KR101091348B1 - 퀀텀 도트를 이용한 도광판과 그의 제조 방법, 및 백라이트 유닛 - Google Patents

퀀텀 도트를 이용한 도광판과 그의 제조 방법, 및 백라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 퀀텀 도트를 이용한 도광판과 그의 제조 방법, 및 백라이트 유닛에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 퀀텀 도트(Quantum dot)들이 분산된 고분자 수지를 포함하며, 입사된 광의 일부가 상기 퀀텀 도트들에서 파장 변환되어 출사되고, 상기 광의 나머지가 투과되는 퀀텀 레일(Quantum rail)과; 상기 퀀텀 레일에서 파장 변환된 광이 투과되고 상기 퀀텀 레일에서 투과된 광이 반사되는 코팅층이 일부에 형성된 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막과; 상기 매칭 물질막에서 투과 및 반사된 광을 가이드하는 도광부를 포함한다.

Description

퀀텀 도트를 이용한 도광판과 그의 제조 방법, 및 백라이트 유닛 { Light guide plate using quantum dot, method for manufacturing the same and back light unit }
본 발명은 퀀텀 도트를 이용한 도광판과 그의 제조 방법, 및 백라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)는 이방성 굴절률, 이방성 유전율 등의 광학적, 전기적 특성을 갖는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 표시장치이다.
이러한 액정표시장치는 영상을 표시하기 위한 액정표시패널이 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에, 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 백라이트 유닛을 필요로 한다.
즉, 백라이트 유닛은 측면에 배치된 광원으로부터 입사되는 광의 경로를 액정표시패널 방향으로 가이드 하기 위한 도광판(Light Guide Plate: LGP)을 포함한다.
본 발명은 도광판에서 출사된 광의 색균일도 성능을 향상시킬 수 있는 과제를 해결하는 것이다.
본 발명은,
퀀텀 도트(Quantum dot)들이 분산된 고분자 수지를 포함하며, 입사된 광의 일부가 상기 퀀텀 도트들에서 파장 변환되어 출사되고, 상기 광의 나머지가 투과되는 퀀텀 레일(Quantum rail)과;
상기 퀀텀 레일에서 파장 변환된 광이 투과되고 상기 퀀텀 레일에서 투과된 광이 반사되는 코팅층이 일부에 형성된 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막과;
상기 매칭 물질막에서 투과 및 반사된 광을 가이드하는 도광부를 포함하는 퀀텀 도트를 이용한 도광판이 제공된다.
그리고, 상기 퀀텀 레일 및 상기 도광부는 상기 매칭 물질막에 부착되어 있다.
또, 상기 퀀텀 도트를 이용한 도광판은, 상기 퀀텀 레일에 형성되며, 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막과; 상기 매칭 물질막에 부착되며, 상기 퀀텀 레일로 입사되는 상기 광을 출사하는 광원을 더 포함한다.
또한, 상기 광원은 복수개의 청색 발광 다이오드들이다.
그리고, 상기 도광부는 사각 판 형상이고, 상기 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막, 퀀텀 레일, 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막과 광원은, 상기 도광부의 한 측면, 양 측면, 4개의 측면 각각에 순차적으로 배열되어 있다.
또, 상기 퀀텀 레일은, 입사된 제 1 광을 투과시키는 고분자 수지와; 상기 제 1 광을 제 2 광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 1 퀀텀 도트들과; 상기 제 1 광을 제 3 광으로 파장 변환시켜 출사시키며, 상기 고분자 수지에 분산된 제 2 퀀텀 도트들을 포함한다.
또, 상기 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막은, 상기 퀀텀 레일에서 파장 변환된 상기 제 2와 제 3 광을 투과시키고, 상기 퀀텀 레일에서 파장 변환되지 않은 제 1 광을 반사시킬 수 있는 코팅층이 일부에 형성된 마이크로볼들이 분산되어 있다.
