KR101936116B1 - 광학 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
광학 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법이 개시된다. 광학 부재는 배리어 필름; 상기 배리어 필름 상에 접착되고, 다수 개의 파장 변환 입자들을 포함하고, 점착제를 포함하는 점착층; 및 상기 점착층 상에 배치되고, 상기 점착층으로부터 탈착되는 탈착 필름을 포함한다.
Description
실시예는 광학 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 종래의 CRT를 대신하여 액정표시장치(LCD), PDP(plasma display panel), OLED(organic light emitting diode) 등의 평판표시장치가 많이 개발되고 있다.
이 중 액정표시장치는 박막트랜지스터 기판, 컬러필터 기판 그리고 양 기판 사이에 액정이 주입되어 있는 액정표시패널을 포함한다. 액정표시패널은 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판의 하면에는 빛을 공급하기 위한 백라이트 유닛이 위치한다. 백라이트 유닛에서 조사된 빛은 액정의 배열상태에 따라 투과량이 조정된다.
백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 에지형과 직하형으로 구분된다. 에지형은 도광판의 측면에 광원이 설치되는 구조이다.
직하형은 액정표시장치의 크기가 대형화되면서 중점적으로 개발된 구조로서, 액정표시패널의 하부면에 하나 이상의 광원을 배치시켜 액정표시패널에 전면적으로 빛을 공급하는 구조이다.
이러한 직하형 백라이트 유닛은 에지형 백라이트 유닛에 비해 많은 수의 광원을 이용할 수 있어 높은 휘도를 확보할 수 있는 장점이 있는 반면, 휘도의 균일성을 확보하기 위하여 에지형에 비하여 두께가 두꺼워지는 단점이 있다.
이를 극복하기 위해, 백라이트 유닛을 구성하는 청색 광을 발진하는 블루 LED의 전방에 청색 광을 받으면 적색파장 또는 녹색파장으로 변환되는 다수의 양자점이 분산된 양자점바를 구비시켜, 상기 양자점바에 청색 광을 조사함으로써, 양자점바에 분산된 다수의 양자점들에 의해 청색광, 적색 광 및 녹색 광이 혼합된 광이 도광판으로 입사되어 백색광을 제공한다.
이때, 상기 양자점바를 이용하여 도광판에 백색광을 제공할 경우 고색재현을 구현할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 청색 광을 발진하는 블루 LED의 일측에 LED와 신호를 전달하고, 전원공급하기 위한 FPCB(Flexible Printed Circuits Board)가 구비되며, FPCB의 하면에는 접착부재가 더 구비될 수 있다.
이와 같이, 블루 LED로부터 발진하는 광이 누출되면 양자점바를 통해 도광판에 제공되는 백색광을 사용하여 다양한 형태로 영상을 표시하는 표시장치가 널리 사용되고 있다.
이와 같은 양자점이 적용된 표시장치에 관하여, 한국 특허 공개 공보 10-2011-0068110 등에 개시되어 있다.
실시예는 사용이 용이하고, 향상된 신뢰성을 가지는 광학 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학 부재는 배리어 필름; 상기 배리어 필름 상에 접착되고, 다수 개의 파장 변환 입자들을 포함하고, 점착제를 포함하는 점착층; 및 상기 점착층 상에 배치되고, 상기 점착층으로부터 탈착되는 탈착 필름을 포함한다.
실시예에 따른 표시장치는 광원; 상기 광원으로부터 출사되는 광의 파장을 변환시키는 파장 변환부; 및 상기 파장 변환부로부터 출사되는 광이 입사되는 표시패널을 포함하고, 상기 파장 변환부는 배리어 필름; 및 상기 배리어 필름에 접착되고, 다수 개의 파장 변환 입자들을 포함하는 점착층을 포함한다.
실시예에 따른 광학 부재의 제조방법은 다수 개의 파장 변환 입자들을 포함하는 점착제 조성물을 형성하고, 상기 점착제 조성물을 배리어 필름 상에 코팅하여, 예비 점착층을 형성하고, 상기 예비 점착층을 경화하여 점착층을 형성하고, 상기 점착층 상에 탈착 필름을 라미네이트하는 것을 포함한다.
