KR20130047198A - 퀀텀 로드 발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 화소영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 1 기판 상에 상기 화소영역 내부에 일끝단이 위치하고 일측으로 갈수록 점진적으로 두꺼운 두께를 가지며 상기 화소영역 내에 제 1 개구 가지며 형성된 제 1 블랙매트릭스와; 상기 제 1 블랙매트릭스 상에 형성된 제 1 반사층과; 상기 제 1 반사층 상부에 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 상부에 형성된 다수의 퀀텀 로드를 구비한 퀀텀 로드층과; 상기 퀀텀 로드층 위로 형성된 제 2 전극과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판 내측면에 구비되며 상기 화소영역 내부에 일끝단이 위치하고 상기 일측과 반대되는 타측으로 갈수록 점진적으로 두꺼운 두께를 가지며 상기 화소영역 내에 제 1 개구와 중첩하며 동시에 상기 화소영역 내에 상기 제 2 기판 내측면을 노출시키는 제 2 개구를 가지며 형성된 제 2 블랙매트릭스와; 상기 제 2 블랙매트릭스 상에 형성된 제 2 반사층과; 상기 제 1 기판의 외측면에 구비된 백라이트 유닛을 포함하는 퀀텀 로드 발광 표시장치를 제공한다.

Description

퀀텀 로드 발광 표시장치{Quantum rod luminescent display device}
본 발명은 퀀텀 로드 발광 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집광 능력을 향상시킨 퀀텀 로드 발광 표시장치에 관한 것이다.
최근, 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판표시장치(flat panel display)가 널리 개발되어 다양한 분야에 적용되고 있다.
대표적인 평판표시장치로서 액정표시장치가 가장 널리 보급되어 이용되고 있다.
하지만, 액정표시장치는 도 1(일반적인 액정표시장치의 개략적인 단면 구성을 나타낸 도면)을 참조하면, 제 1 및 제 2 기판(미도시)과 배향막(미도시)과 컬러필터층(미도시) 및 액정층(미도시)을 포함하는 액정패널(10)과 다수의 광학필름(22)을 포함하는 백라이트 유닛(20)과, 상/하부 편광판(31, 32)을 포함하여 구성되고 있다.
즉, 액정표시장치(1)는 그레이 레벨이 구현을 위해 다수의 광학필름(22)과 편광판(31, 32)을 필요로 하고 있으며, 컬러를 표현하기 위해 별도의 액정패널 내에 컬러필터층(미도시)을 필요로 하고 있다.
따라서, 백라이트 유닛(20)의 광원(미도시)으로부터 나온 빛은 이들 다수의 광학필름(22)과 컬러필터층(미도시) 및 편광판(31, 32)을 투과하면서 대부분이 소실되어 투과율 저하를 일으키고 있다.
즉, 백라이트 유닛(20)의 광원(미도시)으로부터 나온 빛량을 100이라 할 때 최종적으로 액정표시장치(1)를 투과하여 나온 빛량은 5 내지 10 정도가 되므로 투과효율이 매우 낮고, 이에 의해 표시장치로서 적절한 휘도 구현을 위해 백라이트 유닛으로부터 나오는 빛의 휘도를 늘려야 하므로 소비전력이 증가되며, 더욱이 제조를 위해 요구되는 부품수가 많아 제조 비용을 저감시키는데 많은 어려움이 있다.
따라서 최근에는 이러한 액정표시장치의 저투과율의 문제를 해결하여 소비전력을 저감시키고 상대적으로 구비되는 구성요소가 작아 제조 비용을 저감시킬 수 있는 새로운 평판표시장치가 요구되고 있다.
한편, 이러한 시대적 요구에 부응하여 별도의 편광판과 컬러필터층 및 광학필름을 필요로 하지 않는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광소자가 제안되었다.
이러한 유기전계 발광소자(organic electroluminescent device)는, 전자 주입 전극인 음극과 정공 주입 전극인 양극 사이에 형성된 유기 발광층에 전하를 주입하여 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다.
이러한 유기전계 발광소자는 플라스틱과 같은 유연한 기판(flexible substrate) 위에도 형성할 수 있을 뿐 아니라, 자체 발광에 의해 색감이 뛰어나며, 액정표시장치에 비해 낮은 전압에서 (10V 이하) 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 적다는 장점이 있다.
하지만, 이러한 유기전계 발광소자는 유기 발광층을 이루는 유기 발광 물질의 라이프 타임이 발광하는 색별로 큰 차이가 있고 특히 청색 발광 물질의 경우 상대적으로 작은 라이프 타임을 가짐으로서 통상적인 표시장치의 수명보다 작은 문제가 발생되고 있다.
따라서, 여전히 고투과율을 가지며 저소비전력 구동이 가능하고 동시에 액정표시장치 수준의 수명을 갖는 평판표시장치가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은, 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 편광판을 필요로 하지 않아 큰 투과 효율을 가지며 액정표시장치 대비 간단한 구성을 가져 제조 비용을 저감시킬 수 있는 표시장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치는, 화소영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 1 기판 상에 상기 화소영역 내부에 일끝단이 위치하고 일측으로 갈수록 점진적으로 두꺼운 두께를 가지며 상기 화소영역 내에 제 1 개구 가지며 형성된 제 1 블랙매트릭스와; 상기 제 1 블랙매트릭스 상에 형성된 제 1 반사층과; 상기 제 1 반사층 상부에 형성된 제 1 전극과; 상기 제 1 전극 상부에 형성된 다수의 퀀텀 로드를 구비한 퀀텀 로드층과; 상기 퀀텀 로드층 위로 형성된 제 2 전극과; 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과; 상기 제 2 기판 내측면에 구비되며 상기 화소영역 내부에 일끝단이 위치하고 상기 일측과 반대되는 타측으로 갈수록 점진적으로 두꺼운 두께를 가지며 상기 화소영역 내에 제 1 개구와 중첩하며 동시에 상기 화소영역 내에 상기 제 2 기판 내측면을 노출시키는 제 2 개구를 가지며 형성된 제 2 블랙매트릭스와; 상기 제 2 블랙매트릭스 상에 형성된 제 2 반사층과; 상기 제 1 기판의 외측면에 구비된 백라이트 유닛을 포함한다.
이때, 상기 제 1 전극은 각 화소영역 별로 분리 형성되며, 상기 제 2 전극은 상기 화소영역 구분없이 화상을 표시하는 표시영역 전면에 형성된 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 기판에는 상기 제 1 개구에 대응하여 노출된 상기 제 1 전극과 상기 퀀텀 로드층의 가장자리를 덮으며 형성된 버퍼패턴이 구비된 것이 특징이다.
