KR102502049B1 - 디스플레이 디바이스들에서의 백색 포인트 균일성 - Google Patents

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나노시스, 인크.
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Abstract

디스플레이 디바이스 (200) 의 백라이트 유닛 (101) 에 의해 분배되는 광의 백색 포인트 값들을 조정하기 위한 디바이스 및 방법의 실시형태들이 기술된다. 디바이스는 백라이트 유닛 (101), 이미지 생성 유닛 (106), 및 패터닝된 레이어 (240) 를 포함한다. 백라이트 유닛 (101) 은 광원 유닛 (102) 및 그 광원 유닛 (102) 에 커플링된 양자 점 필름 (114) 을 갖는 광학적 프로세싱 유닛 (104) 을 포함한다. 이미지 생성 유닛 (106) 은 디스플레이 스크린 (126) 을 포함한다. 백라이트 유닛 (101) 은 광을 디스플레이 스크린 (126) 으로 분배하도록 구성되고, 패터닝된 레이어 (240) 는 디스플레이 스크린에 걸쳐 실질적으로 균일한 백색 포인트 값들을 달성하기 위해, 분배된 광의 백색 포인트 값들을 원하는 백색 포인트 값으로 조정하도록 구성된다.

Description

디스플레이 디바이스들에서의 백색 포인트 균일성
본 발명은 양자 점 (quantum dot; QD) 들과 같은 발광 나노크리스탈들 (luminescent nanocrystals) 을 포함하는 포스퍼 (phosphor) 필름들 및 발광 다이오드 (light-emitting diode; LED) 기반 백라이트 유닛 (backlight unit; BLU) 들을 포함하는 디스플레이 디바이스들에 관한 것이다.
디스플레이 디바이스들 (예컨대, 액정 디스플레이 (liquid crystal display; LCD)) 은 광범위하게 다양한 전자 디바이스들에 대한 스크린들 또는 디스플레이들로서 사용되고, 보통의 또는 감소된 주변 광 환경들에서 이미지들이 가시적이도록 하기 위해 통상적으로 몇몇 형태의 백라이팅을 필요로 한다. 디스플레이 디바이스의 백라이트 유닛 (BLU) 에서, LED 들이 통상적으로 광원으로서 이용된다. LED 들은 디스플레이 디바이스의 에지 또는 바깥 둘레 주위에 배열될 수도 있다. BLU 는 또한 이트륨-알루미늄-가닛 (yttrium-aluminum-garnet; YAG) 포스퍼들과 같은 포스퍼들을 이용할 수도 있다. 발광 나노크리스탈들은, 포스퍼가 LED 들 외부에 놓일 수도 있는 구성들에서 종종 사용되는 새롭고 대안적인 부류의 포스퍼들을 나타낸다. LED 들로부터 발산되는 광은 백색 광을 생성하기 위해 디스플레이 디바이스의 도광판 (light guide plate; LGP) 및 포스퍼 필름을 통해 프로세싱되고, 이 백색 광은 디스플레이 디바이스의 디스플레이 스크린에 걸쳐 (across) 분배될 수도 있다. 예를 들어, 발광 나노크리스탈들은 디스플레이 디바이스의 LGP 위에 놓일 수도 있는 플렉시블 (flexible) 필름/시트 (예컨대, 캘리포니아 밀피타스 Nanosys, Inc 에 의해 공급되는 퀀텀 도트들을 이용하여 미네소타 세인트폴 3M Company 로부터 상업적으로 공급되는 퀀텀 도트 강화 필름 (quantum dot enhancement film; QDEF)) 에 매립될 수도 있다 (예컨대, 미국 특허 공개공보 제 2010/0110728 호 및 제 2012/0113672 호 참조, 그것들의 전체가 참조에 의해 본원에 통합된다). 다른 예들에서, 발광 나노크리스탈들은, LED 들과 LGP 사이에 놓일 수도 있는 컨테이너 (container), 예를 들어, 캐필러리 (capillary) 에 캡슐화될 수도 있다 (예컨대, 미국 특허 공개공보 제 2010/0110728 호 참조).
현재의 디스플레이 디바이스들에서, 분배된 백색 광의 백색 포인트 값은 디스플레이 스크린에 걸쳐 변화할 수도 있다. 백색 포인트 값은 예를 들어 CIE 1976 컬러 공간에서 u' 및 v' 좌표들과 같이 색도 좌표들의 셋트의 면에서 컬러 화이트를 정의하는데 도움이 되고, 여기서, CIE 는 당해 기술분야에서 알려진 바와 같이, Commission Internationale de l'Eclairage (International Commission on Illumination) 를 나타낸다. 따라서, 디스플레이 스크린에 걸친 백색 포인트 값 변화 (variation) 는 분배된 백색 광의 색조에서의 불균일성을 나타낼 수도 있다. 디스플레이 스크린에 걸친 백색 포인트 값에서의 이러한 변화는 디스플레이 디바이스의 사용자의 전체적인 경험을 방해할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스가 전자 책들을 읽기 위해 사용될 때, 디스플레이 스크린에 걸친 백색 백라이트의 상이한 색조들은 사용자에 대해 거슬리는 집중을 방해하는 것일 수 있다.
따라서, 디스플레이 디바이스들의 전반적인 품질 및 사용자 경험을 증가시킬 필요성이 존재한다. 본 명세서에 개시된 것은 디스플레이 디바이스들의 상기 언급된 한계들을 극복하는 실시형태들이다.
일 실시형태에 따르면, 디바이스는 광원 유닛, 및 그 광원 유닛에 커플링된 양자 점 필름 (quantum dot film) 을 갖는 광학적 프로세싱 유닛을 갖는 백라이트 유닛을 포함한다. 디바이스는 백라이트 유닛에 커플링된 디스플레이 스크린을 포함하는 이미지 생성 유닛을 더 포함하고, 백라이트 유닛은 디스플레이 스크린에 걸쳐 광을 분배하도록 구성된다. 디바이스는 또한, 디스플레이 스크린에 걸쳐 실질적으로 보다 균일한 백색 포인트 (white point) 값들을 달성하기 위해, 디스플레이 스크린 상의 상이한 로케이션들 (locations) 에서의 분배된 광의 백색 포인트 값들을 요구되는 백색 포인트 값으로 조정하도록 구성된 패터닝된 레이어 (patterned layer) 를 포함한다.
다른 실시형태에 따르면, 디스플레이 디바이스의 백라이트 유닛에 의해 분배되는 광의 균일한 백색 포인트 값들을 획득하는 방법은, 광원 유닛, 광학적 프로세싱 유닛, 이미지 생성 유닛, 및 디스플레이 스크린에 걸쳐 실질적으로 균일한 백색 포인트 값들을 달성하기 위해, 분배된 광의 백색 포인트 값들을 요구되는 백색 포인트 값으로 조정하기 위한 패터닝된 재료의 레이어를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 이점들, 및 본 발명의 다양한 실시형태들의 구조 및 동작은 첨부 도면들을 참조하여 이하 자세히 설명된다. 본 발명은 본 명세서에서 설명된 특정 실시형태들에 제한되지 않음에 유의한다. 이러한 실시형태들은 본 명세서에서 오직 예시적인 목적들을 위해서 제시된다. 추가적인 실시형태들은 본원에 포함된 교시들에 기초하여 당해 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자 (이하, '통상의 기술자' 라 함) 에게 명백할 것이다.
본원에 통합되고 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면들은 본 실시형태들을 예시하고, 그리고, 상세한 설명과 함께, 본 실시형태들의 원리들을 설명하도록 그리고 통상의 기술자가 본 실시형태들을 실시 및 이용하는 것을 가능하게 하도록 추가로 기능한다.
도 1a 는 일 실시형태에 따른, 디스플레이 디바이스의 개략적 상면도를 나타낸다.
도 1b 는 일 실시형태에 따른, 도 1a 의 디스플레이 디바이스의 라인 A-A 를 따른 개략적 횡단면도를 나타낸다.
도 2a 는 일 실시형태에 따른, 백색 포인트 값 교정을 갖는 디스플레이 디바이스의 개략적 상면도를 나타낸다.
도 2b 는 일 실시형태에 따른, 도 2a 의 디스플레이 디바이스의 라인 B-B 를 따른 개략적 횡단면도를 나타낸다.
도 2c 는 일 실시형태에 따른, 도 2a 의 디스플레이 디바이스의 컬러 정정 필름의 개략적 상면도를 나타낸다.
도 3a 및 도 3b 는 일 실시형태에 따른, 백색 포인트 값 교정 전의 디스플레이 디바이스의 광학적 측정치들을 나타낸다.
도 4 는 일 실시형태에 따른, 컬러 정정 필름의 개략적 상면도를 나타낸다.
도 5a 내지 도 5c 는 다양한 실시형태들에 따른, 상이한 잉크들 및 잉크 농도들에 대한 백색 포인트 값 변화의 플롯들을 나타낸다.
도 6a 및 도 6b 는 일 실시형태에 따른, 백색 포인트 값 정정 후의 디스플레이 디바이스의 광학적 측정치들을 나타낸다.
본 발명의 특징들 및 이점들은 도면들과 함께 취해질 때 이하에서 전개되는 상세한 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이고, 이 도면들에서 유사한 참조 부호들은 전체에 걸쳐 대응하는 엘리먼트들을 식별한다. 도면들에서, 유사한 참조 부호들은 일반적으로 동일한, 기능적으로 유사한, 및/또는 구조적으로 유사한 엘리먼트들을 나타낸다. 엘리먼트가 처음 나타나는 도면은 대응하는 참조 부호에서 가장 좌측 숫자(들)에 의해 표시된다. 달리 표시되지 않는 한, 본 개시 전체에 걸쳐 제공된 도면들은 축적에 맞는 도면들로서 해석되어서는 아니된다.
