KR102649006B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 장치가 개시된다. 개시된 디스플레이 장치는, 광원, 광원에서 조사된 광의 일부를 반사시키는 반사 영역과 광원에서 조사된 광의 일부를 산란시키는 양자점을 포함하는 양자점 영역이 교번적으로 배치된 양자점 시트 및 양자점 시트에서 제공된 광을 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 포함한다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 개시는 색 재현성과 집광력이 향상된 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 다양한 영상 데이터를 수신하고 이를 사용자가 시인할 수 있도록 디스플레이 패널을 이용하여 시각적으로 표시하는 장치이며, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 스마트폰과 같은 각종 장치들에 사용될 수 있다.
최근의 디스플레이 장치는 디스플레이 패널 상의 색 재현성을 향상시키기 위해 양자점(Quantum dot) 물질을 포함하는 시트를 포함하였으나, 추가된 시트로 인해 광이 분산되어 디스플레이 패널의 원하는 수준의 휘도를 구현할 수 없는 문제점이 있었다.
아울러, 디스플레이 패널의 일정 수준의 휘도를 구현하기 위해 집광시키는 프리즘 시트 등을 추가적으로 구비하였으나, 프리즘 시트는 측면으로 반사 또는 굴절되는 광으로 인해 손실되는 광이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
본 개시의 목적은 색 재현성과 집광력이 향상된 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시는, 광원, 광원에서 조사된 광의 일부를 반사시키는 반사 영역과 광원에서 조사된 광의 일부를 산란시키는 양자점을 포함하는 양자점 영역이 교번적으로 배치된 양자점 시트 및 양자점 시트에서 제공된 광을 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
양자점 시트의 상면에 배치되고, 고굴절 영역 및 저굴절 영역이 교번적으로 배치된 굴절 시트를 더 포함할 수 있다.
고굴절 영역은 양자점 영역의 상부에 배치되고, 저굴절 영역은 반사 영역 상부에 배치될 수 있다.
저굴절 영역의 하단 가장자리는 반사 영역의 가장자리와 일치할 수 있다.
저굴절 영역은 굴절 시트의 상부로 갈수록 단면적이 작아질 수 있다.
저굴절 영역은 반사 영역과 접하는 영역을 저면으로 하는 뿔 형상을 가질 수 있다.
굴절 시트의 하면에 수직인 단면에 대해서 저굴절 영역의 반사면들이 이루는 각도는 예각일 수 있다.
양자점 영역은 원형 및 다각형 중 어느 하나의 형상일 수 있다.
저굴절 영역은 굴절률이 1.5 이하인 재질로 구성되고, 고굴절 영역은 굴절률이 1.5 초과인 재질로 구성될 수 있다.
저굴절 영역은 양자점 영역을 통과한 광의 일부가 투과할 수 있는 재질을 포함할 수 있다.
저굴절 영역은 양자점 영역을 통과한 광이 모두 반사될 수 있는 재질을 포함할 수 있다.
굴절 시트의 하면으로부터의 고굴절 영역의 높이는 굴절 시트의 하면으로부터의 저굴절 영역의 높이보다 같거나 클 수 있다.
양자점 시트와 굴절 시트는 일체로 형성될 수 있다.
디스플레이 패널의 후방에 배치되며 디스플레이 패널로 광을 가이드 하는 도광판을 더 포함하고, 광원은 도광판의 측면을 따라 도광판과 일정 간격 이격되어 배치되며, 양자점 시트는 상기 디스플레이 패널과 상기 도광판 사이에 배치될 수 있다.
광원은 디스플레이 패널의 후면과 마주보도록 디스플레이 패널과 일정 간격 이격되어 배치되고, 양자점 시트는 디스플레이 패널과 광원 사이에 배치될 수 있다.
굴절 시트의 상부에는 이중 휘도 향상 필름(DBEF)이 배치될 수 있다.
굴절 시트와 양자점 시트의 사이에는 이중 휘도 향상 필름(DBEF)이 배치될 수 있다.
양자점 시트의 하면에는 다이크로익 필터가 배치될 수 있다.
양자점 시트의 상면 및 하면 중 적어도 어느 한 곳에는 배리어 필름이 배치될 수 있다.
양자점 시트의 하부에는 다이크로익 필터가 배치될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해사시도이다.
도 2는 양자점 시트의 단면도이다.
도 3은 광원으로부터 조사된 광이 양자점 시트를 투과하는 것을 나타낸 단면도이다.
도 4a 내지 도 4f는 양자점 시트의 반사 영역과 양자점 영역의 변형 실시예들을 나타낸 단면도이다.
도 5는 양자점 시트와 굴절 시트의 단면도이다.
도 6은 광원으로부터 조사된 광이 양자점 시트와 굴절 시트를 투과하는 것을 나타낸 단면도이다.
도 7은 굴절 시트에 이중 휘도 향상 필름(DBEF)가 결합된 것을 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 7의 구조에서 다이크로익 필터가 결합된 것을 나타낸 단면도이다.