상기 제 1 반사층은 상기 제 1 기판면에 대해 비스듬하게 제 1 각도를 가지며 형성되며, 상기 제 2 반사층은 상기 제 2 기판면에 대해 비스듬하게 제 2 각도를 가지며 형성된 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 기판에는 적, 녹, 청색을 나타내는 제 1, 2, 3 화소영역이 구비되며, 상기 퀀텀 로드층은 상기 제 1, 2, 3 화소영역별로 서로 다른 크기를 갖는 퀀텀 로드를 구비한 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 기판에는 상기 서로 교차하여 상기 각 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과; 상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되는 박막트랜지스터가 구비되며, 상기 제 1 전극은 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 것이 특징이다.
그리고, 상기 퀀텀 로드층에 구비되는 다수의 퀀텀 로드는 일 방향으로 배열된 것이 특징이며, 이때, 상기 다수의 퀀텀 로드가 일방향으로 배열되었다고 하는 것은, 수평 방향의 편광비 PRh 와 수직 방향의 편광비 PRv를 각각 PRh = Ih/(Ih+Iv), PRv = Iv/(Ih+Iv) 이라 정의할 때, 상기 수평 방향의 편광비 PRh 또는 수직 방향의 편광비 PRv가 0.5보다는 크고 1보다는 작은 값을 갖는 즉, 0.5 < PRh(또는 PRv)< 1 을 만족시키는 것을 의미하는 것이다.
또한, 상기 퀀텀 로드는, 코어만으로 이루어지거나, 또는 코어와 상기 코어를 둘러싸는 쉘로 이루어지며, 상기 쉘은 단축과 장축을 갖는 형태를 이루며 단축 대 장축의 비가 1:1.1 내지 1:30인 것이 특징이며, 상기 퀀텀 로드는 그 형상이 구, 타원구, 다면체, 막대 형태 중 어느 하나를 이루며, 상기 쉘은 상기 퀀텀 로드의 단축 방향으로 절단한 절단면이 원, 타원, 다각형 형태 중 어느 하나의 형태를 이루는 것이 특징이다.
또한, 상기 쉘은 단일층 또는 다중층 구조를 이루는 것이 특징이며, 이때, 상기 쉘은 합금(alloy), 옥사이드 계열 또는 불순물이 도핑된 물질로 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 코어는 주기율표 상의 Ⅱ-Ⅵ, Ⅲ-V, Ⅲ-Ⅵ, Ⅵ-Ⅳ, Ⅳ 족의 반도체, 합금 또는 혼합된 물질로 이루어지는 것이 특징이며, 상기 퀀텀 로드의 코어는 Ⅱ-Ⅵ족으로 이루어지는 경우, CdSe, CdS, CdTe, ZnO, ZnSe, ZnS, ZnTe, HgSe, HgTe, CdZnSe 중 어느 하나로 이루어지거나 또는 둘 이상의 물질이 혼합된 물질로 이루어지며, Ⅲ-V 족으로 이루어지는 경우, InP, InN, GaN, InSb, InAsP, InGaAs, GaAs, GaP, GaSb, AlP, AlN, AlAs, AlSb, CdSeTe, ZnCdSe 중 어느 하나로 이루어지거나 또는 둘 이상의 물질이 혼합된 물질로 이루어지며, Ⅵ-Ⅳ족으로 이루어지는 경우, PbSe, PbTe, PbS, PbSnTe, Tl2SnTe5 중 어느 하나로 이루어지거나 또는 둘 이상의 물질이 혼합된 물질로 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 백라이트 유닛은, 반사판과, 상기 반사판 상부에 위치한 도광판과, 상기 도광판 측면에 위치하는 광원과 상기 도광한 상부에 위치하는 다수의 광학시트로 구성된 에지형 백라이트 유닛이거나, 또는 반사판과, 상기 반사판 상부에 위치하는 광원과, 상기 광원 상부에 위치하는 확산판과, 상기 확산판 상부에 위치하는 다수의 광학시트로 구성된 직하형 백라이트 유닛인 것이 특징이다.
그리고, 상기 백라이트 유닛은 청색 또는 UV(ultra violet)광을 발생시키는 것이 특징이다.
본 발명은, 편광판을 필요로 하지 않으므로 편광판이 구비됨으로써 휘도 특성이 저하되며 이렇게 저하된 휘도 특성을 향상시키고자 더 밝은 광원을 구비함으로써 소비전력이 증가되는 액정표시장치 대비 휘도 특성 및 저 소비전력 특성을 갖는 퀀텀 로드 발광 표시장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치는 제 1 기판과 이와 대향하는 제 2 기판에 모두 블랙매트릭스를 형성하고, 반사층에 의해 반사되는 빛이 퀀텀 로드층에 입사되도록 하는 구성을 가짐으로서 백라이트 유닛으로부터 발생된 빛이 퀀텀 로드층에 흡수되지 않고 그대로 투과함으로써 발생되는 빛샘 및 풀 컬러 표시품질 저하를 억제하는 동시에 빛의 집광율을 향상시켜 광효율을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 개략적인 단면 구성을 나타낸 도면.
도 2는 퀀텀 로드의 형태를 나타낸 도면.
도 3은 퀀텀 로드에 전기장을 인가하기 전과 후의 전자와 전공 상태를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치의 단면도.
도 5a와 도 5b는 비교예로서 백라이트 유닛으로부터 나온 빛의 경로가 바뀌지 않고 퀀텀 로드층을 통과하여 사용자의 눈으로 입사되는 구성을 갖는 퀀텀 로드 발광 표시장치에 있어 백라이트 유닛과 퀀텀 로드층만을 간략히 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치에 대하여 상세히 설명한다.
우선, 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치에 이용되는 퀀텀 로드에 대해 간단히 설명한다.
퀀텀 로드의 일반적인 형태를 나타낸 도면인 도 2에 도시한 바와 같이, 퀀텀 로드(quantum rod)(156)는 중심을 이루는 코어(core)(157)와 상기 코어(157)를 감싸는 쉘(shell)(158)로 이루어지고 있다. 이때, 도면에서는 상기 퀀텀 로드(156)는 코어(157)와 이를 감싸는 쉘(158)로 이루어지는 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 쉘(158)은 생략되어 코어(157)만으로 이루어질 수도 있다.
이때, 상기 코어(157)는 그 형상이 구, 타원구, 다면체, 막대 형태 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 도면에서는 일례로 구 형태를 이루는 것을 도시하였다.