비록 구체적인 구성들 및 배열들이 개시될 수도 있지만, 이는 오직 예시적인 목적을 위해 행해지는 것임을 이해하여야 한다. 통상의 기술자는, 다른 구성들 및 배열들이 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 이 발명은 또한 본 명세서에서 구체적으로 언급된 것들 너머 다양한 다른 애플리케이션들에서 채용될 수 있음은 통상의 기술자에게 있어서 명백할 것이다. 본 명세서에서 나타나고 설명된 특정 구현들은 예들이고 달리 본원의 범위를 어떤 식으로든 제한하도록 의도되지 않음을 이해하여야 한다.
명세서에서 "하나의 실시형태", "일 실시형태", "일 예시적인 실시형태" 등에 대한 언급들은, 기술된 실시형태가 특정 피처 (feature), 구조, 또는 특성을 포함할 수도 있는 것을 나타내지만, 매 실시형태가 반드시 그 특정 피처, 구조, 또는 특성을 포함하지 않을 수도 있음에 유의한다. 또한, 이러한 문구들은 반드시 동일한 실시형태를 지칭하지는 않는다. 또한, 특정 피처, 구조 또는 특성이 실시형태와 함께 기술될 때, 그것은 명시적으로 기술되는지 또는 아니든지 간에 다른 실시형태들과 함께 이러한 피처, 구조 또는 특성을 달성하기 위해 통상의 기술자의 지식 내일 것이다.
재료들의 양들, 비율들, 재료들의 물리적 특성들, 및/또는 사용을 나타내는 이 설명에서의 모든 숫자들은 달리 명시적으로 표시되는 경우를 제외하고 "약 (about)" 이라는 단어에 의해 수정되는 것으로서 이해되어야 한다.
실시형태들에서, "디스플레이 디바이스" 라는 용어는 디스플레이 스크린 상에서의 데이터의 가시적인 표현을 허용하는 엘리먼트들의 배열을 지칭한다. 적합한 디스플레이 스크린들은 다양한 평면형, 곡면형 또는 다르게 성형된 스크린들, 필름들, 시트들 또는 사용자에게 시각적으로 정보를 디스플레이하기 위한 다른 구조들을 포함할 수도 있다. 본 명세서에서 기술된 디스플레이 디바이스들은, 예를 들어, 액정 디스플레이 (LCD) 를 포함하는 디스플레이 시스템들, 텔레비전들, 컴퓨터들, 모바일 폰들, 스마트 폰들, 퍼스널 디지털 어시스턴트 (PDA) 들, 게이밍 디바이스들, 전자적 리딩 디바이스들, 디지털 카메라들, 태블릿들, 웨어러블 디바이스들, 카 내비게이션 시스템들 등에 포함될 수도 있다.
본원에서 사용된 바와 같은 "약 (about)" 이라는 용어는 기재된 수 ±10% 를 포함한다. 따라서, 예를 들어 "약 10" 은 9 내지 11 을 의미한다.
실시형태들에서, "반응 혼합물을 형성하는" 또는 "혼합물을 형성하는" 이라는 용어는 성분들이 서로 반응하고 제 3 성분을 형성하기에 적합한 조건들 하에서 컨테이너에서 적어도 2 개의 성분들을 합치는 것을 지칭한다.
실시형태에서, "도광판", "도광", 및 "도광 패널" 이라는 용어들은 상호교환가능하게 사용되고, 전자기적 방사 (광) 를 하나의 포지션으로부터 다른 포지션으로 다이렉팅 (directing) 하기 위해 적합한 광학적 컴포넌트를 지칭한다.
실시형태들에서, "광학적으로 커플링된 (optically coupled)" 이라는 용어는, 광이 실질적인 간섭 없이 하나의 컴포넌트로부터 다른 컴포넌트로 패스 (pass) 할 수 있도록 컴포넌트들이 포지셔닝된 것을 의미한다.
본원에서 언급된 공개된 특허들, 특허 출원들, 웹사이트들, 회사 명칭들, 및 과학 논문은, 각각이 구체적으로 그리고 개별적으로 참조에 의해 통합되는 것으로 표시된 것과 동일한 정도로 그들의 전체가 참조에 의해 본원에 통합된다. 본원에 인용된 임의의 참조와 이 명세서의 특정 교시들 사이의 임의의 충돌은 후자에게 유리하게 해석되어야 한다. 마찬가지로, 단어 또는 문구의 기술분야에서 이해되는 정의와 이 명세서에서 구체적으로 교시된 바와 같은 그 단어 또는 문구의 정의 사이의 임의의 충돌은 후자에게 유리하게 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용된 기술적 및 과학적 용어들은 달리 정의되지 않는 한 본원이 속하는 기술분야에서의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 의미를 갖는다. 통상의 기술자에게 알려진 다양한 방법들 및 재료들에 대한 참조가 본원에서 이루어진다.
디스플레이 디바이스의 예시적인 실시형태
도 1a 는 일 실시형태에 따른, 디스플레이 스크린 (126) 및 베젤 (bezel) (128) 을 포함하는 디스플레이 디바이스 (100) 의 개략적 상면도를 나타낸다. 도 1b 는 일 실시형태에 따른, 라인 A-A 를 따른 디스플레이 디바이스 (100) 의 개략적 횡단면도를 나타낸다.
도 1b 에서 도시된 바와 같이, 디스플레이 디바이스 (100) 는, 이 실시형태의 일 예에 따라, 광원 유닛 (light source unit; LSU) (102) 및 광학적 프로세싱 유닛 (optical processing unit; OPU) (104) 을 포함하는 BLU (101) 를 포함할 수도 있다. 디스플레이 디바이스 (100) 는, 이 실시형태의 일 예에 따라, 이미지 생성 유닛 (image generating unit; IGU) (106) 및 리플렉터 (reflector) (108) 를 더 포함할 수도 있다.
LSU (102) 는 LED (110) (예컨대, 블루 LED) 및 LGP (112) 를 포함할 수도 있다. LSU (102) 는, OPU (104) 를 통해 프로세싱되고 후속하여, IGU (106) 에 전송되어 IGU (106) 의 디스플레이 스크린 (126) 에 걸쳐 분배될 수도 있는 프라이머리 (primary) 광 (예컨대, 블루 광) 을 제공하도록 구성될 수도 있다. LED (110) 의 다양한 배향들 및 컴포넌트들은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 블루 LED 는 약 440nm 에서부터 약 470nm 까지의 범위에서 방출할 수도 있다. 일 실시형태에 따르면, 블루 LED 는 예를 들어 450nm 의 파장에서 청색 광을 방출하는 GaN LED 일 수도 있다.
LGP (112) 는, 이 실시형태의 다양한 예들에 따라, 판들, 필름들, 컨테이너들, 또는 다른 구조들과 같은 광섬유 케이블들, 중합성의 또는 유리의 고체들을 포함할 수도 있다. LGP (112) 의 사이즈는 LED (110) 의 궁극적인 애플리케이션 및 특성들에 의존할 수도 있다. LGP (112) 의 두께는 LED (110) 의 두께와 양립가능할 수도 있다. LGP (112) 의 다른 치수들 (dimensions) 은 LED (110) 너머로 확장되도록 설계될 수도 있고, 수십 밀리미터, 수십 내지 수백 센티미터까지의 정도일 수도 있다.
이 실시형태의 다양한 예들에 따르면, LGP (112) 의 재료들은 폴리 카보네이트 (PC), 폴리 메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 메틸 메타크릴레이트, 스티렌, 아크릴 중합체 수지, 유리, 또는 당해 기술분야에서 알려진 임의의 적합한 LGP 재료들을 포함할 수도 있다. LGP (112) 에 대한 적합한 제조 방법들은 사출 성형, 압출, 또는 당해 기술분야에서 알려진 임의의 적합한 실시형태들을 포함할 수도 있다. 이 실시형태의 일 예에 따르면, LGP (112) 는, OPU (104) 에 진입하는 프라이머리 광이 균일한 컬러 및 휘도 (brightness) 의 것일 수도 있도록, 균일한 프라이머리 광 방출을 제공하도록 구성될 수도 있다. LGP (112) 는 당해 기술분야에서 알려진 임의의 두께 또는 형상을 포함할 수도 있다. 예를 들어, LGP (112) 의 두께는 전체 LGP (112) 면에 걸쳐 균일할 수도 있다. 대안적으로, LGP (112) 는 웨지 (wedge) 와 같은 형상을 가질 수도 있다.
LGP (112) 는, 이 실시형태의 다양한 예들에 따라, LED (110) 에 광학적으로 커플링될 수도 있고, LED (110) 에 물리적으로 접속 또는 접속해제될 수도 있다. LGP (112) 를 LED (110) 에 물리적으로 접속하기 위해, 광학적으로 투명한 접착제가 사용될 수도 있다 (미도시). 광학적으로 투명한 접착제는, LGP (112) 와 LED (110) 사이에 놓이는, 테이프, 다양한 접착제들, 실리콘과 같은 중합성 조성물들 등을 포함할 수도 있다. 추가적인 광학적으로 투명한 접착제는, 다양한 예들에 따라, 폴리(비닐 부티랄), 폴리 (비닐 아세테이트), 에폭시 및 우레탄을 비제한적으로 포함하는 다양한 중합체들; 폴리페닐메틸실록산, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디알킬실록산, 플루오르화 실리콘 및 비닐 및 하이드라이드 치환된 실리콘을 비제한적으로 포함하는 실리콘 및 실리콘 유도체들; 메틸메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트 및 라우릴메타크릴레이트를 비제한적으로 포함하는 단량체들로부터 형성된 아크릴 중합체들 및 공중합체들; 스티렌계 중합체들; 및 디비닐벤젠과 같은 이관능성 단량체들과 가교 결합된 중합체들을 포함할 수도 있다.
