KR20180019933A - 디스플레이 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20180019933A
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Abstract

개시된 발명의 일 측면은 Wire Grid Polarizer(이하 WGP)를 필름 편광판으로 대체하면서 투명 전극과 배향막을 별도 필름화하여, 고열이 요구되는 WGP 공정을 회피하고, 필름 편광판이 변형되는 것을 방지하는 디스플레이 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널의 제조방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 패널은, 광원으로부터 조사된 광의 색을 변환하는 양자점 컬러 필터층; 상기 양자점 컬러 필터층과 이격되어 배치되는 공통 전극; 및 상기 양자점 컬러 필터층과 상기 공통 전극 사이에 배치되고, 상기 공통 전극과 합지된 후 상기 양자점 컬러 필터층과 합지되는 필름 편광판;을 포함한다.

Description

디스플레이 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{DISPLAY PANEL AND DISPLAY APPARUTUS HAVING THE SAME}
개시된 발명은 양자점을 컬러 필터로 이용하는 디스플레이 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 구비하여 방송신호 등 다양한 포맷의 영상 데이터를 표시할 수 있는 장치이다.
디스플레이 패널은 스스로 발광하는 발광형 디스플레이 패널과 별도의 광원을 필요로 하는 비발광형 디스플레이 패널로 구분될 수 있다. 발광형 디스플레이 패널로는 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT) 패널, 전계발광소자(Electro Luminescence, EL) 패널, 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diode, OLED) 패널, 진공형광 디스플레이(Vacuum Fluorescence Display, VFD) 패널, 전계방출 디스플레이(Field Emission Display, FED) 패널, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 등을 포함하며, 비발광형 디스플레이 패널은 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널 등을 포함한다.
액정 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 패널의 후방에 광을 방출하는 백 라이트 유닛을 더 포함하고, 백 라이트 유닛으로부터 방출되는 광은 액정 디스플레이 패널에 마련된 컬러 필터를 통과하면서 색을 나타내게 된다. 기존에는 특정 영역의 파장을 선택적으로 투과시키거나 차단시키는 염료나 안료를 이용하여 필터링을 하였으나, 최근에는 양자점(Quantumn dot)을 이용하여 색을 변환시킴으로써 필터링하는 방식에 대한 연구 및 개발이 이루어지고 있다.
개시된 발명의 일 측면은 Wire Grid Polarizer(이하 WGP)를 필름 편광판으로 대체하면서 투명 전극과 배향막을 별도 필름화하여, 고열 공정이 요구되는 WGP 공정을 회피하고, 필름 편광판이 변형되는 것을 방지하는 디스플레이 패널 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널의 제조방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 패널은, 광원으로부터 조사된 광의 색을 변환하는 양자점 컬러 필터층; 상기 양자점 컬러 필터층과 이격되어 배치되는 공통 전극; 및 상기 양자점 컬러 필터층과 상기 공통 전극 사이에 배치되고, 상기 공통 전극과 합지된 후 상기 양자점 컬러 필터층과 합지되는 필름 편광판;을 포함한다.
상기 공통 전극은, 은 나노 와이어(Sliver Nano Wire) 및 그래핀(Graphene) 중 하나로 코팅될 수 있다.
상기 공통 전극은, 인듐산화주석(Indium Tin Oxide: ITO) 및 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide: IZO) 중 적어도 하나의 투명 전극 물질로 구성될 수 있다.
상기 공통 전극에 코팅되는 배향막;을 더 포함할 수 있다.
상기 양자점 컬러 필터층과 합지되는 투명한 전면 기판; 및 상기 양자점 컬러 필터층과 상기 전면 기판 사이에 배치되고, 상기 양자점 컬러 필터층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 저굴절률층;을 더 포함할 수 있다.
상기 저굴절률층은, 1.2 이상 1.4 이하의 굴절률을 가질 수 있다.
상기 저굴절률층은, 수지; 및 상기 수지에 분산되어 있는 이산화티타늄(TiO2) 및 산화아연(ZnO) 중 적어도 하나의 나노입자를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제조방법은 투명 전극 필름을 코팅하여 공통 전극을 제작하고; 상기 공통 전극의 상면에 배향막을 코팅하고; 상기 공통 전극의 하면에 필름 편광판을 합지하고; 상기 필름 편광판의 하면에 광원으로부터 조사된 광의 색을 변환하는 양자점 컬러 필터층을 합지하는 것;을 포함한다.
상기 공통 전극을 제작하는 것은, 은 나노 와이어(Sliver Nano Wire) 및 그래핀(Graphene) 중 적어도 하나로 코팅하여 상기 공통 전극을 제작하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 투명 전극 필름은, 인듐산화주석(Indium Tin Oxide: ITO) 및 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide: IZO) 중 적어도 하나의 투명 전극 물질로 제작되는 것;을 포함할 수 있다.
상기 양자점 컬러 필터층을 합지하는 것;은, 상기 양자점 컬러 필터층의 하면에 투명한 전면 기판을 합지한 후 상기 필름 편광판의 하면에 상기 양자점 컬러 필터층을 합지하는 것;을 포함할 수 있다.
후면 배향막, 후면 전극 및 후면 기판이 순서대로 마련된 하부 기판을 제작하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 배향막과 상기 후면 배향막 사이에 액정을 주입하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 상기 후면 기판의 하면에 편광 필름층을 합지하는 것;을 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치는 광원을 포함하는 백 라이트 유닛; 상기 백 라이트 유닛의 전방에 배치되어 상기 광원으로부터 조사된 광의 색을 변환하는 양자점 컬러 필터층; 상기 양자점 컬러 필터층과 이격되어 배치되는 공통 전극; 및 상기 양자점 컬러 필터층과 상기 공통 전극 사이에 배치되고, 상기 공통 전극과 합지된 후 상기 양자점 컬러 필터층과 합지되는 필름 편광판;을 포함한다.
상기 공통 전극은, 은 나노 와이어(Sliver Nano Wire) 및 그래핀(Graphene) 중 하나로 코팅될 수 있다.
상기 공통 전극은, 인듐산화주석(Indium Tin Oxide: ITO) 및 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide: IZO) 중 적어도 하나의 투명 전극 물질로 구성될 수 있다.
상기 공통 전극에 코팅되는 배향막;을 더 포함할 수 있다.
상기 양자점 컬러 필터층과 합지되는 투명한 전면 기판; 및 상기 양자점 컬러 필터층과 상기 전면 기판 사이에 배치되고, 상기 양자점 컬러 필터층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 저굴절률층;을 더 포함할 수 있다.
상기 저굴절률층은, 1.2 이상 1.4 이하의 굴절률을 가질 수 있다.
