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Description
本発明は、表示装置に関するものである。
発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）は、化合物半導体の特性を用いて電気を紫外線、可視光線、赤外線などに変換する半導体素子であって、主に家電製品、リモコン、大型電光板等に使われている。
高輝度のＬＥＤ光源は照明灯に使われており、エネルギー効率が非常に高く、寿命が長くて取替費用が少なく、振動や衝撃にも強く、水銀などの有毒物質の使用が不要であるため、エネルギー節約、環境保護、費用低減のために既存の白熱電球や蛍光灯を取り替えている。
また、ＬＥＤは中大型ＬＣＤ ＴＶ、モニターなどの光源としても非常に有利である。現在ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）に主に使われている冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）に比べて色純度に優れ、消費電力が少なく、小型化が容易で、これを適用した試作品が量産されており、より活発な研究が進められている。
最近、青色ＬＥＤを使用し、蛍光体として赤色光及び緑色光を放出する量子ドット（ＱＤ）を用いて白色光を具現する技術が多数出現している。これは、量子ドットを用いて具現される白色光が高輝度と優れる色彩再現性を有するためである。
それでも、これをＬＥＤバックライトユニットに適用する場合、発生できる光損失を減らし、色均一性を改善するための研究の必要性は相変らず出現する。
本発明の目的は、向上した輝度及び色均一性を有する表示装置を提供することにある。特に、本発明は均一な白色光が具現されず、黄色化現象が発生する現象を防止する表示装置を提供することにある。
本発明の一実施形態に従う表示装置は、導光板、導光板の側面に配置される光源、光源及び導光板の間に介される光変換部材、及び光変換部材及び導光板の間に介される多数個の光経路変更粒子を含む。
本発明の一実施形態に従う表示装置は、第１光を発生する光源、第１光の一部を透過させ、第１光の他の一部を第２光及び第３光に変換する光変換部材、及び第１光を選択的に反射する多数個の光経路変更粒子を含む。
本発明の一実施形態に従う表示装置は、導光板、導光板の側面に配置される光源、光源及び導光板の間に介される光変換部材、導光板及び光変換部材に密着する密着部材、及び密着部材の内に分散される多数個の光経路変更粒子を含み、光経路変更粒子は所定の波長帯の光を選択的に反射する反射層を含む。
本発明に従う表示装置は、光変換部材及び導光板の間に光経路変更粒子を配置させて、第１光、第２光、及び第３光の発散角を全体的に均一にすることができる。
特に、光経路変更粒子は相対的に小さい発散角を有する第１光を選択的に反射することができる。これによって、光経路変更粒子は第１光の発散角を増加させ、本発明に従う表示装置は向上した輝度及び色再現性を有することができる。
即ち、本発明に従う表示装置は、第１光、第２光、及び第３光が均一に混合されて、均一な白色光を具現することができる。
本発明を説明するに当たって、各基板、フレーム、シート、層、またはパターンなどが、各基板、フレーム、シート、層、またはパターンなどの「上（on）」に、または「下（under）」に形成されるものと記載される場合において、「上（on）」と「下（under）」は、「直接（directly）」または「他の構成要素を介して（indirectly）」形成されるものを全て含む。また、各構成要素の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。図面において、各構成要素のサイズは説明のために誇張することがあり、実際に適用されるサイズを意味するものではない。
図１は、本発明の第１実施形態に従う液晶表示装置を示す分解斜視図である。図２は、バックライトアセンブリを示す平面図である。図３は、図２でＡ−Ａ’に沿って切断した断面を示す断面図である。図４は、光変換部材を示す斜視図である。図５は、光変換部材の一断面を示す断面図である。図６は、光経路変更粒子を示す図である。図７は、光経路変更粒子の一断面を示す断面図である。図８は、反射部の断面を詳細に示す断面図である。図９は、本発明の第１実施形態に従う液晶表示装置が映像を表示する過程を示す図である。
図１乃至図９を参照すると、実施形態に従う液晶表示装置は、モールドフレーム１０、バックライトアセンブリ２０、及び液晶パネル３０を含む。
モールドフレーム１０は、バックライトアセンブリ２０及び液晶パネル３０を収容する。モールドフレーム１０は四角枠形状を有し、モールドフレーム１０に使用する物質の例としては、プラスチックまたは強化プラスチックなどを挙げることができる。
