KR20090043095A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 제1 전극, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 제1 물질층, 상기 제1 물질층 상부에 위치하는 제2 물질층, 상기 제1 전극으로 입사되어 상기 제2 전극을 향하는 청색광을 내는 광원부, 그리고 상기 청색광을 받아 상기 청색광의 파장과 다른 파장의 빛을 생성하는 적어도 하나의 색 변환 부재를 포함하고, 상기 제2 물질층은 상기 제2 전극과 결합되어 있으며 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 인력에 의하여 상기 제2 전극과 함께 이동 가능하다. 이러한 본 발명에 의하면 간단한 제조 공정으로 표시 장치를 제조할 수 있다.
표시 장치, 가동막, 색 변환 부재, 간격재, 광원부

Description

표시 장치{Display device}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 매질 간의 굴절률 차이를 이용하여 화상을 구현하는 표시 장치에 관한 것이다.
널리 사용되는 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(liquid crystal display), 플라스마 표시 장치(plasma display panel) 및 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 등이 있다.
액정 표시 장치는 전기장의 세기에 따라 광투과도가 달라지는 액정의 전기-광학적 특성을 이용하여 화상을 구현하는 표시 장치로 시야각이 좁고 비용이 고가이다. 플라스마 표시 장치는 기체 방전에 의해 생성된 플라스마를 이용하여 화상을 구현하는 표시하는 장치로, 고온의 방전 가스로 인하여 패널에 기본적으로 많은 열이 발생한다. 유기 발광 표시 장치는 음극(전자주입전극)과 양극(정공주입전극)으로부터 각각 전자와 정공을 유기 발광층 내로 주입시켜 이 전자와 정공이 결합하여 생성되는 엑시톤(exiton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광하는 표시 장치이다. 이 표시 장치에서는 주입된 전하의 일부만이 발광에 이용되며 나머지는 대부분 열로 손실된다.
그 외에도, 양자 역학적인 터널링 효과를 이용하여 음극에 구비된 이미터에서 전자를 방출시키고, 방출된 전자가 양극에 구비된 형광체에 충돌하여 형광체를 여기 시킴으로써 화상을 구현하는 전계 방출 표시 장치(field emission display) 및 전기 영동 현상을 이용하여 그림이나 글자를 반복적으로 표시하고 지울 수 있는 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등이 있다.
최근에는 상술한 표시 장치들과 같은 성능을 가지면서 아울러 간단한 구조로 제작 가능한 표시 장치의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이 중에서도 마이크로 전자기계시스템(Micro Electro Mechanical Systems, MEMS)을 응용한 전자 칠판, Display 등이 주목 받고 있다.
본 발명은 기존 표시 장치보다 단순한 구조를 가지는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 제1 전극, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 제1 물질층, 상기 제1 물질층 상부에 위치하는 제2 물질층, 상기 제1 전극으로 입사되어 상기 제2 전극을 향하는 청색광을 내는 광원부, 그리고 상기 청색광을 받아 상기 청색광의 파장과 다른 파장의 빛을 생성하는 적어도 하나의 색 변환 부재를 포함하고, 상기 제2 물질층은 상기 제2 전극과 결합되어 있으며 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 인력에 의하여 상기 제2 전극과 함께 이동 가능하다.
상기 제1 물질층은 상기 제2 물질층의 이동에 의하여 부분적으로 두께가 0이 될 수 있다. 상기 제1 물질층은 공기층을 포함할 수 있다.
상기 제2 물질층은 고분자 재료로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 물질층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 인력이 생기면 휘었다가 상기 인력이 없어지면 원 상태로 복원하는 가동막(membrane)일 수 있다.
상기 제2 물질층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 인력에 의하여 상기 제1 전극과 접촉할 수 있으며, 상기 제2 물질층의 굴절률은 상기 제1 전극의 굴절률과 동일하거나 상기 제1 전극의 굴절률보다 크게 형성될 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하며 개구부를 가지는 간격재(spacer)를 더 포함할 수 있으며, 상기 개구부에 상기 제1 물질층이 위치한다.
상기 제2 물질층이 상기 제1 전극과 접촉할 때에 상기 청색광은 상기 제2 물질층을 통과하고, 상기 제2 물질층이 상기 제1 전극과 접촉하지 않을 때에 상기 청색광은 상기 제1 물질층을 통과하지 못하고 전반사되도록 형성할 수 있다.
