KR20040004168A - 조명장치 및 표시장치 - Google Patents
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Abstract
조명장치 및 표시장치는 발광소자에 의해 방출된 빛을 효과적으로 사용하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 조명장치 및 표시장치는 발광소자로서 작용하는 전계 발광층내에 위치한 프리즘을 포함한다. 각각의 프리즘은, 전계 발광층에 의해 방출된 빛이 계면에서 임계각보다 더 작은 각으로 전계 발광층과 투명전극 사이의 계면에 도달하도록 프리즘에 입사하는 빛을 반사하거나 또는 굴절한다.
Description
본 발명은 조명장치 및 표시장치에 관한 것이다.
일본 특허공개공보 제 10-78582 호에 개시된 것처럼, 발광소자를 갖는 전형적인 조명장치는 액정 표시장치에서 백라이트로서 사용된다. 도 8 에 도시된 액정 표시장치 (50) 는 조명패널 (52) 과 액정패널 (51) 을 포함한다. 상기 액정패널 (51) 은 조명패널 (52) 로부터 빛을 사용하여 이미지를 보여준다. 상기 조명패널 (52) 은 캐소드 (54), 전계 발광층 (55), 및 애노드 (56) 를 기판 (53) 상에 순서대로 적층하여 형성된다. 상기 캐소드 (54) 는 반사성이 있다.상기 전계 발광층 (55) 은 발광소자로서 작용한다. 상기 애노드 (56) 는 투과성이 있다.
어두운 빛에서, 액정 표시장치 (50) 는 전계 발광층 (55) 에 의해 방출된 빛을 사용하여 이미지를 보여준다. 상기 전계 발광층 (55) 에 의해 방출된 빛은 전계 발광층 (55) 과 애노드 (56) 사이의 계면 (57) 을 통과하여 액정패널 (51) 과 대향하는 조명패널 (52) 의 빛 출력면으로부터 나간다. 밝은 빛에서, 상기 액정 표시장치 (50) 는 외부의 빛을 사용하여 이미지를 보여준다. 빛 출력면을 통해 조명패널 (52) 로 들어오는 외부의 빛은 캐소드 (54) 에 의해 반사된다. 상기 반사된 외부의 빛은 계면 (57) 을 통과하여 빛 출력면으로부터 나간다.
전계 발광층 (55) 에 의해 방출된 빛은 모든 방향으로 조사된다. 즉, 상기 빛은 캐소드 (54) 와 애노드 (56) 를 향해 조사될 뿐만 아니라, 계면 (57) 에 평행한 방향으로도 조사된다.
계면 (57) 에 평행한 방향으로 조사된 빛은 전계 발광층 (55) 을 통해 전파되거나 또는 빛 출력면 이외의 조명패널 (52) 의 일부로부터 누설되는 동안 열에너지로 변환된다. 그 결과, 상기 빛은 계면 (57) 을 통과하지 않는다. 또한, 계면 (57) 에 대해 큰 입사각을 갖는 빛은 통과하지 못하고 계면 (57) 에 의해 전반사된다. 상기 반사된 빛은, 전계 발광층 (55) 을 통해 전파되는 동안 또는 빛 출력면 이외의 조명패널 (52) 의 일부로부터 누설되는 동안 열에너지로 변환된다.
이러한 방식에서, 전계 발광층 (55) 에 의해 방출된 빛의 부분은 빛 출력면으로부터 나가지 않는다. 즉, 전계 발광층 (55) 에 의해 방출된 빛의 부분은 이미지를 보여주는데 사용되지 않고 낭비된다.
따라서, 본 발명의 목적은 발광소자에 의해 방출된 빛을 효과적으로 사용하는 조명장치 및 표시장치를 제공하는 것이다.
전술한 목표를 달성하고 본 발명의 목적을 따르기 위해, 발광소자 및 방향전환부재를 갖는 조명장치가 제공된다. 상기 발광소자는 반사부재와 출력부재 사이에 위치한다. 상기 반사부재는 그 반사부재에 입사하는 빛을 반사한다. 상기 출력부재는 상기 발광소자에 의해 방출된 빛을 출력한다. 상기 방향전환부재는 상기 반사부재와 출력부재 사이에 위치한다. 상기 방향전환부재는 그 방향전환부재에 입사하는 빛을 반사하거나 또는 굴절하여, 그 방향전환부재에 입사하는 빛의 방향을 전환시킨다.
본 발명은 또한 조명유닛과 표시유닛을 제공한다. 상기 조명유닛은 발광소자와 방향전환부재를 포함한다. 상기 발광소자는 반사부재와 출력부재 사이에 위치한다. 상기 반사부재는 그 반사부재에 입사하는 빛을 반사한다. 상기 출력부재는 발광소자에 의해 방출된 빛을 출력한다. 방향전환부재는 상기 반사부재와 출력부재 사이에 위치한다. 상기 방향전환부재는 그 방향전환부재에 입사하는 빛을 반사하거나 또는 굴절하여, 그 방향전환부재에 입사하는 빛의 방향을 전환시킨다. 상기 표시유닛은 출력부재상이나 그 위에 위치한다. 상기 표시유닛은 출력부재로부터 출력된 빛을 사용하여 이미지를 표시한다.
