KR20120085103A - 표시장치 및 광 변환 부재의 제조방법 - Google Patents

표시장치 및 광 변환 부재의 제조방법 Download PDF

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Abstract

표시장치 및 광 변환 부재의 제조방법이 개시된다. 표시장치는 광원; 상기 광원으로부터 발생되는 광의 파장을 변환시키는 광 변환 부재; 및 상기 광 변환 부재에 의해서 변환된 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함하고, 상기 광 변환 부재는 상기 광원의 출사면에 배치되는 매트릭스; 및 상기 매트릭스에 삽입되어, 상기 광원으로부터 발생되는 광의 파장을 변환시키는 다수 개의 광 변환 입자들을 포함하고, 상기 매트릭스는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리이미드, 실리콘계 수지 또는 폴리카보네이트를 포함한다.

Description

표시장치 및 광 변환 부재의 제조방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR FABRICATING LIGHT TRANSFORMING MEMBER}
실시예는 표시장치 및 광 변환 부재의 제조방법에 관한 것이다.
발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기를 자외선, 가시광선, 적외선 등으로 전환시키는 반도체 소자로서 주로 가전제품, 리모컨, 대형 전광판 등에 사용되고 있다.
고휘도의 LED 광원은 조명등으로 사용되고 있으며, 에너지 효율이 매우 높고 수명이 길어 교체 비용이 적으며 진동이나 충격에도 강하고 수은 등 유독물질의 사용이 불필요하기 때문에 에너지 절약, 환경보호, 비용절감 차원에서 기존의 백열전구나 형광등을 대체하고 있다.
또한, LED는 중대형 LCD TV, 모니터 등의 광원으로서도 매우 유리하다. 현재 LCD(Liquid Crystal Display)에 주로 사용되고 있는 냉음극 형광등(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp)에 비하여 색순수도가 우수하고 소비전력이 적으며 소형화가 용이하여 이를 적용한 시제품이 양산되고 있으며, 더욱 활발한 연구가 진행되고 있는 상태이다.
최근, 청색 LED를 사용하고 형광체로서 적색광 및 녹색광을 방출하는 양자점(QD)을 이용하여 백색광을 구현하는 기술이 다수 선보이고 있다. 이는 양자점을 이용하여 구현되는 백색광이 고휘도와 우수한 색채 재현성을 갖기 때문이다.
그럼에도, 이를 LED 백라이트 유닛에 적용하는 경우, 발생할 수 있는 광 손실을 줄이고 색 균일성을 개선하기 위한 연구의 필요성은 여전히 대두된다.
실시예는 높은 신뢰성 및 향상된 내화학성을 가지는 광 변환 부재의 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 표시장치는 광원; 상기 광원으로부터 발생되는 광의 파장을 변환시키는 광 변환 부재; 및 상기 광 변환 부재에 의해서 변환된 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함하고, 상기 광 변환 부재는 상기 광원의 출사면에 배치되는 매트릭스; 및 상기 매트릭스에 삽입되어, 상기 광원으로부터 발생되는 광의 파장을 변환시키는 다수 개의 광 변환 입자들을 포함하고, 상기 매트릭스는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리이미드, 실리콘계 수지 또는 폴리카보네이트를 포함한다.
일 실시예에 따른 표시장치는 표시패널; 상기 표시패널 아래에 배치되는 도광판; 상기 도광판의 측면에 배치되는 광원; 및 상기 광원 및 상기 도광판 사이에 배치되는 광 변환 부재를 포함하고, 상기 광 변환 부재는 튜브, 상기 튜브 내에 배치되는 매트릭스 및 상기 매트릭스에 삽입되고 상기 광원으로부터 발생되는 광의 파장을 변환시키는 다수 개의 광 변환 입자들을 포함한다.
일 실시예에 따른 광 변환 부재의 제조방법은 수지 조성물에 다수 개의 광 변환 입자들을 분산시키는 단계; 및 상기 수지 조성물을 경화시키는 단계를 포함하고, 상기 수지 조성물은 에폭시계 수지, 에틸렌 비닐 아세테이트계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아믹산 또는 비스페놀A 수지를 포함한다.
