KR102562288B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 표시 패널 상에 배치되고, 선편광자 및 녹색 화소 영역과 적색 화소 영역에 중첩하고, 청색 화소 영역에 비중첩하는 λ/4 위상 지연자를 포함하는 광학 부재를 포함하여 화소 영역에 따른 외광 반사도 차이를 감소시켜 표시 품질을 개선할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시 장치에 대한 발명이다. 보다 상세하게는 외부광에 의한 반사를 방지하는 광학 부재를 포함하는 표시 장치에 대한 발명이다.
텔레비전, 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 네비게이션, 게임기 등과 같은 멀티 미디어 장치에 사용되는 다양한 표시 장치들이 개발되고 있다. 또한, 최근에는 광이용 효율을 증대시키고 컬러 밸런스를 개선한 자발광 LCD(Photo-Luminescent Liquid Crystal Display)에 대한 개발이 진행되고 있다.
다양한 표시 장치는 외광이 풍부한 실외에서 사용하는 경우 표시면에서의 외광의 반사 및 산란 문제가 있으며, 이러한 표시 품질의 문제를 개선하기 위하여 편광자와 위상 지연층을 결합한 편광 부재가 사용되고 있다.
본 발명은 화소 영역에 따른 외광 반사도 차이를 감소시켜 표시 품질이 개선된 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예는 청색광을 제공하는 광원 유닛; 상기 광원 유닛 상에 배치되고, 청색 화소 영역, 녹색 화소 영역, 및 적색 화소 영역을 포함하는 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치된 광학 부재; 를 포함하는 표시 장치를 제공한다. 상기 표시 패널은 제1 기판; 상기 제1 기판에 마주하며, 상기 제1 기판보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층; 상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 배치된 제1 편광층; 상기 제1 편광층과 마주하며, 상기 제1 편광층보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 편광층; 상기 제1 기판과 상기 제1 편광층 사이에 배치된 컬러 변환층; 및 상기 컬러 변환층과 상기 제1 편광층 사이에 배치된 반사층; 을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 광학 부재는 선편광자; 및 상기 선편광자와 상기 제1 기판 사이에 배치되며, 상기 녹색 화소 영역 및 상기 적색 화소 영역에 중첩하고, 상기 청색 화소 영역에 비중첩하는 λ/4 위상 지연자; 를 포함하는 것일 수 있다.
상기 반사층은 상기 녹색 화소 영역 및 상기 적색 화소 영역에 중첩하고, 상기 청색 화소 영역에 비중첩하는 것일 수 있다.
상기 컬러 변환층은 상기 청색 화소 영역에 대응하여 배치되며, 상기 청색광을 투과시키는 제1 변환부; 상기 녹색 화소 영역에 대응하여 배치되며, 상기 청색광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 제1 발광체를 포함하는 제2 변환부; 및 상기 적색 화소 영역에 대응하여 배치되며, 상기 청색광을 흡수하여 적색광을 방출하는 제2 발광체를 포함하는 제3 변환부; 를 포함할 수 있다.
상기 제1 발광체 및 상기 제2 발광체는 형광체 및 양자점 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 제1 발광체의 입자 크기는 상기 제2 발광체의 입자 크기와 상이한 것일 수 있다.
상기 제1 변환부 내지 상기 제3 변환부는 평면상에서 서로 이격되어 배치되고, 상기 컬러 변환층은 서로 이격된 상기 제1 변환부 내지 상기 제3 변환부들 사이에 배치되는 차광부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 변환부와 상기 제1 기판 사이 및 상기 제3 변환부와 상기 제1 기판 사이에 배치된 광필터층을 더 포함할 수 있다.
상기 광학 부재는 상기 선편광자와 상기 λ/4 위상 지연자 사이에 배치된 지지층을 더 포함할 수 있다.
상기 광학 부재는 상기 선편광자와 상기 λ/4 위상 지연자 사이에 λ/2 위상 지연자를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 편광층은 제1 방향으로 편광된 광을 투과시키고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 편광된 광은 반사하는 반사형 편광자일 수 있다.
상기 제1 편광층은 와이어 그리드 편광자일 수 있다.
상기 선편광자는 상기 제1 방향과 나란한 투과축을 가질 수 있다.
상기 광학 부재는 평면상에서 상기 λ/4 위상 지연자와 이웃하여 배치되고, 상기 청색 화소 영역에 중첩하는 제로 위상 지연자를 더 포함할 수 있다.
상기 광학 부재는 상기 선편광자와 상기 λ/4 위상 지연자 사이 및 상기 선편광자와 사이 제로 위상 지연자 사이에 배치된 지지층을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 편광층은 상기 제2 기판의 상부면 또는 하부면 상에 배치될 수 있다.
상기 λ/4 위상 지연자는 액정 코팅층일 수 있다.
다른 실시예는 광원 유닛; 상기 광원 유닛 상에 배치되고, 청색 화소 영역, 녹색 화소 영역, 및 적색 화소 영역을 포함하는 표시패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치된 광학 부재; 를 포함하는 표시 장치를 제공한다. 상기 표시 패널은 제1 기판; 상기 제1 기판에 마주하며, 상기 제1 기판보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층; 상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 배치되는 제1 편광층; 상기 제1 편광층과 마주하며, 상기 제1 편광층보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 편광층; 상기 제1 기판과 상기 제1 편광층 사이에 배치된 컬러 변환층; 및 상기 컬러 변환층과 상기 제1 편광층 사이에 배치된 반사층; 을 포함한다. 또한, 상기 광학 부재는 패턴드 위상지연자; 및 상기 패턴드 위상지연자 상에 배치된 선편광자; 를 포함하고, 상기 패턴드 위상지연자는 상기 녹색 화소 영역 및 상기 적색 화소 영역에 중첩하고 상기 청색 화소 영역에 비중첩하며, λ/4 위상 지연값을 갖는 제1 위상 지연부; 및 상기 청색 화소 영역에 중첩하고 상기 녹색 화소 영역 및 상기 적색 화소 영역에 비중첩하며, 제로 위상 지연값을 갖는 제2 위상 지연부; 를 포함할 수 있다.
상기 반사층은 상기 녹색 화소 영역 및 상기 적색 화소 영역에 중첩하고, 상기 청색 화소 영역에 비중첩하여 배치되며, 상기 반사층은 녹색광 및 적색광을 반사하는 것일 수 있다.
상기 제1 편광층은 제1 방향으로 편광된 광을 투과시키고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 편광된 광은 반사하는 반사형 편광자일 수 있다.
다른 실시예는 광원 유닛; 상기 광원 유닛 상에 배치되고, 서로 다른 파장의 광을 방출하는 제1 화소 영역, 제2 화소 영역 및 제3 화소 영역을 포함하는 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 배치된 광학 부재; 를 포함하는 표시 장치를 제공한다. 상기 표시 패널은 제1 기판; 상기 제1 기판에 마주하며, 상기 제1 기판보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 기판; 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층; 상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 배치된 제1 편광층; 상기 제1 편광층과 마주하며, 상기 제1 편광층보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 편광층; 상기 제1 기판과 상기 제1 편광층 사이에 배치된 컬러 변환층; 및 상기 컬러 변환층과 상기 제1 편광층 사이에 배치되며, 상기 제1 화소 영역에 비중첩하고, 상기 제2 화소 영역 및 상기 제3 화소 영역에 중첩하는 반사층; 을 포함한다. 또한, 상기 광학 부재는 선편광자; 및 상기 선편광자와 상기 제1 기판 사이에 배치되며, 상기 반사층과 중첩하는 λ/4 위상 지연자; 및 상기 선편광자와 상기 제1 기판 사이에 배치되며, 상기 반사층과 비중첩하는 제로 위상 지연자; 를 포함할 수 있다.
일 실시예의 표시 장치는 반사 방지 광학 부재의 위상 지연자를 표시 패널의 화소 영역에 대응하여 패턴닝된 것을 사용하여 화소 영역에 따른 외광 반사도 차이를 감소시켜 표시 장치의 표시 품질을 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시예의 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'선에 대응하는 단면도이다.
도 3은 일 실시예의 표시 장치에 포함되는 화소들 중 하나의 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3의 II-II'선에 대응하는 단면도이다.
도 5a는 일 실시예의 표시 장치에 포함된 컬러 변환층의 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 III-III'에 대응하는 단면도이다.
도 6은 일 실시예의 표시 장치에 포함된 반사층에 대한 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 일 실시예의 표시 장치에 포함된 광학 부재에 대한 단면도이다.
도 8은 일 실시예의 표시 장치에 대한 단면도이다.
도 9a는 일 실시예에 포함된 광학 부재에 대한 분해 사시도이다.
도 9b는 일 실시예에서 광학 부재에 포함된 선편광자와 위상 지연자의 광축 사이의 관계를 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시예의 표시 장치에 포함된 광학 부재에 대한 단면도이다.
도 11은 일 실시예의 표시 장치로 제공된 외부광의 변화 특성을 간략히 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 일 실시예의 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 일 실시예의 표시 장치의 단면도이다. 도 2는 도 1의 I-I'선에 대응하는 면의 단면도이다. 도 3은 일 실시예의 표시 장치(DD)에 포함되는 화소들 중 하나의 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 4는 도 3의 II-II'에 대응하는 단면도를 나타낸 것일 수 있다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 일 실시예의 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 표시 패널(DP)에 광을 제공하는 광원 유닛(BLU), 및 표시 패널(DP) 상에 배치된 광학 부재(PM)를 포함할 수 있다. 표시 패널(DP)은 영상을 제공하는 것이고, 광원 유닛(BLU)은 청색광을 생성하는 것일 수 있다. 광학 부재(PM)는 외부광에 의한 표시 장치(DD)의 반사 특성을 개선하는 것일 수 있다.
