KR20180031894A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20180031894A
KR20180031894A KR1020160120227A KR20160120227A KR20180031894A KR 20180031894 A KR20180031894 A KR 20180031894A KR 1020160120227 A KR1020160120227 A KR 1020160120227A KR 20160120227 A KR20160120227 A KR 20160120227A KR 20180031894 A KR20180031894 A KR 20180031894A
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유상희
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 기판, 제1 기판과 대향되는 제2 기판; 제2 기판의 일면의 상부에 배치되며, 퀀텀 도트를 포함하는 색 변환층 색 변환층의 상부에 배치되는 제1 원편광자 및 제2 기판의 일면과 마주보는 제1 기판의 일면 및 제1 기판의 일면에 대향되는 타면 중 하나의 상부에 배치되는 제2 원편광자를 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치 중 액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어지며, 전기장 생성전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
액정 표시 장치 중에서 전기장이 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 상하 표시판에 대하여 수직을 이루도록 배열한 수직 배향 방식(vertically aligned mode) 액정 표시 장치는 대비비가 크고 넓은 기준 시야각 구현이 용이하여 각광받고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 선 편광자를 사용하지 않는 표시 장치를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 텍스쳐 현상에 강인한 표시 장치를 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 응답 특성 및 투과율이 향상된 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 기판; 상기 제1 기판과 대향되는 제2 기판, 상기 제2 기판의 일면의 상부에 배치되며, 퀀텀 도트(quantum dot)를 포함하는 색 변환층, 상기 색 변환층의 상부에 배치되는 제1 원편광자 및 상기 제2 기판의 일면과 마주보는 상기 제1 기판의 일면 및 상기 제1 기판의 일면에 대향되는 타면 중 하나의 상부에 배치되는 제2 원편광자를 포함한다.
또한, 상기 제1 원편광자는 상기 제1 원편광자로 제공되는 광 중 투과축을 기준으로 제1 방향으로 원편광된 광을 통과시키고, 상기 제2 원편광자는 제2 원편광자로 제공되는 광 중 상기 투과축을 기준으로 제2 방향으로 원편광된 광을 통과시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상기 투과축을 기준으로 서로 동일하거나 반대일 수 있다.
또한, 상기 제2 원편광자의 상부에 배치되는 제2 전극, 상기 제1 기판의 상부에 배치되며, 상기 제1 전극과 중첩되는 제1 전극 및 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되는 액정층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 액정층은 음의 유전율 이방성을 갖는 복수의 액정 분자들을 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전계가 형성되는 경우, 상기 액정층은 상기 액정층으로 제공되는 광의 위상을 π/2만큼 변화시킬 수 있다.
또한, 상기 액정층은 양의 유전율 이방성을 갖는 복수의 액정 분자들을 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전계가 형성되지 않는 경우, 상기 액정층으로 제공되는 광의 위상을 π/2만큼 변화시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 원편광자 중 적어도 하나는 유기 물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 색 변환층은, 제1 파장 영역을 갖는 광을 제공받아 제2 파장 영역을 갖는 광으로 변환시키는 제1 파장 변환층; 상기 제1 파장 영역을 갖는 광을 제공받아 제3 파장 영역을 갖는 광으로 변화시키는 제2 파장 변환층; 및 상기 제1 파장 영역을 갖는 광을 투과시키는 투과층을 포함하고, 상기 퀀텀 도트는 상기 제1 및 제2 파장 변환층에 포함될 수 있다.
또한, 상기 제1 파장 영역을 갖는 광은 청색(blue) 광이며, 상기 제2 파장 영역을 갖는 광은 적색(red) 광이고, 상기 제3 파장 영역을 갖는 광은 녹색(green) 광일 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 기판; 상기 제2 기판과 대향되는 제2 기판, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되는 액정층, 상기 제2 기판의 상부에 배치되며, 퀀텀 도트(quandum dot)를 포함하는 색 변환층, 및 상기 색 변환층의 상부에 배치되는 제1 원편광자를 포함하고, 상기 제1 원편광자는 상기 액정층을 통과하는 광 중 투과축을 기준으로 제1 방향으로 원편광된 광을 통과시킨다.
