(57)【要約】【課題】カラーフィルタ、及びそれを含む表示装置を提供する。【解決手段】多様な実施形態によるカラーフィルタ、それを含む表示装置、及びその製造方法に係り、該カラーフィルタは、（i）互いに離隔された第１画素領域と第２画素領域とを有する基板、（ii）第１画素領域上に配置され、入射光を第１カラーの光に変換する第１色変換層、（iii）第２画素領域上に配置され、入射光を第２カラーの光に変換する第２色変換層、（iv）基板上で、第１色変換層と第２色変換層との間に位置する隔壁、及び（v）基板と対向する隔壁の底面上と、隔壁の側面上とにわたって連続して配置される光遮断層を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離隔された第１画素領域と第２画素領域とを有する基板と、
前記第１画素領域上に配置され、入射光を第１カラーの光に変換する第１色変換層と、
前記第２画素領域上に配置され、前記入射光を第２カラーの光に変換する第２色変換層と、
前記基板上で、前記第１色変換層と前記第２色変換層との間に位置する隔壁と、
前記基板と対向する前記隔壁の底面と、前記隔壁の側面とを覆うように、連続して配置される光遮断層と、を含むカラーフィルタ。
【請求項２】
前記光遮断層は、前記隔壁と前記基板との間のブラックマトリックス層、及び、前記隔壁の側面と、前記第１色変換層及び第２色変換層との間に位置する反射層を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記反射層は、前記ブラックマトリックス層と同一物質からなり、前記ブラックマトリックス層から連続して延長されることを特徴とする請求項２に記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記隔壁の断面は、前記基板から遠くなるほど幅が増大する逆テーパ形状を有することを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記第１色変換層は、前記入射光によって励起され、前記第１カラーの光を放出する第１量子点を含み、
前記第２色変換層は、前記入射光によって励起され、前記第２カラーの光を放出する第２量子点を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
前記第１色変換層は、前記第１量子点を含む第１量子点色変換層、及び、前記基板と、前記第１量子点色変換層との間で、前記入射光を反射させる第１カラーフィルタ層を含み、
前記第２色変換層は、前記第２量子点を含む第２量子点色変換層、及び、前記基板と、前記第２量子点色変換層との間で、前記入射光を反射させる第２カラーフィルタ層を含むことを特徴とする請求項５に記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
前記第１カラーフィルタ層は、前記第１量子点色変換層から放出される前記第１カラーの光を選択的に透過させ、
前記第２カラーフィルタ層は、前記第２量子点色変換層から放出される前記第２カラーの光を選択的に透過させることを特徴とする請求項６に記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
前記第１色変換層は、前記第１量子点色変換層上に位置し、前記入射光を選択的に透過させるバンドパスフィルタ層を含むことを特徴とする請求項６に記載のカラーフィルタ。
【請求項９】
前記入射光は、青色光または紫外線光であり、前記第１カラーと前記第２カラーは、それぞれ赤色と緑色とであることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項１０】
前記光遮断層は、前記隔壁の底面上及び側面上にわたって連続して積層される複数の層を含み、前記光遮断層の一部は、前記隔壁と前記基板との間に位置し、
前記複数の層のうち少なくとも１層は、金属を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項１１】
前記光遮断層は、第１層、前記第１層上の第２層、及び前記第２層上の第３層を含み、
前記第１層及び前記第３層は、透明金属酸化物を含み、前記第２層は、金属を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項１２】
前記基板は、前記第１画素領域及び第２画素領域から離隔される第３画素領域を有し、
前記カラーフィルタは、前記第３画素領域上に配置され、前記入射光を透過する透過層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項１３】
前記基板は、前記第１画素領域及び第２画素領域から離隔される第３画素領域を有し、
前記カラーフィルタは、前記第３画素領域上に配置され、前記入射光を第３カラーの光に変換する第３色変換層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項１４】
前記第１色変換層及び第２色変換層の厚みは、前記基板から前記隔壁の上面までの高さと同じであるか、あるいはそれより薄いことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項１５】
前記第１色変換層は、第１量子点、散乱粒子及び感光性樹脂層を有する第１量子点色変換層を含み、
前記第１量子点と前記散乱粒子は、前記感光性樹脂層内に分散されることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項１６】
基板上に互いに離隔された第１画素領域と第２画素領域との間の光遮断領域を露出させる犠牲層を形成する段階と、
前記基板の前記光遮断領域と前記犠牲層とを覆うように、前記基板上に反射物質層を形成するとともに、前記光遮断領域上にトレンチを形成する段階と、
前記トレンチの箇所に、少なくとも前記トレンチの内部を充填するように有機物質パターンを形成する段階と、
前記有機物質パターンをマスクとして利用して、前記反射物質層をエッチングし、前記犠牲層を露出させ、前記基板の前記光遮断領域と、前記犠牲層の側面との上に配置される反射層を形成する段階と、
前記犠牲層を除去し、前記基板の前記第１画素領域及び第２画素領域を露出させる段階と、
前記第１画素領域上に、入射された光を第１カラーの光に変換する第１色変換層を形成する段階と、
前記第２画素領域上に、入射された光を第２カラーの光に変換する第２色変換層を形成する段階と、を含むカラーフィルタの製造方法。
【請求項１７】
前記第１色変換層及び第２色変換層は、インクジェット塗布法によって形成されることで特徴とする請求項１６に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１８】
前記有機物質パターンの一部を除去し、前記トレンチの内部を充填する部分を残すことにより、隔壁を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１９】
前記トレンチは、前記基板から遠くなるほど幅が広くなることを特徴とする請求項１６に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２０】
前記反射物質層を形成する段階は、前記基板上に複数の層を連続して積層する段階を含むことを特徴とする請求項１６に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項２１】
第１画素及び第２画素を含む表示部と、
前記表示部上に配置され、前記第１画素及び第２画素にそれぞれ重なり合うように配置される第１画素領域及び第２画素領域を有するカラーフィルタと、を含み、
前記カラーフィルタは、
前記第１画素領域及び第２画素領域を有する基板と、
前記基板の前記第１画素領域上に配置され、入射光を第１カラーの光に変換する第１色変換層と、
前記基板の前記第２画素領域上に配置され、前記入射光を第２カラーの光に変換する第２色変換層と、
前記基板上で、前記第１色変換層と前記第２色変換層との間に位置する隔壁と、
前記基板と対向する前記隔壁の底面と、前記隔壁の側面とを覆うように、連続して配置される光遮断層と、を含む表示装置。
【請求項２２】
前記表示部は、バックライト装置、及び前記バックライト装置上に配置される液晶表示パネルを含むことを特徴とする請求項２１に記載の表示装置。
【請求項２３】
前記第１画素及び第２画素は、それぞれ有機発光素子を含むことを特徴とする請求項２１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ、及びそれを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、汎用されている表示装置のうち一つであり、画素電極、共通電極、及びそれらの間の液晶層を含む。該画素電極と該共通電極との間に電圧を印加し、液晶層に電場を生成し、それを介して、液晶層の液晶分子の配向を決定し、入射光の偏光を制御することによって映像を表示する。