더불어, 상기 제 1 광은 청색광이고, 상기 제 2 광은 적색광이며, 상기 제 3 광은 녹색광이다.
그리고, 상기 퀀텀 레일은, 내부에 중공부가 형성된 통체와; 상기 통체의 중공부에 충진되며, 퀀텀 도트들이 분산된 고분자 수지를 포함한다.
또, 상기 매칭 물질막은, 경화성 물질막이다.
게다가, 상기 코팅층은, MgF2, SiO2, ZrO3, MgF2, SiO2, ZrO3, Al2O3, MgO로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함한다.
그리고, 상기 마이크로볼의 재질은 유리이다.
본 발명은,
광을 가이드하는 도광부와;
상기 도광부의 적어도 하나의 측면에 형성된 제 1 매칭 물질막과;
상기 제 1 매칭 물질막에 부착되며, 입사된 광의 일부가 상기 퀀텀 도트들에서 파장 변환되어 상기 제 1 매칭 물질막으로 출사되고, 상기 광의 나머지가 투과되어 상기 제 1 매칭 물질막으로 출사되는 퀀텀 레일과;
상기 퀀텀 레일에 형성된 제 2 매칭 물질막과;
상기 제 2 매칭 물질막에 부착된 복수개의 발광 다이오드들을 포함하는 퀀텀 도트를 이용한 도광판이 제공된다.
그리고, 상기 복수개의 발광 다이오드들은 자외선 발광 다이오드들이며, 상기 퀀텀 레일은, 입사된 자외선을 투과시키는 고분자 수지와, 상기 자외선을 적색광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 1 퀀텀 도트들과, 상기 자외선을 녹색광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 2 퀀텀 도트들과, 상기 자외선을 청색광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 3 퀀텀 도트들을 포함한다.
또, 상기 복수개의 발광 다이오드들은 청색 발광 다이오드들이고, 상기 퀀텀 레일은 입사된 청색광을 투과시키는 고분자 수지와, 상기 청색광을 적색광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 1 퀀텀 도트들과, 상기 청색광을 녹색광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 2 퀀텀 도트들을 포함한다.
본 발명은,
퀀텀 도트들이 분산된 고분자 수지를 포함하며, 입사된 광의 일부가 상기 퀀텀 도트들에서 파장 변환되어 출사되고, 상기 광의 나머지가 투과되는 퀀텀 레일과;
상기 퀀텀 레일에서 파장 변환된 광이 투과되고 상기 퀀텀 레일에서 투과된 광이 반사되는 코팅층이 일부에 형성된 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막과;
상기 매칭 물질막에서 투과 및 반사된 광을 가이드하는 도광부와; 상기 퀀텀 레일에 형성된 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막과;
상기 매칭 물질막에 부착되며, 상기 매칭 물질막을 통하여 상기 퀀텀 레일로 광을 출사시키는 복수개의 발광 다이오드들과;
상기 도광부에서 출사된 광을 확산시키는 확산시트를 포함하는 백라이트 유닛이 제공된다.
본 발명은,
도광부의 측면에 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막을 형성하는 단계와;
상기 매칭 물질막에 퀀텀 도트들이 분산된 고분자 수지를 포함된 퀀텀 레일을 부착하는 단계를 포함하는 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 제조 방법이 제공된다.
그리고, 상기 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 제조 방법은, 상기 퀀텀 레일에 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막을 형성하는 단계와; 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막에 복수개의 광원을 부착하는 단계를 더 포함한다.
또, 상기 매칭 물질막은 경화성 물질로 이루어진다.
게다가, 상기 복수개의 광원은 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고; 상기 퀀텀 레일은 상기 청색광을 투과시키는 고분자 수지와, 상기 청색광을 적색광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 1 퀀텀 도트들과, 상기 청색광을 녹색광으로 파장 변환시켜 출사시키며, 상기 고분자 수지에 분산된 제 2 퀀텀 도트들을 포함하며; 상기 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막은 상기 적색광 및 녹색광을 투과시키고, 상기 청색광을 반사시킬 수 있는 코팅층이 일부에 형성된 마이크로볼들이 분산되어 있다.