광원 유닛(BLU)은 청색광을 생성하여 표시 패널(DP)에 제공할 수 있다. 광원 유닛(BLU)은 표시 패널(DP)의 하부에 배치되어 표시 패널(DP)에 청색광을 제공하는 것일 수 있다. 예를 들어, 광원 유닛(BLU)이 제공하는 청색광은 350nm 이상 450nm 이하의 파장 영역의 광에 해당하는 것일 수 있다.
광원 유닛(BLU)은 복수 개의 발광 소자들을 포함하는 것일 수 있다. 광원 유닛(BLU)은 복수 개의 발광 소자들 및 발광 소자들에 전원을 제공하는 회로 기판을 포함하는 것일 수 있다. 광원 유닛(BLU)에서 발광 소자들은 회로 기판 상에 배치되는 것일 수 있다. 예를 들어, 광원 유닛(BLU)에서 발광 소자들은 청색광을 생성하는 것일 수 있다.
표시 패널(DP)은 광원 유닛(BLU) 상에 배치될 수 있다. 표시 패널(DP)은 영상을 표시하는 표시 영역(DA) 및 영상을 표시하지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 외곽에 배치될 수 있다.
표시 패널(DP)은 제1 방향(DR1)의 축과 및 제2 방향(DR2)의 축이 정의하는 평면을 가진 사각형 형상일 수 있다. 다만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 표시 영역(DA)의 형상과 비표시 영역(NDA)의 형상은 상대적으로 디자인될 수 있다. 표시 패널(DP)은 이미지를 생성하며, 전면으로 생성된 이미지를 제공할 수 있다. 표시 패널(DP)은 생성된 이미지를 제3 방향(DR3) 측으로 제공할 수 있다.
한편, 도 1에서 표시 장치(DD)는 플랫한 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예에서 표시 장치(DD)는 커브드 표시 장치일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(DD)는 사용자가 표시 장치를 바라볼 때, 전체적으로 오목하게 휘어지거나, 또는 볼록하게 휘어진 커브드 표시 장치일 수 있다. 또한, 표시 장치의 일 부분에서만 벤딩(bending)된 표시 장치일 수 있다.
또한, 일 실시예의 표시 장치는 플렉서블(Flexible) 표시 장치일 수 있다. 예를 들어, 표시 장치는 폴더블(foldable) 표시 장치, 또는 롤러블(rollable) 표시 장치일 수 있다.
일 실시예의 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP)에 액정층(LCL)을 포함하는 액정 표시 장치(LCD)일 수 있다. 일 실시예의 표시 장치(DD)는 컬러 구현을 위한 양자점 또는 형광체를 포함하는 컬러 변환층(CCL)을 갖는 자발광 LCD(Photo-Luminescent Liquid Crystal Display)일 수 있다.
일 실시예의 표시 패널(DP)의 표시 영역(DA)은 복수의 화소 영역들(PX-B, PX-G, PX-R)을 포함할 수 있다. 화소 영역들(PX-B, PX-G, PX-R)은 예를 들어, 복수의 게이트 라인들 및 복수의 데이터 라인들에 의해 정의될 수 있다. 화소 영역들(PX-B, PX-G, PX-R)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 화소 영역들(PX-B, PX-G, PX-R) 각각에는 화소(PX, 도 3)가 배치될 수 있다.
표시 패널(DP)은 서로 다른 파장의 광을 방출하는 제1 화소 영역, 제2 화소 영역 및 제3 화소 영역을 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 2에 도시된 일 실시예에서 제1 화소 영역은 청색 화소 영역(PX-B), 제2 화소 영역은 녹색 화소 영역(PX-G), 제3 화소 영역은 적색 화소 영역(PX-R)일 수 있다. 즉, 일 실시예에서, 표시 패널(DP)은 청색 화소 영역(PX-B), 녹색 화소 영역(PX-G), 및 적색 화소 영역(PX-R)을 포함하는 것일 수 있다. 청색 화소 영역(PX-B)은 청색광을 방출하는 청색 발광 영역이고, 녹색 화소 영역(PX-G)과 적색 화소 영역(PX-R)은 각각 녹색 발광 영역 및 적색 발광 영역을 나타내는 것이다.
표시 패널(DP)은 서로 대향하는 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 및 액정층(LCL)을 포함할 수 있다. 제2 기판(SUB2)은 제1 기판(SUB1)과 마주하며, 제1 기판(SUB1) 보다 광원 유닛(BLU)에 인접하여 배치되는 것일 수 있다.
제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 각각 독립적으로 폴리머 기판, 플라스틱 기판, 유리 기판, 또는 석영 기판 등일 수 있다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 투명한 절연 기판일 수 있다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 각각 리지드한 것일 수 있다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 각각 플렉서블한 것일 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 제1 기판(SUB1) 상에는 공통 전극(CE)이 배치될 수 있고, 제2 기판(SUB2) 상에는 화소 전극(PE)이 배치될 수 있다. 즉, 제1 기판(SUB1)의 하부면에는 공통 전극(CE)이 배치되고, 제2 기판(SUB2)의 상부면에는 화소 전극(PE)이 배치될 수 있다. 일 실시예에서 제1 기판(SUB1)의 하부면은 액정층(LCL)에 인접한 제1 기판(SUB1)의 일면이고, 제2 기판(SUB2)의 상부면은 액정층(LCL)에 인접한 제2 기판(SUB2)의 일면일 수 있다.
액정층(LCL)은 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 사이에 배치되는 것일 수 있다. 액정층(LCL)은 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 사이에 배치되며, 복수 개의 액정 분자들을 포함하는 것일 수 있다. 액정층(LCL)은 유전율 이방성을 갖는 액정 분자들이 배열되어 제공될 수 있다. 액정층(LCL)에는 통상적으로 사용되는 액정 분자라면 특별히 한정되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들어 액정 분자는 알케닐계 액정 화합물, 알콕시계 액정 화합물이 사용될 수 있다. 실시예에 사용된 액정 분자는 음의 유전율 이방성을 갖는 것일 수 있으나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 양의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자가 사용될 수도 있다.
도 3에서는 하나의 화소를 도시하였고, 나머지 화소들 각각의 구조는 도 3에 도시된 화소의 구조와 유사할 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 설명의 편의를 위하여, 게이트 라인들(GGL) 중 하나의 게이트 라인과 데이터 라인들(DL) 중 하나의 데이터 라인과 연결된 하나의 화소(PX)를 도시하였으나, 실시예가 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 하나의 게이트 라인 및 하나의 데이터 라인과 복수의 화소들이 연결될 수도 있고, 복수의 게이트 라인들 및 복수의 데이터 라인들이 하나의 화소와 연결될 수도 있다.
도 3 및 도 4의 도시를 참조하면, 게이트 라인들(GGL)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 형성된다. 게이트 라인들(GGL)은 제2 기판(SUB2) 상에 형성될 수 있다. 데이터 라인들(DL)은 게이트 라인들(GGL)과 제1 방향(DR1)에 교차하는 제2 방향(DR2)으로 연장되어 제공될 수 있다.
화소들(PX) 각각은 박막 트랜지스터(TFT)와 박막 트랜지스터(TFT)에 연결된 화소 전극(PE), 및 스토리지 전극부를 포함한다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극(GE), 게이트 절연막(GI), 반도체 패턴(SM), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)을 포함한다. 스토리지 전극부는 제1 방향(DR1)으로 연장된 스토리지 라인(SLn)과, 스토리지 라인(SLn)으로부터 분기되어 제2 방향(DR2)으로 연장된 제1 분기 전극(LSLn) 및 제2 분기 전극(RSLn)을 더 포함한다.
게이트 전극(GE)은 게이트 라인들(GGL)으로부터 돌출되거나 게이트 라인들(GGL)의 일부 영역 상에 제공된다. 게이트 전극(GE)은 금속으로 이루어질 수 있다. 게이트 전극(GE)은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 구리, 텅스텐, 및 이들을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다. 게이트 전극(GE)은 금속을 이용한 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(GE)은 몰리브덴, 알루미늄, 및 몰리브덴이 순차적으로 적층된 삼중막이거나, 티타늄과 구리가 순차적으로 적층된 이중막일 수 있다. 또는 티타늄과 구리의 합금으로 된 단일막일 수 있다.
반도체 패턴(SM)은 게이트 절연막(GI) 상에 제공된다. 반도체 패턴(SM)은 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고 게이트 전극(GE) 상에 제공된다. 반도체 패턴(SM)은 일부 영역이 게이트 전극(GE)과 중첩된다. 반도체 패턴(SM)은 게이트 절연막(GI) 상에 제공된 액티브 패턴(미도시)과 액티브 패턴 상에 형성된 오믹 콘택층(미도시)을 포함한다. 액티브 패턴은 비정질 실리콘 박막으로 이루어질 수 있으며, 오믹 콘택층(미도시)은 n+ 비정질 실리콘 박막으로 이루어질 수 있다. 오믹 콘택층(미도시)은 액티브 패턴과 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 사이를 각각 오믹 콘택(ohmic contact)시킨다.
소스 전극(SE)은 데이터 라인들(DL)에서 분지되어 제공된다. 소스 전극(SE)은 오믹 콘택층(미도시) 상에 형성되며 일부 영역이 게이트 전극(GE)과 중첩한다. 데이터 데이터 라인(DL)은 게이트 절연막(GI) 중 반도체 패턴(SM)이 배치되지 않은 영역에 배치될 수 있다.
드레인 전극(DE)은 반도체 패턴(SM)을 사이에 두고 소스 전극(SE)으로부터 이격되어 제공된다. 드레인 전극(DE)은 오믹 콘택층(미도시) 상에 형성되며 일부 영역이 게이트 전극(GE)과 중첩하도록 제공된다.
소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 니켈, 크롬, 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 구리, 텅스텐, 및 이들을 포함하는 합금으로 이루어질 수 있다. 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 금속을 이용한 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 티타늄과 구리가 순차적으로 적층된 이중막일 수 있다. 또는 티타늄과 구리의 합금으로 이루어진 단일막일 수 있다.