【０００３】
該液晶表示装置は、カラーを形成するために、カラーフィルタを使用するが、バックライト光源から出射された光が、赤色カラーフィルタ、緑色カラーフィルタ及び青色カラーフィルタをそれぞれ通過するとき、それぞれのカラーフィルタによって、光量が約１／３に低下するので光効率が低い。
【０００４】
このような光効率の低下を補完し、高い色再現性のために提案されるフォトルミネセント液晶表示装置（ＰＬ−ＬＣＤ：photo-luminescent liquid crystal display apparatus）は、既存の液晶表示装置に使用されるカラーフィルタを、量子点−色変換層（ＱＤ−ＣＣＬ：quantum dot color conversion layer）で代替した液晶表示装置である。該ＰＬ−ＬＣＤは、光源から生じ、液晶層によって制御された紫外線または青色光など、低波長帯域の光が、色変換層（ＣＣＬ：color conversion layer）に照射されるときに発生する、可視光を利用してカラー映像を表示する。
【０００５】
該色変換層は、カラーフィルタのように、光源から出射された光を通過させるのではなく、光源から出射された光から他の波長の光を生成するので、該色変換層から放出された光は、多様な方向に照射される。このことにより、互いに異なる色相を有する隣り合う色変換層から放出された光は、互いに混合し、混色発生の問題が生じてしまう。該混色により、色再現性がむしろ低下するという問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国公開特許KR10-2006-0113160A
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の多様な実施形態が解決しようとする課題は、製造工程を簡単にしながらも、色再現性を改善することができるカラーフィルタ、及びそれを含む表示装置を提供することである。
【０００８】
本発明がなす技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されるものではなく、言及されていない他の技術的課題は、本発明の記載から、当該分野で当業者に明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面によるカラーフィルタは、（i）互いに離隔された第１画素領域と第２画素領域とを有する基板、（ii）前記第１画素領域上に配置され、入射光を第１カラーの光に変換する第１色変換層、（iii）前記第２画素領域上に配置され、前記入射光を第２カラーの光に変換する第２色変換層、（iv）前記基板上で、前記第１色変換層と前記第２色変換層との間に位置する隔壁、及び（v）前記基板と対向する前記隔壁の底面上と、前記隔壁の側面上とにわたって連続して配置される光遮断層を含む。
【００１０】
前記光遮断層は、前記隔壁と前記基板との間のブラックマトリックス層、並びに前記隔壁と、前記第１色変換層及び第２色変換層との間の反射層を含んでもよい。
【００１１】
前記反射層は、前記ブラックマトリックス層と同一物質からなり、前記ブラックマトリックス層から連続して延長されるのでありうる。
【００１２】
前記隔壁の断面は、前記基板から遠くなるほど幅が増大する逆テーパ形状を有することができる。
【００１３】
前記第１色変換層は、前記入射光によって励起され、前記第１カラーの光を放出する第１量子点を含んでもよい。前記第２色変換層は、前記入射光によって励起され、前記第２カラーの光を放出する第２量子点を含んでもよい。
【００１４】
前記第１色変換層は、前記第１量子点を含む第１量子点色変換層、及び前記基板と、前記第１量子点色変換層との間で、前記入射光を反射させる第１カラーフィルタ層を含んでもよい。前記第２色変換層は、前記第２量子点を含む第２量子点色変換層、及び前記基板と、前記第２量子点色変換層との間で、前記入射光を反射させる第２カラーフィルタ層を含んでもよい。
【００１５】
前記第１カラーフィルタ層は、前記第１量子点色変換層から放出される前記第１カラーの光を選択的に透過させることができる。前記第２カラーフィルタ層は、前記第２量子点色変換層から放出される前記第２カラーの光を選択的に透過させることができる。
【００１６】
前記第１色変換層は、前記第１量子点色変換層上に位置し、前記入射光を選択的に透過させるバンドパスフィルタ層を含んでもよい。
【００１７】
前記入射光は、青色光または紫外線光であり、前記第１カラーと前記第２カラーは、それぞれ赤色と緑色とでありうる。
【００１８】
前記光遮断層は、前記隔壁の底面と側面との上に連続して積層される複数の層を含んでもよい。前記光遮断層の一部は、前記隔壁の底面と前記基板との間に位置することができる。前記複数層のうち少なくとも一層は、連続して延長される金属層を含んでもよい。
【００１９】
前記光遮断層は、第１層、前記第１層上の第２層、及び前記第２層上の第３層を含んでもよい。前記第１層及び前記第３層は、透明金属酸化物を含み、前記第２層は、金属を含んでもよい。
【００２０】
前記基板は、前記第１画素領域及び第２画素領域から離隔される第３画素領域を有することができる。前記カラーフィルタは、前記第３画素領域上に配置され、前記入射光を透過する透過層をさらに含んでもよい。
【００２１】
前記基板は、前記第１画素領域及び第２画素領域から離隔される第３画素領域を有することができる。前記カラーフィルタは、前記第３画素領域上に配置され、前記入射光を第３カラーの光に変換する第３色変換層をさらに含んでもよい。
【００２２】
前記第１色変換層及び第２色変換層の厚みは、前記基板から前記隔壁の上面までの高さと同じであるか、あるいはそれより薄い。
【００２３】
前記第１色変換層は、第１量子点、散乱粒子及び感光性樹脂層を有する第１量子点色変換層を含んでもよい。前記第１量子点と前記散乱粒子は、前記感光性樹脂層内に分散される。
【００２４】
本発明の一側面によるカラーフィルタの製造方法によれば、(i)基板上に互いに離隔された第１画素領域と第２画素領域との間の光遮断領域を露出させる犠牲層が形成される。(ii)前記基板の前記光遮断領域と前記犠牲層とを覆うように、前記基板上に反射物質層が形成され、前記光遮断領域に対応し、前記反射物質層によって側面と底面とが決められるトレンチが形成される。(iii)前記トレンチを充填する有機物質パターンが形成される。前記有機物質パターンをマスクとして利用して、前記反射物質層がエッチングされ、前記犠牲層が露出され、前記基板の前記光遮断領域と、前記犠牲層の側面との上に配置される反射層が形成される。(iv)前記犠牲層が除去され、前記基板の前記第１画素領域及び第２画素領域が露出される。(v)前記第１画素領域上に、入射された光を第１カラーの光に変換する第１色変換層が形成される。前記第２画素領域上に、入射された光を第２カラーの光に変換する第２色変換層が形成される。
【００２５】
前記第１色変換層及び第２色変換層は、インクジェット塗布法によって形成されてもよい。
【００２６】
前記有機物質パターンの一部を除去し、これにより、トレンチの内部を充填する部分を残すことで、隔壁が形成されてもよい。
【００２７】
前記トレンチは、前記基板から遠くなるほど幅が広くなりうる。
【００２８】
前記反射物質層を形成する段階において、前記基板上に複数の層が連続して積層されてもよい。
【００２９】
具体的な実施形態において、次のような工程により製造することができる。
(i)トレンチを有する犠牲層のパターンを形成する。
(ii)反射物質層を全面に設ける。
(iii)トレンチの領域にて、トレンチを埋めて、さらに表面側へと突き出すように、有機物質パターンを設ける。この際、犠牲層上の反射物質層を除去する。
(iv)エッチングにより、犠牲層と、有機物質パターンの上部（表面側へと突き出す部分）を除去する。
(v)インクジェット塗布法により、色変換層を設ける。
【００３０】
本発明の一側面による表示装置は、第１画素及び第２画素を含む表示部、及び前記表示部上に配置され、前記第１画素及び第２画素にそれぞれ重なり合うように配置される第１画素領域及び第２画素領域を有するカラーフィルタを含む。前記カラーフィルタは、（i）前記第１画素領域及び第２画素領域を有する基板、（ii）前記基板の前記第１画素領域上に配置され、入射光を第１カラーの光に変換する第１色変換層、（iii）前記基板の前記第２画素領域上に配置され、前記入射光を第２カラーの光に変換する第２色変換層、（iv）前記基板上で、前記第１色変換層と前記第２色変換層との間に位置する隔壁、及び（v）前記基板と対向する前記隔壁の底面上と、前記隔壁の側面上とにわたって連続して配置される光遮断層を含む。
【００３１】