실시예에 따른 광 변환 부재는 광 변환 입자들을 밀폐성이 높은 매트릭스 내에 배치시킨다. 특히, 매트릭스는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리이미드, 실리콘계 수지 또는 폴리카보네이트 등을 포함하여, 외부의 산소 및 수분의 투과를 감소시킬 수 있다.
이에 따라서, 매트릭스는 광 변환 입자들을 외부의 화학적인 충격으로부터 효율적으로 보호할 수 있다.
특히, 매트릭스가 튜브 내에 배치되는 경우, 매트릭스 자체가 향상된 밀봉 특성을 가지기 때문에, 튜브의 양 끝단을 막기 위해서, 별도의 밀봉 부재가 사용될 필요가 없다.
따라서, 실시예에 따른 광 변환 부재는 용이하게 제조될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 표시장치는 향상된 신뢰성 및 향상된 화질을 가질 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 실시예에 따른 광 변환 부재를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에서 B-B`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 광 변환 부재를 도시한 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 실시예에 따른 광 변환 부재를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따라서, 광 변환 부재를 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등이 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 3은 제 1 실시예에 따른 광 변환 부재를 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3에서 B-B`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 5는 다른 실시예에 따른 광 변환 부재를 도시한 단면도이다. 도 6 내지 도 8은 실시예에 따른 광 변환 부재를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다. 도 9는 또 다른 실시예에 따라서, 광 변환 부재를 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 액정표시장치는 몰드 프레임(10), 백라이트 어셈블리(20) 및 액정패널(30)을 포함한다.
상기 몰드 프레임(10)은 상기 백라이트 어셈블리(20) 및 상기 액정패널(30)을 수용한다. 상기 몰드 프레임(10)은 사각 틀 형상을 가지며, 상기 몰드 프레임(10)으로 사용하는 물질의 예로서는 플라스틱 또는 강화 플라스틱 등을 들 수 있다.
또한, 상기 몰드 프레임(10) 아래에는 상기 몰드 프레임(10)을 감싸며, 상기 백라이트 어셈블리(20)를 지지하는 샤시가 배치될 수 있다. 상기 샤시는 상기 몰드 프레임(10)의 측면에도 배치될 수 있다.
상기 백라이트 어셈블리(20)는 상기 몰드 프레임(10) 내측에 배치되며, 광을 발생시켜 상기 액정패널(30)을 향하여 출사한다. 상기 백라이트 어셈블리(20)는 반사시트(100), 도광판(200), 발광다이오드(300), 광 변환 부재(400), 다수 개의 광학 시트들(500) 및 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board;FPCB)(600)을 포함한다.
상기 반사시트(100)는 상기 발광다이오드(300)로부터 발생하는 광을 상방으로 반사시킨다.
상기 도광판(200)은 상기 반사시트(100) 상에 배치되며, 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 광을 입사받아, 반사, 굴절 및 산란 등을 통해서 상방으로 반사시킨다.
상기 도광판(200)은 상기 발광다이오드(300)를 향하는 입사면을 포함한다. 즉, 상기 도광판(200)의 측면들 중 상기 발광다이오드(300)를 향하는 면이 입사면이다.
상기 발광다이오드(300)는 상기 도광판(200)의 측면에 배치된다. 더 자세하게, 상기 발광다이오드(300)는 상기 입사면에 배치된다.
상기 발광다이오드(300)는 광을 발생시키는 광원이다. 더 자세하게, 상기 상기 발광다이오드(300)는 상기 광 변환 부재(400)를 향하여 광을 출사한다.
상기 발광다이오드(300)는 청색 광을 발생시키는 청색 발광다이오드 또는 자외선을 발생시키는 UV 발광다이오드일 수 있다. 즉, 상기 발광다이오드(300)는 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광 또는 약 300㎚ 내지 약 400㎚ 사이의 파장대를 가지는 자외선을 발생시킬 수 있다.
