KR102514878B1 - 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102514878B1
KR102514878B1 KR1020180059194A KR20180059194A KR102514878B1 KR 102514878 B1 KR102514878 B1 KR 102514878B1 KR 1020180059194 A KR1020180059194 A KR 1020180059194A KR 20180059194 A KR20180059194 A KR 20180059194A KR 102514878 B1 KR102514878 B1 KR 102514878B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
semiconductor layer
display device
light source
type semiconductor
Prior art date
Application number
KR1020180059194A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190134041A (ko
Inventor
김대식
김성열
니시다야스히로
정종훈
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020180059194A priority Critical patent/KR102514878B1/ko
Priority to US17/056,336 priority patent/US20210234073A1/en
Priority to PCT/KR2019/005925 priority patent/WO2019225911A1/ko
Publication of KR20190134041A publication Critical patent/KR20190134041A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102514878B1 publication Critical patent/KR102514878B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133621—Illuminating devices providing coloured light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • G02F1/133516—Methods for their manufacture, e.g. printing, electro-deposition or photolithography
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133603—Direct backlight with LEDs
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133609—Direct backlight including means for improving the color mixing, e.g. white
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133614—Illuminating devices using photoluminescence, e.g. phosphors illuminated by UV or blue light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133524—Light-guides, e.g. fibre-optic bundles, louvered or jalousie light-guides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/58—Multi-wavelength, e.g. operation of the device at a plurality of wavelengths
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0756—Stacked arrangements of devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

개시된 일 측면에 따르면, 하나의 광원에 두 가지의 파장의 광을 방출시킴으로써, 색 변환 효율을 유지하고 동시에 색역 확대가 가능한 디스플레이 장치 및 제조 방법에 관한 것으로, 디스플레이 장치는, 제1 피크 중심파장을 갖는 신호광 및 상기 제1 피크 중심파장보다 짧은 제2 피크 중심파장을 갖는 여기광을 방출하는 광원부; 상기 광원부가 방출한 상기 여기광을 색 변환시키는 변환부;를 포함하고, 상기 광원부는, 상기 여기광을 방출하는 제1 반도체층 및 상기 신호광을 방출하는 제2 반도체층이 수평 또는 수직 방향으로 배열된 적어도 하나의 단일 칩을 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
개시된 발명은 광을 방출하는 백 라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이 장치는 수신되거나 또는 저장된 영상 정보를 사용자에게 시각적으로 표시하는 출력 장치이며, 가정이나 사업장 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치로는 개인용 컴퓨터 또는 서버용 컴퓨터 등에 연결된 모니터 장치나, 휴대용 컴퓨터 장치나, 내비게이션 단말 장치나, 일반 텔레비전 장치나, 인터넷 프로토콜 텔레비전(IPTV, Internet Protocol television) 장치나, 스마트 폰, 태블릿 피씨, 개인용 디지털 보조 장치(PDA, Personal Digital Assistant), 또는 셀룰러 폰 등의 휴대용 단말 장치나, 산업 현장에서 광고나 영화 같은 화상을 재생하기 위해 이용되는 각종 디스플레이 장치나, 또는 이외 다양한 종류의 오디오/비디오 시스템 등이 있다.
디스플레이 패널은 매트릭스 형태로 배열된 픽셀들과 픽셀들 각각에 마련된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)를 포함하며, 박막 트랜지스터에 인가되는 영상 신호에 따라 픽셀들을 통과하는 광량이 변화하거나 픽셀들로부터 방출되는 광량이 변화할 수 있다. 디스플레이 장치는 디스플레이 패널의 픽셀들 각각으로부터 방출되는 광량을 조절함으로써 영상을 표시할 수 있다.
영상을 표시하는 디스플레이 패널에는 영상에 따라 스스로 광을 방출하는 자발광 디스플레이 패널과, 별도의 광원으로부터 방출되는 광을 영상에 따라 차단 또는 통과시키는 비자발광 디스플레이 패널이 있다.
비자발광 디스플레이 패널은 대표적으로 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display Panel, LCD Panel)이 있다. 액정 디스플레이 패널은 광을 방출하는 백 라이트 유닛과 백 라이트 유닛으로부터 방출되는 광을 차단 또는 통과시키는 액정 패널을 포함할 수 있다.
여기서 광을 방출하는 백 라이트 유닛은, 적색, 녹색 및 청색의 광을 각각 방출하는 3칩 광원 소자와 단색광을 원하는 파장으로 변환시키는 백색 광원 소자로 포함하는 것으로 분류될 수 있다. 그러나 종래 이러한 백 라이트 유닛은, 색 변환 효율과 색역(Color Gamut) 확장 사이의 트레이드 오프 문제를 포함하고 있었다.
개시된 일 측면에 따르면, 하나의 광원에 두 가지의 파장의 광을 방출시킴으로써, 색 변환 효율을 유지하고 동시에 색역 확대가 가능한 디스플레이 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
개시된 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 제1 피크 중심파장을 갖는 신호광 및 상기 제1 피크 중심파장보다 짧은 제2 피크 중심파장을 갖는 여기광을 방출하는 광원부; 상기 광원부가 방출한 상기 여기광을 색 변환시키는 변환부;를 포함하고, 상기 광원부는, 상기 여기광을 방출하는 제1 반도체층 및 상기 신호광을 방출하는 제2 반도체층이 수평 또는 수직 방향으로 배열된 적어도 하나의 단일 칩을 포함한다.
제1 반도체층은, N형 반도체와 P형 반도체가 순서대로 적층되고, 상기 여기광을 방출할 수 있다.
제2 반도체층은, 상기 제1 반도체층 상에 P형 반도체 및 N형 반도체가 순서대로 적층되고, 상기 신호광으로 청색광 또는 녹색광을 방출할 수 있다.
상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층은, ITO(Indium Tin Oxide) 접합으로 결합될 수 있다.
상기 변환부는, 상기 여기광을 흡수하여 색을 변환시키는 PL(Photoluminescence)소재로 마련될 수 있다.
상기 광원부는, 서로 이격되어 위치하는 적어도 하나 이상의 제1 전극 및 제2 전극;을 포함하고, 상기 제1 전극은, 상기 제1 반도체상의 상기 P형 반도체와 연결되도록 형성되고, 상기 제2 전극은, 상기 제2 반도체상의 N형 반도체와 연결되도록 형성될 수 있다.
상기 광원부는, 상기 제1 반도체층의 하부에 마련되고, 상기 여기광 및 신호광을 반사시키는 반사층;을 포함할 수 있다.
상기 광원부에서 방출되는 상기 신호광의 휘도를 향상시키는 광학 시트;를 더 포함하고, 상기 광학 시트는, 미리 설정된 파장 대역을 흡수하는 염료(dye) 및 안료(pigment) 중 적어도 하나로 이뤄진 박막 소자;를 포함할 수 있다.
상기 광원부가 방출한 여기광 및 신호광을 균일하게 분포시키는 도광판;을 더 포함하고, 상기 광원부는, 상기 도광판의 측면에 마련될 수 있다.
상기 도광판을 통과한 광을 확산시키는 광확산 시트;를 더 포함하고, 상기 광원부는, 도광판에 미리 설정된 간격으로 배열될 수 있다.
상기 변환부는, 상기 여기광을 녹색광 및 적색광 중 적어도 하나로 변환시킬 수 있다.
개시된 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조방법은, 광을 방출하는 광원부 및 상기 광원부가 방출한 여기광을 색 변환시키는 변환부;를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법에 있어서, 제1 피크 중심파장보다 짧은 제2 피크 중심파장을 갖는 상기 여기광을 방출하는 제1 반도체층 및 상기 제1 피크 중심파장을 갖는 신호광을 방출하는 제2 반도체층을 순서대로 적층하고; 및 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층을 ITO 접합하는 것;을 포함할 수 있다.
