KR102437579B1

KR102437579B1 - 광원, 백라이트유닛 및 표시 장치

Info

Publication number: KR102437579B1
Application number: KR1020150147989A
Authority: KR
Inventors: 김태형; 장은주; 강현아; 김용욱; 민지현; 이정희; 전신애; 조얼
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-10-23
Filing date: 2015-10-23
Publication date: 2022-08-26
Also published as: US20170115529A1; US10948770B2; KR20170047635A

Abstract

발광 소자 및 상기 발광 소자에서 방출되는 광을 백색광으로 변환하여 방출하는 광변환층을 포함하고, 상기 광변환층은 매트릭스 수지와 양자점을 포함하고, 상기 백색광은 피크 파장이 약 525 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고 반치폭이 약 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 625 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함하고, 상기 백색광은 표시 장치가 Adobe RGB 색 영역과 약 99.0% 이상의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함하는 광원 및 백라이트 유닛을 제공한다.

Description

광원, 백라이트유닛 및 표시 장치{LIGHT SOURCE, BACK LIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE}

본 명세서는 광원, 백라이트 유닛 및 표시 장치에 관한 것이다.

수광 소자인 액정 표시 장치에는 광원으로써 백라이트 유닛(backlight unit)을 사용한다. 백라이트 유닛은 빛을 발생하는 발광 소자를 포함한다. 백라이트 유닛의 발광 소자로 기존에는CCFL(cold cathode fluorescent light)를 주로 사용하였으나, 최근에는 발광 다이오드를 사용하는 것이 보편화되고 있다.

반도체를 이용한 발광 다이오드는 수명이 길고, 소형화가 가능하며, 소비 전력이 적고, 수은 등을 포함하지 않는 환경 친화적인 특성으로 인해 기존의 발광 소자를 대체할 수 있는 차세대 발광 소자 중 하나로서 각광 받고 있다.

발광 다이오드를 백라이트의 발광 소자로써 사용함으로써 표시 장치가 표현할 수 있는 색 영역(color gamut)이 어느 정도 확장되었으나, 높은 색재현율을 가지는 표시장치를 제공할 수 있는 광원이나 백라이트 유닛에 대한 개발이 계속 요청되고 있다.

일 구현예는 Adobe RGB를 기준으로 일정 면적 이상의 색 영역(color gamut)을 표현할 수 있는 백색광을 제공할 수 있는 광원 및 백라이트 유닛을 제공한다.

다른 구현예는 상기 광원 또는 백라이트 유닛을 포함하는 표시장치를 제공한다.

일 구현예에 따르면, 발광 소자 및 상기 발광 소자에서 방출되는 광을 백색광으로 변환하여 방출하는 광변환층을 포함하는 광원을 제공한다. 상기 광변환층은 매트릭스 수지와 양자점을 포함하고, 상기 백색광은 피크 파장이 약 525 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고 반치폭이 약 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 625 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함하고, 상기 백색광은 표시 장치가 Adobe RGB 색 영역과 약 99.0% 이상의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함한다.

상기 백색광은 피크 파장이 약 526 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고 반치폭이 약 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 635 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함하고, 상기 백색광은 표시 장치가 Adobe RGB 색 영역과 100.0%의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함할 수 있다.

상기 적색광 성분의 반치폭은 약 50 nm 이하일 수 있다.

상기 발광 소자에서 방출되는 광은 피크 파장이 약 445 nm 내지 약 455 nm 사이에 있고 반치폭이 약 45 nm 이하일 수 있다.

상기 백색광의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.66<Cx<0.70, 0.28<Cy<0.33인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.19<Cx<0.22, 0.70<Cy<0.72인 영역에 위치할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 백색광의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.671<Cx<0.696, 0.299<Cy<0.314인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.205<Cx<0.210, 0.712<Cy<0.718인 영역에 위치할 수 있다.

상기 백색광은 녹색광 성분의 피크 파장의 높이(G_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/G_h)가 약 0.15 이하, 예를 들어 약 0.12 이하의 범위에 있을 수 있다.

상기 백색광은 적색광 성분의 피크 파장의 높이(R_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/R_h)가 약 0.20 이하, 예를 들어 약 0.12 이하의 범위에 있을 수 있다.

상기 양자점은 카드뮴 프리(Cd free) 양자점일 수 있다. 상기 카드뮴 프리 양자점은 ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, HgZnSeS, HgZnSeTe 및 HgZnSTe에서 선택되는 II-VI족 반도체 나노결정GaN, GaP, GaAs, AlN, AlP, AlAs, InN, InP, InZnP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GaInNP, GaInNAs, GaInPAs, InAlNP, InAlNAs 및 InAlPAs에서 선택되는 III-V족 반도체 나노결정 SbTe 등의 IV-VI족 반도체 나노결정일 수 있다. 또한 상기 양자점은 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 예를 들어 상기 양자점은 InP, InZnP 및 이들의 조합에서 선택되는 코어와 ZnSe, ZnS 및 이들의 조합에서 선택되는 쉘을 포함하는 양자점일 수 있다.

다른 구현예에 따르면, 발광 소자, 상기 발광 소자에서 방출되는 광을 백색광으로 변환하여 방출하는 광변환층 및 상기 광변환층 위에 위치하는 광학 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다. 상기 광변환층은 매트릭스 수지와 양자점을 포함하고, 상기 양자점은 피크 파장이 약 525 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고, 반치폭이 약 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 625 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함하고 상기 백색광은 표시 장치가 Adobe RGB 색 영역과 약 99.7% 이상의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함한다.

상기 백색광은 피크 파장이 약 526 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고, 반치폭이 약 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 635 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함하고, 상기 백색광은 표시 장치가 Adobe RGB 색 영역과 100.0%의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함할 수 있다.

상기 적색광 성분의 반치폭은 약 50 nm 이하일 수 있다.