실시예에 따른 광학 부재는 상기 점착층 및 상기 탈착 필름을 포함한다. 이에 따라서, 실시예에 따른 광학 부재는 상기 탈착 필름을 제거하고, 상기 점착층을 통하여, 다양한 부재에 용이하게 접착될 수 있다.
특히, 실시예에 따른 광학 부재는 외장재로 용이하게 적용될 수 있다. 또한, 실시예에 따른 광학 부재는 상기 탈착 필름을 포함한 상태에서, 롤 형태로 용이하게 보관될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 광학 부재는 도광판, 상기 표시 패널 및 광학 시트 등에 입사광의 파장을 변환시키기 위해서, 다양하게 적용될 수 있다. 이때, 상기 배리어 필름에 의해서, 상기 파장 변환 입자들이 외부의 습기 및/또는 산소 등에 의해서 보호될 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 광학 부재는 향상된 신뢰성 및 내구성을 가질 수 있다.
도 1 내지 도 3은 실시예에 따른 파장 변환 테이프를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 4 및 도 5는 실시예에 따른 파장 변환 테이프를 다른 부재에 접착시키는 과정을 도시한 도면들이다.
도 6은 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 파장 변환부 및 도광판을 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 9는 제 2 실시예에 따른 파장 변환부 및 확산 시트를 도시한 단면도이다.
도 10은 제 3 실시예에 따른 파장 변환부 및 프리즘 시트를 도시한 단면도이다.
도 11은 제 4 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 12는 제 4 실시예에 따른 도광판, 발광다이오드 및 파장 변환부의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 13은 제 5 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5는 실시예에 따른 파장 변환 테이프를 다른 부재에 접착시키는 과정을 도시한 도면들이다.
도 6은 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 파장 변환부 및 도광판을 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 9는 제 2 실시예에 따른 파장 변환부 및 확산 시트를 도시한 단면도이다.
도 10은 제 3 실시예에 따른 파장 변환부 및 프리즘 시트를 도시한 단면도이다.
도 11은 제 4 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 12는 제 4 실시예에 따른 도광판, 발광다이오드 및 파장 변환부의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 13은 제 5 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
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 1 내지 도 3은 실시예에 따른 파장 변환 테이프를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다. 도 4 및 도 5는 실시예에 따른 파장 변환 테이프를 다른 부재에 접착시키는 과정을 도시한 도면들이다.
실시예에 따른 파장 변환 테이프는 다음과 같은 과정에 의해서 형성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 배리어 필름(310)이 제공된다.
상기 배리어 필름(310)은 투명하다. 상기 배리어 필름(310)은 낮은 산소 투과율 및 습기 투과율을 가질 수 있다. 상기 배리어 필름(310)은 일 방향으로 연장되는 형상을 가질 수 있다 상기 배리어 필름(310)은 롤 등에 감긴 상태에서 공급될 수 있다. 상기 배리어 필름(310)은 투명한 폴리머층(311) 및 무기막(312)을 포함할 수 있다.
상기 폴리머층(311)으로 폴리머가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리머층(311)으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyehtyleneterephtalate;PET) 등이 사용될 수 있다. 상기 폴리머층(311)은 플렉서블(flexible)할 수 있다.
상기 무기막(312)은 상기 폴리머층(311)에 코팅된다. 더 자세하게, 상기 무기막(312)은 상기 폴리머층(311)의 상면 및/또는 하면에 전체적으로 형성될 수 있다. 상기 무기막(312)은 스퍼터링 공정, 화학적 기상 증착 공정 또는 증발법 등과 같은 다양한 방법에 의해서 형성될 수 있다.
상기 무기막(312)으로 사용될 수 있는 물질이 예로서는 실리콘 옥사이드(SiXOY), 실리콘 카바이드 옥사이드(SiXCYOZ), 실리콘 옥사이드 나이트라이드(SiXOYNZ) 또는 알루미늄 옥사이드(AlXOY) 등을 들 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 배리어 필름(310) 상에 점착층(321)이 형성된다.
먼저, 상기 점착층(321)이 형성되기 위해서, 다수 개의 파장 변환 입자들(322)을 포함하는 점착제 조성물이 형성된다.
상기 점착제 조성물은 아크릴계 중합체, 고무계 중합체 또는 실리콘계 중합체를 포함할 수 있다. 상기 주성분인 아크릴계 중합체, 고무계 중합체 또는 실리콘계 중합체는 전체 점착제 조성물에 대해서, 약 40wt% 내지 90wt%의 비율로 포함될 수 있다.