상기 발광다이오드(300)는 상기 연성인쇄회로기판(600)에 실장된다. 상기 발광다이오드(300)는 상기 연성인쇄회로기판(600) 아래에 배치된다. 상기 발광다이오드(300)는 상기 연성인쇄회로기판(600)을 통하여 구동신호를 인가받아 구동된다.
상기 광 변환 부재(400)는 상기 발광다이오드(300) 및 상기 도광판(200) 사이에 개재된다. 상기 광 변환 부재(400)는 상기 도광판(200)의 측면에 접착된다. 더 자세하게, 상기 광 변환 부재(400)는 상기 도광판(200)의 입사면에 부착된다. 또한, 상기 광 변환 부재(400)는 상기 발광다이오드(300)에 접착될 수 있다.
상기 광 변환 부재(400)는 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 광을 입사받아, 파장을 변환시킨다. 예를 들어, 상기 광 변환 부재(400)는 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 청색광을 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 광 변환 부재(400)는 상기 청색광의 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 청색광의 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 광 변환 부재(400)는 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 자외선을 청색광, 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 광 변환 부재(400)는 상기 자외선의 일부를 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광으로 변환시키고, 상기 자외선의 다른 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 자외선의 또 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
이에 따라서, 상기 광 변환 부재(400)를 통과하는 광 및 상기 광 변환 부재(400)에 의해서 변환된 광들은 백색광을 형성할 수 있다. 즉, 청색광, 녹색광 및 적색광이 조합되어, 상기 도광판(200)에는 백색광이 입사될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 광 변환 부재(400)는 튜브(410), 다수 개의 광 변환 입자들(420) 및 매트릭스(430)를 포함한다.
상기 튜브(410)는 상기 광 변환 입자들(420) 및 상기 매트릭스(430)를 수용한다. 즉, 상기 튜브(410)는 상기 광 변환 입자들(420) 및 상기 매트릭스(430)를 수용하는 용기이다. 또한, 상기 튜브(410)는 일 방향으로 길게 연장되는 형상을 가진다.
상기 튜브(410)는 사각 튜브(410) 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 튜브(410)의 길이 방향에 대하여 수직한 단면은 직사각형 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 튜브(410)의 폭은 약 0.6㎜이고, 상기 튜브(410)의 높이는 약 0.2㎜일 수 있다. 즉, 상기 튜브(410)는 모세관일 수 있다.
상기 광 변환 입자들(420)은 상기 튜브(410)의 내부에 배치된다. 더 자세하게, 상기 광 변환 입자들(420)은 상기 매트릭스(430)에 균일하게 분산되고, 상기 매트릭스(430)는 상기 튜브(410)의 내부에 배치된다. 즉, 상기 광 변환 입자들(420)은 상기 매트릭스(430)에 삽입된다.
상기 광 변환 입자들(420)은 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 광의 파장을 변환시킨다. 상기 광 변환 입자들(420)은 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 광을 입사받아, 파장을 변환시킨다. 예를 들어, 상기 광 변환 입자들(420)은 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 청색광을 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 광 변환 입자들(420) 중 일부는 상기 청색광을 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 광 변환 입자들(420) 중 다른 일부는 상기 청색광을 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
이와는 다르게, 상기 광 변환 입자들(420)은 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 자외선을 청색광, 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 광 변환 입자들(420) 중 일부는 상기 자외선을 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광으로 변환시키고, 상기 광 변환 입자들(420) 중 다른 일부는 상기 자외선을 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시킬 수 있다. 또한, 상기 광 변환 입자들(420) 중 또 다른 일부는 상기 자외선을 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
즉, 상기 발광다이오드(300)가 청색광을 발생시키는 청색 발광다이오드인 경우, 청색광을 녹색광 및 적색광으로 각각 변환시키는 광 변환 입자들(420)이 사용될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 발광다이오드(300)가 자외선을 발생시키는 UV 발광다이오드인 경우, 자외선을 청색광, 녹색광 및 적색광으로 각각 변환시키는 광 변환 입자들이 사용될 수 있다.