도 9는 도 7의 구조의 변형 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 10은 도 9의 구조에서 다이크로익 필터가 결합된 것을 나타낸 단면도이다.
도 11은 도 5의 구조에서 배리어 필름이 결합된 변형 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 12는 도 11의 구조에서 이중 휘도 향상 필름(DBEF)가 결합된 것을 나타낸 단면도이다.
도 13은 도 10의 구조에서 배리어 필름 및 다이크로익 필터가 추가적으로 결합된 변형 실시예를 나타낸 단면도이다.
본 개시의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시가 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은` 과장되거나 축소될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에" 있다거나 "접하여" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 상에" 있다거나 "직접 접하여" 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "～사이에"와 "직접 ～사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 분해사시도이다.
이하에서 설명하는 디스플레이 장치(1)는 외부로부터 수신되는 영상 신호를 처리하고, 처리된 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치로서, 텔레비전, 모니터, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 통신장치 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 영상을 시각적으로 표시하는 장치라면 그 형태가 한정되지 않는다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 패널(10), 양자점 시트(20)와 굴절 시트(30)를 포함하는 고색 집광 패널(40), 광원(50), 도광판(60), 반사 시트(70) 및 케이스(80)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 외부로부터 입력되는 영상 신호에 따라 영상을 전방(도 1의 Y축 방향)으로 표시할 수 있으며, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널로 구성될 수 있다.
구체적으로, 디스플레이 패널(10)은 액정 디스플레이 패널(LCD)의 액정 정렬을 변형하기 위한 TFT(미도시), 광원(50)으로부터 조사되는 광에 색을 구현하기 위한 컬러 필터(미도시)등을 포함할 수 있다.
아울러, 도 1에서는 디스플레이 패널(10)을 구비한 디스플레이 장치(1)의 형상이 직사각형인 것을 예로서 도시하였으나, 디스플레이 장치(1) 및 디스플레이 패널(10)의 형상은 이에 제한됨이 없이 다양한 형상으로 변형이 가능하다.
디스플레이 패널(10)의 후방으로는 고색 집광 패널(40), 도광판(60), 반사 시트(70) 및 케이스(80)가 순차적으로 결합된다.
광원(50)은 디스플레이 패널(10)에 영상을 구현하기 위한 광을 조사하며, 단일 파장(단일 색상)의 광(단색광)을 출력하거나, 복수의 파장의 광이 혼합된 광(백색광)을 출력할 수 있다.
아울러, 광원(50)은 디스플레이 패널(10)의 후방에 배치되어 디스플레이 패널(10)로 광을 직접적으로 조사할 수 있으며(직하형 디스플레이 장치), 디스플레이 패널(10)의 후방에 배치된 도광판(60)의 측면에 배치되어(에지형 디스플레이 장치) 디스플레이 패널(10)에 광을 간접적으로 조사할 수 있다.
다만, 도 1에서는 광원(50)이 도광판(60)의 측면을 따라 도광판(60)과 일정 간격 이격되어 배치된 에지형(Edge-lit type) 디스플레이 장치(1)를 도시하고 있으나, 광원(50)이 디스플레이 패널(10)의 후면과 마주하도록 배치되는 직하형(Direct-lit type) 디스플레이 장치의 형태일 수도 있다.
도광판(60)은 광원(50)으로부터 입사된 광을 디스플레이 패널(10)로 가이드할 수 있으며, 광원(50)으로부터 입사된 광을 면 광(surface light)으로 변환하여 디스플레이 패널(10)을 향해 조사할 수 있다.
도광판(60)은 폴리 메틸 메타아크릴레이트(poly methyl methacrylate, PMMA) 또는 폴리 카보네이트(polycarbonate, PC) 등으로 이루어질 수 있다.
다만, 도광판(60)은 에지형의 디스플레이 장치(1)에는 구비될 수 있으나, 직하형의 디스플레이 장치에는 구비되지 않을 수 있다.
반사 시트(70)는 광을 반사할 수 있는 구성으로서 도광판(60)의 후면에 결합될 수 있으며, 도광판(60)의 내부로부터 도광판(60)의 후면을 향하는 광을 도광판(60)의 내부로 반사시킬 수 있다.
반사 시트(70)는 광을 반사할 수 있는 재질로 이루어 질 수 있으며, 예를 들어 폴리머로 이루어 질 수 있다.
케이스(80)는 디스플레이 장치(1)의 후면에 결합되며, 디스플레이 패널(10), 고색 집광 패널(40), 도광판(60) 및 반사 시트(70)등을 고정시킬 수 있다.
또한, 케이스(80)는 디스플레이 패널(10)의 후방에 배치되어 디스플레이 장치(1)의 후면부 외관 및 측면부 외관을 형성할 수 있으며, 디스플레이 패널(10)의 측면을 감쌀 수 있다.
이에 따라, 케이스(80)는 디스플레이 장치(1)에 포함되는 각종 구성 부품들이 외부로 노출되지 않도록 하며, 디스플레이 장치(1)에 포함되는 각종 구성 부품들을 외부 충격으로부터 보호할 수 있다.