이에 따라 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 사이의 액티브 패턴의 상면이 노출되며, 게이트 전극(GE)의 전압 인가 여부에 따라 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 사이에서 전도 채널(conductive channel)을 이루는 채널부가 된다. 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE) 사이의 이격되어 형성된 채널부를 제외한 영역에서 반도체 패턴(SM)의 일부와 중첩한다.
화소 전극(PE)은 보호막(PSV)을 사이에 두고 드레인 전극(DE)에 연결된다. 화소 전극(PE)은 스토리지 라인(SLn), 제1 분기 전극(LSLn) 및 제2 분기 전극(RSLn)과 부분적으로 오버랩되어 스토리지 커패시터를 형성한다.
보호막(PSV)은 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE), 채널부, 및 게이트 절연막(GI)을 커버하며, 드레인 전극(DE)의 일부를 노출하는 콘택홀(CH)을 갖는다. 보호막(PSV)은 예를 들어, 실리콘 질화물이나, 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
화소 전극(PE)은 보호막(PSV)에 형성된 콘택홀(CH)을 통해 드레인 전극(DE)에 연결된다. 화소 전극(PE)은 투명한 도전성 물질로 형성된다. 특히, 화소 전극(PE)은 투명 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide)로 형성된다. 투명 도전성 산화물은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등일 수 있다.
제1 기판(SUB1) 상에는 컬러 변환층(CCL) 및 공통 전극(CE)이 배치될 수 있다. 또한, 제1 기판(SUB1) 상에는 제1 편광층(PO1)이 배치될 수 있다. 제1 편광층(PO1)은 컬러 변환층(CCL)의 하부면 상에 배치될 수 있다. 제1 편광층(PO1)은 공통 전극(CE)과 컬러 변환층(CCL) 사이에 배치될 수 있다.
컬러 변환층(CCL)은 변환부(CCF)와 차광부(BM)를 포함하는 것일 수 있다. 차광부(BM)는 제1 기판(SUB1)의 차광 영역에 대응하여 제공된다. 차광 영역은 데이터 라인들(DL), 박막 트랜지스터(TFT) 및 게이트 라인들(GGL)이 형성된 영역으로 정의될 수 있다. 차광부(BM)는 차광 영역에 형성되어 빛샘을 차단한다. 본 발명의 일 실시예에서는 차광부(BM)가 제1 기판(SUB1) 상에 배치된 컬러 변환층(CCL)에 포함된 것을 개시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 차광부(BM)는 제2 기판(SUB2)에 상에 배치될 수도 있다.
공통 전극(CE)은 제1 기판(SUB1) 상에 제공되며, 화소 전극(PE)과 함께 전계를 형성함으로써 액정층(LCL)을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에서는 공통 전극(CE)이 제1 기판(SUB1) 상에 배치된 것을 개시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 공통 전극(CE)은 제2 기판(SUB2) 상에 배치될 수도 있다. 공통 전극(CE)은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 공통 전극(CE)은 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등의 도전성 금속 산화물로 형성될 수 있다. 한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 공통 전극(CE)과 화소 전극(PE) 상에는 각각 액정 분자를 배향시키는 배향 유도층(미도시)이 배치될 수 있다. 즉, 일 실시예에서 배향 유도층은(미도시)은 액정층(LCL)에 인접한 공통 전극(CE)의 하부면 및 화소 전극(PE)의 상부면 상에 배치될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 일 실시예에서 표시 패널(DP)은 서로 마주하는 제1 편광층(PO1)과 제2 편광층(PO2)을 포함하는 것일 수 있다. 제1 편광층(PO1)은 제1 기판(SUB1)과 액정층(LCL) 사이에 배치되는 것일 수 있다. 제1 편광층(PO1)은 액정층(LCL)에 인접하여 배치되는 인셀(In-cell) 형태의 편광층일 수 있다.
한편, 제1 편광층(PO1)은 일 방향으로 진동하는 광을 투과하고, 일 방향과 실질적으로 수직한 다른 방향으로 진동하는 광을 반사하는 반사형 편광자일 수 있다. 예를 들어, 제1 편광층(PO1)은 제1 방향(DR1)으로 진동하는 광을 투과하고 제2 방향(DR2)으로 진동하는 광을 반사하는 반사형 편광자일 수 있다. 즉, 제1 편광층(PO1)의 투과축은 제1 방향(DR1)과 나란한 것일 수 있다.
제1 편광층(PO1)은 와이어 그리드 편광자(wire grid polarizer), 또는 멀티 레이어 편광자(multilayer polarizer) 등일 수 있다. 즉, 일 실시예에서 제1 편광층(PO1)은 인셀 형태의 반사형 편광자일 수 있다.
제2 편광층(PO2)은 액정층(LCL)을 사이에 두고 제1 편광층(PO1)과 마주하고 배치되는 것일 수 있다. 제2 편광층(PO2)은 제2 기판(SUB2)의 상부면 또는 하부면 상에 배치되는 것일 수 있다. 예를 들어, 도 2의 일 실시예에서는 제2 편광층(PO2)은 제2 기판(SUB2)과 광원 유닛(BLU) 사이에 배치되는 것으로 도시되었으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 편광층(PO2)은 제2 기판(SUB2)과 액정층(LCL) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제2 편광층(PO2)은 인셀 타입의 편광자일 수 있다.
제2 편광층(PO2)은 제1 편광층(PO1)의 투과축 방향인 제1 방향(DR1)과 직교하는 제2 방향(DR2)의 투과축을 갖는 것일 수 있다. 제2 편광층(PO2)은 제2 방향(DR2)으로 진동하는 광은 투과하고, 제2 방향(DR2)과 직교하는 제1 방향(DR1)으로 진동하는 광은 흡수하는 흡수형 편광자일 수 있다. 또한, 제2 방향(DR2)으로 진동하는 광은 투과하고, 제2 방향(DR2)과 직교하는 제1 방향(DR1)으로 진동하는 광은 반사하는 반사형 편광자일 수 있다.
제2 편광층(PO2)은 코팅형 편광층 또는 증착에 의하여 형성된 편광층일 수 있다. 제2 편광층(PO2)은 이색성 염료 및 액정 화합물을 포함한 물질을 코팅하여 형성된 것일 수 있다. 또는 제2 편광층(PO2)은 와이어 그리드 편광자일 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예의 표시 장치(DD)에서 표시 패널(DP)은 컬러 변환층(CCL)을 포함한다. 컬러 변환층(CCL)은 액정층(LCL) 상에 배치되는 것일 수 있다. 컬러 변환층(CCL)은 광원 유닛(BLU)에서 제공된 청색광을 흡수하여 녹색광 또는 적색광으로 방출하는 발광체를 포함하는 것일 수 있다.
도 5a는 컬러 변환층(CCL)의 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 III-III'에 대응하는 면의 단면도일 수 있다. 도 5a 내지 도 5b는 도 2에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD)에 포함된 컬러 변환층(CCL)을 나타낸 것일 수 있다.
컬러 변환층(CCL)은 복수 개의 변환부들(CCF1, CCF2, CCF3) 및 차광부(BM)를 포함하는 것일 수 있다. 일 실시예에서 컬러 변환층(CCL)의 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3)는 평면상에서 서로 이격되어 배치되는 것일 수 있다. 도 5a를 참조하면, 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3)는 제1 방향(DR1)의 축과 제2 방향(DR2)의 축이 정의하는 평면상에서 서로 이격되어 배열되는 것일 수 있다.
도 5a를 참조하면, 제1 방향(DR1)으로는 서로 다른 색 광을 방출하는 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3) 가 서로 이격되어 나란히 배치되고, 제2 방향(DR2)으로는 동일한 색 광을 방출하는 변환부들이 서로 이격되어 나란히 배치될 수 있다. 서로 이격되어 배치된 변환부들 사이에는 차광부(BM)가 배치될 수 있다. 차광부(BM)는 블랙 매트릭스일 수 있다. 차광부(BM)는 블랙 안료 또는 염료를 포함하는 유기 차광 물질 또는 무기 차광 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 차광부(BM)는 빛샘 현상을 방지하고, 인접하는 변환부들 사이의 경계를 구분하는 것일 수 있다.
한편, 도 2에 도시되지는 않았으나, 차광부(BM)의 적어도 일 부분은 이웃하는 변환부들과 중첩하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 방향(DR1)의 축과 제3 방향(DR3)의 축이 정의하는 평면상에서 차광부(BM)는 두께 방향으로 이웃하는 변환부들과 적어도 일부분이 중첩되도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서 컬러 변환층(CCL)은 제1 색 광을 흡수하여 제2 색 광으로 방출하는 제1 발광체 및 제1 색 광을 흡수하여 제3 색 광으로 방출하는 제2 발광체를 포함할 수 있다. 제3 색 광은 제2 색 광과 상이한 색상의 광일 수 있다. 예를 들어, 제1 색 광은 청색광이고 제2 색 광은 녹색광이며, 제3 색 광은 적색광일 수 있다.
도 5b를 참조하면, 컬러 변환층(CCL)은 발광체를 포함하지 않는 제1 변환부(CCF1), 제1 발광체(EP-G)를 포함하는 제2 변환부(CCF2), 제2 발광체(EP-R)를 포함하는 제3 변환부(CCF3)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 발광체(EP-G)는 청색광인 제1 색 광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 것이고, 제2 발광체(EP-R)는 청색광인 제1 색 광을 흡수하여 적색광을 방출하는 것일 수 있다. 즉, 제2 변환부(CCF2)는 녹색광을 방출하는 발광 영역이고, 제3 변환부(CCF3)는 적색광을 방출하는 발광 영역일 수 있다.
또한, 제1 변환부(CCF1)는 광원 유닛(BLU, 도 2)으로부터 제공된 제1 색 광을 투과시키는 부분일 수 있다. 즉, 제1 변환부(CCF1)는 청색광을 방출하는 발광 영역일 수 있다.