한편, 코어(157)만으로 퀀텀 로드(156)를 이루는 경우, 상기 코어(157)는 타원구 또는 막대 형태를 이루는 것이 특징이다.
또한, 상기 퀀텀 로드가 코어(157)를 감싸는 쉘(158)을 포함하는 경우, 상기 코어(157)는 구, 타원구, 다면체, 막대 형태 중 어느 형태를 이룰 수 있으며, 이를 감싸는 상기 쉘(158)은 장축과 단축을 가지며 상기 퀀텀 로드(156)의 단축 방향으로 절단한 절단면이 원, 타원, 다각형 형태 중 어느 하나의 형태를 이룰 수 있다.
또한, 상기 쉘(158)은 단일층 또는 다중층 구조로 가질 수 있으며, 합금(alloy), 옥사이드 계열의 물질 또는 불순물이 도핑된 물질 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 물질로 이루어지는 것이 특징이다.
이때, 상기 쉘(158)은 그 단축 대 장축의 비율이 1:1.1 내지 1:30의 범위를 가짐으로써 다양한 비율을 가질 수 있는 것이 특징이다.
또한, 이러한 퀀텀 로드(156)의 코어(157)는 주기율 표의 Ⅱ-Ⅵ, Ⅲ-V, Ⅲ-Ⅵ, Ⅵ-Ⅳ, Ⅳ 족의 반도체, 합금 혹은 그것의 혼합된 물질로 이루어질 수 있다.
즉, 상기 퀀텀 로드(156)의 코어(157)가 주기율표의 Ⅱ-Ⅵ족으로 이루어지는 경우, CdSe, CdS, CdTe, ZnO, ZnSe, ZnS, ZnTe, HgSe, HgTe, CdZnSe 중 어느 하나로 또는 둘 이상의 물질이 혼합될 수 있다.
그리고, Ⅲ-V 족으로 이루어지는 경우, InP, InN, GaN, InSb, InAsP, InGaAs, GaAs, GaP, GaSb, AlP, AlN, AlAs, AlSb, CdSeTe, ZnCdSe 중 어느 하나로 또는 둘 이상의 물질이 혼합될 수 있다.
또한, Ⅵ-Ⅳ족으로 이루어지는 경우, PbSe, PbTe, PbS, PbSnTe, Tl2SnTe5중 어느 하나로 또는 둘 이상의 물질이 혼합될 수 있다.
이러한 물질과 비율을 갖는 퀀텀 로드(156)는 동일한 물질의 코어(157)로 구성되더라도 상기 코어(157)의 크기에 따라 형광 파장이 달라진다는 것이다. 코어(157)의 크기가 적어질수록 짧은 파장의 형광을 내며 크기가 커질수록 긴 파장의 형광을 발생시킨다. 따라서 코어(157) 크기를 조절함으로써 원하는 가시광선 영역대의 빛을 거의 다 낼 수 있는 것이 특징이다.
전술한 바와 같은 물질로 이루어지는 퀀텀 로드(156)는 도 3(퀀텀 로드에 전기장을 인가하기 전과 후의 전자와 전공 상태를 나타낸 도면)에 도시한 바와같이, 코어(157) 그 자체 또는 상기 코어(157)를 감싸는 쉘(158)은 장축과 단축을 갖는 형태를 이루고 있다.
따라서, 상기 장축과 단축을 갖는 쉘(158) 또는 코어(157)의 장축 방향으로 전기장을 인가하기 전에는 상기 코어(157) 내에 전자와 정공이 결합된 상태를 이루고 있지만, 상기 쉘(158) 또는 코어(157)의 장축 방향으로 전기장이 가해지면 전자(e)와 정공(h)이 상기 코어(157) 내부 또는 상기 코어(157)와 쉘(158) 사이에서 공간적으로 분리됨으로써 밴드 갭의 분리를 유도할 수 있는 것이 특징이며, 이에 따라 퀀텀 로드(156)로부터 발광되는 형광 또는 발광량 조절이 가능함으로써 그레이 레벨을 구현할 수 있는 것이다.
이러한 퀀텀 로드(156)는 자체 양자효율(quantum yield)이 이론상으로 100%가 되므로 매우 센 형광을 발생시킬 수 있는 것이 또 다른 특징이다.
전술한 특징을 갖는 퀀텀 로드(156)를 이용한 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치의 구성에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치의 단면도로서 이웃한 3개의 화소영역(P)을 도시하였으며, 이중 하나의 화소영역(P)에 대해서만 박막트랜지스터(Tr)를 도시하였다. 이때, 설명의 편의를 위해 각 화소영역(P) 내에 박막트랜지스터(Tr)가 구비되는 영역을 스위칭 영역(TrA)이라 정의하였다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치(101)는 화소영역(P)별로 분리 형성된 제 1 전극(150)과, 화상을 표시하는 표시영역 전면에 형성된 제 2 전극(160) 그리고 상기 제 1, 2 전극(150, 160) 사이에 개재된 퀀텀 로드층(155)과, 제 1 블랙매트릭스(144)와 제 1 반사층(146)이 구비되는 제 1 기판(110)과, 이와 마주하며 그 내측면에 제 2 블랙매트릭스(173)와 제 2 반사층(176)이 구비된 제 2 기판(170)으로 이루어진 퀀텀 로드 패널(102)과, 백라이트 유닛(180)을 포함하여 구성되고 있다.
이때, 상기 퀀텀 로드층(155) 하부 및 상부에 위치하는 제 1 및 제 2 전극(150, 160)에 전압을 인가하여 전기장을 세기를 달리하여 발생시킴으로써 상기 퀀텀 로드층(155) 내의 다수의 퀀텀 로드(도 2의 156) 내부에서 전자와 정공의 재결합율을 조절하여 그레이 레벨을 표시하게 되며, 상기 퀀텀 로드층(155)은 화소영역(P)별로 퀀텀 로드(도 2의 156)의 크기를 달리함으로써 적, 녹, 청색을 발생시킬 수 있으므로 풀 컬러를 구현할 수 있으므로 풀 컬러의 화상을 표시할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치(101)는 백라이트 유닛(180)으로 나온 빛은 1차적으로 상기 제 1 기판(110)을 투과하여 제 2 기판(170)에 이르게 된다. 그리고, 상기 제 2 기판(170)에 다다른 빛은 상기 제 2 기판(170)의 내측면에 상기 제 2 기판(170)의 내측면과 소정의 각도를 가지며 구비된 제 2 블랙매트릭스(173) 상에 구비된 제 2 반사층(176)에 의해 반사되어 상기 제 1 기판(110)으로 입사된다.