상기 백색광의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.66<Cx<0.70, 0.28<Cy<0.33인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.19<Cx<0.22, 0.70<Cy<0.72인 영역에 위치한다. 일 구현예에서 상기 백색광의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.671<Cx<0.696, 0.299<Cy<0.314인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.205<Cx<0.210, 0.712<Cy<0.718인 영역에 위치할 수 있다.

또 다른 구현예에 따르면, 복수의 색필터를 포함하는 액정 표시 패널 및 발광 소자와 상기 발광 소자가 방출하는 광을 백색광으로 변환하는 광변환층을 포함하고, 상기 백색광을 상기 액정 표시 패널에 공급하는 백라이트 유닛을 포함하는 표시 장치를 제공한다. 상기 백색광은 피크 파장이 약 525 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고, 반치폭이 약 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 625 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함하고, Adobe RGB 색 영역과 약 99.7% 이상의 일치율을 보이는 색 영역을 표시한다.

상기 백색광은 피크 파장이 약 526 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고, 반치폭이 약 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 635 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함하고, 상기 표시 장치는 Adobe RGB 색 영역과 100.0%의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있다.

상기 적색광 성분의 반치폭은 약 50 nm 이하일 수 있다.

상기 백색광은 녹색광 성분의 피크 파장의 높이(G_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/G_h)가 약 0.15 이하, 예를 들어 약 0.08 내지 0.15의 범위에 있을 수 있다.

상기 백색광은 적색광 성분의 피크 파장의 높이(R_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/R_h)가 약 0.20 이하, 예를 들어 약 0.10 내지 약 0.18의 범위에 있을 수 있다.

상기 백색광이 색필터를 통과한 후의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.66<Cx<0.70, 0.28<Cy<0.33인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.19<Cx<0.22, 0.70<Cy<0.72인 영역에 위치하는 액정 표시 장치를 제공한다. 일 구현예에서 상기 백색광의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.671<Cx<0.696, 0.299<Cy<0.314인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.205<Cx<0.210, 0.712<Cy<0.718인 영역에 위치할 수 있다.

상기 백색광은 색필터를 통과한 후 청색 스펙트럼에서 청색 피크의 총 면적(A_B) 대비 녹색 피크 및 적색 피크의 면적(S_G+R) 면적의 백분율이 약 10% 이하일 수 있다.

상기 백색광은 색필터를 통과한 후 녹색 스펙트럼에서 녹색 피크의 총 면적(A_G) 대비 청색 피크의 면적(S_B) 면적의 백분율이 약 1% 이하일 수 있다.

상기 백색광은 색필터를 통과한 후 적색 스펙트럼에서 적색 피크의 총 면적(A_R) 대비 청색 피크 및 녹색 피크의 면적(S_B+G) 면적의 백분율이 약 0.5% 이하일 수 있다.

Adobe RGB 색 영역과 약 99.0% 이상, 예를 들어 약 99.7% 이상, 예를 들어 100.0%의 일치율을 보이는 액정 표시 장치와 이러한 액정 표시 장치를 구현하기 위하여 필요한 광원 및 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.

도 1은 일 구현예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이고,
도 2 내지 도 4는 다양한 구현예에 따른 에지(edge)형 백라이트 유닛의 단면도이고,
도 5 및 도 6은 다양한 구현예에 따른 직하형 백라이트 유닛의 단면도이고,
도 7 내지 도 9는 다양한 구현예에 따른 발광 소자의 단면도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 구현예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 기술적 개념은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분"위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

본 명세서에서 피크 파장은 스펙트럼의 중앙 위치의 파장을 의미한다.

도 1은 일 구현예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.

일 구현예에 따른 액정 표시 장치(1)는 액정 표시 패널(100), 액정 표시 패널(100)의 상하에 각각 하나씩 배치되는 한 쌍의 편광 필름(31, 32), 액정 표시 패널(100)의 상하에 배치되는 복수의 보상 필름(41, 42) 및 백라이트 유닛(200)을 포함한다. 보상 필름(41, 42)은 액정 표시 패널(100)의 상부 또는 하부 어느 한 곳에만 배치될 수 있고, 그 수효도 한 개이거나 복수일 수 있다.

액정 표시 패널(100)은 하부 표시판(10)과 상부 표시판(20) 및 이들 두 표시판(10, 20)의 사이에 끼어 있는 액정층(30)을 포함한다. 하부 표시판(10)은 투명한 기판(11), 기판(11) 위에 박막 공정을 통해 형성되어 있고, 화소 전극(12)에의 전압 인가를 스위칭하는 박막 트랜지스터(13) 그리고 박막 트랜지스터(13)에 연결되어 있는 화소 전극(12) 등을 포함할 수 있다. 상부 표시판(20)은 투명한 기판(21), 투명한 기판(21)에 형성되어 있는 차광층(22)과 색필터(23), 차광층(22)과 색필터(23)를 덮도록 형성되어 있는 평탄화막(24), 평탄화막(24)을 덮도록 형성되어 있는 공통 전극(25) 등을 포함할 수 있다. 화소 전극(12)은 각 색필터(23)에 대응하는 위치에 형성되어 있다.

백라이트 유닛(200)은 청색 광 또는 자외선 광을 내는 발광 소자와 양자점을 포함하여 청색 광 또는 자외선 광을 백색 광으로 변환하는 광변환층을 포함한다. 백라이트 유닛(200)은 액정 표시 장치에 빛을 공급하는 광원의 역할을 한다.