도 2는 양자점 시트(20)의 단면도이며, 이하에서는 양자점 시트(20)의 구체적인 구조에 대해서 설명한다.
양자점 시트(20)는 광원(50)에서 조사된 광의 일부를 반사시키는 반사 영역(21)과 광원에서 조사된 광의 일부를 산란시키는 양자점(Q1 내지 Q3)을 포함하는 양자점 영역(22)을 포함할 수 있다.
아울러, 반사 영역(21)과 양자점 영역(22)은 양자점 시트(20)에 교번적으로 배치될 수 있다.
반사 영역(21)은 광원(50)에서 조사된 광의 일부를 반사시킬 수 있다. 이에 따라, 반사 영역(21)은 광을 반사하는 재질로 구성되거나, 반사 영역(21)의 하면(21-1)에 광을 반사시킬 수 있는 물질이 코팅될 수 있다.
아울러, 필요에 따라, 반사 영역(21)은 광원(50)에서 조사된 광의 일부를 흡수할 수 있다. 이에 따라, 반사 영역(21)은 광을 흡수하는 재질을 포함하거나, 반사 영역(21)의 하면(21-1)에 광을 흡수할 수 있는 물질을 포함할 수 있다.
즉, 반사 영역(21)은 광원(50)에서 조사되는 광을 투과시키지 않을 수 있으면 충분하다.
이에 따라, 광원(50)에서 조사된 광은 반사 영역(21)으로는 투과할 수 없으며, 양자점 영역(22)을 통해서만 양자점 시트(20)를 투과할 수 있다. 즉, 반사 영역(21)은 후술하는 저굴절 영역(31, 도 5 참조)으로 광이 입사하지 않고 양자점 영역(22) 및 고굴절 영역(32, 도 5 참조)으로만 입사할 수 있도록 할 수 있다.
양자점 영역(22)은 광을 다양한 파장대로 산란시킬 수 있는 양자점(Quantum dot)을 포함하며, 광원(50)에서 조사된 광이 투과될 수 있다.
이에 따라, 양자점 영역(22)은 광이 투과할 수 있는 재질로 구성될 수 있다.
여기서, 양자점은 수십 나노미터(nm) 이하의 무기물 결정물질 또는 미세홀이며, 다양한 파장대의 광을 흡수하여 원하는 파장대의 광을 산란시킬 수 있다.
예를 들어, 양자점 영역(22)은 약 625nm 내지 750nm 파장대의 빨간색 광을 산란시킬 수 있는 제1 양자점(Q1), 약 520nm 내지 570nm 파장대의 초록색 광을 산란시킬 수 있는 제2 양자점(Q2), 약 470nm 파장대의 파란색 광을 산란시킬 수 있는 제3 양자점(Q3)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 광원(50)이 백색의 광을 조사할 경우, 양자점 영역(22)을 투과하는 광은 빨간색, 초록색, 파란색을 포함하는 다양한 파장대의 광을 산란시킬 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널(10)에 구현되는 영상의 색 재현성이 향상될 수 있다.
다만, 양자점 영역(22)은 제1 내지 제3 양자점(Q1 내지 Q3)만을 포함하는 것에 제한되지 않고, 필요에 따라, 다양한 색 상을 구현할 수 있는 파장대의 광을 산란시킬 수 있는 양자점을 포함할 수 있다.
아울러, 도 1 내지 도 2에는 양자점 시트(20)가 직사각형인 것을 예로서 도시하였으나, 양자점 시트(20)의 형상은 이에 제한됨이 없이 다양한 형상으로 변형이 가능하다.
또한, 양자점 시트(20)는 명칭은 이에 제한되지 않으며, 색 필터부재, 반투과 부재 등 다양한 명칭으로 지칭될 수 있다.
양자점 시트(20)는 도광판(60)의 면적과 대응되는 면적을 가질 수 있으며, 필요에 따라 도광판(60)의 면적보다 크게 형성될 수 있다.
도 3은 광원(50)으로부터 조사된 광이 양자점 시트(20)를 투과하는 것을 나타낸 단면도이다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 양자점 시트(20)의 구체적인 기능 및 동작에 대해서 설명한다.
양자점 시트(20)는 도광판(60)의 상면(60-2)과 일정 간격이 되어 배치될 수 있다. 구체적으로, 양자점 시트(20)는 디스플레이 패널(10)과 도광판(60) 사이에 배치될 수 있다.
광원(50)에서 조사되는 광은 제1 광(A) 및 제2 광(B)을 포함할 수 있다. 제1 광(A)은 광원(50)으로부터 도광판(60)의 상면(60-2)을 향해 조사되며, 양자점 시트(20)의 반사 영역(21)에서 반사되어 다시 도광판(60) 내부로 입사될 수 있다.