前記表示部は、バックライト装置、及び前記バックライト装置上に配置される液晶表示パネルを含んでもよい。
【００３２】
前記第１画素及び第２画素は、それぞれ有機発光素子を含んでもよい。
【００３３】
前述のところ以外の他の側面、特徴、利点は、以下の図面、特許請求の範囲、及び発明の詳細な説明から明確になるであろう。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の多様な実施形態によれば、色変換層をインクジェット塗布法で形成することができるために、製造工程が簡単になる。また、隣接した色変換層間の隔壁を形成するとき、隔壁の側面に反射層が共に形成されるために、隣接した色変換層間の混色が防止されるだけでなく、反射層によって光効率が上昇する。それにより、簡単でありながらも、色再現性が改善された表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一実施形態によるカラーフィルタの概略的な断面図である。
【図２】図１のカラーフィルタの一部を拡大した断面図である。
【図３Ａ】一実施形態によるカラーフィルタを製造する方法について説明するために、工程順序によって製造されているカラーフィルタの断面図である。
【図３Ｂ】一実施形態によるカラーフィルタを製造する方法について説明するために、工程順序によって製造されているカラーフィルタの断面図である。
【図３Ｃ】一実施形態によるカラーフィルタを製造する方法について説明するために、工程順序によって製造されているカラーフィルタの断面図である。
【図３Ｄ】一実施形態によるカラーフィルタを製造する方法について説明するために、工程順序によって製造されているカラーフィルタの断面図である。
【図３Ｅ】一実施形態によるカラーフィルタを製造する方法について説明するために、工程順序によって製造されているカラーフィルタの断面図である。
【図４】他の実施形態によるカラーフィルタの概略的な断面図である。
【図５】さらに他の実施形態によるカラーフィルタの概略的な断面図である。
【図６】さらに他の実施形態によるカラーフィルタの概略的な断面図である。
【図７】一実施形態による表示装置の概略的な構造を示す断面図である。
【図８】他の実施形態による表示装置の概略的な構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明は、多様に変形され、さまざまな実施形態を有することができるので、特定実施形態を図面に図示し、詳細な説明を通じて詳細に説明する。本発明の特徴、効果、及びそれらを達成する方法は、図面と共に以下で詳細に説明する実施形態を参照すれば、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、多様な形態に具現されるのである。
【００３７】
以下、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明について明確に説明するために、説明と関係ない部分は省略し、図面を参照して説明するとき、同一であるか、あるいは対応する構成要素は、同一図面符号を付し、それらに係わる重複説明は省略する。
【００３８】
以下の実施形態として、膜、領域、構成要素などの部分が、他の部分の上または上部にあるとするとき、他の部分の真上にある場合だけではなく、その中間に、他の膜、領域、構成要素などが介在されている場合も含む。図面においては、説明の便宜のために、構成要素の大きさが誇張されていたり縮小されていたりする。例えば、図面に図示された各構成の大きさ及び厚みは、説明の便宜のために任意に選択されたので、本発明は、必ずしも図示された形態に限定されるものではない。
【００３９】
以下の実施形態として、膜、領域、構成要素などが連結されたとするとき、膜、領域、構成要素が直接に連結された場合だけではなく、膜、領域、構成要素の中間に、他の膜、領域、構成要素が介在され、間接的に連結された場合も含む。例えば、本明細書において、膜、領域、構成要素などが電気的に連結されたとするとき、膜、領域、構成要素などが直接電気的に連結された場合だけではなく、その中間に、他の膜、領域、構成要素などが介在され、間接的に電気的に連結された場合も含む。
【００４０】
以下の実施形態において、第１、第２のような用語は、限定的な意味ではなく、１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的に使用される。明細書全体において、単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、それは、特別に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいということを意味する。
【００４１】
図１は、一実施形態によるカラーフィルタの概略的な断面図を図示する。
【００４２】
図１を参照すれば、カラーフィルタ１００は、基板１１０、光遮断層１２０、隔壁１３０、第１色変換層１４０及び第２色変換層１５０を含む。カラーフィルタ１００は、平坦化層１７０をさらに含んでもよい。
【００４３】
基板１１０は、互いに離隔された第１画素領域Ｃ１と第２画素領域Ｃ２とを有する。第１色変換層１４０は、第１画素領域Ｃ１上に配置され、入射光Ｌｂを第１カラーの光Ｌｒに変換する。第２色変換層１５０は、第２画素領域Ｃ２上に配置され、入射光Ｌｂを第２カラーの光Ｌｇに変換する。隔壁１３０は、基板１１０上に配置され、第１画素領域Ｃ１と第２画素領域Ｃ２との境界またはこれらの輪郭を定め、第１色変換層１４０と第２色変換層１５０との間に位置する。光遮断層１２０は、基板１１０と対向する隔壁１３０の底面と、隔壁１３０の側面との上に連続して配置される。
【００４４】
隔壁１３０の底面とは、後述の実施形態において、基板１１０上に隔壁１３０が形成されるので、隔壁１３０の構造物における、基板１１０の第１表面１１１と対向する面、または、隔壁１３０の構造物の下端面（底面）ということができる。
【００４５】
より具体的には、隔壁１３０の構造物を形成するための樹脂絶縁層の形成の前に、ブラックマトリックス層１２１などを形成するための反射物質層（光遮断層１２０）が形成される。そのため、隔壁１３０の底面とは、隔壁１３０の構造物が、ブラックマトリックス層１２１を挟み込むようにして、基板１１０と接続する面である。なお、場合によっては、ブラックマトリックス層１２１以外に、さらに、他の絶縁層などが、隔壁１３０の構造物と、基板１１０との間に介在してもよい。
【００４６】
隔壁１３０は、少なくとも、互いに異なる色を表示する隣り合う画素領域の間に配置される。例えば、カラー表示のための画素配列が、ストライプ配列である場合、隔壁１３０は、データ配線またはゲート配線に沿って延びるように設けることができる。また、その他の画素配列方式（デルタ配列、モザイク配列など）である場合、隔壁１３０は、各画素領域の輪郭を区切るように、格子状やメッシュ状に配置することができる。
【００４７】
基板１１０は、第１色変換層１４０及び第２色変換層１５０から放出される第１カラーの光Ｌｒと、第２カラーの光Ｌｇとが透過される透明基板である。基板１１０は、例えば、ガラス、石英などで構成される無機材料透明基板；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリカルバゾールなどで構成されるプラスチック透明基板；各種透明フィルムなどでありうるが、本実施形態は、それらに限定されるものではない。
【００４８】
基板１１０は、光遮断層１２０、隔壁１３０、第１色変換層１４０及び第２色変換層１５０が形成される第１表面１１１を有する。基板１１０は、第１画素領域Ｃ１と第２画素領域Ｃ２とを含む複数の画素領域を有することができ、該画素領域は、互いに離隔され、行列（マトリクス）をなすように配列されうる。該画素領域は、第１画素領域Ｃ１及び第２画素領域Ｃ２と異なる色相の光を放出する第３画素領域Ｃ３（図４）をさらに含んでもよい。
【００４９】
隔壁１３０は、第１画素領域Ｃ１と第２画素領域Ｃ２とを区切るように、第１画素領域Ｃ１と第２画素領域Ｃ２との間の光遮断領域上に配置される。隔壁１３０は、基板１１０上にて、隣り合う画素領域により挟まれる箇所にある光遮断領域上に配置され、基板１１０上にメッシュ状に配列されうる。隔壁１３０は、第１色変換層１４０と第２色変換層１５０との間に位置する。隔壁１３０を横切る方向における隔壁１３０の断面は、図１の垂直断面図に図示されているように、基底部から頂部にわたって幅が一定である長方形でありうる。また、隔壁１３０の断面は、基板１１０から遠くなるほど幅が増大する逆テーパ状でありうる。
【００５０】
