KR101283130B1 - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

표시장치가 개시된다. 표시장치는 도광판; 상기 도광판의 측면에 배치되는 광원; 상기 도광판 상에 배치되는 표시 패널을 포함하고, 상기 도광판은 호스트층; 및 상기 호스트층 내에 배치되는 다수 개의 파장 변환 입자들을 포함한다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}
실시예는 표시장치에 관한 것이다.
발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기를 자외선, 가시광선, 적외선 등으로 전환시키는 반도체 소자로서 주로 가전제품, 리모컨, 대형 전광판 등에 사용되고 있다.
고휘도의 LED 광원은 조명등으로 사용되고 있으며, 에너지 효율이 매우 높고 수명이 길어 교체 비용이 적으며 진동이나 충격에도 강하고 수은 등 유독물질의 사용이 불필요하기 때문에 에너지 절약, 환경보호, 비용절감 차원에서 기존의 백열전구나 형광등을 대체하고 있다.
또한, LED는 중대형 LCD TV, 모니터 등의 광원으로서도 매우 유리하다. 현재 LCD(Liquid Crystal Display)에 주로 사용되고 있는 냉음극 형광등(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp)에 비하여 색순수도가 우수하고 소비전력이 적으며 소형화가 용이하여 이를 적용한 시제품이 양산되고 있으며, 더욱 활발한 연구가 진행되고 있는 상태이다.
실시예는 향상된 색 재현성을 가지고, 간단한 구조를 가지는 표시장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 표시장치는 도광판; 상기 도광판의 측면에 배치되는 광원; 상기 도광판 상에 배치되는 표시 패널을 포함하고, 상기 도광판은 호스트층; 및 상기 호스트층 내에 배치되는 다수 개의 파장 변환 입자들을 포함한다.
일 실시예에 따른 표시장치는 광원; 상기 광원 상에 배치되는 확산판; 및 상기 확산판 상에 배치되는 표시패널을 포함하고, 상기 확산판은 상기 광원 상에 배치되는 베이스층; 및 상기 베이스층 내에 배치되는 다수 개의 파장 변환 입자들을 포함한다.
실시예에 따른 표시장치는 도광판 또는 확산판 내에 상기 파장 변환 입자들을 포함한다. 이에 따라서, 상기 도광판은 광을 가이드 기능 뿐만 아니라, 광의 파장 변환 기능도 가진다. 또한, 상기 확산판은 광 확산 기능 뿐만 아니라, 광의 파장 변환 기능도 가진다.
따라서, 실시예에 따른 표시장치는 간단하고, 슬림한 구조를 가질 수 있다. 즉, 실시예에 따른 표시장치는 광 변환 시트 등과 같은 추가적인 부재를 사용하지 않고도, 상기 광원으로부터 출사되는 광의 파장을 효과적으로 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 호스트층은 상기 광원으로부터 상기 도광판에 입사된 광의 파장을 바로 변환시킬 수 있다. 추가적으로, 상기 호스트층은 상기 확산판에 입사된 광의 파장을 바로 변환시킬 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 표시장치는 향상된 색 재현율 및 휘도를 가질 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 발광다이오드 및 도광판을 도시한 단면도이다.
도 3은 제 2 실시예에 따른 발광다이오드 및 도광판을 도시한 단면도이다.
도 4는 제 2 실시예에 따른 도광판에 의해서 광이 가이드되는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 제 3 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 발광다이오드 및 확산판을 도시한 단면도이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등이 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다. 도 2는 발광다이오드 및 도광판을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 액정표시장치는 백라이트 유닛(10) 및 액정패널(20)을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(10)은 상기 액정패널(20)에 광을 출사한다. 상기 백라이트 유닛(10)은 면 광원으로 상기 액정패널(20)의 하면에 균일하기 광을 조사할 수 있다.
상기 백라이트 유닛(10)은 상기 액정패널(20) 아래에 배치된다. 상기 백라이트 유닛(10)은 바텀 커버(100), 반사시트(200), 광원, 예를 들어, 다수 개의 발광다이오드들(300), 인쇄회로기판(301), 도광판(400) 및 다수 개의 광학 시트들(500)을 포함한다.