백라이트 유닛(200)으로부터 공급된 빛은 하부 편광 필름(31)에 의하여 선편광되고, 액정층(30)을 거치면서 선편광된 빛의 위상이 선택적으로 변경된다. 액정층(30)을 통과한 빛은 색필터(23)를 거치면서 적색, 녹색 및 청색의 빛으로 필터링되어 상부 편광 필름(32)에 도달하고, 액정층(30)에서 위상이 변경된 정도에 따라 상부 편광 필름(32)을 투과하는 광량이 달라진다. 상부 편광 필름(32)을 투과하는 광량은 각 화소 전극(12)에 인가하는 전압을 조절하여 제어할 수 있고, 따라서 상부 편광 필름(32)을 투과하는 적색, 녹색 및 청색 각각의 광량을 독립적으로 제어할 수 있다. 액정 표시 장치는 이러한 과정을 통하여 컬러 이미지를 표시할 수 있다. 이 때, 액정 표시 장치가 표시하는 색 영역은 백라이트 유닛(200)이 공급하는 백색광의 적색광, 녹색광 및 청색광 성분의 색순도에 따라 결정된다. 다시 말하면, 백라이트 유닛(200)이 공급하는 백색광을 색필터(23)로 필터링함으로서 적색광, 녹색광 및 청색광을 추출하여 표시에 사용하는 것이므로, 백라이트 유닛(200)이 공급하는 백색광이 포함하는 적색광, 녹색광 및 청색광의 색순도가 높아야 액정 표시 장치가 표시할 수 있는 색상이 다양해지고, 따라서 넓은 색 영역을 표시할 수 있다.

일 구현예에 따른 표시장치는 색좌표에서 적색 꼭지점이 0.66<Cx<0.70, 0.28<Cy<0.33인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점이 0.19<Cx<0.22, 0.70<Cy<0.72인 영역에 위치하며, 청색 꼭지점은 0.14<Cx<0.15, 0.04<Cy<0.05인 영역에 위치하는 삼각형 색 영역을 표시할 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 백색광의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.660<Cx<0.700, 0.290<Cy<0.320인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.200<Cx<0.215, 0.700<Cy<0.720인 영역에 위치할 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 백색광의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.671<Cx<0.696, 0.299<Cy<0.314인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.205<Cx<0.210, 0.712<Cy<0.718인 영역에 위치할 수 있다. 이러한 삼각형 색 영역은 Adobe RGB 색좌표와 99.0%, 예를 들어 99.7%, 예를 들어 100.0% 일치할 수 있다.

백라이트 유닛(200)이 공급하는 백색광은 위에서 정의한 삼각형 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함한다. 백라이트 유닛(200)이 공급하는 백색 광을 적색 필터를 통과시켜 적색 성분을 추출하고, 녹색 필터를 통과시켜 녹색 성분을 추출하고, 청색 필터를 통과시켜 청색 성분을 추출하여 각 색 성분에 대응하는 색좌표 상의 위치를 각각의 꼭지점으로 하는 삼각형을 그리면, 위에서 정의한 삼각형 색 영역을 얻을 수 있다. 백라이트 유닛(200)을 액정 표시 패널(100)과 결합시켜 액정 표시 장치를 구성한 상태에서 스펙트럼을 측정하면, 액정 표시 패널(100)에 형성되어 있는 색필터(23)를 이용하여 측정이 가능하다. 다시 말해, 액정 표시 장치의 적색 화소만을 켜고 나머지 화소를 끈 상태에서 측정하여 적색 스펙트럼을 얻고, 녹색 화소만을 켜고 나머지 화소를 끈 상태에서 측정하여 녹색 스펙트럼을 얻으며, 청색 화소만을 켜고 나머지 화소를 끈 상태에서 측정하여 청색 스펙트럼을 얻을 수 있다. 또는 백라이트 유닛(200)이 발하는 백색 광에 대한 스펙트럼을 분광기를 이용하여 측정하고, 측정된 스펙트럼의 피크 파장과 반치폭을 이용하여 각 색 성분의 색좌표 상의 위치를 계산할 수도 있다.

여기서 청색광 성분은 일반적으로 청색 발광 다이오드가 발하는 빛이므로 청색 발광 다이오드의 특성에 따라 결정되고 변화의 여지가 적을 수 있다. 따라서 일 구현예에서는 적색광 성분과 녹색광 성분의 특성만을 고려할 수도 있다.

상기에서 정의한 삼각형 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함하는 백색광은 발광 소자와 상기 발광 소자에서 방출되는 광을 백색광으로 변환하여 방출하는 광변환층을 포함하는 백라이트 유닛(200)에서 공급되며, 상기 광변환층은 매트릭스 수지와 양자점을 포함한다. 상기 백라이트 유닛(200)에서 공급되는 백색광은 피크 파장이 약 525 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고, 반치폭이 약 40 nm 이하, 예를 들어 약 20 nm 내지 약 40 nm인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 625 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함한다. 이 때, 적색광 성분의 반치폭이 약 50 nm 이하, 예를 들어 약 40 nm 내지 약 48 nm이면 표시 휘도면에서 유리할 수 있다. 이 경우 상기 백색광은 표시 장치가 Adobe RGB 색 영역과 약 99.7%의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함할 수 있다.

상기 백색광은 피크 파장이 약 526 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고, 반치폭이 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 635 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 백색광은 표시 장치가 Adobe RGB 색 영역과 100.0%의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함할 수 있다.

상기 적색광 성분의 반치폭은 약 50 nm 이하일 수 있다.

상기 백색광의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.66<Cx<0.70, 0.28<Cy<0.33인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.19<Cx<0.22, 0.70<Cy<0.72인 영역에 위치한다. 일 구현예에서 상기 백색광의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.660<Cx<0.700, 0.290<Cy<0.320인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.200<Cx<0.215, 0.700<Cy<0.720인 영역에 위치할 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 백색광의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.671<Cx<0.696, 0.299<Cy<0.314인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.205<Cx<0.210, 0.712<Cy<0.718인 영역에 위치할 수 있다.

상기 백색광은 녹색광 성분의 피크 파장의 높이(G_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/G_h)가 약 0.15 이하, 예를 들어 약 0.15 이하, 예를 들어 약 0.12 이하의 범위에 있을 수 있다. 상기 백색광은 적색광 성분의 피크 파장의 높이(R_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/R_h)가 약 0.20 이하, 예를 들어 약 0.18 이하, 예를 들어 약 0.12 이하의 범위에 있을 수 있다. 상기 범위로 피크파장 높이의 비율을 조절하면 표시장치의 색 재현율을 향상시킬 수 있다.