이후, 제1 광(A)은 도광판(60)의 하면(60-1)에서 다시 반사되어 양자점 시트(20)의 양자점 영역(22)으로 향할 수 있다. 양자점 영역(22)으로 입사된 제1 광(A)은 양자점 영역(22)의 다양한 양자점(Q1 내지 Q3)과 충돌하여 다양한 파장대의 다양한 색상으로 변환될 수 있다.
제2 광(B)은 광원(50)으로부터 도광판(60)의 하면(60-1)을 향해 조사되며, 도광판(60)의 하면(60-1)에서 반사되어 양자점 영역(22)으로 향할 수 있다. 이후, 양자점 영역(22)으로 입사된 제2 광(B)은 양자점 영역(22)의 다양한 양자점(Q1 내지 Q3)과 충돌하여 다양한 파장대의 다양한 색상으로 변환될 수 있다.
이에 따라, 광원(50)에서 조사되는 광은 도광판(60)에서 면 광으로 변환됨과 동시에 양자점 시트(20)의 양자점 영역(22)으로만 투과할 수 있다. 따라서 광원(50)에서 조사되는 광은 고색을 구현할 수 있다.
아울러, 광원(50)에서 조사되는 광은 양자점 시트(20)의 특정 영역인 양자점 영역(22)으로만 투과할 수 있기 때문에, 디스플레이 패널(10)에 제공하는 광의 집광력을 높혀 디스플레이 패널(10)의 전반적인 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 4a 내지 도 4f는 양자점 시트(20)의 반사 영역(21)과 양자점 영역(22) 의 변형 실시예들을 나타낸 단면도이다.
양자점 시트(20)의 양자점 영역(22)은 원형 및 다각형 중 어느 하나의 형상일 수 있다. 즉, 필요에 따라, 양자점 영역(22)은 양자점 시트(20)에 다양한 형상의 패턴으로 형성될 수 있다.
반사 영역(21)은 양자점 영역(22)이 형성된 양자점 시트(20)의 이외의 부분을 형성할 수 있다.
아울러, 양자점 시트(20)에서 반사 영역(21)과 양자점 영역(22)이 차지하는 비율은 필요에 따라 다양할 수 있다.
구체적으로, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 반사 영역(21a 내지 21c)과 양자점 영역(22a 내지 22c)은 사각형 형상으로 양자점 시트(20)에 교번적으로 배치될 수 있으며, 반사 영역(21a 내지 21c)과 양자점 영역(22a 내지 22c)이 차지하는 비율은 다양할 수 있다.
아울러, 도 4d 내지 도 4e에 도시된 바와 같이, 반사 영역(21d 내지 21e)과 양자점 영역(22d 내지 22e)은 삼각형 형상으로 양자점 시트(20)에 교번적으로 배치될 수 있다.
또한, 도 4f에 도시된 바와 같이, 양자점 영역(22f)은 원형일 수 있으며, 반사 영역(21f)은 양자점 영역(22f)이 차지하는 양자점 시트(20)의 나머지 영역에 배치될 수 있다.
도 5는 양자점 시트(20)와 굴절 시트(30)의 단면도이다.
이하에서는 도 5를 참조하여 굴절 시트(30)의 구체적인 구조에 대해서 설명한다.
굴절 시트(30)는 양자점 시트(20)의 상부에 배치되고, 저굴절 영역(31)과 고굴절 영역(32)이 교번적으로 배치될 수 있다. 구체적으로, 굴절 시트(30)는 양자점 시트(20)의 상면(20-2)에 배치되고, 저굴절 영역(31)과 고굴절 영역(32)이 교번적으로 배치될 수 있다. 여기서 양자점 시트(20)의 상부란, 양자점 시트(20)의 상면(20-2)을 기준으로 Y축 방향에 위치한 것을 의미할 수 있다.
구체적으로, 고굴절 영역(32)은 양자점 영역(22)의 상부에 배치되고, 저굴절 영역(31)은 반사 영역(21)의 상부에 배치될 수 있다. 즉, 고굴절 영역(32)은 양자점 영역(22)과 대응되며, 저굴절 영역(31)은 반사 영역(21)과 대응될 수 있다.
이에 따라, 양자점 영역(22)을 투과한 광은 고굴절 영역(32)을 투과할 수 있으며, 저굴절 영역(31)에 의해 반사 및 굴절되어 특정한 방향으로의 집광이 될 수 있다.
아울러, 굴절 시트(30)는 양자점 시트(20)와 일체로 형성될 수 있다. 다만, 굴절 시트(30)는 양자점 시트(20)와 일체로 형성되는 것에 제한되지 않고, 필요에 따라 굴절 시트(30)와 양자점 시트(20) 사이에는 별도의 부재가 배치될 수 있다.
저굴절 영역(31)은 입체 형상으로 구성되며, 굴절 시트(30)의 상부로 갈수록 단면적이 작아질 수 있다. 즉, 저굴절 영역(31)의 측면을 이루는 반사면(31-3)은 굴절 시트(30)의 상면(20-2)에 대해 제1 각도(α)를 가지도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 저굴절 영역(31)은 양자점 영역(22)을 투과한 광을 반사시켜, 양자점 영역(22)을 투과한 광의 집광력을 향상시킬 수 있다.
