KR20160018994A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 백라이트 유닛, 컬러 필터 및 셔터 패널을 포함한다. 상기 컬러 필터는 상기 백라이트 유닛 상에 형성되고, 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 포함한다. 상기 적색 컬러 필터는 교대로 적층되는 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함하는 제1 적색 유전체층 및 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 갖는 제2 물질을 포함하는 제2 적색 유전체층을 포함한다. 상기 녹색 컬러 필터는 교대로 적층되는 상기 제1 물질을 포함하는 제1 녹색 유전체층 및 상기 제2 물질을 포함하는 제2 녹색 유전체층을 포함한다. 상기 청색 컬러 필터는 교대로 적층되는 상기 제1 물질을 포함하는 제1 청색 유전체층 및 상기 제2 물질을 포함하는 제2 청색 유전체층을 포함한다. 상기 제1 적색 유전체층의 개수 및 상기 제2 적색 유전체층의 개수의 합은 상기 제1 녹색 유전체층의 개수 및 상기 제2 녹색 유전체층의 개수의 합과 서로 상이한 것일 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광 효율이 높은 표시 장치에 관한 것이다.
현재 알려져 있는 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel: PDP), 유기 전계 발광 표시 장치(organic light emitting display: OLED), 전계 효과 표시 장치(field effect display: FED), 전기 영동 표시 장치(eletrophoretic display: EPD) 등이 있다.
일반적으로 상기 표시 장치들은 편광 소자를 포함하는 것으로, 투과되는 광에 손실이 커서, 광 효율이 떨어진다.
본 발명의 목적은 광 효율이 높은 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 백라이트 유닛, 컬러 필터 및 셔터 패널을 포함한다. 상기 컬러 필터는 상기 백라이트 유닛 상에 형성되고, 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 포함한다. 상기 셔터 패널은 상기 컬러 필터와 대향한다. 상기 적색 컬러 필터는 교대로 적층되는 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함하는 제1 적색 유전체층 및 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 갖는 제2 물질을 포함하는 제2 적색 유전체층을 포함한다. 상기 녹색 컬러 필터는 교대로 적층되는 상기 제1 물질을 포함하는 제1 녹색 유전체층 및 상기 제2 물질을 포함하는 제2 녹색 유전체층을 포함한다. 상기 청색 컬러 필터는 교대로 적층되는 상기 제1 물질을 포함하는 제1 청색 유전체층 및 상기 제2 물질을 포함하는 제2 청색 유전체층을 포함한다. 상기 제1 적색 유전체층의 개수 및 상기 제2 적색 유전체층의 개수의 합은 상기 제1 녹색 유전체층의 개수 및 상기 제2 녹색 유전체층의 개수의 합과 서로 상이한 것일 수 있다.
상기 제1 적색 유전체층의 개수 및 상기 제2 적색 유전체층의 개수의 합은 상기 제1 청색 유전체층의 개수 및 상기 제2 청색 유전체층의 개수의 합과 서로 동일한 것일 수 있다.
상기 제1 적색 유전체층의 개수와 상기 제2 적색 유전체층의 개수는 서로 상이하고, 상기 제1 녹색 유전체층의 개수와 상기 제2 녹색 유전체층의 개수는 서로 상이하고, 상기 제1 청색 유전체층의 개수와 상기 제2 청색 유전체층의 개수는 서로 상이한 것일 수 있다.
상기 적색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 상기 적색 컬러 필터의 최외곽층들의 사이에 배치되고, 상기 녹색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 상기 녹색 컬러 필터의 최외곽층들의 사이에 배치되고, 상기 청색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 상기 청색 컬러 필터의 최외곽층들의 사이에 배치되는 것일 수 있다.
상기 녹색 컬러 필터의 두께는 상기 적색 컬러 필터의 두께보다 두껍고, 상기 청색 컬러 필터의 두께는 상기 녹색 컬러 필터의 두께보다 두꺼운 것일 수 있다.
상기 제1 굴절률 및 상기 제2 굴절률의 차이는 0.5 내지 1.5인 것일 수 있다.
상기 제1 물질은 TiO2이고, 상기 제2 물질은 SiO2인 것일 수 있다.
상기 적색 컬러 필터의 최외곽층들은 각각 상기 제1 적색 유전체층이고, 상기 녹색 컬러 필터의 최외곽층들은 각각 상기 제1 녹색 유전체층이고, 상기 청색 컬러 필터의 최외곽층들은 각각 상기 제1 청색 유전체층인 것일 수 있다.
상기 적색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 상기 제2 적색 유전체층이고, 상기 녹색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 상기 제2 녹색 유전체층이고, 상기 청색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 상기 제2 청색 유전체층인 것일 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 제1 광을 제공하고, 상기 컬러 필터는 상기 제1 광을 제공 받아, 상기 제1 광의 적어도 일부를 반사하고, 상기 제1 광과 상이한 파장을 갖는 제2 광을 출사한다. 상기 셔터 패널은 상기 컬러 필터로부터 상기 제2 광을 제공 받아, 상기 제2 광의 적어도 일부를 투과하거나 반사한다. 상기 컬러 필터로부터 제공 받은 상기 제2 광의 진행 방향 및 상기 셔터 패널을 투과하는 제2 광의 진행 방향은 서로 동일한 것일 수 있다.
상기 적색 컬러 필터는 적색광을 출사하고, 상기 녹색 컬러 필터는 녹색광을 출사하고, 상기 청색 컬러 필터는 청색광을 출사하고, 상기 적색 컬러 필터, 상기 녹색 컬러 필터 및 상기 청색 컬러 필터의 두께(L)는 각각 하기 식 1로 표시된다.
[식 1]
Figure pat00001
단, n1은 상기 제1 굴절률, n2는 상기 제2 굴절률, N1은 상기 제1 적색 유전체층의 개수, 상기 제1 녹색 유전체층의 개수 또는 상기 제1 청색 유전체층의 개수, N2는 상기 제2 적색 유전체층의 개수, 상기 제2 녹색 유전체층의 개수 또는 상기 제2 청색 유전체층의 개수,
Figure pat00002
는 상기 적색광의 파장, 상기 녹색광의 파장 또는 상기 청색광의 파장이다.
상기 적색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층의 두께(
Figure pat00003
), 상기 녹색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층의 두께(
Figure pat00004
), 및 상기 청색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층의 두께(
Figure pat00005
)는 각각 하기 식 2로 표시된다.
[식 2]
Figure pat00006
단, n1은 상기 제1 굴절률, n2는 상기 제2 굴절률, N은 상기 제1 적색 유전체층의 개수 및 상기 제2 적색 유전체층의 개수의 합, 상기 제1 녹색 유전체층의 개수 및 상기 제2 녹색 유전체층의 개수의 합 또는 상기 제1 청색 유전체층의 개수 및 상기 제2 청색 유전체층의 개수의 합,
Figure pat00007
는 상기 적색광의 파장, 상기 녹색광의 파장 또는 상기 청색광의 파장이다.