상기 아크릴계 중합체로 일반적으로 알킬 그룹의 탄소수가 2 내지 14인 아크릴산 알킬 에스테르, 메타크릴산 알킬 에스테르의 1종 또는 2종을 주된 단량체로서 40중량% 이상을 함유하며, 잔여 부분을 상기한 에스테르류와 공중합할 수 있는 불포화 카복실산과 같은 관능기 함유 단량체 또는 스티렌, 아세트산비닐, 아크릴로니트릴 등의 개질용 단량체를 공중합시켜 이루어진 것을 들 수 있으며, 이들의 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
상기 고무계 중합체로 천연고무, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 공중합체 등을 들 수 있으며, 이들의 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
상기 실리콘계 중합체로는, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리오가노실록산(polyorganosiloxane)이나 이들의 혼합 변성물을 들 수 있으며, 통상적으로 실리콘 오일을 주성분으로 하고 적합한 실리콘 수지를 박리 조절제로서 첨가할 수 있다.
또한, 상기 점착제 조성물은 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(ehtylene glycol monobutyl ether acetate), 포화 로진 에스테르(hydrogenated rosin ester) 또는 비닐 아세테이트(vinyl acetate) 등과 같은 가교제를 더 포함할 수 있다. 상기 가교제는 전체 점착제 조성물에 대해서, 약 1wt% 내지 약 5wt%의 비율로 포함될 수 있다.
또한, 상기 점착제 조성물은 프로판올(propan-2-ol) 등과 같은 알콜을 용매로 더 포함할 수 있다. 상기 용매는 전제 점착제 조성물에 대해서, 약 10wt% 내지 약 29wt%의 비율로 포함될 수 있다.
이외에도, 상기 점착제 조성물은 분산제 등과 같은 다양한 첨가제를 포함할 수 있다.
더 구체적으로, 상기 점착제 조성물은 아크릴레이트 아세테이트 공중합체, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트, 포화 로진 에스테르, 비닐 아세테이트 및 프로판올을 포함할 수 있다.
이때, 상기 아클릴레이트 아세테이트 공중합체는 약 40wt% 내지 약 90wt%의 비율로, 상기 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르는 약 1wt% 내지 약 10wt%의 비율로, 상기 포화 로진 에스테르는 약 1wt% 내지 약 10wt%의 비율로, 상기 비닐 아세테이트는 약 1wt% 내지 약 5wt%의 비율로, 상기 프로판올은 약 8wt% 내지 약 40wt%의 비율로, 상기 점착제 조성물에 포함될 수 있다.
이후, 상기 점착제 조성물에 다수 개의 파장 변환 입자들(322)이 균일하게 분산된다. 상기 파장 변환 입자들(322)은 양자점(qunatum dot)일 수 있다. 양자점에 대한 자세한 설명은 다음에서 자세하게 설명한다.
이후, 상기 점착제 조성물은 스프레이 코팅, 스핀 코팅 또는 슬롯 코팅 등과 같은 공정에 의해서, 상기 배리어 필름(310) 상에 코팅된다. 이에 따라서, 상기 배리어 필름(310) 상에 상기 점착제 조성물을 포함하는 예비 점착층이 형성된다.
이후, 상기 배리어 필름(310) 상의 예비 점착층은 자외선 및/또는 열에 의해서 경화되고, 상기 배리어 필름(310) 상에 점착층(321)이 형성된다.