이렇게 제 2 기판(170) 내측면으로부터 상기 제 1 기판(110)의 내측면 쪽으로 입사된 빛을 상기 퀀텀 로드층(155)이 흡수하여 내부적으로 전자와 정공의 재결합이 이루어져 빛을 형광시키게 되며, 이렇게 퀀텀 로드층(155)으로부터 형광되어 나온 빛은 상기 제 2 기판(170) 쪽으로 직접 출사되거나 또는 상기 백라이트 유닛(180)이 구비된 쪽으로 출사된 후 상기 제 1 반사층(146)에 의해 반사됨으로써 상기 퀀텀 로드층(155)으로 재입사 되는 특성을 갖는다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치(101)는 백라이트 유닛(180)으로부터 나온 빛이 경로가 바뀜으로써 직접 사용자의 눈으로 입사되지 않으므로 백라이트 유닛(180)으로부터 나온 빛이 직접 사용자의 눈으로 입사됨으로써 발생되는 빛샘을 원천적으로 억제할 수 있으며, 나아가 퀀텀 로드층(155) 하부에 위치하는 제 1 반사층(146)에 의해 퀀텀 로드층(155)으로부터 형광된 빛을 재활용 할 수 있으므로 광 효율을 향상시키는 특성을 갖는다.
한편, 상기 퀀텀 로드층(155)은 상기 백라이트 유닛(180)으로부터 발생된 단파장의 빛 모두를 흡수하여 가시광선 파장대의 빛으로 형광될 수 없다.
이에 의해 도 5a와 도 5b(비교예로서 백라이트 유닛으로부터 나온 빛의 경로가 바뀌지 않고 퀀텀 로드층을 통과하여 사용자의 눈으로 입사되는 구성을 갖는 퀀텀 로드 발광 표시장치에 있어 백라이트 유닛과 퀀텀 로드층만을 간략히 도시한 도면으로서 빛의 진행 방향을 함께 도시함.)에 도시한 바와같이, 비교예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치(201)는 백라이트 유닛(280)으로부터 나온 단파장의 빛은 그 일부가 상기 퀀텀 로드층(255)을 투과하게 되며, 이러한 빛은 단파장을 갖는 청색 가시광선 또는 UV광이 되므로 풀 컬러 구현을 위한 원하는 가시광선 영역대의 빛이 아니므로 풀 컬러 구현에서 색재현율을 저감시키는 요소가 될 수 있으며, 나아가 실질적으로 퀀텀 로드층(255)에서 컨트롤된 원하는 빛이 아니므로 빛샘을 유발시키게 됨을 알 수 있다.
또한, 비교예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치(201)는, 백라이트 유닛(280)으로부터 나온 단파장의 빛은 퀀텀 로드층(255)에 입사되어 흡수되며 이렇게 단 파장대를 갖는 빛을 흡수한 상기 퀀텀 로드층(255)은 형광을 하게 되는데 이러한 퀀텀 로드층(255)에서 형광된 빛은 상기 퀀텀 로드층(255)을 기준으로 그 상부 및 하부 방향으로 진행하게 되며, 퀀텀 로드층(255)의 하부로 진행하는 빛은 소실되어 사라지게 됨으로써 광효율 저감의 요인이 될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치(101)는 이와 같은 문제를 해결하고자, 전술한 바와같이, 제 1 및 제 2 기판(110, 170)면과 소정의 각도를 갖는 제 1 및 제 2 반사층(146, 176)을 구비하고 있는 것이다.
이러한 특성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치의 구성에 대해 조금 더 상세히 설명한다.
우선, 제 1, 2 전극(150, 160) 및 퀀텀 로드층(155)이 구비되는 제 1 기판(110)의 구성에 대해 살펴보면, 투명한 절연 기판 예를들면 투명한 유리재질의 기판 또는 플렉서블한 플라스틱 기판으로 이루어진 상기 제 1 기판(110) 상에는 저저항 특성을 갖는 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(MoTi) 중 선택되는 하나 또는 둘 이상의 물질로써 제 1 방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다.
또한, 각 화소영역(P) 내의 상기 스위칭 영역(TrA)에는 상기 게이트 배선(미도시)과 연결되며 게이트 전극(108)이 형성되어 있다.
그리고, 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(108) 위로 상기 제 1 기판(110) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로서 게이트 절연막(115)이 형성되어 있다.
또한, 상기 게이트 절연막(115) 위로 상기 스위칭 영역(TrA)에는 상기 게이트 전극(108)에 대응하여 순수 비정질 실리콘의 액티브층(120a)과 상기 액티브층(120a) 상부에서 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹콘택층(120b)으로 이루어진 반도체층(120)이 형성되어 있으며, 상기 반도체층(120) 상부에는 서로 이격하며 상기 오믹콘택층(120b)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)이 형성되어 있다. 이때, 상기 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136) 사이로는 상기 액티브층(120a)이 노출되고 있다.
한편, 상기 스위칭 영역(TrA)에 순차 적층된 상기 게이트 전극(108)과 게이트 절연막(115)과 반도체층(120)과 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다.
또한, 상기 게이트 절연막(115) 상부에는 상기 게이트 배선(미도시)과 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(130)이 제 2 방향으로 연장하며 상기 박막트랜지스터(Tr)의 소스 전극(133)과 연결되며 형성되어 있다.
이때, 상기 데이터 배선(130) 하부에는 상기 액티브층(120a)과 오믹콘택층(120b)을 이루는 동일한 물질로 제 1 및 제 2 반도체 패턴(121a, 121b)으로 이루어진 더미패턴(121)이 형성됨을 보이고 있지만, 이는 제조 공정적 특징에 의해 일례를 보인 것이며, 상기 더미패턴(121)은 생략될 수도 있다.
한편, 도면에 있어서는 상기 박막트랜지스터(Tr)는 비정질 실리콘으로 이루어진 액티브층(120a)과 오믹콘택층(120b)의 반도체층(120)을 포함하여 게이트 전극(108)이 가장 하부에 위치하는 보텀 게이트 타입(bottom gate type)을 이루는 것을 일례로 보이고 있지만, 폴리실리콘을 이용한 반도체층을 구비함으로써 폴리실리콘의 반도체층과, 게이트 절연막과, 게이트 전극과, 층간절연막과, 상기 폴리실리콘의 반도체층과 접촉하며 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극이 순차 적층된 구조를 갖는 탑 게이트 타입(top gate type)으로 이루어 질 수도 있다.