상기 제1 광은 -20° 내지 +20°의 출사각을 갖는 것일 수 있다.
상기 셔터 패널은 멤스(MEMS: micro electro mechanical systems) 셔터 패널, 액체 스위치(liquid switch) 셔터 패널 및 반사형 고분자 분산형 액정(PDLC: polymer dispersed liquid crystal) 셔터 패널 중 적어도 하나인 것일 수 있다.
상기 셔터 패널은 셔터 및 스위칭 소자를 포함하는 것일 수 있다. 상기 셔터는 상기 컬러 필터로부터 제공받은 상기 제2 광의 적어도 일부를 투과하거나 반사한다. 상기 스위칭 소자는 상기 셔터에 영상 신호 전압을 제공하여, 상기 셔터를 스위칭한다.
상기 백라이트 유닛은 상기 제1 광을 출사하는 광원 유닛 및 상기 광원 유닛으로부터 제공된 상기 제1 광을 가이드하여 출사하는 도광판을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 상기 셔터 패널을 투과하는 제2 광을 확산하는 확산 시트를 더 포함하고, 상기 확산 시트는 상기 셔터 패널 상에 형성되는 것일 수 있다.
상기 제1 적색 유전체층의 개수 및 상기 제2 적색 유전체층의 개수의 합, 상기 제1 녹색 유전체층의 개수 및 상기 제2 녹색 유전체층의 개수의 합 및 상기 제1 청색 유전체층의 개수 및 상기 제2 청색 유전체층의 개수의 합은 각각 홀수인 것일 수 있다.
상기 제1 적색 유전체층의 개수는 10개이고, 상기 제2 적색 유전체층의 개수는 9개이고, 상기 제1 녹색 유전체층의 개수는 13개이고, 상기 제2 녹색 유전체층의 개수는 12개이고, 상기 제1 청색 유전체층의 개수는 10개이고, 상기 제2 청색 유전체층의 개수는 9개인 것일 수 있다.
상기 적색 컬러 필터에 포함되는 층들은 서로 두께가 상이하고, 상기 녹색 컬러 필터에 포함되는 층들은 서로 두께가 상이하고, 상기 청색 컬러 필터에 포함되는 층들은 서로 두께가 상이한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 의하면, 광 효율이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 분해 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 백라이트 유닛을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4a 및 도 4b 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 셔터 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5a 및 도 5b 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 셔터 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 6a 및 도 6b 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 컬러 필터를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 7은 실시예 1의 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 8a는 실시예 1의 적색 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 8b는 실시예 1의 녹색 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 8c는 실시예 1의 청색 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 9a는 실시예 2의 적색 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 9b는 실시예 2의 녹색 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 9c는 실시예 2의 청색 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 분해 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 백라이트 유닛(BLU), 컬러 필터(CF) 및 셔터 패널(SHP)을 포함한다.
백라이트 유닛(BLU)은 컬러 필터(CF)에 광을 제공한다.
백라이트 유닛(BLU)은 광원 유닛(LU) 및 도광판(LGP)을 포함할 수 있다.
광원 유닛(LU)은 적어도 하나의 광원(LS) 및 광원(LS)을 일면에 실장하고, 광원(LS)에 전원을 인가하는 회로 기판(CS)을 포함할 수 있다. 광원(LS)은 다수의 발광 다이오드(Light Emitting Diodes; LED)를 포함할 수 있다. 다수의 발광 다이오드는 회로 기판 상에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 광원 유닛(LU)은 도광판(LGP)의 측면에 제1 방향(예를 들어 도 3의 D1)으로 이격되어 배치될 수 있다.
광원 유닛(LU)은 도광판(LGP)에 제1 광(L1)을 출사한다. 도광판(LGP)은 광원 유닛(LU)으로부터 제공된 제1 광(L1)을 가이드하여 제1 광(L1')을 출사한다.
제1 광(L1, L1')은 예를 들어 백색광일 수 있다. 다만 이에 한정하는 것은 아니고, 제1 광(L1, L1')은 청색광(LB)일 수도 있다.
컬러 필터(CF)는 백라이트 유닛(BLU) 및 셔터 패널(SHP) 사이에 형성된다. 도 1에서는 컬러 필터(CF)가 백라이트 유닛(BLU) 및 셔터 패널(SHP) 사이에 형성되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 컬러 필터(CF)는 셔터 패널(SHP) 상에 형성될 수도 있다.
컬러 필터(CF)는 제1 광(L1')을 제공 받아, 제1 광(L1')의 적어도 일부를 반사하고, 제1 광(L1')과 상이한 파장을 갖는 제2 광(L2)을 출사한다. 제2 광(L2)은 예를 들어, 적색광(LR), 녹색광(LG), 청색광(LB) 등일 수 있다. 적색광(LR)의 파장은 예를 들어, 약 600 내지 약 700nm일 수 있고, 녹색광(LG)의 파장은 예를 들어, 약 500 내지 약 580nm일 수 있고, 청색광(LB)의 파장은 예를 들어, 약 400 내지 약 490nm일 수 있다.
컬러 필터(CF)는 적색 컬러 필터(CF_R), 녹색 컬러 필터(CF_G) 및 청색 컬러 필터(CF_B)를 포함한다. 컬러 필터(CF)에 대해서는 보다 구체적으로 후술하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)에 포함되는 백라이트 유닛(BLU)을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 도광판(LGP)은 광원 유닛(LU)으로부터 제공된 제1 광(L1)을 가이드하여 출사(L1')한다. 도광판(LGP)은 광원 유닛(LU)으로 제1 광(L1)을 제공받는 입사면(LGP_S) 및 가이드한 제1 광(L1')을 출사하는 출사면(LGP_U)을 포함한다.
도광판(LGP)에서 출사되는 제1 광(L1')은 -20° 내지 +20°의 출사각(θ)을 가질 수 있다. 도 3을 참조하면, 출사각(θ)은 예를 들어, 출사면(LGP_U)에서 출사된 제1 광(L1')과 도광판(LGP)의 두께 방향(예를 들어 도 3의 D2)이 이루는 각일 수 있다.
셔터 패널(SHP)은 컬러 필터(CF)와 대향한다. 셔터 패널(SHP)은 컬러 필터(CF)로부터 제2 광(L2)을 제공받는다. 셔터 패널(SHP)은 제2 광의 적어도 일부를 투과(L2') 또는 반사(L2")한다.