본 발명의 도광판은 퀀텀 레일에서 광원의 광의 일부를 파장 변환시키고, 파장 변환된 광과 파장 변환되지 않은 광을 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막을 통하여 도광부에 입사시키는 구조를 갖으므로, 퀀텀 레일에서 출사된 파장 변환된 광과 파장 변환되지 않은 광의 지향 각도 차이를 제거하여 도광판에서 출사된 광의 색균일도 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 퀀텀 도트(Quantum dot)를 이용한 도광판의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 도광판에서 광의 경로를 설명하기 위한 모식적인 일부 단면도
도 3은 본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 비교예를 도시한 개략적인 평면도
도 4는 본 발명에 적용된 매칭 물질막에 분산된 마이크로볼을 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 5는 본 발명에 적용된 퀀텀 레일의 일례를 설명하기 위한 개략적인 사시도
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 7은 본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 일례의 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 8은 본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 다른 예의 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 9는 본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 또 다른 예의 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 10은 본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 다른 실시예를 설명하기 위한 개략적인 평면도
도 11은 도 10의 실시예의 퀀텀 레일에서 광이 진행되는 것을 설명하기 위한 모식적으로 도면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 퀀텀 도트(Quantum dot)를 이용한 도광판의 개략적인 단면도이다.
본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판은, 퀀텀 도트들이 분산된 고분자 수지를 포함하며, 입사된 광의 일부가 상기 퀀텀 도트들에서 파장 변환되어 출사되고, 상기 광의 나머지가 투과되는 퀀텀 레일(Quantum rail)(220)과; 상기 퀀텀 레일(220)에서 파장 변환된 광이 투과되고 상기 퀀텀 레일(220)에서 투과된 광이 반사되는 코팅층이 일부에 형성된 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막(230)과; 상기 매칭 물질막(230)에서 투과 및 반사된 광을 가이드하는 도광부(100)를 포함하여 구성된다.
이런 본 발명의 도광판은, 상기 퀀텀 레일(220)로 광이 입사되면, 입사된 광의 일부가 퀀텀 도트들에서 파장 변환되어 상기 매칭 물질막(230)으로 출사되고, 상기 광의 나머지는 투과되어 상기 매칭 물질막(230)으로 진행된다.
그리고, 상기 매칭 물질막(230)으로 입사된 광 중, 상기 퀀텀 레일(220)에서 파장 변환된 광은 투과되고, 상기 퀀텀 레일(220)에서 투과된 광은 상기 마이크로볼들의 코팅층에서 반사된다.
또, 상기 매칭 물질막(230)에서 투과 및 반사된 광은 상기 도광부(100)로 입사되고, 상기 도광부(100)에서 상기 광을 가이드하여 원하는 방향으로 출사된다.
여기서, 상기 퀀텀 레일(220)의 퀀텀 도트들에서 파장 변환된 광은 상기 퀀텀 레일(220)에서 투과된 광, 즉, 파장 변환되지 않은 광보다 지향 각도가 커지게 된다.
이때, 상기 퀀텀 레일(220)의 퀀텀 도트들에서 파장 변환된 광은 상기 매칭 물질막(230)에서 그대로 투과되고, 상기 퀀텀 레일(220)에서 파장 변환되지 않은 광은 상기 매칭 물질막(230)의 상기 마이크로볼들의 코팅층에서 반사되어 지향 각도가 커지게 된다.
결국, 상기 퀀텀 레일(220)의 퀀텀 도트들에서 파장 변환된 광과 상기 퀀텀 레일(220)에서 파장 변환되지 않은 광은 상기 매칭 물질막(230)을 통과하면서, 지향 각도가 유사하게 되어 상기 도광부로 입사되는 광의 지향 각도가 일정해져, 상기 도광부에서 색을 균일화시킬 수 있는 장점이 있다.