상기 점착층(321)은 실리콘계 점착제, 고무계 점착제 또는 아크릴계 점착제를 포함한다. 즉, 상기 점착제 조성물에 실리콘계 중합체가 주로 첨가되면, 상기 점착층(321)에 실리콘계 점착제가 주로 포함될 수 있다. 또한, 상기 점착제 조성물에 고무계 중합체가 주로 첨가되면, 상기 점착층(321)에 고무계 점착제가 주로 포함될 수 있다. 또한, 상기 점착제 조성물에 상기 아크릴계 점착제가 주로 첨가되면, 상기 점착층(321)은 아크릴계 점착제로 구성될 수 있다. 이때, 상기 점착층(321)에 포함된 점착제의 점도는 약 5000cP 내지 약 20000 cP일 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 점착층(321) 상에 탈착 필름(330)이 라미네이트된다. 상기 탈착 필름(330)은 에틸렌테레프탈레이트 등과 같은 투명한 폴리머가 사용될 수 있다. 상기 탈착 필름(330)은 용이하게 탈착될 수 있도록 표면처리될 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 파장 변환 테이프(301)가 형성될 수 있다. 상기 파장 변환 테이프(301)는 다음과 같이 사용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 점착층(321)으로부터 탈착 필름(330)이 탈착된다. 이에 따라서, 상기 점착층(321)이 외부에 노출될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 노출된 점착층(321)은 다른 부재(5)에 접착될 수 있다. 상기 부재(5)는 전자 기기의 외장재일 수 있다. 또한, 상기 부재(5)의 표시장치의 일 구성요소일 수 있다. 즉, 실시예에 따른 파장 변환 테이프(301)는 표시장치의 일 구성 요소에 적용되는 광학 부재일 수 있다.
이와 같이, 실시예에 따른 파장 변환 테이프(301)는 상기 탈착 필름(330)을 제거하고, 상기 점착층(321)을 통하여, 다양한 부재에 용이하게 접착될 수 있다.
특히, 실시예에 따른 파장 변환 테이프(301)는 외장재로 용이하게 적용될 수 있다. 또한, 실시예에 따른 광학 부재는 상기 탈착 필름(330)을 포함한 상태에서, 롤 형태로 용이하게 보관될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 파장 변환 테이프(301)는 상기 배리어 필름(310)에 의해서, 상기 파장 변환 입자들(322)을 외부의 습기 및/또는 산소로부터 효율적으로 보호할 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 파장 변환 테이프(301)는 향상된 신뢰성 및 내구성을 가질 수 있다.
도 6은 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다. 도 7은 파장 변환부 및 도광판을 도시한 사시도이다. 도 8은 도 7에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 본 실시예에 있어서, 앞서 설명한 파장 변환 테이프에 대한 설명을 참조한다. 즉, 앞선 실시예에 대한 설명은 본 실시예에 대한 설명에 변경된 부분을 제외하고, 본질적으로 결합될 수 있다.
도 6 내지 도 8을 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), 도광판(200), 반사시트(201), 파장 변환부(300), 다수 개의 발광다이오드들(400), 인쇄회로기판(401) 및 다수 개의 광학 시트들(500)을 포함한다.
상기 바텀 커버(100)는 상부가 개구된 형상을 가진다. 상기 바텀 커버(100)는 상기 도광판(200), 상기 발광다이오드들(400), 상기 인쇄회로기판(401), 상기 반사시트(201) 및 상기 광학 시트들(500)을 수용한다.
상기 도광판(200)은 상기 바텀 커버(100) 내에 배치된다. 상기 도광판(200)은 상기 반사시트(201) 상에 배치된다. 상기 도광판(200)은 상기 발광다이오드들(400)로부터 입사되는 광을 전반사, 굴절 및 산란을 통하여 상방으로 출사한다.
상기 반사시트(201)는 상기 도광판(200) 아래에 배치된다. 더 자세하게, 상기 반사시트(201)는 상기 도광판(200) 및 상기 바텀 커버(100)의 바닥면 사이에 배치된다. 상기 반사시트(201)는 상기 도광판(200)의 하부면으로부터 출사되는 광을 상방으로 반사시킨다.
상기 발광다이오드들(400)은 광을 발생시키는 광원이다. 상기 발광다이오드들(400)은 상기 도광판(200)의 일 측면에 배치된다. 상기 발광다이오드들(400)은 광을 발생시켜서, 상기 도광판(200)의 측면을 통하여, 상기 도광판(200)에 입사시킨다.
상기 발광다이오드들(400)은 청색 광을 발생시키는 청색 발광다이오드 또는 자외선을 발생시키는 UV 발광다이오드일 수 있다. 즉, 상기 발광다이오드들(400)은 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색 광 또는 약 300㎚ 내지 약 400㎚ 사이의 파장대를 가지는 자외선을 발생시킬 수 있다.
상기 발광다이오드들(400)은 상기 인쇄회로기판(401)에 실장된다. 상기 발광다이오드들(400)은 상기 인쇄회로기판(401) 아래에 배치된다. 상기 발광다이오드들(400)은 상기 인쇄회로기판(401)을 통하여 구동신호를 인가받아 구동된다.