상기 저굴절률층은, 수지; 및 상기 수지에 분산되어 있는 이산화티타늄(TiO2) 및 산화아연(ZnO) 중 적어도 하나의 나노입자를 포함할 수 있다.
개시된 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널의 제조방법은 Wire Grid Polarizer(이하 WGP)를 필름 편광판으로 대체하면서 투명 전극과 배향막을 별도 필름화하여, 고열 공정이 요구되는 WGP 공정을 회피하고, 필름 편광판이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 광을 변환시키는 방식의 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 패널의 측단면도이다.
도 2 및 도 3은 WGP를 편광판으로 사용하는 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널에 대한 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 측단면도이다.
도 5 내지 도 11은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제조 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널의 측단면도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 양자점 컬러 필터층의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 14 및 도 15는 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 내부에서 광의 이동 경로를 나타낸 도면이다.
도 16은 개시된 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널의 측단면도이다.
도 17은 개시된 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널의 제조 공정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관도이고, 도 19는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해 사시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 개시된 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 패널은 컬러 필터를 포함하여 원하는 색을 구현하는 액정 디스플레이(LCD) 패널일 수 있다.
일반적인 액정 디스플레이 패널은 특정 영역의 파장을 흡수 또는 투과시키는 염료나 안료로 구성되는 컬러 필터를 사용한다. 예를 들어, 컬러 필터는 청색은 투과시키고 청색 이외의 색은 흡수하는 청색 필터, 녹색은 투과시키고 녹색 이외의 색은 흡수하는 녹색 필터 및 적색은 투과시키고 적색 이외의 색은 흡수하는 적색 필터로 구성될 수 있다. 이 경우, 컬러 필터가 입사된 광의 일부를 흡수하기 때문에 휘도에 손실이 발생하고, 색 재현 영역이 협소해진다. 따라서, 일 실시예에 따른 디스플레이 패널은 광을 흡수하는 방식의 컬러 필터 대신 광을 변환시키는 방식의 컬러 필터를 채용한다.
도 1은 광을 변환시키는 방식의 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 패널의 측단면도이다. 도 1 의 예시에서는 광이 외부로 방출되는 방향이 디스플레이 패널(10)을 바라보는 뷰어에게 영상이 제공되는 방향이 되고, 디스플레이 패널(10)의 전방이 된다.
도 1을 참조하면, 백 라이트 유닛으로부터 조사된 광이 디스플레이 패널(10)로 입사되는바, 일 예로 백 라이트 유닛은 청색광(BL)을 조사할 수 있다.
청색광(BL)은 디스플레이 패널(10)의 후면 편광판(11a)으로 입사되고, 후면 편광판(11a)은 청색광(BL)을 편광시켜 편광 축과 동일한 방향으로 진동하는 광만을 후면 기판(12a)에 전달할 수 있다.
후면 기판(12a)은 유리 기판으로 이루어질 수 있으며, TFT(Thin Film Transistor) 어레이를 포함할 수 있다. 여기서 TFT 어레이는 액정을 구동하는 전기 회로 기능을 갖는 기판을 의미하며, TFT는 액정에 신호를 전달하거나 차단하는 스위칭 소자의 역할을 한다.
즉, 후면 기판(12a)은 유리 기판상에 TFT와 표시 화소 전극이 배열될 수 있으며, 각 TFT를 구동하기 위한 게이트 배선과 화소에 기입 전압 신호를 보내기 위한 신호 배선이 마련될 수 있다.
후면 기판(12a)의 전면에는 후면 전극(13a)이 설치될 수 있고, 후면전극(13a)은 화소(Pixel) 전극일 수 있다. 후면 기판(12a)은 PMMA나 유리와 같은 투명한 소재로 이루어질 수 있다.
후면 전극(13a)의 전면에는 후면 배향막(14a)이 마련될 수 있으며, 후면 배향막(14a)과 전면 배향막(14b) 사이에는 액정이 주입될 수 있다.
후면 기판(12a)의 전방에는 전면 배향막(14b)과 전면 편광판(11b)이 배치되고 전면 편광판(11b)의 후면에는 전면 전극(13b)이 설치될 수 있다. 여기서 전면 전극(13b)은 공통 전극일 수 있으며, 인듐산화주석(Indium Tin Oxide: ITO) 또는 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide: IZO) 등의 투명 전극 물질로 구성될 수 있다.
후면 전극(13a)과 전면 전극(13b)에 인가되는 전압에 따라 액정층(15)에 전류가 흐르게 되고, 액정층(15)에 전류가 흐르면 액정층(15)을 구성하는 액정 분자들의 배열이 조절된다.
액정층(14)을 통과한 광은 전면 편광판(11b)에 입사되고 전면 편광판(11b)을 통과한 광은 전면 편광판(11b)의 전면에 배치된 양자점 컬러 필터층(16)에 입사된다.
전면 편광판(11b)은 빛의 소실을 막는 반사형 편광판인 Wire Grid Polarizer(이하 WGP), 격자 편광소자가 사용될 수 있다. 다만, WGP를 전면 편광판(11b)에 사용하는 경우 고열(예를 들어 230도) 공정이 요구되고, 고열 공정 과정에서 이하 설명할 양자점 컬러 필터층(16) 등의 변형이 생길 수 있는 문제가 있었다.
양자점 컬러 필터층(16)은 양자점을 이용하여 입사된 광을 적색으로 변환시키는 적색광 변환부(15R), 녹색으로 변환시키는 녹색광 변환부(15G) 및 입사된 광을 투과시키는 광 투과부(15T)를 포함할 수 있다.
양자점 컬러 필터층(16)에 입사된 청색광(BL)은 적색광 변환부(15R)에서 적색광(RL)으로 변환되고, 녹색광 변환부(15G)에서 녹색광(GL)으로 변환된다. 광 투과부(15T)로 입사된 청색광(BL)은 색 변환되지 않고 투과된다.
양자점 컬러 필터층(16)을 투과하거나, 양자점 컬러 필터층(16)에서 색 변환된 광은 양자점 컬러 필터층(16)의 전면에 배치된 전면 기판(12b)에 입사되고, 전면 기판(12b)을 통과하여 외부로 방출된 광은 뷰어에게 영상으로서 보여지게 된다.
도 2 및 도 3은 WGP를 편광판으로 사용하는 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널에 대한 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로 도 2는 디스플레이 패널(10)의 공정을 설명하기 위한 순서도이다. 도 3은 도 1에서 설명한 디스플레이 패널(10)을 도 2의 공정 순서대로 분리하여 도시한 도면이다. 중복되는 설명을 피하기 위해서 이하 함께 설명한다.