상기 백라이트 유닛(200)에서 공급되는 백색광은 색필터(23)를 통과하면서 피크 파장의 위치는 거의 변함이 없으면서 반치폭이 약 3 nm 이하만큼 감소한 스펙트럼을 나타낸다. 즉 백라이트 유닛(200)의 스펙트럼과 색필터(23)을 통과한 스펙트럼이 피크 파장의 위치가 거의 변하지 않고 유지될 수 있다. 예를 들어 피크 파장이 약 525 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고, 반치폭이 약 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 625 nm 내지 약 645 nm 사이에 있고 반치폭이 약 50 nm 이하인 적색광 성분을 포함하는 백색광은 색필터 통과 후 약 525 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고, 반치폭이 약 38 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 625 nm 내지 약 645 nm 사이에 있고, 반치폭이 약 49 nm 이하인 적색광 성분을 제공할 수 있다. 이로써 백라이트 유닛에서 방출되는 백색광 스펙트럼을 제어하여 액정 표시 장치의 백색광 스펙트럼 제어가 가능하다.

상기 백색광은 색필터(23)를 통과한 후 청색 스펙트럼에서 청색 피크의 총 면적(A_B) 대비 녹색 피크 및 적색 피크의 면적(S_G+R) 면적의 백분율이 약 10% 이하일 수 있다. 상기 백색광은 색필터(23)를 통과한 후 녹색 스펙트럼에서 녹색 피크의 총 면적(A_G) 대비 청색 피크의 면적(S_B) 면적의 백분율이 약 1% 이하일 수 있다. 상기 백색광은 색필터(23)를 통과한 후 적색 스펙트럼에서 적색 피크의 총 면적(A_R) 대비 청색 피크 및 녹색 피크의 면적(S_B+G) 면적의 백분율이 약 0.5% 이하일 수 있다. 상기 범위의 면적 백분율을 가지는 스펙트럼은 표시장치의 색 재현율을 향상시킬 수 있다.

상기 백색광의 색온도는 약 5000K 내지 약 8000K의 범위에 있다.

상기 액정 표시 장치의 백라이트 유닛(200)에 대하여 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 4는 다양한 구현예에 따른 에지(edge)형 백라이트 유닛의 단면도이다.

도 2를 참고하면, 일 구현예에 따른 백라이트 유닛(300)은 쐐기형 도광판(301), 도광판(301) 상부에 배치되어 있는 광확산판(302), 도광판(301)의 일 측면에 배치되어 있는 발광 소자(305), 발광 소자(305)와 도광판(301) 사이에 배치되어 있는 광변환층(303, 304)을 포함할 수 있다.

상기 도광판(301)은 한쪽 변에서 맞은 편 변으로 가면서 두께가 점차 감소하는 투명한 쐐기형 사각형 판으로서 선광을 면광으로 변환하는 역할을 한다. 확산판(302)은 도광판(301)이 방출하는 면광을 산란하여 균일하게 퍼트리는 역할을 한다. 발광 소자(305)는 일렬로 배열된 복수의 청색 발광 다이오드일 수 있다. 광변환층(303, 304)은 양자점을 포함하여, 청색 발광 다이오드가 내는 청색광을 받아 그 일부를 녹색광과 적색광으로 각각 변환하여 방출함으로써 백색광을 생성한다. 두 광변환층(303, 304)은 하나가 청색광을 녹색광으로 변환하고, 다른 하나가 청색광을 적색광으로 변환하도록 분리하여 형성할 수도 있고, 두 광변환층(303, 304) 각각이 청색광을 녹색광 변환하는 양자점과 청색광을 적색광으로 변환하는 양자점을 모두 포함할 수도 있다. 또한, 두 광변환층(303, 304)을 부착하여 일체로 형성할 수도 있고, 청색광을 녹색광으로 변환하는 양자점과 청색광을 적색광으로 변환하는 양자점을 모두 포함하는 단층으로 광변환층을 형성할 수도 있다. 광변환층(303, 304)은 양자점을 매트릭스 수지에 혼합하여 형성한 필름일 수 있고, 산란제나 광학적 특성을 향상하기 위한 보조 성분을 포함할 수 있다.

상기 양자점은 카드뮴 프리(Cd free) 양자점일 수 있다. 상기 카드뮴 프리 양자점은 ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, HgZnSeS, HgZnSeTe 및 HgZnSTe에서 선택되는 II-VI족 반도체 나노결정 GaN, GaP, GaAs, AlN, AlP, AlAs, InN, InP, InZnP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GaInNP, GaInNAs, GaInPAs, InAlNP, InAlNAs, 및 InAlPAs에서 선택되는 III-V족 반도체 나노결정 SbTe 등의 IV-VI족 반도체 나노결정일 수 있다. 또한 상기 양자점은 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 예를 들어 상기 양자점은 InP, InZnP 및 이들의 조합에서 선택되는 코어와 ZnSe, ZnS 및 이들의 조합에서 선택되는 쉘을 포함하는 양자점일 수 있다. 상기 양자점은 광변환층(303, 304)의 총량에 대하여 약 5 중량% 이하로 포함될 수 있다.

상기 양자점은 실리콘 수지, 에폭시 수지, (메타)아크릴레이트 수지 등의 매트릭스 수지에 분산되어 있을 수 있다. 상기 산란제로는 SiO₂, TiO₂, ZnO, Al₂O₃, ZrO 등이 있고, 산란제는 광변환층(303, 304)의 총량에 대하여 약 10 중량% 이하로 포함될 수 있다.

도 3을 참고하면, 일 구현예에 따른 백라이트 유닛(400)은 쐐기형 도광판(301), 도광판(301) 상부에 배치되어 있는 광확산판(2), 도광판(301)의 일 측면에 배치되어 있는 발광 소자(305), 도광판(301)과 확산판(2) 사이에 배치되어 있는 광변환층(403, 404)을 포함할 수 있다. 도 2의 구현예와 비교하여 도 3의 구현예는 청색광을 백색광으로 변환하는 광변환층(403, 404)을 도광판(301)과 확산판(302) 사이에 배치한 점에서 차이가 있다. 광변환층(403, 404)은 확산판(302) 위에 배치될 수도 있다. 광변환층(403, 404)의 구조, 구성 및 사용되는 양자점은 도 2의 광변환층(303, 304)의 구조, 구성 및 양자점과 동일할 수 있다.