아울러, 저굴절 영역(31)은 양자점 영역(22)을 통과한 광의 일부가 투과할 수 있는 재질을 포함할 수 있으며, 고굴절 영역(32)의 굴절률(n2)보다 작은 굴절률(n1)을 가지는 재질로 구성될 수 있다. 이에 따라, 고굴절 영역(32)에서 저굴절 영역(31)을 향해 입사하는 각은 저굴절 영역(31) 및 고굴절 영역(32)의 굴절률이 다른 매질간의 차이로 인해 특정한 임계각을 가지게 되고, 임계각보다 크게 입사하는 광은 저굴절 영역(31)에서 전반사될 수 있다.
구체적으로, 저굴절 영역(31)은 굴절률이 1.5 이하인 재질로 구성될 수 있으며, 고굴절 영역(32)은 굴절률이 1.5 초과인 재질로 구성될 수 있다.
아울러, 임계각보다 작게 입사하는 광은 저굴절 영역(31)에 입사되며, 저굴절 영역(31)에 입사된 광은 저굴절 영역(31) 내에서 반사되거나 굴절될 수 있다.
이에 따라, 특정한 각도를 가지는 광을 선택적으로 굴절 시트(30)의 상면(20-2)을 향해 반사 또는 굴절시킴으로써, 고색 구현에 불필요한 파장대의 광을 제거하여 필요한 수준의 고색의 광에 대한 집광력을 향상시킬 수 있다.
또한, 저굴절 영역(31)은 광이 투과할 수 있는 재질로 구성될 수 도 있으나, 이에 제한되지 않고 필요에 따라 저굴절 영역(31)은 양자점 영역(22)을 통과한 광이 모두 반사될 수 있는 재질을 포함할 수 있다.
구체적으로, 저굴절 영역(31) 자체가 반사시키는 재질로 구성될 수 있으며, 저굴절 영역(31)의 반사면(31-3)에 알류미늄 또는 크롬 등의 반사 물질을 코팅시켜 광을 반사시키도록 구현할 수도 있다.
이에 따라, 양자점 영역(22)을 투과한 광을 모두 굴절 시트(30)의 상면(20-2)을 향해 반사시킴으로써, 적은 전력소모로 디스플레이 패널(10)의 휘도를 향상시킬 수 있다.
아울러, 저굴절 영역(31)의 하단 가장자리(31-4)는 반사 영역(21)의 가장자리(20-3)와 일치할 수 있다.
이에 따라, 반사 영역(21)들의 사이에 배치하는 양자점 영역(22)을 투과한 광 중 측면 방향을 향하는 광은 저굴절 영역(31)에서 반사되어 디스플레이 패널(10)이 위치한 상부를 향할 수 있다.
따라서, 양자점 영역(22)을 투과한 광이 고색을 유지함과 동시에 집광력이 향상될 수 있다. 아울러, 양자점 영역(22)을 투과한 광의 손실 없이 광의 대부분을 고굴절 영역(32)으로 입사시킬 수 있다.
또한, 굴절 시트(30)의 하면(30-1)에 수직인 단면에 대해 저굴절 영역(31)의 반사면들(31-3)이 이루는 각도(β)는 예각일 수 있다. 이에 따라, 저굴절 영역(31)은 반사면들(31-3)이 이루는 각도(β)는 예각을 형성하기 위한 일정 이상의 높이를 포함하게 된다. 따라서, 저굴절 영역(31)은 양자점 영역(22)의 주위에서 특정한 높이로 형성되며, 양자점 영역(22)을 투과한 광 중 측면을 향하는 광의 대부분을 반사시킬 수 있다.
아울러, 저굴절 영역(31)은 반사 영역(21)과 접하는 영역을 저면(31-1)으로 하는 뿔 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 저굴절 영역(31)은 일정한 면적을 포함하는 저면(31-1)에서부터 일정한 높이(h1)에 위치하는 꼭짓점(31-5)을 포함할 수 있다.
이에 따라, 저굴절 영역(31)은 양자점 영역(22)의 상부에 위치하는 고굴절 영역(32)을 측부를 둘러싸도록 형성될 수 있으며, 양자점 영역(22)을 통과한 광 중 측면을 향하는 광의 대부분을 굴절 시트(30)의 상면(30-2)을 향해 반사시킬 수 있다.
고굴절 영역(32)은 굴절 시트(30) 내에서 저굴절 영역(31)과 교번적으로 배치되며, 양자점 영역(22)의 상부와 저굴절 영역(31)의 반사면(31-3)을 커버할 수 있다.
고굴절 영역(32)은 광이 투과할 수 있는 재질을 포함하며, 굴절 시트(30)의 하면(30-1)으로부터 고굴절 영역(32)의 높이(h2)는 굴절 시트(30)의 하면(30-1)으로부터 저굴절 영역(31)의 높이(h1)보다 같거나 클 수 있다.