隔壁１３０は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、レジスト材料などの有機材料から形成されてもよい。隔壁１３０は、フォトレジストなどの感光性有機材料から形成されてもよい。隔壁１３０は、スリットコーティング法、スピンコーティング法などの湿式工程；化学気相蒸着法、真空蒸着法などの乾式工程などで隔壁物質層を塗布した後、フォトリソグラフィ工程を利用して形成されてもよい。隔壁１３０は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタルといった無機材料などから形成されてもよい。ただ、本実施形態は、それらの材料及び形成方法に限定されるものではない。
【００５１】
隔壁１３０の厚み、すなわち、基板１１０の第１表面１１１から、隔壁１３０の上面までの距離は、第１色変換層１４０及び第２色変換層１５０をインクジェット塗布法で形成する際、色変換物質が、当該画素領域（第１画素領域Ｃ１及び第２画素領域Ｃ２）の外にあふれることを防止するように設計される。隔壁１３０の厚み、すなわち、基板１１０の第１表面１１１から、隔壁１３０の上面までの距離は、第１色変換層１４０及び第２色変換層１５０の厚みと同じであるか、あるいはそれより長い。隔壁１３０は、基板１１０と対向する底面、及び第１色変換層１４０及び第２色変換層１５０と対向する側面を有する。すなわち、隔壁１３０は、ブラックマトリックス層１２１に接する底面と、反射層１２２に接する両側面とを有する。
【００５２】
光遮断層１２０は、基板１１０の内面（パターン形成面）の側からの入射光Ｌｂが基板１１０中に放出されないように遮断するのであり、第１色変換層１４０から放出される第１カラーの光Ｌｒが第２色変換層１５０に照射されないように遮断するとともに、第２色変換層１５０から放出される第２カラーの光Ｌｇが第１色変換層１４０に照射されないように遮断する。光遮断層１２０は、隔壁１３０の底面と側面との上に連続して配置される。
【００５３】
光遮断層１２０は、隔壁１３０の底面上に配置され、隔壁１３０と基板１１０との間に位置するブラックマトリックス層１２１と、隔壁１３０の側面上に配置される反射層１２２と、を含む。ブラックマトリックス層１２１は、入射光Ｌｂが、基板１１０中に放出されないように遮断する。反射層１２２は、第１色変換層１４０から側方（基板１１０に沿った方向）へと放出される第１カラーの光Ｌｒを反射させて光効率を改善し、第１カラーの光Ｌｒが第２色変換層１５０に照射されないように遮断することができる。また、反射層１２２は、第２色変換層１５０から側方へと放出される第２カラーの光Ｌｇを反射させて光効率を改善し、第２カラーの光Ｌｇが第１色変換層１４０に照射されないように遮断することができる。反射層１２２は、ブラックマトリックス層１２１と同一物質により、同一工程によって同時に形成され、ブラックマトリックス層１２１から連続して延長される。
【００５４】
光遮断層１２０は、光反射率が高い層、例えば金属層を含んでもよい。該金属層は、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、ネオジム（Ｎｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、クロム（Ｃｒ）、並びにそれらの合金及び金属間化合物から選択される少なくとも一つからなる層でありうる。例えば、光遮断層１２０は、銀（Ａｇ）からなる層を含んでもよい。光遮断層１２０は、複数層が連続して積層される複層構造を有することができる。連続して積層された層のうち少なくとも１層は、金属層を含んでもよい。例えば、光遮断層１２０は、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）といった透明金属酸化物層と銀（Ａｇ）層とを含んでもよい。例えば、光遮断層１２０は、この順に連続して積層される第１透明金属酸化物層、銀（Ａｇ）層、及び第２透明金属酸化物層を含んでもよい。
【００５５】
第１色変換層１４０は、第１画素領域Ｃ１上に配置され、第１色変換層１４０の側面は、隔壁１３０によって取り囲まれる。第１色変換層１４０は、入射光Ｌｂを第１カラーの光Ｌｒに変換する。第１色変換層１４０について、図２を参照し、さらに詳細に説明する。
【００５６】
第２色変換層１５０は、第２画素領域Ｃ２上に配置され、第２色変換層１５０の側面は、隔壁１３０によって取り囲まれる。第２色変換層１５０は、入射光Ｌｂを第２カラーの光Ｌｇに変換する。第２色変換層１５０は、一部の違いを除いては、第１色変換層１４０と実質的に類似した構造を有することができる。第２色変換層１５０は、図２を参照し、第１色変換層１４０について説明しながら、違いを中心に、以下さらに詳細に説明する。
【００５７】
一実施形態によれば、入射光Ｌｂは、青色光でありうる。第１カラーの光Ｌｒは、赤色光でありうる。第２カラーの光Ｌｇは、緑色光でありうる。青色光とは、ピーク波長が４００ｎｍ以上４９５ｎｍ未満の光である。緑色光とは、ピーク波長が４９５ｎｍ以上５８０ｎｍ未満の光である。赤色光とは、ピーク波長が５８０ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の光である。他の例によれば、入射光Ｌｂは、紫外線光でありえ、紫外線光は、２００ｎｍ以上４００ｎｍ未満のピーク長を有する光である。
【００５８】
平坦化層１７０は、光遮断層１２０、隔壁１３０、第１色変換層１４０及び第２色変換層１５０を覆うように、基板１１０上に配置されてもよい。平坦化層１７０は、入射光Ｌｂが、第１色変換層１４０及び第２色変換層１５０に照射されるように透明でありうる。平坦化層１７０は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、レジスト材料などの透明有機材料から形成されてもよい。平坦化層１７０は、スリットコーティング法、スピンコーティング法などの湿式工程；化学気相蒸着法、真空蒸着法などの乾式工程などによって形成されてもよい。本実施形態は、それらの材料及び形成方法に限定されるものではない。
【００５９】
図２は、図１のカラーフィルタの一部を拡大した断面図を図示する。
【００６０】
図２を参照すれば、一例により、光遮断層１２０は、第１層１２０ａ、第２層１２０ｂ及び第３層１２０ｃを含んでもよい。図２に図示されているように、第１層１２０ａは、隔壁１３０の底面及び側面を直接取り囲む。第２層１２０ｂは、第１層１２０ａ上に直接形成され、第３層１２０ｃは、第２層１２０ｂ上に直接形成される。第３層１２０ｃは、基板１１０の上部表面と、第１色変換層１４０及び第２色変換層１５０の側面との上に直接形成される。第２層１２０ｂは、第１層１２０ａと第３層１２０ｃとの間に直接介在される。第１層１２０ａと第３層１２０ｃは、例えば、透明金属酸化物から形成され、第２層１２０ｂは、光反射率が高い金属、例えば、銀（Ａｇ）から形成されてもよい。しかし、本実施形態は、かような材料と積層構造とに限定されるものではない。
【００６１】
第１色変換層１４０は、量子点１４３と散乱粒子１４２とが分散された感光性樹脂１４１を含む第１量子点色変換層を含んでもよい。
【００６２】
量子点１４３は、入射光Ｌｂによって励起され、第１カラーの光Ｌｒを発光する。量子点１４３は、入射光Ｌｂを吸収し、入射光Ｌｂの波長より長い波長帯域の第１カラーの光Ｌｒを放出することができる。量子点１４３は、シリコン（Ｓｉ）系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、及びそれらの混合物のうちいずれか１つのナノ結晶を含んでもよい。ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ及びＨｇＺｎＳＴｅによって構成された群から選択されたいずれか一つでありうる。ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ及びＩｎＡｌＰＡｓによって構成された群から選択されたいずれか一つでもある。ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＳｂＴｅでありうる。
【００６３】
散乱粒子１４２は、量子点１４３に吸収されていない入射光Ｌｂを散乱させ、入射光Ｌｂにより、さらに多くの量子点１４３が励起させることができる。散乱粒子１４２により、第１量子点色変換層の色変換率が上昇する。散乱粒子１４２は、一般的に使用するものであるならば、特別に限定されるものではないが、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）や金属粒子などでありうる。
【００６４】
感光性樹脂１４１は、例えば、シリコン樹脂、エポキシ樹脂などでありえ、光透過性を有することができる。
【００６５】
第１色変換層１４０は、入射光Ｌｂを第１カラーの光Ｌｒに変換する蛍光体を含んでもよい。
【００６６】
第１色変換層１４０は、第１量子点色変換層と基板１１０との間で入射光Ｌｂを反射させる第１カラーフィルタ層１４４をさらに含んでもよい。第１カラーフィルタ層１４４は、入射光Ｌｂを反射させることにより、さらに多くの量子点１４３が励起されるようにする。また、第１カラーフィルタ層１４４は、入射光Ｌｂがそのまま基板１１０を通過して外部（基板１１０の外面の側）に放出されることのないように遮断するものであり、色純度を高め、色再現性を改善することができる。
【００６７】
一例によれば、第１カラーフィルタ層１４４は、青色光遮断フィルタでありうる。他の例によれば、第１カラーフィルタ層１４４は、第１カラーの光Ｌｒを選択的に透過させる赤色光透過フィルタでありうる。入射光Ｌｂに、第２カラーの光Ｌｇ、例えば、緑色光が含まれている場合、第２カラーの光Ｌｇが第１画素領域Ｃ１を介して放出されないように、第１カラーフィルタ層１４４は、入射光Ｌｂだけではなく、第２カラーの光Ｌｇを遮断することができる。
【００６８】
第１色変換層１４０は、第１量子点色変換層上へと、入射光Ｌｂを選択的に透過させるバンドパスフィルタ層１４５を含んでもよい。入射光Ｌｂに、第２カラーの光Ｌｇが含まれている場合、第２カラーの光Ｌｇは、第１色変換層１４０内の量子点１４３を励起させることができず、基板１１０を介して外部に放出される。その場合、第１画素領域Ｃ１には、第１カラーの光Ｌｒだけではなく、第２カラーの光Ｌｇが放出され、色純度が下がり、色再現性が減少してしまう。バンドパスフィルタ層１４５は、入射光Ｌｂ、例えば、青色光のみを選択的に透過させることにより、色純度及び色再現性を改善することができる。他の例によれば、バンドパスフィルタ層１４５は、省略されることもありうる。
【００６９】
図２に図示されていないが、第２色変換層１５０も、量子点１４３と散乱粒子１４２とが分散された感光性樹脂１４１を含んでもよい。量子点１４３と散乱粒子１４２とが分散された感光性樹脂１４１を含む層は、第２量子点色変換層と呼ぶことができる。
【００７０】
第２色変換層１５０に含まれる量子点１４３は、入射光Ｌｂによって励起され、第２カラーの光Ｌｇを発光する。量子点１４３は、入射光Ｌｂを吸収し、入射光Ｌｂの波長より長い波長帯域の第２カラーの光Ｌｇを放出することができる。量子点１４３は、シリコン（Ｓｉ）系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、及びそれらの混合物のうちいずれか１つのナノ結晶を含んでもよい。
【００７１】
第２色変換層１５０に含まれる量子点１４３と、第１色変換層１４０に含まれる量子点１４３は、互いに同一の物質でありうる。ただし、第２色変換層１５０に含まれる量子点１４３の大きさは、第１色変換層１４０に含まれる量子点１４３の大きさと異なりうる。
【００７２】
放出される光の波長が長くなるほど、表面プラズモン共鳴を十分に誘導するための量子点１４３の大きさは、大きくなる傾向を有する。従って、緑色光の波長は、赤色光の波長より短いので、第２色変換層１５０に含まれる量子点１４３は、第１色変換層１５０に含まれる量子点１４３より大きさが小さい。また、散乱粒子１４２の大きさは、第２色変換層１５０に含まれる量子点１４３の大きさよりも小さい。
【００７３】
第２色変換層１５０に含まれる散乱粒子１４２と感光性樹脂１４１は、第１色変換層１４０に含まれる散乱粒子１４２と感光性樹脂１４１と同一でありうる。
【００７４】
第２色変換層１５０も、第１色変換層１４０と同一に、第２量子点色変換層と基板１１０との間で入射光Ｌｂを反射させる第２カラーフィルタ層をさらに含んでもよい。第２カラーフィルタ層は、入射光Ｌｂを反射させることにより、さらに多くの量子点１４３が励起されるようにする。また、第２カラーフィルタ層は、入射光Ｌｂが、基板１１０を通過して外部に放出されることを遮断することにより、色純度を高め、色再現性を改善することができる。第２カラーフィルタ層は、青色光遮断フィルタでありうる。
【００７５】
他の例によれば、第２色変換層１５０は、第２カラーの光Ｌｇを選択的に透過させる緑色光透過フィルタ層をさらに含んでもよい。緑色光透過フィルタ層は、第２量子点色変換層と基板１１０との間に配置されてもよい。入射光Ｌｂに、第１カラーの光Ｌｒ、例えば、赤色光が含まれている場合、第１カラーの光Ｌｒが、第２画素領域Ｃ２を介して放出されないように、緑色光透過フィルタ層は、入射光Ｌｂだけではなく、第１カラーの光Ｌｒを遮断することができる。
【００７６】
第２色変換層１５０も、第１色変換層１４０と同一に、第２量子点色変換層上で、入射光Ｌｂを選択的に透過させるバンドパスフィルタ層１４５を含んでもよい。
【００７７】
図３Ａないし図３Ｅは、一実施形態による、カラーフィルタを製造する方法について説明するために、工程順序によって製造されているカラーフィルタの断面図を図示する。
【００７８】
図３Ａを参照すれば、第１画素領域Ｃ１と第２画素領域Ｃ２とが定められた基板１１０の第１面１１１上に、犠牲層１１２が形成される。犠牲層１１２は、第１画素領域Ｃ１と第２画素領域Ｃ２との上に形成され、第１画素領域Ｃ１と第２画素領域Ｃ２との間の光遮断領域を露出させることができる。光遮断領域は、第１画素領域Ｃ１及び第２画素領域Ｃ２のように、基板１１０を通って光が放出されなければならない領域を除いた領域である。光遮断領域は、第１画素領域Ｃ１と第２画素領域Ｃ２との間といった画素領域間の領域として定められてもよい。
【００７９】
犠牲層１１２は、感光性有機材料から形成されてもよい。例えば、スリットコーティング法、スピンコーティング法などの方法で、感光性有機材料層を基板１１０上に塗布した後、フォトリソグラフィ工程により、基板１１０の光遮断領域を露出させる犠牲層１１２が形成されてもよい。
【００８０】
図３Ｂを参照すれば、基板１１０の光遮断領域と、犠牲層１１２とを覆うように、基板１１０の第１面１１１上に、反射物質層１２３が形成される。平坦な第１面１１１上に、反射物質層１２３が突設されるので、図３Ｂに図示されているように、光遮断領域に対応し、反射物質層１２３によって側面と底面とが決められるトレンチが形成される。図３Ｂに図示されているように、トレンチは、基板１１０から遠くなるほど幅が広くなる。それにより、図３Ｅに図示されているように、隔壁１３０は、基板１１０から遠くなるほど幅が広くなる逆テーパ形状の断面を有することができる。
【００８１】
反射物質層１２３は、光反射特性を有する、例えば、金属層を含んでもよい。反射物質層１２３は、複数の物質層が積層された積層構造を有することができ、図２に図示されているように、第１透明金属酸化物層、金属層及び第２透明金属酸化物層が連続して積層された３層構造を有することもできる。反射物質層１２３は、例えば、化学的気相蒸着工程（化学気相成長；ＣＶＤ）によって形成されてもよい。
【００８２】
反射物質層１２３が形成された基板１１０上に、有機物質層１３１が形成されてうる。有機物質層１３１は、感光性有機材料から形成されうる、犠牲層１１２の感光性有機材料と異なる材料でありうる。図３Ｂに図示されているように、有機物質層１３１は、反射物質層１２３上の全面を覆うとともにトレンチを充填して平坦な表面を形成することができる。
【００８３】
図３Ｃを参照すれば、フォトリソグラフィ工程により、画素領域Ｃ１,Ｃ２に対応する領域にて、有機物質層１３１が除去されることにより、トレンチを充填する領域にて有機物質パターン１３２が形成される。有機物質パターン１３２は、トレンチの内部を埋める第１部分１３２ａと、トレンチの外に表層側へと突出される第２部分１３２ｂとに区分されてもよい。この状態で、反射物質層１２３は、犠牲層１１２上に位置する部分が露出している。第１部分１３２ａと第２部分１３２ｂとの境界は、反射物質層１２３における犠牲層１１２上に位置する部分の上部表面と、同一平面上に位置することができる。
【００８４】
有機物質パターン１３２をエッチングマスクとして利用して、反射物質層１２３における犠牲層１１２上の部分が除去されてもよい。それにより、犠牲層１１２が露出される。反射物質層１２３の除去されていない部分は、光遮断層１２０と呼ばれ、光遮断層１２０は、基板１１０の光遮断領域と、犠牲層１１２の側面との上に配置される。
【００８５】
図３Ｄを参照すれば、露出された犠牲層１１２が除去される。それにより、図３Ｄに図示されているように、基板１１０の第１画素領域Ｃ１及び第２画素領域Ｃ２が露出される。また、有機物質パターン１３２の第２部分１３２ｂが除去され、トレンチの内部を埋める第１部分１３２ａだけが残存する。第１部分１３２ａは、隔壁１３０とも呼ばれる。図３Ｄに図示された隔壁１３０の上部表面は、平坦であり、光遮断層１２０の最も高い部分と実質的に同一高さを有するように図示されるが、それは例示的なものであり、隔壁１３０の上部表面は、平坦ではなく、凸凹があってもよい。例えば、反射物質層１２３と光遮断層１２０との、エッチングレートの違いにより、隔壁１３０の上部表面は、湾入状であってもよく、また、膨出状であってもよい。
【００８６】
図３Ｅを参照すれば、第１画素領域Ｃ１上にて、隔壁１３０及び光遮断層１２０によって範囲が限定される空間に、第１色変換層１４０が形成されうる。第１色変換層１４０は、インクジェット塗布法によって形成されうるのであり、隔壁１３０及び光遮断層１２０の高さは、第１色変換層１４０がインクジェット塗布法によって形成される際に、塗布液が、隣接した画素領域（例えば、第２画素領域Ｃ２）にあふれ出ないように設計されうる。
【００８７】
第１色変換層１４０は、図２に図示されているように、第１カラーフィルタ層１４４を含んでもよい。一例によれば、図３Ｄに図示された基板１１０の第１画素領域Ｃ１上に、第１カラーフィルタ層１４４を形成した後、第１量子点色変換層が形成されてもよい。他の例によれば、第１カラーフィルタ層１４４は、基板１１０上に犠牲層１１２が形成される前、あらかじめ第１画素領域Ｃ１上に形成されうる。
【００８８】
第２色変換層１５０も、第１色変換層１４０と類似して、第２画素領域Ｃ２上に、隔壁と光遮断層１２０とによって範囲が限定される空間に形成されてもよい。第２色変換層１５０も、インクジェット塗布法によって形成されてもよい。
【００８９】
第１色変換層１４０と第２色変換層１５０とがインクジェット塗布法によって形成されるので、フォトリソグラフィ工程が追加されず、製造コストが節減され、工程が単純化される。
【００９０】
図４は、他の実施形態によるカラーフィルタの概略的な断面図を図示する。
【００９１】
図４を参照すれば、カラーフィルタ１００ａは、基板１１０、光遮断層１２０、隔壁１３０、第１色変換層１４０、第２色変換層１５０及び平坦化層１７０を含む。
【００９２】
基板１１０は、互いに離隔された第１画素領域Ｃ１、第２画素領域Ｃ２及び第３画素領域Ｃ３を有する。第１色変換層１４０は、第１画素領域Ｃ１上に配置され、入射光Ｌｂを第１カラーの光Ｌｒに変換する。第２色変換層１５０は、第２画素領域Ｃ２上に配置され、入射光Ｌｂを第２カラーの光Ｌｇに変換する。隔壁１３０は、基板１１０上に配置され、第１画素領域Ｃ１、第２画素領域Ｃ２及び第３画素領域Ｃ３の境界・範囲を区切り、第１画素領域Ｃ１と第２画素領域Ｃ２との間、そして第２画素領域Ｃ２と第３画素領域Ｃ３との間に位置する。光遮断層１２０は、基板１１０と対向する隔壁１３０の底面と、隔壁１３０の側面との上に連続して配置される。平坦化層１７０は、光遮断層１２０、隔壁１３０、第１色変換層１４０及び第２色変換層１５０の全体を覆うように、基板１１０上に配置されてもよい。
【００９３】
基板１１０、光遮断層１２０、隔壁１３０、第１色変換層１４０、第２色変換層１５０及び平坦化層１７０については、図１及び図２を参照してすでに説明したので、反復して説明せず、違いを中心に説明する。
【００９４】
図４に図示されているように、第３画素領域Ｃ３上には、基板１１０上に、色変換層なしに平坦化層１７０が配置される。平坦化層１７０は、光透過性を有する透明有機材料から形成されてもよい。従って、入射光Ｌｂは、基板１１０の第３画素領域Ｃ３を通過して外部に放出される。前述のように、入射光Ｌｂは、第３カラーの光、すなわち、青色でありうる。
【００９５】
第１画素領域Ｃ１を介して、赤色光Ｌｒが放出され、第２画素領域Ｃ２を介して、緑色光Ｌｇが放出され、第３画素領域Ｃ３を介して、青色光Ｌｂが放出される。従って、カラーフィルタを含む表示装置は、カラー映像を表示することができる。
【００９６】
図４に図示されていないが、他の実施形態によれば、第３画素領域Ｃ３上に、入射光Ｌｂを選択的に透過させるバンドパスフィルタ層が配置されてもよい。該バンドパスフィルタ層は、図２のバンドパスフィルタ層１４５と実質的に同一である。該バンドパスフィルタ層がない場合、入射光Ｌｂに、第１カラーの光Ｌｒ及び／または第２カラーの光Ｌｇが含まれているならば、第１カラーの光Ｌｒ及び／または第２カラーの光Ｌｇは、第３画素領域Ｃ３を介して放出される。その場合、第３画素領域Ｃ３には、入射光Ｌｂ、すなわち、青色光だけではなく、第１カラーの光Ｌｒ及び／または第２カラーの光Ｌｇが放出され、色純度が下がり、色再現性が低減してしまう。バンドパスフィルタ層は、入射光Ｌｂ、例えば、青色光のみを選択的に透過させることにより、第３画素領域Ｃ３から青色光だけが放出されるようにし、色純度及び色再現性を改善することができる。
【００９７】
図５は、さらに他の実施形態によるカラーフィルタの概略的な断面図を図示する。
【００９８】
図５を参照すれば、カラーフィルタ１００ｂは、基板１１０、光遮断層１２０、隔壁１３０、第１色変換層１４０、第２色変換層１５０、透過層１６０及び平坦化層１７０を含む。
【００９９】
基板１１０は、互いに離隔された第１画素領域Ｃ１、第２画素領域Ｃ２及び第３画素領域Ｃ３を有する。第１色変換層１４０は、第１画素領域Ｃ１上に配置され、入射光Ｌｂを第１カラーの光Ｌｒに変換する。第２色変換層１５０は、第２画素領域Ｃ２上に配置され、入射光Ｌｂを第２カラーの光Ｌｇに変換する。隔壁１３０は、基板１１０上に配置され、第１画素領域Ｃ１、第２画素領域Ｃ２及び第３画素領域Ｃ３を定義し、第１画素領域Ｃ１と第２画素領域Ｃ２との間、そして第２画素領域Ｃ２と第３画素領域Ｃ３との間に位置する。光遮断層１２０は、基板１１０と対向する隔壁１３０の底面と、隔壁１３０の側面との上に連続して配置される。透過層１６０は、入射光Ｌｂを色変換せず、即座に透過させる。平坦化層１７０は、光遮断層１２０、隔壁１３０、第１色変換層１４０、第２色変換層１５０及び透過層１６０を覆うように、基板１１０上に配置されてもよい。
【０１００】
基板１１０、光遮断層１２０、隔壁１３０、第１色変換層１４０、第２色変換層１５０及び平坦化層１７０については、図１及び図２を参照して説明し、反復して説明せず、違いを中心に説明する。
【０１０１】
図５に図示されているように、基板１１０の第３画素領域Ｃ３上には、透過層１６０が配置され、透過層１６０は、入射光Ｌｂを色変換せず、即座に透過させる。透過層１６０は、光透過性を有する透明有機材料から形成されてもよい。透過層１６０は、入射光Ｌｂを色変換せずに散乱させる散乱粒子を含んでもよい。従って、第３カラー、すなわち、青色の入射光Ｌｂは、基板１１０の第３画素領域Ｃ３を通過して外部に放出される。
【０１０２】
図５に図示されていないが、透過層１６０には、入射光Ｌｂを選択的に透過させるバンドパスフィルタ層が配置されてもよ。該バンドパスフィルタ層は、基板１１０上に直接配置されてもよい。該バンドパスフィルタ層は、入射光Ｌｂに含まれる第１カラーの光Ｌｒ及び／または第２カラーの光Ｌｇが、第３画素領域Ｃ３を介して放出されないように遮断するにより、第３画素領域Ｃ３を介して、入射光Ｌｂ、すなわち、青色光だけが放出されるようにするので、色純度及び色再現性が改善される。
【０１０３】
第１画素領域Ｃ１を介して、赤色光Ｌｒが放出され、第２画素領域Ｃ２を介して、緑色光Ｌｇが放出され、第３画素領域Ｃ３を介して、青色光Ｌｂが放出される。従って、カラーフィルタを含む表示装置は、カラー映像を表示することができる。
【０１０４】
図６は、さらに他の実施形態によるカラーフィルタの概略的な断面図を図示する。
【０１０５】
図６を参照すれば、カラーフィルタ１００ｃは、基板１１０、光遮断層１２０、隔壁１３０、第１色変換層１４０ａ、第２色変換層１５０ａ、第３色変換層１６０ａ及び平坦化層１７０を含む。
【０１０６】
基板１１０は、互いに離隔された第１画素領域Ｃ１、第２画素領域Ｃ２及び第３画素領域Ｃ３を有する。第１色変換層１４０ａは、第１画素領域Ｃ１上に配置され、入射される紫外線光Ｌｕを、可視光領域の第１カラーの光Ｌｒに変換する。第２色変換層１５０ａは、第２画素領域Ｃ２上に配置され、入射される紫外線光Ｌｕを、可視光領域の第２カラーの光Ｌｇに変換する。第３色変換層１６０ａは、第３画素領域Ｃ３上に配置され、入射される紫外線光Ｌｕを、可視光領域の第３カラーの光Ｌｂに変換する。隔壁１３０は、基板１１０上に配置され、第１画素領域Ｃ１、第２画素領域Ｃ２及び第３画素領域Ｃ３を互いに区切り、第１色変換層１４０ａと第２色変換層１５０ａとの間、そして第２色変換層１５０ａと第３色変換層１６０ａとの間に位置する。光遮断層１２０は、基板１１０と対向する隔壁１３０の底面と、隔壁１３０の側面との上に連続して配置される。平坦化層１７０は、光遮断層１２０、隔壁１３０、第１色変換層１４０ａ、第２色変換層１５０ａ及び第３色変換層１６０ａを覆うように、基板１１０上に配置されてもよい。
【０１０７】
基板１１０、光遮断層１２０、隔壁１３０及び平坦化層１７０については、図１及び図２を参照して説明したので、反復して説明せず、違いを中心に説明する。
【０１０８】
第１色変換層１４０ａは、入射される紫外線光Ｌｕを、第１カラーの光Ｌｒ、例えば、赤色光に変換する。第１色変換層１４０ａは、第１量子点と散乱粒子とが分散された感光性樹脂を有する第１量子点色変換層を含んでもよい。第１量子点は、紫外線光Ｌｕによって励起され、第１カラーの光Ｌｒを発光する。第１量子点は、紫外線光の波長より長い波長帯域の第１カラーの光Ｌｒを放出することができる。第１量子点は、シリコン（Ｓｉ）系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、及びそれらの混合物のうちいずれか１つのナノ結晶を含んでもよい。
【０１０９】
第１色変換層１４０ａは、第１量子点色変換層と基板１１０との間で、紫外線光Ｌｕを反射させる紫外線遮断フィルタ層をさらに含んでもよい。他の例によれば、第１色変換層１４０ａは、第１量子点色変換層と基板１１０との間で、第１カラーの光Ｌｒを選択的に透過させる第１バンドパスフィルタ層をさらに含んでもよい。
【０１１０】
第２色変換層１５０ａは、入射される紫外線光Ｌｕを、第２カラーの光Ｌｇ、例えば、緑色光に変換する。第２色変換層１５０ａは、第２量子点と散乱粒子とが分散された感光性樹脂を有する第２量子点色変換層を含みうる。第２量子点は、紫外線光Ｌｕによって励起され、第２カラーの光Ｌｇを発光する。第２量子点は、紫外線光の波長より長い波長帯域の第２カラーの光Ｌｇを放出することができる。第２量子点は、シリコン（Ｓｉ）系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、及びそれらの混合物のうちいずれか１つのナノ結晶を含んでもよい。
【０１１１】
第２色変換層１５０ａは、第２量子点色変換層と基板１１０との間に、紫外線光Ｌｕを反射させる紫外線遮断フィルタ層をさらに含んでもよい。他の例によれば、第２色変換層１５０ａは、第２量子点色変換層と基板１１０との間に、第２カラーの光Ｌｇを選択的に透過させる第２バンドパスフィルタ層をさらに含んでもよい。
【０１１２】
第３色変換層１６０ａは、入射される紫外線光Ｌｕを、第３カラーの光Ｌｂ、例えば、青色光に変換する。第３色変換層１６０ａは、第３量子点と散乱粒子とが分散された感光性樹脂を有する第３量子点色変換層を含みうる。第３量子点は、紫外線光Ｌｕによって励起され、第３カラーの光Ｌｂを発光する。第３量子点は、紫外線光の波長より長い波長帯域の第３カラーの光Ｌｂを放出することができる。第３量子点は、シリコン（Ｓｉ）系ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、及びそれらの混合物のうちいずれか１つのナノ結晶を含んでもよい。
【０１１３】
第３色変換層１６０ａは、第３量子点色変換層と基板１１０との間で、紫外線光Ｌｕを反射させる紫外線遮断フィルタ層をさらに含みうる。他の例によれば、第３色変換層１６０ａは、第３量子点色変換層と基板１１０との間に、第３カラーの光Ｌｂを選択的に透過させる第３バンドパスフィルタ層をさらに含んでもよい。
【０１１４】
第１量子点、第２量子点及び第３量子点は、いずれも等しい物質でありうる。放出される光の波長が長くなるほど、表面プラズモン共鳴を十分に誘導するための量子点の大きさは、大きくなる傾向を有する。従って、第１量子点の大きさは、第２量子点の大きさより大きく、第２量子点の大きさは、第３量子点の大きさより大きく、第３量子点の大きさは、散乱粒子の大きさより大きくなる。該散乱粒子は、紫外線光Ｌｕの波長を変換せずに、紫外線光Ｌｕを散乱させることができる。
【０１１５】
第１画素領域Ｃ１を介して、赤色光Ｌｒが放出され、第２画素領域Ｃ２を介して、緑色光Ｌｇが放出され、第３画素領域Ｃ３を介して、青色光Ｌｂが放出される。従って、カラーフィルタを含む表示装置は、カラー映像を表示することができる。
【０１１６】
図７は、一実施形態による表示装置の概略的な構造を示す断面図である。
【０１１７】
図７を参照すれば、表示装置１０００は、バックライト装置３００、液晶表示パネル２００及びカラーフィルタ１００ｂを含む。カラーフィルタ１００ｂは、例示的に、図５に図示されたカラーフィルタ１００ｂである。
【０１１８】
バックライト装置３００は、液晶表示パネル２００に画像を形成するための光を提供することができる。バックライト装置３００は、例えば、第３カラー、例えば、青色の光Ｌｂを放出する光源を含んでもよい。他の例により、バックライト装置３００は、紫外線光を放出する光源を含んでもよく、その場合には、図５に図示されたカラーフィルタ１００ｂの代わりに、図６に図示されたカラーフィルタ１００ｃが使用されてもよい。
【０１１９】
液晶表示パネル２００は、下部基板２１０、下部基板２１０上に配置される画素回路部２２０、画素電極２３０、液晶層２４０及び共通電極２５０を含む。画素回路部２２０は、第１画素ＰＸ１、第２画素ＰＸ２及び第３画素ＰＸ３を含む。第１画素ＰＸ１、第２画素ＰＸ２及び第３画素ＰＸ３は、それぞれの上部に位置する画素電極２３０を、それぞれ制御する。
【０１２０】
カラーフィルタ１００ｂは、バックライト装置３００から放出され、液晶表示パネル２００を透過した第３カラーの光Ｌｂの一部を色変換させ、第１カラーの光Ｌｒ及び第２カラーの光Ｌｇを外部へと放出し、第３カラーの光Ｌｂの一部を、色変換なしに外部へと放出することができる。
【０１２１】
下部基板２１０は、ガラス材質または透明プラスチック材質から形成されてもよい。下部基板２１０の下面には、バックライト装置３００から放出された光のうちで特定偏光の光のみを透過させるための、下部偏光版（図示せず）が配置されてもよい。例えば、下部偏光板は、第１方向に線偏光された光を透過させる偏光板でありうる。
【０１２２】
画素回路部２２０は、多数の薄膜トランジスタ（図示せず）、並びに、各薄膜トランジスタにゲート信号及びデータ信号をそれぞれ印加するためのゲート配線及びデータ配線を含んでもよい。
【０１２３】
画素電極２３０は、画素回路部２２０に形成された薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と連結され、データ電圧が印加される。
【０１２４】
平坦化層１７０上には、共通電極２５０が形成されてもよい。平坦化層１７０と共通電極２５０との間には、上部偏光板（図示せず）が配置されてもよい。該上部偏光板は、下部偏光板が透過させる第１方向の線偏光と垂直である第２方向の線偏光の光を透過させる偏光板でありうる。ただし、それは例示的なものであり、上部偏光板と下部偏光板は、いずれも同一偏光の光を透過させるように構成されるのでもありうる。
【０１２５】
液晶層２４０は、画素電極２３０と共通電極２５０との間に配置され、画素電極２３０と共通電極２５０との間に印加される電圧により、液晶層２４０に含まれた液晶分子の配列が調節される。すなわち、画素電極２３０と共通電極２５０との間に印加される電圧により、画素電極２３０と共通電極２５０との間の液晶層２４０の領域が制御され、入射光の偏光を変化させるモード（ON）、入射光の偏光を変化させないモード（OFF）に制御される。また、入射光の偏光を変化させる程度が調節され、中間階調表現が可能である。
【０１２６】
第１画素ＰＸ１上部の液晶層２４０によって制御された第３色相の光Ｌｂは、第１色変換層１４０を介して、第１色相の光Ｌｒに変換され、基板１１０を介して、外部に放出される。第２画素ＰＸ２上部の液晶層２４０によって制御された第３色相の光Ｌｂは、第２色変換層１５０を介して、第１色相の光Ｌｒに変換され、基板１１０を介して、外部に放出される。第３画素ＰＸ３上部の液晶層２４０によって制御された第３色相の光Ｌｂは、透過層１６０を介して、色変換なしに、基板１１０を介して外部に放出される。
【０１２７】
カラーフィルタ１００ｂは、基板１１０、互いに異なるカラーを形成するための第１画素領域Ｃ１、第２画素領域Ｃ２及び第３画素領域Ｃ３、並びに第１画素領域Ｃ１、第２画素領域Ｃ２及び第３画素領域Ｃ３を区画する隔壁１３０を含む。カラーフィルタ１００ｂは、基板１１０と対向する隔壁１３０の底面と、隔壁１３０の側面との上に連続して配置される光遮断層１２０を含む。
【０１２８】
第１画素領域Ｃ１、第２画素領域Ｃ２及び第３画素領域Ｃ３は、図５で説明したように、赤色、緑色、青色を具現するように構成される。第１画素領域Ｃ１には、青色光Ｌｂを赤色光Ｌｒに変換する第１色変換層１４０が配置され、第２画素領域Ｃ２には、青色光Ｌｂを緑色光Ｌｇに変換する第２色変換層１５０が配置され、第３画素領域Ｃ３には、青色光Ｌｂをそのまま通過させる透過層１６０が配置される。
【０１２９】
バックライト装置３００から放出された青色光Ｌｂが、液晶表示パネル２００を経て、画像情報に適するように、画素領域ごとにオン（ON）／オフ（OFF）され、カラーフィルタ１００ｂに入射され、赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇ、青色光Ｌｂに変換されることにより、映像が表示される。
【０１３０】
第１色変換層１４０、第２色変換層１５０及び透過層１６０の間に、光遮断層１２０及び隔壁１３０が配置されるので、混色が防止され、色再現性が向上し、光効率が改善されるので、消費電力が節減される。