이러한 탑 게이트 타입의 박막트랜지스터가 구비되는 경우, 게이트 배선은 게이트 전극이 형성된 게이트 절연막 상부에 구비되며, 데이터 배선은 층간절연막 상에 구비된다.
다음, 상기 데이터 배선(130)과 소스 및 드레인 전극(133, 136) 상부에는 평탄한 표면을 갖는 보호층(140)이 구비되고 있다. 이때, 상기 보호층(140)에는 각 화소영역(P) 별로 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(142)이 구비되어 있다.
또한, 상기 보호층(140) 상부에는 본 발명에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치(101)에 있어서 가장 특징적인 구성 중 하나로서 상기 각 화소영역(P)의 중앙부에서 일측의 화소영역(P) 경계까지 점진적으로 그 두께가 증가하는 형태 즉, 직각 삼각형 형상의 단면 형태를 가짐으로써 상기 보호층(140) 표면을 기준으로 소정의 각을 가지며 상기 각 화소영역(P) 내부에 대해 제 1 개구(op1)를 갖는 제 1 블랙매트릭스(144)가 구비되고 있다.
또한, 상기 제 1 블랙매트릭스(144) 상부 더욱 정확히는 단면 형태에 있어 빗변에 대응하는 부분에는 반사 능력이 우수한 물질로 이루어진 제 1 반사층(146)이 구비되고 있다. 이러한 제 1 반사층(146)은 특히 가시광선의 파장대(430nm 내지 580nm)를 갖는 빛에 대해서는 거의 모두를 반사시키는 능력이 우수한 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 은(Ag) 또는 이들의 합금으로 이루어지거나 또는 특정 파장대의 빛을 선택적으로 반사시킬 수 있는 굴절율이 다른 2가지 이상의 물질 예를들면 산화실리콘(SiO2)과 산화티타늄(TiO2)과 산화주석(SnO2) 중 어느 2가지 이상의 물질이 적어도 1회 이상 교대하며 3중층 이상의 적층구조를 이루도록 적층된 다층 구조를 이룰 수도 있다.
그리고, 이러한 제 1 반사층(146)과 상기 제 1 블랙매트릭스(144) 외측으로 노출된 보호층(140) 상에는 투명 도전성 물질 예들들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어지며 각 화소영역(P)별로 분리되며 상기 드레인 콘택홀(142)을 통해 상기 드레인 전극(136)과 접촉하는 제 1 전극(150)이 형성되어 있다.
또한, 각 화소영역(P) 내에 상기 제 1 전극(150) 상부 더욱 정확히는 상기 제 1 반사층(146)이 형성된 부분에 대응하여 다수의 퀀텀 로드(도 2의 156)로 이루어진 퀀텀 로드층(155)이 구비되고 있다. 이때, 상기 퀀텀 로드층(155)은 각각 적, 녹, 청색을 발광하는 화소영역(P)별로 서로 다른 크기의 코어(도 2의 157)를 갖는 퀀텀 로드(도 2의 156)가 구비되는 것이 특징이다.
퀀텀 로드(도 2의 156)는 앞서 설명하였듯이 코어(도 2의 157)의 크기에 따라 형광 파장이 달라진다는 것이 특징이며, 코어(도 2의 157)의 크기가 적어질수록 짧은 파장의 형광을 내며 크기가 커질수록 긴 파장의 형광을 발생시킨다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치(101)의 제 1 기판(110)에 있어서 적색을 나타내어야 하는 화소영역(P)에 대응해서는 가장 큰 코어 크기를 갖는 퀀텀 로드(도 2의 156)를 구비한 퀀텀 로드층(155a)이 형성되고 있으며, 녹색과 청색을 나타내어야 하는 화소영역(P)에 대해서는 순차적으로 상기 적색을 나타내는 화소영역(P)에 구비되는 퀀텀 로드(도 2의 156)의 코어(도 2의 157) 크기보다 작은 크기의 퀀텀 로드(도 2의 156)를 구비한 쿼텀 로드층(155b, 155c)이 형성된 것이 특징이다. 이때, 청색을 나타내야 하는 화소영역(P)에 구비되는 퀀텀 로드(도 2의 156)의 코어(도 2의 157) 크기가 가장 작은 것이 특징이다.
나아가 상기 퀀텀 로드층(155)을 구성하는 다수의 퀀텀 로드(도 2의 156)는 상기 제 1 기판(110)의 표시영역 전체에 있어서 일방향으로 배열된 상태를 갖는 것이 특징이다.
이때, 퀀텀 로드(도 2의 156)의 장축이 일방향으로 잘 배열된 정도 즉, 정열도 수준은 편광비(polarization ratio) 측정을 통해 알 수 있다.
수평 또는 수직 편광된 빛을 퀀텀 로드층(155)를 향해 조사한 후 검광판을 통과한 상태의 빛량을 측정함으로써 퀀텀 로드층(155)의 편광 정도를 알 수 있다.
라이트 소스(light source)로부터 나온 빛량의 세기를 I, 수평 성분만을 갖는 빛을 Ih, 수직 성분만을 갖는 빛을 Iv라 정의 할 때, 통상적으로 퀀텀 로드의 방향성을 부여하지 않았을 경우 즉, 배향공정을 진행하지 않았을 경우, 편광비(polarization ratio) PR은,
PR = (Ih - Iv)/(Ih+Iv)
로 정의된다.
이때, 퀀텀 로드층(155)이 배향공정 진행에 의해 일방향 즉, 수평 또는 수직방향으로 배열되는 경우, 수평 및 수직 방향의 편광비 PRh 및 PRv는 각각 다음과 같이 정의된다.
PRh = Ih/(Ih+Iv),
PRv = Iv/(Ih+Iv)
따라서, 상기 퀀텀 로드층(155)에 있어서 퀀텀 로드(도 2의 156)가 일방향으로 배열되었다 하는 것은 수평 방향의 편광비 PRh 또는 수직 방향의 편광비 PRv가 0.5보다는 크고 1보다는 작은 값을 갖는 것 즉, 0.5 < PRh(또는 PRv) < 1 을 만족시키는 것을 의미한다.
한편, 상기 제 1 블랙매트릭스(144) 내에 구비된 제 1 개구(op1)에 대응하여 노출된 상기 퀀텀 로드층의 일끝단과 상기 제 1 전극을 덮으며 절연물질로 이루어진 버퍼패턴(143)이 구비되고 있다. 이러한 버퍼패턴(143)은 상기 퀀텀 로드층(155) 외측으로 노출된 상기 제 1 전극(150)과 상기 퀀텀 로드층(155) 상부로 표시영역 전면에 형성되는 제 2 전극(160)과의 쇼트를 방지하기 위해 형성한 것이다.