이에 따라, 고굴절 영역(32)은 굴절 시트(30)의 편평한 상면(30-2)을 형성할 수 있으며, 고굴절 영역(32)을 투과한 광이 굴절 시트(30)의 편평한 상면(30-2)을 통해 디스플레이 패널(10)에 균일한 면 광을 제공할 수 있다.
도 6은 광원(50)으로부터 조사된 광이 양자점 시트(20)와 굴절 시트(30)를 투과하는 것을 나타낸 단면도이다.
이하에서는, 도 6을 참조하여 양자점 시트(20)와 굴절 시트(30)를 포함하는 고색 집광 패널(40)의 구체적인 기능 및 동작에 대해서 설명한다.
광원(50)에서 조사되는 광은 제3 광(A`) 및 제4 광(B`)을 포함할 수 있다. 제3 광(A`)은 광원(50)으로부터 도광판(60)의 상면(60-2)을 향해 조사되며, 양자점 시트(20)의 반사 영역(21)에서 반사되어 다시 도광판(60) 내부로 입사될 수 있다.
이후, 제3 광(A`)은 도광판(60)의 하면(60-1)에서 다시 반사되어 양자점 시트(20)의 양자점 영역(22)으로 향할 수 있다. 양자점 영역(22)으로 입사된 제3 광(A`)은 양자점 영역(22)의 다양한 양자점(Q1 내지 Q3)과 충돌하여 다양한 파장대의 산란 광(C1, C2)이 산란될 수 있다.
산란 광(C1, C2)은 산란된 특성으로 인해 고굴절 영역(32)의 양 측부를 향해 투과하게 되며, 고굴절 영역(32)과 교번적으로 배치되어 고굴절 영역(32)의 양 측부에 배치하는 저굴절 영역(31)에서 반사된다.
반사된 산란 광(C1, C2)은 굴절 시트(30)의 상면(30-2)을 향하게 되어 집광력이 향상되며, 이후 디스플레이 패널(10)에 광을 제공하여 디스플레이 패널(10)의 휘도를 향상시킬 수 있다.
다만, 설명의 편의를 위해 제3 광(A`)은 양자점과 충돌하여 산란된 경우만을 설명하였으나, 제3 광(A`)이 양자점과 충돌하지 않을 수 있는 경우도 포함할 수 있다.
제4 광(B`)은 광원(50)으로부터 도광판(60)의 하면(60-1)을 향해 조사되며, 도광판(60)의 하면(60-1)에서 반사되어 양자점 영역(22)으로 향할 수 있다. 이후, 양자점 영역(22)으로 입사된 제4 광(B`)은 양자점 영역(22)의 다양한 양자점(Q1 내지 Q3)과 충돌하여 다양한 파장대의 다양한 색상으로 변환될 수 있다.
다만, 제4 광(B`)은 양자점 영역(22)을 투과할 경우, 양자점(Q1 내지 Q3)와 충돌하지 않고 양자점 영역(22)을 투과할 수 있다. 이러한 경우, 제4 광(b`)이 지닌 특정한 파장대의 변환 없이 고굴절 영역(32)을 통과할 수 있다. 이후, 고굴절 영역(32)을 투과한 제4 광(B`) 중 고굴절 영역(32)의 양 측면을 향하는 광은 저굴절 영역(31)에서 반사 또는 굴절되어 굴절 시트(30)의 상면(30-2)을 향할 수 있다.
이에 따라, 광원(50)으로부터 조사된 제3, 4 광(A`, B`)은 양자점 시트(20)의 양자점 영역(22)을 통해서만 투과함으로써, 색 재현성을 향상시킴과 동시에 일정 이상의 집광력을 향상시킬 수 있다. 아울러, 양자점 시트(20)를 통과한 광은 굴절 시트(30)의 저굴절 영역(31)을 통한 굴절 및 반사를 통해, 색 재현성이 향상된 광의 집광력을 더욱 향상시켜 디스플레이 패널(10)의 휘도를 구현할 수 있다.
또한, 양자점 시트(20)와 굴절 시트(30)를 포함하는 고색 집광 패널(40)의 새로운 구조를 통해, 추가적인 프리즘 시트를 구비할 필요가 없어, 디스플레이 장치(1)의 제조 비용이 감소될 수 있다.
아울러, 제3, 4광(A`, B`)의 경로는 예시적인 것을 도시한 것으로 광의 경로가 이에 제한되지 않는다.
도 7은 굴절 시트(30)에 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)가 결합된 것을 나타낸 단면도이다.
이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)은 디스플레이 패널(10)에 제공되는 광의 휘도를 향상시키기 위한 것으로, 굴절 시트(30)와 디스플레이 패널(10) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로, 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)은 굴절 시트(30)의 상부에 배치될 수 있다. 더욱 구체적으로, 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)은 굴절 시트(30)의 상면(30-2)에 적층될 수 있다.