제1 반도체층은, N형 반도체와 P형 반도체가 순서대로 적층되고, 제2 반도체층은, 상기 제1 반도체층 상에 P형 반도체 및 N형 반도체가 순서대로 적층될 수 있다.
상기 제1 반도체층에 포함된 상기 N형 반도체의 일 측면을 식각하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 식각하는 것은, 상기 제1 반도체층에 포함된 상기 P형 반도체의 타 측면 및 상기 제2 반도체층의 상기 P형 반도체를 식각하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 식각된 부분을 도금하는 것;을 더 포함할 수 있다.
서로 이격되어 위치하는 적어도 하나 이상의 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 것;을 더 포함하고, 상기 제1 전극은, 상기 제1 반도체상의 상기 P형 반도체와 연결되도록 형성되고, 상기 제2 전극은, 상기 제2 반도체상의 N형 반도체와 연결되도록 형성될 수 있다.
상기 변환부는, 상기 여기광을 흡수하여 색을 변환시키는 PL(Photoluminescence)소재로 마련될 수 있다.
상기 광원부는, 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층이 상기 변환부를 향해 순서대로 적층될 수 있다.
상기 상기 제2 반도체층은, 상기 제1 반도체층의 일 면에 수평으로 배열될 수 있다.
개시된 일 측면에 따른 디스플레이 장치 및 제조 방법은, 하나의 광원에 두 가지의 파장의 광을 방출시킴으로써, 색 변환 효율을 유지하고 동시에 색역 확대가 가능하다.
도 1은 일 실시예에 의한 디스플레이 장치의 외관을 도시한 것이다.
도 2는 일 실시예에 의한 디스플레이 장치를 분해 도시한 것이다.
도 3a는 개시된 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛(200)의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 3b는 개시된 다른 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 개시된 디스플레이 장치(100)의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 종래 일반적인 백색 LED 방식에 관한 도면이고, 도 6은 색역을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 따른 광원의 효과를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 다른 실시예에 따른 광원의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9e는 개시된 광원의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 도 9a 의 실시예에서 전극이 형성된 광원부를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 내지 도 11c는 개시된 다른 실시예에 따른 광원부의 전극을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 내지 도 14는 개시된 백 라이트 유닛의 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 디스플레이 장치의 외관을 도시한 것이다.
디스플레이 장치(100)는 외부로부터 수신되는 영상 신호를 처리하고, 처리된 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치이다. 이하에서는 디스플레이 장치(100)가 텔레비전(Television, TV)인 경우를 예시하고 있으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 모니터(Monitor), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 통신장치, 휴대용 연산장치 등 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)는 영상을 시각적으로 표시하는 장치라면 그 형태가 한정되지 않는다.
뿐만 아니라, 디스플레이 장치(100)는 건물 옥상이나 버스 정류장과 같은 옥외에 설치되는 대형 디스플레이 장치(Large Format Display, LFD)일 수 있다. 여기서, 옥외는 반드시 야외로 한정되는 것은 아니며, 지하철역, 쇼핑몰, 영화관, 회사, 상점 등 실내이더라도 다수의 사람들이 드나들 수 있는 곳이면 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)가 설치될 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 다양한 컨텐츠 소스들로부터 비디오 신호와 오디오 신호를 수신하고, 비디오 신호와 오디오 신호에 대응하는 비디오와 오디오를 출력할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 방송 수신 안테나 또는 유선 케이블(110a)을 통하여 텔레비전 방송 컨텐츠를 수신하거나, 컨텐츠 재생 장치로부터 컨텐츠를 수신하거나, 컨텐츠 제공자의 컨텐츠 제공 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(100)는 영상을 표시하기 위한 복수의 부품들을 수용하는 본체(101)와, 본체(101)의 일측에 마련되어 영상(I)을 표시하는 스크린(S)을 포함할 수 있다.
본체(101)는 디스플레이 장치(100)의 외형을 형성하며, 본체(101)의 내부에는 디스플레이 장치(100)가 영상(I)을 표시하기 위한 부품이 마련될 수 있다. 도 1에 도시된 본체(101)는 평평한 판 형상이나, 본체(101)의 형상이 도 1에 도시된 바에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 본체(101)는 좌우 양단이 전방으로 돌출되고 중심부가 오목하도록 휘어진 형상일 수 있다.
스크린(S)은 본체(101)의 전면에 형성되며, 스크린(S)에는 시각 정보인 영상(I)이 표시될 수 있다. 예를 들어, 스크린(S)에는 정지 영상 또는 동영상을 표시될 수 있으며, 2차원 평면 영상 또는 3차원 입체 영상이 표시될 수 있다.
스크린(S)에는 복수의 픽셀(P)가 형성되며, 스크린(S)에 표시되는 영상(I)은 복수의 픽셀(P)로부터 출사된 광의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 픽셀(P)가 방출하는 광이 모자이크(mosaic)와 같이 조합됨으로써 스크린(S) 상에 하나의 영상(I)이 형성될 수 있다.
복수의 픽셀(P) 각각은 다양한 밝기 및 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다.
다양한 밝기의 광을 방출하기 위하여, 복수의 픽셀(P) 각각은 직접 광을 방출할 수 있는 구성(예를 들어, 유기 발광 다이오드)을 포함하거나 백 라이트 유닛 등에 의하여 방출된 광을 통과하거나 차단할 수 있는 구성(예를 들어, 액정 패널)을 포함할 수 있다.
다양한 색상의 광을 방출하기 위하여, 복수의 픽셀(P) 각각은 서브 픽셀들(PR, PG, PB)을 포함할 수 있다.
서브 픽셀들(PR, PG, PB)은 적색 광을 방출할 수 있는 적색 서브 픽셀(PR)과, 녹색 광을 방출할 수 있는 녹색 서브 픽셀(PG)과, 청색 광을 방출할 수 있는 청색 서브 픽셀(PB)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 적색 광은 파장이 대략 620nm(nanometer)에서 750nm까지의 광을 나타낼 수 있고, 녹색 광은 파장이 대략 495nm에서 570nm까지의 광을 나타낼 수 있으며, 청색 광은 파장이 대략 450nm에서 495nm까지의 광을 나타낼 수 있다.
적색 서브 픽셀(PR)의 적색 광, 녹색 서브 픽셀(PG)의 녹색 광 및 청색 서브 픽셀(PB)의 청색 광의 조합에 의하여, 복수의 픽셀(P) 각각은 다양한 밝기와 다양한 색상의 광을 출사할 수 있다.
도 1에 도시된 스크린(S)은 평평한 판 형상이나, 스크린(S)의 형상이 도 1에 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본체(101)의 형상에 따라 스크린(S)은 좌우 양단이 전방으로 돌출되고 중심부가 오목하도록 휘어진 형상일 수 있다.
디스플레이 장치(100)은 영상(I)을 표시할 수 있는 다양한 타입의 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display Panel, LCD Panel), 또는 발광 다이오드 패널(Light Emitting Diode Panel, LED Panel), 또는 유기 발광 다이오드 패널(Organic Light Emitting Diode Panel, OLED Panel)을 포함할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 의한 디스플레이 장치를 분해 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본체(101) 내부에는 스크린(S)에 영상(I)을 생성하기 위한 각종 구성 부품들이 마련될 수 있다.
