KR20150093890A - 양자점 충진 튜브, 양자점 충진 튜브 제조 방법, 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

양자점 충진 튜브, 양자점 충진 튜브 제조 방법, 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양자점 충진 튜브, 양자점 충진 튜브 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로 특히, 양자점 충진 튜브의 비발광 영역을 줄일 수 있는 양자점 충진 튜브, 양자점 충진 튜브 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
내부 공간과 외면을 관통하는 홀을 구비하는 튜브, 상기 튜브 내부에 충진된 형광체 및 상기 홀에 충진된는 밀봉재를 포함하는 양자점 충진 튜브를 제공한다.

Description

양자점 충진 튜브, 양자점 충진 튜브 제조 방법, 및 이를 포함하는 표시 장치{QUANTUM DOT FILLING TUBE, QUANTUM DOT FILLING TUBE MANAFACTURING METHOD AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 양자점 충진 튜브, 양자점 충진 튜브 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로 특히, 양자점 충진 튜브의 비발광 영역을 줄일 수 있는 양자점 충진 튜브, 양자점 충진 튜브 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근 전 세계적으로 저탄소 녹색 성장의 일환으로 에너지 사용량을 줄이고 온실가스를 감축하기 위해서 저공해 친환경 제품으로 인정받고 있는 발광다이오드(LED)를 각종 액정 디스플레이 백라이트로 사용하는 추세가 증가하고 있다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat Panel Display : FPD) 중 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
수동 발광 장치인 액정 표시 장치는 화면을 표시하는 표시 패널 및 표시 패널에 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함한다. 백라이트 어셈블리는 광원의 위치에 따라 직하형(direct type), 에지형(edge type) 및 코너형(coner type)으로 구분된다.
한편, 최근에 광원으로 저전력 고효율의 LED 광원이 많이 사용되고 있다. LED 광원은 청색 광을 발광하고 형광체 등의 기타 색변환 물질을 통해 백색 광을 제공한다. 이에 따라, 청색 광은 추후 백색 광으로 변환되어 액정 패널의 컬러필터를 통해 풀컬러를 구현하기 때문에 청색 광의 색재현율을 향상시키는 연구가 부각되고 있다. 이에 따라 청색 LED 광원와 도광판 사이에 양자점 충진 튜브(quantum dot tube)를 삽입하여 색재현율이 우수한 백색광을 구현하는 방식이 제안되고 있다.
즉, 내부에 양자점이 채워진 얇은 관 형태의 튜브를 청색 LED 광원 앞에 설치하고, 청색 LED 광원이 양자점 충진 튜브를 투과하도록 하여 백색 빛을 구현한다. 이렇게 구현된 백색 빛은 종래의 백색 LED 광원에 비하여 우수한 색재현율을 나타낸다.
다만, 이러한 양자점 충진 튜브는 제조 공정 상의 특성 때문에 일정한 길이 이상의 비발광 영역을 포함하는데, 이러한 비발광 영역으로 인하여 표시 장치 베젤부의 폭이 증가한다.
이에 본 발명에서는 양자점 충진 튜브의 비발광 영역의 길이를 줄일 수 있는 양자점 충진 튜브, 양자점 충진 튜브 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 한다.
내부 공간과 외면을 관통하는 홀을 구비하는 튜브, 상기 튜브 내부에 충진된 형광체 및 상기 홀에 충진된는 밀봉재를 포함하는 양자점 충진 튜브를 제공한다.
상기 튜브는 서로 동일한 형상을 갖는 양단부를 포함할 수 있다.
상기 튜브의 양 단부는 비발광 영역일 수 있다.
상기 비발광 영역은 2mm 이상 내지 5mm 이하의 길이를 가질 수 있다.
상기 형광체는 양자점(Quantum dot) 입자를 포함할 수 있다.
상기 형광체는 황화물(Sulfide), 규소(Si) 및 질화물(Nitride) 계열의 금속 원소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 홀은 1.0mm 이상 내지 2.2mm 이하의 직경을 가질 수 있다.
상기 밀봉재는 레이저(Laser) 감응성 글라스 프릿(Glass Frit)일 수 있다.
상기 밀봉재는 에폭시 레진(Epoxy Resin)일 수 있다.