상기 광 변환 입자들(420)은 다수 개의 양자점(QD, Quantum Dot)들일 수 있다. 상기 양자점은 코어 나노 결정 및 상기 코어 나노 결정을 둘러싸는 껍질 나노 결정을 포함할 수 있다. 또한, 상기 양자점은 상기 껍질 나노 결정에 결합되는 유기 리간드를 포함할 수 있다. 또한, 상기 양자점은 상기 껍질 나노 결정을 둘러싸는 유기 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 껍질 나노 결정은 두 층 이상으로 형성될 수 있다. 상기 껍질 나노 결정은 상기 코어 나노 결정의 표면에 형성된다. 상기 양자점은 상기 코어 나오 결정으로 입광되는 빛의 파장을 껍질층을 형성하는 상기 껍질 나노 결정을 통해서 파장을 길게 변환시키고 빛의 효율을 증가시길 수 있다.
상기 양자점은 Ⅱ족 화합물 반도체, Ⅲ족 화합물 반도체, Ⅴ족 화합물 반도체 그리고 VI족 화합물 반도체 중에서 적어도 한가지 물질을 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 상기 코어 나노 결정은 Cdse, InGaP, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS를 포함할 수 있다. 또한, 상기 껍질 나노 결정은 CuZnS, CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS를 포함할 수 있다. 상기 양자점의 지름은 1 nm 내지 10 nm일 수 있다.
상기 양자점에서 방출되는 빛의 파장은 상기 양자점의 크기 또는 합성 과정에서의 분자 클러스터 화합물(molecular cluster compound)와 나노입자 전구체 (precurser)의 몰분율 (molar ratio)에 따라 조절이 가능하다. 상기 유기 리간드는 피리딘(pyridine), 메르캅토 알콜(mercapto alcohol), 티올(thiol), 포스핀(phosphine) 및 포스핀 산화물(phosphine oxide) 등을 포함할 수 있다. 상기 유기 리간드는 합성 후 불안정한 양자점을 안정화시키는 역할을 한다. 합성 후에 댕글링 본드(dangling bond)가 외곽에 형성되며, 상기 댕글링 본드 때문에, 상기 양자점이 불안정해 질 수도 있다. 그러나, 상기 유기 리간드의 한 쪽 끝은 비결합 상태이고, 상기 비결합된 유기 리간드의 한 쪽 끝이 댕글링 본드와 결합해서, 상기 양자점을 안정화 시킬 수 있다.
특히, 상기 양자점은 그 크기가 빛, 전기 등에 의해 여기되는 전자와 정공이 이루는 엑시톤(exciton)의 보어 반경(Bohr raidus)보다 작게 되면 양자구속효과가 발생하여 띄엄띄엄한 에너지 준위를 가지게 되며 에너지 갭의 크기가 변화하게 된다. 또한, 전하가 양자점 내에 국한되어 높은 발광효율을 가지게 된다.
이러한 상기 양자점은 일반적 형광 염료와 달리 입자의 크기에 따라 형광파장이 달라진다. 즉, 입자의 크기가 작아질수록 짧은 파장의 빛을 내며, 입자의 크기를 조절하여 원하는 파장의 가시광선영역의 형광을 낼 수 있다. 또한, 일반적 염료에 비해 흡광계수(extinction coefficient)가 100~1000배 크고 양자효율(quantum yield)도 높으므로 매우 센 형광을 발생한다.
상기 양자점은 화학적 습식방법에 의해 합성될 수 있다. 여기에서, 화학적 습식방법은 유기용매에 전구체 물질을 넣어 입자를 성장시키는 방법으로서, 화학적 습식방법에 의해서, 상기 양자점이 합성될 수 있다.
상기 매트릭스(430)는 상기 광 변환 입자들(420)을 둘러싼다. 즉, 상기 매트릭스(430)는 상기 광 변환 입자들(420)을 균일하게 내부에 분산시킨다. 상기 매트릭스(430)는 폴리머로 구성될 수 있다. 상기 매트릭스(430)는 투명하다. 즉, 상기 매트릭스(430)는 투명한 폴리머로 형성될 수 있다.