본체(101)에는 면광(surface light)을 전방으로 방출하는 백 라이트 유닛(200)과, 백 라이트 유닛(200)으로부터 방출된 광을 차단하거나 통과하는 액정 패널(110)과, 백 라이트 유닛(200) 및 액정 패널(110)의 동작을 제어하는 제어 어셈블리(140)와, 백 라이트 유닛(200) 및 액정 패널(110)에 전력을 공급하는 전원 어셈블리(150)가 마련된다. 또한, 본체(101)에는 액정 패널(110), 백 라이트 유닛(200) 제어 어셈블리(140) 및 전원 어셈블리(150)을 지지하고 고정하기 위한 베젤(102)과 프레임 미들 몰드(103)와 바텀 샤시(104)와 후면 커버(105)가 더 마련된다.
백 라이트 유닛(200)은 백색광을 방출하는 점 광원을 포함할 수 있으며, 점 광원으로부터 방출하는 광을 균일한 면광으로 변환하기 위하여 광을 굴절, 반사 및 산란시킬 수 있다. 여기서 백 라이트 유닛(200)에 포함된 점 광원은 여기광으로 단파장, 350nm에서 440nm의 청색광을 방출하며, 신호광으로 장파장, 440nm에서 470nm의 청색광을 방출한다. 또한, 다른 실시예에 따른 점 광원은 여기광으로 단파장, 350nm에서 440nm의 청색광 및 신호광으로 장파장의 청색광 및 530nm 내지 570nm까지의 녹색광을 방출한다. 백 라이트 유닛(200)에 관한 구체적인 설명은 이하의 다른 도면을 통해 후술한다.
액정 패널(110)은 백 라이트 유닛(200)의 전방에 마련되며, 영상(I)을 형성하기 위하여 백 라이트 유닛(200)으로부터 방출되는 광을 차단하거나 또는 통과시킨다.
액정 패널(110)의 전면은 앞서 설명한 스크린(S)을 형성하며, 복수의 픽셀들(P)을 포함할 수 있다. 액정 패널(110)에 포함된 복수의 픽셀들(P)은 각각 독립적으로 백 라이트 유닛(200)의 광을 차단하거나 통과시킬 수 있으며, 복수의 픽셀들(P)에 의하여 통과된 광은 스크린(S)에 표시되는 영상(I)을 형성할 수 있다.
액정 패널(110)은 편광 필름, 투명 기판, 픽셀 전극, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT), 액정 층, 공통 전극, 컬러 필터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
투명 기판은 강화 유리 또는 투명 수지로 구성될 수 있으며, 픽셀 전극, 박막 트랜지스터, 액정 층, 공통 전극, 컬러 필터를 고정한다. 편광 필름은 각각 특정한 광을 통과시키고, 다른 광을 차단할 수 있다. 컬러 필터는 적색 광을 통과시키는 적색 필터와, 녹색 광을 통과시키는 녹색 필터와, 청색 광을 통과시키는 청색 필터를 포함할 수 있으며, 컬러 필터가 형성한 영역은 전술한 픽셀(P)에 대응한다.
박막 트랜지스터는, 픽셀 전극에 흐르는 전류를 통과시키거나 차단할 수 있으며, 박막 트랜지스터의 턴온(폐쇄) 또는 턴오프(개방)에 따라, 픽셀 전극과 공통 전극 사이에 전기장이 형성되거나 제거될 수 있다. 박막 트랜지스터는, 폴리 실리콘(Poly-Slicon)으로 구성될 수 있으며, 리소그래피(lithography), 증착(deposition), 이온 주입(ion implantation) 공정 등 반도체 공정에 의하여 형성될 수 있다.
픽셀 전극과 공통 전극은 전기가 도통되는 금속 재질로 구성되며, 액정 층을 구성하는 액정 분자의 배치를 변화시키기 위한 전기장을 생성할 수 있다. 픽셀 전극과 공통 전극은 투명한 재질로 구성되며, 외부로부터 입사되는 광을 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 픽셀 전극과 공통 전극은 인듐산화주석(Indium Tin Oxide: ITO), 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide: IZO), 은나노와이어(Ag nano wire), 탄소나노튜브(carbon nano tube: CNT), 그래핀(graphene) 또는 PEDOT(3,4-ethylenedioxythiophene) 등으로 구성될 수도 있다.
픽셀 전극과 공통 전극 사이에는 액정 층이 형성되며, 액정 층은 액정 분자에 의하여 채워진다.
액정은 고체(결정)과 액체의 중간 상태를 나타낸다. 일반적인 물질은 고체 상태의 물질에 열을 가하면, 용융 온도에서 고체 상태에서 투명한 액체 상태로 상태 변화가 발생한다. 이에 비하여, 고체 상태의 액정 물질에 열을 가하면, 액정 물질은 용융 온도에서 불투명하고 혼탁한 액체로 변화한 이후 투명한 액체 상태로 변화한다. 이와 같은 액정 물질의 대부분은 유기화합물이며 분자형상은 가늘고 긴 막대 모양을 하고 있으며, 분자의 배열이 어떤 방향으로는 불규칙한 상태와 같지만, 다른 방향에서는 규칙적인 결정의 형태를 가질 수 있다. 그 결과, 액정은 액체의 유동성과 결정(고체)의 광학적 이방성을 모두 갖는다.
또한, 액정은 전기장의 변화에 따라 광학적 성질을 나타내기도 한다. 예를 들어, 액정은 전기장의 변화에 따라 액정을 구성하는 분자 배열의 방향이 변화할 수 있다
액정 층에 전기장이 생성되면 액정 층의 액정 분자는 전기장의 방향에 따라 배치되고, 액정 층에 전기장이 생성되지 않으면 액정 분자는 불규칙하게 배치되거나 배향막을 따라 배치될 수 있다.
그 결과, 액정 층을 통과하는 전기장의 존부에 따라 액정 층의 광학적 성질이 달라질 수 있으며, 일 예로, 개시된 액정 패널은 TN (Twisted Nematic) 액정 패널, VA (Vertical Alignment) 액정 패널 및 IPS (In-Plane-Switching) 액정 패널을 모두 포함할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 액정 패널(110)의 일 측면에는 영상 데이터를 액정 패널(110)로 전송하는 케이블(110a)과, 디지털 영상 데이터를 처리하여 아날로그 영상 신호를 출력하는 디스플레이 드라이버 직접 회로(Display Driver Integrated Circuit, DDI) (이하에서는 '드라이버 IC'라 한다)가 마련된다.
드라이버 IC (120)는 제어 어셈블리(140)/전원 어셈블리(150)으로부터 영상 데이터 및 전력을 수신하고, 액정 패널(110)에 영상 데이터 및 구동 전류를 전송할 수 있다.
제어 어셈블리(140)는 액정 패널(110) 및 백 라이트 유닛(200)의 동작을 제어하는 제어 회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는 외부 컨텐츠 소스로부터 수신된 영상 데이터를 처리하고, 액정 패널(110)에 영상 데이터를 전송하고 백 라이트 유닛(200)에 디밍(dimming) 데이터를 전송할 수 있다.
전원 어셈블리(150)는 백 라이트 유닛(200)이 면광을 출력하고 액정 패널(110)이 백 라이트 유닛(200)의 광을 차단 또는 통과시키도록 액정 패널(110) 및 백 라이트 유닛(200)에 전력을 공급할 수 있다.
제어 어셈블리(140)와 전원 어셈블리(150)는 인쇄 회로 기판과 인쇄 회로 기판에 실장된 각종 회로로 구현될 수 있다. 예를 들어, 전원 회로는 콘덴서, 코일, 저항 소자, 프로세서 등 및 이들이 실장된 전원 회로 기판을 포함할 수 있다. 또한, 제어 회로는 메모리, 프로세서 및 이들이 실장된 제어 회로 기판을 포함할 수 있다.