셔터 패널(SHP)은 비편광 소자인 것일 수 있다. 셔터 패널(SHP)은 편광판을 필요로 하지 않는다. 이에 따라, 컬러 필터(CF)로부터 제공 받은 제2 광(L2)의 진행 방향 및 셔터 패널(SHP)을 투과하는 제2 광(L2')의 진행 방향은 서로 동일하다. 예? 들어, 컬러 필터(CF)로부터 제공 받은 제2 광(L2)이 비편광된 광이라면, 셔터 패널(SHP)을 투과하는 제2 광(L2')도 비편광된 광이다. 컬러 필터(CF)로부터 제공 받은 제2 광(L2)이 편광된 광이라면, 셔터 패널(SHP)을 투과하는 제2 광(L2')도 편광된 광이다.
셔터 패널(SHP)은 통상적으로 사용하는 것이라면 특별히 한정하지 않으나, 멤스(MEMS: micro electro mechanical systems) 셔터 패널(SHP), 액체 스위치(liquid switch) 셔터 패널(SHP) 및 반사형 고분자 분산형 액정(PDLC: polymer dispersed liquid crystal) 셔터 패널(SHP) 중 적어도 하나인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 비편광 소자인 셔터 패널(SHP)을 포함하여, 편광에 의한 광 손실을 줄일 수 있다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 광 효율을 높일 수 있다.
도 4a 및 도 4b 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 셔터 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5a 및 도 5b 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 셔터 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 셔터 패널(SHP)은 셔터(SH) 및 셔터(SH)에 영상 신호 전압(V)을 제공하여, 셔터(SH)를 스위칭하는 스위칭 소자(SWT)를 포함하는 것일 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 셔터(SH)는 제1 기판(SUB1), 제1 기판(SUB1)과 대향하는 제2 기판(SUB2) 및 영상 신호 전압(V)에 의해 스위칭 되는 반사형 고분자 분산형 액정 분자들(PDLC)을 포함하는 반사형 고분자 분산형 액정층(PDLC_L)을 포함할 수 있다. 스위칭 소자(SWT)는 배선에 의해 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 각각과 연결된다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2) 각각은 투명한 것일 수 있다. 제1 기판(SUB1) 또는 제2 기판(SUB2)에는 영상 신호 전압(V)이 제공될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 스위칭 소자(SWT)가 오프(OFF)되어 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)에 동일한 영상 신호 전압(V)이 제공되지 않는 상태를 영상 신호 전압 오프(V=OFF) 상태라 한다. 영상 신호 전압 오프(V=OFF) 상태일 때, 반사형 고분자 분산형 액정 분자들(PDLC)은 일정한 방향성 없이 배열되고, 이에 따라 컬러 필터(도 1의 CF)로부터 제공받은 제2 광(L2)은 일정한 방향성 없이 배열되는 반사형 고분자 분산형 액정 분자들(PDLC)에 의해 반사(L2?)된다.
도 4b를 참조하면, 스위칭 소자(SWT)가 온(ON)되어 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)에 동일한 영상 신호 전압(V)이 제공되는 상태를 영상 신호 전압 온(V=ON) 상태라 한다. 영상 신호 전압 온(V=ON) 상태일 때, 반사형 고분자 분산형 액정 분자들(PDLC)은 제1 기판(SUB1)에 포함되는 제1 전극(미도시) 및 제2 기판(SUB2)에 포함되는 제2 전극(미도시)에 의해 형성되는 전계에 의해 일정한 방향으로 배열되고, 이에 따라 컬러 필터(도 1의 CF)로부터 제공받은 제2 광(L2)은 반사형 고분자 분산형 액정층(PDLC_L)을 투과(L2')한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 셔터(SH)는 기판(SUB), 영상 신호 전압(V)에 의해 스위칭 되는 제1 액체 및 영상 신호 전압(V)에 의해 스위칭 되지 않고, 제1 액채(LIQ1)와 상이한 제2 액채(LIQ2)를 포함하는 액체층(LIQ)를 포함할 수 있다. 제1 액채(LIQ1)는 제2 광을 흡수 또는 반사하고, 제2 액채(LIQ2)는 제2 광을 투과할 수 있다. 스위칭 소자(SWT)는 배선에 의해 기판(SUB) 및 액체층(LIQ)과 연결된다. 도 5에서는 기판(SUB)상에 액체층(LIQ)이 형성되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 액체층(LIQ)은 제1 기판(미도시) 및 제2 기판(미도시) 사이에 형성되는 것일 수도 있다. 제1 기판(미도시) 및 제2 기판(미도시)은 배선에 의해 스위칭 소자(SWT)와 연결될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 스위칭 소자(SWT)가 오프(OFF)되어 기판(SUB)에 영상 신호 전압(V)이 제공되지 않는 상태를 영상 신호 전압 오프(V=OFF) 상태라 한다. 영상 신호 전압 오프(V=OFF) 상태일 때, 예를 들어, 기판(SUB)의 일부에 형성되는 스위칭 전극(미도시)에는 극성이 형성되지 않고, 이에 따라, 스위칭 전극 상으로 제1 액채(LIQ1)가 이동하지 않는다. 이에 따라, 제1 액채(LIQ1)는 기판(SUB) 상에 전체적으로 분산되어 분포하고, 컬러 필터(도 1의 CF)로부터 제공받은 제2 광(L2)은 액체층(LIQ)을 통과하지 못하고, 흡수 또는 반사(L2")된다.
도 5b를 참조하면, 스위칭 소자(SWT)가 온(ON)되어 기판(SUB)에 영상 신호 전압(V)이 제공되는 상태를 영상 신호 전압 온(V=ON) 상태라 한다. 영상 신호 전압 온(V=ON) 상태일 때, 예를 들어, 기판(SUB)의 일부에 형성되는 스위칭 전극(미도시)에는 극성이 형성된다. 이에 따라, 스위칭 전극 상으로 제1 액채(LIQ1)가 이동한다. 도 5b에서 도시하지 않았으나, 기판(SUB)의 왼쪽에 스위칭 전극이 존재할 수 있고, 영상 신호 전압 온(V=ON) 상태일 때, 스위칭 전극에 극성이 존재하여, 제1 액채(LIQ1)가 스위칭 전극 상으로 이동하고, 이에 따라, 제2 액채(LIQ2)는 제1 액채(LIQ1)가 스위칭 전극 상으로 이동하여, 스위칭 전극이 존재하지 않는 영역으로 이동할 수 있다. 제1 액채(LIQ1)가 기판(SUB) 상 일부 영역에 분포하고, 제2 액채(LIQ2)가 기판(SUB) 상의 나머지 영역에 분포하여, 컬러 필터(도 1의 CF)로부터 제공받은 제2 광(L2)은 액체층(LIQ)을 투과(L2')할 수 있다.