상기 바텀 커버(100)는 상부가 개구된 형상을 가진다. 상기 바텀 커버(100)는 상기 도광판(400), 상기 발광다이오드들(300), 상기 인쇄회로기판(301), 상기 반사시트(200) 및 상기 광학 시트들(500)을 수용한다.
상기 반사시트(200)는 상기 도광판(400) 아래에 배치된다. 더 자세하게, 상기 반사시트(200)는 상기 도광판(400) 및 상기 바텀 커버(100)의 바닥면 사이에 배치된다. 상기 반사시트(200)는 상기 도광판(400)의 하부면으로부터 출사되는 광을 상방으로 반사시킨다.
상기 발광다이오드들(300)은 광을 발생시키는 광원이다. 상기 발광다이오드들(300)은 상기 도광판(400)의 일 측면에 배치된다. 상기 발광다이오드들(300)은 광을 발생시켜서, 상기 도광판(400)의 측면을 통하여, 상기 도광판(400)에 입사시킨다.
상기 발광다이오드들(300)은 청색 광을 발생시키는 청색 발광다이오드 또는 자외선을 발생시키는 UV 발광다이오드일 수 있다. 즉, 상기 발광다이오드들(300)은 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광 또는 약 300㎚ 내지 약 400㎚ 사이의 파장대를 가지는 자외선을 발생시킬 수 있다.
상기 발광다이오드들(300)은 상기 인쇄회로기판(301)에 실장된다. 상기 발광다이오드들(300)은 상기 인쇄회로기판(301) 아래에 배치된다. 상기 발광다이오드들(300)은 상기 인쇄회로기판(301)을 통하여 구동신호를 인가받아 구동된다.
상기 인쇄회로기판(301)은 상기 발광다이오드들(300)에 전기적으로 연결된다. 상기 인쇄회로기판(301)은 상기 발광다이오드들(300)을 실장할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(301)은 상기 바텀 커버(100) 내측에 배치된다.
상기 도광판(400)은 상기 바텀 커버(100) 내에 배치된다. 상기 도광판(400)은 상기 반사시트(200) 상에 배치된다. 상기 도광판(400)은 상기 발광다이오드들(300)로부터 입사되는 광을 전반사, 굴절 및 산란을 통하여 상방으로 출사한다.
또한, 상기 도광판(400)은 상기 발광다이오드들(300)로부터 출사되는 광의 파장을 변환시킨다. 이와 같이 파장이 변환된 광 및 변환되지 않는 광은 상기 도광판(400)의 상면을 통하여 상방으로 출사된다.
예를 들어, 상기 발광다이오드들(300)이 청색 발광다이오드인 경우, 상기 도광판(400)은 상기 도광판(400)으로부터 상방으로 출사되는 청색광을 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 도광판(400)은 상기 청색광의 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 청색광의 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 발광다이오드들(300)이 UV 발광다이오드인 경우, 상기 도광판(400)은 상기 도광판(400)의 상면으로부터 출사되는 자외선을 청색광, 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 도광판(400)은 상기 자외선의 일부를 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광으로 변환시키고, 상기 자외선의 다른 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 자외선의 또 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
이에 따라서, 변환되지 않고 상기 도광판(400)의 상면으로 출사되는 광 및 상기 도광판(400)에 의해서 변환된 광들은 백색광을 형성할 수 있다. 즉, 청색광, 녹색광 및 적색광이 조합되어, 상기 액정패널(20)에는 백색광이 입사될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 도광판(400)은 호스트층(410), 다수 개의 파장 변환 입자들(420) 및 보호막(430)을 포함한다.
상기 호스트층(410)은 상기 반사시트(200) 상에 배치된다. 상기 호스트층(410)은 상기 파장 변환 입자들(420)을 둘러싼다. 즉, 상기 호스트층(410)은 상기 파장 변환 입자들(420)을 균일하게 내부에 분산시킨다. 상기 호스트층(410)은 폴리머로 구성될 수 있다. 상기 호스트층(410)은 투명하다. 즉, 상기 호스트층(410)은 투명한 폴리머로 형성될 수 있다.
상기 호스트층(410)으로 사용되는 물질의 예로서는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethaacrylate;PMMA) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate;PC) 등과 같은 폴리머 등을 들 수 있다. 상기 폴리머층의 두께는 약 0.5㎜ 내지 약 1.5㎜일 수 있다.