また、モールドフレーム１０の下にはモールドフレーム１０を覆いかぶせ、バックライトアセンブリ２０を支持するシャーシが配置される。シャーシはモールドフレーム１０の側面にも配置される。
バックライトアセンブリ２０はモールドフレーム１０の内側に配置され、光を発生させて液晶パネル３０に向けて出射する。バックライトアセンブリ２０は、反射シート１００、導光板２００、発光ダイオード３００、光変換部材４００、第１密着部材５１０、第２密着部材５２０、多数個の光経路変更粒子６００、多数個の光学シート７００、及びフレキシブルプリント回路基板（flexible printed circuit board；ＦＰＣＢ）８００を含む。
反射シート１００は、発光ダイオード３００から発生する光を上方に反射させる。
導光板２００は反射シート１００の上に配置され、発光ダイオード３００から出射される光の入射を受けて、反射、屈折、及び散乱などを通じて上方に反射させる。
導光板２００は、発光ダイオード３００に向ける入射面を含む。即ち、導光板２００の側面のうち、発光ダイオード３００に向ける面が入射面である。
発光ダイオード３００は、導光板２００の側面に配置される。より詳しくは、発光ダイオード３００は入射面に配置される。
図３を参照すると、発光ダイオード３００は、胴体部３１０、発光ダイオードチップ３２０、リード電極（図示せず）、及び充填材３４０を含むことができる。
胴体部３１０にはキャビティーが形成される。キャビティーは、発光ダイオードチップ３２０及び充填材３４０を収容することができる。胴体部３１０に使われる物質の例としては、プラスチックなどを挙げることができる。キャビティーの内側面には発光ダイオードチップ３２０から出射する光を反射するための反射層（図示せず）がコーティングされる。
発光ダイオードチップ３２０は、キャビティーの内側に配置される。発光ダイオードチップ３２０は、リード電極を通じて電気的な信号の印加を受けて光を発生する。発光ダイオードチップ３２０は、リード電極に電気的に連結される。
充填材３４０は、発光ダイオードチップ３２０を囲む。充填材３４０は、キャビティーの内部に詰められる。充填材３４０は透明である。充填材３４０の露出した外部表面は光が出射される出射面である。出射面は 平たいとか、曲面でありうる。
リード電極は、発光ダイオードチップ３２０と連結される。また、リード電極は、フレキシブルプリント回路基板８００に電気的に連結される。リード電極及び胴体部３１０は射出工程により形成される。
発光ダイオード３００は、光を発生させる光源である。より詳しくは、発光ダイオード３００は、光変換部材４００に向けて光を出射する。
発光ダイオード３００は、青色光を発生させる青色発光ダイオード、または紫外線を発生させるＵＶ発光ダイオードでありうる。即ち、発光ダイオード３００は、約４００ｎｍ乃至約５００ｎｍの間の波長帯を有する青色光、または約３００ｎｍ乃至約４００ｎｍの間の波長帯を有する紫外線を発生することができる。
発光ダイオード３００は、フレキシブルプリント回路基板８００に実装される。発光ダイオード３００は、フレキシブルプリント回路基板８００の下に配置される。発光ダイオード３００は、フレキシブルプリント回路基板８００を通じて駆動信号の印加を受けて駆動される。
光変換部材４００は、発光ダイオード３００及び導光板２００の間に介される。光変換部材４００は、導光板２００の側面に接着される。より詳しくは、光変換部材４００は導光板２００の入射面に付着される。また、光変換部材４００は、発光ダイオード３００に接着できる。
光変換部材４００は、発光ダイオード３００から出射される光の入射を受けて波長を変換する。例えば、光変換部材４００は、発光ダイオード３００から出射される青色光を緑色光及び赤色光に変換することができる。即ち、光変換部材４００は青色光の一部を約５００ｎｍ乃至約６００ｎｍの間の波長帯を有する緑色光に変換し、青色光の他の一部を約６００ｎｍ乃至約７００ｎｍ間の波長帯を有する赤色光に変換することができる。
また、光変換部材４００は発光ダイオード３００から出射される紫外線を青色光、緑色光、及び赤色光に変換することができる。即ち、光変換部材４００は、紫外線の一部を約４００ｎｍ乃至約５００ｎｍの間の波長帯を有する青色光に変換し、紫外線の他の一部を約５００ｎｍ乃至約６００ｎｍの間の波長帯を有する緑色光に変換し、紫外線の更に他の一部を約６００ｎｍ乃至約７００ｎｍの間の波長帯を有する赤色光に変換することができる。
これによって、光変換部材４００を通過する光及び光変換部材４００により変換した光は白色光を形成することができる。即ち、青色光、緑色光、及び赤色光が組み合わせられて、導光板２００には白色光が入射される。
図３乃至図５に示すように、光変換部材４００は、チューブ４１０、封入部材４２０、多数個の光変換粒子４３０、及びホスト４４０を含む。また、光変換部材４００は分散剤をさらに含むことができる。