내부에 공간이 구비된 튜브를 마련하는 단계, 상기 튜브의 양단을 밀봉하는 단계, 상기 양단 중 적어도 하나에 홀을 형성하는 단계, 상기 튜브 내부를 진공 상태로 유지하고 상기 홀을 통하여 상기 튜브 내부에 형광체를 주입하는 단계 및 상기 홀을 밀봉재로 충진하는 단계를 포함하는 양자점 충진 튜브 제조 방법을 제공한다.
상기 양단이 밀봉된 글라스 튜브에 홀을 형성하는 단계는 레이저(Laser)가 사용될 수 있다.
상기 홀은 1.0mm 이상 내지 2.2mm 이하의 직경으로 형성될 수 있다.
상기 형광체는 양자점(Quantum dot), 황화물(Sulfide), 규소(Si) 및 질화물(Nitride) 계열의 금속 원소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 밀봉재는 레이저(Laser) 감응성 글라스 프릿(Glass Frit)으로 형성될 수 있다.
상기 밀봉재는 에폭시 레진(Epoxy Resin)으로 형성될 수 있다.
광원, 상기 광원으로부터 방출된 광을 일면으로 입사받아 타면으로 출사하는 도광판 및 상기 광원과 상기 도광판 사이에 배치되는 양자점 충진 튜브를 포함하며, 상기 양자점 충진 튜브는 내부 공간과 외면을 관통하는 홀을 구비하는 튜브, 상기 튜브 내부에 충진된 형광체 및 상기 홀에 충진된는 밀봉재를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 튜브는 서로 동일한 형상을 갖는 양단부를 포함할 수 있다.
상기 튜브의 양 단부는 비발광 영역일 수 있다.
상기 비발광 영역은 2mm 이상 내지 5mm 이하의 길이를 가질 수 있다.
상기 형광체는 양자점(Quantum dot), 황화물(Sulfide), 규소(Si) 및 질화물(Nitride) 계열의 금속 원소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 양자점 충진 튜브, 양자점 충진 튜브 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치에 따르면, 양자점 충진 튜브의 비발광 영역의 길이를 줄일 수 있기 때문에 표시 장치 베젤부의 폭을 줄일 수 있다.
도 1은 종래 양자점 충진 튜브를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 종래 양자점 충진 튜브가 표시 장치에 장착된 모습을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 양자점 충진 튜브를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일실시예에 따른 양자점 충진 튜브의 제조 방법을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 양자점 충진 튜브를 포함하는 표시 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경이 가능하고, 여러 가지 형태로 실시될 수 있는 바, 특정의 실시예만을 도면에 예시하고 본문에는 이를 중심으로 설명한다. 그렇다고 하여 본 발명의 범위가 상기 특정한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 또는 대체물은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 제1, 제2, 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙인다.
도 1은 종래 양자점 충진 튜브를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 양자점 충진 튜브(10)는 글라스 튜브(Glass Tube, 11) 및 글라스 튜브(11)내에 밀봉된 형광체(Phosphor, 12)를 포함한다.
글라스 튜브(11)는 형광체(12)를 밀봉하고, 외부 투습을 방지한다. 글라스 튜브(11)는 각형 또는 타원형일 수 있다.
형광체(12)가 진공 상태인 글라스 튜브(11) 내부에 주입된다. 형광체(12)는 광의 파장을 변환시키는 물질이다. 예를 들면, 청색 LED 광원에서 나오는 청색광의 파장 변환시켜 백색광으로 변환시킬 수 있다.
형광체(12)는 양자점(Quantum dot) 입자를 포함할 수 있다. 또한, 형광체(12)는 황화물(Sulfide), 규소(Si) 및 질화물(Nitride) 계열의 금속 원소 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
특히, 양자점 입자는 광의 파장을 변환하여 원하는 특정 광을 방출할 수 있도록 하는 파장변환 입자이다. 양자점 입자는 그 크기에 따라 변환할 수 있는 파장이 다르다. 따라서 양자점의 직경을 조절하면 원하는 색상의 광을 방출할 수 있다.
또한, 형광체(12)는 양자점 입자로 이루어진 녹색 변환 입자와 적색 변환입자를 포함할 수 있다. 녹색 변환 입자는 적색 변환 입자보다 작은 직경을 갖는다.
양자점(quantum dot) 입자는 일반적인 형광물질보다 훨씬 강한 형광을 좁은 파장대에서 발생하고, 나노 크기의 II-IV족 원소로 이루어진 반도체 입자(CdSe, CdTe, CdS 등)가 중심(core)을 이루는 입자이다.