한편, 개시된 디스플레이 장치(100)는 전술한 액정 패널(110) 이외에도 다양한 번형례를 포함할 수 있다. 즉, 개시된 디스플레이 장치(100)는 이하에서 설명하는 백 라이트 유닛(200)을 포함하면 충분하다.
도 3a는 개시된 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛(200)의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 3b는 개시된 다른 실시예에 따른 백 라이트 유닛의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 중복되는 설명을 피하기 위해 이하 함께 설명한다.
개시된 디스플레이 장치(100)는 전술한 액정 패널(110)의 후방에 백 라이트 유닛(200)이 마련된다. 백 라이트 유닛(200)은 후방에서부터 광을 방출하는 광원부(210), 광원부(210)에서 방출한 여기광의 색을 변환시키는 변환부(Converter, 230), 변환부(230)를 통해 방출되는 백색광의 휘도를 향상시키는 광학 시트(Enhancer, 250)를 포함한다.
구체적으로, 광원부(210)는 도광판(Light Guide Plate, 220)에 두 개의 파장의 광을 방출하는 복수 개의 광원(211)이 삽입된 형태로 마련될 수 있다. 복수의 광원(211)은 균일한 밝기를 갖도록 등간격으로 배치될 수 있다.
도 3a 및 도 3b의 광원(211)은 도광판(220)의 중앙부에서 측면까지 균일하게 퍼트려 배치되는 직하형 백 라이트 유닛(Direct-type back light unit)를 도시한 것이다. 그러나 반드시 개시된 백 라이트 유닛(200)이 직하형 백 라이트 유닛에 한정되는 것은 아니고, 광원(211)이 도광판(220)의 측면에서 위치하는 엣지형 백 라이트 유닛(Edge-type back light unit)에도 적용될 수도 있다.
하나의 칩으로 마련되는 광원(211)은 제1 피크 중심파장을 갖는 신호광 및 제1 피크 중심파장보다 짧은 제2 피크 중심파장을 갖는 여기광을 변환부(230)로 방출한다.
여기서 피크 중심파장은 광원(211)이 방출하는 미리 설정된 광에 따라 다양할 수 있으며, 일 예로 제1 피크 중심파장을 갖는 신호광은, 460nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광일 수 있다. 또한, 제1 피크 중심파장보다 짧은 제2 피크 중심파장을 갖는 여기광은, 실시예에 따라 440nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광 또는 530nm의 피크 중심파장을 갖는 녹색광일 수 있다.
즉, 개시된 광원(211)은 하나의 칩에서 두 개의 서로 다른 파장을 갖는 광을 방출함으로써, 색역(Color Gamut) 확장과 색 변환 효율을 동시에 만족시킬 수 있다. 개시된 광원(211)이 가지는 효과 및 제조방법은, 이하의 다른 도면을 통해 후술한다.
한편, 도 3a를 참조하면, 개시된 일 실시예에 따른 광원(211)은 제1 파장의 광을 방출하는 제1 반도체층과 제2 파장의 광을 방출하는 제2 반도체층이 도광판(220)에 수평 방향으로 배열된 형태로 마련될 수 있다. 여기서 수평 방향은, 전방 및 후방이 아닌 방향으로, 도 2에서 전술한 우측, 좌측, 상측 및 하측을 포함한다.
도 3b를 참조하면, 개시된 다른 실시예에 따른 광원(211)은 전방을 향해 제1 파장의 광을 방출하는 제1 반도체층과 제2 파장의 광을 방출하는 제2 반도체층이 수직 방향으로 적층된 형태로 마련될 수 있다. 여기서 수직 방향은, 도광판(210)에서 변환부(230)를 향한 방향으로, 전방을 의미한다.제1 반도체층 및 제2 반도체층을 포함한 구체적인 설명은, 도 9a 이하의 도면을 통해 구체적으로 후술한다.
변환부(230)는 형광체 또는 퀀텀닷(Quantum Dot, QD)으로 마련되며, 광원(211)이 방출하는 두 가지 광 중, 여기광을 흡수하여 색 변환시킨다. 일 실시예에 따라, 광원(211)이 440nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광을 여기광으로 방출하면, 변환부(230)는 방출된 청색광을 535nm의 피크 중심파장을 갖는 녹색광 및 640nm의 피크 중심파장을 갖는 적색광으로 변환한다. 다른 실시예로, 광원(211)이 460nm의 피크 중심 파장을 갖는 청색광과 530nm의 피크 중심파장을 갖는 녹색광을 방출하면, 변환부(230)는 625nm의 피크 중심파장을 갖는 적색광을 변환시킬 수 있다.
변환부(230)는 색변환이 가능한 PL(Photoluminescence) 소재로 마련되면 충분하다.
광학 시트(250)는 일정 파장 대역을 흡수하는 염료(dye) 및 안료(pigment) 중 적어도 하나로 이뤄진 박막 소자를 포함하며, 흡수한 광의 반치폭을 축소할 수 있다. 이에 따라 광학 시트(250)를 통해 액정 패널(110)로 전달되는 광은 색역을 확대할 수 있다. 색역 확대와 관련된 구체적인 설명은 도 5이하에서 후술한다.
한편, 광학 시트(250)는 박막 소자 이외에도 다양한 광의 휘도를 향상시키거나 휘도의 균일성을 향상시키는 시트를 더 포함할 수 있다.
일 예로, 광학 시트(250)는 확산 시트, 프리즘 시트 및 반사형 편광 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 확산 시트에서 광이 비스듬하게 방출될 때, 프리즘 시트는 방출된 광을 다시 굴절시켜 광을 집중시킬 수도 있다. 또한, 반사형 편광 시트는 미리 정해진 편광 방향과 동일한 방향으로 편광된 광을 통과시키거나, 편광 방향과 다른 방향으로 편광된 광을 반사시킬 수도 있다.
도 4a 및 도 4b는 개시된 디스플레이 장치(100)의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이, 도광판(220)에 마련된 복수의 광원(211) 각각은 긴 피크 중심파장을 갖는 신호광 및 짧은 피크 중심파장을 갖는 여기광을 방출한다. 이하에서는 도 3a의 실시예를 중심으로 설명하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 도 3b의 실시예도 동일하게 적용된다.
도 4a를 참조하면, 광원(211)은 제1 피크 중심파장을 갖는 청색광(B1)와 제2 피크 중심파장을 갖는 청색광(B2)을 방출한다. 여기서 제1 피크 중심파장은 제2 피크 중심파장보다 상대적으로 파장이 길다. 예를 들어, 광원(211)은 460nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광(B1)과 410nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광(B2)를 방출할 수 있다.
방출된 제2 피크 중심파장을 갖는 청색광(B2)은 변환부(230)에서 색 변환된다. 여기서 파장이 짧을수록 색 변환 효율은 증가한다. 즉, 변환부(230)는 제2 피크 중심파장을 갖는 청색광(B2)을 녹색광 및 적색광으로 변환시키는 여기광으로 사용한다. 예를 들어, 변환부(230)는 530nm의 피크 중심파장을 갖는 녹색광(G2) 및 630nm의 피크 중심파장을 갖는 적색광(R2)을 광학 시트(250)로 방출한다.
최종적으로 광학 시트(250)는 상대적으로 긴 피크 중심파장을 갖는 청색광(B1)과 변환부(230)에서 변환된 녹색광(G2) 및 적색광(R2)이 혼합된 백생광을 액정 패널(110)로 전달한다.
한편, 전술한 피크 중심파장은 일 예에 불과하며, 반드시 예를 든 수치에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1 피크 중심파장은 440nm 내지 470nm에 포함될 수 있고, 제2 피크 중심파장은 350nm 내지 440nm 에 포함되면 충분하다.