도 4를 참고하면, 일 구현예에 따른 백라이트 유닛(500)은 두께가 균일한 투명한 사각판 형태의 도광판(501), 도광판(501) 상부에 배치되어 있는 광확산판(302), 도광판(501)의 양 측면에 배치되어 있는 발광 소자(501, 502)를 포함할 수 있다.

발광 소자(501, 502)는 청색광을 내는 청색 발광 칩과 청색 발광 칩을 덮고 있으며, 청색광을 녹색광과 적색광으로 변환하는 양자점을 포함하는 광변환층을 포함한다. 따라서 발광 소자(501, 502)는 백색광을 방출한다.

이러한 백색광을 방출하는 발광 소자(501, 502)는 도 2와 도 3과 같이 도광판(301)의 일측면에만 발광 소자를 배치하는 구조에도 채용할 수 있다. 백색광을 방출하는 발광 소자(501, 502)를 사용하는 경우에는 광변환층(303, 304, 403, 404)은 생략된다.

상기 백라이트 유닛은 직하형일 수도 있으며, 도 5 및 도 6는 다양한 구현예에 따른 직하형 백라이트 유닛의 단면도이다.

도 5를 참고하면, 백라이트 유닛(600)은 PCB(printed circuit board) 등의 기판(609) 위에 소정의 간격으로 배열되어 있는 복수의 청색 발광 소자(605) 및 상기 발광 소자(605) 위에 청색광을 백색광으로 변환하는 광변환층(603, 604)을 포함한다. 광변환층(603, 604) 위에 확산판(602)이 배치되어 있다. 두 광변환층(603, 604)은 하나가 청색광을 녹색광으로 변환하고, 다른 하나가 청색광을 적색광으로 변환하도록 분리하여 형성할 수도 있고, 두 광변환층(603, 604) 각각이 청색광을 녹색광 변환하는 양자점과 청색광을 적색광으로 변환하는 양자점을 모두 포함할 수도 있다.

또한, 두 광변환층(603, 604)을 부착하여 일체로 형성할 수도 있고, 청색광을 녹색광으로 변환하는 양자점과 청색광을 적색광으로 변환하는 양자점을 모두 포함하는 단층으로 광변환층을 형성할 수도 있다. 광변환층(603, 604)은 양자점을 매트릭스 수지에 혼합하여 형성한 필름일 수 있고, 산란제나 광학적 특성을 향상하기 위한 보조 성분을 포함할 수 있다. 양자점이나 산란제에 대한 설명은 앞서 설명한 바와 같다.

도 6을 참고하면, 백라이트 유닛(700)은 PCB(printed circuit board) 등의 기판(609) 위에 소정의 간격으로 배열된 복수의 백색 발광 소자(705) 및 상기 발광 소자(705) 위에 확산판(602)이 배치되어 있다.

상기 광변환층에서 발하는 백색광은 피크 파장이 약 525 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고, 반치폭이 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 625 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함한다. 이 경우 상기 백색광은 표시 장치가 Adobe RGB 색 영역과 약 99.0% 이상, 예를 들어 약 99.7% 이상의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함할 수 있다.

일 구현예에서 상기 광변환층의 양자점은 피크 파장이 약 526 nm 내지 약 527 nm 사이에 있고, 반치폭이 38 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 635 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 백색광은 표시 장치가 Adobe RGB 색 영역과 100.0%의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함할 수 있다.

상기 백색광은 녹색광 성분의 피크 파장의 높이(G_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/G_h)가 약 0.15 이하, 예를 들어 약 0.08 내지 0.15의 범위에 있을 수 있다. 상기 범위에서 색재현율이 높은 광원 및 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.

도 2 내지 도 6의 백색광을 방출하는 백색광 발광 소자(501, 502)에 대하여 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 7 내지 도 9는 다양한 구현예에 따른 백색광을 방출하는 백색광 발광 소자(광원)의 단면도이다.

도 7을 참고하면, 일 구현예에 따른 백색광 발광 소자(50)는 청색광을 방출하는 발광 다이오드 칩(51)과 발광 다이오드 칩(51)을 덮고 있는 광변환층(52)을 포함한다. 광변환층(52)은 청색광을 녹색광으로 변환하는 양자점(54)과 청색광을 적색광으로 변환하는 양자점(56)을 매트릭스 수지에 혼합하여 도포한 것일 수 있고, 기타 산란제나 광학적 특성을 향상하기 위한 보조 성분을 포함할 수 있다.

상기 양자점은 카드뮴 프리(Cd free) 양자점일 수 있다. 상기 카드뮴 프리 양자점은 ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, HgZnSeS, HgZnSeTe 및 HgZnSTe에서 선택되는 II-VI족 반도체 나노결정 GaN, GaP, GaAs, AlN, AlP, AlAs, InN, InP, InZnP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GaInNP, GaInNAs, GaInPAs, InAlNP, InAlNAs, 및 InAlPAs에서 선택되는 III-V족 반도체 나노결정 SbTe 등의 IV-VI족 반도체 나노결정일 수 있다. 또한 상기 양자점은 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 예를 들어 상기 양자점은 InP, InZnP 및 이들의 조합에서 선택되는 코어와 ZnSe, ZnS 및 이들의 조합에서 선택되는 쉘을 포함하는 양자점일 수 있다. 양자점은 광변환층(303, 304)의 총량에 대하여 약 5 중량% 이하로 포함될 수 있다.