다음, 상기 버퍼패턴(143)과 상기 퀀텀 로드층(155) 상부로 표시영역 전면에 있어도 연결되는 형태로 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)로 이루어진 상기 제 2 전극(160)이 형성되고 있다.
이러한 구성을 포함하는 상기 제 1 기판(110)과 마주하며 제 2 기판(170)이 구비되고 있으며, 이때 상기 제 2 기판(170)은 상기 제 1 기판(110)과 같이 투명한 절연기판으로서 유리재질로 이루어지거나 또는 플렉서블한 특성을 갖는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
이러한 제 2 기판(170)의 내측면에는 화소영역(P)의 경계를 포함하여 상기 제 1 기판(110) 구비되는 제 1 블랙매트릭스(144)와 그 가장자리가 중첩하며 상기 제 1 블랙매트릭스(144) 내에 구비되는 제 1 개구(op1)를 가리며 각 화소영역(P)의 중앙부에서 타측의 화소영역(P) 경계까지 점진적으로 그 두께가 증가하는 형태 즉, 직각 삼각형 형상의 단면 형태를 가짐으로써 상기 제 2 기판(170)의 내측면을 기준으로 소정의 각을 가지며 상기 각 화소영역(P) 내부에 구비된 상기 제 1 블랙매트릭스(144)를 노출시키는 제 2 개구(op2)를 갖는 제 2 블랙매트리스(173)가 구비되고 있다.
이때, 상기 제 1 블랙매트릭스(144)와 상기 제 2 블랙매트릭스(173)는 각각의 빗면이 마주하는 형태를 이루며, 상기 제 1 블랙매트릭스(144) 내에 구비되는 제 1 개구(op1)는 상기 제 2 블랙매트릭스(173)에 의해 모두 가려지게 되고, 상기 제 2 블랙매트릭스(173) 내에 구비되는 제 2 개구(op2)는 상기 제 1 블랙매트릭스(144)에 의해 가려지는 구성을 갖게 되는 것이 특징이다.
따라서, 이러한 구성에 의해 백라이트 유닛(180)으로부터 나온 빛은 직접적으로 사용자의 눈으로는 직접 입사될 수 없는 구성을 이루게 되며, 이에 의해 퀀텀 로드층(155)에서 발생되는 빛샘을 원천적으로 방지할 수 있는 것이 특징이다.
한편, 상기 제 2 블랙매트릭스(173) 상부 더욱 정확히는 상기 제 2 블랙매트릭스(173)의 빗면에 대응하는 부분에는 제 2 반사층(176)이 구비되고 있는 것이 특징이다. 이때, 상기 제 2 반사층(176)은 백라이트 유닛(180)으로부터 상대적으로 430nm 이하의 단 파장대를 갖는 청색 계열의 가시광선과 UV광에 대해서는 거의 모두를 반사시키는 물질로 이루어지는 것이 특징이다.
이러한 구성을 갖는 퀀텀 로드 패널(102)의 하부 더욱 정확히는 상기 제 1 기판(110)의 외측면에는 상기 퀀텀 로드층(155)으로 빛을 공급하기 위한 백라이트 유닛(180)이 구비되고 있다.
이때, 상기 백라이트 유닛(180)은 광원(182)과, 반사판(185)과, 상기 반사판(185) 상에 안착되는 도광판(187) 그리고 이의 상부로 위치하는 다수의 광학시트(190)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 광원(182)은 본 발명의 특징 상 450nm보다 작은 즉, 단 파장대의 빛 예를들면 청색 가시광선 또는 UV광을 발생시키는 것으로, CCFL(cold cathode fluorescent lamp)와 EEFL(external electrode fluorescent lamp)를 포함하는 형광 램프 또는 LED(light emit diode) 중에서 선택된 하나로 이루어질 수 있으며, 도면에서는 일례로 형광램프로 이루어진 것을 도시하였다.
상기 광원(182)은 상기 도광판(187)의 입광부와 대면하도록 상기 도광판(187)의 일측에 위치하며, 상기 광원(182)이 형광램프인 경우, 램프가이드(183)에 의해 외측이 가이드 되고 있다.
한편, 상기 도광판(187)은 상기 광원(182)으로부터 입사된 광을 여러 번의 전반사에 의해 그 내부를 진행하도록 하면서 상기 도광판(187) 면내로 고르게 퍼지도록 하여 상기 퀀텀 로드 패널(102)에 면광원을 제공한다.
이때, 이러한 도광판(187)은 상기 퀀텀 로드 패널(102)로의 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴(미도시)을 포함할 수 있다.
여기서, 특정 모양의 패턴(미도시)은 상기 도광판(187) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판(187)의 하부면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성된다.
또한, 상기 반사판(185)은 상기 도광판(187)의 배면에 위치하여, 상기 도광판(187)의 배면을 통과한 광을 상기 퀀텀 로드 패널(102) 쪽으로 반사시킴으로써 광의 휘도를 향상시킨다.
그리고 상기 도광판(187) 상부에 구비된 상기 광학시트(190)는 확산시트(188)와 적어도 하나의 집광시트(189)를 포함한다.
한편, 이러한 구성을 갖는 백라이트 유닛(180)은 광원(183)이 도광판(187)의 측면에 구비되며 상기 도광판(187)에 의해 상기 퀀텀 로드 패널(102)에 면광원을 입사시키는 에지형 타입이 되고 있는 것을 일례로 보이고 있지만, 상기 백라이트 유닛(180)은 직하형 타입을 이룰 수도 있다.
직하형 타입 백라이트 유닛(미도시)의 경우, 도면에 나타내지 않았지만, 반사판의 상부로 다수의 광원으로서 형광램프가 일정 간격을 가지며 배치되거나, 또는 다수의 LED가 배치된 LED용 구동기판이 구비되며, 이의 상부로 상기 도광판을 대신하여 확산판이 구비되며, 상기 확산판의 상부로 다수의 광학시트가 구비된다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치(101)에 있어서 백라이트 유닛(180)으로 나온 빛과 최종적으로 사용자의 눈으로 입사되는 퀀텀 로드층(155)으로부터 형광된 빛의 경로 살펴보면, 우선, 백라이트 유닛(180)으로부터 발생된 빛은 수직으로 제 1 기판(110)에 형성된 제 1 블랙매트릭스(144) 내에 구비된 다수의 제 1 개구(op1)를 통과하여 제 2 기판(170)을 향하게 된다.