도 4b를 참조하면, 개시된 다른 실시예에 따른 광원(211)은 460nm의 제1 피크 중심파장을 갖는 청색광(B1) 및 535nm의 제2 피크 중심파장을 갖는 녹색광(G1)을 방출할 수 있다.
변환부(230)는 제1 피크 중심파장을 갖는 청색광(G1)을 여기광으로 625nm의 피크 중심파장을 갖는 적색광(R2)으로 변환시킨다. 변환부(230)에서 방출된 청색광(B1), 녹색광(G1) 및 적색광(R2)는 광학 시트(250)로 전달되고, 광학 시트(250)에서는 적색광의 피크 중심파장의 shift가 일어난 뒤 최종적으로 460nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광, 530nm의 피크 중심파장을 갖는 녹색광 및 640nm의 피크 중심파장을 갖는 적색광이 조합된 백생광이 액정 패널(110)로 방출된다.
이와 같은 실시예에 따르면, 광원(211)은 방출되는 녹색광(G1) 및 청색광(B1)의 피크 중심파장을 미리 설정할 수 있으므로, 도 4a에서 언급한 색 변환 효율 증가와 함께 색역 확장에도 유리할 수 있다. 개시된 광원(211)이 가지는 효과에 관한 구체적인 설명은 이하의 도면을 통해 후술한다.
도 5a 및 도 5b는 종래 일반적인 백색 LED 방식에 관한 도면이고, 도 6은 색역을 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 5a를 참조하면, 종래 백색 LED(LIGHT EMITTING DEVICE) 광원(300)은 청색의 단색 광원(310) 상부에 색 변환이 가능한 황색 형광체(320)를 구비하였다. 즉, 백색 LED 광원(300)은 단색 광원(310)이 방출하는 청색광을 형광체(320)가 녹색광 및 적색광으로 여기시킨다.
이러한 방식은 이전 청색, 녹색 및 적색의 3개 광원을 따로 구현하는 방식보다 각각의 LED 제어에 용이한 장점이 있었다.
한편, 종래 백색 LED 방식은, 색 변환 효율을 증가시키기 위해서 단색 광원(310)의 면적(W)을 증가시키거나, 단색 광원(310)에 높은 전류를 주입하였다. 그러나 이러한 조치는 소비 전력 또는 주입 전류 밀도에 의한 Droop 현상(임계 전류보다 소비 전력이 높을 경우 급격한 효율 감소)을 야기시키는 문제점이 있었다.
도 5b를 참조하면, 종래 백색 LED 방식은 단색 광원(310)이 방출하는 청색광의 파장 대역 중, 일정 대역을 필터링(filtering, f)하여 색 변환을 수행하였다. 즉, 단색 광원(310)이 방출하는 청색의 파장 대역의 에너지 중 일부분이 색 변환에 사용되므로, 에너지가 큰 짧은 피크 중심파장일수록 색 변환 효율이 증가한다.
그러나 종래 백색 LED 방식은 색 변환 효율을 증가시키기 위해 단색 광원(310)의 피크 중심파장을 조절하면, 색역 확장에 불리하였다.
여기서 색역(Color Gamut)이란 임의의 목적에 의해 만들어진 색 영역을 의미하며, 색 재현에서 빛깔의 부분 집합을 가리킨다. 디스플레이 장치가 정확하게 색을 표현하기 위해서 주어진 색 공간(color space)이나 출력의 제한을 받으면 이것이 색역이 된다.
도 6을 참조하면, 색역은 국제 조명 위원회(Commission Internationale de l'Eclairage, CIE)가 정한 XYZ 표색계의 xy색도도에서 삼각형 영역으로 표현될 수 있다. 즉, 색역은 삼각형의 꼭지점의 위치에 따라 결정될 수 있으며, 삼각형의 꼭지점의 위치를 결정하는 것은 신호광에 해당하는 적색, 청색 및 녹색의 피크 중심파장이다.
색 변환 효율을 증가시키기 위해서 종래 단색 광원(310)의 피크 중심파장을 짧게 조절하면, 색 변환된 나머지 두 가지 색의 피크 중심파장도 함께 짧아지므로, 색역(면적이 작은 삼각형)이 줄어든다.
따라서 색역을 확장시키기 위해서 종래 백색 LED 방식은 한 가지 이상의 피크 중심파장을 변경시킬 필요가 있다.
피크 중심파장을 변경시키기 위해서 종래 백색 LED 방식은 단색 광원(310)을 조절하거나, 또는 형광체의 특성을 조절할 수 있다. 그러나 단색 광원(310)의 청색광을 조절하면, 전술한 바와 같이 광 변환 효율에 문제가 생길 수 있었다.
또한, 형광체의 특성을 조절하는 다른 방안은 현재 제작되는 QD보다 작은 반치폭의 생산이 힘든 문제점이 있다.
구체적으로 색역은 전술한 피크 중심파장 이외에도 반치폭에 의해서도 결정된다. 즉, 반치폭이 작으면 스펙트럼 분포도의 색순도를 높아져 색역이 확대되지만, 반치폭이 크면 스펙트럼 분포도의 색순도는 감소하여 색역이 감소한다.
현재 최고 수준에 해당하는 녹색 QD는 반치폭이 40nm로 더 이상의 색역 확대가 힘들고, 염료형의 흡수 컬러필터보다 협대역의 광학 필터의 경우 색 효율 손실이 발생하는 문제점이 있었으며, 종래 백색 LED 방식에서 색역 확대를 위한 새로운 필요성이 제기되고 있는 실정이다.
개시된 디스플레이 장치(100)는 색역 확장을 위해서 하나의 광원(211)에서 파장이 긴 제1 피크 중심파장을 갖는 신호광을 방출하고, 동시에 색 효율 손실을 방지하기 위해서 피크 중심파장이 짧은 제2 피크 중심파장을 갖는 여기광으로 방출하여 색 변환시킨다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 따른 광원의 효과를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 다른 실시예에 따른 광원의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이, 개시된 일 실시예에 따른 광원(211)은 460nm를 피크 중심파장으로 갖는 청색광을 신호광으로, 410nm를 피크 중심파장으로 갖는 청색광을 여기광으로 방출할 수 있다.
도 7a를 참조하면, X축은 피크 중심파장을 나타내고, Y축은 광의 흡수 효율을 나타낸다. 또한, 410nm의 피크 중심파장은 460nm 의 피크 중심파장에 비해 광 흡수율이 3배 이상이 된다.
종래 백색 LED 방식의 광원(310)이 410nm 또는 460nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광 중 하나만을 출력하면, 광의 흡수 효율(색 변환 효율) 및 색역 확장을 동시에 이룰 수 없다. 그러나 개시된 광원(211)은, 신호광으로 460nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광을 방출하고, 410nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광을 여기광으로 사용함으로써, 종래 460nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광으로 하는 단색 광원(310)에 비해 3배 이상의 광 흡수율을 이룰 수 있다.
도 7b를 참조하면, 410nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광의 파장 대역(350)은 460nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광의 파장 대역(360)보다 넓다. 또한, 460nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광의 파장 대역(360)의 반치폭(FW2)은 410 nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광의 파장 대역(350)의 반치폭(FW1)보다 좁다.
따라서 개시된 디스플레이 장치(100)는 영역이 넓은 파장 대역(350)의 청색광을 여기광으로 사용함으로써, 광 효율이 증가하고, 동시에 작은 반치폭(361)을 신호광으로 사용함으로써, 종래에 비해 색역 확장에 유리하다.
도 8을 참조하면, 개시된 광원(211)은 460nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광을 여기광으로 방출하고, 530nm의 피크 중심파장을 갖는 녹색광을 신호광으로 방출할 수도 있다.