여기서, 상기 도광부(100)의 측면에, 상기 퀀텀 레일(220) 및 상기 매칭 물질막(230)이 위치되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 퀀텀 레일(220)과 상기 도광부(100)의 사이에, 상기 매칭 물질막(230)이 개재되어 있는 것이 바람직하다.
또, 상기 퀀텀 레일(220) 및 상기 도광부(100)는 상기 매칭 물질막(230)에 부착되어 있는 것이 바람직하다.
한편, 상기 퀀텀 레일(220)로 입사되는 상기 광을 출사하는 광원(300)이, 상기 퀀텀 레일(220)에 부착될 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 광원(300)과 상기 퀀텀 레일(220) 사이에는, 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막(210)이 개재되고, 상기 광원(300)과 상기 퀀텀 레일(220)은 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막(210)에 부착된다.
그리고, 상기 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막(230)은, 상기 퀀텀 레일(220)과 상기 도광부(100)와 유사한 굴절률을 갖는 투명한 물질막이며, 상기 퀀텀 레일(220)과 상기 도광부(100) 사이에서 굴절률에 의하여 반사되는 광손실을 방지한다.
또한, 상기 광원(300)은 복수개의 발광 다이오드들인 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명에 따른 도광판에서 광의 경로를 설명하기 위한 모식적인 일부 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 비교예를 도시한 개략적인 평면도이다.
본 발명에 따른 도광판은 일례로, 입사된 제 1 광(B)을 투과시키는 고분자 수지(223)와, 상기 제 1 광(B)을 제 2 광(R)으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지(223)에 분산된 제 1 퀀텀 도트들(221)과, 상기 제 1 광(B)을 제 3 광(G)으로 파장 변환시켜 출사시키며, 상기 고분자 수지(223)에 분산된 제 2 퀀텀 도트들(222)을 포함하는 퀀텀 레일(Quantum rail)(220)과; 상기 퀀텀 레일(220)에서 파장 변환된 상기 제 2와 제 3 광(R,G)을 투과시키고, 상기 퀀텀 레일(220)에서 파장 변환되지 않은 제 1 광(B)을 반사시킬 수 있는 코팅층이 일부에 형성된 마이크로볼들(231)이 분산되어 있는 매칭 물질막(230)과; 상기 매칭 물질막(230)에서 투과 및 반사된 제 1 내지 제 3 광(B,R,G)을 가이드하는 도광부(100)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 상기 퀀텀 레일(220)에는, 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막(210)에 광원(300)이 부착된다.
이러한 도광판은, 상기 광원(300)에서 방출된 제 1 광(B)은 상기 퀀텀 레일(220)의 고분자 수지(223)에서 그대로 투과되고, 상기 제 1 퀀텀 도트들(221)에서 제 2 광(R)으로 파장 변환되고, 상기 제 2 퀀텀 도트들(222)에서 제 3 광(G)으로 파장 변환된다.
그리고, 상기 퀀텀 레일(220)에서 파장 변환된 상기 제 2와 제 3 광(R,G) 및 파장 변환되지 않은 제 1 광(B)은 상기 마이크로볼들(231)이 분산되어 있는 매칭 물질막(230)으로 입사된다.
이때, 상기 퀀텀 레일(220)에서 파장 변환된 상기 제 2와 제 3 광(R,G)은 매칭 물질막(230)에서 투과되고, 상기 파장 변환되지 않은 제 1 광(B)은 상기 마이크로볼들(231)의 코팅층에서 반사된다.
그러므로, 상기 퀀텀 레일(220)에서 파장 변환된 상기 제 2와 제 3 광(R,G)보다 상대적으로 지향 각도가 작은 상기 파장 변환되지 않은 제 1 광(B)이 상기 마이크로볼들(231)의 코팅층에서 반사됨으로써 지향 각도가 커져, 상기 제 1 내지 제 3 광(B,R,G)의 지향 각도는 유사하게 된다.
