KR20160025142A - 퀀텀 도트 시트 및 이를 포함하는 라이트 유닛과 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 퀀텀 도트(quantum dot) 및 상기 퀀텀 도트가 분산되어 있고, 서로 굴절율이 상이한 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층을 포함하는 색전환 필름, 상기 색전환 필름의 적어도 하나의 일면에 위치하는 배리어 필름, 및 상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층은 반복 적층되어 있는 퀀텀 도트 시트를 제공한다. 본 발명에 따른 퀀텀 도트 시트는 퀀텀 도트를 포함하는 퀀텀 도트 시트를 굴절율이 상이한 다층이 반복 적층되어 있는 형태로 형성하여 광 효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

퀀텀 도트 시트 및 이를 포함하는 라이트 유닛과 액정 표시 장치{QUANTUM DOT SHEET AND LIGHT UNIT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY INCLUDING THE SAME}
본 발명은 퀀텀 도트 시트 및 이를 포함하는 라이트 유닛과 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 굴절율이 상이한 다층이 반복 적층되어 있는 퀀텀 도트 시트 및 이를 포함하는 라이트 유닛과 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD, liquid crystal display)는 발광형 디스플레이 장치인 플라즈마 디스플레이 패널(PDP, plasma display panel), 전계 방출 디스플레이 장치(FED, field emission display) 등과 달리 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 외부로부터 빛이 입사되어 화상을 형성하는 수광형 디스플레이 장치이다. 따라서, 액정 표시 장치는 그 배면에 빛을 출사시키는 백라이트 유닛(BLU, backlight unit)이 위치한다.
액정 표시 장치용 백라이트 유닛은 광원으로서 냉음극 형광램프(CCFL, cold cathode fluorescent lamp)가 사용되었다. 그러나, 이러한 냉음극 형광램프를 광원으로 사용하는 경우에는 액정 표시 장치가 대형화될수록 휘도의 균일성을 확보하기가 어렵고, 색순도가 떨어진다는 문제점이 있다.
최근에는 삼색 발광 다이오드(three color LEDs)를 광원으로 사용하는 백라이트 유닛이 개발되고 있는데, 이러한 삼색 발광 다이오드를 광원으로 사용하는 백라이트는 높은 색순도를 재현할 수 있어 고품질의 표시 장치에 응용될 수 있다. 그러나, 냉음극 형광램프를 광원으로 사용하는 백라이트 유닛과 비교하여 가격이 매우 비싸다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여, 단일 색상의 LED 칩으로부터 나오는 빛을 백색광으로 전환하여 출사시키는 백색 LED가 개발되고 있다.
그러나, 이러한 백색 LED는 경제성을 확보할 수는 있으나, 삼색 LED에 비하여 색순도 및 색재현성이 낮다는 문제점이 있어, 최근에는 색재현성 및 색순도를 향상시킬 수 있고, 가격 경쟁력을 확보하기 위하여 반도체 나노 결정을 백라이트 유닛에 사용하기 위한 노력이 시도되고 있다.
그러나, 이러한 반도체 나노 결정 역시 모든 방향으로 빛을 발산하는 형태로서 정면 방향으로 향하는 빛은 최대 50% 정도에 불과하다는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 퀀텀 도트(quantum dot)를 포함하는 퀀텀 도트 시트(quantum dot sheet)를 굴절율이 상이한 다층이 반복 적층되어 있는 형태로 형성하여 광 효율을 증가시킬 수 있는 퀀텀 도트 시트 및 이를 포함하는 라이트 유닛과 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따르면, 퀀텀 도트(quantum dot) 및 상기 퀀텀 도트가 분산되어 있고, 서로 굴절율이 상이한 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층을 포함하는 색전환 필름, 상기 색전환 필름의 적어도 하나의 일면에 위치하는 배리어 필름, 및 상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층은 반복 적층되어 있는 퀀텀 도트 시트를 제공한다.
상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분차층이 반복 적층되어 있는 총 층상 수는 10층 내지 30층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 고분자층 및 제2 고분자층 각각은 적색 퀀텀 도트 및 녹색 퀀텀 도트를 모두 포함할 수 있다.
상기 제1 고분자층은 적색 퀀텀 도트만을 포함하며, 상기 제2 고분자층은 녹색 퀀텀 도트만을 포함할 수 있다.
상기 퀀텀 도트는 상기 색전환 필름 총 중량 대비 0.4 내지 0.8중량%를 포함할 수 있다.
상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층의 굴절율의 차이는 0.4 내지 2.0 일 수 있다.
상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층은 에폭시(epoxy), 아크릴레이트(acrylate), 노보렌(norborene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리비닐부티랄(poly(vinyl butyral)), 폴리비닐아세테이트(poly(vinyl acetate)), 폴리우레아(polyuria), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리페닐메틸실록산(polyphenylmethylsiloxane), 폴리페닐알킬실록산(polyphenylalkylsiloxane), 폴리디페닐실록산(polydiphenylsiloxane), 폴리디알킬실록산(polydialkylsiloxane), 실세스퀴옥산(silsesquioxanes), 불화실리콘(fluorinated silicone), 비닐(vinyl), 수소가 치환된 실리콘(hydride substituted silicone), 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate), 부틸메타크릴레이트(butylmethacrylate), 라우릴 메타크릴레이트(laurylmethacrylate) 중 선택된 2종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층 중 적어도 한 층 이상에는 광산란체를 더 포함할 수 있다.
