이 저하되고, 녹색 발광층(32G)의 효율을 증가시키는 경우, 적색 발광층(32R)의 효율이 저하되므로, 휘도를 향상시키는데 제약이 있었다. 이와 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 제2 서브 화소(SP2)에 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광을 적색 광으로 변환시키는 제2 광변환층(CCL2)을 배치하여, 적색 컬러 필터(CFR)에 흡수되어 손실되는 광을 최소화할 수 있다. 이때, 제2 광변환층(CCL2)의 두께를 적어도 제1 광변환층(CCL1)보다 두껍게 구성하여, 발광부(132)에서 발광된 청색 광 및 녹색 광을 적색 광으로 변환하는 비율을 높일 수 있고, 제2 서브 화소(SP2)에서 최종적으로 표시되는 적색 광의 휘도를 향상시킬 수 있다. 아울러, 적색 발광층(32R) 및 녹색 발광층(32G)을 하나의 제2 스택(ST2)에 배치한 비교예와 비교하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 발광부(132)의 제2 스택(ST2)에는 녹색 광만을 발광하는 녹색 발광층(132G)이 배치되므로, 발광부(132)에서 발광되는 녹색 광이 증가할 수 있고, 제3 서브 화소(SP3)의 휘도가 증가할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 제2 서브 화소(SP2)에 제2 광변환층(CCL2) 및 적색 컬러 필터(CFR)를 배치하여 적색 광을 표시하는 제2 서브 화소(SP2)의 휘도를 제어할 수 있고, 발광부(132)의 제2 스택(ST2)에 하나의 녹색 발광층(132G)만을 배치하여, 녹색 광을 표시하는 제3 서브 화소(SP3)의 휘도를 제어할 수 있으므로, 표시 장치(100)의 전반적인 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 6의 표시 장치(600)는 도 1 내지 도 3의 표시 장치(100)와 비교하여, 제1 광변환층(CCL1)이 상이한 점을 제외하면 다른 구성은 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 제1 광변환층(CCL1)은 복수의 제1 광변환층 패턴(CCL1a)을 포함한다. 복수의 제1 광변환층 패턴(CCL1a)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 광변환층(CCL1)을 서로 이격된 복수의 제1 광변환층 패턴(CCL1a)으로 구성하여, 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율을 용이하게 조절할 수 있다.
제1 광변환층 패턴(CCL1a) 사이의 간격이 좁아질수록, 즉, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 사이의 빈 공간이 줄어들수록 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광이 제1 광변환층(CCL1)으로 입사할 확률이 증가할 수 있다. 이에, 제1 광변환층(CCL1)에서 청색 광 및 녹색 광이 적색 광으로 변환되는 비율이 증가할 수 있다.
반대로 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 사이의 간격이 넓어질수록, 즉, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 사이의 빈 공간이 증가할수록 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광이 제1 광변환층(CCL1)으로 입사할 확률이 감소할 수 있다. 이에, 제1 광변환층(CCL1)에서 청색 광 및 녹색 광이 적색 광으로 변환되는 비율이 감소할 수 있다.
이 경우, 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율 설계에 따라, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 각각의 두께는 제2 광변환층(CCL2)의 두께와 상이하게 형성될 수도 있고, 동일하게 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 사이의 간격을 넓게 형성하거나, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 각각의 두께를 제2 광변환층(CCL2)의 두께보다 얇게 형성하여 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율을 낮출 수 있다. 예를 들어, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 사이의 간격을 좁게 형성하거나, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 각각의 두께를 제2 광변환층(CCL2)보다 두껍게 형성하여 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율을 향상시킬 수도 있다.