상기 매트릭스(430)는 높은 밀폐성을 가진다. 더 자세하게, 상기 매트릭스(430)는 낮은 산소 투과율을 가질 수 있다.
또한, 상기 매트릭스(430)는 고 밀도의 폴리머로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 매트릭스(430)는 약 1.0g/㎖ 내지 약 2.0g/㎖의 밀도를 가지는 폴리머를 포함할 수 있다. 또한, 상기 매트릭스(430)는 굴절률이 약 1.4 내지 약 1.6인 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 매트릭스(430)는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리이미드 또는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 매트릭스(430)는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다.
상기 실리콘계 수지는 실록세인(siloxane, -Si-O-) 결합의 골격 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 실록세인 골격에 메틸기, 페닐기 또는 하이드록시기 등이 첨가될 수 있다.
예를 들어, 상기 실리콘계 수지는 아래의 화학식 1로 표현될 수 있다.
화학식 1
Figure pat00001
여기서, R1, R2, R3, 및 R4는 서로 독립적으로 수소, 할로겐 원소, 알킬기, 아릴기, 시클로 알킬기 또는 헤테로 아릴기 등으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
더 자세하게, 상기 매트릭스(430)에 사용되는 실리콘계 수지는 아래의 화학식2로 표현될 수 있다.
또한, 상기 매트릭스(430)는 가교제를 더 포함할 수 있다. 상기 가교제에 의해서, 상기 매트릭스(430)의 밀폐성이 더 향상될 수 있다. 상기 가교제는 상기 매트릭스(430)에 약 20wt% 내지 약 25wt%의 비율로 포함될 수 있다.
상기 가교제의 예로서는 1,6-헥산디올디아클릴레이트(1,6-Hexanediol Diacrylate), 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(Dipropylene glycol Diacrylate), 네오펜틸 글리콜 디아클릴레이트(Neopentyl glycol Diacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane Triacrylate), 에톡시레이트 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Ethoxylated Trimethylolpropane Triacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropane Trimethacrylate), 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트 (Pentaerythritol Tetraacrylate), 디펜타에리쓰리톨 헥사아크릴레이트(Dipentaerylthritol Hexaacrylate), 비닐트리에톡시실란(Vinyltriethoxysilane), 비닐트리메톡시실란(Vinyltrimethoxysilane), 비닐-트리스-(2-메톡시에톡시)실란(Vinyl-tris-(2-methoxyethoxy) silane) 또는 비닐메틸디메톡시실란(Vinylmethyldimethoxysilnae) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 매트릭스(430)는 금속 염을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 매트릭스(430)는 백금 염을 더 포함할 수 있다. 상기 백금 염(platinum salt)에 의해서, 상기 매트릭스(430)의 밀폐성, 더 자세하게, 산소 차단 특성이 향상될 수 있다. 상기 백금 염은 상기 매트릭스(430)에 약 0.001wt% 내지 약 0.01wt%의 비율로 포함될 수 있다.
상기 백금 염의 예로서는 백금산 아민(platinum amine), 염화 백금(platinum chloride) 또는 백금산 암모늄 등을 들 수 있다.
상기 매트릭스(430)는 상기 튜브(410) 내부에 배치된다. 즉, 상기 매트릭스(430)는 전체적으로 상기 튜브(410) 내부에 채워진다. 상기 매트릭스(430)는 상기 튜브(410)의 내면에 밀착될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 광 변환 부재(401)는 밀봉부재(440)를 더 포함할 수 있다.
상기 밀봉부재(440)는 상기 튜브(410)의 내부에 배치된다. 상기 밀봉부재(440)는 상기 튜브(410)의 끝단에 배치된다. 상기 밀봉부재(440)는 상기 튜브(410)의 내부를 밀봉한다. 상기 밀봉부재(440)는 에폭시계 수지(epoxy resin)를 포함할 수 있다.