예를 들면, 양자점 입자는 2nm 이상 내지 10nm 이하의 직경을 갖고, 필요에 따라 그 크기를 조절하여 사용될 수 있다.
이와 같은 양자점 입자가 작은 직경을 가지면 방출되는 빛의 파장이 짧아져 청색 계열의 빛이 발생되며, 양자점의 크기가 커지면 방출되는 빛의 파장이 길어져 적색 계열의 빛이 발생된다.
또한, 양자점 입자는 내부 코어와 내부 코어를 감싸는 외부 쉘로 이루어진 이중 구조로 형성될 수 있다. 구체적으로 CdSe/ZnS 물질로 이루어진 양자점 입자는 CdSe로 이루어진 내부 코어와 ZnS로 이루어진 외부 쉘을 포함한다.
양자점 입자에 의한 광의 파장 변환에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 예를 들어, 청색 LED 광원으로부터 출사된 광이 양자점 입자를 통과한다. 작은 사이즈의 양자점 입자를 통과한 광은 녹색(Green) 광으로 변환되고, 큰 사이즈의 양자점 입자를 통과한 광은 적색(Red) 광으로 변환되며, 이들 양자점 입자들 사이를 통과한 광은 청색(Blue) 광으로 발광하게 된다.
이렇게 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 3개의 광이 혼합되어 백색 광이 형성된다. 상기에서 작은 직경의 양자점은 녹색 변환 입자이고, 큰 직경의 양자점 입자는 적색 변환 입자일 수 있다.
종래 양자점 충진 튜브(10)의 제조 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
우선, 각형 또는 타원형의 글라스 튜브(Glass Tube, 11))를 준비하고 글라스 튜브의 일단을 가열하여 밀봉한다(제 1 실링 공정). 이어서, 개방되어 있는 타단을 통해서 글라스 튜브 내 공기를 제거하여 진공 상태를 만든다. 이때, 진공 배기를 위해서 에어 펌프(Air pump)가 사용될 수 있다.
이어서, 진공 상태인 글라스 튜브 내부에 질소(N2) 가스를 사용하여 형광체(Phosphor, 12)를 주입한 후, 개방되어 있던 타단을 가열하여 밀봉한다(제 2 실링 공정).
이와 같이, 글라스 튜브(11) 내부를 진공 상태로 만들고, 형광체(12)를 주입하여야 형광체(12)의 산화(Oxidation)을 방지할 수 있다. 즉, 글라스 튜브(11) 내부에 수분(H2O) 및 산소(O2)가 존재하지 않도록 하여야 한다.
다만, 제 1 실링 공정 및 제 2 실링 공정은 고온(~200℃)의 불꽃으로 유리 재질을 녹여 밀봉하는 공정이기 때문에 불꽃을 만들기 위한 산소가 필요하다.
따라서, 글라스 튜브(11)를 진공으로 유지한 상태에서 밀봉하는 제 2 실링 공정 시 글라스 튜브(11)로 산소가 투입되지 않도록 주의하여야 한다.
즉, 제 1 실링 공정은 형광체(12)를 주입하기 전에 수행되기 때문에, 순간적으로 고온의 불꽃으로 유리를 녹여서 밀봉한다. 그 결과, 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 실링 공정으로 밀봉된 글라스 튜브(11)의 일단(11a)는 자연스러운 모양으로 밀봉이 가능하다.
반면, 제 2 실링 공정은 형광체(12)를 주입한 후 수행되기 때문에, 순간적으로 고온의 불꽃을 가하지 못하고, 서서히 열을 가하며 인장하는 방법으로 밀봉한다. 그 결과, 도 1에 도시된 바와 같이 Second Sealing 공정으로 밀봉된 글라스 튜브(11)의 타단(11b)은 연장되면서 밀봉된다.
제 2 실링 공정으로 늘어난 영역(L)의 길이는 약 12mm 정도이다. 이 영역(L)은 형광체(12)가 채워지지 않아 비발광 영역이 된다. 이하에서, 양자점 충진 튜브(10)에서 제 2 실링 공정으로 연장된 영역(L)을 비발광 영역으로 정의한다.
