KR20120088273A - Back light unit and menufacturing method thererof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A backlight unit and a manufacturing method thereof are provided to easily generate white light even though an inexpensive blue LED is used. CONSTITUTION: A light source(101) emits blue light. A light guide plate(130) makes the blue light of the light source toward a liquid crystal panel. First quantum dots(151) of a quantum dot layer(140) absorb a portion of the blue light and emit red light. Second quantum dots(152) of the quantum dot layer absorb and emit a portion of the blue light and emit green light. A sealing portion(160) seals the quantum dot layer.

Description

백라이트 유닛 및 그 제조 방법{BACK LIGHT UNIT AND MENUFACTURING METHOD THEREROF}BACK LIGHT UNIT AND MENUFACTURING METHOD THEREROF}

본 발명은 백라이트 유닛 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a backlight unit and a method of manufacturing the same.

액정 표시 장치는 정보 표시 기술에서 차지하는 비중이 매우 크다. LCD는 양쪽 유리판 사이에 액정을 삽입한 뒤에 유리판 위아래에 있는 전원을 통해 전극을 주입, 각 액정에서 이를 변환하여 빛을 냄으로써 정보를 표시한다. 이때 LCD는 그 자체에서 빛이 나오는 것이 아니라 '백라이트'라는 것을 통해서 빛을 낸다. Liquid crystal displays have a very large share in information display technology. The LCD displays information by inserting a liquid crystal between both glass plates, injecting electrodes through a power supply above and below the glass plate, converting them in each liquid crystal, and emitting light. In this case, the LCD does not emit light from itself but emits light through 'backlight'.

백라이트는 패널의 휘도와 소비 전력에 직접 관련되어 있다. 그뿐 아니라 디스플레이 모듈의 완성품 가운데에서는 가장 값비싼 부품이기 때문에 백라이트의 비용 절감은 LCD 수요 환기에도 중요한 영향을 미친다. 이러한 백라이트 유닛의 광원으로는 CCFL, EEFL, FFL, LED 등을 사용하고 있다. 최근 LED 광원이 CCFL에 비해 응답속도가 빠르고, 색 표현력이 우수하며, 친환경적이라는 장점으로 채용빈도가 점차 높아지고 있다.The backlight is directly related to the brightness and power consumption of the panel. In addition, the cost savings of the backlight also have a significant impact on the demand for LCD, as it is the most expensive component among the complete display module. CCFL, EEFL, FFL, LED and the like are used as the light source of the backlight unit. Recently, the LED light source has a higher response rate, excellent color expression, and eco-friendliness than CCFL.

도 1은 종래기술에 따른 형광물질을 사용한 백색 LED 광원의 단면도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 형광물질을 사용한 백색 LED 광원 (10)은 발광소자 프레임 (12)에 청색 LED (11)가 실장되며, 이 청색 LED (11)를 고분자로 매립하고 고분자 상에 형광물질, 예를 들어, 노란색 (파장 560㎚)을 내는 YAG (Yttrium Aluminum Garnet)계 형광체(13) 를 함유시킨다. 그 결과, 질화물계 반도체 소자인 청색 LED(11)에서 방출되는 청색광(22)과, 고분자 물질에 도포된 YAG 계 형광체(13)가 상기 청색광(33)의 일부를 흡수하여 여기 발광시키는 황색광의 혼합광에 의하여 백색광(30)을 구현한다. 여기 광원인 GaN 청색 LED(발광 다이오드)(11)로부터 이 청색을 흡수하여 황색을 내는 YAG 계 형광체(13)와 GaN 청색 LED(11) 자체로부터의 청색(22)을 결합하여 백색광 (30)을 구현하는 것인데, 이 방법은 낮은 비용과 전원회로가 간단한 반면, 발광효율이 낮으며, 청색 (23)과 노란색광(21)의 파장 간격이 넓어 색 분리로 인한 섬광효과를 일으키기 쉬워 색좌표가 동일한 백색 LED의 양산이 어렵다.1 is a cross-sectional view of a white LED light source using a fluorescent material according to the prior art. Referring to FIG. 1, in a white LED light source 10 using a fluorescent material according to the related art, a blue LED 11 is mounted on a light emitting element frame 12, and the blue LED 11 is embedded with a polymer to form a polymer phase. The phosphor contains a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) -based phosphor 13 that emits a fluorescent material, for example, yellow (wavelength 560 nm). As a result, a mixture of the blue light 22 emitted from the blue LED 11, which is a nitride-based semiconductor element, and the yellow light in which the YAG-based phosphor 13 coated on the polymer material absorbs part of the blue light 33 to excite and emit light White light 30 is realized by the light. The blue light 22 from the GaN blue LED 11 itself and the YAG-based phosphor 13 absorbing the blue light from the GaN blue LED (light emitting diode) 11 serving as the excitation light source are yellow, thereby combining white light 30. This method is low cost and simple power supply circuit, while low luminous efficiency, wide wavelength spacing of blue (23) and yellow light (21) is easy to cause a glare effect due to color separation, the same color coordinate white Mass production of LED is difficult.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 색상이 선명하고 색 재현율이 높으며, 저렴하게 생산할 수 있는 백라이트 유닛 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a backlight unit and a method of manufacturing the same, which are vivid in color, have high color reproducibility, and can be produced at low cost.

전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 청색 광을 발산하는 광원; 상기 광원으로부터 나오는 청색 광을 액정 패널로 향하게 하는 도광판; 상기 도광판 상에 위치하며 상기 도광판으로부터 출사되는 청색 광의 일부를 흡수하여 적색 광을 방출하는 제1 양자점들과 상기 청색 광의 일부를 흡수하여 녹색 광을 방출하는 제2 양자점들을 포함하는 양자점층; 및 상기 양자점층을 밀봉하는 밀봉부를 포함한다. The backlight unit according to the present invention for solving the above problems is a light source for emitting blue light; A light guide plate for directing blue light emitted from the light source to the liquid crystal panel; A quantum dot layer disposed on the light guide plate and including first quantum dots absorbing a portion of blue light emitted from the light guide plate to emit red light and second quantum dots absorbing a portion of the blue light to emit green light; And a sealing part sealing the quantum dot layer.