상기 인쇄회로기판(401)은 상기 발광다이오드들(400)에 전기적으로 연결된다. 상기 인쇄회로기판(401)은 상기 발광다이오드들(400)을 실장할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(401)은 상기 바텀 커버(100) 내측에 배치된다.
상기 파장 변환부(300)는 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 광의 파장을 변환시킨다. 상기 파장 변환부(300)는 입사되는 광의 파장을 변환하여 상방으로 출사할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광다이오드들(400)이 청색 발광다이오드인 경우, 상기 파장 변환부(300)는 상기 도광판(200)으로부터 상방으로 출사되는 청색 광을 녹색 광 및 적색 광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 파장 변환부(300)는 상기 청색 광의 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색 광으로 변환시키고, 상기 청색 광의 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색 광으로 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 발광다이오드들(400)이 UV 발광다이오드인 경우, 상기 파장 변환부(300)는 상기 도광판(200)의 상면으로부터 출사되는 자외선을 청색 광, 녹색 광 및 적색 광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 파장 변환부(300)는 상기 자외선의 일부를 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색 광으로 변환시키고, 상기 자외선의 다른 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색 광으로 변환시키고, 상기 자외선의 또 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색 광으로 변환시킬 수 있다.
이에 따라서, 변환되지 않고 상기 파장 변환부(300)를 통과하는 광 및 상기 파장 변환부(300)에 의해서 변환된 광들은 백색 광을 형성할 수 있다. 즉, 청색 광, 녹색 광 및 적색 광이 조합되어, 상기 액정패널(20)에는 백색 광이 입사될 수 있다.
즉, 상기 파장 변환부(300)는 입사광의 파장을 변환시키는 파장 변환 부재에 해당된다. 즉, 상기 파장 변환부(300)는 입사광의 특성을 변화시키는 광학 부재이다.
상기 파장 변환부(300)는 상기 도광판(200) 상에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 파장 변환부(300)는 상기 도광판(200) 및 상기 액정패널(20) 사이에 배치된다. 더 자세하게, 상기 파장 변환부(300)는 상기 도광판의 상면에 접착될 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 파장 변환부(300)는 점착층(321), 다수 개의 파장 변환 입자들(322) 및 배리어 필름(310)을 포함한다.
상기 점착층(321)은 상기 파장 변환 입자들(322)을 둘러싼다. 즉, 상기 점착층(321)은 상기 파장 변환 입자들(322)을 균일하게 내부에 분산시킨다. 상기 점착층(321)은 투명하다. 상기 점착층(321)은 점착제를 포함한다. 상기 점착층(321)은 상기 도광판(200)의 상면에 접착될 수 있다.
상기 파장 변환 입자들(322)은 상기 점착층(321) 내에 배치된다 더 자세하게, 상기 파장 변환 입자들(322)은 상기 점착층(321)에 균일하게 분산된다.
상기 파장 변환 입자들(322)은 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 광의 파장을 변환시킨다. 상기 파장 변환 입자들(322)은 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 광을 입사받아, 파장을 변환시킨다. 예를 들어, 상기 파장 변환 입자들(322)은 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 청색 광을 녹색 광 및 적색 광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 파장 변환 입자들(322) 중 일부는 상기 청색 광을 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색 광으로 변환시키고, 상기 파장 변환 입자들(322) 중 다른 일부는 상기 청색 광을 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색 광으로 변환시킬 수 있다.
이와는 다르게, 상기 파장 변환 입자들(322)은 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 자외선을 청색 광, 녹색 광 및 적색 광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 파장 변환 입자들(322) 중 일부는 상기 자외선을 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색 광으로 변환시키고, 상기 파장 변환 입자들(322) 중 다른 일부는 상기 자외선을 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색 광으로 변환시킬 수 있다. 또한, 상기 파장 변환 입자들(322) 중 또 다른 일부는 상기 자외선을 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색 광으로 변환시킬 수 있다.
즉, 상기 발광다이오드들(400)이 청색 광을 발생시키는 청색 발광다이오드인 경우, 청색 광을 녹색 광 및 적색 광으로 각각 변환시키는 파장 변환 입자들(322)이 사용될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 발광다이오드들(400)이 자외선을 발생시키는 UV 발광다이오드인 경우, 자외선을 청색 광, 녹색 광 및 적색 광으로 각각 변환시키는 파장 변환 입자들(322)이 사용될 수 있다.