도 7a및 7b등에서 전술한 실시예와 달리, 530nm의 피크 중심파장을 갖는 녹색광을 출력하는 광원(211)은 녹색광을 신호광으로 사용함으로, 종래에 비해 색역 확장에 유리하다.
녹색광을 신호광으로 방출하면, 변환부(230)는 460nm의 장파장의 청색광을 625nm의 피크 중심 파장을 갖는 적색광으로 변환시킨다. 도 7a 등에서 전술한 실시예에 비해 색역 확장면에서 부족한 부분은 광학 시트(250)가 625nm의 피크 중심 파장을 640nm의 피크 중심 파장 갖는 적색광으로 전환(shift)시킴으로써, 색역 확장을 가능하게 한다.
또한, 도 8의 실시예에서 디스플레이 장치(100)는 색 변환 효율을 검토할 필요 없이 색역 확장에 유리한 장파장의 녹색광을 출력한다. 결국, 디스플레이 장치(100)는 최종적으로 460nm의 피크 중심파장을 갖는 청색광, 530nm의 피크 중심파장을 갖는 녹색광 및 640nm의 피크 중심파장을 갖는 적색광을 액정 패널(110)로 입사시킴으로써, 색역 확장에 유리한 효과가 가진다.
도 9a 내지 도 9e는 개시된 광원의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로 도 9a 내지 도 9e는 광원의 반도체층이 전방으로 향해 수직 방향으로 배열된 단일 칩을 제조하는 방법에 대한 것이다. 중복되는 설명을 피하기 위해 이하 함께 설명한다.
도 9a를 먼저 참조하면, 개시된 실시예에 따른 광원(211)은 하나의 칩에 서로 다른 두 개의 피크 중심파장을 갖는 광을 방출한다. 이를 위해서 개시된 광원(211)은 제1 피크 중심파장을 갖는 여기광을 방출하는 제1 반도체층(211a, 211b)과 제2 피크 중심파장을 갖는 신호광을 방출하는 제2 반도체층(212b, 212a)을 적층시킨다.
일반적인 발광소자는 전자와 정공의 재결합원리를 이용한다. 개시된 광원(211)도 이를 위해서 N형 반도체와 P형 반도체가 순서대로 적층된다. 즉, 제1 반도체층(211a, 211b)은 전자와 정공의 재결합원리에 의해서 제1 피크 중심파장보다 짧은 제2 피크 중심파장을 갖는 여기광을 방출한다. 또한, 제2 반도체층(212b, 212a)도 전자와 정공의 재결합원리에 의해서 제1 피크 중심파장을 갖는 신호광을 방출한다.
도 9b 및 도9c를 참조하면, 개시된 광원(211)은 N형 반도체 및 P형 반도체가 적층된 제1 반도체층(211a, 211b) 및 신호광을 방출하고 N형 반도체 및 P형 반도체가 적층된 제2 반도체층(212b, 212a)가 ITO(Indium Tin Oxide) 접합에 의해서 순서대로 적층된다. 결국, 접합된 광원(211)은 N형 반도체-P형 반도체-N형 반도체가 적층된 구조로 마련된다.
ITO 접합이후, 개시된 광원(211)은 도 9c에서 도시된 바와 같이, 전극 식각(Etching)된다. 즉, 개시된 광원(211)은 하부에 마련된 제1 반도체층의 N형 반도체(211a) 일부가 식각되고, 상부에 마련된 제2 반도체층의 N형 반도체(212a)가 드러나도록 식각된다.
이후 개시된 광원(211)은 도 9e와 같이, 전극 형성을 위해서 도금된다. 구체적으로 제1 반도체층의 N형 반도체(211a) 식각면(216a)이 도금되고, 제1 반도체층의 P형 반도체(211b) 및 제2 반도체층의 P형 반도체(212b)의 식각면(216b)이 도금된다.
도금된 후, 개시된 광원(211)에 전극(214P, 214N)이 형성된다. 구체적으로 제1 전극(214P)은 제1 반도체층의 P형 반도체(212b)와 전기적으로 연결되며, 제2 전극(214N)은 제1 반도체층의 N형 반도체(211a) 및 제2 반도체층의 N형 반도체(212a)와 전기적으로 연결된다.
개시된 하나의 광원(211)은 공통 전극(P전극, N전극)을 통해 전원 어셈블리(150)와 연결되고, 전원을 공급받아 두 개의 서로 다른 피크 중심파장을 가지는 광을 방출한다.
한편, 청색광 및 녹색광을 방출하는 발광소자의 제조 공정에서 사용되는 사파이어 또는 실리콘 웨이퍼는 전기적 특성이 유사하다. 일 예로, 녹색광을 방출하는 발광소자는 청색광을 방출하는 발광소자의 제조 공정에서 인듐 등의 불순물을 주입하는 단순한 제조 공정의 추가로 쉽게 제조 가능하다. 이에 반해 적색광을 방출하는 발광소자의 제조 공정은 청색광을 방출하는 발광소자를 제조하는 것과 차이가 크다.
따라서 거의 동일한 공정으로 제조되는 청색광의 발광소자와 녹색광의 발광소자는 높은 선형성을 가지므로, 개시된 광원(211)은 웨이퍼 본딩 기술을 통해 용이하게 제조 가능하다.
도 10a 및 도 10b는 도 9a 의 실시예에서 전극이 형성된 광원부를 설명하기 위한 도면이다. 중복되는 설명을 피하기 위해 이하 함께 설명한다.
도 10a를 참조하면, 개시된 광원부(210) 및 변환부(230)는 전방을 향해 순서대로 마련될 수 있다. 변환부(230)의 후방에는 제2 반도체층(212a, 212b) 및 제1 반도체층(211a, 211b)이 마련되고, 반사층(215)이 마련될 수 있다.
여기서 반사층(215)은 제1 반도체층(211a, 211b)과 제2 반도체층(212a, 212b)에서 방출하는 신호광 및 여기광이 후방으로 진행하는 것을 방지하고, 전방으로 반사시키는 역할을 수행한다. 한편, 반사층(215)은 이외에도 광원부(210)와 변환부(230)의 측면에도 마련될 수도 있다.
도 10a에서 도시된 바와 같이 광원부(210)는 제1 반도체층의 P형 반도체(211b) 및 제2 반도체층의 P형 반도체(212b)가 일 측면에 제1 전극(214P)와 전기적으로 연결된다. 또한, 제1 반도체층의 N형 반도체(211a) 및 제2 반도체층의 N형 반도체(212a)가 제2 전극(214N)과 전기적으로 연결된다.
이러한 실시예는 제1 반도체층(211a, 211b)과 제2 반도체층(212a, 212b)이 동일한 전위의 제1 전극(214P) 및 제2 전극(214N)을 공통으로 연결한 것이다..
도 10b를 참조하면, 광원부(210) 및 변환부(230) 또한, 전방을 향해 순서대로 마련될 수 있다. 즉, 변환부(230)의 후방에는 제2 반도체층(212a, 212b) 및 제1 반도체층(211a, 211b)가 마련되고, 반사층(215)이 마련될 수도 있다.
도 10a와 달리, 광원부(210)는, 제1 반도체층의 N형 반도체(211a)의 일 측면이 도금되고, 제1 전극(214Na)과 전기적으로 연결되지 않는다. 또한, 하부에 마련된 반사판(215)는 식각되어, 제3 전극(214Nb)가 제1 반도체층의 N형 반도체(211a)와 전기적으로 연결된다.
이러한 실시예는 제2 전극(214P)이 공통으로 연결된 형태이나 제1 반도체층(211a, 211b) 및 제2 반도체층(212a, 212b)는 서로 다른 N전극이 각각 연결된 형태이다.