상기 광산란체는 TiO2, Al2O3 및 SiO2 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 배리어 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(polyethylene terephthalate film; PET film), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체(Co-polyethylene terephthalate; CoPET)에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 색전환 필름 및 상기 배리어 필름은 무기 산화물을 더 포함하며, 상기 무기 산화물은 실리카, 알루미나, 티타니아 및 지르코니아에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광원, 상기 광원에 이격되게 설치되어 상기 광원으로부터 입사된 광을 백색광으로 전환시켜 액정 패널 쪽으로 출사시키는 퀀텀 도트 시트, 상기 광원과 상기 퀀텀 도트 시트 사이에 위치하는 도광판(light guide panel)을 포함하는 라이트 유닛에서, 상기 퀀텀 도트 시트는 퀀텀 도트(quantum dot) 및 상기 퀀텀 도트가 분산되어 있고, 서로 굴절율이 상이한 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층을 포함하는 색전환 필름, 상기 색전환 필름의 적어도 하나의 일면에 위치하는 배리어 필름, 및 상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층은 반복 적층되어 있는 라이트 유닛을 제공한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 상부 및 하부에 부착되어 있는 상부 편광판 및 하부 편광판을 포함하는 액정 표시 패널, 및 상기 액정 표시 패널의 하부에 위치하는 라이트 유닛을 포함하며, 상기 라이트 유닛은 광원, 상기 광원에 이격되게 설치되어 상기 광원으로부터 입사된 광을 백색광으로 전환시켜 액정 패널 쪽으로 출사시키는 퀀텀 도트 시트, 상기 광원과 상기 퀀텀 도트 시트 사이에 위치하는 도광판(light guide panel)을 포함하는 라이트 유닛에서, 상기 퀀텀 도트 시트는 퀀텀 도트(quantum dot) 및 상기 퀀텀 도트가 분산되어 있고, 서로 굴절율이 상이한 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층을 포함하는 색전환 필름, 상기 색전환 필름의 적어도 하나의 일면에 위치하는 배리어 필름, 및 상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층은 반복 적층되어 있는 액정 표시 장치를 제공한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 퀀텀 도트를 포함하는 퀀텀 도트 시트를 굴절율이 상이한 다층이 반복 적층되어 있는 형태로 형성하여 광 효율을 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀텀 도트 시트의 평면도이다.
도 2는 도 1의 II-II 단면선에 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 퀀텀 도트 시트의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 퀀텀 도트 시트의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 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.
이하에서, 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀텀 도트 시트(quantum dot sheet)에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀀텀 도트 시트의 평면도이고, 도 2는 도 1의 II-II 단면선에 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1 및 2를 참고하면, 퀀텀 도트 시트(10)는 적색 퀀텀 도트(13)와 녹색 퀀텀 도트(15)가 분산되어 있으며, 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)이 반복 적층되어 있는 구조로 형성된 색전환 필름(12)을 포함한다.
제1 및 제2 고분자층(18, 19)은 플라스틱 레진(plastic resin)으로 형성되어 있다. 플라스틱 레진은 폴리머나 필름을 형성하는 다양한 물질을 포함하고 물질의 종류는 한정되지 않는다. 본 발명의 실시예에서 플라스틱 레진에 필요한 특성은 경화된 상태에서 빛을 투과시키는 특성을 가지면 충분하며, 빛의 투과율에도 제한은 없다.
제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)은 각각 상이한 굴절율을 가지는 다른 물질로 이루어져 있다. 여기서 제1 고분자층(18)이 제2 고분자층(19)에 비해 굴절율이 작을 수도 있고, 이와 반대로 제1 고분자층(18)이 제2 고분자층(19)에 비해 굴절율이 클 수도 있다.
제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19) 각각은 적색 퀀텀 도트(13)와 녹색 퀀텀 도트(15)를 모두 포함할 수 있으며, 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)은 5번 반복 적층되어 있을 수 있다. 즉, 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)은 각각 5층이 형성되어 있어 총 10층으로 구성될 수 있다.
이와는 다르게 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19) 각각은 적색 또는 녹색 퀀텀 도트(13, 15) 중 어느 하나의 색상의 퀀텀 도트(13, 15)만을 포함할 수도 있다. 즉, 예를 들어 제1 고분자층(18)은 적색 퀀텀 도트(13)만을 포함할 때 제2 고분자층(19)은 녹색 퀀텀 도트(15)만을 포함하거나, 반대로 제1 고분자층(18)은 녹색 퀀텀 도트(15)만을 포함할 때 제2 고분자층(19)은 적색 퀀텀 도트(13)만을 포함할 수 있다.
이는 굴절율이 상이한 2개의 층이 반복 적층된 구조의 경우, 백라이트로부터 발산되어 나오는 빛이 상이한 굴절율을 가진 반복 적층된 구조를 상이한 굴절율로 통과하면서 누적되며, 누적된 빛이 한번에 발산될 수 있고, 따라서 전체 발산되는 광량이 증폭될 수 있어 퀀텀 도트 시트(10)의 광 효율이 향상될 수 있기 때문이다.
제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)의 굴절율의 차이는 0.4 내지 2.0 일 수 있으며, 이는 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)의 굴절율 차이가 0.4 미만인 경우에는 너무 많은 층을 적층하여야 하고, 굴절율 차이가 2.0 이상일 경우에는 퀀텀 도트(13, 15)를 머금기가 어렵기 때문이다.