상기 밀봉부재(440)에 의해서, 상기 튜브(410) 내부로 유입되는 산소 및 수분의 유입이 더 효과적으로 차단될 수 있다. 또한, 상기 밀봉부재(440)는 상기 금속 염을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 밀봉부재(440) 및 상기 호스트(430) 사이에는 공기층(450)이 개재될 수 있다. 상기 공기층(450)은 질소 또는 불활성 기체 등과 같은 반응성이 낮은 공기로 이루어질 수 있다.
도 6 내지 도 9는 상기 광 변환 부재(400)를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다. 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 광 변환 부재(400)는 다음과 같은 방법에 의해서 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 튜브(410)가 제공된다. 상기 튜브(410)의 일 끝단은 밀봉되고, 다른 끝단은 오픈된다.
도 7을 참조하면, 수지 조성물(431)에 상기 광 변환 입자들(420)이 균일하게 분산된다. 상기 수지 조성물(431)은 투명하다. 상기 수지 조성물(431)은 광 경화 특성을 가질 수 있다.
상기 수지 조성물(431)은 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아믹산, 비스페놀A 수지 또는 실리콘계 수지 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 수지 조성물(431)은 아크릴레이트계 단량체 또는 실록세인계 단량체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수지 조성물(431)은 광 경화 개시제를 포함할 수 있다. 상기 광 경화 개시제의 예로서는 α-히드록시케톤(α-hydroxyketone), 페닐글리옥시레이트(phenylglyoxylate), 벤질디메틸 케탈(benzildimethyl ketal), α-아미노케톤(α-aminoketone), 모노 아실 포스핀(mono acyl phosphine), 비스 아실 포스핀(bis acyl phosphine), 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논(2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone) 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
또한, 상기 수지 조성물(431)은 상기 가교제를 포함할 수 있다. 또한, 상기 수지 조성물(431)은 밀폐성을 향상시키기 위한 상기 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로, 앞서 설명한 백금 염과 같은 금속 염이 상기 수지 조성물(431)에 더 첨가될 수 있다.
이후, 상기 튜브(410)의 내부는 감압되고, 상기 광 변환 입자들(420)이 분산된 수지 조성물(431)에 상기 튜브(410)의 일 끝단이 상기 수지 조성물(431)에 딥핑된다. 이후, 주위의 압력이 상승된다. 이에 따라서, 상기 광 변환 입자들(420)이 분산된 수지 조성물(431)은 상기 튜브(410) 내부로 유입된다.
도 8을 참조하면, 상기 튜브(410) 내로 유입된 수지 조성물(431)은 자외선 등에 의해서 경화되고, 상기 매트릭스(430)가 형성된다. 이때, 상기 튜브(410)에 전체적으로 자외선이 동시에 조사되어 상기 수지 조성물(431)이 경화될 수 있다.
이와는 다르게, 도 9를 참조하면, 상기 튜브(410) 내로 유입된 수지 조성물(431)은 순차적으로 경화될 수 있다. 즉, 상기 튜브(410)의 일 끝단으로부터 다른 끝단까지 순차적으로 자외선이 조사되어, 상기 튜브(410) 내로 유입된 수지 조성물(431)이 경화될 수 있다.
더 자세하게, 상기 튜브(410)의 끝단들 중 밀봉된 끝단에 자외선이 조사되고, 이후, 상기 튜브(410)의 끝단들 중 오픈된 끝단까지 연속적으로 자외선이 조사된다. 이때, 매우 한정된 영역에만 자외선을 조사하는 자외선 조사기가 사용될 수 있다.
상기 수지 조성물(431)은 광 경화되는 과정에서 수축될 수 있다. 이때, 상기 튜브(410)에 유입된 수지 조성물(431)은 일 끝단으로부터 다른 끝단까지 순차적으로 경화되기 때문에, 상기 수지 조성물(431)의 수축에 따른 상기 매트릭스(430)와 상기 튜브(410) 사이가 이격되는 현상을 방지할 수 있다.