도 2를 참조하면, WGP(Wire Grid Polarizer)를 편광판(11b)으로 사용하는 디스플레이 패널(10)은 상판 공정(1) 및 하판 공정(2)이 이루어진 후, 상판 및 하판의 사이에 액정을 주입한다(3).
액정층(15)이 형성된 후, 하판에 후면 편광판(Flim Polarizer, 11a)를 부착한다(4).
도 2의 상판 공정(1)은 도 3의 전면 기판(12b), 양자점 컬러 필터층(16), 전면 편광판(11b), 전면 전극(13b) 및 전면 배향막(14b)을 차례로 제조하기 위한 공정이다.
즉, 상판 공정(1)은 미리 제작된 전면 기판(12b)에서 컬러 필터층(16)을 합지(lamination)하고, 아래에 전면 편광판(11b) 및 전면 전극(13b)을 합지한다. 이후 전면 배향막(14b)을 코팅한다.
도 2의 하판 공정(2)은 도 3의 후면 기판(12a)에 후면 전극(13a)를 합지하고, 후면 배향막(14a)을 코팅하여 이뤄진다.
상판 공정(1)과 하판 공정(2)이 끝난 후, 전면 배향막(14b)과 후면 배향막(14b) 사이에 액정을 주입하여 액정층(15)을 형성시킨다.
이후 후면 편광판(11a)이 부착되고, 도 1의 디스플레이 패널(10)의 공정이 완료된다.
한편, 상판 공정(1)이 수행되는 동안 양자점 컬러 필터층(16) 아래에 합지되는 전면 편광판(11b)은 앞서 언급한 WGP를 사용한다. WGP는 얇은 두께로 형성될 수 있으며, 화소간에 혼색이 발생하지 않은 장점이 있다. 그러나 WGP 공정은 매우 큰 정밀도를 요구하며, 난이도가 매우 높고, 구현에 어려움이 크며 특히 대면적화가 어렵다는 단점이 있다.
따라서 개시된 발명은 전면 편광판(11b)에 WGP를 대신하여 편광 필름을 사용하며, 일반적인 디스플레이이의 제조 공정을 변경하여 고열 공정을 회피할 수 있는 방안을 제공한다.
도 4는 개시된 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 측단면도이다.
도 1과 마찬가지로 도 4의 예시에서 광이 외부로 방출되는 방향이 개시된 디스플레이 패널(100)을 바라보는 뷰어에게 영상이 제공되는 방향이 되고, 디스플레이 패널(100)의 전방이 된다.
도 4를 참조하면, 백 라이트 유닛으로부터 조사된 광이 디스플레이 패널(100)로 입사되는바, 실시예에서는 백 라이트 유닛이 청색광(BL)을 조사하는 것으로 한다.
청색광(BL)은 디스플레이 패널(100)의 후면 편광판(11a)으로 입사되고, 후면 편광판(11a)은 청색광(BL)을 편광시켜 편광 축과 동일한 방향으로 진동하는 광만을 후면 기판(12a)에 전달할 수 있다. 실시예에서 전면은 액정층(15)을 기준으로 광이 출사되는 방향을 의미하고, 후면은 액정층(15)을 기준으로 광원이 위치하는 방향, 즉 광이 입사되어 오는 방향을 의미하는 것으로 한다.
후면 편광판(11a)은 필름 형태로 구현될 수 있고, 입사광을 수직 편광시키는 수직 편광판 또는 수평 편광시키는 수평 편광판으로 구현될 수 있다.
후면 편광판(11a)의 전면에는 후면 기판(12a)이 배치될 수 있다. 후면 기판(11a)은 그 후면 방향에서 입사되는 광이 투과할 수 있도록 투명한 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 후면 기판(11a)은 아크릴 등의 합성 수지 또는 유리로 이루어질 수 있다.
후면 기판(12a)은 유리 기판으로 이루어질 수 있으며, 후면 기판(12a)에는 후면 전극(13a)과 후면 배향막(14a)이 마련될 수 있다.
후면 기판(12a)에는 다수 개의 게이트 라인(미 도시), 데이터 라인(미 도시), 스위칭 소자(미 도시) 및 후면 전극(13a)이 설치될 수 있다.
게이트 라인은 행 방향으로 배치되어 게이트 신호를 전달하고, 데이터 라인은 열 방향으로 배치되어 데이터 신호를 전달한다. 후면 전극(13a)은 게이트 라인과 데이터 라인에 연결될 수 있다.
도 1에서 설명한 것과 마찬가지로 스위칭 소자는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)로 구현될 수 있으며, 게이트 라인과 데이터 라인의 교차점에 형성된다. 박막 트랜지스터의 소스 전극이 데이터 라인에 접속되고, 박막 트랜지스터의 게이트 전극은 게이트 라인에 접속되며, 박막 트랜지스터의 드레인 전극은 후면 전극(13a)과 캐패시터에 접속된다.
일 실시예에 따른 게이트 라인과 데이터 라인은 인듐산화주석(Indium Tin Oxide: ITO) 또는 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide: IZO) 등의 물질로 구성될 수 있다.
게이트 라인으로 주사 신호가 공급되면 박막 트랜지스터가 온(ON)되어 데이터 라인으로부터 공급되는 데이터 신호를 후면 전극(13a)으로 공급한다.
후면 전극(13a)의 전면에는 후면 배향막(14a)이 마련될 수 있으며, 후면 배향막(14a)과 전면 배향막(14b) 사이에는 액정층(15)이 마련될 수 있다.
한편, 도 4에서는 후면 전극(13a)과 후면 배향막(14a)의 크기를 후면 기판(12a)과 상이하게 도시하였지만, 이는 설명의 편의를 위함이며 다양한 변경이 가능하다.
액정층(15)의 전방에는 전면 배향막(14b), 전면 전극(120) 및 필름 편광판(110)이 순서대로 마련될 수 있다.
전면 배향막(14b)은 후면 배향막(14a)과 같은 재료를 사용하고, 전면 전극(120)에 코팅되어 제작된다. 전면 배향막(14b) 및 전면 전극(120)이 제작되는 방법에 관한 자세한 설명은 도 5이하에서 후술한다.
전면 전극(120)은 공통 전극의 역할을 수행한다. 다만, 개시된 디스플레이 패널(100)에서 전면 전극의 투명 필름(Film)은 은 나노 와이어(Sliver Nano Wire) 또는 그래핀(Graphene)으로 코팅(121)될 수 있다.
전면 전극(120)에 소정의 전압이 인가되면 전면 전극(120)과 후면 전극(14a) 사이에 전계가 형성되고, 형성된 전계에 의해 액정층(15)을 구성하는 액정 분자의 배열이 조절된다.