다시 도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 셔터(SH)는 예를 들어, 적색 컬러 필터(도 1의 CF_R), 녹색 컬러 필터(도 1의 CF_G) 및 청색 컬러 필터(도 1의 CF_B) 각각에 중첩하여 제공될 수 있다. 적색 컬러 필터(도 1의 CF_R)와 중첩하는 셔터(SH)는 적색광(도 1의 LR)을 투과하고, 녹색 컬러 필터(도 1의 CF_G)와 중첩하는 셔터(SH)는 녹색광(도 1의 LG)을 투과하고, 청색 컬러 필터(도 1의 CF_B)와 중첩하는 셔터(SH)는 청색광(도 1의 LB)을 투과한다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 확산 시트(DIF)를 더 포함할 수 있다. 확산 시트(DIF)는 셔터 패널(SHP) 상에 형성된다. 확산 시트(DIF)는 셔터 패널(SHP)을 투과하는 제2 광(L2')을 확산한다. 확산 시트(DIF)는 표시 장치(10)의 최상부에 위치하여, 시야각을 넓힐 수 있고, 관측자의 위치에 따른 계조 반전 및 영상의 특성 저하를 최소화할 수 있다. 확산 시트(DIF)는 요철 형상을 가질 수 있다. 이에 따라 다양한 각도에서 영상을 관측하여도 동일한 이미지를 관측할 수 있다.
도 6a 및 도 6b 각각은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 포함되는 컬러 필터를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1, 도 2, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 컬러 필터(CF)는 앞서 설명한 바와 같이, 적색 컬러 필터(CF_R), 녹색 컬러 필터(CF_G) 및 청색 컬러 필터(CF_B)를 포함한다.
도 6a를 참조하면, 적색 컬러 필터(CF_R)의 두께, 녹색 컬러 필터(CF_G)의 두께 및 청색 컬러 필터(CF_B)의 두께는 서로 동일할 수 있다. 도 6b를 참조하면, 녹색 컬러 필터(CF_G)의 두께는 적색 컬러 필터(CF_R)의 두께보다 두껍고, 청색 컬러 필터(CF_B)의 두께는 녹색 컬러 필터(CF_G)의 두께보다 두꺼운 것일 수 있다. 예를 들어, 적색 컬러 필터(CF_R)의 두께는 약 1.239㎛ 일 수 있고, 녹색 컬러 필터(CF_G)의 두께는 약 1.513㎛ 일 수 있고, 청색 컬러 필터(CF_B)의 두께는 약 1.664㎛일 수 있다. 다만 이에 한정하는 것은 아니고, 적색 컬러 필터(CF_R)의 두께, 녹색 컬러 필터(CF_G)의 두께 및 청색 컬러 필터(CF_B)의 두께 중 두 개는 서로 동일한 것일 수도 있다.
적색 컬러 필터(CF_R), 녹색 컬러 필터(CF_G) 및 청색 컬러 필터(CF_B)는 각각 제1 유전체층(DEL1) 및 제2 유전체층(DEL2)을 포함한다. 제1 유전체층(DEL1)은 제1 적색 유전체층(DEL1_R), 제1 녹색 유전체층(DEL1_G) 및 제1 청색 유전체층(DEL1_B)을 포함한다. 제2 유전체층(DEL2)은 제2 적색 유전체2층(DEL2_R), 제2 녹색 유전체층(DEL2_G) 및 제2 청색 유전체층(DEL2_B)을 포함한다.
제1 유전체층(DEL1)은 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함한다. 제1 물질은 예를 들어 TiO2일 수 있다. 제2 유전체층(DEL2)은 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 갖는 제2 물질을 포함한다. 제2 물질은 예를 들어 SiO2일 수 있다.
제1 굴절률 및 제2 굴절률의 차이는 0.5 내지 1.5일 수 있다. 제1 굴절률 및 제2 굴절률의 차이가 0.5 미만이면, 백라이트 유닛(BLU)으로부터 제1 광(L1)을 제공 받아, 제1 광(L1)과 상이한 파장을 갖는 제2 광(L2)을 출사하기 어렵고, 제1 굴절률 및 제2 굴절률의 차이가 1.5 초과이면, 굴절률 차이에 따른 광 손실이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 서로 굴절률이 상이한 유전체층을 교대로 적층하여, 제1 광(L1')을 제공 받아 적색광(LR)을 출사하는 적색 컬러 필터(CF_R), 제1 광(L1')을 제공 받아 녹색광(LG)을 출사하는 녹색 컬러 필터(CF_G) 및 제1 광(L1')을 제공 받아 청색광(LB)을 출사하는 청색 컬러 필터(CF_B)를 포함하는 컬러 필터(CF)를 형성한다. 제1 유전체층(DEL1) 및 제2 유전체층(DEL2) 각각은 파장에 따라 굴절률이 변화한다. 이에 따라, 제1 유전체층(DEL1) 및 제2 유전체층(DEL2)을 교대로 적층하고, 제1 유전체층(DEL1)의 두께 및 제2 유전체층(DEL2)의 두께를 조절하여, 제1 광(L1')을 제공 받아 적색광(LR)을 출사하는 적색 컬러 필터(CF_R), 제1 광(L1')을 제공 받아 녹색광(LG)을 출사하는 녹색 컬러 필터(CF_G) 및 제1 광(L1')을 제공 받아 청색광(LB)을 출사하는 청색 컬러 필터(CF_B)를 포함하는 컬러 필터(CF)를 형성할 수 있다.
적색 컬러 필터(CF_R), 녹색 컬러 필터(CF_G) 및 청색 컬러 필터(CF_B)의 두께(L)는 각각 하기 식 1로 표시되는 것일 수 있다.
[식 1]
Figure pat00008
단, n1은 제1 굴절률, n2는 제2 굴절률, N1은 제1 적색 유전체층(DEL1_R)의 개수, 제1 녹색 유전체층(DEL1_G)의 개수 또는 제1 청색 유전체층(DEL1_B)의 개수, N2는 제2 적색 유전체층(DEL2_R)의 개수, 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)의 개수 또는 제2 청색 유전체층(DEL2_B)의 개수,
Figure pat00009
는 적색광(LR)의 파장, 녹색광(LG)의 파장 또는 청색광(LB)의 파장이다.
보다 구체적으로, 적색 컬러 필터(CF_R)의 두께가 상기 식 1로 표시 될 때, N1은 제1 적색 유전체층(DEL1_R)의 개수이고, N2는 제2 적색 유전체층(DEL2_R)의 개수이고,
Figure pat00010
는 적색광(LR)의 파장이다. 녹색 컬러 필터(CF_G)의 두께가 상기 식 1로 표시 될 때, N1은 제1 녹색 유전체층(DEL1_G)의 개수이고, N2는 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)의 개수이고,
Figure pat00011
는 녹색광(LG)의 파장이다. 청색 컬러 필터(CF_B)의 두께가 상기 식 1로 표시 될 때, N1은 제1 청색 유전체층(DEL1_B)의 개수이고, N2는 제2 청색 유전체층(DEL2_B)의 개수이고,
Figure pat00012
는 청색광(LB)의 파장이다.