상기 제2 전극은 상기 제2 물질층 상부에 위치할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제2 전극 상부에 형성되어 있는 절연막을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 전극은 상기 제1 물질층과 상기 제2 물질층의 사이에 위치할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제2 전극 하부에 형성되어 있는 절연막을 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제2 전극을 기준으로 상기 제2 물질층의 반대 쪽에 위치하는 가동막을 더 포함할 수 있다.
상기 색 변환 부재는 상기 제2 물질층 아래에 위치한 제1 부재와 상기 가동막 위에 위치하는 제2 부재를 포함할 수 있다. 상기 색 변환 부재는 상기 제2 물질층 상부 또는 하부에 위치할 수 있다.
상기 제2 물질층은 투명하게 형성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 색 변환 부재는 적색 변환 부재 및 녹색 변환 부재를 포함할 수 있으며, 상기 적색 변환 부재는 상기 청색광을 적색광으로 변환하고 상기 녹색 변환 부재는 상기 청색광을 녹색광으로 변환하며, 상기 색 변환 부재를 거치지 않은 청색광, 상기 적색광 및 상기 녹색광이 합성되어 영상을 표시한다.
상기 적색 변환 부재는 CaAlSiN3:Eu, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu, Y(V,P)O4:Eu, (Y,Gd)BO3:Eu 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 녹색 변환 부재는 (Ba,Sr)2SiO4:Eu, Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce, CaSc2O4:Ce, Zn2Sio4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 색 변환 부재는 폴리디아세틸렌, 트랜스아세틸렌, 형광체(Phosphor), 나노크리스탈(Nanocrystal) 및 Quantum dot(CdSe/ZnS, CdS/ZnS, InGaP/ZnS 등)로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제1 전극을 중심으로 상기 제1 물질층의 반대 쪽에 위치하는 도광판을 더 포함할 수 있으며, 상기 도광판의 굴절률은 상기 제1 전극의 굴절률과 동일하거나 상기 제1 전극의 굴절률보다 작게 형성될 수 있다.
상기 광원부는 상기 제1 물질층이 위치하는 상기 도광판의 제1 면과 직교하는 상기 도광판의 제2 면 위에 위치할 수 있다. 상기 광원부는 광원, 그리고 상기 광원을 지지하고 있으며 내부에 반사 부재를 포함하는 덮개를 포함할 수 있다.
상기 광원부는 상기 도광판에 형성되어 있는 홈에 위치할 수 있다. 상기 광원부는 광원, 그리고 상기 광원을 둘러싸고 있는 확산 부재를 포함할 수 있다.
상기 확산 부재의 굴절률은 상기 도광판의 굴절률보다 크게 형성될 수 있다. 상기 확산 부재는 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 에폭시 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 광원부는 발광 다이오드(LED), 유기 전계 발광 소자(유기EL), 무기 전계 발광 소자(무기 EL), 냉음극 형광램프(CCFL), 외부전극 형광램프(EEFL), 방전 램프(DL) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 청색광을 내는 광원부를 이용하기 때문에 청색 변환 부재를 구비할 필요가 없으며 이로써 표시 장치의 제조 원가를 절감할 수 있다. 또한 두 매질 사이의 굴절률 차이를 이용하여 화소의 온/오프를 조절할 수 있기 때문에 표시 장치가 단순한 구조를 가질 수 있으며, 표시 장치의 제작 공정이 신속 간편해진다.
또한 본 발명의 실시예에 의하면, 도광판에 형성되어 있는 홈에 광원부를 설 치하므로 표시 장치의 크기를 줄일 수 있다. 아울러 확산 부재를 포함한 광원부를 도광판의 넓은 하부면에 배치시키므로 복수의 광원부를 설계의 어려움 없이 간편하게 배치할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 표시 장치의 결합 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 표시 장치(10)는 서로 교차하는 복수의 제1 전극(210)과 복수의 제2 전극(270)을 포함한다.
제1 전극(210)은 한 방향으로 길게 뻗어 있으며 서로 평행하게 배열되어 있다. 제2 전극(270)은 제1 전극(210)과 교차하는 방향으로 길게 뻗어 있으며 서로 평행하게 배열되어 있다.