추가적인 실시형태들에서, LGP (112) 는, 예를 들어, 가열될 때 녹거나 변형되어서 그것이 냉각되면 LED (110) 가 LGP (112) 에 접촉될 수도 있도록 하는 중합성 LGP (112) 를 이용하고, 이에 의해 그 둘 엘리먼트들 사이의 물리적 접착 또는 접촉의 형성을 용이하게 함으로써, LED (110) 에 물리적으로 접속될 수도 있다. 추가적인 실시형태들에서, 광학적 커플링은 LED 로부터 돌출하는 캡슐재 (encapsulant), 예를 들어, 도광판의 굴절률과 유사한 굴절률을 갖는 연성 캡슐화 중합체로 충전된 (filled) 돌출하는 중합체 면을 갖는 블루 LED 들로 달성될 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, 도광판이 블루 LED 에 대해 가압될 때, 돌출하는 캡슐재, 즉, 캡슐화 중합체를 통해 도광판과 LED 사이에 직접 광학적 커플링이 형성된다.
대안적으로, 광원 유닛 (102) 은 LED 들의 어레이 (미도시) 를 포함할 수도 있고, LED 들의 어레이의 각각은 구조 및 기능에서 LED (110) 와 유사할 수도 있다. LED 들의 어레이는 프로세싱을 위해 그리고 IGU (106) 에의 후속 전송을 위해 프라이머리 광을 OPU (104) 에 제공하도록 구성될 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, OPU (104) 는 LSU (102) 로부터 수신된 광을 IGU (106) 에의 전송을 위해 원하는 특성들로 프로세싱하도록 구성될 수도 있다. OPU (104) 는 상기 언급된 QDEF 필름과 같은 포스퍼 필름 (114), 휘도 향상 필름 (brightness enhancing film; BEF) (116), 디퓨저 (diffuser) (120), 및 반사형 편광 필름 (reflective polarizing film; RPF) (122) 을 포함할 수도 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. OPU (104) 는, 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이, 하나보다 많은 디퓨저, BEF, 및/또는 RPF 를 포함할 수도 있음에 유의하여야 한다. OPU (104) 의 이들 엘리먼트들의 배향들, 디스플레이 디바이스들에서의 그들의 제조 및 통합은 당해 기술분야에서 알려져 있다.
일 실시형태에 따르면, 포스퍼 필름 (114) 은 상술된 바와 같이 발광 나노크리스탈들을 포함하는 QDEF 일 수도 있다. 일 실시형태에서, 포스퍼 필름 (114) 은, 동일한 파장에서, 예를 들어, 가시 스펙트럼에서 녹색 광 또는 적색 광에 대응하는 파장에서, 방출하는 복수의 포스퍼들 (예컨대, 발광 나노크리스탈들) 을 포함할 수도 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 포스퍼 필름 (114) 은, 제 1 파장 (예컨대, 녹색 광에 대응하는 파장) 에서 방출하는 제 1 복수의 포스퍼들 (예컨대, 발광 나노크리스탈들), 및 제 1 파장과는 상이한 제 2 파장 (예컨대, 적색 광에 대응하는 파장) 에서 방출하는 제 2 복수의 포스퍼들 (예컨대, 발광 나노크리스탈들) 을 포함할 수도 있다.
일 실시형태에서, 포스퍼 필름 (114) 은 다운-컨버터 (down-converter) 일 수도 있고, 여기서, LSU (102) 로부터의 프라이머리 광의 적어도 부분은, 예를 들어 포스퍼 필름 (114) 에서의 QD 들에 의해 흡수되고, 그 프라이머리 광보다 더 낮은 에너지 또는 더 긴 파장을 갖는 세컨더리 (secondary) 광으로서 재방출될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 복수의 포스퍼들 및 제 2 복수의 포스퍼들은 LSU (102) 로부터의 청색 광의 부분을 흡수하고, 녹색 및 적색 세컨더리 광들을 각각 방출하도록 여기될 수도 있다. 일 예시적인 실시형태에 따르면, 청색 프라이머리 광의 흡수되지 않은 부분 및 녹색 및 적색 세컨더리 광들은 원하는 백색 포인트 값을 갖는 백색 광을 생성하도록 미리결정된 비율로 혼합되어 IMG (106) 를 통해 전송되고 디스플레이 디바이스 (100) 의 백라이트로서 기능하도록 디스플레이 스크린 (126) 에 걸쳐 분배된다. 하지만, 디스플레이 스크린 (126) 은, 생성된 백색 광의 백색 포인트 값이 원하는 백색 포인트 값과는 상이한 일부 로케이션들을 가질 수도 있다. 이것은, 미리결정된 비율보다 더 높거나 더 낮은 비율로 프라이머리 및 세컨더리 광들을 혼합한 것으로 인한 것일 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이 스크린 (126) 의 에지들은 디스플레이 스크린 (126) 상의 다른 영역들에 대하여 더 푸른 색조를 갖는 백색 광을 가질 수도 있다. 백색 광에서의 이 푸른 색조는 백색 광의 혼합 비율에서 과도한 청색 광의 존재로 인한 것일 수도 있다. 그리고, 이 과도한 청색 광은, 디스플레이 디바이스 (100) 에서 에어 갭들 (air gaps) (예컨대, 에어 갭들 (136)) 을 통해 누설될 수도 있는 LSU (102) 의 블루 LED 로부터의 프로세싱되지 않은 광일 수도 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "프로세싱되지 않은 광 (unprocessed light)" 이라는 용어는 원하는 특성들로 OPU (104) 를 통해 프로세싱되지 않은 임의의 광을 지칭한다.
이 실시형태의 일 예에 따르면, BEF (116) 는 반사형 및/또는 굴절형 필름들, 반사형 편광 필름들, 프리즘 필름들, 그루브 (groove) 필름들, 홈파진 프리즘 필름들, 프리즘들, 피치들, 그루브들, 또는 당해 기술분야에서 알려진 임의의 적합한 BEF 들 또는 휘도 향상 피처들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, BEF (116) 는 3MTM 으로부터 이용가능한 BEF 또는 Vikuiti™ 와 같은 종래의 BEF 를 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에 따르면, OPU (104) 는 적어도 하나의 BEF, 적어도 2 개의 BEF 들, 또는 적어도 3 개의 BEF 들을 포함할 수도 있다. 예시적인 실시형태들에서, 적어도 하나의 BEF 는, 예를 들어 그렇지 않으면 RPF (122) 에 의해 흡수될 광을 재순환하기 위한, 반사형 편광기 BEF 를 포함한다. 휘도-향상 피처들 및 BEF (116) 는 반사기들 및/또는 굴절기들, 편광기들, 반사형 편광기들, 광 추출 피처들, 광 재순환 (recycling) 피처들, 또는 당해 기술분야에서 알려진 임의의 휘도-향상 피처들을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에 따르면, BEF (116) 는 제 1 피치 각도를 갖는 프리즘들 또는 피치들을 갖는 제 1 레이어를 포함할 수도 있다. 추가적으로 또는 선택적으로, OPU (104) 에서의 다른 BEF (미도시) 는 제 1 피치 각도와는 상이한 제 2 피치 각도를 갖는 프리즘들 또는 피치들을 갖는 제 2 레이어를 포함할 수도 있다.
일 예시적인 실시형태에서, BEF (116) 의 휘도-향상 피처들은 프라이머리 광 (예컨대, LSU (102) 로부터의 청색 광) 의 부분을 QD 필름을 향해 다시 역으로 반사하여, 그에 의해 프라이머리 광의 포스퍼 필름 (114) 으로의 재순환을 제공하도록 구성될 수도 있다. 광 재순환 때문에, 프라이머리 광의 부분들은 기존의 BLU (101) 전에 포스퍼 필름 (114) 을 다수 회 통과할 수도 있다. BEF (116) 를 통해 전송된 광은 광이 BEF (116) 상에 입사하는 각도에 의존적일 수도 있다. 예를 들어, LGP (112) 로부터 상방으로 이동하는 광은, 그 광이 BEF (116) 에 대해 직각 또는 수직인 경우에 BEF (116) 를 통해 전송될 수도 있다. 하지만, 그 광이 더 높은 각도를 갖는 경우에, 이러한 광은 LGP (112) 를 향해 하방으로 반사될 수도 있다. BEF (116) 는 프라이머리 광의 원하는 재순환을 달성하기 위해 상이한 각도들의 광에 대해 다수의 반사 각도를 갖도록 선택될 수도 있다. 프라이머리 광의 이러한 재순환은 포스퍼 필름 (114) 에서 프라이머리 광의 광학적 경로 길이를 증가시켜서, 프라이머리 광의 증가된 흡수 및, 비제한적으로 녹색 광 또는 적색 광 등과 같은 하나 이상의 세컨더리 광들의 증가된 재방출을 초래할 수도 있다. 하지만, 광 재순환은 디스플레이 디바이스 (100) 에 걸쳐 균일하지 않을 수도 있다. 디스플레이 디바이스 (100) 의 에지들을 향해, 각도를 벗어난 프라이머리 광은 프레임 (132) 에 의해 흡수될 수도 있고, 결과적으로, 프레임 (132) 에 의해 흡수된 프라이머리 및/또는 세컨더리 광의 부분들은 디스플레이 디바이스 (100) 에 재입사하지 않기 때문에, 보다 적은 광 재순환이 존재할 수도 있다. 이러한 불균일한 재순환은, 프라이머리 및 세컨더리 광들이 상기 논의된 바와 같이 미리결정된 비율보다 더 높거나 더 낮은 비율로 혼합될 수도 있기 때문에, BLU (101) 에 의해 생성된 백색 광이 원하는 백색 포인트 값보다 더 높거나 더 낮은 백색 포인트 값들을 가지게 되는 결과를 초래할 수도 있다.
디퓨저 (120) 는 본 명세서에서 기술되는 스캐터링 피처들과는 구분되고 그 스캐터링 피처들에 대해 보충적이다. 이 실시형태의 일 예에 따르면, 디퓨저 (120) 는, 이득 디퓨저 필름들을 포함하는, 당해 기술분야에서 알려진 임의의 디퓨저 필름을 포함할 수도 있고, BEF (116) 또는 디스플레이 디바이스 (100) 의 다른 광학 필름들 위에 또는 아래에 배치될 수도 있다. 예시적인 실시형태들에서, 포스퍼 필름 (114) (예컨대, 발광 나노크리스탈들을 포함하는 QDEF) 은 종래의 하부 디퓨저 (미도시) 에 대한 필요성을 제거하고, 그에 의해, BLU (101) 의 두께를 최소화할 수도 있다. 포스퍼 필름 (114) 의 구성들은, 포스퍼 필름 (114) 에서의 포스퍼들의 세컨더리 방출을 증가시키는 것에 추가하여, 전통적인 디퓨저들의 목적을 위해 기능할 수도 있는, 그것과 연관된 하나 이상의 스캐터링 또는 디퓨저 피처들을 또한 포함할 수도 있다.