또한, 상기 제1 기판의 일면 및 타면 중 하나의 상부에 배치되는 제2 원편광자를 더 포함하고, 상기 제2 원편광자는 상기 제2 원편광자로 제공되는 광 중 상기 투과축을 기준으로 제2 방향으로 원편광된 광을 통과시키며, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상기 투과축을 기준으로 반대일 수 있다.
또한, 상기 액정층은 음의 유전율 이방성을 갖는 복수의 액정 분자들을 포함하고, 상기 액정층에 전계가 형성되는 경우, 상기 액정층은 상기 액정층으로 제공되는 광의 위상을 π/2만큼 변화시킬 수 있다.
또한, 상기 액정층은 양의 유전율 이방성을 갖는 복수의 액정 분자들을 포함하고, 상기 액정층에 전계가 형성되지 않는 경우, 상기 액정층으로 제공되는 광의 위상을 π/2만큼 변화시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 기판의 일면 및 타면 중 하나의 상부에 배치되는 제2 원편광자를 더 포함하고, 상기 제2 원편광자는 상기 제2 원편광자로 제공되는 광 중 상기 투과축을 기준으로 제2 방향으로 원편광된 광을 통과시키며, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상기 투과축을 기준으로 동일할 수 있다.
또한, 상기 제1 기판은 상기 제2 기판과 마주보는 일면 및 상기 제1 기판의 일면에 대향되는 타면을 포함하고, 상기 제1 기판의 타면의 상부에 배치되는 파장판(wave plate)을 더 포함하며, 상기 파장판은 상기 파장판에 제공되는 광 중 선편광된 광을 투과시키는 선편광자 및 상기 선편광된 광의 위상을 π/4만큼 변화시키는 위상 지연자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 기판에 제1 파장 영역의 광을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광은 상기 투과축을 기준으로 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 원편광된 광일 수 있다.
또한, 상기 색 변환층은, 상기 제1 파장 영역을 갖는 광을 제공받아 제2 파장 영역을 갖는 광으로 변환시키는 제1 파장 변환층; 상기 제1 파장 영역을 갖는 광을 제공받아 제3 파장 영역을 갖는 광으로 변화시키는 제2 파장 변환층; 및 상기 제1 파장 영역을 갖는 광을 투과시키는 투과층을 포함하고, 상기 퀀텀 도트는 상기 제1 및 제2 파장 변환층에 포함될 수 있다.
또한, 상기 제1 파장 영역을 갖는 광은 청색(blue) 광이며, 상기 제2 파장 영역을 갖는 광은 적색(red) 광이고, 상기 제3 파장 영역을 갖는 광은 녹색(green) 광일 수 있다.
또한, 상기 제1 원편광자는 유기 물질을 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 선 편광자를 생략할 수 있다.
또한, 텍스쳐 현상에 강인하며, 응답 특성 및 투과율이 향상될 수 있다.
또한, 하부 기판 및 상부 기판의 합착 시의 미스 얼라인(miss-align)에 따른 영향을 최소화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 I-I'선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 제1 서브 화소부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 액정층에 전계가 형성되지 않은 경우의 본 발명의 일 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 액정층에 전계가 형성된 경우의 본 발명의 일 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 효과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 9 및 도 10은 액정층에 전계가 형성되지 않은 경우의 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 액정층에 전계가 형성된 경우의 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "위(on)", "상(on)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위"에 놓여질 수 있다. 또한 도면을 기준으로 다른 소자의 "좌측"에 위치하는 것으로 기술된 소자는 시점에 따라 다른 소자의 "우측"에 위치할 수도 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이 경우 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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 않는다.
명세서 전체를 통하여 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시한 I-I'선을 따라 자른 단면도이다. 도 3은 도 3은 도 2에 도시한 제1 서브 화소부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 하부 표시판(10), 상부 표시판(20) 및 하부 표시판(10)과 상부 표시판(20) 사이에 개재되는 액정층(30)을 포함할 수 있다. 여기서, 하부 및 상부는 도 1 및 도 2를 기준으로 정의하기로 한다.