컬러 변환층(CCL)의 제1 변환부(CCF1), 제2 변환부(CCF2) 및 제3 변환부(CCF3)는 각각 표시 패널(DP)의 청색 화소 영역(PX-B), 녹색 화소 영역(PX-G) 및 적색 화소 영역(PX-R)에 대응한다.
제1 변환부(CCF1) 내지 제3 변환부(CCF3)는 제1 방향(DR1)으로 순서대로 나열하여 배치되는 것일 수 있다. 또한, 제1 방향(DR1)과 직교하는 제2 방향(DR2)으로는 동일한 변환부들이 배열되는 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(DR1)으로 제1 변환부(CCF1), 제2 변환부(CCF2), 제3 변환부(CCF3)의 순서대로 반복하여 배열되고, 제2 방향(DR2)으로는 제1 변환부(CCF1)가 연이어 배열되거나, 제2 변환부(CCF2)가 배열되거나, 또는 제3 변환부(CCF3)가 연속적으로 배열되는 것일 수 있다. 하지만, 제1 변환부(CCF1) 내지 제3 변환부(CCF3)의 배열 형태는 제시된 것에 한정되지 않으며, 표시 패널의 화소 영역 디자인에 따라 배열 형태가 달라질 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3)는 베이스 수지(BR)를 포함할 수 있다. 베이스 수지(BR)는 고분자 수지일 수 있다. 예를 들어, 베이스 수지(BR)는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 에폭시계 수지 등일 수 있다. 베이스 수지(BR)는 투명 수지일 수 있다.
또한, 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3)는 산란 입자(OP)를 더 포함할 수 있다. 산란 입자(OP)는 TiO2　또는 실리카계 나노　입자　등일 수 있다. 산란 입자(OP)는 발광체에서 방출되는 빛을 산란시켜 변환부의 외부로 방출되도록 할 수 있다. 또한, 제1 변환부(CCF1)와 같이 제공된 청색광을 그대로 투과하는 경우에는 산란 입자(OP)는 제공된 광을 산란시켜 외부로 방출되도록 할 수 있다.
컬러 변환층(CCL)에 포함되는 발광체(EP-G, EP-R)는 형광체 또는 양자점(Quantum Dot)일 수 있다. 즉, 일 실시예에서 컬러 변환층(CCL)은 발광체(EP-G, EP-R)로 형광체 또는 양자점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발광체(EP-G, EP-R)로 사용되는 형광체는 무기 형광체일 수 있다. 일 실시예의 표시 장치(DD)에서 발광체(EP-G, EP-R)로 사용되는 형광체는 녹색 형광체 또는 적색 형광체일 수 있다.
녹색 형광체는 YBO3:Ce3 +,Tb3 +, BaMgAl10O17:Eu2 +, Mn2 +, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu2+; ZnS:Cu,Al, Ca8Mg(SiO4)4Cl2: Eu2 +,Mn2 +; Ba2SiO4: Eu2 +; (Ba,Sr)2SiO4:Eu2+; Ba2(Mg, Zn)Si2O7:Eu2 +; (Ba,Sr)Al2O4:Eu2+, Sr2Si3O8.2SrCl2:Eu2 +; 등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
적색 형광체는 　(Sr,Ca,Ba,Mg)P2O7: Eu2 +, Mn2 +, CaLa2S4:Ce3 +; SrY2S4: Eu2+, (Ca,Sr)S: Eu2 +, SrS:Eu Eu2 +, Y2O3: Eu3 +,Bi3 +; YVO4: Eu3 +,Bi3 +; Y2O2S: Eu3 +,Bi3 +; Y2O2S: Eu3+ 등으로 이루어지는 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
한편, 일 실시예의 컬러 변환층(CCL)에 사용된 형광체의 종류는 개시된 재료에 한정 되지않으며, 상술한 형광체 이외의 공지의 형광체 재료가 이용될 수 있다.
컬러 변환층(CCL)에 포함되는 발광체(EP-G, EP-R)는 양자점일 수 있다. 양자점은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물, 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다.
양자점은 코어(core)와 코어를 둘러싸는 쉘(shell)을 포함하는 코어쉘 구조일 수 있다.또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
양자점은 나노미터 스케일의 크기를 갖는 입자일 수 있다. 양자점은 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있으며, 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 양자점을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 양자점의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노 와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
양자점은 입자 크기에 따라 방출하는 광의 색상이 변화될 수 있다. 제1 발광체(EP-G) 및 제2 발광체(EP-R)가 양자점인 경우 제1 발광체(EP-G)의 입자 크기 및 제2 발광체(EP-R)의 입자 크기는 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광체(EP-G)의 입자 크기는 제2 발광체(EP-R)의 입자 크기 보다 작은 것일 수 있다. 이때, 제1 발광체(EP-G)는 제2 발광체(EP-R)보다 단파장의 광을 방출하는 것일 수 있다.
도 2를 참조하면, 일 실시예의 표시 장치(DD)에서 표시 패널(DP)은 컬러 변환층(CCL)과 제1 편광층(PO1) 사이에 배치된 반사층(RP)을 포함하는 것일 수 있다.
반사층(RP)은 복수의 화소 영역들 중 일부의 화소 영역과 중첩하여 배치되는 것일 수있다. 일 실시예에서, 반사층(RP)은 녹색 화소 영역(PX-G)과 적색 화소 영역(PX-R)에 중첩하고 청색 화소 영역(PX-B)에 비중첩하여 배치되는 것일 수 있다. 반사층(RP)은 선택적 투과 반사층일 수 있다. 반사층(RP)은 녹색광과 적색광을 반사시키는 것일 수 있다.
반사층(RP)은 광원 유닛(BLU)으로부터 제공되는 청색광은 투과하고, 컬러 변환층(CCL)의 제2 변환부(CCF2) 및 제3 변환부(CCF3)에서 방출되어 표시 패널(DP)의 하부 방향으로 향하는 녹색광 및 적색광은 반사시켜 표시 패널(DP)의 상부 방향으로 출광되도록 하는 것일 수 있다. 반사층(RP)은 단일층이거나 또는 복수의 절연막들이 적층된 것일 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD)에 포함되는 반사층(RP)을 확대하여 나타낸 단면도이다. 도 6은 복수의 절연막들을 포함하는 반사층(RP)에 대한 단면도일 수 있다. 복수의 절연막들을 포함하여 형성된 반사층(RP)은 적층된 층들 사이의 굴절률 차이, 적층된 층들 각각의 두께, 및 적층된 층의 개수 등에 따라 투과 및 반사 파장의 범위가 정해질 수 있다.
일 실시예에서 반사층(RP)은 서로 다른 굴절률을 갖는 제1 절연막(IL1) 및 제2 절연막(IL2)을 포함할 수 있다. 반사층(RP)은 적어도 하나의 제1 절연막(IL1) 및 적어도 하나의 제2 절연막(IL2)을 포함하는 것일 수 있다. 제1 절연막(IL1) 및 제2 절연막(IL2) 각각은 복수로 구비되어 교번하여 적층될 수 있다.
예를 들어, 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 고굴절률 층으로 산화금속물질이 사용될 수 있으며, 구체적으로 고굴절률층은 TiOx, TaOx, HfOx 및 ZrOx 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 저굴절률 층은 SiOx 또는 SiCOx 등을 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예에서 반사층(RP)은 SiNx와 SiOx가 교대로 반복 증착되어 형성된 것일 수 있다. 하지만, 제1 절연막(IL1)과 제2 절연막(IL2)의 재료가 예시된 재료들에 한정되는 것은 아니다.
반사층(RP)은 컬러 변환층(CCL)의 제2 및 제3 변환부들(CCF2, CCF3)의 노출된 부분을 감싸고 배치되는 것일 수 있다. 반사층(RP)은 제2 및 제3 변환부들(CCF2, CCF3)과 이웃하는 차광부(BM) 상에 배치되는 것일 수 있다. 반사층(RP)은 컬러 변환층(CCL)을 보호하는 보호층 역할을 할 수 있다.
도 2를 참조하면, 반사층(RP)은 컬러 변환층(CCL)의 제2 및 제3 변환부들(CCF2, CCF3)과 차광부(BM)가 이루는 요철을 따라서 배치될 수 있다. 즉, 반사층(RP)은 제1 편광층(PO1)과 마주하는 제2 및 제3 변환부들(CCF2, CCF3)과 이와 이웃하는 차광부(BM)의 일면을 따라 배치되어 요철부를 가지도록 형성될 수 있다.
반사층(RP) 상에는 평탄화층(OC)이 배치될 수 있다. 평탄화층(OC)은 컬러 변환층(CCL)의 변환부들(CCF1, CCF2, CCF3) 및 차광부(BM) 전체와 중첩하여 배치될 수 있다. 평탄화층(OC)은 반사층(RP)과 제1 편광층(PO1) 사이에 배치되어 반사층(RP)의 요철부를 채우고 배치될 수 있다. 또한, 평탄화층(OC)은 제1 편광층(PO1)을 지지하는 지지체(supporter) 역할을 할 수 있다.
일 실시예의 표시 장치(DD)에서 표시 패널(DP)은 광필터층(FP)을 더 포함할 수 있다. 광필터층(FP)은 컬러 변환층(CCL) 상에 배치될 수 있다. 광필터층(FP)은 컬러 변환층(CCL) 상에 배치되어 제1 색 광은 차단하고 제2 색 광 또는 제3 색 광은 투과하는 것일 수 있다. 즉 광필터층(FP)은 청색광은 차단하고 녹색광 및 적색광은 투과시키는 것일 수 있다.