도 2는 종래 양자점 충진 튜브가 표시 장치에 장착된 모습을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 구체적으로, 도 2는 표시 장치의 표시 영역(Active Area, AA)에 4개의 양자점 충진 튜브(10)가 장착된 일례을 개략적으로 나타내고 있다.
도 2에서는 표시 영역(AA)의 상단 및 하단에 4개의 양자점 충진 튜브(10)가 배치된 것으로 도시되었으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 양자점 충진 튜브(10)가 배치되는 위치 및 개수 등은 표시 영역(AA)의 크기에 따라 다양한 값을 가질 수 있다.
도 2를 참조하면, 종래 양자점 충진 튜브(10)는 비발광 영역에서 형광체(12)를 포함하지 않기 때문에, 이러한 비발광 영역은 표시 영역(AA) 외부에 배치되어야 한다. 따라서, 이러한 비발광 영역으로 인하여 베젤 폭이 증가되는 것을 피할 수 없다.
즉, 종래 양자점 충진 튜브(10)는 제 2 실링 공정 시 발생할 수 있는 산소 또는 수분의 침투를 방지하기 위하여 약 10~12mm정도의 비발광 영역을 갖고 밀봉되므로, 이로 인해 표시 장치의 베젤 폭이 증가하게 된다.
이에 본 발명는 양자점 충진 튜브의 비발광 영역을 최대한 줄여 표시 장치의 베젤 폭을 줄일 수 있는 양자점 충진 튜브 및 그 제조 방법을 제공한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 양자점 충진 튜브를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 본 발명의 일실시에 따른 양자점 충진 튜브에 관한 설명 가운데 종래 양자점 충진 튜브와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 양자점 충진 튜브(460)는 내부 공간과 외면을 관통하는 홀을 구비하는 글라스 튜브(Glass Tube, 461) 및 글라스 튜브(461)내에 충진된 형광체(462), 및 상기 홀에 충진되는 밀봉재를 포함한다. 밀봉재는 레이저(Laser) 감응성 글라스 프릿(Glass Frit) 및 에폭시 레진(Epoxy Resin) 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
양자점 충진 튜브(460)는 도 1에 도시된 종래 양자점 충진 튜브(10)의 글라스 튜브(11)에 비하여 다른 형상의 양단을 구비한다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 양자점 충진 튜브(460)는 동일한 형상을 갖는 글라스 튜브(461)를 포함한다.
종래 양자점 충진 튜브(10)의 비발광 영역은 약 10~12mm의 길이를 가지는 반면, 본 발명의 일실시예에 따른 양자점 충진 튜브(460)의 비발광 영역은 약 2~5mm의 길이를 갖는다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 다른 양자점 충진 튜브(460)를 표시 장치에 장착하는 경우, 베젤 폭이 감소될 수 있다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일실시예에 따른 양자점 충진 튜브의 제조 방법을 나타낸 도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 양자점 충진 튜브(460)의 제조 방법은 글라스 튜브(461)를 마련하는 단계, 글라스 튜브(461)의 양단(461a, 461b)을 밀봉하는 단계, 글라스 튜브(461)에 홀(461h)을 형성하는 단계, 글라스 튜브(461)의 홀(461h)을 통하여 글라스 튜브(461) 내부에 형광체(462)를 충진하는 단계, 및 글라스 튜브(461)의 홀(461h)을 밀봉하는 단계를 포함한다.
도 4a를 참조하면, 양자점 충진 튜브(460)를 제조하기 위한 글라스 튜브(461)를 마련한다. 글라스 튜브(461)는 중공 유리와 같이 광투과성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 글라스 튜브(461)는 소다 석회(soda lime) 및 보로실리케이트(borosilicate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 도 4a에서 글라스 튜브(461)의 단면이 사각형인 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 글라스 튜브(461)의 단면은 원형, 각형, 둥근 사각형 및 타원형과 같이 다양한 형태를 가질 수 있다.
이어서, 도 4b 및 도 4c를 참조하면, 글라스 튜브(461)의 일단(461a)을 밀봉(제 1 실링)하고, 동시에 또는 이어서, 글라스 튜브(461)의 타단(461b)을 밀봉(제 2 실링)한다. 글라스 튜브(461)의 양단(461a, 461b)의 밀봉은 유리의 융점보다 높은 열을 가하여 글라스 튜브(461)의 양단(461a, 461b)을 녹여서 밀봉하는 방식이 사용될 수 있다.