상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 호스트층(410) 내에 배치된다. 더 자세하게, 상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 호스트층(410)에 균일하게 분산될 수 있다.
상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 발광다이오드들(300)로부터 출사되는 광의 파장을 변환시킨다. 상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 발광다이오드들(300)로부터 출사되는 광을 입사받아, 파장을 변환시킨다. 예를 들어, 상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 발광다이오드들(300)로부터 출사되는 청색광을 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 파장 변환 입자들(420) 중 일부는 상기 청색광을 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 파장 변환 입자들(420) 중 다른 일부는 상기 청색광을 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
이와는 다르게, 상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 발광다이오드들(300)로부터 출사되는 자외선을 청색광, 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 파장 변환 입자들(420) 중 일부는 상기 자외선을 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광으로 변환시키고, 상기 파장 변환 입자들(420) 중 다른 일부는 상기 자외선을 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시킬 수 있다. 또한, 상기 파장 변환 입자들(420) 중 또 다른 일부는 상기 자외선을 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
즉, 상기 발광다이오드들(300)이 청색광을 발생시키는 청색 발광다이오드인 경우, 청색광을 녹색광 및 적색광으로 각각 변환시키는 파장 변환 입자들(420)이 사용될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 발광다이오드들(300)이 자외선을 발생시키는 UV 발광다이오드인 경우, 자외선을 청색광, 녹색광 및 적색광으로 각각 변환시키는 파장 변환 입자들(420)이 사용될 수 있다.
상기 파장 변환 입자들(420)은 다수 개의 양자점(QD, Quantum Dot)들일 수 있다. 상기 양자점은 코어 나노 결정 및 상기 코어 나노 결정을 둘러싸는 껍질 나노 결정을 포함할 수 있다. 또한, 상기 양자점은 상기 껍질 나노 결정에 결합되는 유기 리간드를 포함할 수 있다. 또한, 상기 양자점은 상기 껍질 나노 결정을 둘러싸는 유기 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 껍질 나노 결정은 두 층 이상으로 형성될 수 있다. 상기 껍질 나노 결정은 상기 코어 나노 결정의 표면에 형성된다. 상기 양자점은 상기 코어 나오 결정으로 입광되는 빛의 파장을 껍질층을 형성하는 상기 껍질 나노 결정을 통해서 파장을 길게 변환시키고 빛의 효율을 증가시길 수 있다.
상기 양자점은 Ⅱ족 화합물 반도체, Ⅲ족 화합물 반도체, Ⅴ족 화합물 반도체 그리고 VI족 화합물 반도체 중에서 적어도 한가지 물질을 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 상기 코어 나노 결정은 Cdse, InGaP, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS를 포함할 수 있다. 또한, 상기 껍질 나노 결정은 CuZnS, CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS를 포함할 수 있다. 상기 양자점의 지름은 1 nm 내지 10 nm일 수 있다.
상기 양자점에서 방출되는 빛의 파장은 상기 양자점의 크기 또는 합성 과정에서의 분자 클러스터 화합물(molecular cluster compound)와 나노입자 전구체 (precurser)의 몰분율 (molar ratio)에 따라 조절이 가능하다. 상기 유기 리간드는 피리딘(pyridine), 메르캅토 알콜(mercapto alcohol), 티올(thiol), 포스핀(phosphine) 및 포스핀 산화물(phosphine oxide) 등을 포함할 수 있다. 상기 유기 리간드는 합성 후 불안정한 양자점을 안정화시키는 역할을 한다. 합성 후에 댕글링 본드(dangling bond)가 외곽에 형성되며, 상기 댕글링 본드 때문에, 상기 양자점이 불안정해 질 수도 있다. 그러나, 상기 유기 리간드의 한 쪽 끝은 비결합 상태이고, 상기 비결합된 유기 리간드의 한 쪽 끝이 댕글링 본드와 결합해서, 상기 양자점을 안정화 시킬 수 있다.
특히, 상기 양자점은 그 크기가 빛, 전기 등에 의해 여기되는 전자와 정공이 이루는 엑시톤(exciton)의 보어 반경(Bohr raidus)보다 작게 되면 양자구속효과가 발생하여 띄엄띄엄한 에너지 준위를 가지게 되며 에너지 갭의 크기가 변화하게 된다. 또한, 전하가 양자점 내에 국한되어 높은 발광효율을 가지게 된다.