또한, 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율 설계에 따라, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 각각에서 광변환 물질의 농도는 제2 광변환층(CCL2)에서 광변환 물질의 농도와 상이하게 형성될 수도 있고, 동일하게 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 사이의 간격을 넓게 형성하거나, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 각각에서 광변환 물질의 농도를 제2 광변환층(CCL2)에서 광변환 물질의 농도보다 옅게 형성하여 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율을 낮출 수 있다. 예를 들어, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 사이의 간격을 좁게 형성하거나, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 각각에서 광변환 물질의 농도를 제2 광변환층(CCL2)에서 광변환 물질의 농도보다 짙게 형성하여 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율을 향상시킬 수 있다.
그리고 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율 설계에 따라, 제1 광변환층(CCL1) 각각의 광변환 물질은 제2 광변환층(CCL2)의 광변환 물질과 상이하게 구성될 수도 있고, 동일하게 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 사이의 간격을 넓게 형성하거나, 제1 광변환층 패턴(CCL1a)의 광변환 물질을 제2 광변환층(CCL2)의 광변환 물질보다 낮은 효율을 갖는 광변환 물질로 구성하여 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율을 낮출 수 있다. 예를 들어, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 사이의 간격을 좁게 형성하거나, 제1 광변환층 패턴(CCL1a)의 광변환 물질을 제2 광변환층(CCL2)의 광변환 물질보다 높은 효율을 갖는 광변환 물질로 구성하여, 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율을 향상시킬 수 있다.
이에, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 사이의 간격을 고려하여, 제1 광변환층(CCL1) 및 제2 광변환층(CCL2)의 두께, 제1 광변환층(CCL1) 및 제2 광변환층(CCL2) 각각에서 광변환 물질의 농도, 광변환 물질의 종류는 동일하게 구성될 수도 있고, 상이하게 구성될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(600)에서는 제1 광변환층(CCL1)을 서로 이격된 복수의 제1 광변환층 패턴(CCL1a)으로 형성하여, 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율을 용이하게 조절할 수 있다. 예를 들어, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 사이의 간격을 넓히는 경우, 발광부(132)의 청색 광 및 녹색 광이 제1 광변환층(CCL1)으로 입사하는 확률이 줄어들 수 있고, 제1 광변환층(CCL1)에서 적색 광으로 변환되는 비율을 낮출 수 있다. 예를 들어, 제1 광변환층 패턴(CCL1a) 사이의 간격을 좁히는 경우, 발광부(132)의 청색 광 및 녹색 광이 제1 광변환층(CCL1)으로 입사하는 확률이 증가할 수 있고, 제1 광변환층(CCL1)에서 적색 광으로 변환되는 비율을 높일 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(600)에서는 제1 광변환층(CCL1)을 복수의 제1 광변환층 패턴(CCL1a)으로 구성하여, 제1 광변환층(CCL1)의 광변환 효율 및 백색 광의 색온도를 용이하게 조절할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 7의 표시 장치(700)는 도 1 내지 도 3의 표시 장치(100)와 비교하여, 제1 광변환층(CCL1) 및 제2 광변환층(CCL2)이 상이한 점을 제외하면 다른 구성은 실질적으로 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
제1 광변환층(CCL1)은 베이스 부재 및 제1 광변환 물질을 포함한다. 제1 광변환층(CCL1)은 제1 광변환 물질이 분포된 베이스 부재로 이루어질 수 있다. 그리고 제2 광변환층(CCL2) 또한 베이스 부재 및 제2 광변환 물질을 포함한다. 제2 광변환층(CCL2)은 제2 광변환 물질이 분포된 베이스 부재로 이루어질 수 있다. 이 경우, 제1 광변환 물질과 제2 광변환 물질은 상이한 물질일 수 있다.