상부 표시판(20)은 상부 기판(210), 상부 기판(210)의 상부에 배치되는 색 변환층(220), 색 변환층(220)의 상부에 배치되는 제1 원편광자(240) 및 제1 원편광자(240)의 상부에 배치되는 제1 전극을 포함할 수 있다. 하부 표시판(10)은 하부 기판(110), 하부 기판(110)의 상부에 배치되는 제2 원편광자(120) 및 제1 전극과 대향되는 제2 전극을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 전극은 일 실시예로 공통 전극일 수 있으며, 제2 전극은 복수의 화소부 각각에 포함되는 서브 화소 전극일 수 있다. 이하, 제1 전극을 공통 전극(250)으로, 제2 전극을 제1 내지 제3 서브 화소 전극(SPE1 내지 SPE3)으로 예를 들어 설명하기로 한다.
하부 표시판(10)은 상부 표시판(20)과 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 액정층(30)은 하부 표시판(10) 및 상부 표시판(20) 사이에 개재될 수 있으며, 복수의 액정 분자(31)를 포함할 수 있다. 하부 표시판(10)은 일 실시예로 상부 표시판(20)과 실링(sealing)을 통해 합착될 수 있다.
먼저 하부 표시판(10)에 대해 설명하기로 한다.
하부 기판(110)은 일 실시예로 투명 절연 기판일 수 있다. 여기서 투명 절연 기판은 유리 기판, 석영 기판, 투명 수지 기판 등을 포함할 수 있다.
제2 원편광자(120)는 하부 기판(110)의 상부에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 제2 원편광자(120)는 하부 기판(110)의 일면 상에 배치될 수 있다. 여기서 하부 기판(110)의 일면은 상부 기판(210)과 마주보는 면을 의미한다. 제2 원편광자(120)는 유기 물질을 포함할 수 있다. 제2 원편광자(120)는 외부로부터 제공받은 광 중 투과축(pa, 도 4 참조)을 기준으로 제2 방향(d2, 도 4 참조)으로 원편광된 광을 투과시킬 수 있다. 이에 대해서는, 도 4 내지 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.
제2 원편광자(120)는 일 실시예로 380nm 내지 720nm의 밴드 폭(band width)을 가지며, 제2 방향(d2)으로 원편광된 광만 투과시킬 수 있다. 이와는 달리, 제2 원편광자(120)는 다른 실시예로 430nm 내지 470nm의 밴드폭(bandwidth)을 가지며, 제2 방향(d2)으로 원편광된 광만 투과시킬 수 있다. 제2 원편광자(120)의 두께는 일 실시예로 약 5 내지 20μm일 수 있다.
제2 원편광자(120)의 상부에는 제1 화소부(PX1)를 포함하는 복수의 화소부가 배치될 수 있다. 제1 화소부(PX1)는 제1 내지 제3 서브 화소부(SPX1 내지 SPX3)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 서브 화소부(SPX1 내지 SPX3)는 일 실시예로 서로 다른 색을 표시할 수 있다.
제1 서브 화소부(SPX1)는 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제1 스위칭 소자(Q1)와 전기적으로 연결되는 제1 서브 화소 전극(SPE1)을 포함할 수 있다. 제2 서브 화소부(SPX2)는 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제2 스위칭 소자(Q2)와 전기적으로 연결되는 제2 서브 화소 전극(SPE2)을 포함할 수 있다. 제3 서브 화소부(SPX3)는 제3 스위칭 소자(Q3) 및 제3 스위칭 소자(Q3)와 전기적으로 연결되는 제3 서브 화소 전극(SPE3)을 포함할 수 있다.