본 발명의 다른 면에 있어서, 다수의 제 1 전극, 다수의 제 2 전극, 다수의 발광소자, 및 방향전환부재를 포함하는 표시장치가 제공된다. 상기의 제 1 전극은 서로에 대해 평행하게 신장하며 일반적으로 평면에 위치한다. 상기 제 2 전극은 상기 제 1 전극에 수직인 방향으로 신장하며 일반적으로 평면에 위치한다. 각각의 발광소자는 상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치한다. 상기 발광소자는, 대응하는 제 1 전극과 제 2 전극에 전압이 가해지는 때에 빛을 방출한다. 상기 방향전환부재는 제 1 전극의 평면과 제 2 전극의 평면 사이에 위치한다. 방향전환부재는 그 방향전환부재에 입사하는 빛을 반사하거나 또는 굴절하여, 방향전환부재에 입사하는 빛의 방향을 전환시킨다.
본 발명의 다른 면과 잇점은 첨부된 도면과 함께 본 발명의 원리를 실시예로 예증하는 아래의 설명으로부터 명백해 질 것이다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 표시장치의 요부개략분해사시도.
도 2 는 도 1 에 도시된 표시장치의 백라이트 패널을 도시하는 단면도.
도 3 은 도 2 에 도시된 백라이트 패널의 일부를 도시하는 평면도.
도 4a 는 제 2 실시형태에 따른 표시장치의 백라이트 패널을 도시하는 단면도.
도 4b 는 도 4a 에 도시된 백라이트 패널의 일부를 도시하는 평면도.
도 5a 는 변경된 실시형태에 따른 백라이트 패널의 일부를 도시하는 단면도.
도 5b 는 변경된 다른 실시형태에 따른 방향전환부재를 도시하는 사시도.
도 5c 는 변경된 또 다른 실시형태에 따른 백라이트 패널의 일부를 도시하는 단면도.
도 6 은 변경된 다른 실시형태에 따른 백라이트 패널의 일부를 도시하는 단면도.
도 7 은 변경된 다른 실시형태에 따른 표시장치의 일부를 도시하는 단면도.
도 8 은 종래의 액정표시장치(Liquid Crystal Display)를 도시하는 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
11표시장치12액정패널
13백라이트14,15투명기관
16액정17주사전극
18,21편광판20투명전극
22기판24제 1 전극
25전계 발광층26제 2 전극
27패시베이션막28프리즘
28a제 1 계면S제 2 계면
29비이드30버블
31기판32제 1 전극
33격막34전계 발광층
이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 내지 도 3 을 참조하여 설명할 것이다.
도 1 에 도시된 것처럼, 표시장치 (11) 는 표시유닛(이 실시형태에서는 투과성 액정패널 (12)), 및 조명유닛(이 실시형태에는 백라이트 패널 (13))을 포함한다.
상기 액정패널 (12) 은 패시브 매트릭스 시스템으로 구동되는 액정부재를 포함한다. 상기 백라이트 패널 (13) 로부터 먼쪽에 있는 액정패널 (12) 의 표면은 이미지를 나타내는 스크린으로서 작용한다. 상기 액정패널 (12) 은 한 쌍의투명기판 (14,15), 액정 (16), 주사전극 (17), 컬러필터 (19), 투명전극 (20), 및 한 쌍의 편광판 (18,21) 을 구비하고 있다.
상기 기판 (14,15) 은 빛 투과형이며 유리로 제조될 수 있다. 기판 (14) 은 기판 (15) 보다 백라이트 패널 (13) 에 더 가깝다. 기판 (14,15) 의 주변부는 밀봉물질(비도시)로 접착되어 있다.
액정 (16) 은 기판 (14) 와 (15) 사이에 위치한다. 주사전극 (17) 은 액정 (16) 과 대향하는 기판 (14) 의 표면상에 위치한다. 상기 주사전극 (17) 은 서로 평행하게 신장한다. 주사전극 (17) 은 빛 투과성이며 주석인듐 산화물로 만들어 질 수 있다. 편광판 (18) 은 액정 (16) 으로부터 먼쪽에 있는 기판 (14) 의 표면상에 위치한다.
컬러필터 (19) 는 액정 (16) 과 대향하는 기판 (15) 의 표면상에 위치한다. 상기 컬러필터 (19) 는 서로 평행하게 그리고 주사전극 (17) 이 신장하는 방향에 수직으로 신장한다. 상기 컬러필터 (19) 는, 백색빛을 붉은빛으로 전환시키는 레드필터, 백색빛을 녹색빛으로 전환시키는 그린필터, 및 백색빛을 푸른빛으로 전환하는 블루필터를 포함한다. 각각의 투명전극 (20) 은 액정 (16) 과 대향하는 컬러필터 (19) 의 표면상에 위치한다. 투명전극 (20) 은 서로 평행하게 그리고 주사전극 (17) 이 신장하는 방향에 수직으로 신장한다. 상기 투명전극 (20) 은 주석인듐 산화물로 만들어 질 수 있다. 편광판 (21) 은 액정 (16) 로부터 먼쪽에 있는 기판 (15) 의 표면상에 위치한다.