광필터층(FP)은 제2 변환부(CCF2)와 제3 변환부(CCF3)상에 배치되는 것일 수 있다. 광필터층(FP)은 제1 기판(SUB1)과 제2 변환부(CCF2) 사이 및 제1 기판(SUB1)과 제3 변환부(CCF3) 사이에 배치되는 것일 수 있다. 광필터층(FP)은 하나의 층으로 구성되거나, 또는 복수의 층이 적층된 형태일 수 있다. 예를 들어, 광필터층(FP)은 청색광을 흡수하는 물질을 포함하는 단일층이거나, 또는 광필터층(FP)은 반사층(RP)과 같이 저굴절률층과 고굴절률이 층이 적층된 구조일 수 있다.
또한, 광필터층(FP)은 안료 또는 염료를 포함하여 특정 파장의 광을 차단하는 것일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서 광필터층(FP)은 청색광을 차단하기 위하여 청색광을 흡수하는 옐로우 컬러 필터층일 수 있다. 광필터층(FP)은 청색광 필터층일 수 있다.
표시 패널(DP) 상에는 광학 부재(PM)가 배치될 수 있다. 광학 부재(PM)는 표시 패널(DP)의 상부면에 배치되는 것일 수 있다. 광학 부재(PM)는 표시 패널(DP) 상에 배치되어 표시 장치(DD)의 외부에서 제공된 외부광에 의한 표시 패널(DP)의 반사광을 차단하는 것일 수 있다.
광학 부재(PM)는 선편광자(PP)와 λ/4 위상 지연자(RC)를 포함하는 것일 수 있다. 선편광자(PP)는 λ/4 위상 지연자(RC) 상에 배치되는 것일 수 있다. 선편광자(PP)는 표시 패널(DP) 상에 배치되어 표시 패널(DP) 상부면을 전체적으로 커버하며 배치되는 것일 수 있다.
선편광자(PP)는 일 방향으로 진동하는 광을 투과하는 투과축을 갖는 것일 수 있다. 선편광자(PP)의 투과축과 제1 편광층(PO1)의 투과축 방향은 동일한 것일 수 있다. 예를 들어, 선편광자(PP)는 제1 편광층(PO1)의 투과축과 평행한 제1 방향(DR1)의 투과축을 갖는 것일 수 있다.
선편광자(PP)는 코팅형 편광층 또는 증착에 의하여 형성된 편광층일 수 있다. 선편광자(PP)는 이색성 염료 및 액정 화합물을 포함한 물질을 코팅하여 형성된 것일 수 있다. 또는 선편광자(PP)는 와이어 그리드 타입 편광층일 수 있다.
하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 선편광자(PP)는 필름 타입의 편광 부재일 수 있다. 예를 들어, 선편광자(PP)는 별도로 제작되어 제1 기판(SUB1) 상에 부착되는 편광 부재일 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나 선편광자(PP)는 적어도 하나의 보호층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 선편광자(PP)의 상부면 및 하부면 중 적어도 하나의 면 상에 트리아세틸셀룰로오스(TAC)층을 더 포함할 수 있다. 또한, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 선편광자(PP)는 보호층으로 하드코팅층, 반사방지층, 또는 안티글래어(anti-glare)층 등을 더 포함할 수 있다.
λ/4 위상 지연자(RC)는 선편광자(PP)와 표시 패널(DP) 사이에 배치되는 것일 수 있다. λ/4 위상 지연자(RC)는 표시 패널(DP)의 녹색 화소 영역(PX-G) 및 적색 화소 영역(PX-R)에 중첩하여 배치되는 것일 수 있다. λ/4 위상 지연자(RC)는 표시 패널(DP)의 청색 화소 영역(PX-B)과 비중첩하는 것일 수 있다. 또한, λ/4 위상 지연자(RC)는 컬러 변환층(CCL)의 제2 변환부(CCF2) 및 제3 변환부(CCF3)와 중첩하며, 제1 변환부(CCF1)와 비중첩하여 배치되는 것일 수 있다. λ/4 위상 지연자(RC)는 반사층(RP)과 중첩하여 배치되는 것일 수 있다.
즉, 선편광자(PP)와 표시 패널(DP) 사이에서, 녹색 화소 영역(PX-G) 및 적색 화소 영역(PX-R)에 중첩하는 부분에는 λ/4 위상 지연자(RC)가 배치되며, 청색 화소 영역(PX-B)에 중첩하는 부분은 위상 지연자가 배치되지 않고, 에어부(air part)로 제공되는 것일 수 있다. 일 실시예에서 광학 부재(PM)는 녹색 화소 영역(PX-G) 및 적색 화소 영역(PX-R)에만 중첩하도록 패터닝된 λ/4 위상 지연자(RC)를 포함하는 것일 수 있다.
광학 부재(PM)에서 청색 화소 영역(PX-B)에 대응하는 부분에서는 선편광자(PP)만 배치되는 것일 수 있다. 즉, 청색 화소 영역(PX-B)에 중첩하여 배치되는 광학 부재(PM)는 선편광자(PP)를 포함하고, λ/4 위상 지연자(RC)는 포함하지 않는 것일 수 있다.
λ/4 위상 지연자(RC)는 제공된 광의 위상을 λ/4만큼 지연시키는 광학층일 수 있다. λ/4 위상 지연자(RC)는 λ/4 위상 지연자(RC)로 입사되는 광의 편광 상태를 변화시킬 수 있다. 즉, 선편광자(PP)를 투과하여 λ/4 위상 지연자(RC)로 제공된 광은 선편광 상태에서 원편광 상태로 바뀔 수 있다. 또한, 원편광 상태로 λ/4 위상 지연자(RC)로 제공된 광은 선편광 상태로 바뀔 수 있다.
따라서, 광학 부재(PM)를 투과하여 표시 패널(DP)로 제공되는 광은 λ/4 위상 지연자(RC)가 배치된 녹색 화소 영역(PX-G) 및 적색 화소 영역(PX-R)에서는 선편광자(PP)와 λ/4 위상 지연자(RC)를 거쳐 원편광된 광으로 제공되며, 청색 화소 영역(PX-B)에서는 선편광자(PP)만 투과한 선편광된 광이 제공되도록 할 수 있다.
일 실시예에 포함된 광학 부재(PM)에서 λ/4 위상 지연자(RC)는 액정 코팅층일 수 있다. λ/4 위상 지연자(RC)는 반응성 액정 단량체를 사용하여 만들어진 액정 코팅층일 수 있다. λ/4 위상 지연자(RC)는 반응성 액정 단량체를 코팅하여 정렬한 후 중합하는 공정을 거쳐 제조되는 것일 수 있다. λ/4 위상 지연자(RC)는 지지체인 베이스 기재가 없이 액정 코팅층만으로 구성되는 것일 수 있다.
예를 들어, λ/4 위상 지연자(RC)가 액정 코팅층인 경우 λ/4 위상 지연자(RC)의 두께는 선편광자(PP)의 두께보다 작은 것일 수 있다. 액정 코팅층으로 형성된 λ/4 위상 지연자(RC)는 얇은 두께로 인하여 λ/4 위상 지연자(RC)가 배치되지 않은 에어부와의 단차가 크지 않아 에어부에 별도의 충전층을 배치하지 않고도 광학 부재(PM)가 표시 패널(DP) 상에 제공되도록 할 수 있다. 한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 광학 부재(PM)와 표시 패널(DP) 사이에는 광학 투명 접착 부재가 더 배치될 수 있다.
즉, 일 실시예의 표시 장치(DD)에서 표시 패널(DP)은 녹색 화소 영역(PX-G) 및 적색 화소 영역(PX-R)에 중첩하고 청색 화소 영역(PX-B)에 비중첩한 반사층(RP)을 포함하여 표시 장치 외부의 광이 광학 부재(PM)를 투과하여 반사층(RP)에서 외광 반사가 일어나게 된다. 이때, 광학 부재(PM)를 투과한 외부광은 선편광자(PP)와 λ/4 위상 지연자(RC)를 투과하면서 원평광된 상태의 광으로 변화되고, 반사층(RP)에서 반사되어 원편광 상태가 반대의 원편광 상태로 변화되며, 다시 λ/4 위상 지연자(RC)를 거치면서 외부광이 입사될 때와 반대되는 선편광 상태를 갖는 광으로 변환되게 된다. 따라서, 최종적으로 반사층(RP)에서 반사된 외부광은 선편광자(PP)를 투과하지 못하여 외광 반사가 차단되게 된다.
이와 비교하여 청색 화소 영역(PX-B)에서는 반사층(RP)이 배치되지 않으므로 청색 화소 영역(PX-B)에 대응하여 배치된 제1 편광층(PO1)에서 외광 반사가 일어나게 된다. 이때, 선편광자(PP)만 포함하는 광학 부재(PM)를 투과한 외부광은 선편광된 상태로 변화되고, 제1 편광층(PO1)에서 반사되어 선편광자(PP)를 투과하여 제공된 광의 편광 상태와 반대의 선편광된 광으로 반사되어 다시 선편광자(PP)로 제공되게 된다. 따라서, 최종적으로 제1 편광층(PO1)에서 반사된 외부광은 선편광자(PP)를 투과하지 못하므로 외광 반사가 차단되게 된다.
따라서, 일 실시예의 표시 장치는 청색 화소 영역에서는 λ/4 위상 지연자를 배치하지 않고, 녹색 화소 영역 및 적색 화소 영역에 대응하는 부분에만 λ/4 위상 지연자를 배치하여 표시 패널 내의 반사층의 유무에 따른 외광 반사도 차이를 개선할 수 있다. 즉, 일 실시예의 표시 장치는 녹색 화소 영역 및 적색 화소 영역에 대응하는 부분에만 배치된 λ/4 위상 지연자를 포함하는 광학 부재를 사용하여 화소 영역에 따른 외광 반사도 차이를 감소시킬 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 일 실시예의 표시 장치(DD)에 포함된 광학 부재의 실시예들을 나타낸 단면도이다.