즉, 상기 퀀텀 레일(220)에서 파장 변환된 상기 제 2와 제 3 광(R,G)은 광로나 각도의 변화가 거의 없이 상기 도광부(100)에 입사되는 반면에, 상대적으로 지향 각도가 작았던 상기 제 1 광(B)은 상기 마이크로볼들(231)의 코팅층에서 반사되어 진행하는 각도가 커져서 상기 도광부(100)로 입사된다.
여기서, 상기 제 1 광(B)은 청색광이고, 상기 제 2 광(G)은 적색광이며, 상기 제 3 광(G)은 녹색광인 것이 바람직하다.
상기 광원(300)은 복수개의 청색 발광 다이오드들인 것이 바람직하다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 퀀텀 레일(220)과 상기 도광부(100) 사이에, 상기 마이크로볼들(231)이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막(250)이 개재되어 있는 비교예의 도광판에서는 상기 파장 변환되지 않은 제 1 광(B)과 상기 퀀텀 레일(220)에서 파장 변환된 상기 제 2와 제 3 광(R,G)이, 지향 각도의 차이가 발생된다.
그러므로, 상기 도광부(100)으로 입사되는 제 1 내지 제 3 광(B,R,G)광의 각도 차가 발생되어, 전반사 특성에 의하여 광을 상기 도광부(100)의 전체 면으로 전달하는 상기 도광부(100) 앞부분(A)에서 전반사되지 않고, 색의 불균일 발생한다.
예컨대, 상기 제 1 광(B)은 청색광이고, 상기 제 2 광(G)이 적색광이며, 상기 제 3 광(G)이 녹색광인 경우, 상기 도광부(100) 앞부분(A)에서는 황색화 현상이 발생된다.
따라서, 본 발명의 도광판은 퀀텀 레일에서 광원의 광의 일부를 파장 변환시키고, 파장 변환된 광과 파장 변환되지 않은 광을 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막을 통하여 도광부에 입사시키는 구조를 갖으므로, 퀀텀 레일에서 출사된 파장 변환된 광과 파장 변환되지 않은 광의 지향 각도 차이를 제거하여 도광판에서 출사된 광의 색균일도 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있는 것이다.
도 4는 본 발명에 적용된 매칭 물질막에 분산된 마이크로볼을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
전술된 바와 같이, 마이크로볼(231)은 매칭 물질막에 분산되어 있다.
상기 마이크로볼(231)의 외주면 일부에는 코팅층(231b)이 형성되어 있고, 나머지 외주면(231a)에는 상기 코팅층(231b)이 형성되어 있지 않다.
상기 마이크로볼(231)은 광이 투과될 수 있는 모든 물질로 마이크로 크기의 볼 형태로 제작되면 된다.
이때, 상기 마이크로볼(231)의 재질은 유리인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 코팅층(231b)은 반사시키는 광인 청색광인 경우, MgF2, SiO2, ZrO3, MgF2, SiO2, ZrO3, Al2O3, MgO로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함한다.
상기 마이크로볼(231)은 복수개가 상기 매칭 물질막에 불규칙적으로 분산되어 있으며, 상기 청색광을 입사받는 상기 코팅층(231b)의 면적도 상기 복수개의 마이크로볼(231) 마다 상이하게 된다.
도 5는 본 발명에 적용된 퀀텀 레일의 일례를 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.
퀀텀 레일은 내부에 중공부(226)가 형성된 통체(225)와; 상기 통체(225)의 중공부(226)에 충진되며, 퀀텀 도트들이 분산된 고분자 수지를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 통체(225)는 광이 투과되고, 상기 고분자 수지와 굴절률 차이가 미미하여, 상기 통체(225)에서 입사되고 상기 고분자 수지를 통과하여 다시 상기 통체(225)로부터 출사되는 광이, 상기 통체(225)와 상기 고분자 수지의 계면에서 굴절률 차이에 의한 광 손실이 발생하지 않도록 설계하는 것이 좋다.