주사전극 (17) 과 투명전극 (20) 사이에 위치하는 액정 (16) 의 일부, 즉,주사전극 (17) 과 투명전극 (20) 사이의 교차점에 해당하는 액정 (16) 의 일부는 액정부재로서 기능한다. 상기 액정부재는 매트릭스에 배치된다. 픽셀은 레드필터에 상당하는 액정부재 중 하나, 그린필터에 상당하는 액정부재 중 하나, 및 블루필터에 상당하는 액정부재 중 하나를 포함한다.
각각의 액정부재 중 액정분자의 배열은 액정부재에 가해지는 전기장에 따라 반대로 변한다. 즉, 각각의 액정부재 중 액정분자의 배열은, 액정부재에 가해지는 전기장이 소정의 값 이상인 경우, 빛이 투과되는 것을 방지하도록 변하고, 액정부재에 가해지는 전기장이 소정의 값보다 작으면, 빛이 투과되도록 변한다. 각각의 액정부재는, 대응하는 주사전극 (17) 과 대응하는 투명전극 (20) 에 구동장치(비도시)에 의한 전압이 가해지는 때에 전기장에 노출된다.
백라이트 패널 (13) 은 액정패널 (12) 의 후면에 위치한다. 상기 백라이트 패널 (13) 은 발광소자로서 작용하는 전계 발광체를 포함한다. 백라이트 패널 (13) 은 기판 (22), 제 1 전극 (24), 전계 발광층 (25), 제 2 전극 (26), 및 패시베이션막 (27) 을 구비하고 있다. 액정패널 (12) 과 대향하는 백라이트 패널 (13) 의 표면은, 빛이 나가는 빛 방출면, 또는 출력부재로서 작용한다.
상기 기판 (22) 은 유리로 제조될 수 있다. 상기 제 1 전극 (24) 은 액정패널 (12) 과 대향하는 기판의 표면상에 위치한다. 제 1 전극 (24) 은 빛 반사성을 가지며 알루니늄등의 금속으로 제조될 수 있다. 상기 제 1 전극 (24) 은 애노드로서 작용한다. 상기 전계 발광층 (25) 은 액정패널 (12) 과 대향하는 제 1 전극 (24) 의 표면상에 위치한다. 제 2 전극 (26) 은 액정패널 (12)과 대향하는 전계 발광층 (25) 의 표면상에 위치한다. 상기 제 2 전극 (26) 은 빛 투과형이며 주석인듐 산화물로 제조될 수 있다. 제 2 전극 (26) 은 캐소드로서 작용한다. 패시베이션막 (27) 은 제 1 전극 (24), 전계 발광층 (25), 및 제 2 전극 (26) 의 측면과 액정패널 (12) 과 대향하는 제 2 전극 (26) 의 표면상에 위치한다. 상기 패시베이션막 (27) 은 빛 투과형이며 실리콘질화물 또는 실리콘산화물로 만들어 질 수 있다. 상기 패시베이션막 (27) 은 물과 산소의 투과를 방지하여, 전계 발광층 (25) 을 밀봉한다.
상기 제 1 전극 (24) 은 액정패널 (12) 로부터 먼쪽에 있는 전계 발광층 (25) 의 표면 전체를 덮는다. 상기 제 2 전극 (26) 은 액정패널 (12) 과 대향하는 전계 발광층 (25) 의 표면 전체를 덮는다.
상기 전계 발광층 (25) 은 유기 발광물질을 포함하며 전계 발광체로서 작용한다. 전계 발광층 (25) 은, 예를 들어, 홀 주입층, 발광층, 및 전자주입층을 구비한다. 이러한 층들은 제 1 전극 (24) 을 대향하는 측면으로부터 제 2 전극 (26) 을 향하여 상기 순서로 배치되어 있다. 소정의 값보다 큰 전기장에 노출되어 있는 경우, 전계 발광체 (25) 는 백색빛을 방출한다. 구동장치에 의해 상기 제 1 전극 (24) 과 제 2 전극 (26) 에 전압이 가해지는 경우 상기 전계 발광체 (25) 는 전기장에 노출되며, 이것은 도시되어 있지 않다.
