KR100893093B1 - 평판 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

평판 발광 장치는 실질적으로 600nm 이상의 파장을 가진 제1 파장 광과 실질적으로 480nm 이하의 파장을 가진 제2 파장 광을 구비하는 가시광을 방사하는 발광 요소; 상기 제2 파장 광에 의해 조사되었을 때 제3 파장 광을 발생시키는 파장 변환 물질; 상기 제1 파장 광을 통과시키는 제1 컬러 필터; 상기 제2 파장 광을 통과시키는 제2 컬러 필터; 및 상기 제3 파장 광을 통과시키는 제3 컬러 필터;를 포함한다.
LCD, 평판 발광 장치, 파장 변환 물질

Description

평판 발광 장치{Flat light-emitting apparatus}
도 1은 본 발명의 평판 발광 장치를 보여준다.
본 발명은 평판 발광 장치, 더 상세하게는 청색 광이 인광(phosphor) 및 청색 컬러 필터를 통과하게 함으로써 녹색 광을 발생시킬 수 있는 평판 디스플레이에 관한 것이다.
본 출원은 2005년 10월 26일, 평판 발광 장치에 관하여 출원된 대만 출원 번호 094137515에 기초하여 우선권을 주장하며, 이 내용은 여기에 참조로서 포함되어 있다.
TFT LCD(liquid crystal display)는 종래의 CRT와 비교하여 얇고, 가볍고 전력 소모가 작은 장점들로 인하여 핸드셋 장치, 노트북, 모니터 및 평판 TV와 같은 다른 제품들에 널리 적용되고 있다.
TFT LCD는 백라이트 모듈 및 LCD 모듈을 구비한다. 백라이트 모듈로부터 나온 광은 LCD 모듈을 통과하여 복수 개의 다른 컬러 광들로 변환되어 화상을 형성한다. LCD 모듈은 제1 편광기, 제1 유리 기판, 컬러 필터, 액정층, 제2 유리 기판, 및 제2 편광기를 포함하며, 제1 및 제2 편광기는 서로 직교한다. 먼저, 백라이트 모듈로부터 나온 광은 제1 편광기에 의해 편광되어 액정층으로 들어간다. 그리고 나서, 광은 LCD 모듈을 통과하는 광량을 제어하기 위해 두 유리기판 사이에 전계 강도에 따라 액정층에 의해 비틀어진다. 마지막으로, 광은 다른 컬러 광들을 만들기 위해 복수 개의 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀 컬러 필터들을 구비하는 컬러 필터에 의해 필터링된다.
백라이트 모듈은 발광 요소, 복수의 광학 필름, 및 선택적으로 광 안내판을 포함한다. 발광 요소는 통상적으로 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL), 청색 발광 다이오드(LED) 및 YAG와 같은 형광 물질의 조합, 또는 적색, 청색, 녹색 LED들의 조합으로서, LCD 모듈을 통과하는 백색광을 제공한다. 광학 필름들은 광 효율 및 균일도를 증가시키기 위한 몇 개의 프리즘 시트 및 확산기(diffuser)를 포함하고, 광 안내판은 발광 요소로부터 나온 광을 원하는 방향으로 안내하는 투명한 물체이다. 이러한 종래의 발광 요소들에는 다른 광원 및 그 조합들에 따라 낮은 컬러 포화 및 낮은 광 효율과 같은 몇 가지 단점들이 존재한다.
본 발명의 목적은 청색 광이 인광 물질 및 녹색 컬러 픽터를 통과하게 함으로써 녹색 광을 발생시킬 수 있는 평판 디스플레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 필터 장치를 가진 평판 디스플레이를 제공하는 것으로서, 필터 장치는 파장 변환 물질; 및 발생한 녹색 광을 통과시키기 위한 녹색 컬 러 필터의 조합이다. 본 발명의 장점은 TFT-LCD와 같은 평판 디스플레이의 광 효율을 향상시키는 것이다.
본 발명은 실질적으로 600nm 이상의 파장을 가진 제1 파장 광과 실질적으로 480nm 이하의 파장을 가진 제2 파장 광을 구비하는 가시광을 방사하는 발광 요소; 상기 제2 파장 광에 의해 조사되었을 때 제3 파장 광을 발생시키는 파장 변환 물질; 상기 제1 파장 광을 통과시키는 제1 컬러 필터; 상기 제2 파장 광을 통과시키는 제2 컬러 필터; 및 상기 제3 파장 광을 통과시키는 제3 컬러 필터;를 포함하는 평판 발광 장치를 제공한다. 뿐만 아니라, 평판 발광 장치는 상기 컬러 필터 및 상기 발광 요소 사이에 증착된 액정층, 그리고 상기 액정층에 실질적으로 팽행한 편광기를 포함한 복수 개의 광학 필름을 더 포함한다.
상기 제1 파장 광은 적색 발광 반도체 소자로부터 방사될 수 있으며, 상기 제2 파장 광은 청색 발광 반도체 소자로부터 방사될 수 있다.