이때, 상기 제 1 개구(op1)를 통과하여 제 2 기판(170)의 내측면으로 입사되는 빛은 상기 제 2 기판(170)의 내측면에 상기 제 1 개구(op1)를 가리며 형성된 제 2 블랙매트릭스(173) 상에 구비된 제 2 반사층(176)에 최종적으로 도달하게 되고, 상기 제 2 반사층(176)에 의해 반사되어 다시 상기 제 1 기판(110)의 내측면을 향하여 진행하게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치(101) 특성 상 그 단면 구성이 각각 직각삼각형 형태를 갖는 상기 제 1 및 제 2 블랙매트릭스(144, 173)의 빗면에 대응하여 각각 제 1 및 제 2 반사층(146, 176)이 구비됨으로써 상기 보호층 표면과 제 2 기판(170)면과의 적절한 각도 조절에 의해 상기 제 2 반사층(176)에 의해 반사된 빛은 대부분이 상기 제 1 블랙매트릭스(144) 상에 구비된 상기 퀀텀 로드층(155)으로 입사되는 것이 특징이다.
따라서, 상기 제 2 반사층(176)을 통해 반사되어 상기 퀀텀 로드층(155)으로 입사된 빛은 상기 퀀텀 로드층(155) 내부로 흡수되고 이렇게 흡수된 빛에 의해 다수의 퀀텀 로드(도 2의 156) 내부에서 전자와 정공의 재결합하는 과정에서 적, 녹, 청색 화소영역(P)별로 각각 적, 녹 ,청색의 빛을 형광하게 된다.
이렇게 퀀텀 로드층(155)에서 형광된 빛의 일부는 다시 제 2 기판(170)을 향하여 진행하게 되고 이 경우, 상기 제 1 블랙매트릭스(144)의 상기 보호층(140) 표면과 이루는 각도에 의해 상기 퀀텀 로드층(155)으로부터 발생한 형광된 빛은 상기 제 2 기판(170)에 구비된 제 2 블랙매트릭스(173) 내의 제 2 개구(op2)를 향하게 되며, 최종적으로 상기 제 2 기판(170)을 투과하여 사용자의 눈으로 입사되게 된다.
이때, 상기 퀀텀 로드층(155)에서 형광된 빛 중 일부는 상기 제 1 반사층(146)을 향하여 진행하지만 상기 제 1 반사층(146)에 의해 반사됨으로써 최종적으로 상기 제 2 기판(170)에 구비된 다수의 제 2 개구(op2)를 통해 사용자의 눈으로 입사된다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치(101)는 백라이트 유닛(180)으로부터 나온 빛의 경로가 바뀜으로써 직접 사용자의 눈으로 입사되지 않으므로 백라이트 유닛(180)으로부터 나온 빛이 직접 사용자의 눈으로 입사됨으로써 발생되는 빛샘을 원천적으로 억제할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 로드 발광 표시장치(101)는 퀀텀 로드층(155) 하부에 위치하는 제 1 반사층(146)에 의해 퀀텀 로드층으로부터 형광된 빛 중 제 1 기판(110)을 향하여 진행하는 빛을 제 2 기판(170)쪽으로 반사시킬 수 있으므로 퀀텀 로드층(155)으로부터 형광된 빛을 재활용 할 수 있으므로 광 효율을 향상시키는 장점을 갖는다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.
101 : 퀀텀 로드 발광 표시장치 102 : 퀀텀 로드 패널
110 : 제 1 기판 108 : 게이트 전극
115 : 게이트 절연막 120 : 반도체층
120a : 액티브층 120b : 오믹콘택층
121 : 더미패턴 121a, 121b : 제 1, 2 더미패턴
130 : 데이터 배선 133 : 소스 전극
136 : 드레인 전극 140 : 보호층
142 : 드레인 콘택홀 143 : 버퍼패턴
144 : 제 1 블랙매트릭스 146 : 제 1 반사층
150 : 제 1 전극 155 : 퀀텀 로드층
155a, 155b, 155c : 적, 녹, 청색을 각각 형광하는 퀀텀 로드층
160 : 제 2 전극 170 : 제 2 기판
173 : 제 2 블랙매트릭스 176 : 제 2 반사층
180 : 백라이트 유닛 182 : 광원
183 : 램프 가이드 185 : 반사판
187 : 도광판 188 : 확산시트
188 : 집광시트 190 : 광학시트
op1, op2 : 제 1, 2 개구 P : 화소영역
Tr : 박막트랜지스터 TrA : 스위칭 영역

Claims (16)

  1. 화소영역이 정의된 제 1 기판과;
    상기 1 기판 상에 상기 화소영역 내부에 일끝단이 위치하고 일측으로 갈수록 점진적으로 두꺼운 두께를 가지며 상기 화소영역 내에 제 1 개구 가지며 형성된 제 1 블랙매트릭스와;
    상기 제 1 블랙매트릭스 상에 형성된 제 1 반사층과;
    상기 제 1 반사층 상부에 형성된 제 1 전극과;
    상기 제 1 전극 상부에 형성된 다수의 퀀텀 로드를 구비한 퀀텀 로드층과;
    상기 퀀텀 로드층 위로 형성된 제 2 전극과;
    상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판과;
    상기 제 2 기판 내측면에 구비되며 상기 화소영역 내부에 일끝단이 위치하고 상기 일측과 반대되는 타측으로 갈수록 점진적으로 두꺼운 두께를 가지며 상기 화소영역 내에 제 1 개구와 중첩하며 동시에 상기 화소영역 내에 상기 제 2 기판 내측면을 노출시키는 제 2 개구를 가지며 형성된 제 2 블랙매트릭스와;
    상기 제 2 블랙매트릭스 상에 형성된 제 2 반사층과;
    상기 제 1 기판의 외측면에 구비된 백라이트 유닛
    을 포함하는 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 각 화소영역 별로 분리 형성되며, 상기 제 2 전극은 상기 화소영역 구분없이 화상을 표시하는 표시영역 전면에 형성된 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 기판에는 상기 제 1 개구에 대응하여 노출된 상기 제 1 전극과 상기 퀀텀 로드층의 가장자리를 덮으며 형성된 버퍼패턴이 구비된 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 반사층은 상기 제 1 기판면에 대해 비스듬하게 제 1 각도를 가지며 형성되며, 상기 제 2 반사층은 상기 제 2 기판면에 대해 비스듬하게 제 2 각도를 가지며 형성된 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판에는 적, 녹, 청색을 나타내는 제 1, 2, 3 화소영역이 구비되며,
    상기 퀀텀 로드층은 상기 제 1, 2, 3 화소영역별로 서로 다른 크기를 갖는 퀀텀 로드를 구비한 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 기판에는 상기 서로 교차하여 상기 각 화소영역을 정의하는 게이트 배선 및 데이터 배선과;
    상기 게이트 배선 및 데이터 배선과 연결되는 박막트랜지스터가 구비되며, 상기 제 1 전극은 상기 박막트랜지스터의 드레인 전극과 연결된 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 퀀텀 로드층에 구비되는 다수의 퀀텀 로드는 일 방향으로 배열된 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 다수의 퀀텀 로드가 일방향으로 배열되었다고 하는 것은,