상기 제2 양자점의 크기는 상기 제1 양자점의 크기보다 보다 작은 것이 바람직하다. Preferably, the size of the second quantum dot is smaller than the size of the first quantum dot.

상기 제1 및 제2 양자점의 직경은 2㎚ 내지 5㎚인 것이 바람직하다.It is preferable that the diameter of the said 1st and 2nd quantum dot is 2 nm-5 nm.

상기 제1 또는 제2 양자점은 원형, 삼각형, 사각형, 타원형 중 하나 이상의 형상을 가질 수 있다.The first or second quantum dots may have one or more shapes of a circle, a triangle, a rectangle, and an oval.

상기 양자점층은 고분자 재료에 상기 제1 및 제2 양자점들이 매립됨으로써 형성될 수 있다.The quantum dot layer may be formed by embedding the first and second quantum dots in a polymer material.

상기 고분자 재료는 실리콘 (silicon) 수지, 에폭시 (epoxy) 수지, 아크릴 (acrylate) 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. The polymer material may include at least one of a silicone resin, an epoxy resin, and an acrylic resin.

상기 백라이트 유닛은 측면형 백라이트 유닛인 것이 바람직하다.The backlight unit is preferably a side type backlight unit.

상기 백라이트 유닛은 상기 양자점층에 의해 발생되는 불규칙적인 광을 고르게 확산시키는 확산판을 더 포함할 수 있다.The backlight unit may further include a diffusion plate that evenly spreads irregular light generated by the quantum dot layer.

상기 양자점층은 상기 도광판 상에 위치하며 상기 도광판으로부터 출사되는 청색 광의 일부를 흡수하여 적색 광을 방출하는 제1 양자점들을 포함하는 제1 양자점층 및 상기 제1 양자점층 상에 위치하며 상기 청색 광의 일부를 흡수하여 녹색 광을 방출하는 제2 양자점들을 포함하는 제2 양자점층을 포함할 수 있다.The quantum dot layer is disposed on the light guide plate and includes a first quantum dot layer including first quantum dots that absorbs a portion of the blue light emitted from the light guide plate and emits red light, and a portion of the blue light. It may include a second quantum dot layer including a second quantum dots that absorbs to emit green light.

본 발명에 따른 백라이트 유닛 제조 방법은 도광판을 마련하고; 청색 광을 흡수하여 적색 광을 방출하는 제1 양자점들 및 상기 청색 광을 흡수하여 녹색 광을 방출하는 제2 양자점들을 고분자 재료에 혼합하여 상기 도광판 상에 도포함으써 양자점층을 형성하고; 상기 양자점층을 경화하고, 원하는 형상과 크기로 절단하며; 상기 양자점층을 밀봉하는 것을 포함한다.The backlight unit manufacturing method according to the present invention provides a light guide plate; First quantum dots absorbing blue light and emitting red light and second quantum dots absorbing blue light and emitting green light are mixed with a polymer material to form a quantum dot layer on the light guide plate; Curing the quantum dot layer and cutting to a desired shape and size; Sealing the quantum dot layer.

상기 백라이트 유닛 제조 방법은 상기 양자점층에서 발산되는 불규칙적인 광을 고르게 확산시키는 확산판을 상기 양자점층 상에 형성하는 것을 더 포함한다.The method of manufacturing the backlight unit further includes forming a diffusion plate on the quantum dot layer to uniformly diffuse irregular light emitted from the quantum dot layer.

상기 고분자 재료는 실리콘 (silicon) 수지, 에폭시 (epoxy) 수지, 아크릴 (acrylate) 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. The polymer material may include at least one of a silicone resin, an epoxy resin, and an acrylic resin.

상기 양자점층을 형성하는 것은 상기 도광판 상에 상기 청색 광을 흡수하여 적색 광을 방출하는 제1 양자점들을 포함하는 제1 양자점층을 형성하고, 상기 제1 양자점층 상에 상기 청색을 흡수하여 녹색 광을 방출하는 제2 양자점들을 포함하는 제2 양자점층을 형성하는 것을 포함할 수 있다.The forming of the quantum dot layer may include forming a first quantum dot layer including first quantum dots absorbing the blue light on the light guide plate and emitting red light, and absorbing the blue light on the first quantum dot layer to form green light. The method may include forming a second quantum dot layer including second quantum dots to emit light.

본 발명에 의해, 저렴한 청색 LED를 사용하는 경우에도 용이하게 백색광을 구현할 수 있고, 기존의 도광판과 청색 LED를 그대로 사용할 수 있어 경제적이다. 또한, 양자점을 사용하기 때문에 기존의 형광체를 사용하는 경우보다 색상이 선명하고 색 재현율이 우수 효과를 획득할 수 있다.According to the present invention, even when using an inexpensive blue LED, white light can be easily implemented, and an existing light guide plate and a blue LED can be used as it is. In addition, since the quantum dot is used, the color is clearer and the color reproducibility is excellent than that of the conventional phosphor.