상기 파장 변환 입자들(322)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.
다시 도 7을 참조하면, 상기 광학 시트들(500)은 상기 도광판(200) 상에 배치된다. 상기 광학 시트들(500)은 상기 도광판(200)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(501)는 상기 파장 변환부(300) 상에 배치된다. 상기 확산 시트(501)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.
이상에서, 상기 파장 변환부(300)는 상기 광학시트들(500)에 접착될 수 있다. 상기 변환부(300)는 상기 광학시트들(500)의 적어도 일 면에 접착될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 파장 변환부(300)는 상기 확산 시트(501)의 일 면에 접착될 수 있다. 예를 들어, 상기 파장 변환부(300)는 상기 확산 시트(501)의 하면에 접착될 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 파장 변환부(300)는 상기 제 1 프리즘 시트(502)의 일 면에 접착될 수 있다. 예를 들어, 상기 파장 변환부(300)는 상기 제 1 프리즘 시트(502)의 하면에 접착될 수 있다. 마찬가지로, 상기 파장 변환부(300)는 상기 제 2 프리즘 시트(503)의 하면에 접착될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 파장 변환부(300)는 상기 도광판(200) 및 상기 광학시트들(500)과 같은 다양한 광학 부재에 용이하게 접착될 수 있다.
또한, 상기 배리어 필름(310)은 상기 점착층(321)을 덮으므로, 상기 파장 변환 입자들(322)을 외부의 습기 및/또는 산소 등으로부터 효과적으로 보호할 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 액정표시장치는 향상된 신뢰성 및 내구성을 가질 수 있다.
도 11은 제 5 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다. 도 12는 제 5 실시예에 따른 도광판, 발광다이오드 및 파장 변환부의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 13은 제 6 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다. 본 실시예들에 대한 설명에 있어서, 앞선 실시예들에 대한 설명 참조한다. 즉, 앞선 액정표시장치에 대한 설명은 변경된 부분을 제외하고, 본 액정표시장치들에 대한 설명에 본질적으로 결합될 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 파장 변환부(600)는 도광판(200)의 측면에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 파장 변환부(600)는 상기 도광판(200)의 입사면에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 파장 변환부(600)는 상기 도광판(200) 및 발광다이오드(400) 사이에 개재된다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 파장 변환부(600)는 상기 도광판(200)의 입사면에 접착될 수 있다. 즉, 상기 파장 변환부(600)는 상기 도광판(200)의 입사면에 밀착될 수 있다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 파장 변환부(600)는 점착층(621), 다수 개의 파장 변환 입자들(622) 및 배리어 필름(610)을 포함한다.
상기 파장 변환부(600)는 일 방향으로 길게 연장되는 형상을 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 파장 변환부(600)는 상기 도광판(200)의 일 측면을 따라 연장되는 형상을 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 파장 변환부(600) 상기 도광판(200)의 입사면을 따라서 연장되는 형상을 가질 수 있다.
상기 파장 변환부(600)는 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 광을 입사받아, 파장을 변환시킨다. 예를 들어, 상기 파장 변환부(600)는 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 청색 광을 녹색 광 및 적색 광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 파장 변환부(600)는 상기 청색 광의 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색 광으로 변환시키고, 상기 청색 광의 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색 광으로 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 파장 변환부(600)는 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 자외선을 청색 광, 녹색 광 및 적색 광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 파장 변환부(600)는 상기 자외선의 일부를 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색 광으로 변환시키고, 상기 자외선의 다른 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색 광으로 변환시키고, 상기 자외선의 또 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색 광으로 변환시킬 수 있다.
이에 따라서, 상기 파장 변환부(600)를 통과하는 광 및 상기 파장 변환부(600)에 의해서 변환된 광들은 백색 광을 형성할 수 있다. 즉, 청색 광, 녹색 광 및 적색 광이 조합되어, 상기 도광판(200)에는 백색 광이 입사될 수 있다.