즉, 상기 튜브(410)의 일 끝단에서 상기 수지 조성물(431)이 경화되고, 수축이 발생될 때, 아직 경화되지 않은 수지 조성물이 상기 튜브의 일 끝단으로 더 이동될 수 있다.
이에 따라서, 상기 수지 조성물(431)의 직경 방향으로의 수축이 감소될 수 있다. 즉, 본 경화 방법은 상기 수지 조성물(431)에서의 상기 튜브(410)의 길이 방향에 대하여 수직한 방향으로의 수축을 줄일 수 있다.
따라서, 본 순차적인 경화 방법은 상기 매트릭스(430)와 상기 튜브(410) 사이의 밀폐도를 향상시킬 수 있고, 상기 광 변환 입자들(420)에 산소 등이 유입되는 것을 막을 수 있다.
다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 광학 시트들(500)은 상기 도광판(200) 상에 배치된다. 상기 광학 시트들(500)은 통과하는 광의 특성을 향상시킨다.
상기 연성인쇄회로기판(600)은 상기 발광다이오드(300)에 전기적으로 연결된다. 상기 발광다이오드(300)를 실장할 수 있다. 상기 연성인쇄회로기판(600)은 연성인쇄회로기판이며, 상기 몰드 프레임(10) 내측에 배치된다. 상기 연성인쇄회로기판(600)은 상기 도광판(200) 상에 배치된다.
상기 몰드 프레임(10) 및 상기 백라이트 어셈블리(20)에 의해서 백라이트 유닛이 구성된다. 즉, 상기 백라이트 유닛은 상기 몰드 프레임(10) 및 상기 백라이트 어셈블리(20)를 포함한다.
상기 액정패널(30)은 상기 몰드 프레임(10) 내측에 배치되고, 상기 광학시트들(500)상에 배치된다.
상기 액정패널(30)은 통과하는 광의 세기를 조절하여 영상을 표시한다. 즉, 상기 액정패널(300)은 영상을 표시하는 표시패널이다. 상기 액정패널은 상기 광 변환 부재(400)에 의해서 파장인 변환된 광을 이용하여 영상을 표시한다. 상기 액정패널(30)은 TFT기판, 컬러필터기판, 두 기판들 사이에 개재되는 액정층 및 편광필터들을 포함한다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 광 변환 입자들(420)은 밀폐성이 높은 상기 매트릭스(430) 내에 배치된다. 특히, 상기 매트릭스(430)는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리이미드, 실리콘계 수지 또는 폴리카보네이트 등을 포함하여, 외부의 산소 및 수분의 투과를 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 매트릭스(430) 내에는 상기 백금 염과 같은 금속 염이 포함되어, 상기 매트릭스(430)의 산소 차단 특성이 향상될 수 있다.
이에 따라서, 상기 매트릭스(430)는 상기 광 변환 입자들(420)을 외부의 화학적인 충격으로부터 효율적으로 보호할 수 있다.
특히, 상기 매트릭스(430)가 상기 튜브(410) 내에 배치되는 경우, 상기 매트릭스(430) 자체가 향상된 밀봉 특성을 가지기 때문에, 상기 튜브(410)의 끝단들을 막기 위해서, 별도의 밀봉 부재가 사용될 필요가 없다. 따라서, 상기 광 변환 부재(400)는 용이하게 제조될 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 액정표시장치는 향상된 신뢰성 및 향상된 화질을 가질 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실험예
아래의 화학식의 실리콘계 수지에 약 10wt%의 비율의 양자점(나노시스사 제품)이 첨가되었다. 또한, 상기 실리콘계 수지에 약 20wt%의 비율로 가교제인 이 첨가되고, 백금 아민이 약 0.01wt%의 비율로 첨가되었다. 이와 같이 형성된 수지 조성물#1은 플래터너리 밀에 의해서 균일하게 혼합되고, 약 12시간 동안 에이징되었다. 이후, 약 2㎜의 폭 및 약 1㎜의 두께를 가지는 모세관에 상기 수지 조성물#1이 유입되고, 자외선에 의해서 상기 유입된 수지 조성물#1은 경화되었다. 이와 같이, 광 변환 부재#1이 제조되었다.