상기 파장 변환 물질은 실리케이트 형광물질(silicate fluorescence), 보레이트 형광물질(borate fluorescence), 또는 옥사이드 형광물질(oxide fluorescence)일 수 있다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예를 이하에서 기술할 것이다. 평판 발광 장치(10)는 액정층(13)을 가진 LCD 모듈(미도시) 및 발광 요소(11)를 가진 백라이트 모듈(미도시)을 구비한다. 통상적으로, 백라이트 모듈에는 두 가지 유형이 있다. 하나는 저면 발광 타입 백라이트 모듈이고, 다른 하나는 측면 발광 타입 백라이트 모듈이다. 저면 발광 타입 백라이트 모듈은 LCD 모듈의 아래에 위치하고, 확산기 및 몇 개의 광학 필름을 구비한다. 측면 발광 타입 백라이트 모듈은 LCD 모듈의 일 측면에 위치하고, 확산기, 몇 개의 광학 필름들, 및 발광 요소(11)로부터 나온 빛을 LCD 모듈로 안내하기 위한 광 안내판을 구비한다.
삭제
발광 요소(11)는 실질적으로 600nm 이상, 바람직하게는 610 ~ 710nm 사이의 파장을 가진 적색 발광 소자(1101)를 포함하고, 실질적으로 480nm 이하, 바람직하 게는 440 ~ 470nm 이하의 파장을 가진 청색 발광 소자(1102)를 포함한다. 발광 소자들(1101, 1102)은 LED, 백열 전구, 또는 CCFL들이다. 발광 소자(1101, 1102)들의 수는 평판 발광 장치(10)의 광학 특성에 의존한다. 발광 소자들(1101, 1102)의 배치는 직선, 곡선, 또는 클러스터(cluster) 형태일 수 있다. 여기서, 직선 배치는 발광 소자들이 직선 형태로 배치된 것을 의미하고, 곡선 배치는 발광 소자들이 곡선 형태로 배치된 것을 의미하며, 클러스터 배치는 발광 소자들이 원형, 별모양, 사각형, 또는 방사형(radiation shape)으로 배치된 것을 의미한다.
적색 발광 소자(1101)로부터 나온 빛과 청색 발광 소자(1102)로부터 나온 빛은 혼합광(12)을 형성한다. 혼합광(12)은 편광기(미도시)에 의해 편광되고 나서 액정층(13)으로 진행한다. 광이 액정층(13)을 통과하는지 여부는 액정층(13)에 인가된 전계의 강도에 의해 제어되는 액정층(13)의 액정 분자의 비틀림 각도에 의해 결정된다.
광의 일부는 적색광을 투과시키고 청색광을 걸러내기 위해 적색 필터(1401)를 통과한다. 광의 다른 일부는 청색 광을 투과시키고 적색 광을 걸러내기 위해 청색 필터(1402)를 통과한다. 파장 변환 물질(1403)은 녹색 광을 발생시키기 위해 청색광에 의해 조사된다. 녹색 컬러 필터(1404)는 파장 변환 물질(1403)에 의해 발생된 녹색광의 통과를 허용하고, 비 녹색광, 특히 파장 변환 물질(1403)을 통과하는 비 녹색광을 걸러낸다. 파장 변환 물질(1403) 및 녹색 컬러 필터(1404)의 조합 구조는 순수한 녹색 광을 발생시킨다. 이론적으로, 바람직한 실시예에서 적색 발광 소자(1101) 및 청색 발광 소자(1102)로부터 나온 광의 5/9가 유용하다. 그러므로 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 평판 발광 장치(10)의 광 효율은 종래의 LCD의 광 효율보다 더 높다.
파장 변환 물질(1403)은 중합체 수지(polymer resin)와 혼합되고 원하는 위치에 증착(deposit)된다. 파장 변환 물질(1403)은 (Sr,Ba)2SiO4:Eu2+; SrGa2S4:Eu2+; Y2SiO5:Tb; CeMgAl11O19:Tb; Zn2SiO4:Mn; LaPo4:Ce, Tb; Y3Al5O12:Tb; Y2O2S:Tb, Dy; BaMgAl11O17:Eu, Mn; GdMgZnB5O10:Ce, Tb; 및 Gd2O2S:Tb로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나의 형광 물질을 구비하거나, G450 시리즈와 같은 인테매틱스(Intematix)(미국 회사)에서 구할 수 있는 인광(phosphor) 물질이다.
적색 DBR(Distributed Bragg Reflector)층(미도시)은 적색 광을 반사시키기 위하여 발광 요소(11) 및 청색 컬러 필터(1402) 사이 및/또는 발광 요소(11) 및 파장 변환 물질(1403) 사이에 임의적으로 형성된다. 청색 DBR층(미도시)는 청색 광을 반사시키기 위하여 발광 요소(11) 및 적색 컬러 필터(1402) 사이에 형성된다. 적색 DBR층은 청색 컬러 필터(1402) 또는 파장 변환 물질(1403)이 적색 광을 흡수하거나 걸러 내는 것을 방지하고, 청색 DBR층은 적색 컬러 필터(1401)가 청색 광을 흡수하거나 걸러내는 것을 방지한다. 그럼으로써, 발광 소자(1101, 1102)에서 발생된 광은 높은 효율로 이용될 수 있다.
지금까지 기술한 것은 본 발명의 특정한 실시예에 관한 것이었다. 그러나, 본 실시예의 일부 또는 모든 장점의 실현에 덧붙여 다른 변형 및 수정이 상기한 실시예에 가해질 수 있음은 명백하다. 그러므로, 본 발명의 기술적인 사상과 보호범 위내에서 가해지는 그러한 모든 변형 및 수정은 후술하는 청구범위에 포함될 것이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 구성을 취함으로써 발광 요소로부터 발생된 광의 효율을 높일 수 있다.