제1 광변환 물질은 청색 광을 적색 광으로 변환하는 효율보다 녹색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 높은 물질일 수 있다. 구체적으로, 제1 광변환층(CCL1)은 백색 서브 화소(SP)인 제1 서브 화소(SP1)에 배치되어, 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광 중 일부를 적색 광으로 변환하여 백색 광을 구현할 수 있다. 이때, 백색 광을 이루는 청색 광, 녹색 광 및 적색 광의 비율을 조절하여 백색 광의 색온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 백색 광의 색온도를 높여 푸른 계열의 백색 광을 구현하는 경우, 청색 광이 가장 많은 비율을 차지하고, 적색 광이 가장 작은 비율을 차지할 수 있다. 이때, 높은 색온도를 갖는 백색 광을 구현하기 위해서는, 발광부(132)로부터 발광된 청색 광 및 녹색 광 중 청색 광이 적색 광으로 변환되는 비율보다 녹색 광이 적색 광으로 변환되는 비율이 높아야, 백색 광에서 청색 광이 차지하는 비율을 향상시킬 수 있다. 만약, 제1 광변환층(CCL1)에서 녹색 광보다 청색 광이 더 많이 적색 광으로 변환되는 경우, 최종적으로 백색 광에서 청색 광이 차지하는 비율이 감소할 수 있고, 높은 색온도를 갖는 백색 광을 구현하기 어려울 수 있다. 이에, 제1 광변환 물질은 청색 광을 적색 광으로 변환하는 효율보다 녹색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 높은 물질로 이루어질 수 있다.
제2 광변환 물질은 제1 광변환 물질보다 청색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 높은 물질일 수 있다. 그리고 제2 광변환 물질은 녹색 광을 적색 광으로 변환하는 효율 및 청색 광을 적색 광으로 변환하는 효율 둘 다 뛰어난 물질일 수 있다. 제2 광변환층(CCL2)은 적색 서브 화소(SP)인 제2 서브 화소(SP2)에 배치되어, 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광을 적색 광으로 변환하여 적색 광을 구현할 수 있다. 이때, 청색 광 및 녹색 광 중 제2 광변환층(CCL2)에서 적색 광으로 변환되지 못한 나머지 광은 적색 컬러 필터(CFR)에 흡수되어 표시 장치(700) 외부로 진행할 수 없다. 즉, 제2 광변환층(CCL2)에서 적색 광으로 변환되지 못한 청색 광 및 녹색 광은 적색 컬러 필터(CFR)에 의해 손실될 수 있고, 제2 서브 화소(SP2)의 휘도 저하로 이어질 수 있다. 이에, 제2 광변환층(CCL2)의 제2 광변환 물질은 청색 광 및 녹색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 뛰어난 물질로 이루어질 수 있고, 적어도 제1 광변환 물질보다 청색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 높은 물질로 이루어질 수 있다. 제2 광변환 물질의 청색 광 및 녹색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 높을수록, 적색 컬러 필터(CFR)에 흡수되어 손실되는 광이 저감될 수 있고, 제2 서브 화소(SP2)에서 최종적으로 표시되는 적색 광의 휘도가 향상될 수 있다.
제1 광변환 물질 및 제2 광변환 물질은 물질 또는 크기가 상이하게 구성될 수 있다. 제1 광변환 물질 및 제2 광변환 물질이 서로 다른 물질로 이루어진 경우, 제1 광변환 물질 및 제2 광변환 물질 각각은 InAs, InP, Pbs 등과 같은 양자점 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
그리고 제1 광변환 물질 및 제2 광변환 물질이 동일한 물질로 이루어진 경우, 제1 광변환 물질 및 제2 광변환 물질 각각의 크기는 상이할 수 있다. 양자점의 경우, 크기, 즉 직경이 증가할수록 적색 광에 가까운 광을 발광할 수 있고, 직경이 감소할수록 청색 광에 가까운 광을 발광할 수 있다. 예를 들어, 양자점의 직경이 2nm로 원자 15개 정도의 크기인 경우 청색 양자점일 수 있고, 양자점의 직경이 3nm로 원자 30개 정도의 크기인 경우 녹색 양자점일 수 있고, 양자점의 직경이 7nm로 원자 150개 정도의 크기인 경우 적색 양자점일 수 있다. 그러므로, 청색 광 및 녹색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 상대적으로 높은 제2 광변환층의 경우, 제1 광변환층보다 큰 크기를 가질 수 있다. 이에, 제1 광변환 물질 및 제2 광변환 물질의 크기는 서로 상이하게 구성하여 제1 광변환 물질 및 제2 광변환 물질 각각의 적색 광 변환 효율을 다르게 설계할 수 있다.