적색 컬러 필터(CF_R)는 교대로 적층되는 제1 적색 유전체층(DEL1_R) 및 제2 적색 유전체층(DEL2_R)을 포함한다. 적색 컬러 필터(CF_R)의 최외곽층들은 각각 제1 적색 유전체층(DEL1_R)일 수 있다.
제1 적색 유전체층(DEL1_R)의 개수 및 제2 적색 유전체층(DEL2_R)의 개수의 합은 홀수일 수 있다. 제1 적색 유전체층(DEL1_R)의 개수와 제2 적색 유전체층(DEL2_R)의 개수는 서로 상이한 것일 수 있다. 제1 적색 유전체층(DEL1_R)의 개수는 제2 적색 유전체층(DEL2_R)의 개수보다 클 수 있다.
적색 컬러 필터(CF_R)에 포함되는 층들은 서로 두께가 상이할 수 있다. 적색 컬러 필터(CF_R)에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 제2 적색 유전체층(DEL2_R)일 수 있다. 적색 컬러 필터(CF_R)에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 적색 컬러 필터(CF_R)의 최외곽층들의 사이에 배치될 수 있다.
하기 표 1은 상기 적색 컬러 필터(CF_R)에 포함되는 제1 적색 유전체층(DEL1_R) 및 제2 적색 유전체층(DEL2_R)의 두께를 예시적으로 나타낸 것이다. 제1 적색 유전체층(DEL1_R) 및 제2 적색 유전체층(DEL2_R)은 19번에서 1번까지의 순서로 표시 장치(10)의 두께 방향(예를 들어 도 3의 D2 방향)으로 순차적으로 적층된다.
번호 층 물질 두께(nm)
1 제1 적색 유전체층 TiO2 3.96E-02
2 제2 적색 유전체층 SiO2 2.89E-02
3 제1 적색 유전체층 TiO2 5.67E-02
4 제2 적색 유전체층 SiO2 9.62E-02
5 제1 적색 유전체층 TiO2 4.54E-02
6 제2 적색 유전체층 SiO2 1.00E-02
7 제1 적색 유전체층 TiO2 5.21E-02
8 제2 적색 유전체층 SiO2 9.15E-02
9 제1 적색 유전체층 TiO2 4.36E-02
10 제2 적색 유전체층 SiO2 0.055245988
11 제1 적색 유전체층 TiO2 4.79E-02
12 제2 적색 유전체층 SiO2 0.1000313
13 제1 적색 유전체층 TiO2 6.51E-02
14 제2 적색 유전체층 SiO2 0.1036259
15 제1 적색 유전체층 TiO2 5.74E-02
16 제2 적색 유전체층 SiO2 0.04036402
17 제1 적색 유전체층 TiO2 4.35E-02
18 제2 적색 유전체층 SiO2 0.1265882
19 제1 적색 유전체층 TiO2 6.59E-02
상기 표 1을 참조하면, 적색 컬러 필터(CF_R)는 예를 들어, 10개의 제1 적색 유전체층(DEL1_R) 및 9개의 제2 적색 유전체층(DEL2_R)을 포함할 수 있다. 10개의 제1 적색 유전체층(DEL1_R) 및 9개의 제2 적색 유전체층(DEL2_R)은 교대로 순차적으로 19번에서 1번 층의 순서로 적층된다. 이 때, 적색 컬러 필터(CF_R)에 포함되는 층들 중 18번의 제2 적색 유전체층(DEL2_R)이 최대 두께를 갖는다. 1번 및 19번에 각각 제1 적색 유전체층(DEL1_R)이 배치되어, 적색 컬러 필터(CF_R)의 최외곽층에 제1 적색 유전체층(DEL1_R)이 배치된다.
도시하지는 않았으나, 1번 층인 제1 적색 유전체층(DEL1_R) 상에는 적색 컬러 필터(CF_R)의 두께를 조절할 수 있는 상부 적색 컬러 필터 두께 조절층이 형성될 수 있다. 19번 층인 제1 적색 유전체층(DEL1_R) 하부에는 적색 컬러 필터(CF_R)의 두께를 조절할 수 있는 하부 적색 컬러 필터 두께 조절층이 형성될 수 있다. 상부 적색 컬러 필터 두께 조절층 및 하부 적색 컬러 필터 두께 조절층 각각은 제2 적색 유전체층과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상부 적색 컬러 필터 두께 조절층 및 하부 적색 컬러 필터 두께 조절층 각각은 SiO2로 형성될 수 있다.
녹색 컬러 필터(CF_G)는 교대로 적층되는 제1 녹색 유전체층(DEL1_G) 및 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)을 포함한다. 녹색 컬러 필터(CF_G)의 최외곽층들은 각각 제1 녹색 유전체층(DEL1_G)일 수 있다.
제1 녹색 유전체층(DEL1_G)의 개수 및 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)의 개수의 합은 홀수일 수 있다. 제1 녹색 유전체층(DEL1_G)의 개수와 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)의 개수는 서로 상이한 것일 수 있다. 제1 녹색 유전체층(DEL1_G)의 개수는 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)의 개수보다 클 수 있다.
녹색 컬러 필터(CF_G)에 포함되는 층들은 서로 두께가 상이할 수 있다. 녹색 컬러 필터(CF_G)에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)일 수 있다. 녹색 컬러 필터(CF_G)에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 녹색 컬러 필터(CF_G)의 최외곽층들의 사이에 배치될 수 있다.
하기 표 2는 녹색 컬러 필터(CF_G)에 포함되는 제1 녹색 유전체층(DEL1_G) 및 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)의 두께를 예시적으로 나타낸 것이다. 제1 녹색 유전체층(DEL1_G) 및 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)은 25번에서 1번까지의 순서로 표시 장치(10)의 두께 방향(예를 들어 도 3의 D2 방향)으로 순차적으로 적층된다.