Claims (15)

  1. 610nm부터 710nm 사이의 파장을 가진 제1 파장 광과 440nm부터 470nm 사이의 파장을 가진 제2 파장을 포함하는 광을 발생시키는 발광 요소;
    상기 제2 파장 광에 의해 조사되었을 때 제3 파장 광을 발생시키는 파장 변환 물질;
    상기 제1 파장 광을 통과시키는 제1 컬러 필터;
    상기 제2 파장 광을 통과시키는 제2 컬러 필터; 및
    상기 제3 파장 광을 통과시키는 제3 컬러 필터;를 포함하는 평판 발광 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 컬러 필터들 및 상기 발광 요소 사이에 위치한 액정층; 및
    상기 액정층에 평행한 편광기를 포함한 복수 개의 광학 필름;을 더 포함하는 평판 발광 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 요소는 하나 이상의 LED 소자를 포함하는 평판 발광 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 파장 광은 적색 발광 반도체 소자로부터 방사되는 평판 발광 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 파장 광은 청색 발광 반도체 소자로부터 방사되는 평판 발광 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 파장 변환 물질은 상기 제3 컬러 필터에 인접한 평판 발광 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 파장 변환 물질은 형광물질(fluorescence)인 평판 발광 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 파장 변환 물질은 실리케이트 형광물질(silicate fluorescence), 보레이트 형광물질(borate fluorescence), 옥사이드 형광물질(oxide fluorescence)인 평판 발광 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 파장 변환 물질은 (Sr,Ba)2SiO4:Eu2+; SrGa2S4:Eu2+; Y2SiO5:Tb; CeMgAl11O19:Tb; Zn2SiO4:Mn; LaPo4:Ce, Tb; Y3Al5O12:Tb; Y2O2S:Tb, Dy; BaMgAl11O17:Eu, Mn; GdMgZnB5O10:Ce, Tb; 또는 Gd2O2S:Tb를 포함하는 평판 발광 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 요소와 상기 파장 변환 물질의 사이, 그리고 상기 제1 컬러 필터, 상기 제2 컬러 필터, 또는 상기 제3 컬러 필터와 상기 발광 요소의 사이에 위치한 DBR(Distributed Bragg Reflector)을 더 포함하는 평판 발광 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 요소는 직선, 곡선, 또는 클러스터 형태로 배치된 복수 개의 발광 부품들을 포함하는 평판 발광 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 청색 광을 녹색 광으로 변환하는 파장 변환 물질; 및
    상기 파장 변환 물질로부터 발생한 녹색 광을 통과시키기 위한 녹색 컬러 필터를 포함하며,
    상기 파장 변환 물질은 (Sr,Ba)2SiO4:Eu2+; SrGa2S4:Eu2+; Y2SiO5:Tb; CeMgAl11O19:Tb; Zn2SiO4:Mn; LaPo4:Ce, Tb; Y3Al5O12:Tb; Y2O2S:Tb, Dy; BaMgAl11O17:Eu, Mn; GdMgZnB5O10:Ce, Tb; 또는 Gd2O2S:Tb를 포함하는 필터 장치.
  15. 삭제
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