이러한 상기 양자점은 일반적 형광 염료와 달리 입자의 크기에 따라 형광파장이 달라진다. 즉, 입자의 크기가 작아질수록 짧은 파장의 빛을 내며, 입자의 크기를 조절하여 원하는 파장의 가시광선영역의 형광을 낼 수 있다. 또한, 일반적 염료에 비해 흡광계수(extinction coefficient)가 100~1000배 크고 양자효율(quantum yield)도 높으므로 매우 센 형광을 발생한다.
상기 양자점은 화학적 습식방법에 의해 합성될 수 있다. 여기에서, 화학적 습식방법은 유기용매에 전구체 물질을 넣어 입자를 성장시키는 방법으로서, 화학적 습식방법에 의해서, 상기 양자점이 합성될 수 있다.
상기 보호막(430)은 상기 호스트층(410)의 주위를 둘러싼다. 즉, 상기 보호막(430)은 상기 호스트층(410)의 외부 표면에 코팅될 수 있다. 더 자사하게, 상기 보호막(430)은 상기 호스트층(410)의 상면, 하면 및 측면에 코팅될 수 있다.
상기 보호막(430)은 무기 물질 및/또는 유기 물질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 보호막(430)은 무기 보호막, 유기 보호막 또는 유기-무기 보호막일 수 있다. 상기 보호막(430)은 단일층일 수 있다. 더 자세하게, 상기 보호막(430)은 유기 물질 및 무기 물질을 동시에 포함하는 단일층을 포함할 수 있다.
이와는 다르게, 상기 보호막(430)은 다층 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 보호막(430)은 유기 물질 및 무기 물질이 교대로 적층되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 보호막(430)은 상기 호스트층(410)의 상면에만 형성될 수 있다. 상기 보호막(430)은 상기 호스트층(410)의 하면에만 형성될 수 있다. 또한, 상기 보호막(430)은 상기 호스트층(410)의 상면 및 하면에 동시에 형성될 수 있다.
또한, 상기 보호막(430)은 유기 물질 및 무기 물질의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보호막(430)은 주로 유기 물질로 형성되고, 상기 무기 물질은 상기 유기 물질에 균일하게 분산되거나, 도핑될 수 있다.
예를 들어, 상기 무기 물질은 상기 유기 물질에 형성된 미세한 기공을 채울 수 있다. 예를 들어, 상기 유기 물질이 폴리머인 경우, 폴리머 분자들 사이에 미세한 기공이 형성될 수 있다. 이와 같은 기공에 상기 무기 물질이 배치될 수 있다.
또한, 상기 무기 물질은 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥사이드 나이트라이드, 실리콘 옥사이드 카바이드, 알루미늄 옥사이드 또는 나이오븀 옥사이드 등으로부터 선택될 수 있다.
또한, 상기 유기 물질은 폴리머일 수 있다. 상기 유기 물질은 폴리(파라-자일렌)(poly(para-xylene)) 등과 같은 파릴렌계(parylene) 수지일 수 있다.
상기 보호막(430)은 상기 유기 물질 및 상기 무기 물질을 포함하는 경우, 더 조밀한 구조를 가질 수 있다. 따라서, 상기 보호막(430)은 상기 파장 변환 입자들(420)을 산소 및/또는 습기로부터 상기 파장 변환 입자들(420)을 효과적으로 보호할 수 있다.
상기 보호막(430)은 상기 호스트층(410)을 물리적 및/또는 화학적인 충격으로부터 보호한다. 더 자세하게, 상기 보호막(430)은 상기 호스트층(410)의 상면, 하면 및 측면으로 습기 및/또는 산소 등이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
상기 도광판(400)은 다음과 같은 공정에 의해서 형성될 수 있다. 상기 호스트층(410)은 경화 공정, 사출 공정 또는 압출 공정 등에 의해서 형성될 수 있다. 상기 호스트층(410)이 형성되는 과정에서, 상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 호스트층(410)을 형성하기 위한 재료에 균일하게 분산된다.
예를 들어, 상기 호스트층(410)을 형성하기 위한 광 경화성 수지 조성물에 상기 파장 변환 입자들(420)이 균일하게 분산된다. 이후, 상기 광 경화성 수지 조성물은 경화되어, 상기 호스트층(410)이 형성될 수 있다.