도 1은 종래기술에 따른 형광물질을 사용한 백색 LED 광원의 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 백라이트 유닛의 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 백라이트 유닛의 단면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 백라이트 유닛과 종래 기술에 따른 형광 물질을 이용한 백라이트 유닛의 성능을 비교하기 위한 분광 분포 그래프를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도를 나타낸다.
**도면의 부호의 구체적인 설명**
101: 광원 102: 광원 하우징
130: 도광판 140, 170: 양자점층
151: 제1 양자점 152: 제2 양자점
160: 밀봉부
1 is a cross-sectional view of a white LED light source using a fluorescent material according to the prior art.
2 is a cross-sectional view of the backlight unit according to the first embodiment of the present invention.
3 is a sectional view of a backlight unit according to a second embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a spectral distribution graph for comparing the performance of the backlight unit according to the present invention and the backlight unit using a fluorescent material according to the prior art.
5 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
** detailed description of the symbols in the drawings **
101: light source 102: light source housing
130: light guide plate 140, 170: quantum dot layer
151: first quantum dot 152: second quantum dot
160: sealing part

이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 일 실시형태에 따른 양자점을 사용한 백라이트 유닛용 부재 및 그 제조 방법에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a member for a backlight unit using a quantum dot according to a preferred embodiment and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.

먼저, 일반적으로 백라이트는 크게 2종류로 구분될 수 있는데, 첫째는 광원이 액정 패널의 측면에 설치되어 액정층에 광을 제공하는 측면형 백라이트이고 둘째는 광원이 액정 패널의 하부에서 직접 광을 제공하는 직하형 백라이트이다. 측면형 백라이트는 액정패널의 측면에 설치되어 반사판과 도광판을 통해 액정층을 광을 공급할 수 있다. 따라서, 두께를 얇게 할 수 있게 되므로, 얇은 두께의 표시장치가 요구되는 노트북 등에 주로 사용된다. 본 발명은 측면형 백라이트에 적용된다. First, there are generally two types of backlight, firstly, a light source is provided on the side of the liquid crystal panel to provide light to the liquid crystal layer, and secondly, the light source provides light directly from the bottom of the liquid crystal panel. It is a direct type backlight. The side backlight may be installed on the side of the liquid crystal panel to supply light to the liquid crystal layer through the reflection plate and the light guide plate. Therefore, since the thickness can be made thin, it is mainly used in notebooks and the like which require a thin display device. The present invention is applied to side backlights.

본 발명은 LED 백라이트 유닛에서 형광체를 대신하여 양자점(Quantum Dot)을 사용하는 백라이트 유닛 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 백라이트 유닛은 도광판과 도광판 상에 적층되고 양자점(Quantum Dot)이 함유된 고분자 재료로 이루어진 양자점층을 포함하거나, 양자점이 함유된 고분자 재료를 도광판 상에 코딩함으로써 구현된다. The present invention relates to a backlight unit using a quantum dot (Quantum Dot) in place of the phosphor in the LED backlight unit and a method of manufacturing the same. The backlight unit according to the present invention includes a quantum dot layer made of a light guide plate and a polymer material stacked on the light guide plate and containing quantum dots, or is implemented by coding a polymer material containing quantum dots on the light guide plate.

또한, 본 발명에 따른 백라이트 유닛 제조 방법은 고분자 재료에 양자점을 혼합하고, 도광판 상에 상기 혼합물을 일정한 두께로 도포하고, 코딩된 혼합물을 경화시키고 소정의 형상으로 절단하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the method of manufacturing a backlight unit according to the present invention may include mixing a quantum dot with a polymer material, applying the mixture to a predetermined thickness on a light guide plate, curing the coded mixture and cutting it into a predetermined shape.

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 백라이트 유닛의 단면도를 나타낸다. 2 is a cross-sectional view of the backlight unit according to the first embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 양자점을 사용한 백라이트 유닛은 광원(101)와 상기 광원을 수용하는 광원 하우징(102)을 포함한다. 또한, 상기 백라이트 유닛은 광원(101)으로부터 나오는 광을 액정 패널로 향하게 하는 도광판(130) 및 상기 도광판(130) 상에 코딩된 양자점층(140) 및 상기 양자점층(140)을 밀봉하는 밀봉부(170)를 포함한다. 광원(101)은 광원 하우징(102)) 내에 수용되며, 본 실시예에 따르면 청색 LED로 구현된다. 광원(101)으로부터 광은 도광판(130)의 판면을 따라 균일하게 도광판(130)의 상부 및 하부로 향하게 된다. 이때, 도광판(130)의 하부로 향하는 광은 도광판(130) 아래에 배치된 반사판(도시 생략)에 의해 반사되어 도광판(130)의 상부로 향한다. 이와 같이, 도광판(130)의 상부로 향한 광은 양자점층(140)에 입사된다. Referring to FIG. 2, a backlight unit using a quantum dot according to a first embodiment of the present invention includes a light source 101 and a light source housing 102 for receiving the light source. In addition, the backlight unit includes a light guide plate 130 for directing light emitted from the light source 101 to the liquid crystal panel, and a sealing portion for sealing the quantum dot layer 140 and the quantum dot layer 140 coded on the light guide plate 130. And 170. The light source 101 is housed in the light source housing 102 and is embodied as a blue LED according to this embodiment. Light from the light source 101 is directed to the upper and lower portions of the light guide plate 130 uniformly along the plate surface of the light guide plate 130. At this time, the light directed to the lower portion of the light guide plate 130 is reflected by a reflecting plate (not shown) disposed below the light guide plate 130 and directed to the upper portion of the light guide plate 130. As such, light directed toward the upper portion of the light guide plate 130 is incident on the quantum dot layer 140.

상기 양자점층(140)은 고분자 재료로 제조되는데, 예컨대, 실리콘 (silicon) 수지, 에폭시 (epoxy) 수지, 아크릴 (acrylate) 수지가 각각 단독으로 사용되거나, 하나 이상 혼합하여 구성될 수 있다. 그리고, 상기 고분자 재료 내에 다수의 양자점(151, 152)이 매립되어 있다.The quantum dot layer 140 is made of a polymer material. For example, a silicone resin, an epoxy resin, and an acrylic resin may be used alone, or may be mixed. A plurality of quantum dots 151 and 152 are embedded in the polymer material.