즉, 종래 양자점 충진 튜브 제조 방법과 달리, 양자점 충진 공정 전에 글라스 튜브(461) 양단(461a, 461b)의 밀봉 공정을 수행함으로써, 양자점 충진 튜브(460)의 비발광 영역의 길이를 최소화할 수 있다.
다시 말하면, 종래에 글라스 튜브 내부를 진공 상태로 만드는 공정 후 밀봉 공정이 이루어지기 때문에 글라스 튜브의 단부에 순간적으로 고온의 불꽃을 가하여 밀봉할 수 없다.
그러나, 본 발명의 제조 방법에 따르면 글라스 튜브(461) 내부를 진공 상태로 만드는 공정 이전에 밀봉 공정이 수행되기 때문에, 순간적으로 고온의 불꽃을 가하여 글라스 튜브(461) 양단(461a, 461b)을 밀봉할 수 있다.
즉, 형광체를 충진하기 전에 글라스 튜브(461) 양단(461a, 461b)을 먼저 밀봉함으로써 양자점 충진 튜브(460)의 비발광 영역의 길이를 최소화 할 수 있다.
이어서, 도 4d를 참조하면, 양단이 밀봉된 글라스 튜브(461)에 홀(461h)을 형성한다.
본 발명의 일실시예에 따른 글라스 튜브(461)의 홀(461h)은 양단이 밀봉된 글라스 튜브(461)의 적어도 하나의 단부에 형성될 수 있다. 다만, 홀(461h)이 형성되는 위치가 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
본 발명의 일실시예에 따른 홀(461h)은 레이저(Laser)를 이용하여 형성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 홀(461h)은 1.0mm 이상 내지 2.2mm 이하의 직경으로 형성될 수 있다.
도 4e를 참조하면, 글라스 튜브(461)의 홀(461h)을 통하여 글라스 튜브(461) 내부를 진공 상태로 만든 후, 형광체(462)를 주입한다.
이때, 글라스 튜브(461) 내부를 진공으로 유지하기 위하여 에어 펌프(Air pump)가 사용될 수 있다. 이어서, 진공 상태가 된 글라스 튜브(461) 내부에 질소(N2) 가스를 사용하여 형광체(462)를 주입한다. 이와 같이, 글라스 튜브(461) 내부를 진공 상태로 만들고, 형광체(462)를 주입하여야 형광체(462)의 산화(Oxidation)을 방지할 수 있다.
도 4f를 참조하면, 형광체(462) 주입이 완료된 후, 글라스 튜브(461)의 홀(461h)을 밀봉재로 충진한다.
글라스 튜브(461)의 홀(461h)을 충진하는 방법은 레이저(Laser) 감응성 저온 프릿 글라스(Frit Glass)를 이용하는 방법 및 에폭시 수지(Epoxy resin)를 이용하는 방법이 있다.
레이저(Laser) 감응성 저온 프릿 글라스(Frit Glass)를 이용하는 방법은 글라스 튜브(461)의 홀(461h)에 레이저(Laser) 감응성 저온 프릿 글라스(Frit Glass)를 충진한 후, 레이저를 조사하여 밀봉한다.
에폭시 수지(Epoxy resin)를 이용하는 방법은 글라스 튜브(461)의 홀(461h)에 투습성 에폭시 수지(Epoxy resin)를 주입하여 글라스 튜브(461) 내부의 빈 공간을 모두 충진하여 밀봉한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 5를 참조하면, 표시 장치는 영상을 표시하는 액정 패널(200), 액정 패널(200)에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(400), 액정 패널(200)을 감싸는 형태로 구비되는 탑 케이스(100) 및 탑 케이스(100)와 바텀 케이스(440)을 연결하며 액정 패널(200)이 안착되는 몰드 프레임(300)을 포함한다.
몰드 프레임(300)은 바텀 케이스(440)와 결합하며, 액정 패널(200)을 수납한다. 이러한 몰드 프레임(300)은 액정 패널(200)의 파손을 방지하기 위해, 플라스틱 재질과 같은 유연한 재질로 형성될 수 있다.
탑 케이스(100)는 몰드 프레임(300) 상에 안착된 액정 패널(200)을 덮기 위하여 몰드 프레임(300) 및 바텀 케이스(440)와 결합된다. 탑 케이스(100)는 그 중앙부에 액정 패널(200)이 노출되는 개방창을 구비한다.