チューブ４１０は、封入部材４２０、光変換粒子４３０、及びホスト４４０を収容する。即ち、チューブ４１０は、封入部材４２０、光変換粒子４３０、及びホスト４４０を収容する容器である。また、チューブ４１０は、一方向に長く延びる形状を有する。
チューブ４１０は、四角チューブ４１０の形状を有することができる。即ち、チューブ４１０の長手方向に対して垂直な断面は矩形状を有することができる。また、チューブ４１０の幅は約０．６mmであり、チューブ４１０の高さは約０．２mmでありうる。即ち、チューブ４１０は毛細管でありうる。
チューブ４１０は透明である。チューブ４１０に使われる物質の例としては、ガラスなどを挙げることができる。即ち、チューブ４１０はガラス毛細管でありうる。
封入部材４２０は、チューブ４１０の内部に配置される。封入部材４２０は、チューブ４１０の端部に配置される。封入部材４２０は、チューブ４１０の内部を封入する。封入部材４２０は、エポキシ系樹脂（epoxy resin）を含むことができる。
光変換粒子４３０は、チューブ４１０の内部に配置される。より詳しくは、光変換粒子４３０はホスト４４０に均一に分散され、ホスト４４０はチューブ４１０の内部に配置される。
光変換粒子４３０は、発光ダイオード３００から出射される光の波長を変換する。光変換粒子４３０は、発光ダイオード３００から出射される光の入射を受けて波長を変換する。例えば、光変換粒子４３０は、発光ダイオード３００から出射される青色光を緑色光及び赤色光に変換することができる。即ち、光変換粒子４３０のうちの一部は青色光を約５００ｎｍ乃至約６００ｎｍの間の波長帯を有する緑色光に変換し、光変換粒子４３０のうちの他の一部は青色光を約６００ｎｍ乃至約７００ｎｍの間の波長帯を有する赤色光に変換することができる。
これとは異なり、光変換粒子４３０は発光ダイオード３００から出射される紫外線を青色光、緑色光、及び赤色光に変換することができる。即ち、光変換粒子４３０のうちの一部は紫外線を約４００ｎｍ乃至約５００ｎｍの間の波長帯を有する青色光に変換し、光変換粒子４３０のうちの他の一部は紫外線を約５００ｎｍ乃至約６００ｎｍの間の波長帯を有する緑色光に変換することができる。また、光変換粒子４３０のうちの更に他の一部は紫外線を約６００ｎｍ乃至約７００ｎｍの間の波長帯を有する赤色光に変換することができる。
即ち、発光ダイオード３００が青色光を発生させる青色発光ダイオードの場合、青色光を緑色光及び赤色光に各々変換させる光変換粒子４３０が使用できる。これとは異なり、発光ダイオード３００が紫外線を発生させるＵＶ発光ダイオードの場合、紫外線を青色光、緑色光、及び赤色光に各々変換させる光変換粒子４３０が使用できる。
光変換粒子４３０は、多数個の量子ドット（ＱＤ；Quantum Dot）でありうる。量子ドットは、コアナノ結晶及び上記コアナノ結晶を囲むシェルナノ結晶を含むことができる。また、量子ドットは、シェルナノ結晶に結合される有機リガンドを含むことができる。また、量子ドットはシェルナノ結晶を囲む有機コーティング層を含むことができる。
シェルナノ結晶は２層以上に形成される。シェルナノ結晶は、コアナノ結晶の表面に形成される。量子ドットは、コアナノ結晶に入光される光の波長を、シェル層を形成するシェルナノ結晶を通じて波長を長く変換させ、光の効率を増加させることができる。
量子ドットはII族化合物半導体、III 族化合物半導体、Ｖ族化合物半導体、そしてVI族化合物半導体のうち、少なくとも１つの物質を含むことができる。より詳しくは、コアナノ結晶は、Ｃｄｓｅ、ＩｎＧａＰ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳ、ＨｇＴｅ、またはＨｇＳを含むことができる。また、シェルナノ結晶はＣｕＺｎＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳ、ＨｇＴｅ、またはＨｇＳを含むことができる。量子ドットの直径は１ｎｍ乃至１０ｎｍでありうる。
量子ドットから放出される光の波長は、量子ドットのサイズまたは合成過程での分子クラスタ化合物（molecular cluster compound）とナノ粒子前駆体（precurser）のモル分率（molar ratio）によって調節可能である。有機リガンドはピリジン（pyridine）、メルカプトアルコール（mercapto alcohol）、チオール（thiol）、ホスフィン（phosphine）、及びホスフィン酸化物（phosphine oxide）などを含むことができる。有機リガンドは合成後、不安定な量子ドットを安定化させる役割をする。合成後にダングリングボンド（dangling bond）が外殻に形成され、ダングリングボンドのため、量子ドットが不安定になることもある。しかしながら、有機リガンドの一端部は非結合状態であり、非結合された有機リガンドの一端部がダングリングボンドと結合して量子ドットを安定化させることができる。