다른 실시형태에 따르면, IGU (106) 는 LCD 모듈 (124) 및 디스플레이 스크린 (126) 을 포함할 수도 있고, 디스플레이 스크린 (126) 상에 이미지들을 생성하도록 구성될 수도 있다. 디스플레이 스크린 (126) 은, 일 예시적인 실시형태에 따르면, 터치 스크린 디스플레이일 수도 있다.
추가적인 실시형태에서, 리플렉터 (108) 는 LGP (112) 로부터 방출되는 광의 양을 증가시키도록 구성될 수도 있다. 리플렉터 (108) 는 반사형 미러, 리플렉터 입자들의 필름, 반사형 금속 필름과 같은 임의의 적합한 재료, 또는 임의의 적합한 종래의 리플렉터들을 포함할 수도 있다. 일 예시적인 실시형태에서, 리플렉터 (108) 는 백색 필름을 포함할 수도 있다. 특정 실시형태들에서, 리플렉터 (108) 는 스캐터링, 디퓨저, 또는 휘도-향상 피처들과 같은, 추가적인 기능성 또는 피처들을 포함할 수도 있다.
도 1b 에서 도시된 바와 같이, 디스플레이 디바이스 (100) 는 BLU (101) 를 지지하도록 구성된 프레임 (132) 및 LED 구동 및 제어 유닛 (130) 을 더 포함한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 프레임 (132) 은, 이 실시형태의 일 예에 따르면, LGP (112) 상에 포스퍼 필름 (114) 을 유지하도록 구성될 수도 있다.
디스플레이 디바이스 (100) 는, 디스플레이 디바이스 (100) 에서의 인접하는 엘리먼트들의 어느 것 사이에, 예를 들어, LED (110) 와 LGP (112) 사이에; LGP (112) 와 포스퍼 필름 (114) 사이에; 포스퍼 필름 (114) 내의 임의의 상이한 레이어들 또는 영역들 사이에; 포스퍼 필름 (114) 과 포스퍼 필름 (114) 에 인접하는 하나 이상의 배리어 레이어들 (미도시) 사이에; 포스퍼 필름 (114) 및 BEF (116), 디퓨저 (120), RPF (122), 또는 다른 피처들 사이에; 및 다수의 배리어 레이어들 사이에, 또는 디스플레이 디바이스 (100) 의 임의의 다른 엘리먼트들 사이에 배치된 하나 이상의 중간 재료들 (미도시) 을 더 포함할 수도 있다. 그 하나 이상의 중간 재료들은, 비제한적으로, 진공, 공기, 가스, 광학적 재료들, 접착제들, 광학적 접착제들, 유리, 중합체들, 고체들, 액체들, 겔들, 경화된 재료들, 광학적 커플링 재료들, 인덱스-매칭 또는 인덱스-미스매칭 재료들, 인덱스-그라디언트 재료들, 클래딩 또는 안티-클래딩 재료들, 스페이서들, 에폭시, 실리카 겔, 실리콘, 본 명세서에서 기술된 임의의 매트릭스 재료들, 휘도-향상 재료들, 스캐터링 또는 디퓨저 재료들, 반사형 또는 안티-반사형 재료들, 파장-선택적 재료들, 파장-선택적 안티-반사형 재료들, 컬러 필터들, 또는 당해 기술분야에서 알려진 다른 적합한 중간 재료를 포함하는, 임의의 적합한 재료들을 포함할 수도 있다. 중간 재료들은 또한 광학적으로 투명한, 비-황화, 점착성 광학적 접착제들을 포함할 수도 있다. 적합한 재료들은 실리콘들, 실리콘 겔들, 실리카 겔, 에폭시들 (예컨대, Loctite™ 에폭시 E-30CL), 아크릴레이트들 (예컨대, 3M™ 접착제 2175), 및 본 명세서에서 언급된 매트릭스 재료들을 포함한다. 하나 이상의 중간 재료들은 경화성 겔 또는 액체로서 도포되고, 디포지션 (deposition) 동안 또는 후에 경화되거나 디포지션 이전에 전-형성 및 전-경화될 수도 있다. 경화 방법들은 UV 경화, 열 경화, 화학적 경화, 또는 당해 기술분야에서 알려진 다른 적합한 경화 방법들을 포함할 수도 있다. 인덱스-매칭 중간 재료들은 BLU (101) 의 엘리먼트들 사이에 광학적 손실들을 최소화하도록 선택될 수도 있다.
백색 포인트 정정을 갖는 디스플레이 디바이스의 예시적인 실시형태
도 2a 는 일 실시형태에 따른, 디스플레이 스크린 (126) 및 베젤 (128) 을 포함하는 디스플레이 디바이스 (200) 의 개략적 상면도를 나타낸다. 도 2b 는 라인 B-B 를 따른 디스플레이 디바이스 (200) 의 개략적 횡단면도를 나타낸다. 디스플레이 디바이스 (200) 는 디스플레이 디바이스 (100) 와 많은 유사한 피처들 및 기능들을 공유할 수도 있다. 따라서, 디스플레이 디바이스들 (100 및 200) 사이의 유일한 차이점들이 이하에서 논의된다.
디스플레이 디바이스 (200) 는 도 1b 를 참조하여 설명된 바와 같이 디스플레이 디바이스 (100) 와 유사하게 LSU (102), OPU (104), 및 IGU (106) 를 포함한다. 디스플레이 디바이스 (200) 는 또한, 도 2b 를 참조하여 도시된 바와 같이, 포스퍼 필름 (114) 상에 배치된 컬러 정정 필름 (240) 을 추가로 포함한다. 필름 (240) 은 포스퍼 필름 (114) 의 상부 면을 부분적으로 또는 완전히 커버하는 방식으로 배치될 수도 있다. 필름 (240) 이 포스퍼 필름 (114) 상에 배치되는 것으로 여기서 도시되지만, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 필름 (240) 은 BLU (101) 및/또는 IMG (106) 의 임의의 구조들 상에 배치될 수도 있다. 일 실시형태에 따르면, 컬러 정정 필름 (240) 은, 컬러 정정 필름 (240) 의 개략적 상면도를 나타내는 도 2c 에서 도시된 바와 같은 패터닝된 재료의 레이어 (242) 를 포함할 수도 있다. 대안적으로, 다양한 실시형태들에 따르면, 레이어 (242) 는 포스퍼 필름 (114) 상에 직접 (미도시) 또는 BLU (101) 및/또는 IMG (106) 의 다른 구조들 상에 배치될 수도 있다.
일 예시적인 실시형태에서, 필름 (240) 은, 비제한적으로 투명 필름 등과 같은, 광학적으로 투명한 재료를 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에 따르면, 레이어 (242) 의 재료는 잉크, 페인트, 염료, 중합성 재료, 유기 재료, 또는 이들의 조합일 수도 있다. 패터닝된 재료 (242) 의 레이어는 예를 들어 플롯터, 잉크젯 프린터, 또는 스크린 프린터를 이용하여 기판 (240) 상에 패터닝될 수도 있다.
이 실시형태의 일 예에서, 레이어 (242) 는 도 1b 를 참조하여 상기 논의된 바와 같이 백색 포인트 값들에서의 변화를 제거 또는 실질적으로 감소시키기 위해 디스플레이 스크린 (126) 에 걸쳐, 분배된 광의 하나 이상의 백색 포인트 값들을 정정하도록 구성될 수도 있다. 일 실시형태에 따르면, 레이어 (242) 는 광의 원하는 백색 포인트 값들을 달성하기 위해 BLU (101) 에 의해 생성되는 광의 혼합물에서 과도할 수도 있는 어느 광을 흡수하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, BLU (101) 에 의해 생성된 백색 광에서 과도한 청색 광이 존재하는 경우에, 레이어 (242) 는, 백색 광의 원하는 혼합 비율, 및 그 결과로서, 백색 광의 원하는 백색 포인트 값을 획득하기 위해 과도한 청색 광을 흡수할 수도 있는 농도들을 갖는 황색 재료의 필름들 (244a 및 244b) 을 포함하는 서브-패턴 (244) 을 포함할 수도 있다. 필름들 (244a 및 244b) 의 포지션들은, 디스플레이 디바이스 (200) 에서 레이어 (242) 의 부존재 시에 과도한 청색 광으로 역광이 비칠 수도 있는 디스플레이 스크린 (126) 상의 로케이션들에 대응할 수도 있다. 다른 예에서, BLU (101) 에 의해 생성된 백색 광에서 과도한 적색 광이 존재하는 경우에, 레이어 (242) 는, 백색 광의 원하는 혼합 비율, 및 그 결과로서, 백색 광의 원하는 백색 포인트 값을 획득하기 위해 과도한 적색 광을 흡수할 수도 있는 농도들을 갖는 시안 (cyan) 재료의 필름들 (246a 및 246b) 을 포함하는 서브-패턴 (246) 을 포함할 수도 있다. 필름들 (246a 및 246b) 의 포지션들은, 디스플레이 디바이스 (200) 에서 레이어 (242) 의 부존재 시에 과도한 적색 광으로 역광이 비칠 수도 있는 디스플레이 스크린 (126) 상의 로케이션들에 대응할 수도 있다.
레이어 (242) 의 서브-패턴들 (244 및 246) 은 오직 예시적인 목적들을 위한 것이고, 서브-패턴들은 임의의 특정 패턴에 제한되지 않아야 함에 유의하여야 한다. 유사하게, 필름들 (244a, 244b, 246, 및 246b) 의 사각형 형상들은 오직 예시적인 목적들을 위한 것이고, 레이어 (242) 의 필름들은 임의의 특정 형상에 제한되지 않아야 한다.