스위칭 소자와 서브 화소 전극에 대해 제1 서브 화소부(SPX1)를 기준으로 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 제1 스위칭 소자(Q1)는 일 실시예로 박막 트랜지스터와 같은 삼 단자 소자일 수 있다. 제1 스위칭 소자(Q1)는 제어 전극이 제1 스캔 라인(GL1)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 일 전극이 제1 데이터 라인(DL1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 스위칭 소자(Q1)의 타 전극은 제1 서브 화소 전극(SPE1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이에 따라, 제1 스위칭 소자(Q1)는 제1 스캔 라인(GL1)으로부터 제공받은 스캔 신호에 따라 턴 온 되어, 제1 데이터 라인(DL1)으로부터 제공받은 데이터 신호를 제1 서브 화소 전극(SPE1)에 제공할 수 있다. 한편, 본 명세서에서는 제1 서브 화소부(SPX1)가 스위칭 소자를 제1 스위칭 소자(Q1) 하나만 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지는 않고 두 개 이상의 스위칭 소자가 포함될 수도 있다.
제1 서브 화소 전극(SPE1)은 하부 표시판(10)에 위치할 수 있다. 보다 상세하게는, 제1 서브 화소 전극(SPE1)은 하부 기판(110)의 상부에 위치하는 절연층(130) 상에 배치될 수 있다. 공통 전극(250)은 상부 표시판(20)에 위치할 수 있다. 제1 서브 화소 전극(SPE1)은 공통 전극(250)과 적어도 일부가 중첩될 수 있다. 여기서, 중첩이라 함은 두 전극이 서로 인접하여 배치됨에 따라, 두 전극 간에 용량 결합이 될 수 있을 정도의 배치 관계를 말한다. 이에 따라, 제1 서브 화소부(SPX1)는 제1 서브 화소 전극(SPE1)과 공통 전극(250)이 중첩됨에 따라 형성되는 제1 액정 커패시터(Clc1)를 더 포함한다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 절연층(130)은 제1 내지 제3 스위칭 소자(Q1 내지 Q3)와 제1 내지 제3 서브 화소 전극(SPE1 내지 SPE3) 사이에 배치될 수 있다. 절연층(130)은 제1 내지 제3 스위칭 소자(Q1 내지 Q3)와 제1 내지 제3 서브 화소 전극(SPE1 내지 SPE3) 각각을 전기적으로 연결시키기 위한 복수의 컨택홀을 포함할 수 있다. 절연층(130)은 일 실시예로 질화 규소와 산화 규소 등의 무기 절연물로 형성될 수 있다. 절연층(130)은 다른 실시예로 평탄화 특성이 우수하며, 감광성(photosensitivity)을 갖는 유기 물질을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 서브 화소 전극(SPE1 내지 SPE3)은 절연층(220) 상에 배치될 수 있다. 제1 내지 제3 화소 전극(SPE1 내지 SPE3)은 일 실시예로 ITO 및 IZO 등의 투명 도전 물질이나, 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 형성될 수 있다. 제1 내지 제3 서브 화소 전극(SPE1 내지 SPE3)은 공통 전극(250)과 각각 중첩될 수 있다.
제1 서브 화소 전극(SPE1)은 제1 파장 변환층(WC1)과 중첩될 수 있다. 제2 서브 화소 전극(SPE2)은 제2 파장 변환층(WC2)과 중첩될 수 있다. 제3 서브 화소 전극(SPE3)은 투과층(TP)과 중첩될 수 있다. 이에 대해서는, 후술하기로 한다.
하부 배향막(140)은 제1 내지 제3 서브 화소 전극(SPE1 내지 SPE3) 상에 배치될 수 있다. 하부 배향막(140)은 폴리이미드 등으로 형성될 수 있다.
다음으로, 상부 표시판(20)에 대해 설명하기로 한다.
상부 기판(210)은 하부 기판(110)과 대향되도록 배치될 수 있다. 상부 기판(210)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 형성될 수 있으며, 일 실시예로 하부 기판(110)과 동일한 재질로 형성될 수 있다.
상부 기판(210) 상에는 화소 영역 외의 영역에 광이 투과되는 것을 차단시키는 블랙 매트릭스(BM: Black matrix)가 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 일 실시예로 유기물 또는 크롬을 포함하는 금속성 물질로 형성될 수 있다.