그리고, 상기 퀀텀 도트들이 분산된 고분자 수지는 전술된 바와 같이, 입사된 제 1 광을 투과시키는 고분자 수지와, 상기 제 1 광을 제 2 광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 1 퀀텀 도트들과, 상기 제 1 광을 제 3 광으로 파장 변환시켜 출사시키며, 상기 고분자 수지에 분산된 제 2 퀀텀 도트들을 포함하여 구성된다.
또, 상기 제 1 내지 제 3 광은 각각 파장이 다른 광이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판을 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도광판의 제조 방법은, 도광부(100)의 측면에 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막(230)을 형성한다.(도 6a)
그 다음, 상기 매칭 물질막(230)에 퀀텀 도트들이 분산된 고분자 수지를 포함된 퀀텀 레일(220)을 부착한다.(도 6b)
그리고, 본 발명의 도광판의 제조 방법은, 도 6c와 같이, 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막(210)을, 상기 퀀텀 레일(220)에 형성하고, 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막(210)에 복수개의 광원(300)을 부착하는 공정도 포함될 수 있다.
또, 상기 매칭 물질막(210,230)은 실리콘, 에폭시와 같은 경화성 물질로 구성될 수 있으며, 이 경우, 본 발명의 도광판의 제조 방법은 경화시키는 공정이 더 포함될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 일례의 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 다른 예의 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 또 다른 예의 구조를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판은 도광부(100)가 사각판 형상이며, 이 사각판 형상의 도광부(100)의 한 측면에 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막(230), 퀀텀 레일(220), 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막(210)과 복수개의 광원(300)이 순차적으로 배열되어 있는 구조로 도 7과 같이 구현될 수 있다.
예컨대, 도 7의 도광판 구조는 모바일(Mobile)용 휴대폰에 장착되는 백라이트 유닛(Backlight Unit)에 적용될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판은 상기 매칭 물질막(230), 퀀텀 레일(220), 매칭 물질막(210)과 복수개의 광원(300)이 상기 도광부(100)의 양측면 각각 또는 상기 도광부(100)의 4개의 측면 각각에 순차적으로 배열되어 있는 구조로 구현될 수 있다.
즉, 도 8에는 매칭 물질막, 퀀텀 레일, 매칭 물질막과 복수개의 광원으로 이루어진 구조물(510,520)이 상기 도광부(100)의 양측면 각각에 부착되어 있고, 도 9에는 매칭 물질막, 퀀텀 레일, 매칭 물질막과 복수개의 광원으로 이루어진 구조물(510,520,530,530)이 상기 도광부(100)의 4개의 측면 각각에 배열되어 있다.
한편, 본 발명의 도광판은 백라이트 유닛에 적용될 수 있다.
즉, 백라이트 유닛은 퀀텀 도트들이 분산된 고분자 수지를 포함하며, 입사된 광의 일부가 상기 퀀텀 도트들에서 파장 변환되어 출사되고, 상기 광의 나머지가 투과되는 퀀텀 레일과; 상기 퀀텀 레일에서 파장 변환된 광이 투과되고 상기 퀀텀 레일에서 투과된 광이 반사되는 코팅층이 일부에 형성된 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막과; 상기 매칭 물질막에서 투과 및 반사된 광을 가이드하는 도광부와; 상기 퀀텀 레일에 형성된 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막과; 상기 매칭 물질막에 부착되며, 상기 매칭 물질막을 통하여 상기 퀀텀 레일로 광을 출사시키는 복수개의 발광 다이오드들과; 상기 도광부에서 출사된 광을 확산시키는 확산시트를 포함하여 구성된다.
도 10은 본 발명에 따른 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 다른 실시예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 11은 도 10의 실시예의 퀀텀 레일에서 광이 진행되는 것을 설명하기 위한 모식적으로 도면이다.