은 나노 와이어(Sliver Nano Wire) 또는 그래핀(Graphene)으로 코팅된 전면 전극(120)의 전면에는 투명 필름을 이용한 필름 편광판(110)이 마련될 수 있다.
즉, 개시된 일 예에 따른 디스플레이 패널(100)은 WGP를 이용한 전면 편광판(13b)을 후면 편광판(13a)과 같은 필름 편광판(110)으로 대체하고, 은 나노 와이어(Sliver Nano Wire) 또는 그래핀(Graphene)으로 코팅된 전면 전극(120)을 포함할 수 있다.
필름 편광판(110)은 후면 편광판(11a)과 동일한 재료로 제작된 편광 필름일 수 있으며, WGP가 아니면 충분하고 제한은 없다.
한편, 액정의 배열에 따라, 액정층(15)에 입사된 광의 진동 방향이 바뀔 수도 있고, 유지될 수도 있다. 예를 들어, 후면 편광판(11a)이 수직 편광판이고, 필름 편광판(110)이 수평 편광판이며, 액정 분자가 나선형으로 배열된 경우, 후면 편광판(11a)을 통과하여 수직 방향으로 편광된 광은 액정층(15)을 통과하면서 수평 방향으로 편광된다. 수평 방향으로 편광된 광은 필름 편광판(110)을 통과하여 필름 편광판(110)의 전면에 배치된 양자점 컬러 필터층(16)에 입사될 수 있다.
양자점 컬러 필터층(16)은 입사광을 적색광으로 변환시키는 적색광 변환부(16R), 입사광을 녹색광으로 변환시키는 녹색광 변환부(16G) 및 입사광을 색 변환시키지 않고 투과시키는 광 투과부(16T)를 포함할 수 있다. 각각의 변환부 및 투과부가 배열되는 순서는 도 4의 예시와 다를 수 있다.
적색광 변환부(16R)와 녹색광 변환부(16G)는 각각 양자점(Quantum Dot)을 이용하여 광의 색을 변환할 수 있다. 광 투과부(16T)는 입사광이 그대로 통과하도록 비어있는 형태일 수도 있고, ABS(Acryl-nitrile butadiene styrene), PMMA(Poly methyl methacrylate), PC(Poly carbonate) 등의 투명한 수지로 이루어질 수도 있다.
여기서 양자점은, 나노미터 크기의 작은 구 형태의 반도체 입자를 의미하며, 대략 수 나노미터에서 수십 나노미터 크기의 중심체와 황화아연(ZnS)으로 이루어진 껍질로 구성될 수 있다. 여기서, 양자점의 중심체로는 카드뮴 셀레나이트(CdSe), 카드뮴 텔루라이드(CdTe), 또는 황화카드뮴(CdS)을 이용할 수 있다.
이와 같이 양자점은, 그 크기가 매우 작기 때문에 양자 구속 효과(quantum confinement effect)가 발생하게 된다. 입자가 매우 작은 경우에 입자 내의 전자가 입자의 외벽에 의해 불연속적인 에너지 상태를 형성하게 되는데, 입자 내의 공간의 크기가 작을수록 전자의 에너지 상태가 상대적으로 높아지고 에너지 밴드 간격이 넓어지는 효과를 양자 구속 효과라 한다. 이와 같은 양자 구속 효과에 따라, 자외선이나 가시광선 등의 광이 양자점에 입사되면, 다양한 범위의 파장의 광이 발생될 수 있다.
양자점에서 발생되는 광의 파장은 입자의 크기에 의해 결정될 수 있다. 구체적으로, 양자점에 에너지 밴드 간격보다 큰 에너지를 갖는 파장의 광이 입사되면, 양자점은 광의 에너지를 흡수하여 여기(excitation)되고, 특정 파장의 광을 방출하면서 기저 상태가 된다. 이 경우 양자점의 크기가 작을수록 상대적으로 짧은 파장의 광, 일례로 청색 계통의 광 또는 녹색 계통의 광을 발생시키고, 양자점의 크기가 클수록 상대적으로 긴 파장의 광, 일례로 적색 계통의 광을 발생시킬 수 있다. 따라서 양자점의 크기에 따라 다양한 색상의 광을 구현할 수 있다.
한편, 적색광 변환부(16R), 녹색광 변환부(16G) 및 광 투과부(16T)를 형성하는 각 셀을 구분하기 위해, 격벽(미 도시)이 마련될 수 있고, 격벽은 블랙 매트릭스일 수 있다. 격벽은 셀들 사이에서의 광의 이동을 차단할 수 있으며, 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
격벽은 광을 흡수하는 흑색으로 구현될 수 있고, 금속, 합성 수지, 합성 고무, 카본 계통의 유기 물질 등의 재료로 구성될 수 있는바, 구체적인 예로 크롬(Cr), 크롬산화막(CrOx) 또는 이들을 포함하는 이중막으로 구성될 수 있다.
적색광 변환부(16R), 녹색광 변환부(16G) 및 광 투과부(16T)는 하나의 화소(P)를 구성할 수 있는바, 적색광 변환부(16R), 녹색광 변환부(16G) 및 광 투과부(16T)로 이루어지는 하나의 화소(P)가 2차원으로 배열되어 2차원 영상의 색을 구현할 수 있다.
양자점 컬러 필터층(16)의 전면에는 전면 기판(12b)이 마련될 수 있으며, 아크릴 등의 합성 수지 또는 유리로 이루어질 수 있다.
도 5 내지 도 11은 개시된 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 제조 순서를 설명하기 위한 도면이다. 중복되는 설명을 피하기 위해서 이하 함께 설명한다.
앞서 언급한 바와 같이, 개시된 디스플레이 패널(100)은 WGP를 대신하여 필름 편광판(110)을 포함한다. 전술한 바와 같이, 필름 편광판(110)을 합지한 후 ITO등이 포함된 투명 전극 및 배향막(14b) 공정을 수행하면, 고온에 의해서 편광판이 변형되거나 특성 저하가 일어나기 쉽다. 따라서 개시된 디스플레이 패널(100)은 투명 전극(120)에 배향막(14b)을 분리하여 제작한 후 편광판(110)에 합지함으로써, 고열 공정에 의한 변형을 회피할 수 있다.
도 5를 참조하면, 먼저 전면 전극(120)을 제작한다. 전면 전극(120)은 투명 전극(121)을 은 나노 와이어(Sliver Nano Wire) 또는 그래핀(Graphene)으로 저온에서 코팅(121)할 수 있다.
여기서 제작된 전면 전극(120)은 디스플레이 패널(100)에서 공통 전극으로 동작한다.
도 6을 참조하면, 전면 전극(120)에 배향막이 코팅된다. 여기서 코팅된 배향막은 도 4의 전면 배향막(14b)이 된다.