굴절율 차이가 0.4 내지 2.0 일 때 퀀텀 도트 시트(10)의 광 효율 향상을 위해서는 제1 고분자층(18)- 제2 고분자층(19)- 제1 고분자층(18)- 제2 고분자층(19)과 같은 순서로 반복 적층하여 각각 5층 이상, 총 10층 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)은 굴절율 차이가 적을수록 더욱 다층으로 적층하는 것이 바람직하며, 굴절율 차이가 클수록 적층 수는 적게 적층할 수 있다.
이러한 굴절율이 상이한 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)으로는 에폭시(epoxy), 아크릴레이트(acrylate), 노보렌(norborene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리비닐부티랄(poly(vinyl butyral)), 폴리비닐아세테이트(poly(vinyl acetate)), 폴리우레아(polyuria), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리페닐메틸실록산(polyphenylmethylsiloxane), 폴리페닐알킬실록산(polyphenylalkylsiloxane), 폴리디페닐실록산(polydiphenylsiloxane), 폴리디알킬실록산(polydialkylsiloxane), 실세스퀴옥산(silsesquioxanes), 불화실리콘(fluorinated silicone), 비닐(vinyl), 수소가 치환된 실리콘(hydride substituted silicone), 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate), 부틸메타크릴레이트(butylmethacrylate), 라우릴 메타크릴레이트(laurylmethacrylate) 중 선택된 2종이 사용될 수 있다.
색전환 필름(12)의 제1 및 제2 고분자층(18, 19)에는 각각 색재현성 및 색순도를 구현할 수 있는 퀀텀 도트(13, 15)가 분산되어 있다. 퀀텀 도트(13, 15)는 II-VI족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이 때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 퀀텀 도트(13, 15)가 다른 퀀텀 도트(13, 15)를 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
퀀텀 도트(13, 15)는 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있다. 이 범위에서 퀀텀 도트 시트(10)의 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 퀀텀 도트(13, 15)의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
도 2에는 색전환 필름(12)이 적색 퀀텀 도트(13)와 녹색 퀀텀 도트(15)의 혼합물을 포함하는 것으로 도시되어 있으나 적색 퀀텀 도트(13)를 포함하는 제1 층 및 녹색 퀀텀 도트(15)를 포함하는 제2 층으로 이루어질 수도 있다. 즉, 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19) 각각은 적색 퀀텀 도트(13)를 포함하는 제1 층 및 녹색 퀀텀 도트(15)를 포함하는 제2 층의 복수층으로 이루어질 수 있다.
색전환 필름(12)은 무기 산화물을 더 포함할 수 있는데, 무기 산화물은 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다. 이들 무기 산화물은 광 확산 물질로 작용할 수 있다.
퀀텀 도트 시트(10)는 색전환 필름(12)의 양면에 위치하는 배리어 필름(17a, 17b)을 더 포함할 수 있다. 다만, 배리어 필름(17a, 17b)은 어느 한 면에만 형성될 수도 있다.
배리어 필름(17a, 17b)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(polyethylene terephthalate film; PET film), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체(Co-polyethylene terephthalate; CoPET) 중 적어도 하나로 형성할 수 있다.
배리어 필름(17a, 17b)은 무기 산화물을 더 포함할 수 있다. 무기 산화물은 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아 및 이들의 조합에서 선탤될 수 있으며, 이들 무기 산화물은 광 확산 물질로 작용할 수 있다.
또한, 배리어 필름(17a, 17b)은 색전환 필름(12)과 접촉하지 않는 면에 요철을 가질 수 있다. 이러한 요철이 표면에 형성된 배리어 필름(17a, 17b)은 LED 광원에서 출사되는 광을 확산시키는 역할을 수행할 수 있다.
배리어 필름(17a, 17b)은 약 0.01 cm3.mm/m2.day.atm 내지 약 0.5 cm3.mm/m2.day.atm의 산소 투과도와 약 0.001 g/m2.day 내지 0.01 g/m2.day의 수분 투과도를 가질 수 있다. 이 범위의 산소 투과도와 수분 투과도를 가지는 경우 퀀텀 도트(13, 15)를 외부 환경으로부터 안정하게 보존할 수 있다.
도 2에 도시하지는 않았으나, 색전환 필름(12)과 배리어 필름(17a, 17b) 사이에 접착층(adhesion layer)가 더 포함될 수 있다. 배리어 필름(17a, 17b)이 기재인 경우에는 접착층은 필요하지 않을 수 있다.
또한, 퀀텀 도트 시트(10)의 외부 표면, 즉 색전환 필름(12)과 접촉하지 않는 배리어 필름(17a, 17b)의 일면에는 보호 필름(도시하지 않음)이 더 포함될 수도 있다. 보호 필름은 이형 필름으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르로 제조될 수 있다.
그러면, 도 3 및 도 4를 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 퀀텀 도트 시트(10)에 대해서 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 퀀텀 도트 시트의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 퀀텀 도트 시트의 단면도이다.
도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 비교하여 산란체(40)의 포함 여부만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 퀀텀 도트 시트(10)의 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)은 퀀텀 도트(13, 15) 이 외에 광산란체(14)를 추가로 포함할 수 있다.