여기서 양자점(Quantum dot, 퀀텀닷)이란, 10억분의 1미터 크기의 작은 입자를 의미하는 `나노(nano)' 소재에 대한 연구의 결과로서, 최근 주목받고 있는 나노소재 중 하나이다. 양자점이란 약 2?10㎚(나노미터) 크기의 중심체와 ZnS(황화 아연)으로 이뤄진 껍질로 구성되며, 껍질 밖 표면에 고분자 도포를 하기 때문에 통상 10?15㎚ 크기의 나노입자를 가지게 된다. 양자점의 중심체로는 CdSe(카드뮴셀레나이드), CdTe(카드뮴텔루라이드), CdS(황화카드뮴)이 주로 사용된다. The quantum dot (quantum dot) is a result of research on 'nano' material, which means a small particle of 1 billionth of a meter, and is one of the nano materials recently attracting attention. The quantum dot is composed of a shell composed of a centroid of about 2-10 nm (nanometer) and a ZnS (zinc sulfide), and usually has a nanoparticle having a size of 10-15 nm because a polymer is applied to the outer surface of the shell. CdSe (cadmium selenide), CdTe (cadmium telluride), and CdS (cadmium sulfide) are mainly used as quantum dots.

양자점은 좁은 파장대에서 강한 빛을 발생한다. 양자점이 발산하는 빛은 전도대(Conduction band)에서 가전자대(valence band)로 불안정한(들뜬) 상태의 전자가 내려오면서 발생한다. 이때 양자점은 그 입자가 작을수록 짧은 파장의 빛이 발생하고, 입자가 클수록 긴 파장의 빛을 발생하는 매우 특수한 성질이 있다. 따라서 양자점의 크기를 조절하면 원하는 파장의 가시광선 영역의 빛을 모두 낼 수 있다. 또 여러 크기의 양자점이 함께 있을 때 하나의 파장으로 빛을 발하게 만들면 여러 가지 색을 한번에 낼 수도 있다.Quantum dots generate strong light in a narrow wavelength range. The light emitted by the quantum dots is generated by unstable electrons falling from the conduction band to the valence band. In this case, the quantum dot has a very special property that the smaller the particles generate light of a short wavelength, the larger the particles, the longer wavelength light. Therefore, if the size of the quantum dot is adjusted, it can emit all the light in the visible light region of the desired wavelength. Also, when quantum dots of different sizes are present together, light can be emitted at one wavelength and can produce many colors at once.

상기 고분자 재료 내에 다수의 양자점(151, 152)은 적색 양자점들(151)과 녹색 양자점들(152)을 포함한다. 적색 양자점들(151) 및 녹색 양자점들(152)는 청색 LED로 구현된 광원(101)으로부터 발산된 청색 광의 일부를 흡수한다. 적색 양자점들(151)은 청색 광의 일부를 흡수하여 적색 광을 방출하고, 녹색 양자점들(152)은 청색 광의 일부를 흡수하여 녹색 광을 방출한다. 적색 양자점들(151)로부터 방출된 적색 광과 녹색 양자점들(152)로부터 방출된 녹색 광은 혼합되어, 청색의 보색인 노란색 광이 발생된다. 이렇게 발생된 노란색 광은 적색 양자점들(151) 및 녹색 양자점들(152)에 의해 흡수되지 않은 나머지 청색 광과 혼합되어 백색광이 생성된다. The plurality of quantum dots 151 and 152 in the polymer material include red quantum dots 151 and green quantum dots 152. The red quantum dots 151 and the green quantum dots 152 absorb a portion of the blue light emitted from the light source 101 implemented as the blue LED. Red quantum dots 151 absorb a portion of blue light to emit red light, and green quantum dots 152 absorb a portion of blue light to emit green light. The red light emitted from the red quantum dots 151 and the green light emitted from the green quantum dots 152 are mixed to generate yellow light, which is a complementary color of blue. The yellow light thus generated is mixed with the remaining blue light not absorbed by the red quantum dots 151 and the green quantum dots 152 to generate white light.

이러한 양자점(151,152)의 크기는 2㎚ 내지 5㎚인 것이 바람직하다. 한편, 양자점은 입자가 작을수록 짧은 파장의 광을 발생하고 입자가 클수록 긴 파장의 광을 발생하며 적색 광은 녹색 광보다 그 파장이 짧으므로, 녹색 양자점(152)의 크기는 적색 양자점(151)의 크기보다 작은 것이 바람직하다. The size of these quantum dots (151, 152) is preferably 2nm to 5nm. On the other hand, since the quantum dots are smaller particles generate light of a shorter wavelength, the larger particles are longer wavelength light, and the red light is shorter than the green light, the size of the green quantum dot 152 is red quantum dot 151 It is desirable to be smaller than the size of.

또한, 양자점 (60)의 형태는 도시된 바와 같이 원형과 삼각형 형태를 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 사각형 또는 타원형 등 다른 형태를 가질 수도 있다.In addition, the shape of the quantum dot 60 may have a circular and triangular shape as shown, but is not necessarily limited thereto, and may have another shape such as a square or an ellipse as necessary.

밀봉부(160)는 양자점층(140)이 상기 도광판(130) 상에서 분리되지 않도록 상기 밀봉할 수 있다.The sealing unit 160 may seal the quantum dot layer 140 so that the quantum dot layer 140 is not separated on the light guide plate 130.

본 발명은 전술한 바와 같은 구성의 제1 실시형태에 따른 백라이트 유닛을 제조하는 방법을 포함한다. The present invention includes a method of manufacturing a backlight unit according to the first embodiment of the configuration as described above.