이후, 상기 호스트층(410)에 상기 보호막(430)이 형성된다. 상기 보호막(430)은 증착 공정 또는 라미네이팅 공정 등에 의해서 형성될 수 있다.
상기 광학 시트들(500)은 상기 도광판(400) 상에 배치된다. 상기 광학 시트들(500)은 상기 도광판(400)의 상면으로부터 출사되는 광의 특성을 변화 또는 향상시켜서, 상기 광을 상기 액정패널(20)에 공급한다.
상기 광학 시트들(500)은 확산 시트(501), 제 1 프리즘 시트(502) 및 제 2 프리즘 시트(503)일 수 있다.
상기 확산 시트(502)는 상기 도광판(400) 상에 배치된다. 상기 확산 시트(502)는 통과되는 광의 균일도를 향상시킨다. 상기 확산 시트(501)는 다수 개의 비드들을 포함할 수 있다.
상기 제 1 프리즘 시트(502)는 상기 확산 시트(501) 상에 배치된다. 상기 제 2 프리즘 시트(503)는 상기 제 1 프리즘 시트(502) 상에 배치된다. 상기 제 1 프리즘 시트(502) 및 상기 제 2 프리즘 시트(503)는 통과하는 광의 직진성을 증가시킨다.
상기 액정패널(20)은 상기 광학시트들(500) 상에 배치된다. 또한, 상기 액정패널(20)은 패널 가이드(23) 상에 배치된다. 상기 액정패널(20)은 상기 패널 가이드(23)에 의해서 가이드될 수 있다.
상기 액정패널(20)은 통과하는 광의 세기를 조절하여 영상을 표시한다. 즉, 상기 액정패널(20)은 상기 백라이트 유닛(10)으로부터 출사되는 광을 사용하여, 영상을 표시하는 표시패널이다. 상기 액정패널(20)은 TFT기판(21), 컬러필터기판(22), 두 기판들 사이에 개재되는 액정층을 포함한다. 또한, 상기 액정패널(20)은 편광필터들을 포함한다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 TFT기판(21) 및 컬러필터기판(22)을 상세히 설명하면, 상기 TFT기판(21)은 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차하여 화소를 정의하고, 각각의 교차영역마다 박막 트랜지스터(TFT : thin flim transistor)가 구비되어 각각의 픽셀에 실장된 화소전극과 일대일 대응되어 연결된다. 상기 컬러필터기판(22)은 각 픽셀에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터, 이들 각각을 테두리 하며 게이트 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등을 가리는 블랙 매트릭스와, 이들 모두를 덮는 공통전극을 포함한다.
액정표시패널(210)의 가장자리에는 게이트 라인 및 데이터 라인으로 구동신호를 공급하는 구동 PCB(25)가 구비된다.
상기 구동 PCB(25)는 COF(Chip on film, 24)에 의해 액정패널(20)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 COF(24)는 TCP(Tape Carrier Package)로 변경될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 도광판(400) 내에 배치된다. 이에 따라서, 상기 도광판(400)은 광을 가이드 기능 뿐만 아니라, 광의 파장 변환 기능도 가진다.
따라서, 실시예에 따른 액정표시장치는 간단하고, 슬림한 구조를 가질 수 있다. 즉, 실시예에 따른 액정표시장치는 광 변환 시트 등과 같은 추가적인 부재를 사용하지 않고도, 상기 발광다이오드들(300)로부터 출사되는 광의 파장을 효과적으로 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 발광다이오드들(300)로부터 상기 도광판(400)에 입사된 광의 파장을 바로 변환시킬 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 액정표시장치는 향상된 색 재현율 및 휘도를 가질 수 있다.
도 3은 제 2 실시예에 따른 발광다이오드 및 도광판을 도시한 단면도이다. 도 4는 제 2 실시예에 따른 도광판에 의해서 광이 가이드되는 과정을 도시한 도면이다. 본 실시예에 대한 설명에 있어서, 앞선 실시예에 대한 설명 참조한다. 즉, 앞선 액정표시장치에 대한 설명은 변경된 부분을 제외하고, 본 액정표시장치에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 도광판(400)은 다수 개의 산란 비드들(440)을 포함한다.