제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)에 포함될 수 있는 광산란체(14)는 TiO2, Al2O3 및 SiO2 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
광산란체(14)는 퀀텀 도트(13, 15)의 모든 면으로 발산되는 빛을 광 경로를 퀀텀 도트 시트(10)의 정면으로 발산하도록 보조 역할을 하여, 퀀텀 도트 시트(10)의 광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 실시예와 비교하여 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)의 적층 수만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 퀀텀 도트 시트(10)는 앞서 설명한 실시예와는 달리 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)이 각 5층을 초과(총 10층 초과)하도록 더욱 다수의 층이 적층된 형태로 형성되어 있다.
여기서, 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)이 순서대로 반복 적층되는 층상 수는 10 내지 30층일 수 있다.
제1 고분자층(18) 및 제2 고분차층(19)의 굴절율 차이가 0.4 내지 2.0 일 때 퀀텀 도트 시트(10)의 광 효율 향상을 위해서는 제1 고분자층(18)- 제2 고분자층(19)- 제1 고분자층(18)- 제2 고분자층(19)과 같은 순서로 반복 적층하여 각각 5층 이상, 총 10층 이상을 포함하는 것이 바람직한데, 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)은 굴절율 차이가 적을수록 더욱 다층으로 적층하는 것이 바람직하며, 굴절율 차이가 클수록 적층 수는 적게 적층할 수 있다.
이하에서는 도 5를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 퀀텀 도트 시트(10)를 포함하는 액정 표시 장치를 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 5에서는 표시 장치의 예로 액정 표시 장치(100)가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는, 크게 광을 공급하기 위한 라이트 유닛(20)과 광을 공급받아 화상을 표시하는 액정 표시 패널 어셈블리(70)로 이루어진다. 이외에, 이들을 고정 지지하기 위한 탑 섀시(60), 몰드 프레임(22) 및 바텀 섀시(28)를 구비한다.
라이트 유닛(20)은 액정 표시 패널 어셈블리(70)에 광을 제공하며, 라이트 유닛(20)위에 위치하는 액정 표시 패널 어셈블리(70)는 라이트 유닛(20)이 공급하는 광을 제어하여 계조를 표현하고 그에 따라서 화상이 표시된다.
먼저, 액정 표시 패널 어셈블리(70)는 액정 표시 패널(75), 집적 회로 칩(integrated circuit chip, IC chip)(77) 및 연성 회로 기판(flexible printed circuit board, FPC)(79)을 포함한다.
액정 표시 패널(75)은 다수의 TFT(thin film transistor, 박막 트랜지스터)로 이루어진 TFT 기판과 TFT 기판 상부에 위치하는 상부 기판 및 이들 기판 사이에 주입되는 액정층으로 이루어진다. 집적 회로 칩(77)은 TFT 기판상에 실장되어 액정 표시 패널(75)을 제어할 수 있다.
TFT 기판은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 절연 기판으로, 소스 단자에는 데이터선이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트선이 연결되어 있다. 그리고 드레인 단자에는 도전성 재질로서 투명한 ITO(indium tin oxide, 인듐 틴 옥사이드)로 이루어진 화소 전극이 연결되어 있다.
액정 표시 패널(75)의 데이터선 및 게이트선은 연성 회로 기판(79)에 연결되어 연성 회로 기판(79)으로부터 전기적인 신호가 입력되면 TFT의 소스 단자와 게이트 단자에 이 전기적인 신호가 전달되고, 이중 게이트선을 통하여 게이트 단자에 인가되는 주사 신호에 따라 TFT는 턴 온 또는 턴 오프 되어 데이터선을 통하여 소스 단자에 인가되는 화상 신호가 드레인 단자로 전달 또는 차단된다. 연성 회로 기판(79)은 액정 표시 패널(75)의 외부로부터 영상 신호를 입력받아 액정 표시 패널(75)의 데이터선과 게이트선에 각각 구동 신호를 인가한다.
한편, TFT 기판에 대향하여 그 위에 상부 기판이 배치되어 있다. 상부 기판은 빛이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 RGB 컬러 필터가 박막 공정에 의해 형성된 기판이며, 컬러 필터 위에 ITO로 이루어진 공통 전극이 증착되어 있다. TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴 온 되면, 화소 전극과 상부 기판의 공통 전극사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 TFT 기판과 상부 기판사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화상을 얻게 된다.
액정 표시 패널(75)의 외측에는 편광판(도시하지 않음)이 부착되어 있다. 각 편광판은 투과축을 가진다.
연성 회로 기판(79)은 액정 표시 장치(100)를 구동하기 위한 신호인 화상 신호와 주사 신호, 그리고 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 타이밍 신호들을 발생시키고, 화상 신호와 주사 신호를 액정 표시 패널(75)의 게이트선 및 데이터선에 각각 인가한다.
이상에서는 일 실시예에 따른 액정 표시 패널(75)의 구조에 대하여 살펴보았다. 하지만, 이러한 실시예와 달리 다양한 실시예의 액정 표시 패널(75)이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상부 기판에 형성되어 있는 공통 전극이나 컬러 필터는 TFT 기판에 형성되어 있을 수 있다. 또한, 추가적인 인쇄 회로 기판을 더 포함하며, 인쇄 회로 기판과 TFT 기판은 연성 회로 기판에 의하여 연결되어 있을 수도 있다.
또한, 뿐만 아니라 다양한 실시예의 수광형 표시 패널이 사용될 수도 있다.