特に、量子ドットはそのサイズが光、電気などにより励起される電子と正孔とがなすエキシトン（exciton）のボーア半径（Bohr raidus）より小さくなれば量子拘束効果が発生して離散的なエネルギー準位を有するようになり、エネルギーギャップのサイズが変化するようになる。また、電荷が量子ドットの内に限定されて高い発光効率を有するようになる。
このような量子ドットは一般的な蛍光染料とは異なり、粒子のサイズによって蛍光波長が変わる。即ち、粒子のサイズが小さくなるほど短い波長の光を出し、粒子のサイズを調節して所望の波長の可視光線領域の蛍光を出すことができる。また、一般の染料に比べて吸光係数（extinction coefficient）が１００〜１０００倍が大きく、量子効率（quantum yield）も高いので、非常に強い蛍光を発生する。
量子ドットは化学的湿式エッチング工程により合成できる。ここで、化学的湿式エッチング工程は有機溶媒に前駆体物質を入れて粒子を成長させる方法であって、化学的湿式エッチング工程により量子ドットが合成できる。
ホスト４４０は、光変換粒子４３０を囲む。即ち、ホスト４４０は、光変換粒子４３０を均一に内部に分散させる。ホスト４４０はポリマーで構成される。ホスト４４０は透明である。即ち、ホスト４４０は透明なポリマーで形成される。
ホスト４４０は、チューブ４１０の内部に配置される。即ち、ホスト４４０は全体的にチューブ４１０の内部に詰められる。ホスト４４０はチューブ４１０の内面に密着できる。
封入部材４２０及びホスト４４０の間には空気層が形成される。空気層４５０には窒素で詰められる。空気層４５０は封入部材４２０及びホスト４４０の間で緩衝機能を遂行する。
図２及び図３に示すように、第１密着部材５１０は導光板２００及び光変換部材４００の間に介される。第１密着部材５１０は導光板２００及び光変換部材４００に密着する。より詳しくは、第１密着部材５１０は導光板２００の入射面に密着し、チューブ４１０の外部面に密着する。
即ち、第１密着部材５１０及び導光板２００の入射面の間に空気層が介されないように、第１密着部材５１０は導光板２００の入射面に付着または接着できる。同様に、第１密着部材５１０及びチューブ４１０の外部面の間に空気層が介されないように、第１密着部材５１０はチューブ４１０の外部面に付着または接着できる。即ち、第１密着部材５１０は光変換部材４００及び導光板２００の間のギャップを詰めるギャップフィラーでありうる。
第１密着部材５１０は透明である。第１密着部材５１０は透明な樹脂を含むことができる。第１密着部材５１０は熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂を含むことができる。第１密着部材５１０に使われる物質の例としては、エポキシ系樹脂などを挙げることができる。
第１密着部材５１０の屈折率は導光板２００の屈折率を基準に±０．１以内でありうる。即ち、第１密着部材５１０の屈折率は以下の＜数式１＞を満たすことができる。
ここで、ｎ１は第１密着部材５１０の屈折率であり、ｎ３は導光板２００の屈折率である。
例えば、第１密着部材５１０の屈折率は約１．４７乃至約１．６７でありうる。
第１密着部材５１０は光変換部材４００及び導光板２００の間で光学的な緩衝機能を遂行することができる。即ち、第１密着部材５１０は光変換部材４００及び導光板２００の間に空気層が介されることを防止し、チューブ４１０及び導光板２００と類似した屈折率を有することができる。これによって、第１密着部材５１０は光変換部材４００及び導光板２００の間での急激な屈折率の変化を減少させることができる。
図２及び図３に示すように、第２密着部材５２０は発光ダイオード３００及び光変換部材４００の間に介される。第２密着部材５２０は発光ダイオード３００及び光変換部材４００に密着する。より詳しくは、第２密着部材５２０は発光ダイオード３００の出射面に密着し、チューブ４１０の外部面に密着する。
即ち、第２密着部材５２０及び発光ダイオード３００の出射面の間に空気層が介されないように、第２密着部材５２０は発光ダイオード３００の出射面に付着または接着できる。同様に、第２密着部材５２０及びチューブ４１０の外部面の間に空気層が介されないように、第２密着部材５２０はチューブ４１０の外部面に付着または接着できる。即ち、第２密着部材５２０は発光ダイオード３００及び光変換部材４００の間のギャップを詰めるギャップフィラーでありうる。
第２密着部材５２０は透明である。第２密着部材５２０は透明な樹脂を含むことができる。第２密着部材５２０は熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂を含むことができる。第２密着部材５２０に使われる物質の例としては、エポキシ系樹脂などを挙げることができる。
第２密着部材５２０の屈折率は発光ダイオード３００の充填材３４０の屈折率を基準に±０．１以内でありうる。即ち、第２密着部材５２０の屈折率は以下の＜数式２＞を満たすことができる。