상기 산란 비드들(440)은 상기 호스트층(410) 내에 배치된다. 상기 산란 비드들(440)은 상기 호스트층(410)에 삽입된다. 상기 산란 비드들(440)은 상기 호스트층(410) 내에 균일하게 분산된다.
이와는 다르게, 상기 광 경로 입자들은 상기 호스트층(410)에 일부 삽입될 수 있다. 즉, 상기 산란 비드들(440)의 일부는 상기 호스트층(410)으로부터 외부로 노출될 수 있다.
상기 산란 비드들(440)은 투명할 수 있다. 상기 산란 비드들(440)은 상기 호스트층(410)에 대해서 상대적으로 높거나 낮은 굴절율을 가질 수 있다. 상기 산란 비드들(440) 및 상기 호스트층(410) 사이의 굴절율은 약 0.1 내지 약 1.0일 수 있다.
상기 굴절율 차이에 의해서, 상기 산란 비드들(440)은 입사광의 경로를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 산란 비드들(440)은 반사 및/또는 굴절에 의해서, 입사광의 경로를 변경시킬 수 있다. 이에 따라서, 상기 산란 비드들(440)은 입사광을 산란 또는 분산시킬 수 있다.
상기 산란 비드들(440)로 사용되는 물질의 예로서는 티타늄 옥사이드 또는 실리카 등과 같은 무기 물질 또는 싸이클릭 올레핀 폴리머(cyclic olefin polymer) 등과 같은 폴리머 등을 들 수 있다.
상기 산란 비드들(440)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 상기 산란 비드들(440)은 구, 다면체, 원기둥 또는 다각 기둥 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 산란 비드들(440)은 상기 파장 변환 입자들(420)(532)보다 더 크다. 더 자세하게, 상기 산란 비드들(440)은 상기 파장 변환 입자들(420)(532)보다 100배 이상 더 클 수 있다. 예를 들어, 상기 산란 비드들(440)은 약 1㎛ 내지 약 10㎛의 직경을 가질 수 있다.
또한, 상기 산란 비드들(440)의 밀도는 발광다이오드들(300)로부터 거리에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 발광다이오드들(300)로부터 멀어질수록 상기 산란 비드들(440)의 밀도가 증가될 수 있다.
상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 산란 비드들(440)의 주위에 배치된다. 더 자세하게, 상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 산란 비드들(440)의 표면에 결합되어, 파장-경로 변환 복합체를 형성할 수 있다.
더 자세하게, 하나의 산란 비드(440)의 주위에 다수 개의 파장 변환 입자들(420)이 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 파장 변환 입자들(420)이 양자 점인 경우, 상기 양자점을 안정화시키기 위해서 결합된 리간드가 상기 산란 비드(440)에 결합될 수 있다.
이와 같이, 각각의 산란 비드(440) 및 이에 결합되는 파장 변환 입자들(420)은 파장 경로 변경 복합체를 구성할 수 있다.
상기 파장-경로 변경 복합체는 다음과 같은 과정에 의해서 형성될 수 있다.
먼저, 상기 산란 비드들(440)이 무기 물질로 형성되는 경우, 상기 산란 비드들(440)은 상기 양자점에 결합된 리간드와 반응하여, 상기 파장 경로 변경 복합체가 형성될 수 있다.
더 자세하게, 상기 산란 비드들(440)이 유기 용매에 균일하게 분산되고, 상기 리간드와 결합한 양자점을 포함하는 용액이 첨가되고, 소정의 온도에서, 소정의 시간동안 반응하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 산란 비드들(440)이 폴리머로 형성되는 경우, 상기 산란 비드들(440)이 형성되는 과정에서 상기 파장 변환 입자들(420)이 결합될 수 있다.
더 자세하게, 상기 산란 비드들(440)이 형성되기 위해서, 유기 용매 및 단량체가 균일하게 분산된다. 이후, 상기 유기 용매 및 상기 단량체는 소정의 온도까지 상승하고, 상기 단량체는 서로 결합되어, 마이크로 사이즈의 상기 산란 비드들(440)이 형성된다.
이후, 상기 산란 비드(440)가 형성된 반응계에, 리간드가 결합된 양자점이 첨가되고, 상기 산란 비드(440)의 주위에 상기 리간드가 결합된다.