액정 표시 패널 어셈블리(70)의 하부에는 액정 표시 패널(75)에 균일한 광을 제공하기 위한 라이트 유닛(20)이 구비되어 바텀 섀시(28)상에 수납되어 있다.
액정 표시 패널 에셈블리(70) 상에는 연성 회로 기판(79)을 몰드 프레임(22)의 외부로 절곡시키면서 액정 표시 패널 어셈블리(70)가 바텀 섀시(28)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 탑 섀시(60)를 구비한다.
몰드 프레임(22)에 고정되며 액정 표시 패널 어셈블리(70)에 광을 공급하는 하나 이상의 광원(40), 광원(40)에 전원을 공급하는 기판(41), 광원(40)으로부터 방출되는 광을 가이드 하여 액정 표시 패널 어셈블리(70)로 공급하는 도광판(50), 도광판(50)의 하부 전면에 위치하여 광을 반사시키는 반사시트(26), 그리고 광원(40)으로부터의 광의 휘도 특성을 확보하여 액정 표시 패널 어셈블리(70)로 제공하기 위한 광학 시트(24) 및 퀀텀 도트 시트(10)를 구비한다.
광학 시트(24)는 프리즘 구조를 가지는 프리즘 시트, 빛을 일정하게 확산시키는 확산 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 광학 시트(24)에는 일부 편광 방향의 빛을 반사시키고, 이에 수직하는 편광 방향의 빛을 투과시켜 빛의 효율을 향상시키는 DBEF(dual brightness enhancement film)와 같은 휘도 향상 필름을 포함할 수 있다.
퀀텀 도트 시트(10)는 광학 시트(24)의 상하에 위치하거나, 복수의 광학 시트(24)가 사용되는 경우 광학 시트(24)의 중간에 위치할 수도 있다.
도 5의 실시예에서는 광원(40)으로 발광 다이오드를 사용하고 있다. 발광 다이오드는 청색의 빛을 방출하는 다이오드를 사용하거나 자외선을 방출하는 다이오드를 사용할 수 있다. 뿐만 아니라 특정 파장의 빛을 방출하는 다이오드가 사용될 수 있다. 이와 같이 광원(40)이 화이트 빛을 방출하는 것이 아니고 특정 파장의 빛만이 방출되도록 하는 경우에는 광원(40)으로 사용되는 발광 다이오드 패키지에 특정 파장의 빛을 화이트의 빛으로 변경해주는 형광체(phosphor)를 추가 형성할 필요가 없어 광원(40)의 제조 단가가 감소되는 장점이 있다.
이와 같이 특정 파장의 빛을 방출하는 광원(40)을 사용할 수 있는 이유는 퀀텀 도트 시트(10)에서 다른 파장의 빛도 증폭 또는 생성하여 라이트 유닛(20)의 상부로 제공할 수 있기 때문이다.
즉, 퀀텀 도트 시트(10)는 LED 광원(40)으로부터 소정 거리만큼 이격되게 위치하여 LED 광원(40)으로부터 출사된 광을 백색광으로 전환시켜 액정 표시 패널 어셈블리(70) 쪽으로 출사시키는 광전환층(light converting layer)의 역할을 한다.
LED 광원(40)으로부터 출사된 광이 퀀텀 도트를 포함하는 퀀텀 도트 시트(10)를 통과하게 되면 청색광, 녹색광 및 적색광이 혼합된 백색광을 얻을 수 있다. 여기서, 퀀텀 도트 시트(10)를 이루는 퀀텀 도트의 조성 및 사이즈를 변화시키면, 청색광, 녹색광 및 적색광을 원하는 비율로 조절할 수 있게 되고, 이에 따라 우수한 색재현성 및 색순도를 구현할 수 있는 백색광을 얻을 수 있게 된다.
퀀텀 도트 시트(10)는 적색 퀀텀 도트(13)와 녹색 퀀텀 도트(15)가 분산되어 있으며, 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)이 반복 적층되어 있는 구조로 형성된 색전환 필름(12)을 포함한다.
제1 및 제2 고분자층(18, 19)은 플라스틱 레진(plastic resin)으로 형성되어 있다. 플라스틱 레진은 폴리머나 필름을 형성하는 다양한 물질을 포함하고 물질의 종류는 한정되지 않는다. 본 발명의 실시예에서 플라스틱 레진에 필요한 특성은 경화된 상태에서 빛을 투과시키는 특성을 가지면 충분하며, 빛의 투과율에도 제한은 없다.
제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)은 각각 상이한 굴절율을 가지는 다른 물질로 이루어져 있다. 여기서 제1 고분자층(18)이 제2 고분자층(19)에 비해 굴절율이 작을 수도 있고, 이와 반대로 제1 고분자층(18)이 제2 고분자층(19)에 비해 굴절율이 클 수도 있다.
제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19) 각각은 적색 퀀텀 도트(13)와 녹색 퀀텀 도트(15)를 모두 포함할 수 있으며, 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)은 5번 반복 적층되어 있을 수 있다. 즉, 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)은 각각 5층이 형성되어 있어 총 10층으로 구성될 수 있다.