도 2 및 도 3 에 도시된 것처럼, 상기 전계 발광층 (25) 은 방향전환부재로서 작용하는 프리즘 (28) 을 포함한다. 상기 프리즘 (28) 은 빛 투과형이며 자외선 경화 아크릴수지로 만들어 질 수 있다. 프리즘 (28) 은 전계 발광층 (25)의 굴절률보다 더 작은 굴절률를 갖는다. 이 실시형태에 있어서, 전계 발광층 (25) 의 굴절률는 1.8이며, 프리즘 (28) 의 굴절률는 1.5이다. 프리즘 (28) 은 얇은 삼각뿔의 형태를 하며 전계 발광층 (25) 내에서 서로에게 평행하게 신장한다. 먼저, 전계 발광층 (25) 과 프리즘 (28) 사이의 경계면인 계면 (28a) 이 제 1 전극 (24) 과 제 2 전극 (26) 에 의해 정의된다.
빛이 굴절률이 더 큰 매질로부터 굴절률이 더 작은 매질로 입사할 때 만약 계면에 대한 빛의 입사각이 소정의 각, 또는 임계각을 초과하는 경우, 상기 빛은 매질 사이의 계면에 의해 전반사된다. 만약 입사각이 임계각보다 작은 경우, 빛은 계면을 통과하여 굴절된다. 더 큰 굴절률을 갖는 매질의 굴절률을 n1 이라고 하고, 더 작은 굴절률을 갖는 매질의 굴절률을 n2 라고 하고, 임계각을 θc 라고 했을때, 다음의 식을 만족한다.
sinθc = n2/n1
전계 발광층 (25) 의 굴절률이 1.8 이고, 프리즘 (28) 의 굴절률이 1.5 이기 때문에, 빛이 전계 발광층 (25) 으부터 프리즘 (28) 으로 입사하는 경우 제 1 계면 (28a) 에 대한 임계각은 56.4 도이다.
전계 발광층 (25) 과 제 2 전극 (26) 사이의 계면은 제 2 계면 (S) 으로 간주된다. 제 1 계면 (28a) 과 제 2 계면 (S) 에 의해 정의된 각 (θ) 은, 제 1 계면 (28a) 에서 전반사되어 제 2 계면 (S) 을 향하는 빛이 제 2 계면 (S) 의 임계각 미만의 각으로 제 2 계면 (S) 에 도달하도록 결정된다. 이 실시형태에 있어서, 각도 (θ) 는 33도이다. 도시의 편리를 위해, 도 2 에서의 각도 (θ) 는실제각도와 다르다.
백라이트 패널 (13) 은 진공흡착에 의해 기판 (22) 상에 제 1 전극 (24) 을 형성시킴으로서 제조된다. 그런후, 자외선 경화 아크릴수지를 제 1 전극 (24) 에 가하여 제 1 전극 (24) 상에 수지층을 형성한다. 수지층의 일부분이 차폐되고, 자외선이 차폐되지 않은 수지층 부분에 조사된다. 이것은 차폐되지 않은 부분을 강화시킨다. 상기 강화된 부분은 프리즘 (28) 이다. 이어서, 강화되지 않은 수지층 부분을 제거한다. 프리즘 (28) 이 형성되지 않은 제 1 전극 (24) 의 부분에 전계 발광층 (25) 이 흡착을 통해 형성된다. 그 후, 스퍼터링을 통해 전계 발광층 (25) 상에 제 2 전극 (26) 이 형성된다. 최종적으로, 상기 제 2 전극 (26) 상에 패시베이션막 (27) 이 형성된다.
이하, 표시장치 (11) 의 작동을 서술하겠다.
백라이트 패널 (13) 에 전기가 가해지는 경우, 전압이 제 1 전극 (24) 과 제 2 전극 (26) 에 가해지며, 이로인해 전계 발광층 (25) 이 백색빛을 방출한다. 방출된 빛은 제 2 계면 (S) 을 통해 빛 출력면으로부터 나와 액정패널 (12) 상에 조사된다. 빛의 투과를 허용하는 액정부재에 해당하는 액정패널 (12) 의 부분에 조사된 빛은 액정 (16) 을 통과한다. 그런후, 통과한 빛은 컬러필터 (19) 에 의해 붉은빛, 녹색빛, 또는 푸른빛으로 전환된다. 그 결과, 액정패널 (12) 의 스크린상에 이미지가 나타난다.
이 실시형태는 다음의 잇점을 제공한다.
전계 발광층 (25) 으로부터 프리즘 (28) 으로 입사된 빛은 제 1 계면 (28a)에 대한 입사각에 따라 반사되거나 또는 굴절된다. 따라서, 전계 발광층 (25) 으로부터 제 2 전극 (26) 으로 입사되지 않고 소실된 빛의 양은 감소된다. 이것은, 전계 발광층 (25) 으로부터 제 2 전극 (26) 으로 입사될 때 제 2 계면 (S) 에 의해 반사된 빛이 제 1 계면 (28a) 에 의해 반사되거나 또는 굴절된 후, 상기 빛이 그 전의 입사할 때의 입사각과는 다른 입사각으로 다시 제 2 계면 (S) 에 도달하기 때문이다. 많은 경우에, 전의 도입시의 입사각과 다른 입사각으로 제 2 계면 (S) 에 입사하는 빛은 반사하지 않고 제 2 계면 (S) 을 통과한다.