ここで、ｎ２は第２密着部材５２０の屈折率であり、ｎ４は充填材３４０の屈折率である。
例えば、第２密着部材５２０の屈折率は約１．４４乃至約１．６４でありうる。
第２密着部材５２０は光変換部材４００及び発光ダイオード３００の間で光学的な緩衝機能を遂行することができる。即ち、第２密着部材５２０は光変換部材４００及び発光ダイオード３００の出射面の間に空気層が介されることを防止し、チューブ４１０及び充填材３４０と類似した屈折率を有することができる。これによって、第２密着部材５２０は光変換部材４００及び充填材３４０の間での急激な屈折率の変化を減少させることができる。
また、第１密着部材５１０及び第２密着部材５２０は同一の物質で形成される。
光経路変更粒子６００は、導光板２００及び光変換部材４００の間に介される。より詳しくは、光経路変更粒子６００は第１密着部材５１０の内に配置される。より詳しくは、光経路変更粒子６００は第１密着部材５１０に挿入される。光経路変更粒子６００は、第１密着部材５１０に約１０乃至約５０ｗｔ％に分散できる。
光経路変更粒子６００は、入射光を選択的に反射させることができる。より詳しくは、光経路変更粒子６００は入射光の波長によって異なる反射率を有することができる。
前述したように、発光ダイオード３００は第１光を出射し、光変換部材４００は第１光の一部を透過させ、第１光の他の一部を異なる波長の光に変換することができる。
即ち、第１光の他の一部は光変換粒子４３０の一部によって第２光に変換し、光変換粒子４３０の他の一部によって第３光に変換する。
この際、第１光は青色光であり、第２光は緑色光であり、第３光は赤色光でありうる。
結局、光変換部材４００を通じて変換されずに透過される第１光、第２光、及び第３光が出射される。
この際、光経路変更粒子６００は第１光を選択的に反射して、第１光の経路を選択的に変更することができる。即ち、光経路変更粒子６００は透過された第１光の指向角度を選択的に増加することができる。より詳しくは、光経路変更粒子６００は、約４００ｎｍ乃至約５００ｎｍ波長帯の光の経路を選択的に変更することができる。
これによって、光経路変更粒子６００は第１光の発散角を選択的に増加することができる。即ち、光経路変更粒子６００は、第１光、第２光、及び第３光のうち、第１光の指向角度を選択的にさらに増加することができる。
図６乃至図８を参照すると、各々の光経路変更粒子６００はビード６１０及び反射部６２０を含む。
ビード６１０は球形状またはボール形状を有することができる。ビード６１０は透明でありうる。ビード６１０に使われる物質の例としては、ガラスまたはプラスチックなどを挙げることができる。
ビード６１０の直径は約１０μｍ乃至約５００μｍである。ビード６１０の屈折率は約１．４５乃至約１．６５である。ビード６１０の屈折率は第１密着部材５１０の屈折率と実質的に同一である。
反射部６２０は、ビード６１０の表面に配置される。より詳しくは、反射部６２０は、ビード６１０の外部表面にコーティングされて形成される。反射部６２０は、ビード６１０の全体外部表面のうち、約１０％乃至約５０％にコーティングできる。これとは異なり、反射部６２０はビード６１０の外部表面の全体にコーティングできる。
反射部６２０は入射される光を選択的に反射することができる。例えば、反射部６２０は青色光に対して相対的に高い反射率を有することができる。より詳しくは、反射部６２０は約４００ｎｍ乃至約４７０ｎｍの波長を有する光に対して第１反射率を有することができ、約４８０ｎｍ乃至約７００ｎｍの波長を有する光に対して第１反射率より大きい第２反射率を有することができる。
例えば、第１反射率は約７０％乃至約１００％であり、第２反射率は約０％乃至約３０％である。
図７及び図８に示すように、反射部６２０は多数個の反射層６２１、６２２・・・を含む。
反射層６２１、６２２・・・は互いに隣接する反射層６２１、６２２・・・の間の屈折率が互いに異なるように光学的に設計される。例えば、互いに隣接する反射層６２１、６２２・・・の間の屈折率の差は約０．１乃至約１．５である。
反射層６２１、６２２・・・は、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）、シリコンオキサイド（ＳｉＯ2）、またはジルコニウムオキサイド（ＺｒＯ3）などを含むことができる。反射層６２１、６２２・・・の個数は１乃至１０である。
反射層６２１、６２２・・・は所定の波長帯の光に対して補強（建設的）干渉を起こすように設計される。例えば、反射層６２１、６２２・・・は約４００ｎｍ乃至約５００ｎｍの波長の光に対して補強干渉を起こすように光学的に設計される。例えば、反射部６２０は、第１反射層６２１、第２反射層６２２、第３反射層６２３、及び第４反射層６２４を含むことができる。
第１反射層６２１はビード６１０の表面に直接コーティングされる。第１反射層６２１の厚さは以下の＜数式３＞を満たすことができる。
ｎ１１は第１反射層６２１の屈折率、ｄ１は第１反射層６２１の厚さ、λは４００ｎｍ乃至４７０ｎｍである。