배향막의 코팅은 고분자 배향막인 폴리이미드를 1000 암스트롬(angstrom) 이하로 코팅한 후, Cotton이나 Rayon 포로 표면을 문질러 주는 문지름(rubbing) 공정을 포함할 수 있다. 문지름 공정은 문질러준 방향으로 액정을 정렬하게 한다.
도 7을 참조하면, 전면 배향막(14b)이 코팅된 전면 전극(120)을 전면 편광판(110)과 합지(lamination)한다. 합지 공정이란 접착제를 이용하여 두 층을 부착시키는 공정을 의미한다. 즉, 도 7과 같이 배향막(14b)이 코팅된 전면 전극(120)은 전면 편광판(110)에 부착된다.
도 8을 참조하면, 배향막(14b)이 코팅된 전면 전극(120)과 합지한 필름 편광판(110)은 양자점 컬러 필터층(16) 및 전면 기판(12b)과 합지한다. 구체적으로 전면 편광판(110)은 양자점 컬러 필터층(16)의 평탄화층(미도시)과 합지된다.
여기서 양자점 컬러 필터층(16) 및 전면 기판(12b)은 미리 합지되어 제작되어 있다.
한편, 평탄화층(미도시)은 양자점 컬러 필터층(16)에 형성될 수 있다. 평탄화층(미도시)은 오버코트(over coat)로 지칭될 수도 있으며, 예를 들어 아크릴(Acryl)계 또는 폴리이미드(Polyimide)계의 수지를 포함할 수 있다. 다만, 상기 재료는 평탄화층(미도시)에 사용될 수 있는 예시들에 불과하며, 디스플레이 패널(100)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
양자점 컬러 필터층(16)에 평탄화층(미도시)이 형성되면, 양자점 컬러 필터층(16)을 구성하는 부재들 사이에 단차가 존재하여 그 표면이 평탄하지 않더라도 우수한 화질을 구현할 수 있다.
도 9를 참조하면, 합지된 상판은 플립(Flip)된다. 즉, 플립된 상판은 도 4의 상부 기판과 같은 형태이다.
구체적으로 상부 기판은 앞서 언급한 제조 과정을 통해서 전면 기판(12b), 양자점 컬러 필터층(16), 전면 편광판(110), 전면 전극(120) 및 전면 배향막(14b)을 순서대로 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 플립된 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정이 주입된다. 전면 배향막(14b)과 후면 배향막(14a) 사이에 주입된 액정은 액정층(15)을 형성한다.
하부 기판은 도 4에서 설명한 바와 같이 액정층(15)을 기준으로 후면 배향막(14a), 후면 전극(13a) 및 후면 기판(12a)을 차례로 포함할 수 있다.
도 11을 참조하면, 상부 기판과 하부 기판 사이에 액정을 주입한 후, 후면 편광판(11a)를 부착한다. 여기서 후면 편광판(11a)은 상부 기판의 전면 편광판(110)과 같이 편광 필름으로 제작된다.
도 12는 개시된 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널의 측단면도이다.
도 12를 참조하면, 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널(101)은 도 4의 디스플레이 패널(100)에서 저굴절률층(130)을 더 포함할 수 있다. 도 4에서 설명한 디스플레이 패널(100)과 일치하는 구성에 관한 설명은 생략한다.
저굴절률층(130)은 양자점 컬러 필터층(16)의 전면에 배치되며, 낮은 굴절률을 갖는 매질로 이루어질 수 있다.
또한, 저굴절률층(130)은 양자점 컬러 필터층(16)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 또한, 저굴절률층(130)은 그 전면에 배치되는 전면 기판(12b)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 저굴절률층(130)은 1.2 이상 1.4 이하의 굴절률을 가질 수 있다.
저굴절률층(130)은 수지 및 이에 분산된 산화 아연(ZnO), 이산화티타늄(TiO2) 등의 나노 입자로 구성될 수 있다. 다만, 산화 아연과 이산화티타늄은 저굴절률층(130)에 적용될 수 있는 예시에 불과하며, 디스플레이 패널(100)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
저굴절률층(130)은 저굴절률층(130)에서 전면 기판(12b)으로의 출사각을 축소시키거나 양자점 컬러 필터층(16)으로부터 출사되는 광 중 입사각이 큰 광은 미리 전반사를 시킴으로써, 전면 기판(12b)과 외부 공기의 경계면에서 전반사가 일어나는 비율을 감소시킬 수 있다. 저굴절률층(130)이 광 경로에 미치는 영향에 대해서는 이하 도 13 내지 도 15에서 자세히 설명하도록 한다.
도 13은 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 양자점 컬러 필터층의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 4에서 언급한 바와 같이, 양자점은 나노미터 크기의 작은 구 형태의 반도체 입자를 의미한다. 또한, 양자점은 그 크기가 매우 작기 때문에 양자 구속 효과를 발생한다. 이러한 구속 효과에 의해서 자외선이나 가시광선 등의 광이 양자점에 입사되면, 다양한 범위의 파장의 광이 발생될 수 있다.
이하에서는 녹색 계통의 광을 방출할 수 있는 양자점 입자를 녹색광 양자점 입자(Green quantum dot particle)라 하고, 적색 계통의 광을 방출할 수 있는 양자점 입자를 적색광 양자점 입자(Red quantum dot particle)라 하기로 한다.
예를 들어, 녹색광 양자점 입자는, 입자의 폭이 대략 2 나노미터에서 3 나노미터 정도인 입자일 수 있고, 적색광 양자점 입자는, 입자의 폭이 대략 5 나노미터에서 6 나노미터 정도인 입자일 수 있다.
도 13을 참조하면, 적색광 변환부(16R)는 적색광 양자점 입자들을 포함하고, 녹색광 변환부(16G)는 녹색광 양자점 입자들을 포함할 수 있다. 일 예로, 적색광 변환부(16R)는 수지(resin)에 적색광 양자점 입자들이 분산된 형태로 마련될 수 있고, 녹색광 변환부(16G)는 수지에 녹색광 양자점 입자들이 분산된 형태로 마련될 수 있다.
도 14 및 도 15는 일 실시예에 따른 디스플레이 패널의 내부에서 광의 이동 경로를 나타낸 도면이다. 도 14 및 도 15에서는 양자점 컬러 필터층(16) 후방에 배치된 구조는 생략하였다.