번호 층 물질 두께(nm)
1 제1 녹색 유전체층 TiO2 56.441054
2 제2 녹색 유전체층 SiO2 33.206359
3 제1 녹색 유전체층 TiO2 37.682876
4 제2 녹색 유전체층 SiO2 78.27048
5 제1 녹색 유전체층 TiO2 44.452861
6 제2 녹색 유전체층 SiO2 68.958715
7 제1 녹색 유전체층 TiO2 49.669906
8 제2 녹색 유전체층 SiO2 86.785242
9 제1 녹색 유전체층 TiO2 29.741868
10 제2 녹색 유전체층 SiO2 35.550699
11 제1 녹색 유전체층 TiO2 58.199778
12 제2 녹색 유전체층 SiO2 100.0816
13 제1 녹색 유전체층 TiO2 67.86193
14 제2 녹색 유전체층 SiO2 102.7357
15 제1 녹색 유전체층 TiO2 10.000184
16 제2 녹색 유전체층 SiO2 10.005251
17 제1 녹색 유전체층 TiO2 83.279952
18 제2 녹색 유전체층 SiO2 105.1478
19 제1 녹색 유전체층 TiO2 65.074161
20 제2 녹색 유전체층 SiO2 95.702752
21 제1 녹색 유전체층 TiO2 10.000125
22 제2 녹색 유전체층 SiO2 10.017142
23 제1 녹색 유전체층 TiO2 77.521756
24 제2 녹색 유전체층 SiO2 130.1002
25 제1 녹색 유전체층 TiO2 66.912681
상기 표 2을 참조하면, 녹색 컬러 필터(CF_G)는 예를 들어, 13개의 제1 녹색 유전체층(DEL1_G) 및 12개의 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)을 포함할 수 있다. 13개의 제1 녹색 유전체층(DEL1_G) 및 12개의 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)은 교대로 순차적으로 25번에서 1번 층의 순서로 적층된다. 이 때, 표 2을 참조하면, 녹색 컬러 필터(CF_G)에 포함되는 층들 중 24번의 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)이 최대 두께를 갖는다. 1번 및 25번에 각각 제1 녹색 유전체층(DEL1_G)이 배치되어, 녹색 컬러 필터(CF_G)의 최외곽층에 제1 녹색 유전체층(DEL1_G)이 배치된다.
도시하지는 않았으나, 1번 층인 제1 녹색 유전체층(DEL1_G) 상에는 녹색 컬러 필터(CF_G)의 두께를 조절할 수 있는 상부 녹색 컬러 필터 두께 조절층이 형성될 수 있다. 25번 층인 제1 녹색 유전체층(DEL1_G) 하부에는 녹색 컬러 필터(CF_G)의 두께를 조절할 수 있는 하부 녹색 컬러 필터 두께 조절층이 형성될 수 있다. 상부 녹색 컬러 필터 두께 조절층 및 하부 녹색 컬러 필터 두께 조절층 각각은 제2 녹색 유전체층과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상부 녹색 컬러 필터 두께 조절층 및 하부 녹색 컬러 필터 두께 조절층 각각은 SiO2로 형성될 수 있다.
청색 컬러 필터(CF_B)는 교대로 적층되는 제1 청색 유전체층(DEL1_B) 및 제2 청색 유전체층(DEL2_B)을 포함한다. 청색 컬러 필터(CF_B)의 최외곽층들은 각각 제1 청색 유전체층(DEL1_B)일 수 있다.
제1 청색 유전체층(DEL1_B)의 개수 및 제2 청색 유전체층(DEL2_B)의 개수의 합은 홀수일 수 있다. 제1 청색 유전체층(DEL1_B)의 개수와 제2 청색 유전체층(DEL2_B)의 개수는 서로 상이한 것일 수 있다. 제1 청색 유전체층(DEL1_B)의 개수는 제2 청색 유전체층(DEL2_B)의 개수보다 클 수 있다.
청색 컬러 필터(CF_B)에 포함되는 층들은 서로 두께가 상이할 수 있다. 청색 컬러 필터(CF_B)에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 제2 청색 유전체층(DEL2_B)일 수 있다. 청색 컬러 필터(CF_B)에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 청색 컬러 필터(CF_B)의 최외곽층들의 사이에 배치될 수 있다.
하기 표 3은 청색 컬러 필터(CF_B)에 포함되는 제1 청색 유전체층(DEL1_B) 및 제2 청색 유전체층(DEL2_B)의 두께를 예시적으로 나타낸 것이다. 제1 청색 유전체층(DEL1_B) 및 제2 청색 유전체층(DEL2_B)은 19번에서 1번까지의 순서로 표시 장치(10)의 두께 방향(예를 들어 도 3의 D2 방향)으로 순차적으로 적층된다.
번호 층 물질 두께(nm)
1 제1 청색 유전체층 TiO2 1.00E-02
2 제2 청색 유전체층 SiO2 0.1458629
3 제1 청색 유전체층 TiO2 4.95E-02
4 제2 청색 유전체층 SiO2 0.1387454
5 제1 청색 유전체층 TiO2 4.91E-02
6 제2 청색 유전체층 SiO2 9.00E-02
7 제1 청색 유전체층 TiO2 1.00E-02
8 제2 청색 유전체층 SiO2 0.1706269
9 제1 청색 유전체층 TiO2 5.03E-02
10 제2 청색 유전체층 SiO2 9.79E-02
11 제1 청색 유전체층 TiO2 7.07E-02
12 제2 청색 유전체층 SiO2 0.1018208
13 제1 청색 유전체층 TiO2 5.59E-02
14 제2 청색 유전체층 SiO2 0.133206
15 제1 청색 유전체층 TiO2 7.20E-02
16 제2 청색 유전체층 SiO2 0.1534191
17 제1 청색 유전체층 TiO2 5.51E-02
18 제2 청색 유전체층 SiO2 0.1355319
19 제1 청색 유전체층 TiO2 6.06E-02
상기 표 3을 참조하면, 청색 컬러 필터(CF_B)는 예를 들어, 10개의 제1 청색 유전체층(DEL1_B) 및 9개의 제2 청색 유전체층(DEL2_B)을 포함할 수 있다. 10개의 제1 청색 유전체층(DEL1_B) 및 9개의 제2 청색 유전체층(DEL2_B)은 교대로 순차적으로 19번에서 1번 층의 순서로 적층된다. 이 때, 표 3을 참조하면, 청색 컬러 필터(CF_B)에 포함되는 층들 중 8번의 제2 청색 유전체층(DEL2_B)이 최대 두께를 갖는다. 1번 및 19번에 각각 제1 청색 유전체층(DEL1_B)이 배치되어, 청색 컬러 필터(CF_B)의 최외곽층에 제1 청색 유전체층(DEL1_B)이 배치된다.
도시하지는 않았으나, 1번 층인 제1 청색 유전체층(DEL1_B) 상에는 청색 컬러 필터(CF_B)의 두께를 조절할 수 있는 상부 청색 컬러 필터 두께 조절층이 형성될 수 있다. 19번 층인 제1 청색 유전체층(DEL1_B) 하부에는 청색 컬러 필터(CF_B)의 두께를 조절할 수 있는 하부 청색 컬러 필터 두께 조절층이 형성될 수 있다. 상부 청색 컬러 필터 두께 조절층 및 하부 청색 컬러 필터 두께 조절층 각각은 제2 청색 유전체층과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상부 청색 컬러 필터 두께 조절층 및 하부 청색 컬러 필터 두께 조절층 각각은 SiO2로 형성될 수 있다.