추가적으로, 제2 광변환층(CCL2)의 경우, 청색 광 및 녹색 광을 적색 광으로 변환하는 비율을 높이기 위해, 제2 광변환 물질의 농도를 짙게 구성하거나, 제2 광변환층(CCL2)의 두께를 더 두껍게 구성하여 광변환 효율을 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(700)에서는 각 서브 화소(SP)의 특성에 기초하여 제1 광변환층(CCL1)의 제1 광변환 물질과, 제2 광변환층(CCL2)의 제2 광변환 물질을 다르게 구성할 수 있다. 제1 서브 화소(SP1)의 경우, 높은 색온도를 갖는 백색 광을 구현하기 위해 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광 중 녹색 광이 적색 광으로 변환되는 비율이 청색 광이 적색 광으로 변환되는 비율보다 높게 구성될 수 있다. 높은 색온도를 갖는 백색 광은 푸른 계열의 백색 광으로, 혼합되어 백색 광을 이루는 청색 광, 녹색 광 및 적색 광 중 청색 광이 차지하는 비율이 높아질수록 색온도가 높아질 수 있다. 이에, 제1 광변환층(CCL1)을 청색 광이 적색 광으로 변환되는 비율보다 녹색 광이 적색 광으로 변환되는 비율이 높은 제1 광변환 물질로 구성하여, 보다 높은 색온도를 갖는 백색 광을 구현할 수 있다. 제2 서브 화소(SP2)의 경우, 제2 광변환층(CCL2)에서 발광부(132)로부터 청색 광 및 녹색 광을 최대한 적색 광으로 변환하여 적색 컬러 필터(CFR)에서 손실되는 광을 감소시키는 방식으로 고휘도의 적색 광을 구현할 수 있다. 즉, 제2 광변환층(CCL2)의 제2 광변환 물질을 녹색 광 및 청색 광 둘 다 적색 광으로 변환하는 효율이 높은 물질로 구성하여 발광부(132)에서 발광된 광을 최대한 적색 광으로 변환할 수 있다. 그러므로, 적색 컬러 필터(CFR)에 흡수되어 손실되는 광을 최소화할 수 있고, 제2 서브 화소(SP2)에서 최종적으로 표시되는 적색 광의 휘도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(700)에서는 제1 광변환층(CCL1) 및 제2 광변화층 각각의 제1 광변환 물질 및 제2 광변환 물질을 다르게 구성하여 높은 색온도를 갖는 백색 광을 구현하는 동시에 고휘도의 적색 광을 구현할 수 있어, 표시 장치(700)의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 서브 화소 각각에 배치되고, 제1 청색 발광층, 제1 청색 발광층 상의 녹색 발광층 및 녹색 발광층 상의 제2 청색 발광층을 포함하는 발광 소자, 복수의 서브 화소 중 제1 서브 화소에 배치된 제1 광변환층, 및 복수의 서브 화소 중 제2 서브 화소에 배치되고, 제1 변환층보다 광변환 효율이 높은 제2 광변환층을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 광변환층 및 제2 광변환층은 제1 청색 발광층, 녹색 발광층 및 제2 청색 발광층으로부터 발광된 광을 적색 광으로 변환할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 광변환층의 두께는 제2 광변환층의 두께보다 작을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 광변환층 및 제2 광변환층 각각은, 베이스 부재, 및 베이스 부재에 분산된 광변환 물질을 포함하고, 제1 광변환층에서 광변환 물질의 농도는 제2 광변환층에서 광변환 물질의 농도보다 낮을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 광변환층은 서로 이격된 복수의 제1 광변환층 패턴으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 광변환층은 청색 광을 적색 광으로 변환하는 효율보다 녹색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 높을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 광변환층은 제1 광변환층보다 청색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 높을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 광변환층과 중첩하도록 배치된 적색 컬러 필터를 더 포함하고, 제2 광변환층은 적색 컬러 필터보다 발광 소자에 인접하게 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 단면 상에서 제2 광변환층의 폭은 적색 컬러 필터의 폭보다 작거나 