도 8을 참고하면, 일 구현예에 따른 백색광 발광 소자(60)는 청색광을 방출하는 발광 다이오드 칩(51)과 발광 다이오드 칩(51)을 덮고 있는 광변환층(52)을 포함한다. 광변환층(52)은 청색광을 녹색광으로 변환하는 양자점(54)과 청색광을 적색광으로 변환하는 양자점(56)을 매트릭스 수지와 혼합하여 도포한 것일 수 있고, 기타 실리카 등의 산란제나 광학적 특성을 향상하기 위한 보조 성분을 포함할 수 있다. 양자점과 산란제는 앞에서 도 5의 구현예에서 설명한 것과 같다.

도 8의 구현예에서는 청색광을 녹색광으로 변환하는 양자점(54)을 먼저 도포하고, 청색광을 적색광으로 변환하는 양자점(56)를 나중에 도포하여 서로 다른 층으로 구분할 수 있도록 형성한 것이 도 5의 구현예와 다른 점이다. 여기서, 청색광을 적색광으로 변환하는 양자점(56)을 먼저 도포하고, 청색광을 녹색광으로 변환하는 양자점(54)를 나중에 도포할 수도 있다.

도 9을 참고하면, 일 구현예에 따른 백색광 발광 소자(70)는 청색광을 녹색광으로 변환하는 양자점 필름(53)과 청색광을 적색광으로 변환하는 양자점 필름(57)을 발광 다이오드 칩(51) 위에 배치한 광변환층을 포함한다. 청색광을 녹색광으로 변환하는 양자점 필름(53)과 청색광을 적색광으로 변환하는 양자점 필름(57)은 서로 위치를 교환할 수도 있고, 청색광을 적색광으로 변환하는 양자점과 청색광을 녹색광으로 변환하는 양자점을 모두 포함하는 단일 필름의 형태로 제작될 수도 있다. 양자점 필름(53, 57)의 구조, 구성 및 사용되는 양자점은 광변환층(303, 304)의 구조, 구성 및 양자점과 동일할 수 있다.

상기 발광 소자(광원)이 공급하는 백색광은 피크 파장이 약 525 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고, 반치폭이 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 625 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함한다. 이 경우 상기 백색광은 표시 장치가 Adobe RGB 색 영역과 약 99.0% 이상, 예를 들어 99.7% 이상의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함할 수 있다.

일 구현예에서 상기 발광 소자(광원)이 공급하는 백색광은 피크 파장이 약 526 nm 내지 약 527 nm 사이에 있고, 반치폭이 38 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 약 635 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 백색광은 표시 장치가 Adobe RGB 색 영역과 100.0%의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함할 수 있다.

상기 백색광은 녹색광 성분의 피크 파장의 높이(G_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/G_h)가 약 0.15 이하, 예를 들어 약 0.08 내지 0.15의 범위에 있을 수 있다. 상기 범위에서 색재현율이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.

상기 백색광은 적색광 성분의 피크 파장의 높이(R_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/R_h)가 약 0.20 이하, 예를 들어 약 0.10 내지 약 0.18의 범위에 있을 수 있다. 상기 범위에서 색재현율이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.

상기 광원과 백라이트 유닛에서 나오는백색광은 액정 표시 패널과결합하여 적색, 녹색 및 청색 성분으로 분리할 수 있으며, 상기 백색광의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.66<Cx<0.70, 0.28<Cy<0.33인 영역에위치하고, 녹색 꼭지점은 0.19<Cx<0.22, 0.70<Cy<0.72인 영역에 위치한다. 일 구현예에서 상기 백색광의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.660<Cx<0.700, 0.290<Cy<0.320인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.200<Cx<0.215, 0.700<Cy<0.720인 영역에 위치할 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 백색광의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.671<Cx<0.696, 0.299<Cy<0.314인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.205<Cx<0.210, 0.712<Cy<0.718인 영역에 위치할 수 있다. 상기 백색광은 뚜렷하게 구분되는 적색, 녹색 및 청색 스펙트럼으로 구성되어 있기 때문에 액정 표시 패널 투과 전후 피크파장 및 반치폭 차이가 적으며, TV와 모니터와 같은 일반적인 액정 디스플레이 장치의 색필터를 통한 측정 및 색필터의 투과 스펙트럼을 사용한 계산이 가능하다.

이하 실시예를 통하여 상술한 본 발명의 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

표 1은 피크 위치가 445 nm이고 반치폭(FWHM)이 18 nm인 청색광을 내는 발광 다이오드를 사용하고, 5 중량%의 양자점(InP 코어에 ZnS를 코팅한 양자점)과 95 중량%의 아크릴레이트 수지를 혼합하여 제조한 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 5에 따른 필름 형태의 광변환층을 각각 발광 다이오드 위에 위치하여 백라이트 유닛을 제조한다.

상기 제조된 백라이트 유닛과 액정 표시 패널을결합시켜 액정 표시 장치를제작한다.

실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5의 백라이트 유닛에서 방출되는백색광 스펙트럼의 녹색 파장과 적색 파장의 피크 파장, 반치폭과 액정 표시 장치의 색필터 통과 후의 백색광 스펙트럼의 녹색 파장과 적색 파장의 피크 파장, 반치폭을 하기 표 1에 기재한다.

	백라이트 유닛에서 방출되는 백색광 스펙트럼				액정 표시 장치의 색필터 통과 후의 백색광 스펙트럼
광변환층	녹색 파장 (nm)	녹색 파장 반치폭 (nm)	적색 파장 (nm)	적색 파장 반치폭 (nm)	녹색 파장 (nm)	녹색 파장 반치폭 (nm)	적색 파장 (nm)	적색 파장 반치폭 (nm)
실시예 1	527	38	641	48	527	38	642	46
실시예 2	528	38	636	45	526	35	635	45
실시예 3	527	39	637	45	526	36	635	45
실시예 4	527	40	640	48	527	38	638	46
실시예 5	525	39	635	49	525	37	632	48
실시예 6	528	37	639	50	528	33	637	49
비교예 1	524	41	636	51	524	40	636	47
비교예 2	531	37	637	50	532	33	635	46
비교예 3	532	39	639	53	531	34	637	49
비교예 4	530	38	637	50	530	38	636	48
비교예 5	529	40	640	50	529	40	636	48

표 1에서 보는 바와 같이 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5의 백라이트 유닛에서 방출되는 백색광 스펙트럼과 액정 표시 장치의 색필터 통과 후의 백색광 스펙트럼을 비교하면 피크파장의 위치는 거의 변하지 않음을 알 수 있다.