도 7a에 도시된 광학 부재(PM-1)의 일 실시예에서, λ/4 위상 지연자(RC)는 제1 λ/4 위상 지연부(RC1)와 제2 λ/4 위상 지연부(RC2)를 포함하는 것일 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나, 제1 λ/4 위상 지연부(RC1)는 표시 패널(DP, 도 2)의 녹색 화소 영역(PX-G, 도 2)에 중첩하고 제2 λ/4 위상 지연부(RC2)는 표시 패널(DP, 도 2)의 적색 화소 영역(PX-R, 도 2)에 중첩하는 것일 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 광학 부재(PM)의 λ/4 위상 지연자(RC)와 비교하여 도 7a에 도시된 λ/4 위상 지연자(RC)는 제1 λ/4 위상 지연부(RC1)와 제2 λ/4 위상 지연부(RC2)로 구분되는 것에 있어서 차이가 있다. 따라서, 도 7a에 도시된 일 실시예의 광학 부재(PM)를 투과한 광은 선편광자(PP)를 통과하여 일 방향으로 진동하는 선편광된 광으로 변환되고, 이후 제1 λ/4 위상 지연부(RC1)와 제2 λ/4 위상 지연부(RC2)를 투과한 광은 원편광된 상태로 변환된다. 이와 달리, λ/4 위상 지연층(RC)이 배치되지 않은 부분에서는 선편광된 광이 그대로 표시 패널(DP, 도 2) 측으로 전달되게 된다.
도 7b를 참조하면, 일 실시예에서 광학 부재(PM-2)는 선편광자(PP)와 λ/4 위상 지연자(RC) 사이에 배치된 지지층(BC)을 더 포함하는 것일 수 있다. 지지층(BC)은 선편광자(PP)의 하부면 전체에 중첩하여 배치되는 것일 수 있다. 도 7b의 실시예에서, λ/4 위상 지연자(RC)는 표시 패널(DP, 도 2)의 녹색 화소 영역(PX-G, 도 2) 및 적색 화소 영역(PX-R, 도 2)에 중첩하는 것일 수 있다.
도 7b에서, 지지층(BC)은 트리아세틸셀룰로오스(TAC)층이거나, 또는 COP(Cyclo-Olefin Polymer), COC(Cyclo-Olefin Co-polymner), PC(polycarbonate), PET(polyethyleneterephtalate), PP(polypropylene), PMMA(plymethylmethacrylate) 등의 고분자 물질로 이루어진 베이스층일 수 있다. 지지층(BC)은 광학적 이방성을 가지지 않는 베이스층일 수 있다. 따라서, 도 7b에 도시된 일 실시예의 광학 부재(PM-2)는 상술한 도 2에 도시된 광학 부재(PM)의 실시예에서와 같이 λ/4 위상 지연자(RC)를 투과한 광은 원편광된 상태로 변환시키고, λ/4 위상 지연자(RC)가 배치되지 않은 부분에서는 선편광된 광이 그대로 표시 패널(DP, 도 2) 측으로 전달되도록 할 수 있다.
도 7c에 도시된 일 실시예의 광학 부재(PM-3)는 도 2에 도시된 광학 부재(PM)과 비교하여 λ/2 위상 지연자(RC-H)를 더 포함하는 것일 수 있다. λ/2 위상 지연자(RC-H)는 선편광자(PP)와 λ/4 위상 지연자(RC) 사이에 배치되는 것일 수 있다.
λ/2 위상 지연층(RC-H)은 제공된 광의 위상을 λ/2만큼 지연시키는 광학층일 수 있다. 또한, λ/2 위상 지연자(RC-H)로 입사되는 광의 편광 상태를 변화시킬 수 있다. 선편광자(PP)로부터 λ/2 위상 지연자(RC-H)로 입사된 선편광된 광의 편광 방향이 변경될 수 있다.
λ/2 위상 지연자(RC-H)는 액정 코팅층일 수 있다. λ/2 위상 지연자(RC-H)는 반응성 액정 단량체를 사용하여 만들어진 액정 코팅층일 수 있다. λ/2 위상 지연자(RC-H)는 반응성 액정 단량체를 코팅하여 정렬한 후 중합하는 공정을 거쳐 제조되는 것일 수 있다. λ/2 위상 지연자(RC-H)는 지지체인 베이스 기재가 없이 액정 코팅층만으로 구성되는 것일 수 있다.
따라서, 도 7c에 도시된 일 실시예의 광학 부재(PM-3)는 상술한 도 2에 도시된 광학 부재(PM)의 실시예에서와 같이 λ/2 위상 지연자(RC-H)와 λ/4 위상 지연자(RC)를 순차적으로 투과한 광은 원편광된 상태로 변환시키고, λ/2 위상 지연자(RC-H)와 λ/4 위상 지연자(RC)가 배치되지 않은 부분에서는 선편광된 광이 그대로 표시 패널(DP, 도 2) 측으로 전달되도록 할 수 있다.
한편, 일 실시예에 포함된 광학 부재(PM)는 도 2 및 도 7a 내지 도 7c에 도시된 것에 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 7a에 도시된 광학 부재(PM-1)에서 선편광자(PP)와 λ/4 위상 지연자(RC) 사이에 λ/2 위상 지연자(RC-H)가 더 배치될 수 있다. 또한, 도 7c에 도시된 일 실시예에서 광학 부재(PM-1)는 선편광자(PP)와 λ/2 위상 지연자(RC-H) 사이에 배치된 지지층(BC)을 더 포함할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c에 예시된 광학 부재를 포함하는 일 실시예의 표시 장치는 청색 화소 영역에 대응하여 배치되는 광학 부재가 위상 지연자 없이 선편광자만 포함하도록 하여 화소 영역에 따른 외광 반사도 차이를 감소시켜 개선된 표시 품질을 나타낼 수 있다.
도 8은 일 실시예의 표시 장치(DD-1)의 단면을 나타낸 것이다. 도 8에 대한 설명에 있어서 상술한 도 1 내지 도 6에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 차이점을 위주로 설명한다.
일 실시예의 표시 장치(DD-1)는 광원 유닛(BLU), 광원 유닛(BLU) 상에 배치된 표시 패널(DP), 및 표시 패널(DP) 상에 배치된 광학 부재(PM-4)를 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-1)에서 광학 부재(PM-4)는 도 2에 도시된 표시 장치(DD)의 광학 부재(PM)와 비교하여 제로 위상 지연자(ZC)를 더 포함하는 것일 수 있다.
도 8에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-1)에서 표시 패널(DP)은 액정층(LCL)을 기준으로 액정층(LCL) 상에 순차적으로 적층된 제1 편광층(PO1), 반사층(RP), 컬러 변환층(CCL) 및 제1 기판(SUB1)을 포함할 수 있다. 또한, 표시 패널(DP)은 액정층(LCL)을 기준으로 광원 유닛(BLU) 방향으로 순차적으로 적층된 제2 편광층(PO2) 및 제2 기판(SUB2)을 포함할 수 있다.
한편, 도 8에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-1)에서는 도 2에 도시된 표시 장치(DD)와 비교하여 제2 편광층(PO2)이 액정층(LCL)과 제2 기판(SBU2) 사이에 배치된 인셀 형태의 편광자인 것의 차이가 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 편광층(PO2)은 제2 기판(SUB2)과 광학 유닛(BLU) 사이에 배치되는 것일 수 있다.
표시 패널(DP)에 포함된 컬러 변환층(CCL)은 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3), 및 제1 변환부 내지 제3 변환부(CCF1, CCF2, CCF3)들 사이에 배치된 차광부(BM)를 포함할 수 있다. 또한, 표시 패널(DP)은 제2 변환부(CCF2) 및 제3 변환부(CCF3)와 중첩하고, 제2 변환부(CCF2)와 제1 편광층(PO1) 사이 및 제3 변환부(CCF3)와 제1 편광층(PO1) 사이에 배치되는 반사층(RP)을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 표시 패널(DP)은 제2 변환부(CCF2) 및 제3 변환부(CCF3)와 중첩하고, 제2 변환부(CCF2)와 제1 기판(SUB1) 사이 및 제3 변환부(CCF3)와 제1 기판(SUB1) 사이에 배치되는 광필터층(FP)을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예의 표시 장치(DD-1)에서 광학 부재(PM-4)는 표시 패널(DP) 상에 배치되는 것일 수 있다. 광학 부재(PM-4)는 제1 기판(SUB1)의 상부면에 배치되는 것일 수 있다.
광학 부재(PM-4)는 선편광자(PP), 선편광자(PP)와 제1 기판(SUB1) 사이에 배치된 λ/4 위상 지연자(RC) 및 제로 위상 지연자(ZC)를 포함하는 것일 수 있다. 제로 위상 지연자(ZC)는 평면상에서 λ/4 위상 지연자(RC)와 이웃하여 배치되는 것일 수 있다. 제로 위상 지연자(ZC)는 표시 장치(DD-1)의 두께 방향인 제3 방향(DR3)으로 청색 화소 영역(PX-B)에 중첩하는 것일 수 있다. 즉, 제로 위상 지연자(ZC)는 선편광자(PP)와 표시 패널(DP) 사이에 배치되고, 제1 변환부(CCF1)와 중첩하는 것일 수 있다.
제로 위상 지연자(ZC)는 청색 화소 영역(PX-B)에 중첩하고, 녹색 화소 영역(PX-G) 및 적색 화소 영역(PX-R)에 비중첩하는 것일 수 있다. λ/4 위상 지연자(RC)는 청색 화소 영역(PX-B)에 비중첩하고, 녹색 화소 영역(PX-G) 및 적색 화소 영역(PX-R)에 중첩하는 것일 수 있다.
제로 위상 지연자(ZC)는 위상 지연 값이 제로(zero)인 광학적 등방 물질로 형성되는 것일 수 있다. 예를 들어, 제로 위상 지연자(ZC)는 트리아세틸셀룰로오스(TAC)층이거나, 또는 COP(Cyclo-Olefin Polymer), COC(Cyclo-Olefin Co-polymner), PC(polycarbonate), PET(polyethyleneterephtalate), PP(polypropylene), PMMA(plymethylmethacrylate) 등의 고분자 물질로 이루어진 고분자 수지일 수 있다.