디스플레이 디바이스에서 백색 포인트 정정의 실험적 예
여기에 제공되는 것은 도 2b 를 참조하여 상기 설명된 바와 같이 컬러 정정 필름을 이용하여 디스플레이 디바이스에서의 백색 포인트 값 정정의 일 예이다. 예는 어떤 식으로든 본 발명의 범위 또는 사상을 제한하는 것으로 의도되지 아니하고, 본 발명의 동작을 예시하는 것이다.
도 3a 및 도 3b 는 컬러 정정 필름 (예컨대, 컬러 정정 필름 (240)) 없이 디스플레이 디바이스 (예컨대, 디스플레이 디바이스 (100)) 의 디스플레이 스크린 (예컨대, 디스플레이 스크린 (126)) 상에서 백색 포인트 값들의 u' 및 v' 좌표들을 각각 맵핑하는 측정 플롯들을 나타낸다. 도 3a 및 도 3b 의 플롯 영역들은 디스플레이 스크린 상의 동일한 영역을 나타낼 수도 있다. 도 3a 및 도 3b 에서 사각형들의 상이한 음영들은, 백색 포인트 값들의 상이한 u' 및 v' 좌표들을 각각 나타내고, 그리하여, 디스플레이 스크린에 걸친 백색 포인트 값들에서의 변화를 나타낼 수도 있다. 백색 포인트 값들은 예를 들어 분광광도계 또는 카메라를 이용하여 디스플레이 스크린에 대해 취해진 광학적 측정들로부터 계산될 수도 있다.
도 4 는 도 2b 및 도 2c 를 참조하여 상기 논의된 바와 같이, 컬러 정정 필름 (240) 과 기능 면에서 유사할 수도 있는 컬러 정정 필름 (440) 의 상면도를 나타낸다. 컬러 정정 필름 (440) 은 도 4 에서 회색의 상이한 음영들에 의해 표현되는 상이한 컬러들 및 농도들의 잉크 패턴을 포함한다. 잉크 패턴의 배열은, 도 3a 및 도 3b 에서 보이는 것과 같이 백색 포인트 값들의 변화가 디스플레이 스크린에 걸쳐 원하는 백색 포인트 값을 획득하도록 보상되는 방식으로 배열된다.
도 5a 내지 도 5c 는 상이한 컬러들의 잉크 농도들에 대해 백색 포인트 값들의 변화를 나타낸다. 예를 들어, 도 5a, 도 5b, 및 도 5c 는 시안, 마젠타, 옐로우 잉크 농도들 각각에 대해 백색 포인트 값들의 u' 및 v' 좌표들의 변화들을 보여준다. 백색 포인트 값의 잉크 농도들과의 이들 관계들을 이용하여, 도 4 의 잉크 패턴의 농도는 도 3a 및 도 3b 에서 보이는 바와 같이 백색 포인트 값들에서의 변화에 대해 보상하도록 계산될 수도 있다.
도 6a 및 도 6b 는, 도 2b 의 컬러 정정 필름 (240) 을 참조하여 설명된 것과 유사한 방식으로 도 3a 및 도 3b 의 디스플레이 디바이스에서 도 4 의 컬러 정정 필름 (440) 을 놓은 후의 측정 플롯들을 나타낸다. 도 6a 및 도 6b 의 이들 플롯들은 도 3a 및 도 3b 에서 사용된 것과 동일한 디스플레이 스크린의 영역 상에 백색 포인트 값들의 u' 및 v' 좌표들을 각각 맵핑한다. 상이한 u' 및 v' 좌표들에 대응하는 도 6a 및 도 6b 에서의 사각형들의 상이한 음영들의 수는 도 3a 및 도 3b 에서 보이는 것과 비교하여 감소되고, 이는 디스플레이 디바이스에서 컬러 정정 필름의 존재로 인해 디스플레이 스크린에 걸쳐 백색 포인트 값들에서의 감소된 변화를 나타낸다.
발광 나노크리스탈 포스퍼들의 예시적인 실시형태들
여기에 기술되는 것은 발광 나노크리스탈들을 포함하는, 나노크리스탈들을 포함하는 다양한 조성물들에 관한 것이다. 발광 나노크리스탈들의 흡수 특성들, 방출 특성들 및 굴절률 특성들을 포함하는, 발광 나노크리스탈들의 다양한 특성들이 다양한 애플리케이션들을 위해 맞춰지고 조정될 수도 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "나노크리스탈 (nanocrystal)" 이라는 용어는 실질적으로 단결정인 나노구조들을 지칭한다. 나노크리스탈은 약 500nm 보다 적은 그리고 약 1nm 보다 더 적은 것에 이르기까지의 치수를 갖는 적어도 하나의 영역 또는 특성 치수를 가질 수도 있다. "나노크리스탈", "나노도트", "도트", 및 "QD" 라는 용어들은 같은 구조들을 표현하기 위해 통상의 기술자에 의해 쉽게 이해되고, 본 명세서에서 상호교환가능하게 사용된다. 본 발명은 또한 다결정질 또는 비결정질의 나노크리스탈들의 사용을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "나노크리스탈" 이라는 용어는 또한 "발광 나노크리스탈들" 을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "발광 나노크리스탈들" 이라는 용어는 외부 에너지원에 의해 여기될 때 광을 방출하는 나노크리스탈들을 의미할 수도 있다.
나노크리스탈들의 재료 특성들은 실질적으로 균질성일 수도 있고, 또는 특정 실시형태들에서, 불균질성일 수도 있다. 나노크리스탈들의 광학적 특성들은 그들의 입자 사이즈, 화학적 또는 면 구성에 의해 결정될 수도 있다. 약 1nm 와 약 15nm 사이의 범위에서의 발광 나노크리스탈 사이즈를 제작하기 위한 능력은 전체 광학적 스펙트럼에서의 광전자 방출 커버리지가 컬러 렌더링 (rendering) 에서의 큰 융통성을 제공하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 입자 캡슐화는 화학적 및 UV 열화 약제들에 대해 강건성 (robustness) 을 제공할 수도 있다.
본원에 기술된 실시형태들에서의 사용을 위한, 발광 나노크리스탈들을 포함하는, 나노크리스탈들은 통상의 기술자에게 알려진 임의의 방법을 이용하여 생성될 수도 있다. 적합한 방법들 및 예시적인 나노크리스탈들이 미국 특허 제 7,374,807 호; 2004년 3월 10일 출원된 미국 특허 출원 제 10/796,832 호; 미국 특허 제 6,949,206 호; 및 2004 년 6월 8일 출원된 미국 가 특허 출원 제 60/578,236 호에서 개시되고, 이들 각각의 개시물들은 그들 전체가 본원에 참조에 의해 통합된다.
본원에 기술된 실시형태들에서의 사용을 위한 발광 나노크리스탈들은, 무기 재료, 및 보다 적합하게는 무기 도전성 또는 반도전성 재료를 포함하는 임의의 적합한 재료로부터 생성될 수도 있다. 적합한 반도체 재료들은 미국 특허 출원 제 10/796,832 호에서 개시된 것들을 포함할 수도 있고, 그룹 II-VI, 그룹 III-V, 그룹 IV-VI 및 그룹 IV 반도체들을 포함하는 임의의 타입의 반도체를 포함할 수도 있다. 적합한 반도체 재료들은, 비제한적으로, Si, Ge, Sn, Se, Te, B, C (다이아몬드를 포함), P, BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, BeS, BeSe, BeTe, MgS, MgSe, GeS, GeSe, GeTe, SuS, SnSe, SnTe, PbO, PbS, PbSe, PbTe, CuF, CuCl, CuBr, CuI, Si3N4, Ge3N4, Al2O3, (Al, Ga, In)2 (S, Se, Te)3, Al2CO, 및 2 이상의 이러한 반도체들의 적절한 조합을 포함할 수도 있다.
특정 실시형태들에서, 나노크리스탈들은 p-타입 도펀트 또는 n-타입 도펀트로 이루어진 그룹으로부터의 도펀트를 포함할 수도 있다. 여기에서 유용한 나노크리스탈들은 또한 II-VI 또는 III-V 반도체들을 포함할 수도 있다. II-VI 또는 III-V 반도체 나노크리스탈들의 예들은 주기율표의 Zn, Cd 및 Hg 와 같은 그룹 II 로부터의 엘리먼트와 S, Se, Te 및 Po 와 같은 그룹 VI 으로부터의 임의의 엘리먼트의 임의의 조합; 주기율표의 B, Al, Ga, In, 및 Tl 와 같은 그룹 III 으로부터의 엘리먼트와 N, P, As, Sb 및 Bi 와 같은 그룹 V 로부터의 임의의 엘리먼트의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.
본원에 기술된, 발광 나노크리스탈들을 포함하는, 나노크리스탈들은 또한, 그들의 면에 공역된 (conjugated), 협력된, 연관된 또는 부착된 리간드들을 더 포함할 수도 있다. 적합한 리간드들은, 미국 특허 제 8,283,412 호; 미국 특허 공개공보 제 2008/0237540 호; 미국 특허 공개공보 제 2010/0110728 호; 미국 특허 제 8,563,133 호; 미국 특허 제 7,645,397 호; 미국 특허 제 7,374,807 호; 미국 특허 제 6,949,206 호; 미국 특허 제 7,572,393 호; 및 미국 특허 제 7,267,875 호에서 개시된 것들을 포함하는, 통상의 기술자에게 알려진 임의의 그룹을 포함할 수도 있고, 그것들의 각각의 개시물들은 참조에 의해 본원에 통합된다. 이러한 리간드들의 사용은 나노크리스탈들이 중합체들을 포함하는 다양한 용매들 및 매트릭스들에 통합하는 능력을 향상시킬 수도 있다. 다양한 용매들 및 매트릭스들에서의 나노크리스탈들의 혼화성 (즉, 분리 없이 혼합되는 능력) 을 증가시키는 것은, 나노크리스탈들이 함께 모이지 않고 따라서 빛을 산란시키지 않도록 중합성 조성물 전체에 걸쳐 그들이 분포되도록 허용할 수도 있다. 이러한 리간드들은 본 명세서에서 "혼화성-향상" 리간드들로서 기술된다.