한편, 도 10a 및 도 10b에서 설명한 것 이외에도 개시된 광원부(210)는 다양한 형태로 전극이 마련될 수 있으며, 전술한 바에 제한되는 것이 아니다.
도 11a 내지 도 11c는 개시된 다른 실시예에 따른 광원부의 전극을 설명하기 위한 도면이다. 중복되는 설명을 피하기 위해서 이하 함께 설명한다.
도 11a를 참조하면, 개시된 다른 실시예에 따른 광원(211)은 제1 반도체층(211a, 211b)과 제2 반도체층(212a, 212b)이 변환부(230)와 평행하게 수평으로 배열되어 하나의 단일 칩으로 제작될 수 있다. 여기서 제1 반도체층(211a, 211b)은 제2 반도체층(212a, 212b)이 방출하는 신호광보다 짧은 피크 중심파장을 갖는 여기광을 방출한다.
도 11b를 참조하면, 개시된 다른 실시예에서 단일 칩으로 포함된 광원(211)은 제1 반도체층의 N형 반도체(211a)와 제2 전극(214N)이 전기적으로 연결된다. 또한, 제1 반도체층의 P형 반도체(211b)는 제1 전극(214P)와 전기적으로 연결되며, 제1 전극(214P)는 도금(216)에 의해서 제1 반도체층의 N형 반도체(211a)와 절연된다.
제1 반도체층과 수평으로 배열된 제2 반도체층의 N형 반도체(212a)는 제2 전극(214N)과 전기적으로 연결된다. 또한, 제2 반도체층의 P형 반도체(212b)는 제1 전극(214P)와 전기적으로 연결되며, 제1 전극(214P)은 도금(216)에 의해서 제1 반도체층의 N형 반도체(211a)와 절연된다.
이러한 실시예는 도 10a의 회로 연결과 대응된다.
도 11c를 참조하면, 단일 칩으로 포함된 광원(211)은 제1 반도체층의 N형 반도체(211a)와 제2 전극(214Na)이 전기적으로 연결된다. 또한, 제2 반도체층의 N형 반도체(212a)와 제2 전극(214Nb)이 전기적으로 각각 연결된다.
도 11b와 달리, 개시된 실시예에 따른 광원(211)은 제1 반도체층의 P형 반도체(211b) 및 제2 반도체층의 P형 반도체(212b)가 동일한 전위의 제2 전극(214P)으로 연결될 수 있다.
이러한 실시예는 도 10b의 회로 연결과 대응된다.
도 12 내지 도 14는 개시된 백 라이트 유닛의 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
개시된 광원부(210)은 하나의 광원(211)에서 서로 다른 피크 중심파장을 갖는 광이 출력된다. 백 라이트 유닛(200)은 광원(211)이 배치된 위치에 따라 직하형 백 라이트 유닛 및 엣지형 백 라이트 유닛으로 구분된다.
먼저 도 12 및 도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 백 라이트 유닛(220)은 직하형으로, 개시된 광원(211)이 도광판(220)에 균일하게 배치된다.
도 12의 경우, 개시된 백 라이트 유닛(220)의 도광판(220)에는, 광원(211)이 변환부(230)와 평행한 수평 방향으로 제1 반도체층 및 제2 반도체층이 배열되어 하나의 단일 칩으로 구성될 수 있다. 이와 비교하여 도 13의 경우 개시된 백 라이트 유닛(220)의 도광판(220)에는, 광원(211)이 변환부(230)와 수직인 방향으로 방향으로 제1 반도체층 및 제2 반도체층이 적층되어 하나의 단일 칩으로 구성될 수 있다.
다만, 이러한 실시예 모두 직하형 백 라이트 유닛에 적용될 수 있다.
한편, 도12 및 도 13의 실시예서 변환부(230)와 광원부(210) 사이에는 광을 확산시키는 광확산 시트(Diffuser, 270)가 추가적으로 마련될 수 있다. 광원부(210)에서 배치된 복수 개의 광원(211)은 점 광원이므로, 도광판(220)이 전방을 향해 광을 확산시키기 어려울 수 있다. 따라서 직하형 백 라이트 유닛(200)은 광확산 시트(270)를 더 포함할 수 있다.
도 14를 참조하면, 다른 실시예에 따른 백 라이트 유닛(220)은 엣지형으로, 도광판(220)의 측면에 광원(211)이 위치한다. 도광판(220)에 입사된 광은 도광판(220) 내부에서 전반사(Total Internal Reflection)을 통하여 도광판(220)의 측면으로부터 중심까지 이동할 수 있으며, 도광판(220)의 전면 또는 후면에 위치한 패턴에 의하여 도광판 전체적으로 균일한 면광(surface light)이 방출될 수 있다.
개시된 엣지형 백 라이트 유닛(200)에서 복수 개의 광원(211)은 광원을 지지하는 지지체(280)에 마련되며, 지지체(280)는 복수의 광원들(211)의 위치가 변경되지 않도록 복수의 광원들(211)을 고정할 수 있다.
지지체(280)는 복수의 광원들(211)과 함께 도광판(220)의 측면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이 지지체(280)는 도광판(220)의 좌측 및 우측 면에 배치될 수 있다 다만, 지지체(280)의 배치는 도 14에 도시된 바에 한정되는 것은 아니며, 지지체(280)는 도광판(220)의 상하 측면에 배치되거나 도광판(220)의 좌측면 또는 우측면 중 어느 하나에만 배치될 수 있다.
지지체(280)는 복수의 광원들(211)에 전력을 공급하기 위한 전도성 전력 공급 라인을 포함하는 합성 수지로 구성되거나 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB)으로 구성될 수 있다.
엣지형 백 라이트 유닛은 도광판(220)에서 광을 확산시키는 역할을 수행하므로, 도 12 및 도 13과 달리 광확산 시트(270)를 생략할 수 있다.
도 12 내지 도 14에서 포함된 광원부(210)는 하나의 광원(211)에서 서로 다른 피크 중심파장의 광이 방출되고, 변환부(230)를 통과하면서 청색, 녹색 및 적색의 백색광으로 혼합된다. 광학 시트(250)를 통해 중심파장의 이동(shift) 및 휘도가 향상된 백색광은 액정 패널(110)로 전달된다.
이를 통해서 개시된 디스플레이 장치(100)는 종래 일반적인 백색 LED에 비해서 색역 확장이 가능하며, 확장된 색역을 요구하는 BT2020 등에 적용 가능할 수 있다.
또한, 개시된 디스플레이 장치(100)는 종래 일반적인 백색 LED에 비해서 동일한 색 흡수 효율의 증가를 동시에 가질 수 있으므로, 고휘도를 요구하는 및 HDR 등에 적용 가능할 수 있다.