색 변환층(220)은 블랙 매트릭스(BM) 상에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 색 변환층(220)은 상부 기판(210) 중 블랙 매트릭스(BM)가 배치되지 않은 영역에 배치될 수 있으며, 블랙 매트릭스(BM)와 적어도 일부가 중첩될 수 있다. 색 변환층(220)은 제1 파장 변환층(WC1), 제2 파장 변환층(WC2) 및 투과층(TP)을 포함할 수 있다.
제1 파장 변환층(WC1)은 제1 서브 화소 전극(SPE1)과 하부 기판(110)을 기준으로 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 이에 따라, 제2 파장 영역을 갖는 광을 표시하는 제1 서브 화소 영역(PA1)을 형성할 수 있다.
제1 파장 변환층(WC1)은 일 실시예로 제1 광 투과성 수지(WC1a)와 제1 광 투과성 수지(WC1a) 내에 분산되어 제1 파장 변환층(WC1)으로 제공되는 광을 제2 파장 영역을 갖는 광으로 변환 또는 시프트(shift)시키는 제1 파장 변환 물질(WC1b)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 파장 변환층(WC1)으로 제공되는 광은 제1 파장 영역을 가질 수 있으며, 일 실시예로 중심 파장이 약 430nm 내지 470nm 범위 내에 있는 청색(blue) 광일 수 있다. 또한, 제2 파장 영역을 갖는 광은 적색(red) 광일 수 있다. 즉, 제1 파장 변환층(WC1)은 외부로부터 청색 광을 제공받아 적색 광으로 변환할 수 있다. 이에 따라, 제1 서브 화소 영역(PA1)은 적색을 표시할 수 있다.
제2 파장 변환층(WC2)은 제2 서브 화소 전극(SPE2)과 하부 기판(110)을 기준으로 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 이에 따라, 제3 파장 영역을 갖는 광을 표시하는 제2 서브 화소 영역(PA2)을 형성할 수 있다.
제2 파장 변환층(WC2)은 일 실시예로 제2 광 투과성 수지(WC2a)와 제2 광 투과성 수지(WC2a) 내에 분산되어 제2 파장 변환층(WC2)으로 제공되는 광을 제3 파장 영역을 갖는 광으로 변환 또는 시프트시키는 제2 파장 변환 물질(WC2b)을 포함할 수 있다. 여기서, 제3 파장 영역을 갖는 광은 녹색(green) 광일 수 있다. 즉, 제2 파장 변환층(WC2)은 외부로부터 청색 광을 제공받아 녹색 광으로 변환할 수 있다. 이에 따라, 제2 서브 화소 영역(PA2)은 녹색을 표시할 수 있다.
투과층(TP)은 제3 서브 화소 전극(SPE3)과 하부 기판(110)을 기준으로 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 이에 따라, 제1 파장 영역을 갖는 광을 표시하는 제3 서브 화소 영역(PA3)을 형성할 수 있다.
투과층(TP)은 제3 광 투과성 수지(TPa) 및 제3 광 투과성 수지(TPa) 내에 분산되어 입사광을 산란시켜 출사하는 광 산란 물질(TPb)을 포함할 수 있다. 투과층(TP)은 외부로부터 제공받은 제1 파장 영역을 갖는 광, 즉 청색 광을 투과 및 산란시킬 수 있다. 이에 따라, 제3 서브 화소 영역(PA3)은 청색을 표시할 수 있다.
제1 광 투과성 수지(WL1a), 제2 광 투과성 수지(WC2a) 및 제3 광 투과성 수지(TPa)는 각각 입사광의 파장을 변환시키지 않고 투과시키는 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 제1 내지 제3 광 투과성 수지(WL1a, WC2a, TPa)는 서로 동일하거나 상이한 물질일 수 있다.
제1 파장 변환 물질(WL1b) 및 제2 파장 변환 물질(WC2b)은 각각 퀀텀 도트(quantum dot)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 파장 변환 물질(WL1b, WC2b)은 입사광을 흡수하여 상기 입사광과 상이한 중심 파장을 갖는 빛을 방출할 수 있다. 한편, 제1 파장 변환 물질(WL1b) 및 제2 파장 변환 물질(WC2b)은 양자 막대(quantum rod) 또는 포스퍼(phosphor) 물질을 포함할 수도 있다.