제 1 계면 (28a) 과 제 2 계면 (S) 에 의해 정의되는 각 (θ) 은, 제 1 계면 (28a) 에 의해 제 2 계면 (S) 을 향해 전반사되는 빛이 제 2 계면 (S) 의 임계각보다 더 작은 각도로 제 2 계면 (S) 에 도달하도록 결정된다. 따라서, 제 1 계면 (28a) 에 의해 제 2 계면 (S) 을 향하여 전반사되는 빛은 제 2 계면 (S) 을 통과하여 빛 출력면으로부터 나온다.
제 1 계면 (28a) 과 제 2 계면 (S) 에 의해 정의된 각 (θ) 은 33도 이다. 따라서, 제 2 계면 (S) 에 평행한 빛이 전계 발광층 (25) 으로부터 각각의 프리즘 (28) 으로 입사하는 경우, 제 1 계면 (28a) 에 대한 빛의 입사각 (θi1)(도 2)은 57도 이며, 이것은 임계각인 56.4도보다 더 크다. 따라서, 제 2 계면 (S) 에 평행한 빛이 제 1 계면 (28a) 에 의해 전반사되어 빛 출력면을 향해 이동한다. 따라서, 제 2 계면 (S) 에 평행한 방향으로 조사된 빛은 빛 출력면으로부터 나간다. 전반사된 빛이 전계 발광층 (25) 으로부터 제 2 전극 (26) 으로 입사되는 경우, 제 2 계면 (S) 에 대한 빛의 입사각 (θi2)(도 2)은 24도 이다. 상기 입사각 (θi2) 은, 빛이 전계 발광층 (25) 으로부터 제 2 전극 (26) 으로 입사될 때 제 2 계면 (S) 에 대한 임계각보다 더 작다. 도시의 편의를 위해, 도 2 에 도시된 입사각 (θi1) 과 (θi2) 는 실제의 각과 다르다.
반사면을 가지며 이 반사면상에서 빛을 반사하는 방향전환부재와 비교하여, 프리즘 (28) 은 제조하기 용이하다.
각각의 프리즘 (28) 의 굴절률은 전계 발광층 (25) 의 굴절률보다 작다. 따라서, 제 1 계면 (28a) 각각의 프리즘 (28) 은 전계 발광층 (25) 으로부터 프리즘 (28) 으로 입사하는 빛을 전반사한다.
구형 방향전환부재와 비교하여, 삼각뿔인 프리즘 (28) 은 제조하기 용이하다.
사각뿔 형태의 프리즘과 비교하여, 삼각뿔 형태의 프리즘 (28) 은 전계 발광층 (25) 을 확대하는 잇점을 갖고 있다.
프리즘 (28) 은 자외선 경화 아크릴수지로 만들어진다. 따라서, 상기 프리즘 (28) 은 제 1 전극 (24) 의 바람직한 부분상에 용이하게 형성된다. 또한, 자외선 경화 아크릴수지는 구하기 용이하다.
전계 발광층 (25) 은 기판 (22) 보다 빛 출력면에 더 가깝다. 기판 (22) 이 전계 발광층 (25) 보다 빛 출력면에 더 가까운 경우와 비교하여, 제 1 계면 (28a) 에 의해 반사된 빛이 제 2 계면 (S) 으로 직접 이동하도록 프리즘 (28) 을 제조하는 것이 용이하다.
상기 제 1 전극 (24) 은, 전계 발광층 (25) 에 의해 제 1 전극 (24) 으로 방출된 빛을 제 2 계면 (S) 으로 반사한다. 따라서, 제 1 전극 (24) 을 향해 방출된 빛은 빛 출력면으로부터 나간다.
전계 발광층 (25) 으로부터 방출된 빛은 백색빛이다. 이러한 경우, 전계 발광층 (25) 이 백색빛 이외의 빛, 예를 들어 푸른빛을 방출하는 전계 발광층으로 대체되는 경우와 비교하여, 컬러필터 (19) 의 구조가 단순하다.
이하, 본 발명의 제 2 실시형태를 도 4a 및 도 4b 를 참조하여 설명할 것이다. 도 1 에 도시된 표시장치 (11) 의 대응하는 구성품과 유사하거나 동일한 구성품에는 유사하거나 또는 동일한 참조부호가 주어진다.
도 4a 및 도 4b 에 도시된 것처럼, 제 2 실시형태에 따른 표시장치의 백라이트는 프리즘 (28) 대신에 비이드 (29) 를 구비한다. 상기 비이드 (29) 는 방향전환부재로서 작용한다. 비이드 (29) 는 구형이며 아크릴수지로 만들어진다. 비이드 (29) 는 전계 발광층 (25) 내에 분산된다. 도 4a 에 도시된 것처럼, 각각의 비이드 (29) 의 직경은 전계 발광층 (25) 의 두께와 동일하다.