먼저, 도광판(130)을 마련한다. 그 다음, 고분자 재료에 양자점이 분산되도록 고분자 재료에 양자점 용액을 혼합한다. 상기 고분자 재료는 예컨대, 실리콘 수지일 수 있다. 상기 혼합은 당업자에게 잘 알려진 혼합기(mixer) 또는 쉐이커(shaker)에 의해 수행될 수 있다. 양자점이 혼합된 고분자 재료를 본 발명에 따라 도광판(130) 상에 기결정된 두께로 코딩함으로써 양자점층(140)을 형성한다. 고분자 재료는, 실리콘 (silicon) 수지, 에폭시 (epoxy) 수지, 아크릴 (acrylate) 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.First, the light guide plate 130 is prepared. Next, the quantum dot solution is mixed with the polymer material so that the quantum dots are dispersed in the polymer material. The polymer material may be, for example, a silicone resin. The mixing may be performed by a mixer or shaker well known to those skilled in the art. The quantum dot layer 140 is formed by coding a polymer material having mixed quantum dots on a light guide plate 130 in a predetermined thickness according to the present invention. The polymer material may include one or more of a silicone resin, an epoxy resin, and an acrylate resin.

상기 기결정된 두께는 대략 100 μm 인 것이 바람직하다. 이어서, 도광판(130) 상에 코딩된 양자점층(140)을 기결정된 온도에서 기결정된 시간 동안 경화시킨다. 상기 미리 결정된 온도는 대략 150 ℃이며, 상기 미리 결정된 시간은 대략 1시간이다. 그리고 경화된 양자점층(140)은 원하는 형상과 크기를 갖도록 절단된다. 이어서, 도광판(130) 상에 코딩된 양자점층(140)을 밀봉함으로써 밀봉부(160)을 형성한다. 그런 다음, 광원(101)과 광원 하우징(102)이 추가되어 백라이트 유닛이 형성된다.  The predetermined thickness is preferably about 100 μm. Subsequently, the quantum dot layer 140 coded on the light guide plate 130 is cured at a predetermined temperature for a predetermined time. The predetermined temperature is approximately 150 ° C., and the predetermined time is approximately 1 hour. The cured quantum dot layer 140 is cut to have a desired shape and size. Subsequently, the sealing unit 160 is formed by sealing the coded quantum dot layer 140 on the light guide plate 130. Then, the light source 101 and the light source housing 102 are added to form a backlight unit.

도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 양자점을 사용한 백라이트 유닛의 단면도를 나타낸다. 본 실시형태에서는 제1 실시형태와 다른 점을 위주로 설명하도록 하며, 설명되지 않은 부분은 제1 실시형태를 따른다. 이때, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다.3 is a cross-sectional view of a backlight unit using a quantum dot according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, it demonstrates mainly different from 1st embodiment, and the part which is not described follows 1st embodiment. Like numbers refer to like elements.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 백라이트 유닛은 광원(101)과 상기 광원을 수용하는 광원 하우징(102), 광원(101)으로부터 나오는 광을 액정 패널로 향하게 하는 도광판(130) 및 상기 도광판(130) 상에 코딩된 양자점층(170) 및 상기 양자점층(170)을 밀봉하는 밀봉부(170)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the backlight unit according to the second exemplary embodiment of the present invention includes a light source 101, a light source housing 102 accommodating the light source, and a light guide plate 130 for directing light from the light source 101 to the liquid crystal panel. And a sealing unit 170 sealing the quantum dot layer 170 and the quantum dot layer 170 coded on the light guide plate 130.

양자점층(170)은 제1 양자점층(171) 및 제2 양자점층(172)를 포함한다. 제1 양자점층(171)은 고분자 재료로 제조되며, 하나의 색을 갖는 복수의 제1 양자점(151)이 매립되어 있다. 제2 양자점층(172)도 고분자 재로로 제조되며, 상기 제1 양자점층(171)에 매립된 양자점(151)의 색과 다른 색을 갖는 복수의 제2 양자점(152)이 매립되어 있다. 상기 제1 양자점(151)은 적색과 녹색중 어느 하나의 색을 가지며, 제2 양자점(152)는 적색과 녹색 중 다른 하나의 색을 갖는다, The quantum dot layer 170 includes a first quantum dot layer 171 and a second quantum dot layer 172. The first quantum dot layer 171 is made of a polymer material, and a plurality of first quantum dots 151 having one color are embedded. The second quantum dot layer 172 is also made of a polymer material, and a plurality of second quantum dots 152 having a color different from the color of the quantum dot 151 embedded in the first quantum dot layer 171 is embedded. The first quantum dot 151 has one of red and green colors, and the second quantum dot 152 has one of red and green colors.

도 3에서는 제1 양자점(151)은 적색을 가지며, 제2 양자점(152)는 녹색을 가지는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. In FIG. 3, although the first quantum dot 151 has a red color and the second quantum dot 152 has a green color, the present invention is not limited thereto.

이하, 전술한 바와 같은 구성의 제2 실시형태에 따른 백라이트 유닛을 제조하는 방법이 설명된다.Hereinafter, a method of manufacturing the backlight unit according to the second embodiment of the configuration as described above will be described.

먼저, 도광판(130)을 마련한다. 그 다음, 고분자 재료에 양자점이 분산되도록 고분자 재료에 양자점 용액을 혼합한다. 양자점이 혼합된 고분자 재료를 본 발명에 따라 도광판(130) 상에 기결정된 두께로 코딩함으로써 양자점층(170)을 형성한다. First, the light guide plate 130 is prepared. Next, the quantum dot solution is mixed with the polymer material so that the quantum dots are dispersed in the polymer material. The quantum dot layer 170 is formed by coding a polymer material mixed with quantum dots to a predetermined thickness on the light guide plate 130 according to the present invention.