전술한 바와 같이, 굴절률이 상대적으로 높은 매질에서 낮은 매질로 입사되는 광은 두 매질의 경계에서 굴절률이 높은 매질 쪽으로 굴절되고, 광의 입사각이 전반사 임계각 이상이면 두 매질의 경계에서 전반사가 일어난다. 저굴절률층(130)의 굴절률이 양자점 컬러 필터층(16)의 굴절률보다 작기 때문에, 도 14에 도시된 바와 같이 양자점 컬러 필터층(16)으로부터 저굴절률층(130)에 입사되는 광(L)은 양자점 컬러 필터층(16) 쪽으로 굴절된다. 즉, 입사각(θa)이 굴절각(θb)보다 작다. 입사각과 굴절각은 디스플레이 패널(200)의 수평면과 수직인 법선(N)을 기준으로 한다.
또한, 전면 기판(12b)의 굴절률이 저굴절률층(130)의 굴절률보다 크기 때문에, 저굴절률층(130)으로터 전면 기판(12b)에 입사되는 광(L)은 전면 기판(12b) 쪽으로 굴절된다. 즉, 입사각(θb)이 굴절각(θc)보다 크다.
전면 기판(12b)에서의 굴절각(θc)은 외부 공기로 입사되는 입사각과 동일하다. 다시 말해, 양자점 컬러 필터층(16)과 전면 기판(12b) 사이에 저굴절률층(130)이 존재함으로 인해 전면 기판(12b)에서 외부 공기로 입사되는 광의 입사각이 축소된다. 따라서, 전면 기판(12b)에서 외부 공기로 입사되는 광이 전반사되는 비율이 줄어들게 된다.
도 15를 참조하면, 양자점 컬러 필터층(16)에서 저굴절률층(130)으로의 광(L) 의 입사각(θa)이 전반사 임계각 이상이면, 양자점 컬러 필터층(16)과 저굴절률층(130)의 경계면에서 양자점 컬러 필터층(16) 쪽으로 전반사가 일어난다. 즉, 저굴절률층(130)을 향하던 광(L)이 다시 양자점 컬러 필터층(16) 내부로 이동한다.
즉, 입사각이 큰 광은 양자점 컬러 필터층(16)과 저굴절률층(130)의 경계면에서 미리 전반사가 되기 때문에, 전면 기판(12b)과 외부 공기의 경계면에서 전반사가 일어나는 비율을 감소시킬 수 있다. 따라서, 전면 기판(12b)과 외부 공기의 경계면에서 전반사된 빛이 다른 화소로 이동하여 화질 열화를 발생시키는 현상을 완화시킬 수 있다.
도 16은 개시된 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널의 측단면도이다. 도 4에서 설명한 사항과 중복되는 설명은 생략한다.
도 4와 비교하면, 도 16의 디스플레이 패널(102)은 은 나노 와이어 등으로 코팅된 투명 전극(120)을 도 1에서 설명한 전면 전극(13b)으로 대신할 수 있다.
즉, 공통 전극의 역할을 하는 전면 전극(13b)은 인듐산화주석(Indium Tin Oxide: ITO) 또는 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide: IZO) 등의 물질로 구성될 수 있다.
도 17은 개시된 발명의 일 예에 따른 디스플레이 패널의 제조 공정을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저 투명 전극이 제작된 후 도 5에서 설명한 바와 같이 투명 전극은 나노 와이어(Sliver Nano Wire) 또는 그래핀(Graphene)으로 코팅(121)될 수 있다(500).
여기서 코팅된 투명 전극은 전면 전극(120)이 되고, 상부 기판에 제작되어 공통 전극으로 동작한다.
코팅된 투명 전극에 배향막이 코팅된다(501). 이렇게 코팅된 배향막은 상부 기판에 포함된 전면 배향막(14b)이 된다.
이후 배향막이 코팅된 전극판은 편광판과 합지한다(502).
도 7에서 설명한 바와 같이, 전면 배향막(14b)이 코팅된 전면 전극(120)은 편광 필름을 이용한 필름 편광판(110)과 합지(lamination)한다.
이렇게 합지된 필름 편광판(110) 및 전면 전극(120)은 따로 제작된 양자점 컬러 필터층(16) 및 전면 기판(12b)과 합지한다(503).
합지된 기판은 플립(Flip)되고, 도 9에서 도시된 바와 같이 상부 기판이 된다(504).
상부 기판과 도 10에서 도시된 하부 기판 사이에 액정이 주입된다(505).
액정층(15)이 형성되면, 디스플레이 패널(100)은 하부 기판의 하면에 편광 필름으로 제작된 후면 편광판(11a)을 합지한 후 개시된 디스플레이 패널(100)을 제작한다.
이하, 전술한 실시예에 따른 디스플레이 패널(100, 101, 102) 중 하나를 포함하는 디스플레이 장치(1)를 설명한다.
도 18은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 외관도이고, 도 19는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해 사시도이다.
디스플레이 장치(300)는 외부로부터 수신되는 영상 신호를 처리하고, 처리된 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치이다. 이하에서는 디스플레이 장치(300)가 텔레비전(Television, TV)인 경우를 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이 장치(300)는 모니터(Monitor), 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 통신장치 등 다양한 형태로 구현할 수 있으며, 디스플레이 장치(300)는 영상을 시각적으로 표시하는 장치라면 그 종류가 한정되지 않는다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 디스플레이 장치(300)는 외관상 각종 부품을 수용하는 본체(310), 영상을 표시하는 디스플레이 패널(100, 101, 102)을 포함한다. 디스플레이 장치(300)는 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100) 및 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널(101, 102) 중 하나를 포함할 수 있다.
본체(310)의 내부에는 구동 회로(320), 백 라이트 유닛(Back Light Unit, BLU) (330) 및 광학 부재(Optical Member, 340)가 마련된다.
본체(310)는 디스플레이 장치(300)의 전면에 마련되는 전방 샤시(311), 후면에 마련되는 후방 샤시(312) 및 디스플레이 장치(300)의 내부에 마련되는 몰드 프레임(Mold Frame)(313)을 포함할 수 있다.
전방 샤시(311)는 영상이 표시되는 디스플레이 패널(100, 101, 102)과 동일한 면에 마련되어, 디스플레이 패널(300)의 엣지 부분이 외부로 노출되지 않도록 한다.
후방 샤시(312)는 디스플레이 패널(100, 101, 102)과 반대 면에 마련될 수 있으며, 디스플레이 장치(300)에 포함된 각종 구성 부품을 외부로 노출되지 않도록 하고, 디스플레이 장치(300)에 포함된 각종 구성 부품을 외부 충격으로부터 보호한다.
몰드 프레임(313)은 디스플레이 패널(100, 101, 102), 광학 부재(340) 및 백 라이트 유닛(330)의 움직임을 제한하고, 디스플레이 패널(100, 101, 102), 광학 부재(340) 및 백 라이트 유닛(330)을 전방 샤시(311)와 후방 샤시(312)에 고정시킨다.