이후, 상기 반응계는 퀀칭(quenching)되도록 급랭되고, 상기 파장 경로 변경 복합체가 형성될 수 있다. 이때, 상기 유기 용매는 휘발되어 제거될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 발광다이오드들(300)로부터 출사되는 광은 상기 도광판(400) 내에서 전반사되다가, 상기 산란 비드들(440)에 의해서 전반사 임계각보다 더 큰 각도로 경로가 변경되어, 상방으로 출사된다.
이때, 상기 산란 비드(440) 주위에 상기 파장 변환 입자들(420)이 배치되므로, 상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 산란 비드(440)에 의해서 경로가 변경되기 바로 직전 또는 직후의 광의 파장을 변환시킬 수 있다.
따라서, 상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 도광판(400)의 상면으로 출사되는 광을 선택하여, 효과적으로 파장을 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 산란 비드(440)는 입사광을 반사시키거나, 굴절시켜서, 경로를 변경시킨다. 따라서, 상기 산란 비드(440)에 입사되는 광의 경로는 상기 산란 비드(440)에 의해서, 더 길어질 수 있다.
이때, 상기 파장 변환 입자들(420)은 상기 산란 비드(440) 주위에 배치되므로, 상기 산란 비드(440)에 입사되는 광은 더 길어진 경로에 의해서, 상기 파장 변환 입자들(420)에 효율적으로 입사될 수 있다.
따라서, 상기 도광판(400)은 적은 양의 파장 변환 입자들(420)을 사용하여, 상기 발광다이오드들(300)로부터 출사되는 광의 파장을 효과적으로 변환시킬 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 도광판(400)이 적용되는 액정표시장치는 향상된 색재현성 및 휘도를 가질 수 있다.
도 5는 제 3 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다. 도 6은 발광다이오드 및 확산판을 도시한 단면도이다. 본 실시예에 대한 설명에 있어서, 앞선 실시예들에 대한 설명 참조한다. 즉, 앞선 액정표시장치들에 대한 설명은 변경된 부분을 제외하고, 본 액정표시장치에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 실시예에 따른 액정표시장치는 백라이트 유닛(10) 및 액정패널(20)을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(10)은 상기 액정패널(20) 아래에 배치된다. 상기 백라이트 유닛(10)은 바텀 커버(100), 다수 개의 발광다이오드들(300), 인쇄회로기판(301), 확산판(600) 및 다수 개의 광학 시트들(500)을 포함한다.
상기 확산판(600)은 상기 발광다이오드들(300) 상에 배치된다. 상기 발광다이오드들(300)은 상방을 향하여, 상기 확산판(600)에 직접 광을 출사한다.
상기 확산판(600)은 입사광의 파장을 변화시키며, 동시에, 출사광의 균일도를 향상시킨다.
예를 들어, 상기 발광다이오드들(300)이 청색 발광다이오드인 경우, 상기 확산판(600)은 상기 확산판(600)으로부터 상방으로 출사되는 청색광을 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 확산판(600)은 상기 청색광의 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 청색광의 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 발광다이오드들(300)이 UV 발광다이오드인 경우, 상기 확산판(600)은 상기 확산판(600)의 상면으로부터 출사되는 자외선을 청색광, 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 확산판(600)은 상기 자외선의 일부를 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광으로 변환시키고, 상기 자외선의 다른 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 자외선의 또 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
이에 따라서, 변환되지 않고 상기 확산판(600)의 상면으로 출사되는 광 및 상기 확산판(600)에 의해서 변환된 광들은 백색광을 형성할 수 있다. 즉, 청색광, 녹색광 및 적색광이 조합되어, 상기 액정패널(20)에는 백색광이 입사될 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 확산판(600)은 베이스층(610), 다수 개의 파장 변환 입자들(620), 확산 패턴(650) 및 보호막(630)을 포함한다.
상기 베이스층(610)은 상기 발광다이오드들(300) 상에 배치된다. 또한, 상기 베이스층(610)은 상기 인쇄회로기판(301) 상에 배치된다. 상기 베이스층(610)은 상기 발광다이오드들(300)을 덮는다.
상기 베이스층(610)으로 사용되는 물질의 예로서는 폴리메틸메타아크릴레이트 또는 폴리카보네이트 등과 같은 투명한 폴리머 등을 들 수 있다.