본 발명의 제2 실시형태에 따른 양자점층(170)은 복수의 양자점층을 포함한다. 따라서, 제1 실시형태에서는 양자점층(140)이 1회 도포로 형성될 수 있지만, 제2 실시형태에 따른 양자점층(170)은 복수의 양자점층을 포함하는 경우에는 도포 및 경화를 복수 회 수행함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 서로 다른 타입의 양자점을 포함하는 서로 다른 양자점층들을 형성하는 경우에는 제1 고분자 재료에 복수의 제1 양자점을 혼합시킨 제1 혼합액을 준비하고, 제1 혼합액을 도광판(130) 상에 제1 기결정된 두께로 도포하고 경화시켜 제1 양자점층(171)을 형성한다. The quantum dot layer 170 according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of quantum dot layers. Therefore, in the first embodiment, the quantum dot layer 140 may be formed by one coating. However, when the quantum dot layer 170 according to the second embodiment includes a plurality of quantum dot layers, the coating and curing are performed a plurality of times. It can be formed by. Therefore, when forming different quantum dot layers including different types of quantum dots, a first mixed liquid obtained by mixing a plurality of first quantum dots with a first polymer material is prepared, and the first mixed liquid is prepared on the light guide plate 130. It is applied to one predetermined thickness and cured to form a first quantum dot layer 171.

이어서, 제2 고분자 재료에 복수의 제2 양자점을 혼합시킨 제2 혼합액을 준비하고, 제1 양자점층(171) 상에 제2 양자점층(172)를 제2 기결정된 두께로 도포하고 경화시켜 제2 양자점층(172)를 형성한다. 제1 양자점은 제2 양자점은 다른 색을 가진다. 그리고, 제1 양자점의 색 및 제2 양자점의 색을 혼합한 색은 광원(101)으로부터 발산되는 광의 색에 대해 보색이다. 상기 제1 고분자 재료 및 제2 고분자 재료는 동일할 수 있다. 제1 기결정된 두께 및 제2 기결정된 두께는 동일할 수 있다. 즉, 제1 양자점층(171) 및 제2 양자점층(172)은 동일한 두께로 각각 도광판(130) 및 제1 양자점층(171) 상에 도포될 수 있다. 또한, 제1 양자점층(171) 및 제2 양자점층(172)이 경화되는 온도는 대략 150 ℃이며, 경화 시간은 대략 1시간이다. Subsequently, a second mixed solution obtained by mixing a plurality of second quantum dots with a second polymer material is prepared, and the second quantum dot layer 172 is coated on the first quantum dot layer 171 to a second predetermined thickness and cured. 2 quantum dot layer 172 is formed. The first quantum dot has a different color than the second quantum dot. The color obtained by mixing the color of the first quantum dot and the color of the second quantum dot is complementary to the color of light emitted from the light source 101. The first polymer material and the second polymer material may be the same. The first predetermined thickness and the second predetermined thickness may be the same. That is, the first quantum dot layer 171 and the second quantum dot layer 172 may be coated on the light guide plate 130 and the first quantum dot layer 171 with the same thickness. In addition, the temperature at which the first quantum dot layer 171 and the second quantum dot layer 172 are cured is approximately 150 ° C., and the curing time is approximately 1 hour.

그리고, 전술한 바와 같이 형성된 양자점층(170)은 원하는 형상과 크기를 갖도록 절단된다. 이어서, 양자점층(170)을 밀봉함으로써 밀봉부(160)을 형성한다. 그런 다음, 광원(101)과 광원 하우징(102)이 추가되어 백라이트 유닛이 형성된다. In addition, the quantum dot layer 170 formed as described above is cut to have a desired shape and size. Next, the sealing unit 160 is formed by sealing the quantum dot layer 170. Then, the light source 101 and the light source housing 102 are added to form a backlight unit.

상기한 바와 같은 제1 실시형태 또는 제2 실시형태에 따른 백라이트 유닛은 고품질의 백색광을 발광하며, 기존 백라이트 유닛보다 높은 분광학적 색 재현성을 얻을 수 있다.The backlight unit according to the first embodiment or the second embodiment as described above emits high quality white light and can obtain higher spectroscopic color reproducibility than the conventional backlight unit.

도 4는 본 발명에 따른 백라이트 유닛과 종래 기술에 따른 형광 물질을 이용한 백라이트 유닛의 성능을 비교하기 위한 분광 분포 그래프를 나타낸다.Figure 4 shows a spectral distribution graph for comparing the performance of the backlight unit according to the present invention and the backlight unit using a fluorescent material according to the prior art.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 백라이트 유닛은 종래의 청색 LED에 YAG 형광물질을 사용하는 경우는, 청색 광(B)의 파장은 450㎚에서 피크를 갖는다. 또한, 노란색 광(Y)의 파장의 간격은 약 555㎚ 내지 560㎚ 로서, 매우 넓은 범위이다. 따라서, 적색 광 또는 녹색 광의 색 재현을 선명하게 재현할 수 없다. As shown in FIG. 4, when the YAG fluorescent material is used for a conventional blue LED in the backlight unit according to the related art, the wavelength of the blue light B has a peak at 450 nm. Further, the interval of the wavelength of the yellow light Y is about 555 nm to 560 nm, which is a very wide range. Therefore, color reproduction of red light or green light cannot be reproduced clearly.