이와는 다르게 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19) 각각은 적색 또는 녹색 퀀텀 도트(13, 15) 중 어느 하나의 색상의 퀀텀 도트(13, 15)만을 포함할 수도 있다. 즉, 예를 들어 제1 고분자층(18)은 적색 퀀텀 도트(13)만을 포함할 때 제2 고분자층(19)은 녹색 퀀텀 도트(15)만을 포함하거나, 반대로 제1 고분자층(18)은 녹색 퀀텀 도트(15)만을 포함할 때 제2 고분자층(19)은 적색 퀀텀 도트(13)만을 포함할 수 있다.
이는 굴절율이 상이한 2개의 층이 반복 적층된 구조의 경우, 백라이트로부터 발산되어 나오는 빛이 상이한 굴절율을 가진 반복 적층된 구조를 상이한 굴절율로 통과하면서 누적되며, 누적된 빛이 한번에 발산될 수 있고, 따라서 전체 발산되는 광량이 증폭될 수 있어 퀀텀 도트 시트(10)의 광 효율이 향상될 수 있기 때문이다.
제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)의 굴절율의 차이는 0.4 내지 2.0 일 수 있으며, 이는 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)의 굴절율 차이가 0.4 미만인 경우에는 너무 많은 층을 적층하여야 하고, 굴절율 차이가 2.0 이상일 경우에는 퀀텀 도트(13, 15)를 머금기가 어렵기 때문이다.
굴절율 차이가 0.4 내지 2.0 일 때 퀀텀 도트 시트(10)의 광 효율 향상을 위해서는 제1 고분자층(18)- 제2 고분자층(19)- 제1 고분자층(18)- 제2 고분자층(19)과 같은 순서로 반복 적층하여 각각 5층 이상, 총 10층 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)은 굴절율 차이가 적을수록 더욱 다층으로 적층하는 것이 바람직하며, 굴절율 차이가 클수록 적층 수는 적게 적층할 수 있다.
이러한 굴절율이 상이한 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)으로는 에폭시(epoxy), 아크릴레이트(acrylate), 노보렌(norborene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리비닐부티랄(poly(vinyl butyral)), 폴리비닐아세테이트(poly(vinyl acetate)), 폴리우레아(polyuria), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리페닐메틸실록산(polyphenylmethylsiloxane), 폴리페닐알킬실록산(polyphenylalkylsiloxane), 폴리디페닐실록산(polydiphenylsiloxane), 폴리디알킬실록산(polydialkylsiloxane), 실세스퀴옥산(silsesquioxanes), 불화실리콘(fluorinated silicone), 비닐(vinyl), 수소가 치환된 실리콘(hydride substituted silicone), 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate), 부틸메타크릴레이트(butylmethacrylate), 라우릴 메타크릴레이트(laurylmethacrylate) 중 선택된 2종이 사용될 수 있다.
퀀텀 도트 시트(10)의 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)은 퀀텀 도트(13, 15) 이 외에 광산란체(14)를 추가로 포함할 수 있다.
제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)에 포함될 수 있는 광산란체(14)는 TiO2, Al2O3 및 SiO2 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
광산란체(14)는 퀀텀 도트(13, 15)의 모든 면으로 발산되는 빛을 광 경로를 퀀텀 도트 시트(10)의 정면으로 발산하도록 보조 역할을 하여, 퀀텀 도트 시트(10)의 광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 퀀텀 도트 시트(10)는 앞서 설명한 실시예와는 달리 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)이 각 5층을 초과(총 10층 초과)하도록 더욱 다수의 층이 적층된 형태로 형성되어 있다.
여기서, 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19)이 순서대로 반복 적층되는 층상 수는 10 내지 30층일 수 있다.
한편, 퀀텀 도트 시트(10)는 적색 퀀텀 도트를 포함하는 제1층 및 녹색 퀀텀 도트를 포함하는 제2층을 포함하는 복수의 층으로 구성될 수도 있다. 즉, 제1 고분자층(18) 및 제2 고분자층(19) 각각은 적색 퀀텀 도트(13)를 포함하는 제1 층 및 녹색 퀀텀 도트(15)를 포함하는 제2 층의 복수층으로 이루어질 수 있다.
이 경우, 복수의 층들은 LED 광원(40)쪽으로 갈수록 더 낮은 에너지의 발광파장을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들면, LED 광원(40)이 청색 LED 광원이라면, 퀀텀 도트 시트(10)는 LED 광원(40)으로부터 멀어지는 방향으로 순차적으로 적층되는 적색 광전환층 및 녹색 광전환층으로 구성될 수 있다.
퀀텀 도트 시트(10)에서 배리어 필름(17a, 17b)은 색전환 필름(12)의 상하면에 형성되어 있다.
실시예에 따라서는 자외선을 방출하는 광원(40)을 사용할 수도 있다.
또한, 광원(40)은 도광판(50)의 일측면에 위치하는 에지형 라이트 유닛(20)이다. 하지만, 실시예에 따라서는 광원(40)이 퀀텀 도트 시트(10)의 아래에 위치하는 직하형 구조를 가질 수도 있다.
라이트 유닛(20)으로부터 출사된 백색광은 편광판(도시하지 않음)과 액정 표시 패널(75)을 투과하게 되어 소정 색상의 화상을 형성하게 된다.
이상과 같이 퀀텀 도트를 포함하는 퀀텀 도트 시트를 굴절율이 상이한 다층이 반복 적층되어 있는 형태로 형성하여 광 효율을 증가시킬 수 있는 장점이 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.