この場合、第１反射層６２１及びビード６１０の間の界面で反射する光及び第１反射層６２１及び第２反射層６２２の間の界面で反射する光の間で補強干渉が発生される。
第２反射層６２２は、第１反射層６２１の表面に直接コーティングされる。第２反射層６２２の厚さは以下の＜数式４＞を満たすことができる。
ｎ２２は第２反射層６２２の屈折率、ｄ２は第２反射層６２２の厚さ、λは４００ｎｍ乃至４７０ｎｍである。
この場合、第１反射層６２１及び第２反射層６２２の間の界面で反射する光及び第２反射層６２２及び第３反射層６２３の間の界面で反射する光の間で補強干渉が発生する。
第３反射層６２３は、第２反射層６２２の表面に直接コーティングされる。第３反射層６２３の厚さは以下の＜数式５＞を満たすことができる。
ｎ３３は第３反射層６２３の屈折率、ｄ３は第３反射層６２３の厚さ、λは４００ｎｍ乃至４７０ｎｍである。
この場合、第２反射層６２２及び第３反射層６２３の間の界面で反射する光及び第３反射層６２３及び第４反射層６２４の間の界面で反射する光の間で補強干渉が発生する。
即ち、第１反射層６２１、第２反射層６２２、第３反射層６２３は、＜数式３＞、＜数式４＞、＜数式５＞のような方式により所望の波長帯の光を選択的に反射するように光学的に設計する。
即ち、第１反射層６２１、第２反射層６２２、第３反射層６２３の厚さは、各々の反射層の屈折率及び選択的に反射させようとする波長によって決まる。
結果的に、各々の反射層６２１、６２２・・・に使われる物質及び蒸着厚さが調節されて、反射部６２０は所定の波長帯の光を選択的に反射することができる。
また、反射層６２１、６２２・・・は真空蒸着工程により形成される。即ち、ビード６１０が配置されたチャンバーの内に、フッ化マグネシウム、シリコンオキサイド、またはジルコニウムオキサイドなどの物質が交互に蒸着されて、反射層６２１、６２２・・・が形成される。これによって、反射部６２０は上記ビード６１０の表面の一部に形成される。
これとは異なり、化学浴析出法（chemical bath deposition；ＣＢＤ）などの湿式工程により反射層６２１、６２２・・・が形成される。この場合、反射部６２０は、ビード６１０の表面の全体に形成される。
また、光経路変更粒子６００は第１密着部材５１０の内にランダムな方向に分散される。即ち、光経路変更粒子６００は反射部６２０の方向がランダムに配置される。
光学シート７００は、導光板２００の上に配置される。光学シート７００は通過する光の特性を向上させる。
フレキシブルプリント回路基板８００は、発光ダイオード３００に電気的に連結される。発光ダイオード３００をフレキシブルプリント回路基板８００の上に実装することができる。フレキシブルプリント回路基板８００はモールドフレーム１０の内側に配置される。フレキシブルプリント回路基板８００は導光板２００の上に配置される。
モールドフレーム１０及びバックライトアセンブリ２０によりバックライトユニットが構成される。即ち、バックライトユニットはモールドフレーム１０及びバックライトアセンブリ２０を含む。
液晶パネル３０はモールドフレーム１０の内側に配置され、光学シート７００の上に配置される。
液晶パネル３０は通過する光の強さを調節して映像を表示する。即ち、液晶パネル３０は映像を表示する表示パネルである。液晶パネル３０はＴＦＴ基板、カラーフィルタ基板、両基板の間に介される液晶層及び偏光フィルタを含む。
図９に示すように、実施形態に従う液晶表示装置は次のような過程により映像を表示することができる。
まず、発光ダイオード３００から第１光が出射する。この際、発光ダイオード３００から青色光が出射する。
次に、出射した第１光は第２密着部材５２０を通過する。この際、第２密着部材５２０により発光ダイオード３００及び光変換部材４００の間の空気層が除去されるので、急激な屈折率の差による光損失（例えば、フレネル（fresnel）損失）が防止できる。これによって、第２密着部材５２０により実施形態に従う液晶表示装置の輝度が向上できる。
次に、第２密着部材５２０を通過した第１光の一部は光変換部材４００を通過し、他の一部は光変換粒子４３０により第２光及び第３光に変換される。即ち、第１光の一部は光変換部材４００を通過し、第２光及び第３光は光変換部材４００から出射する。この際、第１光は青色光であり、第２光は緑色光であり、第３光は赤色光である。
次に、透過された第１光、第２光、及び第３光は、第１密着部材５１０を通過する。同様に、第１密着部材５１０により導光板２００及び光変換部材４００の間の空気層が除去されるので、急激な屈折率の差による光損失が防止できる。これによって、第１密着部材５１０により実施形態に従う液晶表示装置の輝度が向上できる。
この際、透過された第１光は第２光及び第３光より小さい発散角を有することができる。即ち、第１光は発光ダイオード３００から出射される時、第２光及び第３光より低い指向角度を有する。