아울러, 필요에 따라 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)은 양자점 시트(20)와 굴절 시트(30) 사이에 배치되어, 양자점 시트(20), 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90), 굴절 시트(30)가 순차적으로 적층될 수 있다.
이에 따라, 양자점 시트(20)와 굴절 시트(30)를 순차적으로 통과한 광은 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)을 통과함에 따라 집광력이 향상될 수 있으며, 디스플레이 패널(10)의 휘도가 증가할 수 있다.
도 8은 도 7의 구조에서 다이크로익 필터(100)가 결합된 것을 나타낸 단면도이다.
다이크로익 필터(dichroic filter, 100)는 광의 파장에 따라 선택적으로 통과시키는 광 필터로서, 양자점 시트(20)의 하면(20-1)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 다이크로익 필터(dichroic filter, 100)는 양자점 시트(20)와 도광판(60) 사이에 배치될 수 있다.
이에 따라, 양자점 영역(22)에서 양자점 시트(20)의 하면(20-1)을 향해 산란된 광(C3)을 선택적으로 통과시켜, 필요한 파장대의 광만을 다시 굴절 시트(30)를 향해 반사시킬 수 있다.
따라서, 다이크로익 필터(dichroic filter, 100)를 통해, 디스플레이 패널(10)에 구현되는 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
도 9는 도 7의 구조의 변형 실시예를 나타낸 단면도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)은 양자점 시트(20)와 굴절 시트(30) 사이에 배치될 수 있다.
구체적으로, 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)은 양자점 시트(20)의 상면(20-2)과 굴절 시트(30)의 하면(30-1)에 접촉하여 배치될 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 9에 따른 고색 집광 패널(41)은 하측에서 상측 방향(Y축 방향)에 대해 양자점 시트(20), 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90) 및 굴절 시트(20)가 순차적으로 적층될 수 있다.
이에 따라, 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)은 양자점 시트(20)의 일면에 적층되어, 산소 또는 수분에 취약한 양자점 영역(22)을 포함하는 양자점 시트(20)의 일면을 커버할 수 있다. 따라서, 양자점 시트(20)가 산소 또는 수분과 접촉하는 것을 방지하여 양자점 시트(20)의 수명을 향상시킴과 동시에 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)을 통해 휘도가 향상될 수 있다.
도 10은 도 9의 구조에서 다이크로익 필터(100)가 결합된 것을 나타낸 단면도이다. 다이크로익 필터(100)는 양자점 시트(20)의 하부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 다이크로익 필터(100)는 양자점 시트(20)의 하면(20-1)에 배치되어 양자점 시트(20)의 일면을 커버할 수 있다.
더욱 구체적으로, 도 10에 따른 고색 집광 패널(42)은 하측에서 상측 방향(Y축 방향)에 대해 다이크로익 필터(100), 양자점 시트(20), 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90) 및 굴절 시트(20)가 순차적으로 적층될 수 있다.
이에 따라, 양자점 시트(20)의 하면(20-1) 및 상면(20-2)을 다이크로익 필터(100) 및 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)이 각각 커버함으로써, 양자점 시트(20)가 산소 또는 수분과 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 양자점 시트(20)의 수명을 향상시킴과 동시에 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)을 통해 휘도가 향상되고, 다이크로익 필터(100)를 통해 디스플레이 패널(10)에 구현되는 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
도 11은 도 5의 구조에서 배리어 필름(110)이 결합된 변형 실시예를 나타낸 단면도이다. 배리어 필름(barrier film, 110)은 광 투과성을 가지며 무기 박막, 산화물 박막 등 다양한 재질로 구성될 수 있다. 배리어 필름(110)은 양자점 영역(22)이 산소 또는 수분과 접촉하는 것을 방지하기 위해 양자점 시트(20)의 상면(20-2) 및 하면(20-1) 중 적어도 어느 한 곳에 배치될 수 있다.
이에 따라, 배리어 필름(110)은 양자점 시트(20)의 일면을 커버하여 양자점 시트(20)의 수명을 향상시킬 수 있다.
도 12는 도 11의 구조에서 이중 휘도 향상 필름(DBEF)가 결합된 것을 나타낸 단면도이다.
도 11의 구조에서 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)은 굴절 시트(30)의 상면(30-2)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 12에 따른 고색 집광 패널(44)은 하측에서 상측 방향(Y축 방향)에 대해 배리어 필름(110), 양자점 시트(20), 배리어 필름(110), 굴절 시트(20) 및 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)가 순차적으로 적층될 수 있다.
이에 따라, 도 12에 따른 고색 집광 패널(44)은 양자점 시트(20)의 수명을 향상시킴과 동시에 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)를 이용하여 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 13은 도 10의 구조에서 배리어 필름(110) 및 다이크로익 필터(100)가 추가적으로 결합된 변형 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 10의 구조에서 양자점 시트(20)의 하면(20-1) 및 상면(20-2)에는 배리어 필름(110)이 각각 배치될 수 있다. 구체적으로, 도 13에 따른 고색 집광 패널(45)은 하측에서 상측 방향(Y축 방향)에 대해 다이크로익 필터(100), 배리어 필름(110), 양자점 시트(20), 배리어 필름(110), 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90) 및 굴절 시트(20)가 순차적으로 적층될 수 있다.