제작된 액정 표시 장치의휘도, 색좌표 그리고Adobe RGB 색좌표 일치율을 산출하여 하기 표 2에 기재한다.

광변환층	휘도 (lm)	녹색 색좌표 (Cx,Cy)	적색 색좌표 (Cx,Cy)	Adobe RGB 색좌표 일치율(%)
실시예 1	376.85	(0.2054, 0.7184)	(0.6967, 0.2993)	100.0
실시예 2	447.02	(0.2061, 0.7163)	(0.6781, 0.3088)	100.0
실시예 3	375.71	(0.2041, 0.7155)	(0.6778, 0.3091)	100.0
실시예 4	376.85	(0.2054, 0.7184)	(0.6967, 0.2993)	100.0
실시예 5	444.36	(0.2009, 0.7121)	(0.6715, 0.3169)	99.8
실시예 6	323.26	(0.2103, 0.7120)	(0.6712, 0.3146)	100.0
비교예 1	303.47	(0.1973, 0.7055)	(0.6664, 0.3159	98.6
비교예 2	348.97	(0.2079, 0.7264)	(0.6418,0.3170)	98.7
비교예 3	321.37	(0.2281, 0.7053)	(0.6671, 0.3197)	96.3
비교예 4	349.55	(0.2176, 0.7112)	(0.6695, 0.3167)	98.6
비교예 5	271.78	(0.2158, 0.7021)	(0.6696, 0.3151)	98.6

표 2를 참고하면, 녹색광 성분의 피크 파장이 약 525 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고, 반치폭은 40 nm 이하이고 적색광 성분의 피크 파장이 약 625 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 경우 Adobe RGB 색좌표 일치율이 99.8% 이상임을 알 수 있다. 특히 녹색광 성분의 피크 파장이 약 526 nm 내지 약 528 nm 사이에 있고, 반치폭은 40 nm 이하이고 적색광 성분의 피크 파장이 약 635 nm 내지 약 645 nm인 영역에 있는 경우 Adobe RGB 색좌표 일치율이 100.0%임을 알 수 있다.

실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5에 따른 광변환층을 포함하는 액정 표시 장치의 백색광의 녹색광 성분의 피크 파장의 높이(G_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/G_h)와 적색광 성분의 피크 파장의 높이(R_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/R_h)에 따른 Adobe RGB 색좌표 일치율을 평가한다. 그 결과를 표 3에 기재한다. 하기 표 3에서 각 피크 파장의 높이는 스펙트럼 강도(intensity)를 나타낸 것으로 임의단위이다.

	G_h	O_h	R_h	O_h/G_h	O_h/R_h	Adobe RGB 색좌표 일치율(%)
실시예 1	0.1260	0.0122	0.1250	0.097	0.098	100.0
실시예 3	0.1390	0.0137	0.1250	0.099	0.110	100.0
실시예 5	0.1200	0.0173	0.1010	0.144	0.171	99.8
실시예 6	0.1280	0.0130	0.1160	0.102	0.112	100.0
비교예 2	0.1110	0.188	0.0856	0.169	0.220	98.7
비교예 3	0.1100	0.0187	0.0774	0.170	0.242	96.3

표 3을 참고하면, 녹색광 성분의 피크 파장의 높이(G_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/G_h)가 약 0.15 이하 그리고 상기 백색광은 적색광 성분의 피크 파장의 높이(R_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/R_h)가 약 0.20 이하인 경우 Adobe RGB 색좌표 일치율이 높은 것을 알 수 있다.

이상에서 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 권리범위에 속하는 것이다.

1: 액정 표시 장치 100: 액정 표시 패널
10: 하부 표시판 20: 상부 표시판
12: 화소 전극 13: 박막 트랜지스터
22: 차광층 23: 색필터
25: 공통 전극 200, 300, 400, 500, 600, 700: 백라이트 유닛
31, 32: 편광 필름 30: 액정층
301, 501: 도광판 302: 광확산판
303, 304, 403, 404, 52: 광변환층
305, 505, 506, 605, 705: 발광 소자
609: 기판
51: 발광 다이오드 칩 54, 56: 양자점
53, 57: 양자점 필름