제1 및 제2 전극(210, 270)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
제1 전극(210)과 제2 전극(270) 사이에는 간격재(300)가 배치되어 제1 전극(210)과 제2 전극(270) 사이에 간격을 준다. 간격재(300)는 행렬의 형태로 배열된 복수의 개구부(330)를 가지며, 개구부(330) 각각은 제1 전극(210)과 제2 전극(270)이 교차함으로써 만들어지는 영역에 대응한다. 개구부(330) 각각은 화소에 대응하여 형성하는 것이 가능하다.
간격재(300)는 불투명한 물질로 만들어져 빛이 통과하지 못하며 각 개구부(330)에는 공기가 채워져 있어 빛이 통과할 수 있다.
간격재(300)와 제1 전극(210) 사이에는 절연막(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
제2 전극(270) 주변에는 가동막(400)이 배치되어 있다. 가동막(400)은 하부 가동막(400p)과 상부 가동막(400q)의 이중막으로 이루어진다. 하부 가동막(400p)은 간격재(300)와 상부 가동막(400q) 사이에 위치하며, 하부 가동막(400p)과 상부 가동막(400q)의 사이에는 제2 전극(270)이 위치한다.
가동막(400)은 탄성을 가진 투명한 절연 물질로 만들어질 수 있다. 제1 전극(210)과 제2 전극(270)에 전위 차가 생기면 제1 및 제2 전극(210, 270) 사이에 인력이 생긴다. 그러면 가동막(400)에 부착된 제2 전극(270) 부분이 개구부(330)를 통해 제1 전극(210)으로 접근하며 이에 따라 하부 가동막(400p)가 제1 전극(210)에 접촉한다. 제1 전극(210)과 제2 전극(270) 사이의 전위차가 사라지면 가동막(400)의 탄력에 의해 원위치로 복귀할 수 있다.
가동막(400)의 굴절률은 제1 전극(210)의 굴절률과 동일하거나, 제1 전극(210)의 굴절률보다 크다. 이러한 가동막(400)은 폴리머 등의 고분자 재료로 만들어질 수 있다. 예컨대, 폴리디메틸 실록산(polydimethyl siloxane, PDMS), 폴리에틸렌 나프텔레이트(polyethylene naphthelate, PEN) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)가 이용될 수 있다.
하부 가동막(400p)과 상부 가동막(400q) 중 하나는 생략될 수 있으며 하부 가동막(400p)이 생략되는 경우에는 제1 전극(210)과 제2 전극(270)의 사이, 즉 제1 전극(210) 상부 또는 제2 전극(270)의 하부에 절연체를 두어 제1 및 제2 전극(210, 270)이 단락되지 않도록 한다.
제1 전극(210)의 하부에는 도광판(110)이 배치되어 있으며 입사된 빛을 가동막(400) 방향으로 유도한다. 도광판(110)은 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리 카보네이트(poly carbonate, PC) 또는 유리 따위로 만들어질 수 있다.
도광판(110)의 굴절률은 제1 전극(210)의 굴절률과 동일하거나 제1 전극(210)의 굴절률보다 작다. 제1 전극(210)의 굴절률은 가동막(400)의 굴절률과 동일하거나, 가동막(400)의 굴절률보다 작으므로 결국 도광판(110)의 굴절률은 가 동막(400)의 굴절률과 동일하거나, 가동막(400)의 굴절률 보다 작다. 한편, 제1 전극(210)의 두께가 얇아 그 굴절률을 고려할 필요가 없는 경우에도 도광판(110)의 굴절률은 가동막(400)의 굴절률과 동일하거나, 가동막(400)의 굴절률 보다 작게 형성된다.
도광판(110)의 하면 및 측면에는 복수의 반사판(133, 135)이 설치되어 있는데, 이들은 외부로 나가는 빛을 다시 가동막(400) 쪽으로 향하게 하여 광손실을 줄인다.
도광판(110)의 측면에는 광원부(510)가 설치되어 있으며, 청색광을 도광판(110)으로 조사한다. 광원부(510)는 광원(515)과 이를 감싸고 있는 덮개(513)를 포함한다. 광원(515)의 예로는 청색 발광 다이오드(light emitting diode, LED)를 들 수 있다. 그리고 덮개(513) 내부에는 광원(515)에서 조사된 빛을 도광판(110) 쪽으로 향하게 하는 반사 부재(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 광원(515)으로는 청색 발광 다이오드 대신 청색의 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)나 외부전극 형광램프(external electrode fluorescent lamp, EEFL)와 같은 형광 램프 또는 청색의 방전 램프(discharge lamp, DL)가 사용될 수도 있다.