이에 따라, 배리어 필름(110)을 통해 양자점 시트(20)의 수명을 향상시킬 수 있으며, 이중 휘도 향상 필름(DBEF, 90)를 이용하여 휘도를 향상시킬 수 있고, 동시에 다이크로익 필터(100)를 통해 디스플레이 패널(10)에 구현되는 색 재현성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 디스플레이 패널(10)의 후방에 배치되며 디스플레이 패널(10)로 광을 가이드 하는 도광판(60)의 측면에 따라 광원(50)이 도광판(60)과 일정 간격 이격되어 배치된 에지형 디스플레이 장치(1)에서, 양자점 시트(20)와 굴절 시트(30)는 에지형 디스플레이 장치(1)에서 디스플레이 패널(10)과 도광판(60) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 광원이 디스플레이 패널의 후면과 마주하도록 디스플레이 패널과 일정 간격 이격 배치된 직하형 디스플레이 장치에서는 양자점 시트(20)와 굴절 시트(30) 중 적어도 하나는 디스플레이 패널과 광원 사이에 배치될 수 있다.
즉, 상기 전술한 양자점 시트(20)와 굴절 시트(30)는 직하형, 에지형의 모든 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 개시의 다양한 실시예를 각각 개별적으로 설명하였으나, 각 실시예들은 반드시 단독으로 구현되어야만 하는 것은 아니며, 각 실시예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시예들과 조합되어 구현될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위상에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
1: 디스플레이 장치
10: 디스플레이 패널
20: 양자점 시트
30: 굴절시트
40, 41, 43, 44, 45: 고색 집광 패널
50: 광원
60: 도광판

Claims (20)

  1. 광원;
    상기 광원에서 조사된 광의 일부를 반사시키는 반사 영역과 상기 광원에서 조사된 광의 일부를 산란시키는 양자점을 포함하는 양자점 영역이 교번적으로 배치된 양자점 시트;
    상기 양자점 시트의 상부에 배치되고, 고굴절 영역 및 저굴절 영역이 교번적으로 배치된 굴절 시트; 및
    상기 양자점 시트에서 제공된 광을 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 패널;을 포함하고,
    상기 고굴절 영역은 상기 양자점 영역의 상부에 배치되고, 상기 저굴절 영역은 상기 반사 영역 상부에 배치되며,
    상기 고굴절 영역과 만나는 상기 저굴절 영역의 하단 가장자리와 상기 양자점 영역과 만나는 상기 반사 영역의 가장 자리가 일치하고,
    상기 저굴절 영역은 상기 굴절 시트의 상부로 갈수록 단면적이 작아지는, 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 저굴절 영역은 상기 반사 영역과 접하는 영역을 저면으로 하는 뿔 형상을 갖는 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 굴절 시트의 하면에 수직인 단면에 대해서 상기 저굴절 영역의 반사면들이 이루는 각도는 예각인 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 양자점 영역은 원형 및 다각형 중 어느 하나의 형상인 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 저굴절 영역은 굴절률이 1.5 이하인 재질로 구성되고,
    상기 고굴절 영역은 굴절률이 1.5 초과인 재질로 구성되는 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 저굴절 영역은 상기 양자점 영역을 통과한 상기 광의 일부가 투과할 수 있는 재질을 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 저굴절 영역은 상기 양자점 영역을 통과한 상기 광이 모두 반사될 수 있는 재질을 포함하는 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 굴절 시트의 하면으로부터의 상기 고굴절 영역의 높이는 상기 굴절 시트의 하면으로부터의 상기 저굴절 영역의 높이보다 같거나 큰 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 양자점 시트와 상기 굴절 시트는 일체로 형성된 디스플레이 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 후방에 배치되며 상기 디스플레이 패널로 상기 광을 가이드 하는 도광판;을 더 포함하고,
    상기 광원은 상기 도광판의 측면을 따라 상기 도광판과 일정 간격 이격되어 배치되며,
    상기 양자점 시트는 상기 디스플레이 패널과 상기 도광판 사이에 배치되는 디스플레이 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 상기 디스플레이 패널의 후면과 마주보도록 상기 디스플레이 패널과 일정 간격 이격되어 배치되고,
    상기 양자점 시트는 상기 디스플레이 패널과 상기 광원 사이에 배치되는 디스플레이 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 굴절 시트의 상부에는 이중 휘도 향상 필름(DBEF)이 배치되는 디스플레이 장치.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    상기 양자점 시트의 하면에는 다이크로익 필터가 배치되는 디스플레이 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 양자점 시트의 상면 및 하면 중 적어도 어느 한 곳에는 배리어 필름이 배치되는 디스플레이 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 양자점 시트의 하부에는 다이크로익 필터가 배치되는 디스플레이 장치.
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