같을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 서브 화소는 백색 서브 화소이고, 제2 서브 화소는 적색 서브 화소일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 백색 서브 화소 및 복수의 적색 서브 화소를 포함하는 복수의 서브 화소에 배치되고, 청색 광을 발광하는 발광층 및 녹색 광을 발광하는 발광층을 포함하는 발광부, 복수의 백색 서브 화소에 배치되어, 발광부로부터 발광된 광을 적색 광으로 변환하는 제1 광변환층, 및 복수의 적색 서브 화소에 배치되어, 발광부로부터 발광된 광을 적색 광으로 변환하는 제2 광변환층을 포함하고, 제2 광변환층의 광변환 효율은 제1 광변환층의 광변환 효율보다 높다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 제1 광변환층 및 제2 광변환층은 베이스 부재에 도포된 광변환 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 광변환층의 두께는 제2 광변환층의 두께보다 작고, 제1 광변환층에서 광변환 물질의 농도와 제2 광변환층에서 광변환 물질의 농도는 동일할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 광변환층의 두께는 제2 광변환층의 두께와 동일하고, 제1 광변환층에서 광변환 물질의 농도는 제2 광변환층에서 광변환 물질의 농도보다 낮을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 광변환 물질은, 제1 광변환층에 배치된 제1 광변환 물질, 및 제2 광변환층에 배치되고, 제1 광변환 물질과 물질 또는 크기가 상이한 제2 광변환 물질을 포함하고, 제1 광변환 물질은 청색 광을 적색 광으로 변환하는 효율보다 녹색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 높을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제2 광변환 물질은 제1 광변환 물질보다 청색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 높을 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 제1 광변환층은 복수의 적색 서브 화소 중 하나의 적색 서브 화소에 배치된 복수의 제1 광변환층 패턴을 포함하고, 복수의 제1 광변환층 패턴은 서로 이격될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 복수의 적색 서브 화소 각각에서 제1 광변환층 아래에 배치된 적색 컬러 필터를 더 포함하고, 평면 상에서 적색 컬러 필터의 크기는 제1 광변환층의 크기보다 크거나 동일할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 600, 700: 표시 장치
110: 기판
111: 버퍼층
112: 게이트 절연층
113: 보호층
114: 평탄화층
115: 뱅크
120: 트랜지스터
121: 게이트 전극
122: 액티브층
123: 소스 전극
124: 드레인 전극
130: 발광 소자
131: 애노드
132: 발광부
ST1: 제1 스택
132B1: 제1 청색 발광층
ST2: 제2 스택
132G: 녹색 발광층
ST3: 제3 스택
132B2: 제2 청색 발광층
133: 캐소드
CF: 컬러 필터
CFR: 적색 컬러 필터
CFG: 녹색 컬러 필터
CFB: 청색 컬러 필터
CCL: 광변환층
CCL1: 제1 광변환층
CCL1a: 제1 광변환층 패턴
CCL2: 제2 광변환층
AA: 표시 영역
NA: 비표시 영역
SP: 서브 화소
SP1: 제1 서브 화소
SP2: 제2 서브 화소
SP3: 제3 서브 화소
SP4: 제4 서브 화소

Claims (18)

  1. 복수의 서브 화소 각각에 배치되고, 제1 청색 발광층, 상기 제1 청색 발광층 상의 녹색 발광층 및 상기 녹색 발광층 상의 제2 청색 발광층을 포함하는 발광 소자;
    상기 복수의 서브 화소 중 제1 서브 화소에 배치된 제1 광변환층; 및
    상기 복수의 서브 화소 중 제2 서브 화소에 배치되고, 상기 제1 광변환층보다 광변환 효율이 높은 제2 광변환층을 포함하며,
    상기 제1 광변환층 및 상기 제2 광변환층은 상기 제1 청색 발광층, 상기 녹색 발광층 및 상기 제2 청색 발광층으로부터 발광된 광을 적색 광으로 변환하는, 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광변환층의 두께는 상기 제2 광변환층의 두께보다 작은, 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광변환층 및 상기 제2 광변환층 각각은,