반면, 본 발명에 따른 백라이트 유닛로부터 발산된 광의 분광 분포를 보면, 청색 광(B)은 전술한 바와 같이 청색 LED에 의해 구현될 수 있다. 그리고, 녹색 광(G)은 약 555㎚ 내지 560㎚ 의 파장 범위를 가지고, 적색 광(R)은 약 620㎚ 내지 630㎚의 파장 간격을 가진다. 즉, 녹색 광 및 적색 광은 좁은 파장 간격을 가지며 그에 따라, 도 1에 도시된 종래 기술의 백라이트를 사용하는 경우보다 더욱 선명한 색 재현율을 나타냄을 알 수 있다. 특히, 녹색 양자점과 적색 양자점을 사용량을 조절함으로써 이러한 피크의 크기를 더 높일 수도 있다. On the other hand, looking at the spectral distribution of the light emitted from the backlight unit according to the present invention, the blue light (B) may be implemented by a blue LED as described above. The green light G has a wavelength range of about 555 nm to 560 nm, and the red light R has a wavelength interval of about 620 nm to 630 nm. That is, it can be seen that the green light and the red light have narrow wavelength spacings, and thus show a more vivid color reproduction rate than when using the backlight of the prior art shown in FIG. In particular, by adjusting the amount of use of the green quantum dots and red quantum dots can be further increased the size of these peaks.

이어서, 본 발명에 따른 백라이트 유닛을 채용한 액정 표시 장치를 도 5를 참조하여 설명한다.Next, a liquid crystal display employing a backlight unit according to the present invention will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도를 나타낸다. 5 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 액정 표시 장치는 광원(101), 광원 하우징(102), 반사 시트(120), 반사 패턴(120), 도광판(130), 양자점층(140), 확산판(180), 프리즘 시트(190) 및 액정 패널(200)를 포함한다. Referring to FIG. 5, the liquid crystal display includes a light source 101, a light source housing 102, a reflective sheet 120, a reflective pattern 120, a light guide plate 130, a quantum dot layer 140, a diffusion plate 180, The prism sheet 190 and the liquid crystal panel 200 are included.

광원(101)으로부터 광은 도광판(130)의 판면을 따라 균일하게 도광판(130)의 상부 및 하부로 향하게 된다. 이때, 도광판(130)의 하부로 향하는 광은 도광판(130) 아래에 배치된 패턴(120)에 의해 반사되어 도광판(130)의 상부로 향한다. 또한, 반사시트(120)는, 도광판(130)의 하면에 도광판(130)의 면적과 거의 동일하게 배치되어 도광판(130)의 하면으로 광이 누출되는 것을 방지한다. 즉, 광원(101)로부터 나온 광의 일부가 반사시트(120)로 향하면, 반사시트(120)에 의해 다시 반사되어 도광판(130)을 통해 양자점층(140)으로 향한다.Light from the light source 101 is directed to the upper and lower portions of the light guide plate 130 uniformly along the plate surface of the light guide plate 130. In this case, the light directed to the lower portion of the light guide plate 130 is reflected by the pattern 120 disposed under the light guide plate 130 and directed to the upper portion of the light guide plate 130. In addition, the reflective sheet 120 is disposed on the lower surface of the light guide plate 130 to be substantially equal to the area of the light guide plate 130 to prevent light from leaking to the lower surface of the light guide plate 130. That is, when a part of the light emitted from the light source 101 is directed to the reflective sheet 120, it is reflected by the reflective sheet 120 again and directed to the quantum dot layer 140 through the light guide plate 130.

양자점층(140)은 전술한 바와 같이, 광원(101)으로부터 발산된 청색 광이 입사하고 양자점들(151, 152)에 의해 백색광이 출사된다. 양자점층(140)는 밀봉부에 의해 밀봉되는데, 도 5에서 밀봉부의 도시는 생략되었다.As described above, blue light emitted from the light source 101 is incident on the quantum dot layer 140, and white light is emitted by the quantum dots 151 and 152. The quantum dot layer 140 is sealed by a seal, but the illustration of the seal is omitted in FIG. 5.

확산판(180)은 백라이트 유닛 바닥에 배열되어 있는 양자점층(140)에 의해 발생되는 불규칙적인 광을 고르게 확산시키고, 각종 광학 시트 들의 지지한다. 종래 기술에 따르면, 확산판(180)은 일반적으로 직하형(Direct Type) 백라이트 유닛에 사용되지만, 본 발명의 백라이트 유닛에는 양자점층(140)으로부터 출사되는 광을 고르게 확산시키기 위해 사용된다. The diffusion plate 180 evenly spreads irregular light generated by the quantum dot layer 140 arranged at the bottom of the backlight unit, and supports various optical sheets. According to the prior art, the diffusion plate 180 is generally used in a direct type backlight unit, but the backlight unit of the present invention is used to evenly diffuse the light emitted from the quantum dot layer 140.

광이 확산판(180) 지나면 광 휘도는 면에 수직한 수평.수직 양 방향으로 확산이 일어나면서 광 휘도는 급격히 떨어진다.After the light passes through the diffuser plate 180, the light luminance is diffused in both the horizontal and vertical directions perpendicular to the plane, and the light luminance rapidly drops.

이 광을 다시 포커스시켜 광 휘도를 올리기 위하여 프리즘 시트(190)를 사용한다. 프리즘 시트(190)는 띠 모양(Strip type)의 Micro-prism이 모재(base materials : PET) 상부에 형성된 것으로 대부분 수평 및 수직 시트(191,192)를 하나의 세트로 사용한다. 최종적으로 프리즘 시트(190)을 통과한 광의 시야각 및 휘도가 개선된다. The prism sheet 190 is used to refocus this light to raise the light brightness. Prism sheet 190 is a strip-type micro-prism is formed on the base material (PET) base material, and most of the horizontal and vertical sheets (191,192) are used as one set. Finally, the viewing angle and luminance of the light passing through the prism sheet 190 are improved.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments of the present invention, but should be determined by the claims and equivalents thereof.