적색 컬러 필터(CF_R)에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층의 두께(
Figure pat00013
), 녹색 컬러 필터(CF_G)에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층의 두께(
Figure pat00014
), 및 청색 컬러 필터(CF_B)에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층의 두께(
Figure pat00015
)는 각각 하기 식 2로 표시된다.
[식 2]
Figure pat00016
단, n1은 제1 굴절률, n2는 제2 굴절률, N은 제1 적색 유전체층(DEL1_R)의 개수 및 제2 적색 유전체층(DEL2_R)의 개수의 합, 제1 녹색 유전체층(DEL1_G)의 개수 및 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)의 개수의 합 또는 제1 청색 유전체층(DEL1_B)의 개수 및 제2 청색 유전체층(DEL2_B)의 개수의 합,
Figure pat00017
는 적색광(LR)의 파장, 녹색광(LG)의 파장 또는 청색광(LB)의 파장이다.
보다 구체적으로, 적색 컬러 필터(CF_R)에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층의 두께가 상기 식 2로 표시 될 때, N은 제1 적색 유전체층(DEL1_R)의 개수 및 제2 적색 유전체층(DEL2_R)의 개수의 합이고,
Figure pat00018
는 적색광(LR)의 파장이다. 녹색 컬러 필터(CF_G)에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층의 두께가 상기 식 2로 표시 될 때, N은 제1 녹색 유전체층(DEL1_G)의 개수 및 제2 녹색 유전체층(DEL2_G)의 개수의 합이고,
Figure pat00019
는 녹색광(LG)의 파장이다. 청색 컬러 필터(CF_B)에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층의 두께가 상기 식 2로 표시 될 때, N은 제1 청색 유전체층(DEL1_B)의 개수 및 제2 청색 유전체층(DEL2_B)의 개수의 합이고,
Figure pat00020
는 청색광(LB)의 파장이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 제1 유전체층(DEL1) 및 제2 유전체층(DEL2)을 포함하는 컬러 필터(CF)를 포함하고, 비편광 소자인 셔터 패널(SHP)을 사용하여, 광 손실을 줄일 수 있다. 또한, 광 손실을 줄일 수 있어, 저 소비전력으로 표시 장치(10)를 구동할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
상기 표 1에 따른 적색 컬러 필터, 상기 표 2에 따른 녹색 컬러 필터 및 상기 표 3에 따른 청색 컬러 필터를 각각 제조하였다. 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 청색 필터 각각에 백색광을 제공하여, 파장에 따른 투과율(transmittance)을 측정하였고, 이를 도 7 및 도 8a 내지 도 8c에 나타내었다. 도 7은 실시예 1의 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다. 도 7을 참조하면, 적색 컬러 필터를 투과하는 파장의 영역, 녹색 컬러 필터를 투과하는 파장의 영역 및 청색 컬러 필터를 투과하는 파장의 영역 각각이 투과율이 1에 가까워질수록 서로 중첩하지 않아, 색역(color gamut) 측면에서 높은 효율을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
도 8a는 실시예 1의 적색 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다. 도 8b는 실시예 1의 녹색 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다. 도 8c는 실시예 1의 청색 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다. 도 7 및 도 8a를 참조하면, 적색 컬러 필터는 약 600 내지 약 700nm의 파장을 갖는 영역에서 높은 투과율을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 도 7 및 도 8b를 참조하면, 녹색 컬러 필터는 약 500 내지 약 580nm의 파장을 갖는 영역에서 높은 투과율을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 도 7 및 도 8c를 참조하면, 청색 컬러 필터는 약 400 내지 약 490nm의 파장을 갖는 영역에서 높은 투과율을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 2
실시예 1에서 제조된 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 청색 컬러 필터에 출사각이 0°, 10°(-10°), 20°(-20°)인 백색광을 각각 제공하여 투과율을 측정하였고, 파장에 따른 투과율을 도 9a 내지 도 9c에 각각 나타내었다. 도 9a는 실시예 2의 적색 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다. 도 9b는 실시예 2의 녹색 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다. 도 9c는 실시예 2의 청색 컬러 필터에서 파장에 따른 투과율을 나타낸 그래프이다. 도 9a를 참조하면, 적색 컬러 필터는 출사각이 0° 및 10° 각각 일 때, 약 600 내지 약 700nm의 파장을 갖는 영역에서 높은 투과율을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 출사각이 20°일 때의 그래프에서 높은 투과율을 갖는 파장 영역이 출사각이 0° 및 10°일 때의 그래프들 각각에서 높은 투과율을 갖는 파장 영역보다 파장 축의 좌측으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다. 도 9b를 참조하면, 녹색 컬러 필터는 출사각이 0° 및 10° 각각 일 때, 약 500 내지 약 580nm의 파장을 갖는 영역에서 높은 투과율을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 출사각이 20°일 때의 그래프에서 높은 투과율을 갖는 파장 영역이 출사각이 0° 및 10°일 때의 그래프들 각각에서 높은 투과율을 갖는 파장 영역보다 파장 축의 좌측으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다. 도 9c를 참조하면, 청색 컬러 필터는 출사각이 0° 및 10° 각각 일 때, 약 400 내지 약 490nm의 파장을 갖는 영역에서 높은 투과율을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 출사각이 20°일 때의 그래프에서 높은 투과율을 갖는 파장 영역이 출사각이 0° 및 10°일 때의 그래프들 각각에서 높은 투과율을 갖는 파장 영역보다 파장 축의 좌측으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다. 실시예 2를 참조하면, 실시예 2에 의한 컬러 필터는 출사각이 작은 범위에서 높은 투과율을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치 BLU: 백라이트 유닛
CF: 컬러 필터 CF_R: 적색 컬러 필터
CF_G: 녹색 컬러 필터 CF_B: 청색 컬러 필터
SHP: 셔터 패널

Claims (20)

  1. 컬러 필터에 광을 제공하는 백라이트 유닛;
    상기 백라이트 유닛 상에 형성되고, 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터; 및
    상기 컬러 필터와 대향하는 셔터 패널을 포함하고,
    상기 적색 컬러 필터는 교대로 적층되는 제1 굴절률을 갖는 제1 물질을 포함하는 제1 적색 유전체층 및 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 갖는 제2 물질을 포함하는 제2 적색 유전체층을 포함하고,
    상기 녹색 컬러 필터는 교대로 적층되는 상기 제1 물질을 포함하는 제1 녹색 유전체층 및 상기 제2 물질을 포함하는 제2 녹색 유전체층을 포함하고,