본 발명의 다른 실시예의 도광판은 도 10과 같이, 도광판은, 광을 가이드하는 도광부(100)와; 상기 도광부(100)의 적어도 하나의 측면에 형성된 제 1 매칭 물질막(610)과; 상기 제 1 매칭 물질막(610)에 부착되며, 입사된 광의 일부가 상기 퀀텀 도트들에서 파장 변환되어 상기 제 1 매칭 물질막(610)으로 출사되고, 상기 광의 나머지가 투과되어 상기 제 1 매칭 물질막(610)으로 출사되는 퀀텀 레일(620)과; 상기 퀀텀 레일(620)에 형성된 제 2 매칭 물질막(630)과; 상기 제 2 매칭 물질막(630)에 부착된 복수개의 발광 다이오드들(640)을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 복수개의 발광 다이오드들(640)은 자외선 발광 다이오드들로 적용할 수 있다.
그리고, 상기 퀀텀 레일(620)은 도 11을 참조하면, 입사된 자외선을 투과시키는 고분자 수지(625)와, 상기 자외선을 적색광(R)으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지(625)에 분산된 제 1 퀀텀 도트들(621)과, 상기 자외선을 녹색광(G)으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지(625)에 분산된 제 2 퀀텀 도트들(622)과, 상기 자외선을 청색광(B)으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지(625)에 분산된 제 3 퀀텀 도트들(623)을 포함하여 구성된다.
그러므로, 본 발명의 다른 실시예의 도광판은 상기 자외선 발광 다이오드들에서 출사된 자외선은 상기 퀀텀 레일(620)의 제 1 내지 제 3 퀀텀 도트들(621,622,623)에서 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)로 파장 변환되어 도광부(100)로 입사되는 구조를 갖는다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (20)

  1. 퀀텀 도트(Quantum dot)들이 분산된 고분자 수지를 포함하며, 입사된 광의 일부가 상기 퀀텀 도트들에서 파장 변환되어 출사되고, 상기 광의 나머지가 투과되는 퀀텀 레일(Quantum rail)과;
    상기 퀀텀 레일에서 파장 변환된 광이 투과되고 상기 퀀텀 레일에서 투과된 광이 반사되는 코팅층이 일부에 형성된 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막과;
    상기 매칭 물질막에서 투과 및 반사된 광을 가이드하는 도광부를 포함하는 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 퀀텀 레일 및 상기 도광부는,
    상기 매칭 물질막에 부착되어 있는 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 퀀텀 레일에 형성되며, 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막과;
    상기 매칭 물질막에 부착되며, 상기 퀀텀 레일로 입사되는 상기 광을 출사하는 광원을 더 포함하는 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 광원은,
    복수개의 청색 발광 다이오드들인 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 도광부는 사각 판 형상이고,
    상기 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막, 퀀텀 레일, 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막과 광원은,
    상기 도광부의 한 측면, 양 측면, 4개의 측면 각각에 순차적으로 배열되어 있는 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 퀀텀 레일은,
    입사된 제 1 광을 투과시키는 고분자 수지와;
    상기 제 1 광을 제 2 광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 1 퀀텀 도트들과;
    상기 제 1 광을 제 3 광으로 파장 변환시켜 출사시키며, 상기 고분자 수지에 분산된 제 2 퀀텀 도트들을 포함하는 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막은,
    상기 퀀텀 레일에서 파장 변환된 상기 제 2와 제 3 광을 투과시키고, 상기 퀀텀 레일에서 파장 변환되지 않은 제 1 광을 반사시킬 수 있는 코팅층이 일부에 형성된 마이크로볼들이 분산되어 있는 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 광은 청색광이고,
    상기 제 2 광은 적색광이며,
    상기 제 3 광은 녹색광인 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 퀀텀 레일은,
    내부에 중공부가 형성된 통체와;
    상기 통체의 중공부에 충진되며, 퀀텀 도트들이 분산된 고분자 수지를 포함하는 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 매칭 물질막은,