즉, 도 8에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-1)는 표시 패널 상에 배치된 패턴드 위상 지연자와 패턴드 위상 지연자 상에 배치된 선편광자(PP)를 포함하는 것일 수 있다. 패턴드 위상 지연자는 녹색 화소 영역(PX-G) 및 적색 화소 영역(PX-R)에 중첩하고, 청색 화소 영역(PX-B)에 비중첩하며 λ/4 위상 지연값을 갖는 제1 위상지연부 및 청색 화소 영역(PX-B)에 중첩하고, 녹색 화소 영역(PX-G) 및 적색 화소 영역(PX-R)에 비중첩하며, 제로 위상 지연값을 갖는 제2 위상지연부를 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 도 8의 실시예에서, 제1 위상지연부는 λ/4 위상 지연자(RC)이고, 제2 위상지연부는 제로 위상 지연자(ZC)일 수 있다.
일 실시예에서 λ/4 위상 지연자(RC)는 반사층(RP)과 중첩하고, 제로 위상 지연자(ZC)는 반사층(RP)과 비중첩하는 것일 수 있다.
도 8에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-1)에서 표시 패널(DP)은 녹색 화소 영역(PX-G) 및 적색 화소 영역(PX-R)에 중첩하고 청색 화소 영역(PX-B)에 비중첩한 반사층(RP)을 포함하여 표시 장치 외부의 광이 광학 부재(PM-4)를 투과하여 반사층(RP)에서 외광 반사가 일어나게 된다. 이때, 광학 부재(PM-4)를 투과한 외부광은 선편광자(PP)와 λ/4 위상 지연자(RC)를 투과하면서 원평광된 상태의 광으로 변화되고, 이후 반사층(RP)에서 반사되어 원편광 상태가 반대의 원편광 상태로 변화되며, 다시 λ/4 위상 지연자(RC)를 거치면서 외부광이 입사될 때와 반대되는 선편광 상태를 갖는 광으로 변환되게 된다. 따라서, 최종적으로 반사층(RP)에서 반사된 외부광은 선편광자(PP)를 투과하지 못하여 외광 반사가 차단되게 된다.
이와 비교하여 청색 화소 영역(PX-B)에서는 반사층(RP)이 배치되지 않으므로 청색 화소 영역(PX-B)에 대응하여 배치된 제1 편광층(PO1)에서 외광 반사가 일어나게 된다. 이때, 선편광자(PP)와 제로 위상 지연자(ZC)를 투과한 외부광은 선편광된 상태로 변화되고, 제1 편광층(PO1)에서 반사되어 선편광자(PP)를 투과하여 제공된 광의 편광상태와 반대의 선편광된 광으로 반사되어 다시 선편광자(PP)와 제로 위상 지연자(ZC)를 포함하는 광학 부재(PM-4)로 제공되게 된다. 따라서, 최종적으로 제1 편광층(PO1)에서 반사된 외부광은 선편광자(PP)를 투과하지 못하므로 외광 반사가 차단되게 된다.
따라서, 일 실시예의 표시 장치는 청색 화소 영역에는 제로 위상 지연자를 배치하고, 녹색 화소 영역 및 적색 화소 영역에 대응하는 부분에는 λ/4 위상 지연자를 배치하여 반사층의 유무에 따른 외광 반사도 차이를 개선할 수 있다. 즉, 일 실시예의 표시 장치는 녹색 화소 영역 및 적색 화소 영역에 대응하는 부분과 청색 화소 영역에 대응하는 부분에서 서로 다른 위상 지연값을 갖는 패턴드 위상 지연자를 포함하는 광학 부재를 사용하여 화소 영역에 따른 외광 반사도 차이를 감소시킬 수 있다.
도 9a는 도 8에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-1)에 포함된 광학 부재(PM-4)에 대한 개략적인 분해 사시도를 나타낸 것이다. 도 9b는 도 9a에 도시된 광학 부재(PM-4)에 포함된 선편광자(PP)와 λ/4 위상 지연자(RC)의 광축 관계를 간략히 나타낸 것이다.
도 9a를 참조하면, 제로 위상 지연자(ZC)와 λ/4 위상 지연자(RC)는 일 방향으로 연장되어 배치되는 것일 수 있다. 또한, 제로 위상 지연자(ZC)와 λ/4 위상 지연자(RC)는 일 방향과 실질적으로 수직한 다른 방향으로 교대로 배열되는 것일 수 있다. 예를 들어, 도 9a를 참조하면, 제로 위상 지연자(ZC)와 λ/4 위상 지연자(RC)는 제1 방향(DR1)으로 연장되고, 제2 방향(DR2)으로 서로 교대로 배열되는 것일 수 있다. 제로 위상 지연자(ZC)와 λ/4 위상 지연자(RC)는 제2 방향(DR2)으로 연장된 스트라이프 형태로 배열된 것일 수 있다.
즉, 일 실시예에서 광학 부재(PM-4)는 선편광자(PP)와 선편광자(PP)의 하부면에 배치되고 제로 위상 지연자(ZC)와 λ/4 위상 지연자(RC)가 교대로 배열된 패턴드 위상 지연층을 포함하는 것일 수 있다. 이때, 제로 위상 지연자(ZC)는 청색 화소 영역(PX-B)에 중첩하고, λ/4 위상 지연자(RC)는 녹색 화소 영역(PX-G) 및 적색 화소 영역(PX-R)에 중첩하는 것일 수 있다.
도 9b는 평면상에서의 선편광자(PP)의 투과축(PP-OX)과 λ/4 위상 지연자(RC)의 광축(RC-OX)의 관계를 나타낸 것이다. 즉, 도 9b는 제1 방향(DR1)의 축과 제2 방향(DR2)의 축이 정의하는 평면과 나란한 평면 상에 투영된 상태에서의 선편광자(PP)의 투과축(PP-OX) 및 λ/4 위상 지연자(RC)의 광축(RC-OX)의 관계를 나타낸 것이다. 예를 들어, 도 9b에서 제1 방향(DR1)의 축과 제2 방향(DR2)의 축이 정의하는 평면과 나란한 평면은 표시 패널(DP, 도 8)과 평행한 평면일 수 있다. 한편, λ/4 위상 지연자(RC)의 광축(RC-OX)은 슬로우 축(slow axis)을 나타내는 것일 수 있다.
도 9b에 도시된 평면상에서 선편광자(PP)의 투과축(PP-OX)과 λ/4 위상 지연자(RC)의 광축(RC-OX) 사이의 사이각 q는 45도일 수 있다. 즉, 일 실시예에서, 선편광자(PP)의 투과축(PP-OX)은 제1 방향(DR1)의 축과 나란하고, λ/4 위상 지연자(RC)의 광축(RC-OX)은 제1 방향(DR1)의 축과 45도의 사이각을 갖는 것일 수 있다. 하지만, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 선편광자(PP)의 투과축(PP-OX)은 제1 방향(DR1)의 축과 나란하지 않을 수 있다.
도 10은 도 8에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD-1)에 포함된 광학 부재의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도 10에 도시된 일 실시예의 광학 부재(PM-5)는 도 8에 도시된 광학 부재(PM-4)와 비교하여 지지층(BC)을 더 포함하는 것일 수 있다.
지지층(BC)은 선편광자(PP)의 하부면에 배치되는 것일 수 있다. 지지층(BC)은 선편광자(PP)와 제로 위상 지연자(ZC) 및 선편광자(PP)와 λ/4 위상 지연자(RC) 사이에 배치되는 것일 수 있다. 지지층(BC)은 트리아세틸셀룰로오스(TAC)층이거나, 또는 COP(Cyclo-Olefin Polymer), COC(Cyclo-Olefin Co-polymner), PC(polycarbonate), PET(polyethyleneterephtalate), PP(polypropylene), PMMA(plymethylmethacrylate) 등의 고분자 물질로 이루어진 베이스층일 수 있다. 지지층(BC)은 광학적 이방성을 가지지 않는 베이스층일 수 있다.
도 11은 도 2에 도시된 일 실시예의 표시 장치(DD)에서 표시 장치(DD)의 외부광(OR)이 광학 부재와 표시 패널의 광학층들을 거치면서 변화되는 광의 상태를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 11에서는 외부광(OR)이 선편광자(PP), λ/4 위상 지연자(RC), 컬러 변환층(CCL), 반사층(RP), 및 제1 편광층(PO1)에 제공될 때의 변화되는 광의 상태를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 11에서는 청색 화소 영역(PX-B)과 녹색 화소 영역(PX-G)을 비교하여 나타내었으며, 예를 들어, 적색 화소 영역(PX-R)에서는 녹색 화소 영역(PX-G)과 동일한 형태로 외부광(OR)이 변화될 수 있다.
도 11을 참조하면, 청색 화소 영역(PX-B)에서는 외부광(OR)이 선편광자(PP)를 투과하여 일 방향으로 편광된 제1 선편광(OR-Px)이 컬러 변환층(CCL)으로 제공된다. 제1 선편광(OR-Px)은 컬러 변환층(CCL)을 투과하여 제1 편광층(PO1)에 제공되며, 제1 편광층(PO1)에서 반사된다. 제1 편광층(PO1)의 투과축은 선편광자(PP)의 투과축과 나란한 것일 수 있다. 또한, 제1 편광층(PO1)은 반사형 편광자로 투과축과 직교하는 방향의 광을 반사시키는 것일 수 있다. 따라서, 제1 편광층(PO1)에서 반사된 제1 선편광(OR-Px)은 제1 선편광(OR-Px)과 직교하는 편광 방향을 갖는 제2 선편광(OR-Py)으로 변화될 수 있다. 제1 편광층(PO1)에서 반사된 제2 선편광(OR-Py)은 다시 컬러 변환층(CCL)을 투과하여 선편광자(PP)로 제공된다. 이때, 제2 선편광(OR-Py)의 진동 방향은 선편광자(PP)의 투과축과 직교하는 것으로 제2 선편광(OR-Py)은 선편광자(PP)를 투과하지 못하게 된다. 따라서 제1 편광층(PO1)에서 반사된 광은 외부로 방출되지 않아 청색 화소 영역(PX-B)에서 외부광에 의한 반사를 감소시킬 수 있다.