구동 회로(320)는 디스플레이 패널(100, 101, 102)을 구동하기 위한 구동 신호를 제공한다. 구동 회로(320)는 게이트 구동 회로(321), 데이터 구동 회로(322)를 포함할 수 있다.
게이트 구동 회로(321)는 디스플레이 패널(100, 101, 102)의 게이트 라인(미 도시)과 연결되어 게이트 라인에 게이트 신호를 전달할 수 있다. 또한, 데이터 구동 회로(322)는 디스플레이 패널(100, 101, 102)의 데이터 라인(미 도시)과 연결되어 데이터 라인에 데이터 신호를 전달할 수 있다.
백 라이트 유닛(330)은 디스플레이 패널(100, 101, 102)의 후방에 설치되어, 디스플레이 패널(100, 101, 102)이 영상을 생성하기 위한 광을 생성한다. 이러한 백 라이트 유닛(330)은 광원이 디스플레이 패널(100, 101, 102)의 측면에 위치하는 엣지형 백 라이트 유닛(edge type BLU)과 광원이 디스플레이 패널(100, 101, 102)의 후방에 위치하는 직하형 백 라이트 유닛(direct type BLU)로 구분할 수 있다.
이하에서 백 라이트 유닛(330)은 광원이 측면에 위치하는 엣지형 백 라이트 유닛인 것으로 가정하여 설명한다.
백 라이트 유닛(330)은 광을 생성하는 광원(331), 광원(331)으로부터 생성된 광을 면광(面光, sheet light)으로 변환하는 도광판(Light Guide Plate, LGP) (332) 및 도광판(332)의 후면에 마련되어 도광판(332)으로부터 출력되는 광을 반사시키는 반사 시트(Reflector Sheet) (333)를 포함한다.
광원(331)은 도광판(332)의 측면에 마련되어, 도광판(332)을 향하여 광을 출력한다. 일 예로, 광원(331)은 청색광을 출력할 수 있다.
광원(331)은 발열량이 적은 엘이디(Light Emitting Diode, LED) 또는 냉음극관(Cold Cathode Fluorescence Lamp, CCFL) 등을 채용할 수 있다.
도광판(332)은 측면으로부터 입사되는 광의 진행 방향을 변경하여 전면을 향하여 광을 출사한다. 광의 진행 방향을 변경하기 위하여 도광판(332)의 전면에는 복수의 볼록한 줄무늬가 형성될 수 있으며, 도광판(332)의 후면에는 복수의 도트(dot)가 형성될 수 있다. 또한, 도광판(332)의 전면을 향하여 균일한 광이 출사되도록 볼록한 줄무늬의 크기 및 간격이 조절될 수 있으며, 도트의 크기 및 간격이 조절될 수 있다.
또한, 도광판(332) 전면의 볼록한 줄무늬는 인쇄 기법을 통하여 양각으로 형성될 수 있으며, 도광판(332) 후면의 도트는 레이저를 이용하여 음각으로 형성될 수 있다.
도광판(332) 내부로 입사된 광 가운데 일부는 도광판(332)의 후면(332b)에 형성된 도트에 의하여 산란되어 도광판(332)의 전면으로 출사될 수 있으며, 다른 일부는 도광판(332)의 후면에 마련된 반사 시트(333)에 의하여 도광판(332) 내부로 반사된다. 또한, 반사된 일부의 광은 도광판(332)의 중심부까지 이동할 수 있으며, 도광판(332)의 중심부에서 산란되어 도광판(332)의 전면으로 출사될 수 있다.
이처럼, 도광판(332) 내부에서 발생되는 광의 굴절, 반사 및 산란에 의하여 도광판(332)은 전면으로 균일한 광을 출사할 수 있다.
이와 같은 도광판(332)은 투명하고 강도가 좋은 PMMA 또는 PC 등을 채용할 수 있다.
반사 시트(333)는 앞서 설명한 도광판(332)의 후면에 마련되며, 도광판(332)의 내부에서 도광판(332)의 후면을 향하는 광 가운데 일부를 도광판(332) 내부로 반사시킨다.
반사 시트(333)는 모재(base materials)에 반사율이 높은 물질을 코팅하여 제조된다. 예를 들어, PET(polyethylene terephthalate, PET) 등의 모재 상에 고반사율을 갖는 폴리머(polymer)를 코팅함으로써 반사 시트(333)를 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 백 라이트 유닛(330)은 광원(331), 도광판(332) 및 반사 시트(333)를 포함하여 균일한 면광(面光, sheet light)을 출사할 수 있다.
광학 부재(340)는 디스플레이 장치(300)의 시야각을 넓히고 디스플레이 장치(300)의 휘도를 증가시키기 위하여 광을 굴절 또는 산란시킨다.
광학 부재(340)는 다양한 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 부재(340)는 확산 시트(341), 프리즘 시트(342), 보호 시트(343) 및 휘도 향상 필름(344)을 포함할 수 있다.
확산 시트(341)는 백 라이트 유닛(330)으로부터 출사된 광을 면을 따라 확산시켜 디스플레이 장치(300)의 화면 전체적으로 색상 및 밝기가 균일하게 보이도록 한다. 도광판(332)으로부터 출사되는 광은 도광판(332) 전면에 형성된 패턴을 거쳐 출사되므로 도광판(332)으로부터 출사되는 광에서 도광판(332) 전면에 형성된 패턴이 시인될 수 있다.
도광판(332)으로부터 출사되는 광에서 도광판(332) 전면에 형성된 패턴이 시인되는 것을 방지하기 위하여 확산 시트(341)는 도광판(332)으로부터 출사되는 광을 출사 방향과 수직한 방향으로 확산시킨다.
다시 말해, 확산 시트는 백 라이트 유닛(330)으로부터 출사된 광을 확산시켜 전체 면의 밝기를 균일하게 유지시킨다.
확산 시트(341)를 통과한 광은 확산 시트(341)의 면과 수직한 방향으로 확산됨으로써 휘도가 급격히 감소한다. 프리즘 시트(342)는 확산 시트(341)에 의하여 확산된 광을 굴절 또는 집광시킴으로써 휘도를 증가시킨다.
또한, 프리즘 시트(342)는 삼각 프리즘 형상의 프리즘 패턴을 포함하고, 이 프리즘 패턴은 복수 개가 인접 배열되어 복수 개의 띠 모양을 이룬다. 즉, 프리즘 패턴은 산과 골이 반복되는 패턴으로 열을 지어 디스플레이 패널(100, 101, 102)을 향하여 돌출되어 형성된다.
보호 시트(343)는 백 라이트 유닛(330)에 포함된 각종 구성 부품을 외부의 충격이나 이물질의 유입으로부터 보호한다. 또한, 보호 시트(343)는 스크래치가 발생하기 쉬운 프리즘 시트(342)를 보호할 수 있다.