100: 디스플레이 장치 110: 액정 패널
200: 백 라이트 유닛 210: 광원부
230: 변환부 250: 광학 시트

Claims (20)

  1. 제1 피크 중심파장을 갖는 신호광 및 상기 제1 피크 중심파장보다 짧은 제2 피크 중심파장을 갖는 여기광을 방출하는 광원부;
    상기 광원부가 방출한 상기 여기광을 색 변환시키는 변환부;를 포함하고,
    상기 광원부는,
    상기 여기광을 방출하는 제1 반도체층 및 상기 신호광을 방출하는 제2 반도체층이 수평 방향으로 배열된 적어도 하나의 단일 칩을 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    제1 반도체층은,
    N형 반도체와 P형 반도체가 순서대로 적층되고, 상기 여기광을 방출하는 디스플레이 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    제2 반도체층은,
    상기 제1 반도체층 상에 P형 반도체 및 N형 반도체가 순서대로 적층되고, 상기 신호광으로 청색광 또는 녹색광을 방출하는 디스플레이 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층은,
    ITO(Indium Tin Oxide) 접합으로 결합된 디스플레이 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 변환부는,
    상기 여기광을 흡수하여 색을 변환시키는 PL(Photoluminescence)소재로 마련되는 디스플레이 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 광원부는,
    서로 이격되어 위치하는 적어도 하나 이상의 제1 전극 및 제2 전극;을 포함하고,
    상기 제1 전극은,
    상기 제1 반도체층의 상기 P형 반도체와 연결되도록 형성되고, 상기 제2 전극은, 상기 제2 반도체층의 N형 반도체와 연결되도록 형성되는 디스플레이 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 광원부는,
    상기 제1 반도체층의 하부에 마련되고, 상기 여기광 및 신호광을 반사시키는 반사층;을 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광원부에서 방출되는 상기 신호광의 휘도를 향상시키는 광학 시트;를 더 포함하고,
    상기 광학 시트는,
    미리 설정된 파장 대역을 흡수하는 염료(dye) 및 안료(pigment) 중 적어도 하나로 이뤄진 박막 소자;를 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광원부가 방출한 여기광 및 신호광을 균일하게 분포시키는 도광판;을 더 포함하고,
    상기 광원부는,
    상기 도광판의 측면에 마련되는 디스플레이 장치.
  10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 9항에 있어서,
    상기 도광판을 통과한 광을 확산시키는 광확산 시트;를 더 포함하고,
    상기 광원부는,
    도광판에 미리 설정된 간격으로 배열되는 디스플레이 장치.
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1항에 있어서,
    상기 변환부는,
    상기 여기광을 녹색광 및 적색광 중 적어도 하나로 변환시키는 디스플레이 장치.
  12. 광을 방출하는 광원부 및 상기 광원부가 방출한 여기광을 색 변환시키는 변환부;를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법에 있어서,
    제1 피크 중심파장보다 짧은 제2 피크 중심파장을 갖는 상기 여기광을 방출하는 제1 반도체층 및 상기 제1 피크 중심파장을 갖는 신호광을 방출하는 제2 반도체층을 순서대로 적층하고; 및
    상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층을 ITO 접합하는 것;을 포함하고,
    상기 제2 반도체층은,
    상기 제1 반도체층의 일 면에 수평으로 배열되는 디스플레이 장치의 제조방법.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 12항에 있어서,
    제1 반도체층은,
    N형 반도체와 P형 반도체가 순서대로 적층되고,
    제2 반도체층은,
    상기 제1 반도체층 상에 P형 반도체 및 N형 반도체가 순서대로 적층되는 디스플레이 장치의 제조방법.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 13항에 있어서,
    상기 제1 반도체층에 포함된 상기 N형 반도체의 일 측면을 식각하는 것;을 더 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 14항에 있어서,
    상기 식각하는 것은,
    상기 제1 반도체층에 포함된 상기 P형 반도체의 타 측면 및 상기 제2 반도체층의 상기 P형 반도체를 식각하는 것;을 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 15항에 있어서,
    상기 식각된 부분을 도금하는 것;을 더 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 16항에 있어서,
    서로 이격되어 위치하는 적어도 하나 이상의 제1 전극 및 제2 전극을 형성하는 것;을 더 포함하고,
    상기 제1 전극은,
    상기 제1 반도체층의 상기 P형 반도체와 연결되도록 형성되고, 상기 제2 전극은, 상기 제2 반도체층의 N형 반도체와 연결되도록 형성되는 디스플레이 장치의 제조방법.
  18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 12항에 있어서,
    상기 변환부는,
    상기 여기광을 흡수하여 색을 변환시키는 PL(Photoluminescence)소재로 마련되는 디스플레이 장치의 제조방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020180059194A 2018-05-24 2018-05-24 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 KR102514878B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180059194A KR102514878B1 (ko) 2018-05-24 2018-05-24 디스플레이 장치 및 그 제조 방법
US17/056,336 US20210234073A1 (en) 2018-05-24 2019-05-17 Display device and manufacturing method therefor
PCT/KR2019/005925 WO2019225911A1 (ko) 2018-05-24 2019-05-17 디스플레이 장치 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180059194A KR102514878B1 (ko) 2018-05-24 2018-05-24 디스플레이 장치 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190134041A KR20190134041A (ko) 2019-12-04
KR102514878B1 true KR102514878B1 (ko) 2023-03-29

Family

ID=68616450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180059194A KR102514878B1 (ko) 2018-05-24 2018-05-24 디스플레이 장치 및 그 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20210234073A1 (ko)
KR (1) KR102514878B1 (ko)
WO (1) WO2019225911A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101590465B1 (ko) * 2014-07-30 2016-02-02 주식회사 루멘스 이중 발광형 발광 소자, 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛 및 조명 장치

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100771772B1 (ko) * 2006-08-25 2007-10-30 삼성전기주식회사 백색 ｌｅｄ 모듈
KR101149859B1 (ko) * 2008-12-30 2012-05-25 에피스타 코포레이션 수직형 교류 발광다이오드
KR101396583B1 (ko) * 2009-09-14 2014-05-20 서울반도체 주식회사 웜화이트 발광장치 및 그것을 포함하는 백라이트 모듈
KR20110132161A (ko) * 2010-06-01 2011-12-07 삼성엘이디 주식회사 반도체 발광 소자 및 그 제조방법
US9116277B2 (en) * 2011-01-26 2015-08-25 Sharp Kabushiki Kaisha Lighting device, display device, and television receiver
DE102014107472A1 (de) * 2014-05-27 2015-12-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterbauelement und Beleuchtungsvorrichtung
US11320577B2 (en) * 2016-10-31 2022-05-03 Nanosys, Inc. Radiation absorbing element for increasing color gamut of quantum dot based display devices

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101590465B1 (ko) * 2014-07-30 2016-02-02 주식회사 루멘스 이중 발광형 발광 소자, 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛 및 조명 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019225911A1 (ko) 2019-11-28
KR20190134041A (ko) 2019-12-04
US20210234073A1 (en) 2021-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huang et al. Mini-LED, Micro-LED and OLED displays: present status and future perspectives
KR102519929B1 (ko) 디스플레이 장치
KR102361974B1 (ko) 디스플레이 장치 및 그 광원 장치
KR102454913B1 (ko) 디스플레이 장치 및 그 광원 장치
US20230258981A1 (en) Display apparatus and light source device thereof
KR20200053869A (ko) 백 라이트 유닛, 이를 포함하는 디스플레이장치 및 그 제어방법
US11719976B2 (en) Display apparatus and method for manufacturing the same
KR102514878B1 (ko) 디스플레이 장치 및 그 제조 방법
US20220199856A1 (en) Led chip and display apparatus including the same
US11874561B2 (en) Display apparatus and light source device thereof with optical dome
US11656496B2 (en) Display apparatus
US11768401B2 (en) Display apparatus
US20210167123A1 (en) Micro led display device
US20230055132A1 (en) Display apparatus and backlight unit
US20240069379A1 (en) Display apparatus and light source device
US20230384636A1 (en) Display apparatus and light source apparatus thereof
US20230402017A1 (en) Display apparatus
KR20230026128A (ko) 디스플레이 장치 및 백라이트 유닛
KR20230166776A (ko) 디스플레이 장치 및 그 광원 장치
KR20230018224A (ko) 디스플레이 장치
KR20240015001A (ko) 디스플레이 장치 및 그 광원 장치
KR20230133146A (ko) 디스플레이 장치
KR20220086802A (ko) 엘이디 칩 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20210036042A (ko) 디스플레이 장치 및 그 제어 방법
KR102105997B1 (ko) 레이저 다이오드 패키지 및 이를 포함하는 액정표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right