    상기 청색 컬러 필터는 교대로 적층되는 상기 제1 물질을 포함하는 제1 청색 유전체층 및 상기 제2 물질을 포함하는 제2 청색 유전체층을 포함하고,
    상기 제1 적색 유전체층의 개수 및 상기 제2 적색 유전체층의 개수의 합은 상기 제1 녹색 유전체층의 개수 및 상기 제2 녹색 유전체층의 개수의 합과 서로 상이한 것인 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 적색 유전체층의 개수 및 상기 제2 적색 유전체층의 개수의 합은 상기 제1 청색 유전체층의 개수 및 상기 제2 청색 유전체층의 개수의 합과 서로 동일한 것인 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 적색 유전체층의 개수와 상기 제2 적색 유전체층의 개수는 서로 상이하고,
    상기 제1 녹색 유전체층의 개수와 상기 제2 녹색 유전체층의 개수는 서로 상이하고,
    상기 제1 청색 유전체층의 개수와 상기 제2 청색 유전체층의 개수는 서로 상이한 것인 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 상기 적색 컬러 필터의 최외곽층들의 사이에 배치되고,
    상기 녹색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 상기 녹색 컬러 필터의 최외곽층들의 사이에 배치되고,
    상기 청색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 상기 청색 컬러 필터의 최외곽층들의 사이에 배치되는 것인 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서
    상기 녹색 컬러 필터의 두께는 상기 적색 컬러 필터의 두께보다 두껍고,
    상기 청색 컬러 필터의 두께는 상기 녹색 컬러 필터의 두께보다 두꺼운 것인 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 굴절률 및 상기 제2 굴절률의 차이는 0.5 내지 1.5인 것인 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 물질은 TiO2이고,
    상기 제2 물질은 SiO2인 것인 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터의 최외곽층들은 각각 상기 제1 적색 유전체층이고,
    상기 녹색 컬러 필터의 최외곽층들은 각각 상기 제1 녹색 유전체층이고,
    상기 청색 컬러 필터의 최외곽층들은 각각 상기 제1 청색 유전체층인 것인 표시 장치
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 상기 제2 적색 유전체층이고,
    상기 녹색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 상기 제2 녹색 유전체층이고,
    상기 청색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층은 상기 제2 청색 유전체층인 것인 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 제1 광을 제공하고,
    상기 컬러 필터는 상기 제1 광을 제공 받아, 상기 제1 광의 적어도 일부를 반사하고, 상기 제1 광과 상이한 파장을 갖는 제2 광을 출사하고,
    상기 셔터 패널은 상기 컬러 필터로부터 상기 제2 광을 제공 받아, 상기 제2 광의 적어도 일부를 투과하거나 반사하고,
    상기 컬러 필터로부터 제공 받은 상기 제2 광의 진행 방향 및 상기 셔터 패널을 투과하는 제2 광의 진행 방향은 서로 동일한 것인 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터는 적색광을 출사하고,
    상기 녹색 컬러 필터는 녹색광을 출사하고,
    상기 청색 컬러 필터는 청색광을 출사하고,
    상기 적색 컬러 필터, 상기 녹색 컬러 필터 및 상기 청색 컬러 필터의 두께(L)는 각각 하기 식 1로 표시되는 것인 표시 장치.
    [식 1]
    Figure pat00021

    단, n1은 상기 제1 굴절률, n2는 상기 제2 굴절률, N1은 상기 제1 적색 유전체층의 개수, 상기 제1 녹색 유전체층의 개수 또는 상기 제1 청색 유전체층의 개수, N2는 상기 제2 적색 유전체층의 개수, 상기 제2 녹색 유전체층의 개수 또는 상기 제2 청색 유전체층의 개수,
    Figure pat00022
    는 상기 적색광의 파장, 상기 녹색광의 파장 또는 상기 청색광의 파장이다.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층의 두께(
    Figure pat00023
    ), 상기 녹색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층의 두께(
    Figure pat00024
    ), 및 상기 청색 컬러 필터에 포함되는 층들 중 최대 두께를 갖는 층의 두께(
    Figure pat00025
    )는 각각 하기 식 2로 표시되는 것인 표시 장치.
    [식 2]
    Figure pat00026

    단, n1은 상기 제1 굴절률, n2는 상기 제2 굴절률, N은 상기 제1 적색 유전체층의 개수 및 상기 제2 적색 유전체층의 개수의 합, 상기 제1 녹색 유전체층의 개수 및 상기 제2 녹색 유전체층의 개수의 합 또는 상기 제1 청색 유전체층의 개수 및 상기 제2 청색 유전체층의 개수의 합,
    Figure pat00027
    는 상기 적색광의 파장, 상기 녹색광의 파장 또는 상기 청색광의 파장이다.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 광은
    -20° 내지 +20°의 출사각을 갖는 것인 표시 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 셔터 패널은
    멤스(MEMS: micro electro mechanical systems) 셔터 패널, 액체 스위치(liquid switch) 셔터 패널 및 반사형 고분자 분산형 액정(PDLC: polymer dispersed liquid crystal) 셔터 패널 중 적어도 하나인 것인 표시 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 셔터 패널은
    상기 컬러 필터로부터 제공받은 상기 제2 광의 적어도 일부를 투과하거나 반사하는 셔터; 및
    상기 셔터에 영상 신호 전압을 제공하여, 상기 셔터를 스위칭하는 스위칭 소자를 포함하는 것인 표시 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은
    상기 제1 광을 출사하는 광원 유닛; 및
    상기 광원 유닛으로부터 제공된 상기 제1 광을 가이드하여 출사하는 도광판을 포함하는 것인 표시 장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 셔터 패널을 투과하는 제2 광을 확산하는 확산 시트를 더 포함하고,
    상기 확산 시트는 상기 셔터 패널 상에 형성되는 것인 표시 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 적색 유전체층의 개수 및 상기 제2 적색 유전체층의 개수의 합, 상기 제1 녹색 유전체층의 개수 및 상기 제2 녹색 유전체층의 개수의 합, 및 상기 제1 청색 유전체층의 개수 및 상기 제2 청색 유전체층의 개수의 합은 각각 홀수인 것인 표시 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1 적색 유전체층의 개수는 10개이고,
    상기 제2 적색 유전체층의 개수는 9개이고,
    상기 제1 녹색 유전체층의 개수는 13개이고,
    상기 제2 녹색 유전체층의 개수는 12개이고,
    상기 제1 청색 유전체층의 개수는 10개이고,
    상기 제2 청색 유전체층의 개수는 9개인 것인 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 적색 컬러 필터에 포함되는 층들은 서로 두께가 상이하고,
    상기 녹색 컬러 필터에 포함되는 층들은 서로 두께가 상이하고,
    상기 청색 컬러 필터에 포함되는 층들은 서로 두께가 상이한 것인 표시 장치.
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