가동막(400)의 상부면에는 복수의 색 변환 부재(450)가 형성되어 있다. 색 변환 부재(450)는 제2 전극(270)과 대체로 동일한 형태를 가지며 대략 동일한 형태로 배열되어 있다. 이러한 색 변환 부재(450)는 폴리디아세틸렌, 트렌스아세틸렌, 형광체(Phosphor), 나노크리스탈(nanocrystal) 또는 Quantum dot(CdSe/ZnS, CdS/ZnS, InGaP/ZnS 등)로 만들어질 수 있다. 한편, 도 8에서 보는 바와 같이 색 변환 부재(450)는 가동막(400)의 상부면 및 하부면 모두에 형성될 수 있다. 또한 가동막(400)과 색 변환 부재(450)는 일체형으로 제작될 수 있다.
색 변환 부재(450)는 적색 변환 부재(450R)와 녹색 변환 부재(450G)를 포함하지만, 청색 변환 부재를 별도로 포함하지 않는다. 대신 청색 변환 부재가 있어야 할 부분에는 아무런 색 변환 부재(450)도 배치하지 않는다.
적색 변환 부재(450R)는 광원부(510)에서 조사된 청색광을 흡수하여 얻은 에너지로 적색광을 발광하며 녹색 변환 부재(450G)는 청색광을 흡수하여 얻은 에너지로 녹색광을 발광한다. 이렇게 얻어진 적색광과 녹색광이 색 변환 부재(450)가 없는 부분을 통과한 청색광과 합해져서 원하는 영상이 표시된다. 따라서 본 실시예에 따른 표시 장치(10)는 청색의 가시광을 발생시키기 위하여 청색 변환 부재를 구비할 필요가 없으므로, 표시 장치(10)의 구조및 그 제조 공정이 더욱 단순해지며 나아가 표시 장치(10)의 제조 원가도 절감할 수 있다.
적색 변환 부재(450R)는 CaAlSiN3:Eu, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu, Y(V,P)O4:Eu, (Y,Gd)BO3:Eu 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있으며, 녹색 변환 부재(450G)는 (Ba,Sr)2SiO4:Eu, Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce, CaSc2O4:Ce, Zn2SiO4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
색 변환 부재(450) 형성용 조성물은 화학양론비가 조절된 재료를 바인더 수지가 용매에 용해된 비이클(vehicle)에 분산시켜 제조한다. 바인더 수지의 예로는 에틸셀룰로오스(ethyl cellulose) 등과 같은 셀룰로오스계 수지 및 아크릴 수지 등을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 용매로는 헥산트리올, 폴리프로필렌 글리콜, 부틸 카비톨 아세테이트, 터피네올 등의 유기 용매가 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 색 변환 부재(450) 형성용 조성물의 제조는 일례에 불과하므로 그 제조 방법이 여기에 한정되는 것은 아니다.
이러한 조성물을 사진법(photolithography), 스크린 인쇄법, 잉크젯 인쇄법 및 레이저 전사 등의 각종 방법을 써서 원하는 형태로 만듦으로써 색 변환 부재(450)를 형성할 수 있다.
한편, 도 3에서 보는 바와 같이 제2 전극(275)이 막대형이 아니고 각 개구부(330)에 대응하도록 형성될 수 있다(앞으로 이러한 제2 전극을 "화소 전극"이라 함). 이 경우 각 화소 전극(275)에 연결되어 화소 전극(275)에 인가되는 전압을 개별적으로 스위칭하기 위한 스위칭 소자(도시하지 않음)가 구비될 수 있다. 스위칭 소자로는 박막 트랜지스터를 예로 들 수 있으며, 이때 박막 트랜지스터를 온/오프 하기 위한 주사 신호를 전달하는 게이트선(도시하지 않음)과 화소 전극(275)에 인가되는 데이터 전압을 전달하는 데이터선(도시하지 않음)이 서로 교차하는 형태로 가동막(400) 위에 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 그리고 반도체를 포함할 수 있다. 이와 같이 하면 각 화소 전극(275)에 인가되는 전압을 정밀하게 제어할 수 있으며, 가동막(400) 부분이 제1 전극(210)에 좀 더 쉽게 접촉하고 떨어질 수 있다.