비교예
나노 시스사의 분산 매질(제품)에 백금 아민을 제외한 나머지가 실험예와 동일하도록, 가교제 및 양자점이 첨가되어, 수지 조성물#2가 형성되었다. 이후, 실험예와 동일하게 광 변환 부재#2가, 제조되었다.
이후, 상기 광 변환 부재#1 및 상기 광 변환 부재#2는 고농도 및 고압의 산소 조건에서 약 24시간 동안 노출되었다. 이후, 상기 광 변환 부재#1의 광 변환 효율은 약 90%이었고, 상기 광 변환 부재#2의 광 변환 효율은 약 80%이었다.

Claims (17)

  1. 광원;
    상기 광원으로부터 발생되는 광의 파장을 변환시키는 광 변환 부재; 및
    상기 광 변환 부재에 의해서 변환된 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널을 포함하고,
    상기 광 변환 부재는
    상기 광원의 출사면에 배치되는 매트릭스; 및
    상기 매트릭스에 삽입되어, 상기 광원으로부터 발생되는 광의 파장을 변환시키는 다수 개의 광 변환 입자들을 포함하고,
    상기 매트릭스는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리이미드, 실리콘계 수지 또는 폴리카보네이트를 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 매트릭스 및 상기 광 변환 입자들을 수용하는 튜브를 포함하는 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 튜브의 끝단에 배치되어, 상기 튜브의 내부를 밀봉하는 밀봉부재를 포함하는 표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 밀봉부재는 금속 염을 포함하는 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 매트릭스는 가교제를 포함하는 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 매트릭스는 금속 염을 포함하는 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 금속 염은 백금 염이고, 상기 백금 염은 상기 매트릭스에 0.001wt% 내지 0.01wt%의 비율로 포함되는 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 매트릭스는 아래의 화학식 1로 표현되는 실리콘계 수지를 포함하는 표시장치.
    화학식 1
    Figure pat00002

    여기서, R1, R2, R3, 및 R4는 서로 독립적으로 수소, 할로겐 원소, 알킬기, 아릴기, 시클로 알킬기 또는 헤테로 아릴기 등으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
  9. 표시패널;
    상기 표시패널 아래에 배치되는 도광판;
    상기 도광판의 측면에 배치되는 광원; 및
    상기 광원 및 상기 도광판 사이에 배치되는 광 변환 부재를 포함하고,
    상기 광 변환 부재는;
    튜브;
    상기 튜브 내에 배치되는 매트릭스; 및
    상기 매트릭스에 삽입되고, 상기 광원으로부터 발생되는 광의 파장을 변환시키는 다수 개의 광 변환 입자들을 포함하는 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 매트릭스는 상기 튜브의 양 끝단까지 채워지는 표시장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 매트릭스의 길이는 상기 튜브의 길이에 대응되는 표시장치.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 매트릭스는 실리콘계 수지 및 백금 염을 포함하는 표시장치.
  13. 수지 조성물에 다수 개의 광 변환 입자들을 분산시키는 단계;
    상기 수지 조성물을 경화시키는 단계를 포함하고,
    상기 수지 조성물은 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 폴리아믹산, 실리콘계 수지 또는 비스페놀A 수지를 포함하는 광 변환 부재의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 수지 조성물을 튜브에 주입하는 단계를 포함하는 광 변환 부재의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 수지 조성물을 상기 튜브에 주입하는 단계는,
    상기 튜브의 내부를 감압하는 단계; 및
    상기 튜브의 일 끝단을 상기 수지 조성물에 딥핑하는 단계를 포함하는 광 변환 부재의 제조방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 튜브의 일 끝단에서 상기 튜브의 다른 끝단까지 순차적으로 광이 조사되어, 상기 튜브에 주입된 수지 조성물이 경화되는 광 변환 부재의 제조방법.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 수지 조성물에 백금 염을 첨가하는 단계를 포함하는 광 변환 부재의 제조방법.
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