第１光が光変換粒子４３０により第２光及び第３光に変換される時、第２光及び第３光はランダムに四方に出射する。これによって、第２光及び第３光は相対的に大きい発散角を有することができる。
この際、前述したように、光経路変更粒子６００は第１光の経路を選択的に変更することができる。即ち、光経路粒子は相対的に小さい発散角を有する約４００ｎｍ乃至約４７０ｎｍの波長を有する光の経路を変更することができる。
即ち、光経路変更粒子６００は第２光及び第３光の経路を変更せず、第１光の発散角を増加させることができる。結局、第１光は導光板２００に大きい発散角で入射する。
即ち、第１光、第２光、及び第３光は、互いに同一な指向角度で導光板２００に入射する。したがって、第１光、第２光、及び第３光は、導光板２００には均一に混合されて入射する。
したがって、実施形態に従う液晶表示装置は向上した色再現性を有することができる。
また、光経路変更粒子６００は第２光及び第３光の経路を変更せず、第２光及び第３光に対する損失が減少できる。
したがって、実施形態に従う液晶表示装置は向上した輝度を有することができる。
図１０乃至図１２は、本発明の第１実施形態に従う液晶表示装置を製造する過程を示す図である。本製造方法に対する説明では、先の液晶表示装置に対する説明を参考する。即ち、先の液晶表示装置に対する説明は本製造方法に対する説明に本質的に結合できる。
図１０を参照すると、多数個のビード６１０の表面に多数個の反射層６２１、６２２・・・がコーティングされて、多数個の光経路変更粒子６００が形成される。光経路変更粒子６００は、光硬化性または熱硬化性の第１樹脂組成物に均一に混合される。
以後、光経路変更粒子６００が分散された第１樹脂組成物５１１は、導光板２００の側面にコーティングされる。
図１１を参照すると、第１樹脂組成物５１１に光変換部材４００が付着される。
図１１を参照すると、光経路変更粒子６００が噴射されない第２樹脂組成物が光変換部材４００にコーティングされ、発光ダイオード３００が第２樹脂組成物に付着される。
以後、導光板２００に付着された第１樹脂組成物５１１及び光変換部材４００に付着された第２樹脂組成物は、熱及び／または光により硬化され、第１密着部材５１０及び第２密着部材５２０が形成される。
また、このような工程により発光ダイオード３００、光変換部材４００、及び導光板２００は互いに接着できる。また、発光ダイオード３００、光変換部材４００、及び導光板２００の間には空気層が除去される。
第１樹脂組成物及び第２樹脂組成物は、エポキシ系樹脂などを含むことができる。
このような工程により、もっと向上した輝度及び色再現性を有する液晶表示装置が容易に提供できる。
図１３乃至図１５は、本発明の第２乃至第４実施形態に従うバックライトアセンブリを示す図である。本実施形態に対する説明において、先の実施形態に対する説明を参考する。即ち、先の実施形態に対する説明は本実施形態に対する説明に本質的に結合できる。
図１３に示すように、導光板２００の一側面のみに光経路変更粒子６００が分散された第１密着部材５１０が配置され、第１密着部材５１０に１つの光変換部材４００が付着される。また、光変換部材４００に第２密着部材５２０が付着され、第２密着部材５２０を通じて発光ダイオード３００が光変換部材４００に付着される。
例えば、図７のバックライトアセンブリ２０の構造はモバイル（Mobile）用の携帯電話に取り付けられる液晶表示装置に適用できる。
また、導光板２００の多くの側面に第１密着部材５１０、光変換部材４００、第２密着部材５２０、及び光変換部材４００が各々配置される。
即ち、図１４に示すように、光経路変更粒子６００を含む第１密着部材５１０、光変換部材４００、第２密着部材５２０、及び発光ダイオード３００を含む発光複合構造体が上記導光板２００の両側面に各々配置される。
また、図１５に示すように、光経路変更粒子６００を含む第１密着部材５１０、光変換部材４００、第２密着部材５２０、及び発光ダイオード３００を含む発光複合構造体が導光板２００の４個の側面に各々配置される。
図１６は、本発明の第５実施形態に従うバックライトアセンブリを示す図である。図１７は、本発明の第５実施形態に従う光変換部材が紫外線を変換する過程を示す図である。本実施形態に対する説明において、先の実施形態に対する説明を参考する。即ち、先の実施形態に対する説明は本実施形態に対する説明に本質的に結合できる。
図１６及び図１７に示すように、発光ダイオード３００は紫外線を発生することができる。発光ダイオード３００は約３００ｎｍ乃至約４００ｎｍの波長の光を発生することができる。
光変換部材４００は、発光ダイオード３００から出射する紫外線を第１光、第２光、及び第３光に変換する。例えば、第１光は青色光であり、第２光は緑色光であり、第３光は赤色光でありうる。