제 2 실시형태의 전계 발광층 (25) 은 붉은빛 방출층, 푸른빛 방출층, 및 녹색빛 방출층을 갖는다. 상기 붉은 빛 방출층은 일본특허 공개공보 제 2001-288416 호에 개시된 조성물로 형성되며, 이 조성물은 크실렌과 1,2,4,5-테트라메틸벤젠에 폴리옥틸플루오렌과 페릴렌 색소를 용해하여 만들어진다. 푸른빛 방출층은 상기와 동일한 공보에 개시된 다른 조성물로 형성되며, 이 조성물은 1,2,4,5-테트라메틸벤젠에 폴리옥틸플루오렌을 용해하여 만들어진다.
비이드 (29) 는 빛 방출층을 형성하는 조성물내에 미리 분산된다. 전계발광층 (25) 은, 비이드 (29) 가 분산되는 조성물을 제 1 전극 (24) 위에 연속적으로 가하여 형성된다.
제 2 실시형태는 다음의 잇점을 제공한다.
전계 발광층 (25) 으로부터 각각의 비이드 (29) 로 입사된 빛은, 전계 발광층 (29) 과 비이드 (29) 사이의 계면 (29a) 에 의해 이 계면 (29a) 에 대한 입사각에 따라 반사되거나 굴절된다. 따라서, 제 1 실시형태에서 처럼, 전계 발광층 (25) 으로부터 제 2 전극 (26) 에 입사되지 않고 손실되는 빛의 양은 감소된다.
비이드 (29) 는 전계 발광층 (25) 내에 분산된다. 따라서, 빛 출력면상의 어떤 두 부분에서의 빛의 양은 비교적 일정하다.
비이드 (29) 는 구형이다. 따라서, 전계 발광층 (25) 내 각각의 비이드 (29) 의 방위는 고려할 필요가 없다.
당업자라면 본 발명의 원리나 범위를 벗어나지 않고 본 발명을 다른 특별한 형상으로 구체화할 수 있다는 것이 명백하다. 특히, 본 발명은 다음의 형상으로 구체화될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 2 에 도시된 프리즘 (28) 및 도 4a 에 도시된 비이드 (29) 는 도 5a 에 도시된 버블 (30) 을 포함하는 투명부재 (29b) 로 대체될 수 있다. 상기 투명부재 (29b) 는 아크릴수지 또는 유리로 만들어 질 수 있다. 상기 버블 (30) 은 질소가스로 만들어 질 수 있다. 이러한 경우, 제 2 계면 (S) 에 평행한 방향으로 방출된 빛은 전계 발광층 (25) 과 투명부재 (29b) 사이의 계면에 의해서가 아니라, 투명부재 (29b) 와 버블 (30) 사이의 계면에 의해 반사되고 굴절된다.
도 4a 에 도시된 비이드 (29) 는 도 5b 에 도시된 원뿔대 (29c) 로 대체될 수 있다. 대안으로, 비이드 (29) 는 원뿔형상, 삼각뿔형상, 삼각뿔대형상, 또는 반원의 방향전환부재로 대체될 수 있다. 이러한 방향전환부재는, 비이드가 제 1 전극 (24) 에 더 가깝도록 전계 발광층 (25) 내에 위치하는 것이 바람직하다.
도 4a 에 도시된 비이드 (29) 는 럭비볼 형상의 방향전환부재로 대체될 수 있다. 이러한 경우, 전계 발광층 (25) 내의 각각의 이동방향요소의 방위는 고려할 필요가 없다.
도 2 에 도시된 프리즘 (28) 은 도 5c 에 도시된 사각뿔 형상이며 사다리꼴 단면을 갖는 프리즘 (28) 으로 대체할 수 있다.
프리즘 (28) 은 서로에 대해 평행할 필요는 없으며 격자내에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 빛 출력면상의 어떤 두 부분에서의 빛의 양은 비교적 일정하다.
프리즘 (28) 은 전계 발광층 (25) 의 주변부에 위치한 프레임으로 대체될 수 있다. 이러한 경우, 전계 발광층 (25) 을 형성하는 조성물을 가하는 경우, 상기 조성물은 제 1 전극 (24) 상의 바람직한 부분에 용이하게 가해진다.
도 2 에 도시된 프리즘 (28), 및 도 4a 에 도시된 비이드 (29) 는 둘다 전계 발광층 (25) 내에 위치할 수 있다. 예를 들어, 프리즘 (28) 은 프레임을 형성하도록 전계 발광층 (25) 의 주변부에 위치할 수 있으며, 비이드 (29) 는 전계 발광층 (29) 의 주변부 이외의 다른 부분에 위치할 수 있다.
기판 (22) 은 전계 발광층 (25) 보다 빛 출력면에 더 가까이 위치할 수 있다. 이러한 경우, 제 2 전극 (26) 은 알루미늄등의 빛 반사물질로 만들어지며, 제 1 전극 (24) 은 주석인듐 산화물등의 반투명물질로 만들어 질 수 있다. 도 6 에 도시된 것처럼, 프리즘 (28) 은 제 1 실시형태의 경우와 비교하여 거꾸로 된 것이 바람직하다.