다음으로, 도 1 및 도 2의 구조를 가지는 표시 장치(10)의 구동 방법에 대하 여 도 4 및 도 5를 참고하여 설명한다.
광원(515), 제1 전극(210) 및 제2 전극(270)은 구동부(도시하지 않음)에 의해 제어되며, 이 구동부와 연결된 배선으로부터 신호를 전달받는다.
광원(515)은 청색광을 발광하고, 도광판(110)은 입사된 청색광을 가동막(400) 방향으로 유도한다. 그리고 덮개(513) 내부에 형성된 반사 부재 그리고 복수의 반사판(133, 135)은 가동막(400) 이외의 방향으로 진행하는 청색광을 반사시켜 가동막(400) 쪽으로 향하게 한다.
도 4에서 보는 바와 같이 제1 전극(210)과 제2 전극(270) 사이에 충분한 전위 차가 있으면 이 전위 차로 인해서 생기는 전극 간 인력이 가동막(400)을 이동시켜 제1 전극(210)에 접촉하게 한다. 이때 가동막(400)의 굴절률이 제1 전극(210) 및 도광판(110)의 굴절률과 동일하거나 제1 전극(210) 및 도광판(110)의 굴절률보다 크기 때문에, 청색광은 도광판(110)과 제1 전극(210)을 통과한 후 제1 전극(210)에 접촉되어 있는 가동막(400)을 통과한다. 가동막(400)에 입사된 청색광은 색 변환 부재(450)에 흡수되어 적색 또는 녹색의 빛을 발생시키거나, 가동막(400)을 그대로 통과한다.
반면, 도 5에서 보는 바와 같이 제1 전극(210)과 제2 전극(270) 사이에 충분한 전위 차가 없으면 가동막(400)은 수평 상태가 되고 가동막(400)과 제1 전극(210) 사이에 공기층이 존재한다. 이때, 도광판(110) 및 제1 전극(210)의 굴절률이 공기층의 굴절률보다 크므로 도광판(110) 및 제1 전극(210)에서 공기층으로 향하는 청색광은 공기층으로 들어가지 못하고 전반사된다. 이처럼 전반사가 발생 되기 위해서는 청색광의 입사각이 임계각보다 커야 하며, 이는 광원(515)의 위치와 도광판(110) 높이 및 길이 등을 적절하게 설계함으로써 달성될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 표시 장치(10)는 제1 및 제2 전극(210, 270)에 전압을 인가함으로써 발생하는 인력과 가동막(400)의 탄력, 그리고 두 매질 사이의 굴절률 차이를 이용하여 화소의 온/오프를 조절한다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도 6 및 도 7을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 6을 참고하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(20)는 제1 및 제2 전극(210, 270), 간격재(300), 가동막(400), 도광판(110), 광원부(510) 및 색 변환 부재(450)를 포함한다.
본 실시예에 따른 광원부(510), 도광판(110) 및 간격재(300)의 구조는 도 1 및 도 2에 도시한 실시예와 대체로 동일하다.
광원부(510)는 도광판(110)의 측면에 설치되며, 광원(515)과 덮개(513)를 포함한다. 도광판(110)의 하면 및 측면에는 복수의 반사판(133, 135)이 설치되어 있다. 도광판(110)의 상부에는 제1 전극(210)이 형성되어 있다. 제1 전극(210) 위에는 복수의 개구부(330)를 가지는 간격재(300)가 배치된다. 간격재(300) 위에는 가동막(400)이 배치된다.
다만, 본 실시예에 따른 표시 장치(20)는 도 1 및 도 2에 도시한 표시 장치(10)와는 달리 가동막(400)이 단일막으로 형성되어 있다. 가동막(400) 위에는 색 변환 부재(450)가 형성되어 있다. 가동막(400)과 색 변환 부재(450)는 일체형으로 제작될 수 있다. 색 변환 부재(450)는 적색 변환 부재(450R)와 녹색 변환 부재(450G)를 포함하고 있다. 광원부(510)에서 조사되는 청색광을 그대로 이용할 수 있기 때문에, 색 변환 부재(450)는 청색 변환 부재를 별도로 포함하지 않는다. 가동막(400) 및 색 변환 부재(450) 위에는 제1 절연막(630)이 형성되어 있다. 제1 절연막(630) 위에는 제2 전극(270)이 형성되어 있으며, 제2 전극(270)은 제1 전극(210)과 실질적으로 교차하는 방향을 따라 배열된다. 제2 전극(270) 위에는 이를 보호하는 제2 절연막(640)이 형성되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 실시예에서 살펴본 많은 특징들이 본 실시예에 적용될 수 있다.