특정 실시형태들에서, 매트릭스 재료에 분포되거나 매립된 나노크리스탈들을 포함하는 조성물들이 제공된다. 적합한 매트릭스 재료들은, 중합성 재료들, 유기 및 무기 산화물들을 포함하는, 통상의 기술자에게 알려진 임의의 재료일 수도 있다. 본원에 기술된 조성물들은 레이어들, 캡슐재들, 코팅들, 시트들 또는 필름들일 수도 있다. 레이어, 중합성 레이어, 매트릭스, 시트 또는 필름에 대한 언급이 이루어지는 본 명세서에서 기술된 실시형태들에서, 이들 용어들은 상호교환가능하게 사용되고, 그렇게 기술된 실시형태는 임의의 하나의 타입의 조성물에 제한되지 않고, 본원에 기술되거나 당해 기술분야에서 알려진 임의의 매트릭스 재료 또는 레이어를 포함한다는 것을 이해하여야 한다.
(예를 들어, 미국 특허 제 7,374,807 호에서 개시된 바와 같이) 나노크리스탈들을 하향-변환하는 것은, 특정 파장의 광을 흡수하고 그 다음에 제 2 파장에서 방출하여, 그에 의해, 액티브 소스들 (예컨대, LED 들) 의 향상된 퍼포먼스 및 효율성을 제공하도록 맞춰지는 발광 나노크리스탈들의 방출 특성들을 이용한다.
통상의 기술자에게 알려진 임의의 방법이 나노크리스탈들 (발광 나노크리스탈들) 을 생성하기 위해 사용될 수도 있지만, 무기 나노 물질 포스퍼들의 제어된 성장을 위한 용액상 콜로이드법이 사용될 수도 있다. Alivisatos, A. P., "Semiconductor clusters, nanocrystals, and quantum dots," Science 271:933 (1996); X. Peng, M. Schlamp, A. Kadavanich, A. P. Alivisatos, "Epitaxial growth of highly luminescent CdSe/CdS Core/Shell nanocrystals with photostability and electronic accessibility," J. Am. Chem . Soc . 30:7019-7029 (1997); 및 C. B. Murray, D. J. Norris, M. G. Bawendi, "Synthesis and characterization of nearly monodisperse CdE (E=sulfur, selenium, tellurium) semiconductor nanocrystallites," J Am. Chem . Soc . 115:8706 (1993) 참조, 이들의 개시물들은 그들 전체가 본원에 참조에 의해 통합된다. 이 제조 프로세스 기술은 청정실들 및 비싼 제조 장비에 대한 필요성 없이 저 비용 가공성을 레버리징한다. 이들 방법들에서, 고온에서 열분해를 겪을 수도 있는 금속 전구체들은 유기 계면활성제 분자들의 뜨거운 용액 내로 급속하게 주입된다. 이들 전구체들은 상승되는 온도들에서 쪼개지고 반응하여 나노크리스탈들을 응집시킬 수도 있다. 이 초기 핵형성 페이즈 후에, 성장하는 크리스탈에의 단량체들의 첨가에 의해 성장 페이즈가 시작될 수도 있다. 그 결과는 그들의 표면을 코팅하는 유기 계면활성제 분자를 가질 수도 있는 용액에서의 독립적인 결정성 나노입자들일 수도 있다.
이 접근법을 이용하면, 합성은 수초에 걸쳐 일어나는 초기 핵형성 이벤트로서 발생할 수도 있고, 이어서, 수분 동안 상승된 온도에서 결정 성장이 발생할 수도 있다. 온도, 존재하는 계면활성제의 타입들, 전구체 물질들, 및 단량체들에 대한 계면활성제들의 비율들과 같은 파라미터들은 반응의 성질 및 과정을 변화시키기 위해 수정될 수도 있다. 온도는 핵형성 이벤트의 구조적 페이즈, 전구체들의 분해의 속도, 및 성장의 속도를 제어한다. 유기 계면활성제 분자들은 나노크리스탈 형상의 가용성 및 제어 양자를 조정할 수도 있다. 계면활성제들 대 단량체의, 계면활성제들 서로의, 단량체들 서로의 비율, 및 단량체들의 개별적 농축들은 성장의 동역학에 강하게 영향을 미칠 수도 있다.
일 실시형태에 따르면, CdSe 는 이 재료의 합성의 상대적인 성숙으로 인해, 하나의 예에서, 가시 광 하향-변환을 위해, 나노크리스탈 재료로서 사용될 수도 있다. 일반적 표면 화학의 사용으로 인해, 비-카드뮴-함유 나노크리스탈들을 치환하는 것도 가능할 수도 있다.
반도체 나노크리스탈들에서, 광-유도 방출이 나노크리스탈의 밴드 에지 상태들로부터 발생한다. 발광 나노크리스탈들로부터의 밴드-에지 방출은 표면 전자 상태들로부터 발생하는 방사성 및 비-방사성 붕괴 채널들과 경합한다. X. Peng, et al., J Am. Chem . Soc . 30:7019-7029 (1997). 결과로서, 댕글링 본드들 (dangling bonds) 과 같은 표면 결합들의 존재는 비-방사성 재결합 센터들을 제공하고 저하된 방출 효율성에 기여한다. 표면 트랩 상태들을 부동태화하고 제거하기 위한 효율적이고 영구적인 방법은 나노크리스탈의 표면 상에 무기 쉘 재료를 에피택셜하게 (epitaxially) 성장시키는 것일 수도 있다. X. Peng, et al., J. Am. Chem . Soc . 30:701 9-7029 (1997). 쉘 재료는, 전자 레벨들이 (예컨대, 코어에 대해 전자 및 정공을 국부화하는 포텐셜 스텝을 제공하기 위한 보다 큰 밴드갭으로) 코어 재료에 대해 타입 1 이도록 선택될 수도 있다. 결과로서, 비-방사성 재결합의 확률이 감소될 수도 있다.
코어-쉘 구조들은 쉘 재료들을 함유하는 유기금속 전구체들을 코어 나노크리스탈을 함유하는 반응 혼합물에 추가함으로써 획득될 수도 있다. 이 경우에, 핵형성 다음에 성장하기 보다는, 코어들은 핵들로서 작용하고, 쉘들은 그들의 표면으로부터 성장할 수도 있다. 반응의 온도는, 쉘 재료들의 나노크리스탈들의 독립적인 핵형성을 방지하면서, 코어 표면에 대한 쉘 재료 단량체들의 부가를 돕기 위해 낮게 유지된다. 반응 혼합물에서의 계면활성제들은 쉘 재료의 제어된 성장을 지향하고 가용성을 보장하기 위해 존재한다. 균일한 그리고 에피택셜하게 성장된 쉘은, 그 두 재료들 사이에 낮은 격자 미스매치가 존재할 때 획득될 수도 있다.
코어-쉘 발광 나노크리스탈들을 제조하기 위한 예시적인 재료들은, 비제한적으로, Si, Ge, Sn, Se, Te, B, C (다이아몬드를 포함), P, Co, Au, BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTc, BeS, BcSe, BcTe, MgS, MgSe, GeS, GeSe, GeTe, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbS, PbSe, PbTe, CuP, CuCl, CuBr, CuI, Si3N4, Ge3N4, Al2O3, (Al, Ga, In)2 (S, Se, Te)3, AlCO 를 포함할 수도 있고, 본 발명의 실시에서 사용하기 위한 쉘 발광 나노크리스탈들은, 비제한적으로, (코어/쉘로서 표현됨), CdSe/ZnS, InP/ZnS, InP/ZnSe, PbSe/PbS, CdSe/CdS, CdTe/CdS, CdTe/ZnS, 및 기타들을 포함한다.
전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, 복수의 포스퍼들 또는 복수의 발광 나노크리스탈들은 하나보다 많은 포스퍼 또는 발광 나노크리스탈 (즉, 2, 3, 4, 5, 10, 100, 1,000, 1,000,000 개 등의 나노크리스탈들) 을 의미한다. 조성물들은 동일한 조성을 갖는 포스퍼들 또는 발광 나노크리스탈들을 적합하게 포함할 것이지만, 추가적인 실시형태들에서, 복수의 포스퍼들 또는 발광 나노크리스탈들은 다양한 상이한 조성물들일 수도 있다. 예를 들어, 발광 나노크리스탈들은 모두 동일한 파장에서 방출할 수도 있거나, 또는 추가적인 실시형태들에서, 조성물들은 상이한 파장들에서 방출하는 발광 나노크리스탈들을 포함할 수도 있다.
본원에서 기술된 실시형태들에서의 사용을 위한 발광 나노크리스탈들은 약 100nm 미만의 사이즈, 및 아래로 약 2nm 미만까지의 사이즈일 수도 있고, 본 발명은 가시 광을 흡수한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 가시 광은 인간의 눈에 보일 수 있는 약 380 나노미터와 약 780 나노미터 사이의 파장들을 갖는 전자기적 방사이다. 가시 광은 적색, 오렌지색, 황색, 녹색, 청색, 남색 및 보라색과 같은 스펙트럼의 다양한 컬러들로 분리될 수 있다. 청색 광은 약 435nm 와 약 500nm 사이의 광을 포함할 수도 있고, 녹색 광은 약 520nm 와 565nm 사이의 광을 포함할 수도 있으며, 적색 광은 파장에서 약 625nm 와 약 740nm 사이의 광을 포함할 수도 있다.
다양한 실시형태들에 따르면, 발광 나노크리스탈들은 그들이 자외선, 근적외선, 및/또는 적외선 스펙트럼들에 있는 광자들을 흡수하도록 하는 사이즈 및 조성을 가질 수도 있다. 자외선 스펙트럼은 약 100nm 내지 약 400nm 사이의 광을 포함할 수도 있고, 근적외선 스펙트럼은 약 750nm 내지 약 100μm 사이의 파장의 광을 포함할 수도 있으며, 적외선 스펙트럼은 약 750nm 내지 약 300μm 사이의 파장의 광을 포함할 수도 있다.