Claims

색필터,
발광 소자 및 상기 발광 소자에서 방출되는 광을 백색광으로 변환하여 방출하는 광변환층을 포함하고,
상기 광변환층은 매트릭스 수지와 양자점을 포함하고, 상기 백색광은 피크 파장이 525 nm 내지 528 nm 사이에 있고 반치폭이 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 625 nm 내지 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함하고,
상기 백색광의 녹색광 성분은 상기 색필터를 통과하기 전후의 반치폭 변화가 3나노미터 이하이고, Adobe RGB 색 영역과 99.0% 이상의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 표시 장치.
제1항에서,
상기 백색광은 피크 파장이 526 nm 내지 528 nm 사이에 있고 반치폭이 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 635 nm 내지 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함하고,
Adobe RGB 색 영역과 100.0%의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 표시 장치.
제1항에서,
상기 백색광의 적색광 성분의 반치폭은 50 nm이하인 표시 장치.
제1항에서,
상기 발광 소자에서 방출되는 광은 피크 파장이 445 nm 내지 455 nm 사이에 있고 반치폭이 45 nm 이하인 표시 장치.
제1항에서,
색 영역의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.66<Cx<0.70, 0.28<Cy<0.33인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.19<Cx<0.22, 0.70<Cy<0.72인 영역에 위치하는 표시 장치.
제5항에서,
색 영역의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.660<Cx<0.700, 0.290<Cy<0.320인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.200<Cx<0.215, 0.700<Cy<0.720인 영역에 위치하는 표시 장치.
제1항에서,
상기 백색광은 녹색광 성분의 피크 파장의 높이(G_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/G_h)가 0.17이하인 표시 장치.
제7항에서,
상기 백색광은 녹색광 성분의 피크 파장의 높이(G_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/G_h)가 0.12이하인 표시 장치.
제1항에서,
상기 백색광은 적색광 성분의 피크 파장의 높이(R_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/R_h)가 0.20 이하인 표시 장치.
제9항에서,
상기 백색광은 적색광 성분의 피크 파장의 높이(R_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/R_h)가 0.12 이하인 표시 장치.
제1항에서,
상기 양자점은 카드뮴 프리(Cd free) 양자점인 표시 장치.
제11항에서,
상기 카드뮴 프리 양자점은ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, HgZnSeS, HgZnSeTe 및 HgZnSTe에서 선택되는 II-VI족 반도체 나노결정 GaN, GaP, GaAs, AlN, AlP, AlAs, InN, InP, InZnP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GaInNP, GaInNAs, GaInPAs, InAlNP, InAlNAs 및 InAlPAs에서 선택되는 III-V족 반도체 나노결정 SbTe의 IV-VI족 반도체 나노결정인 표시 장치.
제1항에서,
상기 양자점은 InP, InZnP 및 이들의 조합에서 선택되는 코어와 ZnSe, ZnS 및 이들의 조합에서 선택되는 쉘을 포함하는 것인 표시 장치.
발광 소자,
상기 발광 소자에서 방출되는 광을 백색광으로 변환하여 방출하는 광변환층 및
상기 광변환층 위에 위치하는 광학 필름을 포함하고,
상기 광변환층은 매트릭스 수지와 양자점을 포함하고, 상기 양자점은 피크 파장이 525 nm 내지 528 nm 사이에 있고, 반치폭이 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 625 nm 내지 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 발광하고,
상기 백색광은 표시 장치가 Adobe RGB 색 영역과 99.0% 이상의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함하고,
상기 색 영역의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.66<Cx<0.70, 0.28<Cy<0.33인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.19<Cx<0.22, 0.70<Cy<0.72인 영역에 위치하는
백라이트 유닛.
제14항에서,
상기 백색광은 피크 파장이 526 nm 내지 528 nm 사이에 있고 반치폭이 40 nm 이하인 녹색광 성분과 피크 파장이 635 nm 내지 645 nm인 영역에 있는 적색광 성분을 포함하고,
상기 백색광은 표시 장치가 Adobe RGB 색 영역과 100.0%의 일치율을 보이는 색 영역을 표시할 수 있는 색순도의 적색광 성분, 녹색광 성분 및 청색광 성분을 포함하는 백라이트 유닛.
제14항에서,
상기 적색광 성분의 반치폭은 50 nm이하인 백라이트 유닛.
제14항에서,
상기 발광 소자에서 방출되는 광은 피크 파장이 445 nm 내지 455 nm 사이에 있고 반치폭이 45 nm 이하인 백라이트 유닛.
삭제
제14항에서,
상기 색 영역의 색좌표 상의 적색 꼭지점은 0.660<Cx<0.700, 0.290<Cy<0.320인 영역에 위치하고, 녹색 꼭지점은 0.200<Cx<0.215, 0.700<Cy<0.720인 영역에 위치하는 백라이트 유닛.
제14항에서,
상기 백색광은 녹색광 성분의 피크 파장의 높이(G_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/G_h)가 0.15이하인 백라이트 유닛.
제20항에서,
상기 백색광은 녹색광 성분의 피크 파장의 높이(G_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/G_h)가 0.12 이하인 백라이트 유닛.
제14항에서,
상기 백색광은 적색광 성분의 피크 파장의 높이(R_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/R_h)가 0.20 이하인 백라이트 유닛.
제22항에서,
상기 백색광은 적색광 성분의 피크 파장의 높이(R_h)에 대한 녹색광 성분과 적색광 성분이 중첩되는 피크 파장의 높이(O_h)의 비(O_h/R_h)가 0.12 이하인 백라이트 유닛.
제14항에서,
상기 양자점은 카드뮴 프리(Cd free) 양자점인 백라이트 유닛.
제24항에서,
카드뮴 프리 양자점은ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, HgZnSeS, HgZnSeTe 및 HgZnSTe에서 선택되는 II-VI족 반도체 나노결정 GaN, GaP, GaAs, AlN, AlP, AlAs, InN, InP, InZnP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GaInNP, GaInNAs, GaInPAs, InAlNP, InAlNAs 및 InAlPAs에서 선택되는 III-V족 반도체 나노결정 SbTe의 IV-VI족 반도체 나노결정인 백라이트 유닛.
제14항에서,
상기 양자점은 InP, InZnP 및 이들의 조합에서 선택되는 코어와 ZnSe, ZnS 및 이들의 조합에서 선택되는 쉘을 포함하는 것인 백라이트 유닛.
삭제
제1항에서,
상기 백색광은 색필터를 통과한 후 청색 스펙트럼에서 청색 피크의 총 면적(A_B) 대비 녹색 피크 및 적색 피크의 면적(S_G+R) 면적의 백분율이 10% 이하인 표시 장치.
제1항에서,
상기 백색광은 색필터를 통과한 후 녹색 스펙트럼에서 녹색 피크의 총 면적(A_G) 대비 청색 피크의 면적(S_B) 면적의 백분율이 1% 이하인 표시 장치.
제1항에서,
상기 백색광은 색필터를 통과한 후 적색 스펙트럼에서 적색 피크의 총 면적(A_R) 대비 청색 피크 및 녹색 피크의 면적(S_B+G) 면적의 백분율이 0.5%인 표시 장치.
복수의 색필터를 포함하는 액정 표시 패널,그리고
제14항 내지 제17항, 제19항 내지 제26항 중 어느 하나의 항에 따른 백라이트 유닛
을 포함하는 표시 장치.
제1항에서,
상기 백색광의 적색광 성분은 상기 색필터를 통과하기 전후의 반치폭 변화가 3나노미터 이하인 표시 장치.
삭제
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