도 6 에 도시된 프리즘 (28) 은 비이드 (29) 등의 다른 방향전환부재로 대체될 수 있다.
도 2 에 도시된 프리즘 (28), 및 도 4a 에 도시된 비이드 (29) 는 반사면을 가지며 이 반사면에서 빛을 반사하는 방향전환부재로 대체될 수 있다. 이러한 경우, 전계 발광층 (25) 으로부터 방향전환부재로 입사된 빛은 상기 요소의 반사면에 의해 전반사된다.
제 1 전극 (24) 은 알루미늄으로 만들어질 필요는 없고 크롬등의 다른 금속으로 만들어 질 수 있다. 상기 크롬 제 1 전극 (24) 은 알루미늄으로 만들어진 제 1 전극보다 더 높은 반사능을 갖는다.
제 1 전극 (24) 은, 빛투과형 전극부 및 이 전극부상에 위치한 빛 반사막을 갖는 제 1 전극으로 대체될 수 있다.
도 2 에 도시된 프리즘 (28), 및 도 4a 에 도시된 비이드 (29) 는 제 1 전극 (24) 과 제 2 전극 (26) 둘 다와 접촉할 필요가 없다. 즉, 상기 프리즘 (28) 및 비이드 (29) 는, 프리즘 (28) 과 비이드 (29) 가 제 1 전극 (24) 및 제 2 전극 (26) 의 어느 하나 또는 둘 다와 접촉하지 않도록 전계 발광층 (25) 내에서 제공될 수 있다.
도 4a 에 도시된 비이드 (29) 는 버블로 대체될 수 있다. 상기 버블은 전계 발광층 (25) 을 형성하는 조성물을 가할때 형성된다. 예를 들어, 상기 버블은 질소 또는 헬륨등의 불활성 가스를 조성물 속으로 불어넣거나 또는 조성물에 발포제를 첨가하여 형성된다. 질소와 같은 불활성 가스의 굴절률은 작으며 대략 1.00 이다. 따라서, 빛이 전계 발광층 (25) 으로부터 버블로 입사될 때 전계 발광층 (25) 과 버블 사이의 계면상의 임계각은 작다.
전계 발광층 (25) 은 백색빛 이외의 빛을 방출하는 전계 발광층으로 대체될 수 있다.
패시베이션막 (27) 은 액정패널 (12) 과 대향하는 제 2 전극 (26) 의 표면상에 형성될 필요가 없다. 대신에, 상기 패시베이션막 (27) 은 전계 발광층 (25) 의 주변부만을 덮도록 형성될 수 있다.
패시베이션막 (27) 은 금속덮개부재로 대체될 수 있다.
기판 (22) 은 투명 또는 불투명일 수 있다.
제 1 전극 (24) 은 캐소드로서 작용하고, 제 2 전극 (26) 은 애노드로서 작용할 수 있다.
본 발명은 백라이트 패널 (13) 이외의 조명장치에 응용될 수 있다. 이러한 경우, 기판 (22) 의 일측상의 제 1 전극 (24), 전계 발광층 (25), 및 제 2 전극에 더하여, 기판 (22) 의 타측상에 다른 제 1 전극 (24), 전계 발광층 (25), 및 제 2 전극 (26) 세트를 제공할 수 있다. 제 1 전극 (24) 이 제공되는 기판 (22) 의 표면은 편평할 필요는 없고 곡선일 수 있다.
액정패널 (12) 은, 능동 매트릭스 시스템으로 구동되는 액정부재를 포함하는 액정패널로 대체될 수 있다.
액정패널 (12) 은 반투명 액정패널로 대체될 수 있다.
본 발명은 도 7 에 도시된 표시장치에 응용될 수 있다. 도 7 의 표시장치는, 수동 매트릭스 시스템으로 구동되는 유기 전계 발광체를 구비한다. 각각의 유기 전계 발광체는 픽셀 또는 서브-픽셀로서 작용한다. 도 7 의 표시장치는 기판 (31), 제 1 전극 (32), 격막 (33), 전계 발광층 (34), 및 제 2 전극 (35) 을 포함한다.
상기 제 1 전극 (32) 은 기판 (31) 상에 위치하며 서로에 대해 평행하게 신장한다. 상기 격막 (33) 은 기판 (31) 상에 위치하며 제 1 전극 (32) 에 수직으로 신장한다. 상기 전계 발광층 (34) 은, 격막 (33) 이 위치하지 않는 기판의 부분상에 제공된다. 상기 제 2 전극 (35) 은 전계 발광층 (34) 상에 위치하며 제 1 전극 (32) 에 수직으로 신장한다.