도 7을 참고하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(30)는 도 6에 도시한 실시예와 대체로 동일한 구조를 가진다. 다만, 본 실시예에 따른 표시 장치(30)는 도 6에 도시한 표시 장치(20)와는 달리 제1 전극(210) 위에 제1 절연막(650)이 형성되어 있다. 그리고 제2 전극(270)은 가동막(400)의 하부면 즉 간격재(300)와 마주하는 면에 형성되어 있다. 제2 전극(270) 위에는 제2 절연막(670)이 형성되어 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도 8 내지 도 11을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 8을 참고하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(40)는 제1 및 제2 전극(210, 270), 간격재(300), 가동막(400), 색 변환 부재(450), 도광판(110) 및 광원부(530) 를 포함한다.
본 실시예에 따른 도광판(110), 제1 및 제2 전극(210, 270), 간격재(300), 가동막(400)의 구조는 도 1 및 도 2에 도시한 실시예와 대체로 동일하다.
도광판(110)의 상부에는 제1 전극(210)이 형성되어 있다. 제1 전극(210) 위에는 복수의 개구부(330)를 가지는 간격재(300)가 배치된다. 간격재(300) 위에는 하부 가동막(400p) 및 상부 가동막(400q)의 이중막으로 형성된 가동막(400)이 배치된다. 하부 가동막(400p)과 상부 가동막(400q)의 사이에는 제2 전극(270)이 위치한다. 가동막(400)의 상부면에는 색 변환 부재(450)가 형성되어 있다.
다만, 본 실시예에 따른 표시 장치(40)는 도 1 및 도 2에 도시한 표시 장치(10)와는 달리 가동막(400)의 하부면에도 색 변환 부재(450)가 형성되어 있다. 가동막(400)의 상부면과 마찬가지로 색 변환 부재(450)는 적색 변환 부재(450R)와 녹색 변환 부재(450G)를 포함하고 있다. 가동막(400)의 상부면에 형성된 적색 변환 부재(450R)/녹색 변환 부재(450G)와 하부면에 형성된 적색 변환 부재(450R)/녹색 변환 부재(450G)는 서로 마주하는 곳에 위치한다. 그리고 광원부(530)는 도광판(110)의 측면에 설치되어 있으며, 청색광을 도광판(110)으로 조사한다. 광원부(530)는 광원(535)과 이를 감싸고 있는 덮개(533)를 포함한다. 광원(535)으로는 부피가 작고 가벼운 유기 전계 발광 소자(유기EL) 또는 무기 전계 발광 소자(무기EL)가 사용된다. 덮개(533) 내부에는 광원(535)에서 조사된 빛을 도광판(110) 쪽으로 향하게 하는 반사 부재가 형성될 수 있다.
도광판(110)의 하면 및 측면에는 복수의 반사판(133, 135)이 설치되어 있다.
이와 같이 하면, 도 1 내지 도 4에 도시한 실시예와는 달리 광원부(530)가 차지하는 부피를 줄일 수 있기 때문에 표시 장치(40)의 크기를 줄일 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 실시예에서 살펴본 많은 특징들이 본 실시예에 적용될 수 있다.
도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(50)는 제1 및 제2 전극(210, 270), 간격재(300), 가동막(400), 색 변환 부재(450), 도광판(110) 및 광원부(550)를 포함한다.
본 실시예에 따른 도광판(110), 제1 및 제2 전극(210, 270), 간격재(300), 가동막(400) 및 색 변환 부재(450)의 구조는 도 1 및 도 2에 도시한 실시예와 대체로 동일하다.
도광판(110)의 상부에는 제1 전극(210)이 형성되어 있다. 제1 전극(210) 위에는 복수의 개구부(330)를 가지는 간격재(300)가 배치된다. 간격재(300) 위에는 하부 가동막(400p) 및 상부 가동막(400q)의 이중막으로 형성된 가동막(400)이 배치된다. 하부 가동막(400p)과 상부 가동막(400q)의 사이에는 제2 전극(270)이 위치한다. 가동막(400)의 상부면에는 색 변환 부재(450)가 형성되어 있다. 색 변환 부재(450)는 적색 변환 부재(450R)와 녹색 변환 부재(450G)를 포함하고 있으나, 청색 변환 부재를 별도로 포함하지 않는다.