    베이스 부재; 및
    상기 베이스 부재에 분산된 광변환 물질을 포함하고,
    상기 제1 광변환층에서 상기 광변환 물질의 농도는 상기 제2 광변환층에서 상기 광변환 물질의 농도보다 낮은, 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광변환층은 서로 이격된 복수의 제1 광변환층 패턴으로 이루어진, 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광변환층은 청색 광을 적색 광으로 변환하는 효율보다 녹색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 높은, 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광변환층은 상기 제1 광변환층보다 청색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 높은, 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 광변환층과 중첩하도록 배치된 적색 컬러 필터를 더 포함하고,
    상기 제2 광변환층은 상기 적색 컬러 필터보다 상기 발광 소자에 인접하게 배치되는, 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    단면 상에서 상기 제2 광변환층의 폭은 상기 적색 컬러 필터의 폭보다 작거나 같은, 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서브 화소는 백색 서브 화소이고, 상기 제2 서브 화소는 적색 서브 화소인, 표시 장치.
  11. 복수의 백색 서브 화소 및 복수의 적색 서브 화소를 포함하는 복수의 서브 화소에 배치되고, 청색 광을 발광하는 발광층 및 녹색 광을 발광하는 발광층을 포함하는 발광부;
    상기 복수의 백색 서브 화소에 배치되어, 상기 발광부로부터 발광된 광을 적색 광으로 변환하는 제1 광변환층; 및
    상기 복수의 적색 서브 화소에 배치되어, 상기 발광부로부터 발광된 광을 적색 광으로 변환하는 제2 광변환층을 포함하고,
    상기 제2 광변환층의 광변환 효율은 상기 제1 광변환층의 광변환 효율보다 높은, 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 광변환층 및 상기 제2 광변환층은 베이스 부재에 도포된 광변환 물질을 포함하는, 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 광변환층의 두께는 상기 제2 광변환층의 두께보다 작고,
    상기 제1 광변환층에서 상기 광변환 물질의 농도와 상기 제2 광변환층에서 상기 광변환 물질의 농도는 동일한, 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 광변환층의 두께는 상기 제2 광변환층의 두께와 동일하고,
    상기 제1 광변환층에서 상기 광변환 물질의 농도는 상기 제2 광변환층에서 상기 광변환 물질의 농도보다 낮은, 표시 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 광변환 물질은,
    상기 제1 광변환층에 배치된 제1 광변환 물질; 및
    상기 제2 광변환층에 배치되고, 상기 제1 광변환 물질과 물질 또는 크기가 상이한 제2 광변환 물질을 포함하고,
    상기 제1 광변환 물질은 청색 광을 적색 광으로 변환하는 효율보다 녹색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 높은, 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 광변환 물질은 상기 제1 광변환 물질보다 청색 광을 적색 광으로 변환하는 효율이 높은, 표시 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 광변환층은 상기 복수의 적색 서브 화소 중 하나의 적색 서브 화소에 배치된 복수의 제1 광변환층 패턴을 포함하고,
    상기 복수의 제1 광변환층 패턴은 서로 이격된, 표시 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 적색 서브 화소 각각에서 상기 제1 광변환층 아래에 배치된 적색 컬러 필터를 더 포함하고,
    평면 상에서 상기 적색 컬러 필터의 크기는 상기 제1 광변환층의 크기보다 크거나 동일한, 표시 장치.
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