탑 케이스(100)는 후크 결합 및/또는 나사 결합을 통하여 몰드 프레임(300) 및 바텀 케이스(440)와 체결될 수 있다. 뿐만 아니라, 탑 케이스(100)와 바텀 케이스(440)의 결합은 다양한 형태로 변형될 수 있다.
백라이트 어셈블리(400)는 광학시트(410), 도광판(420), 반사시트(430), 바텀케이스(440), 광원 유닛(450) 및 양자점 충진 튜브(460)를 포함한다.
광원 유닛(450)은 도광판(420)의 모서리부 또는 측면에 배치될 수 있다. 즉, 광원 유닛(450)은 도광판(420)의 모서리부 또는 측면의 입광면 측으로 광을 출사할 수 있다.
광원 유닛(450)은 적어도 하나의LED 칩(미도시)과 LED 칩을 수용하는 패키지(미도시)를 포함할 수 있다.
이와 같은 광원 유닛(450)은 액정 패널(200)의 크기, 휘도 균일성 등을 고려하여, 도광판(420)의 한측면, 양측면 또는 네 측면 모두에 형성될 수 있고, 도광판(420)의 모서리부 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.
도광판(420)은 광원 유닛(450)으로부터 방출된 광을 입광 측면으로 입사받아 출광면으로 출사한다. 도광판(420)은 광원 유닛(450)으로부터 제공받은 광을 액정 패널(200)로 균일하게 공급한다.
도광판(420)은 광원 유닛(450)이 근방에 배치되며, 바텀 케이스(440)에 수납된다. 도광판(420)은 예를 들어, 액정 패널(200)과 같이 4각형의 판상으로 형성될 수 있다. 그러나, 이에 한정될 것은 아니며, LED와 같은 광원을 사용하는 경우, 광원의 위치에 따라 소정의 홈 또는 돌기 등을 포함하는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도광판(420)은 설명의 편의상, 플레이트(plate)로 기술하였으나, 표시 장치의 슬림화를 위해 시트 또는 필름형태로 형성될 수 있다. 즉, 도광판(420)은 광을 가이드하기 위한 플레이트 및 필름을 모두 포함하는 개념으로 기술된다.
도광판(420)은 광이 효율적으로 가이드 될 수 있도록 투광성을 가지는 재료, 예를 들어 PMMA(PolyMethylMethAcrylate)와 같은 아크릴 수지, 폴리카보네이트(PC: PolyCarbonate)와 같은 재료로 이루어질 수 있다.
도광판(420)의 적어도 어느 하나의 면에는 패턴이 형성될 수 있다. 예를 들어 하면에는 가이드 된 광이 상부로 출사될 수 있도록 산란 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
광학 시트(410)는 도광판(420)의 상부에 배치되어 도광판(420)으로부터 전달되는 빛을 확산하고 집광하는 역할을 한다.
광학 시트(410)는 확산 시트, 프리즘 시트, 보호 시트 등을 포함할 수 있다.
확산 시트는 도광판(420)으로부터 입사되는 빛을 분산시켜서 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지할 수 있다.
프리즘 시트는 일면에 삼각 기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있을 수 있고, 확산 시트 상에 배치되어 확산 시트로부터 확산된 빛을 액정 패널(200)에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행할 수 있다.
보호 시트는 프리즘 시트 위에 형성될 수 있고, 프리즘 시트의 표면을 보호하고, 광을 확산시켜서 빛의 분포를 균일하게 할 수 있다.
반사 시트(430)는 도광판(420)과 바텀 케이스(440) 사이에 배치되어, 도광판(420)의 하부로 방출되는 빛을 액정 패널(200)로 향하도록 반사시켜 빛의 효율을 향상시킨다.
반사 시트(430)는, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: PolyEthylene Terephthalate)로 이루어져 반사성을 가질 수 있으며, 그 한쪽 표면은 예를 들어, 티타늄 디옥사이드를 함유하는 확산층으로 코팅될 수 있다. 한편, 반사 시트(430)는 예를 들어 은(Ag)과 같은 금속을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
바텀 케이스(440)는 반사시트(430) 및 도광판(420)을 수납한다. 바텀 케이스(440)의 바닥면은 도광판(420)과 평행하다.