다만, 본 실시예에 따른 표시 장치(50)는 도 1 및 도 2에 도시한 표시 장치(10)와는 달리 광원부(550)가 도광판(110)에 형성되어 있는 홈에 위치하고 있다. 이 홈은 광원부(550)의 형상과 대응되는 형상을 가지며 도광판(110)의 하부면에 형 성되어 있다. 홈의 형상은 광원부(550)의 형상에 따라 변경될 수 있다. 도광판(110)의 하부면 아래에는 반사판(133)이 위치한다. 도광판(110)의 양 측면에도 반사판(135, 137)이 배치되어 있다.
도 10은 도 9에 도시한 A 영역을 확대한 도면으로, 도 10을 참고하면 광원부(550)는 광원(555)과 확산 부재(553)를 포함한다.
광원(515)으로는 청색 발광 다이오드, 청색의 냉음극 형광램프나 외부전극 형광램프와 같은 형광 램프 또는 청색의 방전 램프 등이 사용될 수 있다. 또한 부피가 작고 가벼운 유기 전계 발광 소자(유기EL) 또는 무기 전계 발광 소자(무기EL)가 사용될 수 있다.
확산 부재(553)는 광원(515)을 둘러싸고 있으며, 확산 부재(553)의 굴절률은 도광판(110)의 굴절률보다 크다. 이 확산 부재(553)는 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 에폭시 또는 이들의 조합으로 만들어질 수 있다. 확산 부재(553)는 광원(555)에서 조사되는 광을 측면으로 확산시키는 역할을 하며, 광원(555)에서 조사되는 광량에서 측면으로 확산되는 광량이 70%이상 되도록 한다. 이러한 확산 부재(553)의 형상은 다양하게 설계될 수 있다. 본 실시예에 따른 확산 부재(553)는 측면이 수직선을 기준으로 기울어져 있으며, 상부면이 움푹 패인 형상을 가지고 있다. 도 11에서 보는 바와 같이, 광원(575)을 둘러싸고 있는 확산 부재(573)는 대략 반구 형상을 가질 수도 있다.
이와 같이 하면, 광원부(550)가 별도의 공간을 차지하지 않고 도광판(110)의 홈에 위치하기 때문에 표시 장치(50)의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 확산 부 재(553)를 포함하는 광원부(550, 570)를 도광판(110)의 좁은 측면이 아닌 넓은 하부면에 배치시키므로, 복수의 광원부(550, 570)를 설계의 어려움 없이 배치할 수 있다. 특히 표시 장치가 대형화되는 경우 휘도를 일정하게 유지하기 위하여 많은 수의 광원부를 필요로 하는데, 도광판(110)의 넓은 하부면에 형성된 홈에 간편하게 설치할 수 있고 측면으로 확산되는 광량이 70%이상 되는 광원부(550, 570)를 적용함으로써 화면 전체의 휘도를 일정하게 유지할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 실시예에서 살펴본 많은 특징들이 본 실시예에 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시한 표시 장치의 결합 단면도이고,
도 3은 도 1에 도시한 전극의 변형된 형태를 나타낸 도면이고,
도 4 및 도 5는 도 1에 도시한 표시 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 6 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고,
도 10은 도 9에 도시한 광원부를 확대한 도면이고,
도 11은 도 9에 도시한 광원부의 변형된 형태를 나타낸 도면이다.