휘도 향상 필름(344)은 편광 필름의 일종으로 반사형 편광 필름이라고도 한다. 이러한 휘도 향상 필름(344)은 백 라이트 유닛(330)으로부터 출사된 광 가운데 휘도 향상 필름(344)의 편광 방향과 평행한 방향의 편광을 투과시키고, 휘도 향상 필름(344)의 편광 방향과 다른 방향의 편광을 반사한다.
광은 진행 방향과 수직한 방향으로 진동하는 횡파(transverse wave)로 알려져 있다. 편광 필름은 다양한 방향으로 진동하는 광 가운데 특정한 방향으로 진동하는 광을 투과시키고, 다른 방향으로 진동하는 광은 흡수한다.
이에 비하여, 휘도 향상 필름(344)은 휘도 향상 필름(344)의 편광 방향과 다른 방향의 편광은 반사시킨다. 여기서, 반사된 광은 백 라이트 유닛(330) 내부에서 재활용되며, 광 재활용(light recycle)에 의하여 디스플레이 장치(300)의 휘도가 향상된다.
이상에서는 개시된 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 개시된 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어남 없이 개시된 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능함을 물론이고 이러한 변형실시들은 개시된 발명으로부터 개별적으로 이해될 수 없다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "후면", "전면" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 후면 구성요소는 전면 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 전면 구성요소도 후면 구성요소로 명명될 수 있다.
또한, 본 명세서 전체에서 사용되는 "~부(part)", "~기", "~블록(block)", "~부재(member)", "~모듈(module)" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 단위를 의미할 수 있다.
100, 200: 디스플레이 패널
11a, 11b: 편광판,
12a, 12b: 기판,
13a, 13b: 전극,
14a, 14b: 배향막,
15: 액정층, 16: 양자점 컬러 필터층
110: 필름 편광판
120, 121, 122: 전면 전극
130: 저굴절률층,

Claims (21)

  1. 광원으로부터 조사된 광의 색을 변환하는 양자점 컬러 필터층;
    상기 양자점 컬러 필터층과 이격되어 배치되는 공통 전극; 및
    상기 양자점 컬러 필터층과 상기 공통 전극 사이에 배치되고, 상기 공통 전극과 합지된 후 상기 양자점 컬러 필터층과 합지되는 필름 편광판;을 포함하는 디스플레이 패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공통 전극은,
    은 나노 와이어(Sliver Nano Wire) 및 그래핀(Graphene) 중 하나로 코팅되는 디스플레이 패널.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 공통 전극은,
    인듐산화주석(Indium Tin Oxide: ITO) 및 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide: IZO) 중 적어도 하나의 투명 전극 물질로 구성되는 디스플레이 패널.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 공통 전극에 코팅되는 배향막;을 더 포함하는 디스플레이 패널.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 양자점 컬러 필터층과 합지되는 투명한 전면 기판; 및
    상기 양자점 컬러 필터층과 상기 전면 기판 사이에 배치되고, 상기 양자점 컬러 필터층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 저굴절률층;을 더 포함하는 디스플레이 패널.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 저굴절률층은,
    1.2 이상 1.4 이하의 굴절률을 갖는 디스플레이 패널.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 저굴절률층은,
    수지; 및
    상기 수지에 분산되어 있는 이산화티타늄(TiO2) 및 산화아연(ZnO) 중 적어도 하나의 나노입자를 포함하는 디스플레이 패널.
  8. 투명 전극 필름을 코팅하여 공통 전극을 제작하고;
    상기 공통 전극의 상면에 배향막을 코팅하고;
    상기 공통 전극의 하면에 필름 편광판을 합지하고;
    상기 필름 편광판의 하면에 광원으로부터 조사된 광의 색을 변환하는 양자점 컬러 필터층을 합지하는 것;을 포함하는 디스플레이 패널의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 공통 전극을 제작하는 것은,
    은 나노 와이어(Sliver Nano Wire) 및 그래핀(Graphene) 중 적어도 하나로 코팅하여 상기 공통 전극을 제작하는 것;을 포함하는 디스플레이 패널의 제조방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 투명 전극 필름은,
    인듐산화주석(Indium Tin Oxide: ITO) 및 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide: IZO) 중 적어도 하나의 투명 전극 물질로 제작되는 것;을 포함하는 디스플레이 제조방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 양자점 컬러 필터층을 합지하는 것;은,
    상기 양자점 컬러 필터층의 하면에 투명한 전면 기판을 합지한 후 상기 필름 편광판의 하면에 상기 양자점 컬러 필터층을 합지하는 것;을 포함하는 디스플레이 패널의 제조방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    후면 배향막, 후면 전극 및 후면 기판이 순서대로 마련된 하부 기판을 제작하는 것;을 더 포함하는 디스플레이 패널의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 배향막과 상기 후면 배향막 사이에 액정을 주입하는 것;을 더 포함하는 디스플레이 패널의 제조방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 상기 후면 기판의 하면에 편광 필름층을 합지하는 것;을 더 포함하는 디스플레이 패널의 제조방법.
  15. 광원을 포함하는 백 라이트 유닛;
    상기 백 라이트 유닛의 전방에 배치되어 상기 광원으로부터 조사된 광의 색을 변환하는 양자점 컬러 필터층;
    상기 양자점 컬러 필터층과 이격되어 배치되는 공통 전극; 및
    상기 양자점 컬러 필터층과 상기 공통 전극 사이에 배치되고, 상기 공통 전극과 합지된 후 상기 양자점 컬러 필터층과 합지되는 필름 편광판;을 포함하는 디스플레이 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 공통 전극은,
    은 나노 와이어(Sliver Nano Wire) 및 그래핀(Graphene) 중 하나로 코팅되는 디스플레이 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 공통 전극은,
    인듐산화주석(Indium Tin Oxide: ITO) 및 인듐산화아연(Indium Zinc Oxide: IZO) 중 적어도 하나의 투명 전극 물질로 구성되는 디스플레이 장치.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 공통 전극에 코팅되는 배향막;을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 양자점 컬러 필터층과 합지되는 투명한 전면 기판; 및
    상기 양자점 컬러 필터층과 상기 전면 기판 사이에 배치되고, 상기 양자점 컬러 필터층의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는 저굴절률층;을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 저굴절률층은,
    1.2 이상 1.4 이하의 굴절률을 갖는 디스플레이 장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 저굴절률층은,
    수지; 및
    상기 수지에 분산되어 있는 이산화티타늄(TiO2) 및 산화아연(ZnO) 중 적어도 하나의 나노입자를 포함하는 디스플레이 장치.
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