即ち、光変換部材４００は多数個の第１光変換粒子４３０、多数個の第２光変換粒子４３０、及び多数個の第３光変換粒子４３０を含むことができる。この際、第１光変換粒子４３０は紫外線を青色光に変換し、第２光変換粒子４３０は紫外線を緑色光に変換し、第３光変換粒子４３０は紫外線を赤色光に変換することができる。
これによって、光変換部材４００は上記発光ダイオード３００から出射される紫外線を青色光、緑色光、及び赤色光に変換して、導光板２００に入射させる。この際、青色光、緑色光、及び赤色光は互いに混合されて導光板２００に白色光として入射する。
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるものではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
以上、本発明を好ましい実施形態をもとに説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するのでない。本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、多様な変形及び応用が可能であることが同業者にとって明らかである。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができ、このような変形及び応用にかかわる差異点も、特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
本発明に従う液晶表示装置は、ディスプレイ分野に利用できる。
Claims (10)
- 導光板と、
前記導光板の側面に配置される光源と、
前記光源及び前記導光板の間に介される光変換部材と、
前記導光板及び前記光変換部材の間に配置される第１密着部材と、
前記光源及び前記光変換部材の間に配置される第２密着部材と、
前記光変換部材及び前記導光板の間に介される多数個の光経路変更粒子と、
を含み、
前記光変換部材は量子ドット（ＱＤ）を含み、
各々の光経路変更粒子は、
透明なビードと、
前記ビードの表面に形成される反射部と、を含み、
前記光経路変更粒子はガラスまたはポリマーを含み、
前記光経路変更粒子は、前記第１密着部材の内部に分散されることを特徴とする、表示装置。 - 前記反射部は、フッ化マグネシウム、シリコンオキサイド、またはジルコニウムオキサイドを含むことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
- 前記反射部は約４００ｎｍ乃至約５００ｎｍの波長を有する光に対する第１反射率、及び約５００ｎｍ乃至約７００ｎｍの波長を有する光に対する第２反射率を有し、
前記第１反射率は前記第２反射率より大きいことを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。 - 前記光源は約４００ｎｍ乃至約５００ｎｍの波長を有する第１光を発生させ、
前記光変換部材は前記第１光を約５００ｎｍ乃至約７００ｎｍの波長を有する光に変換させることを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。 - 前記反射部は多数個の反射層を含み、
互いに隣接する反射層の間の屈折率が互いに異なることを特徴とする、請求項３
に記載の表示装置。 - 導光板と、
前記導光板の側面に配置される光源と、
前記光源及び前記導光板の間に介される光変換部材と、
前記導光板及び前記光変換部材の間に配置される第１密着部材と、
前記光源及び前記光変換部材の間に配置される第２密着部材と、
前記第１密着部材の内に分散される多数個の光経路変更粒子と、を含み、
前記光経路変更粒子は約４００ｎｍ乃至約５００ｎｍの波長帯の光を選択的に反射する反射層を含み、
前記光変換部材は量子ドット（ＱＤ）を含むことを特徴とする、表示装置。 - 前記反射部は多数個の反射層を含み、
前記反射層のうち、互いに隣接する反射層は互いに異なる屈折率を有することを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。 - 前記反射層は以下の式を満たすことを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
ｎ×ｄ＝λ／８
ｎは前記反射層の屈折率、ｄは前記反射層の厚さ、λは４００乃至４７０nm。 - 前記反射層は以下の式を満たすことを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
ｎ×ｄ＝λ／４
ｎは前記反射層の屈折率、ｄは前記反射層の厚さ、λは４００乃至４７０nm。 - 前記光経路変更粒子は前記密着部材に約１０乃至約５０ｗｔ％の割合で分散されることを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
Applications Claiming Priority (3)
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