도 13을 참조하면, 상기 파장 변환부(700)는 상기 발광다이오드들(400)에 대응하는 영역에만 배치될 수 있다. 즉, 상기 파장 변환부(700)는 입사면에 전체에 걸쳐서 배치되지 않는다. 즉, 상기 파장 변환부(700)는 상기 입사면의 일부를 노출시킬 수 있다. 상기 파장 변환부(700)는 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 광이 주로 입사되는 영역에만 배치될 수 있다. 즉, 상기 파장 변환부(700)는 도트 형상으로 상기 도광판(200)의 측면에 배치될 수 있다.
본 실시예들에 따른 액정표시장치에서, 상기 파장 변환부(600, 700)는 상대적으로 작은 크기를 가진다. 따라서, 본 실시예에 따른 액정표시장치를 제조하는데 있어서, 적은 양의 파장 변환 입자들(322)이 사용될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 액정표시장치는 상기 파장 변환 입자들(622)의 사용을 줄이고, 적은 비용으로 용이하게 제조될 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)
- 도광판;
상기 도광판의 측면 상에 배치되는 복수의 광원들;
상기 광원들로부터 출사되는 광의 파장을 변환시키고, 상기 도광판 및 상기 광원들 사이에 배치되는 복수의 파장 변환부들; 및
상기 도광판 상에 배치되는 복수의 광학시트를 포함하고,
각각의 파장 변환부는 각각의 광원과 대응하는 영역에만 배치되고,
상기 각각의 파장 변환부는,
투명한 폴리머층; 및 상기 폴리머층의 일면에 코팅되는 무기막을 포함하는 배리어 필름; 및
상기 폴리머층의 일면과 반대되는 타면에 접착되고, 다수 개의 양자점들을 포함하는 점착층을 포함하고,
상기 점착층은 상기 각각의 광원과 대응되는 상기 도광판의 측면과 접촉하며 배치되고,
상기 파장 변환부들 사이에서는 상기 도광판의 측면이 노출되고,
상기 점착층과 상기 광원 사이에는 상기 폴리머층 및 상기 무기막이 배치되고,
상기 폴리머층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyehtyleneterephtalate;PET)를 포함하고,
상기 무기막은 실리콘 옥사이드(SiXOY), 실리콘 카바이드 옥사이드(SiXCYOZ), 실리콘 옥사이드 나이트라이드(SiXOYNZ) 또는 알루미늄 옥사이드(AlXOY)를 포함하는 백라이트 유닛. - 제 1항에 있어서,
상기 점착층의 점도는 5000cP 내지 20000cP인 백라이트 유닛. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 점착층은 실리콘계 점착제, 고무계 점착제 또는 아크릴계 점착제를 포함하는 백라이트 유닛. - 도광판;
상기 도광판의 측면 상에 배치되는 복수의 광원들;
상기 광원들로부터 출사되는 광의 파장을 변환시키고, 상기 도광판 및 상기 광원들 사이에 배치되는 복수의 파장 변환부들; 및
상기 도광판 상에 배치되는 복수의 광학시트; 및
각각의 파장 변환부로부터 출사되는 광이 입사되는 표시패널을 포함하고,
상기 각각의 파장 변환부는 각각의 광원과 대응하는 영역에만 배치되고,
상기 각각의 파장 변환부는
투명한 폴리머층; 및 상기 폴리머층의 일면에 코팅되는 무기막을 포함하는 배리어 필름; 및
상기 폴리머층의 일면과 반대되는 타면에 접착되고, 다수 개의 양자점들을 포함하는 점착층을 포함하고,
상기 점착층은 상기 각각의 광원과 대응되는 상기 도광판의 측면과 접촉하며 배치되고,
상기 파장 변환부들 사이에서는 상기 도광판의 측면이 노출되고,
상기 점착층과 상기 광원 사이에는 상기 폴리머층 및 상기 무기막이 배치되고,
상기 폴리머층은 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하고,
상기 무기막은 실리콘 옥사이드(SiXOY), 실리콘 카바이드 옥사이드(SiXCYOZ), 실리콘 옥사이드 나이트라이드(SiXOYNZ) 또는 알루미늄 옥사이드(AlXOY)를 포함하는 표시장치. - 제 5항에 있어서,
상기 점착층의 점도는 5000cP 내지 20000cP인 표시장치. - 삭제
- 제 5항에 있어서,
상기 점착층은 실리콘계 점착제, 고무계 점착제 또는 아크릴계 점착제를 포함하는 표시장치. - 삭제
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
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E90F | Notification of reason for final refusal | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |