Quantum dots (QDs) based display is one of the most promising next-generation devices because of their superior emitting properties in terms of color expression. However, the present QD based display composed of wall structure, several capping layers, and QD, has been suffering from low luminance caused by light propagating to the side directions that is not the light extraction gain. Particularly, this problem remains even if all other factors are improved. In order to solve this problem, the formation of the reflective metal layer on the side surface of the pixel defining layer (PDL) is the most efficient and practical method to recycle the light traveling to side directions. However, existing QD displays having color converting structure have been only employed the black matrix (BM) or organic wall structures, because the formation of the reflective layer on the PDL requires complicated multi-step photolithography processes and cause damage the metal layer during the wet etching process. In this work, a significant step was taken towards overcoming limitations of light extraction from pixel structure through high-aspect-ratio Ag reflector at the surface of PDL via one-step Ar ion bombardment technique referred as secondary sputtering lithography (SSL). Because of light recycling effect on metal reflector (thickness ~60 nm, high-aspect-ratio ~>20), light extraction efficiency (LEE) was significantly enhanced, depending on pixel resolutions (1.15 $\pm$ 0.02, 1.34 $\pm$ 0.04, 1.60 $\pm$ 0.06 and 1.92 $\pm$ 0.10 folds @ 80, 190, 270, 400PPI). In particular, this approach is not only structurally low-risk but also cost-effective methodology, thus can be considered to be the most practical and commercial alternative to improve the LEE in all color converting structures that utilize the materials having omnidirectional emitting feature.
양자점을 적용한 디스플레이는 뛰어난 색 표현 능력의 장점으로 인해 최근에 가장 주목받는 디스플레이 컨셉이다. 그러나 양자점을 실제 디스플레이로 구현할 시 퀀텀닷의 전방향으로 진행하는 발광 특성으로 인하여 정면이 아닌 측면으로 진행하는 빛으로 인한 휘도 저하는 다른 모든 원인을 제거하더라도 사라지지 않는 심각한 문제점이다. 본 연구에서는 기존 공정으로는 구현함에 있어 어려움이 있었던 고반사율과 동시에 고종횡비(~>20)를 가지는 메탈 구조를 secondary sputtering lithigraphy (SSL) 공정을 적용하여 양자점 디스플레이의 컬러 컨버터 구조 내에 성공적으로 형성시켜 측면으로 진행하는 빛의 light recycling을 유도하여 광추출 효율 향상을 확인하였다. 또한 실제 패턴과 동일하게 모델링한 광추적 방식의 광학 시뮬레이션을 진행하였다. 네 가지 다른 해상도의 픽셀 구조에서 효율을 비교했으며 그 결과 픽셀 사이즈에 따른 효율 증가 경향을 밝혀내었다(1.15 $\pm$ 0.02, 1.34 $\pm$ 0.04, 1.60 $\pm$ 0.06 and 1.92 $\pm$ 0.10 folds @ 80, 190, 270, 400PPI). 기존 공정 대비 경제적으로 가장 실용적인 방법을 제시했다는 측면에서 양자점 디스플레이 분야에서 폭넓게 적용 가능할 것으로 기대된다.