임의의 적합한 재료의 발광 나노크리스탈들이 본원에 기술된 다양한 실시형태들에서 사용될 수도 있지만, 특정 실시형태들에서, 나노크리스탈들은 본원에 기술된 실시형태들에서의 사용을 위해 나노크리스탈들의 집단 (population) 을 형성하기 위해 ZnS, InAs, CdSe, 또는 이들의 임의의 조합일 수도 있다. 상기 논의된 바와 같이, 추가적인 실시형태들에서, 발광 나노크리스탈들은 CdSe/ZnS, InP/ZnSe, CdSe/CdS 또는 InP/ZnS 와 같은 코어/쉘 나노크리스탈들일 수도 있다.
다양한 실시형태들에 따르면, 발광 나노크리스탈들은 적색 광을 방출할 수 있는 발광 나노크리스탈들의 적어도 하나의 집단 및/또는 청색/UV 광원에 의해 여기 시 녹색 광을 방출할 수 있는 발광 나노크리스탈들의 적어도 하나의 집단을 포함할 수도 있다. 발광 나노크리스탈 파장들 및 농도들은 요구되는 광학적 퍼포먼스를 충족하도록 조정될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 발광 나노크리스탈들 포스퍼 재료는 바람직하지 않은 방출 파장들을 갖는 광의 파장들을 흡수하고 바람직한 방출 파장을 갖는 세컨더리 광을 재방출하는 발광 나노크리스탈들의 집단을 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 본원에 기술된 발광 나노크리스탈 필름들은 BLU 방출을 추가로 조정하고 컬러 필터링에 대한 필요성을 감소 또는 제거하기 위한 컬러-필터링 발광 나노크리스탈들의 적어도 하나의 집단을 포함할 수도 있다.
다양한 가용성-향상 리간드들의 추가를 포함하는, 적합한 발광 나노크리스탈들, 발광 나노크리스탈들을 제조하는 방법들은 발행된 미국 특허 공개공보 제 2012/0113672 호에서 발견될 수 있고, 그것의 개시는 그 전체가 본원에 참조에 의해 통합된다.
포스퍼들의 조성들의 예시적인 실시형태들
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "포스퍼들 (phosphors)" 이라는 용어는 합성의 형광성 또는 인광성 물질을 지칭한다. 예시적인 포스퍼들은 세륨(II)-도핑된 YAG 포스퍼들 (YAG:Ce3 + , 또는 Y3Al5O12:Ce3 +) 과 같은 전통적인 재료들, 및 본원에 기술된 바와 같이 발광 나노크리스탈들을 포함한다. 본원에 기술된, 디스플레이 디바이스 (100) 와 같은, 디스플레이 디바이스들에서 이용될 수도 있는 추가적인 포스퍼들은, 비제한적으로, 실리케이트 포스퍼들, 가닛 포스퍼들, 알루미네이트 포스퍼들, 질화물 포스퍼들, NYAG 포스퍼들, SiAlON 포스퍼들 및 CaAlSiN3-계 (CASN) 포스퍼들, 및 당해 기술분야에서 알려진 다른 포스퍼들을 포함한다.
전체에 걸쳐 기술된 바와 같이, 예를 들어 (도 2 를 참조하여 설명된 바와 같은) 포스퍼 필름 (114) 에서의 사용을 위한 포스퍼들을 포함하는 조성물들은 예를 들어 필름들 또는 시트들을 포함하는 수많은 형상들을 가질 수도 있다. 추가적인 실시형태들에서, 그 조성물들은 포스퍼들, 적합하게는 발광 나노크리스탈들을 수용하기 위한 다양한 컨테이너들 또는 수용체들 (receptacles) 일 수도 있다.
적합하게는, 포스퍼들, 및 구체적으로 발광 나노크리스탈들은, 퀀텀 도트 강화 필름 (QDEF) 으로도 불리는, 포스퍼 필름 (114) 과 같은 필름들 또는 시트들을 생성하기 위해 매트릭스의 양측에 하나 이상의 배리어 레이어들 사이에 샌드위치되고 적합한 중합성 재료들에서 분산되거나 매립될 수도 있다. 이러한 필름들은, 예를 들어, 미국 특허 공개공보 제 2010/0110728 호 및 제 2012/0113672 호에서 기술되고, 그들의 각각의 개시물들은 그들 전체가 본원에 참조에 의해 통합된다.
포스퍼 필름 (114) 의 발광 나노크리스탈들은 하나 이상의 리간드 코팅들로 코팅되고, 하나 이상의 필름들 또는 시트들에서 매립되며, 및/또는, 하나 이상의 배리어 레이어들에 의해 시일링될 수도 있다. 이러한 리간드들, 필름들, 및 배리어들은 발광 나노크리스탈들에 대해 광안정성을 제공하고, 발광 나노크리스탈들을, 상승된 온도들, 고 강도 광, 외부 기체들, 습기, 및 다른 해로운 환경적 조건들로부터 보호할 수도 있다. 호스트 필름 재료에서의 원하는 굴절률, 호스트 필름 재료에서의 원하는 점성 또는 발광 나노크리스탈 분산/혼화성, 및 다른 원하는 효과들을 포함하는, 추가적인 효과들이 이들 재료들로 달성될 수도 있다. 실시형태들에서, 리간드 및 필름 재료들은, 열 경화가 발광 나노크리스탈 포스퍼 재료에 실질적으로 영향을 미치지 않도록, 충분히 낮은 열 팽창 계수를 갖도록 선택될 것이다.
포스퍼 필름 (114) 의 발광 나노크리스탈들은 그들의 표면에 공역된, 그들의 표면과 협력된, 그들의 표면과 연관된, 또는 그들의 표면에 부착된 리간드들을 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 발광 나노크리스탈들은, 그 발광 나노크리스탈들을 외부 습기 및 산화로부터 보호하고, 집성을 제어하며, 그리고 매트릭스 재료에서의 발광 나노크리스탈들의 분산을 허용하기 위한 리간드들을 포함하는 코팅 레이어를 포함할 수도 있다. 리간드들 및 매트릭스 재료들, 및 이러한 재료들을 제공하기 위한 방법들이 본 명세서에서 기술된다. 추가적인 리간드들 및 필름 재료들, 및 이러한 재료들을 제공하기 위한 방법들은, 각각의 개시가 그 전체가 참조에 의해 본원에 통합되는, 미국 공개 특허공보 제 2012/0113672 호; 미국 특허 제 8,283,412 호; 미국 공개 특허공보 제 2008/0237540 호; 미국 공개 특허공보 제 2010/0110728 호; 미국 특허 제 8,563,133 호; 미국 특허 제 7,645,397 호; 미국 특허 제 7,374,807 호; 미국 특허 제 6,949,206 호; 미국 특허 제 7,572,393 호; 및 미국 특허 제 7,267,875 호에서 개시된 것들을 포함하는, 통상의 기술자에게 알려진 임의의 그룹을 포함한다. 추가적으로, 리간드 및 매트릭스 재료들은 당해 기술분야에서의 임의의 적합한 재료들을 포함할 수도 있다.
중합성 재료에 발광 나노크리스탈들을 분산시키는 것은 나노크리스탈들을 시일링하고 발광 나노크리스탈들의 다양한 조성들 및 사이즈들을 혼합하기 위한 메커니즘을 제공하기 위한 방법을 제공한다. 전체에 걸쳐 사용된 바와 같이, "분산된 (dispersed)" 이란, 발광 나노크리스탈들의 균일한 (즉, 실질적으로 균질의) 및 불균일한 (즉, 실질적으로 이질의) 분포 또는 배치를 포함한다.
발광 나노크리스탈들을 포함하는 조성물들 (예컨대, 포스퍼 필름 (114)) 에서의 사용을 위한 재료들은 중합체들 및 유기 및 무기 산화물들을 포함할 수도 있다. 중합체들은 이러한 목적을 위해 사용될 수도 있는, 통상의 기술자에게 알려진 임의의 폴리머를 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 폴리머는 실질적으로 반투명하거나 실질적으로 투명할 수도 있다. 매트릭스 재료들은, 비제한적으로, 에폭시; 아크릴레이트; 노르보렌; 폴리에틸렌; 폴리 (비닐 부티랄): 폴리 (비닐 아세테이트); 폴리우레아; 폴리우레탄; 아미노 실리콘 (AMS), 폴리페닐메틸실록산, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디알킬실록산, 실세스퀴옥산, 플루오르화 실리콘, 및 비닐 및 하이드라이드 치환된 실리콘을 비제한적으로 포함하는 실리콘 및 실리콘 유도체들; 메틸메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 및 라우릴메타크릴레이트를 비제한적으로 포함하는 단량체들로부터 형성된 아크릴 중합체들 및 공중 합체들; 폴리스티렌, 아미노 폴리스티렌 (APS), 및 폴리(아크릴로니트릴 에틸렌 스티렌) (AES) 과 같은 스티렌계 폴리머들; 디비닐벤젠과 같은 이관능성 단량체들로 가교결합된 중합체들; 리간드 물질들을 가교결합시키는데 적합한 가교결합제들; 에폭시를 형성하기 위해 리간드 아민 (예컨대, APS 또는 PEI 리간드 아민) 과 결합하는 에폭시드 등을 포함할 수도 있다.