바텀 케이스(440)는 예를 들어 스테인레스 스틸과 같은 강성을 가지는 금속 재질 또는 알루미늄 혹은 알루미늄 합금과 같이 방열 특성이 좋은 재질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 바텀 케이스(440)는 표시 장치의 골격을 유지하며, 내부에 수납되는 각종 구성 요소를 보호하게 된다.
이와 같은 백라이트 어셈블리 구조에서 고 색재현율의 백색광을 구현하기 위해 양자점 충진 튜브(460)를 광원 유닛(450)과 도광판(420) 사이에 배치한다.
본 발명의 일실시예에 따른 양자점 충진 튜브(460)는 비발광 영역의 길이를 최소화한 양자점 충진 튜브가 사용될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다.
100 : 탑 케이스 200 : 액정패널
300 : 몰드 프레임 400 : 백라이트 어셈블리
410 : 광학시트 420 : 도광판
430 : 반사 시트 440 : 바텀 케이스
450 : 광원 유닛 460 : 양자점 충진 튜브
461 : 글라스 튜브 462 : 형광체

Claims (20)

  1. 내부 공간과 외면을 관통하는 홀을 구비하는 튜브;
    상기 튜브 내부에 충진된 형광체; 및
    상기 홀에 충진된는 밀봉재를 포함하는 양자점 충진 튜브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 튜브는 서로 동일한 형상을 갖는 양단부를 포함하는 양자점 충진 튜브.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 튜브의 양 단부는 비발광 영역인 양자점 충진 튜브.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 비발광 영역은 2mm 이상 내지 5mm 이하의 길이를 갖는 양자점 충진 튜브.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 형광체는 양자점(Quantum dot) 입자를 포함하는 양자점 충진 튜브.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 형광체는 황화물(Sulfide), 규소(Si) 및 질화물(Nitride) 계열의 금속 원소 중 적어도 하나를 포함하는 양자점 충진 튜브.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 홀은 1.0mm 이상 내지 2.2mm 이하의 직경을 갖는 양자점 충진 튜브.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉재는 레이저(Laser) 감응성 글라스 프릿(Glass Frit)인 양자점 충진 튜브.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉재는 에폭시 레진(Epoxy Resin)인 양자점 충진 튜브.
  10. 내부에 공간이 구비된 튜브를 마련하는 단계;
    상기 튜브의 양단을 밀봉하는 단계;
    상기 양단 중 적어도 하나에 홀을 형성하는 단계;
    상기 튜브 내부를 진공 상태로 유지하고 상기 홀을 통하여 상기 튜브 내부에 형광체를 주입하는 단계; 및
    상기 홀을 밀봉재로 충진하는 단계;를 포함하는 양자점 충진 튜브 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 양단이 밀봉된 글라스 튜브에 홀을 형성하는 단계는 레이저(Laser)를 사용하는 양자점 충진 튜브 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 홀은 1.0mm 이상 내지 2.2mm 이하의 직경을 갖는 양자점 충진 튜브 제조 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 형광체는 양자점(Quantum dot), 황화물(Sulfide), 규소(Si) 및 질화물(Nitride) 계열의 금속 원소 중 적어도 하나인 양자점 충진 튜브 제조 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 밀봉재는 레이저(Laser) 감응성 글라스 프릿(Glass Frit)인 양자점 충진 튜브 제조 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 밀봉재는 에폭시 레진(Epoxy Resin)인 양자점 충진 튜브 제조 방법.
  16. 광원;
    상기 광원으로부터 방출된 광을 일면으로 입사받아 타면으로 출사하는 도광판; 및
    상기 광원과 상기 도광판 사이에 배치되는 양자점 충진 튜브;를 포함하며,
    상기 양자점 충진 튜브는,
    내부 공간과 외면을 관통하는 홀을 구비하는 튜브;
    상기 튜브 내부에 충진된 형광체; 및
    상기 홀에 충진된는 밀봉재;를 포함하는 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 튜브는 서로 동일한 형상을 갖는 양단부를 포함하는 표시 장치.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 튜브의 양 단부는 비발광 영역인 표시 장치.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 비발광 영역은 2mm 이상 내지 5mm 이하의 길이를 갖는 표시 장치.
  20. 제 16 항에 있어서, 상기 형광체는 양자점(Quantum dot), 황화물(Sulfide), 규소(Si) 및 질화물(Nitride) 계열의 금속 원소 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
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