상기 격막 (33) 은 아크릴 수지로 만들어 질 수 있다. 각각의 격막 (33) 은 인접한 제 2 전극 (35) 쌍을 절연한다. 각각의 격막 (33) 의 양측 (33a) 은 기판 (31) 을 향해 서로 접근한다. 제 1 전극 (32) 과 제 2 전극 (35) 사이의 교차점에 상당하는 전계 발광층 (34) 의 부분은 유기 전계 발광체로서 작용한다.
이러한 경우, 전계 발광층 (34) 으로부터 격막 (33) 으로 입사하는 빛은 측면 (33a) 에 대한 입사각에 따라 반사하거나 또는 굴절한다. 따라서, 전계 발광층 (34) 으로부터 제 2 전극 (35) 으로 입사하지 않고 손실되는 빛의 양은 감소된다.
본 발명의 실시예 및 실시형태는 한정적인 것이 아니라 예증을 위한 것으로 간주되어야 하며 본 발명은 상세한 설명에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구항의 균등범위내에서 변경될 수 있다.
본 발명에 따른 조명장치 및 표시장치에 의하면 발광소자에 의해 방출된 빛을 효과적으로 사용할 수 있다.
Claims (20)
- 반사부재에 입사하는 빛을 반사하는 반사부재와, 발광소자에 의해 방출된 빛을 출력하는 출력부재 사이에 위치하는 발광소자; 및상기 반사부재와 상기 출력부재 사이에 위치하며, 방향전환부재에 입사하는 빛을 반사하거나 또는 굴절하여, 방향전환부재로 입사하는 빛의 방향을 전환시키는 것 방향전환부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 방향전환부재는, 발광소자에 의해 방출된 빛이 계면에서 임계각보다 더 작은 각으로 발광소자와 출력부재 사이의 계면에 도달하도록 방향전환부재에 입사하는 빛을 반사하거나 또는 굴절하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 발광소자 및 상기 방향전환부재는 계면에 수직방향으로 서로 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 발광소자와 상기 방향전환부재 사이의 계면을 특징으로 하는 표시장치.
- 제 4 항에 있어서, 상기 방향전환부재는 발광소자의 굴절률과 다른 굴절률을갖는 것을 특징으로 하는 조명장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 방향전환부재의 굴절률이 발광소자의 굴절률보다 더 작은 것을 특징으로 하는 조명장치.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방향전환부재가 프리즘인 것을 특징으로 하는 조명장치.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방향전환부재가 다수의 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 입자가 분산되는 것을 특징으로 하는 조명장치.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방향전환부재의 상기 표면은 반사성이며, 방향전환부재가 이 방향전환부재에 입사하는 빛을 반사하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 발광소자가 기판과 출력부재 사이에 위치하는 기판을 특징으로 하는 조명장치.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광소자가 전계 발광체인 것을 특징으로 하는 조명장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 반사부재와 상기 출력부재는 전극이고, 이 전극에 전압이 가해지는 경우 상기 전계 발광체가 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 전계 발광체는 유기 전계 발광물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
- 반사부재와 출력부재 사이에 위치하는 발광소자, 및 상기 반사부재와 상기 출력부재 사이에 위치하는 방향전환부재를 포함하는 조명유닛과 상기 출력부재상에 또는 그 위에 위치하는 표시유닛을 포함하며,상기 반사부재는 반사부재에 입사하는 빛을 반사하고, 상기 출력부재는 발광소자에 의해 방출된 빛을 출력하며,상기 방향전환부재는 방향전환부재에 입사하는 빛을 반사하거나 또는 굴절하여, 방향전환부재로 입사하는 빛의 방향을 전환시키며,상기 표시유닛은 출력부재로부터 출력된 빛을 사용하여 이미지를 표시하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 제 15 항에 있어서, 상기 표시유닛은 다수의 액정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 제 15 항에 있어서, 상기 방향전환부재는, 발광소자에 의해 방출된 빛이 계면에서 임계각보다 더 작은 각으로 발광소자와 출력부재 사이의 계면에 도달하도록 방향전환부재에 입사하는 빛을 반사하거나 또는 굴절하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 제 17 항에 있어서, 상기 발광소자 및 방향전환부재는 계면에 수직인 방향으로 서로에게 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 발광소자와 방향전환부재 사이의 계면을 특징으로 하는 표시장치.
- 서로 평행하게 신장하고 일반적으로 평면에 위치하는 다수의 제 1 전극;상기 제 1 전극에 수직인 방향으로 신장하며 일반적으로 평면에 위치하는 다수의 제 2 전극;상기 제 1 전극중 하나와 상기 제 2 전극중 하나 사이에 위치하며, 그 제 1 전극과 제 2 전극에 전압이 가해질 때 빛을 방출하는 다수의 발광체; 및상기 제 1 전극의 평면과 상기 제 2 전극의 평면 사이에 위치하며, 방향전환부재에 입사하는 빛을 반사하거나 또는 굴절하여, 방향전환부재에 입사하는 빛의 방향을 전환하는 방향전환부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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