10: 퀀텀 도트 시트 12: 색전환 필름
13, 15: 퀀텀 도트 18, 19: 제1 및 제2 고분자층
17a, 17b: 배리어 필름 100: 액정 표시 장치
20: 라이트 유닛 40: LED 광원
75: 액정 표시 패널 50: 도광판
70: 액정 표시 패널 어셈블리 60: 탑 섀시
22: 몰드 프레임 28: 바텀 섀시
77: 집적 회로 칩 79: 연성 회로 기판
24: 광학 시트 26: 반사 시트
14: 광산란체

Claims (20)

  1. 퀀텀 도트(quantum dot) 및 상기 퀀텀 도트가 분산되어 있고, 서로 굴절율이 상이한 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층을 포함하는 색전환 필름,
    상기 색전환 필름의 적어도 하나의 일면에 위치하는 배리어 필름, 및
    상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층은 반복 적층되어 있는 퀀텀 도트 시트.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분차층이 반복 적층되어 있는 총 층상 수는 10층 내지 30층으로 형성된 퀀텀 도트 시트.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 고분자층 및 제2 고분자층 각각은 적색 퀀텀 도트 및 녹색 퀀텀 도트를 모두 포함하는 퀀텀 도트 시트.
  4. 제2항에서,
    상기 제1 고분자층은 적색 퀀텀 도트만을 포함하며,
    상기 제2 고분자층은 녹색 퀀텀 도트만을 포함하는 퀀텀 도트 시트.
  5. 제3항에서,
    상기 퀀텀 도트는 상기 색전환 필름 총 중량 대비 0.4 내지 0.8중량%를 포함하는 퀀텀 도트 시트.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층의 굴절율의 차이는 0.4 내지 2.0 인 퀀텀 도트 시트.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층은 에폭시(epoxy), 아크릴레이트(acrylate), 노보렌(norborene), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리비닐부티랄(poly(vinyl butyral)), 폴리비닐아세테이트(poly(vinyl acetate)), 폴리우레아(polyuria), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리페닐메틸실록산(polyphenylmethylsiloxane), 폴리페닐알킬실록산(polyphenylalkylsiloxane), 폴리디페닐실록산(polydiphenylsiloxane), 폴리디알킬실록산(polydialkylsiloxane), 실세스퀴옥산(silsesquioxanes), 불화실리콘(fluorinated silicone), 비닐(vinyl), 수소가 치환된 실리콘(hydride substituted silicone), 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate), 부틸메타크릴레이트(butylmethacrylate), 라우릴 메타크릴레이트(laurylmethacrylate) 중 선택된 2종 이상의 물질을 포함하는 퀀텀 도트 시트.
  8. 제6항에서,
    상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층 중 적어도 한 층 이상에는 광산란체를 더 포함하는 퀀텀 도트 시트.
  9. 제8항에서,
    상기 광산란체는 TiO2, Al2O3 및 SiO2 중 선택된 1종 이상을 포함하는 퀀텀 도트 시트.
  10. 제2항에서,
    상기 배리어 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(polyethylene terephthalate film; PET film), 폴리카보네이트(polycarbonate; PC), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체(Co-polyethylene terephthalate; CoPET)에서 선택된 1종 이상을 포함하는 퀀텀 도트 시트.
  11. 제10항에서,
    상기 색전환 필름 및 상기 배리어 필름은 무기 산화물을 더 포함하며,
    상기 무기 산화물은 실리카, 알루미나, 티타니아 및 지르코니아에서 선택된 1종 이상을 포함하는 퀀텀 도트 시트.
  12. 광원,
    상기 광원에 이격되게 설치되어 상기 광원으로부터 입사된 광을 백색광으로 전환시켜 액정 패널 쪽으로 출사시키는 퀀텀 도트 시트,
    상기 광원과 상기 퀀텀 도트 시트 사이에 위치하는 도광판(light guide panel)을 포함하는 라이트 유닛에서,
    상기 퀀텀 도트 시트는 퀀텀 도트(quantum dot) 및 상기 퀀텀 도트가 분산되어 있고, 서로 굴절율이 상이한 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층을 포함하는 색전환 필름,
    상기 색전환 필름의 적어도 하나의 일면에 위치하는 배리어 필름, 및
    상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층은 반복 적층되어 있는 라이트 유닛.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분차층이 반복 적층되어 있는 총 층상 수는 10층 내지 30층으로 형성된 라이트 유닛.
  14. 제13항에서,
    상기 제1 고분자층 및 제2 고분자층 각각은 적색 퀀텀 도트 및 녹색 퀀텀 도트를 모두 포함하는 라이트 유닛.
  15. 제13항에서,
    상기 제1 고분자층은 적색 퀀텀 도트만을 포함하며,
    상기 제2 고분자층은 녹색 퀀텀 도트만을 포함하는 라이트 유닛.
  16. 제14항에서,
    상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층의 굴절율의 차이는 0.4 내지 2.0 인 라이트 유닛.
  17. 제16항에서,
    상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층 중 적어도 한 층 이상에는 광산란체를 더 포함하는 라이트 유닛.
  18. 제17항에서,
    상기 광산란체는 TiO2, Al2O3 및 SiO2 중 선택된 1종 이상을 포함하는 라이트 유닛.