도 11에 도시된, 녹색 화소 영역(PX-G)에서는 외부광(OR)이 선편광자(PP)를 투과하여 일 방향으로 편광된 제1 선편광(OR-Px)이 λ/4 위상 지연자(RC)로 제공된다. λ/4 위상 지연자(RC)를 투과한 제1 선편광(OR-Px)은 원편광으로 변화되어 제1 원편광(OR-C1)으로 컬러 변환층(CCL)으로 제공된다. 제1 원편광(OR-C1)은 컬러 변환층(CCL)을 투과하여 반사층RP)에 제공되며, 반사층(RP)에서 반사된다. 반사층(RP)에서 반사된 제1 원편광(OR-C1)은 편광 방향이 바뀐 제2 원편광(OR-C2)으로 변환될 수 있다. 반사층(RP)에서 반사된 제2 원편광(OR-C2)은 다시 컬러 변환층(CCL)을 투과하여 λ/4 위상 지연자(RC)로 제공된다. λ/4 위상 지연자(RC)에서는 제2 원편광(OR-C2)이 다시 선편광된 광으로 변화될 수 있다. 즉, 제2 원편광(OR-C2)이 λ/4 위상 지연자(RC)를 투과하여 제2 선편광(OR-Py)로 변화되고, 이러한 제2 선편광(OR-Py)이 선편광자(PP)로 제공된다. 이때, 제2 선편광(OR-Py)의 진동 방향은 선편광자(PP)의 투과축과 직교하는 것으로 제2 선편광(OR-Py)은 선편광자(PP)를 투과하지 못하게 된다. 따라서 반사층(RP)에서 반사된 광은 외부로 방출되지 않아 녹색 화소 영역(PX-G)에서 외부광에 의한 반사를 감소시킬 수 있다. 이는 적색 화소 영역(PX-R, 도 2)에서도 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시예의 표시 장치는 표시 패널의 화소 영역 중 일부분의 화소 영역에만 중첩하는 위상 지연자를 포함하여 화소 영역별 외광 반사도의 차이를 줄일 수 있다. 일 실시예의 표시 장치는 녹색 화소 영역 및 적색 화소 영역에 중첩하며 청색 화소 영역에는 비중첩하여 배치되는 λ/4 위상 지연자를 표시 패널 상에 배치하여 표시 장치의 외광 반사도를 개선할 수 있다.
즉, 일 실시예의 표시 장치는 청색 화소 영역에 대응하여서는 제로 위상 지연값을 갖고, 녹색 및 적색 화소 영역에 대응하여서는 λ/4 위상 지연값을 갖는 패턴드 위상 지연자를 포함하는 광학 부재를 표시 패널 상에 배치하여 화소 영역에 따른 외광 반사도 차이를 줄여 개선된 표시 품질을 나타낼 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DD, DD-1 : 표시 장치 DP : 표시 패널
PM : 광학 부재 CCL : 컬러 변환층
RC : λ/4 위상 지연자 ZC : 제로 위상 지연자

Claims (20)

  1. 청색광을 제공하는 광원 유닛;
    상기 광원 유닛 상에 배치되고, 청색 화소 영역, 녹색 화소 영역, 및 적색 화소 영역을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치된 광학 부재; 를 포함하고,
    상기 표시 패널은
    제1 기판;
    상기 제1 기판에 마주하며, 상기 제1 기판보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층;
    상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 배치된 제1 편광층;
    상기 제1 편광층과 마주하며, 상기 제1 편광층보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 편광층;
    상기 제1 기판과 상기 제1 편광층 사이에 배치된 컬러 변환층; 및
    상기 컬러 변환층과 상기 제1 편광층 사이에 배치된 반사층; 을 포함하고,
    상기 광학 부재는
    선편광자; 및
    상기 선편광자와 상기 제1 기판 사이에 배치되며, 상기 녹색 화소 영역 및 상기 적색 화소 영역에 중첩하고, 상기 청색 화소 영역에 비중첩하는 λ/4 위상 지연자; 를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 녹색 화소 영역 및 상기 적색 화소 영역에 중첩하고, 상기 청색 화소 영역에 비중첩하는 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 컬러 변환층은
    상기 청색 화소 영역에 대응하여 배치되며, 상기 청색광을 투과시키는 제1 변환부;
    상기 녹색 화소 영역에 대응하여 배치되며, 상기 청색광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 제1 발광체를 포함하는 제2 변환부; 및
    상기 적색 화소 영역에 대응하여 배치되며, 상기 청색광을 흡수하여 적색광을 방출하는 제2 발광체를 포함하는 제3 변환부; 를 포함하는 표시 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 발광체 및 상기 제2 발광체는 형광체 및 양자점 중 적어도 하나를 포함하는 것인 표시 장치
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 발광체의 입자 크기는 상기 제2 발광체의 입자 크기와 상이한 것인 표시 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 변환부 내지 상기 제3 변환부는 평면상에서 서로 이격되어 배치되고,
    상기 컬러 변환층은 서로 이격된 상기 제1 변환부 내지 상기 제3 변환부들 사이에 배치되는 차광부를 더 포함하는 표시 장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 제2 변환부와 상기 제1 기판 사이 및 상기 제3 변환부와 상기 제1 기판 사이에 배치된 광필터층을 더 포함하는 표시 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광학 부재는
    상기 선편광자와 상기 λ/4 위상 지연자 사이에 배치된 지지층을 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광학 부재는
    상기 선편광자와 상기 λ/4 위상 지연자 사이에 λ/2 위상 지연자를 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 편광층은 제1 방향으로 편광된 광을 투과시키고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 편광된 광은 반사하는 반사형 편광자인 표시 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 편광층은 와이어 그리드 편광자인 표시 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 선편광자는 상기 제1 방향과 나란한 투과축을 갖는 표시 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 광학 부재는
    평면상에서 상기 λ/4 위상 지연자와 이웃하여 배치되고, 상기 청색 화소 영역에 중첩하는 제로 위상 지연자를 더 포함하는 표시 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 광학 부재는
    상기 선편광자와 상기 λ/4 위상 지연자 사이 및 상기 선편광자와 사이 제로 위상 지연자 사이에 배치된 지지층을 더 포함하는 표시 장치.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 편광층은 상기 제2 기판의 상부면 또는 하부면 상에 배치된 표시 장치.
  16. 제 1항에 있어서,
    상기 λ/4 위상 지연자는 액정 코팅층인 표시 장치.
  17. 광원 유닛;
    상기 광원 유닛 상에 배치되고, 청색 화소 영역, 녹색 화소 영역, 및 적색 화소 영역을 포함하는 표시패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치된 광학 부재; 를 포함하고,
    상기 표시 패널은
    제1 기판;
    상기 제1 기판에 마주하며, 상기 제1 기판보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층;
    상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 배치되는 제1 편광층;
    상기 제1 편광층과 마주하며, 상기 제1 편광층보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 편광층;
    상기 제1 기판과 상기 제1 편광층 사이에 배치된 컬러 변환층; 및
    상기 컬러 변환층과 상기 제1 편광층 사이에 배치된 반사층; 을 포함하고,
    상기 광학 부재는
    패턴드 위상지연자; 및
    상기 패턴드 위상지연자 상에 배치된 선편광자; 를 포함하고,
    상기 패턴드 위상지연자는
    상기 녹색 화소 영역 및 상기 적색 화소 영역에 중첩하고 상기 청색 화소 영역에 비중첩하며, λ/4 위상 지연값을 갖는 제1 위상 지연부; 및
    상기 청색 화소 영역에 중첩하고 상기 녹색 화소 영역 및 상기 적색 화소 영역에 비중첩하며, 제로 위상 지연값을 갖는 제2 위상 지연부; 를 포함하는 표시 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 녹색 화소 영역 및 상기 적색 화소 영역에 중첩하고, 상기 청색 화소 영역에 비중첩하여 배치되며,
    상기 반사층은 녹색광 및 적색광을 반사하는 것인 표시 장치.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 제1 편광층은 제1 방향으로 편광된 광을 투과시키고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 편광된 광은 반사하는 반사형 편광자인 표시 장치.
  20. 광원 유닛;
    상기 광원 유닛 상에 배치되고, 서로 다른 파장의 광을 방출하는 제1 화소 영역, 제2 화소 영역 및 제3 화소 영역을 포함하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치된 광학 부재; 를 포함하고,
    상기 표시 패널은
    제1 기판;
    상기 제1 기판에 마주하며, 상기 제1 기판보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층;
    상기 제1 기판과 상기 액정층 사이에 배치된 제1 편광층;
    상기 제1 편광층과 마주하며, 상기 제1 편광층보다 상기 광원 유닛에 인접하게 배치된 제2 편광층;
    상기 제1 기판과 상기 제1 편광층 사이에 배치된 컬러 변환층; 및
    상기 컬러 변환층과 상기 제1 편광층 사이에 배치되며, 상기 제1 화소 영역에 비중첩하고, 상기 제2 화소 영역 및 상기 제3 화소 영역에 중첩하는 반사층; 을 포함하고,
    상기 광학 부재는
    선편광자; 및
    상기 선편광자와 상기 제1 기판 사이에 배치되며, 상기 반사층과 중첩하는 λ/4 위상 지연자; 및
    상기 선편광자와 상기 제1 기판 사이에 배치되며, 상기 반사층과 비중첩하는 제로 위상 지연자; 를 포함하는 표시 장치.
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