    경화성 물질막인 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 코팅층은,
    MgF2, SiO2, ZrO3, Al2O3, MgO로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 마이크로볼의 재질은,
    유리인 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  13. 광을 가이드하는 도광부와;
    상기 도광부의 적어도 하나의 측면에 형성된 제 1 매칭 물질막과;
    상기 제 1 매칭 물질막에 부착되며, 입사된 광의 일부가 퀀텀 도트들에서 파장 변환되어 상기 제 1 매칭 물질막으로 출사되고, 상기 광의 나머지가 투과되어 상기 제 1 매칭 물질막으로 출사되는 퀀텀 레일과;
    상기 퀀텀 레일에 형성된 제 2 매칭 물질막과;
    상기 제 2 매칭 물질막에 부착된 복수개의 발광 다이오드들을 포함하는 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 복수개의 발광 다이오드들은,
    자외선 발광 다이오드들이고,
    상기 퀀텀 레일은,
    입사된 자외선을 투과시키는 고분자 수지와,
    상기 자외선을 적색광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 1 퀀텀 도트들과,
    상기 자외선을 녹색광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 2 퀀텀 도트들과,
    상기 자외선을 청색광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 3 퀀텀 도트들을 포함하는 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 복수개의 발광 다이오드들은,
    청색 발광 다이오드들이고,
    상기 퀀텀 레일은,
    입사된 청색광을 투과시키는 고분자 수지와,
    상기 청색광을 적색광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 1 퀀텀 도트들과,
    상기 청색광을 녹색광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 2 퀀텀 도트들을 포함하는 퀀텀 도트를 이용한 도광판.
  16. 퀀텀 도트들이 분산된 고분자 수지를 포함하며, 입사된 광의 일부가 상기 퀀텀 도트들에서 파장 변환되어 출사되고, 상기 광의 나머지가 투과되는 퀀텀 레일과;
    상기 퀀텀 레일에서 파장 변환된 광이 투과되고 상기 퀀텀 레일에서 투과된 광이 반사되는 코팅층이 일부에 형성된 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막과;
    상기 매칭 물질막에서 투과 및 반사된 광을 가이드하는 도광부와; 상기 퀀텀 레일에 형성된 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막과;
    상기 매칭 물질막에 부착되며, 상기 매칭 물질막을 통하여 상기 퀀텀 레일로 광을 출사시키는 복수개의 발광 다이오드들과;
    상기 도광부에서 출사된 광을 확산시키는 확산시트를 포함하는 백라이트 유닛.
  17. 도광부의 측면에 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막을 형성하는 단계와;
    상기 매칭 물질막에 퀀텀 도트들이 분산된 고분자 수지를 포함된 퀀텀 레일을 부착하는 단계를 포함하는 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 제조 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 퀀텀 레일에 상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막을 형성하는 단계와;
    상기 마이크로볼들이 분산되어 있지 않은 매칭 물질막에 복수개의 광원을 부착하는 단계를 더 포함하는 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 제조 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 매칭 물질막은 경화성 물질로 이루어진 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 제조 방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 복수개의 광원은,
    청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고;
    상기 퀀텀 레일은,
    상기 청색광을 투과시키는 고분자 수지와,
    상기 청색광을 적색광으로 파장 변환시켜 출사시키며 상기 고분자 수지에 분산된 제 1 퀀텀 도트들과,
    상기 청색광을 녹색광으로 파장 변환시켜 출사시키며, 상기 고분자 수지에 분산된 제 2 퀀텀 도트들을 포함하며;
    상기 마이크로볼들이 분산되어 있는 매칭 물질막은,
    상기 적색광 및 녹색광을 투과시키고, 상기 청색광을 반사시킬 수 있는 코팅층이 일부에 형성된 마이크로볼들이 분산되어 있는 퀀텀 도트를 이용한 도광판의 제조 방법.

















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