  19. 상부 및 하부에 부착되어 있는 상부 편광판 및 하부 편광판을 포함하는 액정 표시 패널, 및
    상기 액정 표시 패널의 하부에 위치하는 라이트 유닛을 포함하며,
    상기 라이트 유닛은 광원,
    상기 광원에 이격되게 설치되어 상기 광원으로부터 입사된 광을 백색광으로 전환시켜 액정 패널 쪽으로 출사시키는 퀀텀 도트 시트,
    상기 광원과 상기 퀀텀 도트 시트 사이에 위치하는 도광판(light guide panel)을 포함하는 라이트 유닛에서,
    상기 퀀텀 도트 시트는 퀀텀 도트(quantum dot) 및 상기 퀀텀 도트가 분산되어 있고, 서로 굴절율이 상이한 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층을 포함하는 색전환 필름,
    상기 색전환 필름의 적어도 하나의 일면에 위치하는 배리어 필름, 및
    상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층은 반복 적층되어 있는 액정 표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분차층이 반복 적층되어 있는 총 층상 수는 10층 내지 30층이며,
    상기 제1 고분자층 및 상기 제2 고분자층의 굴절율의 차이는 0.4 내지 2.0인 액정 표시 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10578790B2 (en) 2017-01-11 2020-03-03 Samsung Display Co., Ltd. Light source unit, display device including the light source unit, and manufacturing method of the display device
US10580364B2 (en) 2016-10-17 2020-03-03 Samsung Display Co., Ltd. Color conversion panel and display device including the same

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160028580A (ko) * 2014-09-03 2016-03-14 삼성디스플레이 주식회사 컬러 변환층을 포함하는 표시장치
KR20160039468A (ko) * 2014-10-01 2016-04-11 엘지전자 주식회사 광학 부재, 백라이트 유닛 및 표시 장치
CN205919261U (zh) * 2016-05-13 2017-02-01 中强光电股份有限公司 色彩转换膜及应用此色彩转换膜的面光源
US10249689B2 (en) 2016-06-29 2019-04-02 Samsung Display Co., Ltd. Color-conversion panel, method of manufacturing the panel, and display device including the panel
US10330848B2 (en) * 2016-10-14 2019-06-25 Chengfeng Optronics Corporation Light source module
CN106905624B (zh) * 2017-03-20 2021-06-04 厦门玻尔科技有限公司 一种高水氧阻隔能力的量子点膜及其制备方法
US10651352B2 (en) * 2017-10-12 2020-05-12 Innolux Corporation Display device and electronic device
US10503007B1 (en) * 2018-02-27 2019-12-10 Facebook Technologies, Llc Directional color conversion using photonic crystals with quantum dots
US10529290B1 (en) * 2018-02-27 2020-01-07 Facebook Technologies, Llc Non-uniformly patterned photonic crystal structures with quantum dots for pixelated color conversion
KR20190123379A (ko) * 2018-04-23 2019-11-01 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 패널 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
KR102649006B1 (ko) * 2018-07-06 2024-03-20 삼성전자주식회사 디스플레이 장치
CN110738940B (zh) * 2019-11-28 2022-02-01 京东方科技集团股份有限公司 量子点膜、彩膜层和显示装置
EP3854856B1 (en) * 2020-01-27 2023-08-23 Viavi Solutions Inc. Thin film interference pigments with a coating of nanoparticles

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3671530B2 (ja) * 1996-07-11 2005-07-13 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置
US7293908B2 (en) * 2005-10-18 2007-11-13 Goldeneye, Inc. Side emitting illumination systems incorporating light emitting diodes
US8039736B2 (en) * 2008-08-18 2011-10-18 Andrew Clark Photovoltaic up conversion and down conversion using rare earths
US20150179857A1 (en) * 2010-05-12 2015-06-25 Epistar Corporation Semiconductor epitaxial structures and semiconductor optoelectronic devices comprising the same
KR20120057298A (ko) * 2010-11-26 2012-06-05 서울옵토디바이스주식회사 발광 소자 및 그 제조 방법
KR20120133062A (ko) * 2011-05-30 2012-12-10 주식회사 큐디솔루션 양자점 필름 및 그 제조방법
KR20120135999A (ko) * 2011-06-08 2012-12-18 삼성전자주식회사 발광소자 패키지
KR101275803B1 (ko) * 2011-10-27 2013-06-18 연세대학교 산학협력단 발광 장치 및 발광 시스템
KR101348565B1 (ko) * 2012-01-13 2014-01-16 영남대학교 산학협력단 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 액정표시장치
US9810942B2 (en) * 2012-06-15 2017-11-07 Apple Inc. Quantum dot-enhanced display having dichroic filter
US20130335677A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Apple Inc. Quantum Dot-Enhanced Display Having Dichroic Filter
TWI574055B (zh) * 2013-08-14 2017-03-11 鴻海精密工業股份有限公司 顯示面板
KR102098245B1 (ko) * 2014-02-11 2020-04-07 삼성전자 주식회사 광원 패키지 및 그를 포함하는 표시 장치
KR102174381B1 (ko) * 2014-04-03 2020-11-05 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
JP6578735B2 (ja) * 2014-05-21 2019-09-25 日亜化学工業株式会社 半導体装置の実装構造、バックライト装置及び実装基板

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10580364B2 (en) 2016-10-17 2020-03-03 Samsung Display Co., Ltd. Color conversion panel and display device including the same
US10578790B2 (en) 2017-01-11 2020-03-03 Samsung Display Co., Ltd. Light source unit, display device including the light source unit, and manufacturing method of the display device

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