【０１３１】
図７には、液晶表示パネル２００が、バックライト装置３００とカラーフィルタ１００ｂとの間に配置されるように図示されるが、カラーフィルタ１００ｂは、バックライト装置３００と液晶表示パネル２００との間に位置することもできる。
【０１３２】
図７には、図５に図示されたカラーフィルタ１００ｂについて、上下がさかさまになって液晶表示パネル２００上に配置されるように図示されるが、カラーフィルタ１００ｂは、さかさまにならず、基板１１０が液晶表示パネル２００上に位置するように配置されるのであってもよい。
【０１３３】
図８は、他の実施形態による表示装置の概略的な構造を示す断面図である。
【０１３４】
図８を参照すれば、表示装置２０００は、有機発光表示パネル４００及びカラーフィルタ１００ｂを含む。
【０１３５】
有機発光表示パネル４００は、第１画素ＰＸ１、第２画素ＰＸ２及び第３画素ＰＸ３を含み、第１画素ＰＸ１、第２画素ＰＸ２及び第３画素ＰＸ３によってそれぞれ制御される有機発光素子ＯＬＥＤを含む。該有機発光素子ＯＬＥＤは、第１画素ＰＸ１、第２画素ＰＸ２及び第３画素ＰＸ３によって、それぞれに制御される光量を有する第３カラーの光、例えば青色光Ｌｂを、それぞれ放出することができる。
【０１３６】
カラーフィルタ１００ｂは、有機発光素子ＯＬＥＤから放出される第３カラーの光Ｌｂの一部を色変換させ、第１カラーの光Ｌｒ及び第２カラーの光Ｌｇを外部に放出し、第３カラーの光Ｌｂの一部を、色変換なしに外部に放出することができる。
【０１３７】
他の例により、有機発光素子ＯＬＥＤは、紫外線光を放出することができ、その場合、図５に図示されたカラーフィルタ１００ｂの代わりに、図６に図示されたカラーフィルタ１００ｃが使用されてもよい。
【０１３８】
基板４１０は、ガラス、金属または有機物のような物質から形成されてもよい。
【０１３９】
基板４１０上には、第１画素ＰＸ１、第２画素ＰＸ２及び第３画素ＰＸ３を含む画素回路層４２０が配置される。第１画素ＰＸ１、第２画素ＰＸ２及び第３画素ＰＸ３の各画素は、複数の薄膜トランジスタ（図示せず）と保存キャパシタ（図示せず）とを含み、画素回路層４２０には、画素（第１画素ＰＸ１、第２画素ＰＸ２及び第３画素ＰＸ３）が配置されるだけでなく、画素（第１画素ＰＸ１、第２画素ＰＸ２及び第３画素ＰＸ３）に印加される信号及び駆動電圧を伝達するための信号ライン及び電源ラインが配置される。
【０１４０】
該薄膜トランジスタは、半導体層、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を含んでもよい。該半導体層は、非晶質シリコンを含むか、あるいは多結晶シリコンを含んでもよい。該半導体層は、酸化物半導体を含んでもよい。該半導体層は、チャンネル領域と、不純物がドーピングされたソース領域及びドレイン領域と、を含む。
【０１４１】
画素回路層４２０上には、画素電極４４０が配置される。画素電極４４０は、薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と連結される。画素電極４４０は、画素定義膜（画素区画隔壁）４３０の開口を介して露出され、画素電極４４０の縁部は、画素定義膜４３０によって覆われる。
【０１４２】
画素定義膜４３０によって露出された画素電極４４０上に、中間層４５０が配置される。中間層４５０は、有機発光層を含み、該有機発光層は、低分子有機物または高分子有機物でもある。中間層４５０は、有機発光層以外に、ホール輸送層（ＨＴＬ：hole transport layer）、ホール注入層（ＨＩＬ：hole injection layer）、電子輸送層（ＥＴＬ：electron transport layer）及び電子注入層（ＥＩＬ：electron injection layer）といった機能層を、これらの中から任意に選択して、さらに含んでもよい。
【０１４３】
中間層４５０と画素定義膜４３０とを覆うように、対向電極４６０が配置される。
【０１４４】
対向電極４６０は、透明電極または半透明電極でもある。例えば、対向電極４６０は、仕事関数が小さい金属薄膜から形成されてもよい。対向電極４６０は、透光性導電層（ＴＣＯ：transparent tconductive oxide）を含んでもよい。
【０１４５】
画素電極４４０、中間層４５０及び対向電極４６０は、有機発光素子ＯＬＥＤを構成する。
【０１４６】
第１画素ＰＸ１によって制御される第１有機発光素子ＯＬＥＤから放出される第３色相の光Ｌｂは、第１色変換層１４０を介して、第１色相の光Ｌｒに変換され、基板１１０を介して、外部に放出される。第２画素ＰＸ２によって制御される第２有機発光素子ＯＬＥＤから放出される第３色相の光Ｌｂは、第２色変換層１５０を介して、第１色相の光Ｌｒに変換され、基板１１０を介して外部に放出される。第３画素ＰＸ３によって制御される第３有機発光素子ＯＬＥＤから放出される第３色相の光Ｌｂは、透過層１６０を介して、色変換なしに、基板１１０を介して外部に放出される。
【０１４７】
カラーフィルタ１００ｂは、基板１１０、互いに異なるカラーを形成するための第１画素領域Ｃ１、第２画素領域Ｃ２及び第３画素領域Ｃ３、並びに第１画素領域Ｃ１、第２画素領域Ｃ２及び第３画素領域Ｃ３を区画する隔壁１３０を含む。カラーフィルタ１００ｂは、基板１１０と対向する隔壁１３０の底面と、隔壁１３０の側面との上に連続して配置される光遮断層１２０を含む。
【０１４８】
第１画素領域Ｃ１、第２画素領域Ｃ２及び第３画素領域Ｃ３は、図５で説明したように、赤色、緑色、青色を具現するように構成される。第１画素領域Ｃ１には、青色光Ｌｂを赤色光Ｌｒに変換する第１色変換層１４０が配置され、第２画素領域Ｃ２には、青色光Ｌｂを緑色光Ｌｇに変換する第２色変換層１５０が配置され、第３画素領域Ｃ３には、青色光Ｌｂをそのまま通過させる透過層１６０が配置される。
【０１４９】
有機発光表示パネル４００から放出された青色光Ｌｂの映像は、カラーフィルタ１００ｂに入射され、赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇ、青色光Ｌｂに変換されることにより、カラー映像が表示される。
【０１５０】
第１色変換層１４０、第２色変換層１５０及び透過層１６０の間に、光遮断層１２０及び隔壁１３０が配置されるので、混色が防止され、色再現性が向上し、光効率が改善するので、消費電力が低減される。
【０１５１】
図８には、図５に図示されたカラーフィルタ１００ｂの上下がさかさまになって有機発光表示パネル４００上に配置されるように図示されている。すなわち、基板１１０のパターン形成面が内面（有機発光表示パネル４００の側の面）なすように配置されている。但し、カラーフィルタ１００ｂは、さかさまにならず、すなわち、パターン形成面が外面（ユーザー側の面）をなすようにして、基板１１０が有機発光表示パネル４００上に配置されてもよい。
【０１５２】
以上、本発明は、図面に図示された一実施形態を参照して説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、当該分野で当業者であるならば、それらから多様な変形、及び実施形態の変形が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決められるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
本発明の、カラーフィルタ、及びそれを含む表示装置は、例えば、ディスプレイ関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【符号の説明】
【０１５４】
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ    カラーフィルタ
１１０    基板
１２０    光遮断層
１３０    隔壁
１４０    第１色変換層
１５０    第２色変換層
２００    液晶表示パネル
３００    バックライト装置
４００    有機発光表示パネル
１０００，２０００    表示装置
【図１】
2018025802.tif 000003
【図２】
2018025802.tif 000004
【図３Ａ】
2018025802.tif 000005
【図３Ｂ】
2018025802.tif 000006
【図３Ｃ】
2018025802.tif 000007
【図３Ｄ】
2018025802.tif 000008
【図３Ｅ】
2018025802.tif 000009
【図４】
2018025802.tif 000010
【図５】
2018025802.tif 000011
【図６】
2018025802.tif 000012
【図７】
2018025802.tif 000013
【図８】
2018025802.tif 000014