상기 파장 변환 입자들(620)은 상기 베이스층(610) 내에 배치된다. 상기 파장 변환 입자들(620)은 상기 베이스층(610)에 삽입된다. 더 자세하게, 상기 파장 변환 입자들(620)은 상기 베이스층(610)에 균일하게 분산된다.
상기 파장 변환 입자들(620)은 입사광의 파장을 변환시킨다. 즉, 상기 파장 변환 입자들(620)은 상기 발광다이오드드로부터 출사되는 광의 파장을 변환시킨다. 상기 파장 변환 입자들(620)은 앞선 실시예들에서의 파장 변환 입자들(620)과 실질적으로 동일한 특성을 가질 수 있다.
상기 확산 패턴(650)은 상기 베이스층(610) 상에 배치된다. 상기 확산 패턴(650)은 통과하는 광의 균일도를 향상시킨다. 상기 확산 패턴(650)은 상방으로 돌출되는 엠보싱 형상을 가질 수 있다.
상기 확산 패턴(650)은 상기 베이스층(610)과 일체로 형성될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 확산 패턴(650)은 상기 베이스층(610) 상에 배치되는 비드들 일 수 있다.
상기 보호막(630)은 상기 베이스층(610)의 하면을 덮는다. 상기 보호막(630)은 상기 베이스층(610)의 하면 전체에 코팅될 수 있다. 또한, 상기 보호막(630)은 상기 확산 패턴(650)을 덮는다. 더 자세하게, 상기 보호막(630)은 상기 확산 패턴(650) 전체를 덮을 수 있다.
또한, 상기 보호막(630)은 상기 베이스층(610)의 측면을 덮을 수 있다. 즉, 상기 보호막(630)은 상기 베이스층(610) 및 상기 확산 패턴(650)의 외부면 전체를 덮을 수 있다.
상기 보호막(630)은 앞서 설명한 실시예에서의 보호막(630)과 실질적으로 동일한 특성을 가질 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 파장 변환 입자들(620)은 상기 확산판(600) 내에 배치된다. 이에 따라서, 상기 확산판(600)은 광의 확산 기능 뿐만 아니라, 광의 파장 변환 기능도 가진다.
따라서, 실시예에 따른 액정표시장치는 간단하고, 슬림한 구조를 가질 수 있다. 즉, 실시예에 따른 액정표시장치는 광 변환 시트 등과 같은 추가적인 부재를 사용하지 않고도, 상기 발광다이오드들(300)로부터 출사되는 광의 파장을 효과적으로 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 파장 변환 입자들(620)은 상기 발광다이오드들(300)로부터 상기 확산판(600)에 입사된 광의 파장을 바로 변환시킬 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 액정표시장치는 향상된 색 재현율 및 휘도를 가질 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 도광판;
    상기 도광판의 측면에 배치되는 광원;
    상기 도광판 상에 배치되는 표시 패널을 포함하고,
    상기 도광판은
    호스트층;
    상기 호스트층 내에 배치되는 다수 개의 양자점들;
    상기 호스트층 내에 배치되어 상기 광원으로부터 멀어질수록 밀도가 증가하는 비드; 및
    상기 호스트층을 둘러싸고, 유기 무질과 무기 물질을 동시에 포함하는 보호막을 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 양자점들은 상기 호스트층 내에 분산되는 표시장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 양자점들은 상기 비드의 주위에 배치되는 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 양자점들은 상기 비드와 결합되는 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 비드는 상기 호스트층과 다른 굴절율을 가지는 표시장치.
  8. 광원;
    상기 광원 상에 배치되는 확산판; 및
    상기 확산판 상에 배치되는 표시패널을 포함하고,
    상기 확산판은
    상기 광원 상에 배치되는 베이스층;
    상기 베이스층 내에 배치되는 다수 개의 양자점들;
    상기 베이스층 상에 배치되는 확산 패턴;
    상기 베이스층 아래에 배치되는 제 1 보호막; 및
    상기 베이스층 상에서 상기 확산 패턴을 덮는 제 2 보호막을 포함하고,
    상기 확산 패턴은 비드이며,
    상기 제 1 보호막 및 제 2 보호막은 유기 물질과 무기 물질을 동시에 포함하는 표시장치.
  9. 삭제
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