    수평 방향의 편광비 PRh 와 수직 방향의 편광비 PRv를 각각 PRh = Ih/(Ih+Iv)
    PRv = Iv/(Ih+Iv) 이라 정의할 때, 상기 수평 방향의 편광비 PRh 또는 수직 방향의 편광비 PRv가 0.5보다는 크고 1보다는 작은 값을 갖는 즉, 0.5 < PRh(또는 PRv)< 1 을 만족시키는 것을 의미하는 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 퀀텀 로드는,
    코어만으로 이루어지거나,
    또는 코어와 상기 코어를 둘러싸는 쉘로 이루어지며,
    상기 쉘은 단축과 장축을 갖는 형태를 이루며 단축 대 장축의 비가 1:1.1 내지 1:30인 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 퀀텀 로드는 그 형상이 구, 타원구, 다면체, 막대 형태 중 어느 하나를 이루며,
    상기 쉘은 상기 퀀텀 로드의 단축 방향으로 절단한 절단면이 원, 타원, 다각형 형태 중 어느 하나의 형태를 이루는 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 쉘은 단일층 또는 다중층 구조를 이루는 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 쉘은 합금(alloy), 옥사이드 계열 또는 불순물이 도핑된 물질로 이루어지는 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 코어는 주기율표 상의 Ⅱ-Ⅵ, Ⅲ-V, Ⅲ-Ⅵ, Ⅵ-Ⅳ, Ⅳ 족의 반도체, 합금 또는 혼합된 물질로 이루어지는 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 퀀텀 로드의 코어는 Ⅱ-Ⅵ족으로 이루어지는 경우, CdSe, CdS, CdTe, ZnO, ZnSe, ZnS, ZnTe, HgSe, HgTe, CdZnSe 중 어느 하나로 이루어지거나 또는 둘 이상의 물질이 혼합된 물질로 이루어지며,
    Ⅲ-V 족으로 이루어지는 경우, InP, InN, GaN, InSb, InAsP, InGaAs, GaAs, GaP, GaSb, AlP, AlN, AlAs, AlSb, CdSeTe, ZnCdSe 중 어느 하나로 이루어지거나 또는 둘 이상의 물질이 혼합된 물질로 이루어지며,
    Ⅵ-Ⅳ족으로 이루어지는 경우, PbSe, PbTe, PbS, PbSnTe, Tl2SnTe5 중 어느 하나로 이루어지거나 또는 둘 이상의 물질이 혼합된 물질로 이루어지는 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은,
    반사판과, 상기 반사판 상부에 위치한 도광판과, 상기 도광판 측면에 위치하는 광원과 상기 도광한 상부에 위치하는 다수의 광학시트로 구성된 에지형 백라이트 유닛이거나,
    또는 반사판과, 상기 반사판 상부에 위치하는 광원과, 상기 광원 상부에 위치하는 확산판과, 상기 확산판 상부에 위치하는 다수의 광학시트로 구성된 직하형 백라이트 유닛인 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 청색 또는 UV(ultra violet)광을 발생시키는 것이 특징인 퀀텀 로드 발광 표시장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200005257A (ko) * 2018-07-06 2020-01-15 삼성전자주식회사 디스플레이 장치
US10564467B2 (en) 2015-04-30 2020-02-18 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display device and method for driving the same

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030057207A (ko) * 2001-12-28 2003-07-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 반사형 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법
JP2004535066A (ja) * 2001-05-18 2004-11-18 プレジデント・アンド・フェロウズ・オブ・ハーバード・カレッジ ナノスケールワイヤ及び関連デバイス
KR20080089743A (ko) * 2007-04-02 2008-10-08 엘지디스플레이 주식회사 고분자 분산형 액정 표시장치 및 그 제조 방법
KR20100027827A (ko) * 2008-09-03 2010-03-11 삼성전자주식회사 표시 장치
JP2010520603A (ja) * 2007-03-08 2010-06-10 イーストマン コダック カンパニー 量子ドット発光デバイス
KR20110041824A (ko) * 2009-10-16 2011-04-22 엘지디스플레이 주식회사 양자점을 이용한 표시장치
KR20110101770A (ko) * 2010-03-09 2011-09-16 삼성모바일디스플레이주식회사 양자점 유기 전계 발광 소자 및 그 형성방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004535066A (ja) * 2001-05-18 2004-11-18 プレジデント・アンド・フェロウズ・オブ・ハーバード・カレッジ ナノスケールワイヤ及び関連デバイス
KR20030057207A (ko) * 2001-12-28 2003-07-04 엘지.필립스 엘시디 주식회사 반사형 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법
JP2010520603A (ja) * 2007-03-08 2010-06-10 イーストマン コダック カンパニー 量子ドット発光デバイス
KR20080089743A (ko) * 2007-04-02 2008-10-08 엘지디스플레이 주식회사 고분자 분산형 액정 표시장치 및 그 제조 방법
KR20100027827A (ko) * 2008-09-03 2010-03-11 삼성전자주식회사 표시 장치
KR20110041824A (ko) * 2009-10-16 2011-04-22 엘지디스플레이 주식회사 양자점을 이용한 표시장치
KR20110101770A (ko) * 2010-03-09 2011-09-16 삼성모바일디스플레이주식회사 양자점 유기 전계 발광 소자 및 그 형성방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
일본 공표특허공보 특표2004-535066호(2004.11.18. 공개) 1부. *
일본 공표특허공보 특표2010-520603호(2010.06.10.) 1부. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10564467B2 (en) 2015-04-30 2020-02-18 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display device and method for driving the same
KR20200005257A (ko) * 2018-07-06 2020-01-15 삼성전자주식회사 디스플레이 장치

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