<도면 부호의 설명>
10, 20, 30, 40, 50: 표시 장치
110: 도광판 133, 135, 137: 반사판
210: 제1 전극 270: 제2 전극
300: 간격재 400: 가동막
450: 색 변환 부재 510, 530, 550, 570: 광원부
513, 533: 덮개 515, 535, 555, 575: 광원
553, 573: 확산 부재 630, 640, 650, 670: 절연막

Claims (25)

  1. 제1 전극,
    상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 제1 물질층,
    상기 제1 물질층 상부에 위치하는 제2 물질층,
    상기 제1 전극으로 입사되어 상기 제2 전극을 향하는 청색광을 내는 광원부, 그리고
    상기 청색광을 받아 상기 청색광의 파장과 다른 파장의 빛을 생성하는 적어도 하나의 색 변환 부재
    를 포함하고,
    상기 제2 물질층은 상기 제2 전극과 결합되어 있으며 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 인력에 의하여 상기 제2 전극과 함께 이동 가능한 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 물질층은 상기 제2 물질층의 이동에 의하여 부분적으로 두께가 0이 되는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 물질층은 공기층을 포함하는 표시 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 제2 물질층은 고분자 재료로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제2 물질층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 인력이 생기면 휘었다가 상기 인력이 없어지면 원 상태로 복원하는 가동막(membrane)인 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 제2 물질층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 인력에 의하여 상기 제1 전극과 접촉할 수 있으며,
    상기 제2 물질층의 굴절률은 상기 제1 전극의 굴절률과 동일하거나 상기 제1 전극의 굴절률보다 큰
    표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하며 개구부를 가지는 간격재를 더 포함하며, 상기 개구부에 상기 제1 물질층이 위치하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제2 물질층이 상기 제1 전극과 접촉할 때에 상기 청색광은 상기 제2 물질층을 통과하고,
    상기 제2 물질층이 상기 제1 전극과 접촉하지 않을 때에 상기 청색광은 상기 제1 물질층을 통과하지 못하고 전반사되는 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 제2 전극은 상기 제2 물질층 상부에 위치하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제2 전극 상부에 형성되어 있는 절연막을 더 포함하는 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 제2 전극은 상기 제1 물질층과 상기 제2 물질층의 사이에 위치하는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 제2 전극 하부에 형성되어 있는 절연막을 더 포함하는 표시 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 제2 전극을 기준으로 상기 제2 물질층의 반대 쪽에 위치하는 가동막을 더 포함하는 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 색 변환 부재는 상기 제2 물질층 아래에 위치한 제1 부재와 상기 가동막 위에 위치하는 제2 부재를 포함하는 표시 장치.
  15. 제1항에서,
    상기 색 변환 부재는 상기 제2 물질층 상부에 위치하는 표시 장치.
  16. 제1항에서,
    상기 색 변환 부재는 상기 제2 물질층 하부에 위치하는 표시 장치.
  17. 제1항에서,
    상기 적어도 하나의 색 변환 부재는 적색 변환 부재 및 녹색 변환 부재를 포함하며,
    상기 적색 변환 부재는 상기 청색광을 적색광으로 변환하고 상기 녹색 변환 부재는 상기 청색광을 녹색광으로 변환하며, 상기 색 변환 부재를 거치지 않은 청색광, 상기 적색광 및 상기 녹색광이 합성되어 영상을 표시하는 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 적색 변환 부재는 CaAlSiN3:Eu, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu, Y(V,P)O4:Eu, (Y,Gd)BO3:Eu 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 표시 장치.
  19. 제17항에서,
    상기 녹색 변환 부재는 (Ba,Sr)2SiO4:Eu, Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce, CaSc2O4:Ce, Zn2Sio4:Mn, (Zn,A)2SiO4:Mn 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 표시 장치.
  20. 제1항에서,
    상기 색 변환 부재는 폴리디아세틸렌, 트랜스아세틸렌, 형광체, 나노크리스탈 및 Quantum dot(CdSe/ZnS, CdS/ZnS, InGaP/ZnS)로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 표시 장치.
  21. 제1항에서,
    상기 제1 전극을 중심으로 상기 제1 물질층의 반대 쪽에 위치하는 도광판을 더 포함하며, 상기 도광판의 굴절률은 상기 제1 전극의 굴절률과 동일하거나 상기 제1 전극의 굴절률보다 작은 표시 장치.
  22. 제21항에서,
    상기 광원부는 상기 도광판에 형성되어 있는 홈에 위치하는 표시 장치.
  23. 제22항에서,
    상기 광원부는
    광원, 그리고
    상기 광원을 둘러싸고 있는 확산 부재를 포함하는
    표시 장치.
  24. 제23항에서,
    상기 확산 부재의 굴절률은 상기 도광판의 굴절률보다 큰 표시 장치.
  25. 제1항에서,
    상기 광원부는 발광 다이오드(LED), 유기 전계 발광 소자(유기EL), 무기 전계 발광 소자(무기 EL), 냉음극 형광램프(CCFL), 외부전극 형광램프(EEFL), 방전 램프(DL) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 표시 장치.
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