본원에 기술된 바와 같은 발광 나노크리스탈들은, 임의의 적합한 방법, 예를 들어, 중합체에 발광 나노크리스탈들을 혼합하고 필름을 캐스팅하는 것; 단량체들과 발광 나노크리스탈들을 혼합하고 그들을 함께 중합하는 것; 졸-겔 (sol-gel) 에서 발광 나노크리스탈들을 혼합하는 것, 또는 통상의 기술자에게 알려진 임의의 다른 방법을 이용하여, 중합체 (또는 다른 적합한 재료, 예컨대, 왁스들, 오일들) 매트릭스에서 매립될 수도 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "매립된 (embedded)" 이라는 용어는 발광 나노크리스탈들이 중합체 내에 둘러싸이거나 집어넣어지는 것을 나타내기 위해 사용된다. 발광 나노크리스탈들은 조성물 전체에 걸쳐 균일하게 분포될 수도 있지만, 추가적인 실시형태들에서, 그들은 애플리케이션-특정적 균일성 분포 함수에 따라 분포될 수도 있음에 유의하여야 한다.
본원에 기술된 바와 같은 발광 나노크리스탈들을 포함하는 조성물들 (예컨대, 포스퍼 필름 (114)) 의 두께는 스핀 코팅 및 스크린 프린팅과 같은, 당해 기술분야에서 알려진 임의의 방법에 의해 제어될 수도 있다. 발광 나노크리스탈 조성물들 (예컨대, 포스퍼 필름 (114)) 은 임의의 바람직한 사이즈, 형상, 구성 및 두께일 수도 있다. 예를 들어, 조성물들 (예컨대, 포스퍼 필름 (114)) 은 레이어들의 형태, 및 다른 형상들, 예컨대, 디스크들, 구들, 정육면체들 또는 블록들, 튜브형 구성들 등일 수도 있다. 조성물들 (예컨대, 포스퍼 필름 (114)) 은 두께에서 (즉, 하나의 치수에서) 약 100mm 정도, 및 두께에서 약 1mm 보다 더 적은 정도까지이다. 다른 실시형태들에서, 중합성 필름들은 두께에서 수십 내지 수백 미크론의 정도일 수도 있다. 발광 나노크리스탈들은 원하는 기능을 위해 적절한 임의의 로딩 (loading) 비율로 다양한 조성물들에서 매립될 수도 있다. 예를 들어, 발광 나노크리스탈들은 사용되는 나노크리스탈들의 애플리케이션, 중합체 및 타입에 따라 약 0.001% 및 약 75% 사이의 비율로 로딩될 수도 있다. 적절한 로딩 비율들은 통상의 기술자에 의해 쉽게 결정될 수 있고, 본원에서 특정 애플리케이션들에 대해 추가로 설명된다. 일 실시형태에서, (예컨대, 포스퍼 필름 (114) 에서) 발광 나노크리스탈 조성물에서 로딩되는 나노크리스탈들의 양은 ppm (parts-per-million) 레벨들에 대해 약 10 체적% 의 정도이다.
본 명세서에서 특정 실시형태들이 예시되고 설명되었지만, 청구항들은 설명되고 보여진 특정 형태들 또는 부분들의 배열에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 명세서에서, 예시적인 실시형태들이 존재했고, 비록 특정 용어들이 채용되지만, 그들은 오직 일반적이고 설명적인 의미에서 사용되고 제한의 목적들을 위한 것이 아니다. 실시형태들의 수정들 및 변화들이 상기 교시들에 비추어 가능하다. 따라서, 실시형태들은 구체적으로 설명된 것과 달리 실시될 수도 있음을 이해하여야 한다.

Claims (23)

  1. 디바이스로서,
    광원 유닛; 및
    상기 광원 유닛에 커플링된 양자 점 필름을 포함하는 광학적 프로세싱 유닛
    을 포함하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛에 커플링된 디스플레이 스크린을 포함하는 이미지 생성 유닛으로서, 상기 백라이트 유닛은 상기 디스플레이 스크린에 걸쳐 상기 양자 점 필름에 의해 방출된 광을 분배하도록 구성되는, 상기 이미지 생성 유닛; 및
    상기 디스플레이 스크린에 걸쳐 실질적으로 보다 균일한 백색 포인트 값들을 달성하기 위해, 상기 디스플레이 스크린 상의 상이한 로케이션들에서의 분배된 상기 광의 백색 포인트 값들을 조정하도록 구성된 패터닝된 레이어를 포함하고,
    상기 패터닝된 레이어는,
    상기 양자 점 필름에 의해 방출된 상기 광의 하나 이상의 컬러들과는 상이한 제 1 컬러를 갖는 투명 중합성 재료의 제 1 패턴, 및
    상기 양자 점 필름에 의해 방출된 상기 광의 상기 하나 이상의 컬러들 및 상기 제 1 컬러와는 상이한 제 2 컬러를 갖는 다른 투명 중합성 재료의 제 2 패턴을 포함하는, 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패터닝된 레이어는 상기 양자 점 필름 상에 배치되는, 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패터닝된 레이어는 상기 양자 점 필름 상에 배치되는 기판 상에 배치되는, 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 생성 유닛은 상기 디스플레이 스크린에 커플링된 액정 디스플레이 모듈을 더 포함하고, 상기 패터닝된 레이어는 액정 모듈 상에 배치되는, 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 유닛은 도광판을 포함하고, 상기 패터닝된 레이어는 상기 양자 점 필름과 상기 도광판 사이에 개재되는, 디바이스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패터닝된 레이어는,
    제 1 컬러를 갖는 재료의 제 1 패턴; 및
    제 2 컬러를 갖는 상기 재료의 제 2 패턴을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 컬러들은 서로 상이한, 디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패터닝된 레이어는,
    제 1 농도를 갖는 재료의 제 1 패턴; 및
    제 2 농도를 갖는 상기 재료의 제 2 패턴을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 농도들은 서로 상이한, 디바이스.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패터닝된 레이어는,
    제 1 컬러를 갖는 재료의 제 1 필름; 및
    제 2 컬러를 갖는 상기 재료의 제 2 필름을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 컬러들은 서로 상이한, 디바이스.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 재료는 페인트, 염료, 잉크, 또는 중합성 재료인, 디바이스.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원 유닛은 발광 다이오드를 포함하는, 디바이스.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원 유닛은 상기 양자 점 필름의 하부 표면에 면하는 발광 다이오드들의 어레이를 포함하는, 디바이스.
  12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학적 프로세싱 유닛은,
    상기 양자 점 필름에 커플링된 휘도 향상 필름; 및
    상기 휘도 향상 필름에 커플링된 편광 필름을 더 포함하는, 디바이스.
  13. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양자 점 필름은 적색 광을 방출하도록 구성된 복수의 양자 점들을 포함하는, 디바이스.
  14. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양자 점 필름은 녹색 광을 방출하도록 구성된 복수의 양자 점들을 포함하는, 디바이스.
  15. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 양자 점 필름은,
    적색 광을 방출하도록 구성된 제 1 복수의 양자 점들; 및
    녹색 광을 방출하도록 구성된 제 2 복수의 양자 점들을 포함하는, 디바이스.
  16. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스는, 디스플레이 디바이스, 액정 디스플레이 디바이스, 컴퓨터, 태블릿, 핸드-헬드 디아비스, 전화기, 웨어러블 디바이스, 및 TV 중 적어도 하나를 포함하는, 디바이스.
  17. 디스플레이 디바이스의 백라이트 유닛에 의해 분배되는 광의 균일한 백색 포인트 값들을 획득하는 방법으로서,
    광원 유닛을 제공하는 단계;
    양자 점 필름을 포함하는 광학적 프로세싱 유닛을 제공하는 단계;
    이미지 생성 유닛을 제공하는 단계; 및
    디스플레이 스크린에 걸쳐 실질적으로 보다 균일한 백색 포인트 값들을 달성하기 위해, 분배된 광의 백색 포인트 값들을 조정하기 위한 패터닝된 재료의 레이어를 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 패터닝된 재료의 레이어를 제공하는 단계는,
    상기 디스플레이 스크린 상의 상이한 로케이션들에서의 상기 분배된 광의 상기 백색 포인트 값들을 결정하는 단계;
    결정된 상기 백색 포인트 값들의 각각을 요구되는 백색 포인트 값과 비교하는 단계; 및
    하나 이상의 백색 포인트 값들이 미리결정된 값만큼 상기 요구되는 백색 포인트 값보다 더 크거나 더 작은 것에 응답하여, 상기 결정된 백색 포인트 값들의 상기 하나 이상의 백색 포인트 값들을 정정하기 위해 패턴을 결정하는 단계를 포함하는, 균일한 백색 포인트 값들을 획득하는 방법.
  18. 삭제
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 패턴의 결정은,
    상기 패턴의 각각의 서브-패턴에 대한 상기 재료의 컬러를 결정하는 것으로서, 각각의 서브-패턴은 상기 하나 이상의 백색 포인트 값들의 각각에 대응하는, 상기 패턴의 각각의 서브-패턴에 대한 상기 재료의 컬러를 결정하는 것; 및
    상기 패턴의 각각의 서브-패턴에 대한 상기 재료의 농도를 결정하는 것을 포함하는, 균일한 백색 포인트 값들을 획득하는 방법.
  20. 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 패터닝된 재료의 레이어를 제공하는 단계는, 상기 광원 유닛의 도광판 상에 상기 패터닝된 재료의 레이어를 배치하는 단계를 포함하는, 균일한 백색 포인트 값들을 획득하는 방법.
  21. 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 패터닝된 재료의 레이어를 제공하는 단계는, 상기 광학적 프로세싱 유닛의 양자 점 필름 상에 상기 패터닝된 재료의 레이어를 배치하는 단계를 포함하는, 균일한 백색 포인트 값들을 획득하는 방법.
  22. 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 패터닝된 재료의 레이어를 제공하는 단계는, 상기 이미지 생성 유닛의 액정 디스플레이 모듈 상에 상기 패터닝된 재료의 레이어를 배치하는 단계를 포함하는, 균일한 백색 포인트 값들을 획득하는 방법.
  23. 제 17 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 패터닝된 재료의 레이어를 제공하는 단계는,
    기판 상에 상기 패터닝된 재료의 레이어를 배치하는 단계; 및
    상기 광학적 프로세싱 유닛의 양자 점 필름 상에 상기 기판을 배치하는 단계를 포함하는, 균일한 백색 포인트 값들을 획득하는 방법.
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