Claims (13)

청색 광을 발산하는 광원;
상기 광원으로부터 나오는 청색 광을 액정 패널로 향하게 하는 도광판;
상기 도광판 상에 위치하며 상기 도광판으로부터 출사되는 청색 광의 일부를 흡수하여 적색 광을 방출하는 제1 양자점들과 상기 청색 광의 일부를 흡수하여 녹색 광을 방출하는 제2 양자점들을 포함하는 양자점층; 및
상기 양자점층을 밀봉하는 밀봉부를 포함하는 백라이트 유닛.
A light source emitting blue light;
A light guide plate for directing blue light emitted from the light source to the liquid crystal panel;
A quantum dot layer disposed on the light guide plate and including first quantum dots absorbing a portion of blue light emitted from the light guide plate to emit red light and second quantum dots absorbing a portion of the blue light to emit green light; And
And a sealing unit sealing the quantum dot layer.
제1항에 있어서,
상기 제2 양자점의 크기는 상기 제1 양자점의 크기보다 보다 작은 상기 백라이트 유닛.
The method of claim 1,
And the size of the second quantum dot is smaller than the size of the first quantum dot.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 양자점의 직경은 2㎚ 내지 5㎚인 백라이트 유닛.
The method of claim 1,
The diameter of the first and second quantum dots is 2nm to 5nm backlight unit.
제1항에 있어서,
상기 제1 또는 제2 양자점은 원형, 삼각형, 사각형, 타원형 중 하나 이상의 형상을 갖는 백라이트 유닛.
The method of claim 1,
The first or second quantum dot is a backlight unit having a shape of at least one of circular, triangular, square, oval.
제1항에 있어서,
상기 양자점층은 고분자 재료에 상기 제1 및 제2 양자점들이 매립됨으로써 형성되는 백라이트 유닛.
The method of claim 1,
And the quantum dot layer is formed by embedding the first and second quantum dots in a polymer material.
제5항에 있어서,
상기 고분자 재료는 실리콘 (silicon) 수지, 에폭시 (epoxy) 수지, 아크릴 (acrylate) 수지 중 하나 이상을 포함하는 백라이트 유닛.
The method of claim 5,
The polymer material may include at least one of a silicone resin, an epoxy resin, and an acrylic resin.
제1항에 있어서,
상기 백라이트 유닛은 측면형 백라이트 유닛인 백라이트 유닛.
The method of claim 1,
The backlight unit is a backlight unit is a side type backlight unit.
제7항에 있어서,
상기 백라이트 유닛은 상기 양자점층에 의해 발생되는 불규칙적인 광을 고르게 확산시키는 확산판을 더 포함하는 백라이트 유닛.
The method of claim 7, wherein
The backlight unit further comprises a diffuser plate to evenly diffuse the irregular light generated by the quantum dot layer.
제1항에 있어서,
상기 양자점층은 상기 도광판 상에 위치하며 상기 도광판으로부터 출사되는 청색 광의 일부를 흡수하여 적색 광을 방출하는 제1 양자점들을 포함하는 제1 양자점층 및 상기 제1 양자점층 상에 위치하며 상기 청색 광의 일부를 흡수하여 녹색 광을 방출하는 제2 양자점들을 포함하는 제2 양자점층을 포함하는 백라이트 유닛.
The method of claim 1,
The quantum dot layer is disposed on the light guide plate and includes a first quantum dot layer including first quantum dots that absorbs a portion of the blue light emitted from the light guide plate and emits red light, and a portion of the blue light. And a second quantum dot layer including second quantum dots to absorb green light and emit green light.
도광판을 마련하고;
청색 광을 흡수하여 적색 광을 방출하는 제1 양자점들 및 상기 청색 광을 흡수하여 녹색 광을 방출하는 제2 양자점들을 고분자 재료에 혼합하여 상기 도광판 상에 도포함으써 양자점층을 형성하고;
상기 양자점층을 경화하고, 원하는 형상과 크기로 절단하며;
상기 양자점층을 밀봉하는 것을 포함하는 백라이트 유닛 제조 방법.
Providing a light guide plate;
First quantum dots absorbing blue light and emitting red light and second quantum dots absorbing blue light and emitting green light are mixed with a polymer material to form a quantum dot layer on the light guide plate;
Curing the quantum dot layer and cutting to a desired shape and size;
A backlight unit manufacturing method comprising sealing the quantum dot layer.
제10항에 있어서,
상기 양자점층에서 발산되는 불규칙적인 광을 고르게 확산시키는 확산판을 상기 양자점층 상에 형성하는 것을 더 포함하는 백라이트 유닛 제조 방법.
The method of claim 10,
And forming a diffuser plate on the quantum dot layer to uniformly diffuse irregular light emitted from the quantum dot layer.
제10항에 있어서,
상기 고분자 재료는 실리콘 (silicon) 수지, 에폭시 (epoxy) 수지, 아크릴 (acrylate) 수지 중 하나 이상을 포함하는 백라이트 유닛 제조 방법.
The method of claim 10,
The polymer material may include at least one of a silicone resin, an epoxy resin, and an acrylic resin.
제10항에 있어서,
상기 양자점층을 형성하는 것은
상기 도광판 상에 상기 청색 광을 흡수하여 적색 광을 방출하는 제1 양자점들을 포함하는 제1 양자점층을 형성하고,
상기 제1 양자점층 상에 상기 청색을 흡수하여 녹색 광을 방출하는 제2 양자점들을 포함하는 제2 양자점층을 형성하는 것을 포함하는 백라이트 유닛 제조 방법.
The method of claim 10,
Forming the quantum dot layer is
Forming a first quantum dot layer including first quantum dots absorbing the blue light and emitting red light on the light guide plate;
And forming a second quantum dot layer on the first quantum dot layer, the second quantum dot layer including second quantum dots to absorb green light and emit green light.
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