제1 및 제2 파장 변환 물질(WL1b, WC2b)은 각각 제1 서브 화소 영역(PA1) 및 제2 서브 화소 영역(PA2)로 입사되는 광을 입사각과 무관하게 여러 방향으로 산란시켜 방출할 수 있다. 또한, 방출광은 편광이 해소되어 비편광 상태일 수 있다. 본 명세서에서, 비편광(unpolarized)된 광이란 특정 방향의 편광 성분만으로 이루어지지 않은 광, 즉 특정 방향만으로 편광되지 않은 무작위화된 편광(random polarization) 성분으로 이루어진 광을 의미한다. 비편광된 광은 일 실시예로 자연광(natural light)일 수 있다.
제1 파장 변환 물질(WL1b)의 평균 입자 크기는 제2 파장 변환 물질(WC2b)의 평균 입자 크기보다 클 수 있다. 제1 및 제2 파장 변환 물질(WL1b, WC2b)은 서로 동일하거나 상이한 물질일 수 있다. 광 산란 물질(TPb)은 제3 서브 화소 영역(PA3)으로 입사되는 광을 입사각과 무관하게 여러 방향으로 산란시켜 방출할 수 있다. 즉, 제3 서브 화소 영역(PA3)을 투과하는 광을 산란광으로 하여, 각 서브 화소 영역으로부터 방출되는 광 특성을 서로 유사하게 할 수 있다.
보다 상세하게는, 광 산란 물질(TPb)은 제3 광 투과성 수지(TPa)와 상이한 굴절률을 갖는 물질일 수 있다. 예를 들어, 유기 또는 무기 입자, 유무기 복합 입자, 또는 중공 구조를 갖는 입자일 수 있다. 유기 입자는 일 실시예 아크릴 수지 입자 또는 우레탄 수지 입자를 포함할 수 있다. 또한, 무기 입자는 산화 티타늄과 같은 금속 산화물 입자를 포함할 수 있다.
한편, 제1 파장 변환층(WC1), 제2 파장 변환층(WC2) 및 투과층(TP)의 배치는 도 2에 도시된 것으로 제한되지는 않는다.
평탄화층(230)은 색 변환층(220) 상에 배치될 수 있다. 평탄화층(230)은 일 실시예로 유기 물질로 이루어질 수 있다. 제1 파장 변환층(WC1), 제2 파장 변환층(WC2) 및 투과층(TP)의 두께가 상이할 경우, 평탄화층(230)은 상부 기판(210)의 일면 상에 적층된 구성요소들의 높이를 균일하게 만들 수 있다.
제1 원편광자(240)는 평탄화층(230) 상에 배치될 수 있다. 제1 원편광자(240)는 유기 물질을 포함할 수 있다. 제1 원편광자(240)는 일 실시예로 평탄화층(230)이 러빙된 표면을 따라 형성될 수 있다. 제1 원편광자(240)가 하부 기판(110) 및 상부 기판(210) 사이에 배치됨에 따라, 습기 또는 열에 의한 변형이 방지될 수 있으며, 제조 비용이 절감될 수 있다.
제1 원편광자(240)는 외부로부터 제공받은 광 중 투과축(pa, 도 4 참조)을 기준으로 제1 방향(d1, 도 4 참조)으로 원편광된 광을 투과시킬 수 있다. 여기서, 제1 방향(d1)은 제2 방향(d2)과 투과축(pa)을 기준으로 서로 반대일 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(d1)이 투과축(pa)을 기준으로 좌측 방향을 의미하는 경우, 제2 방향(d2)은 투과축(pa)을 기준으로 우측 방향을 의미한다. 이에 따라, 투과축(pa)에 대해 제1 방향(d1)을 따라 원편광된 광은 좌편광된 광일 수 있으며, 투과축(pa)에 대해 제2 방향(d2)을 따라 원편광된 광은 우편광된 광일 수 있다. 이에 대해서는, 도 4 내지 도 7을 참조하여 후술하기로 한다. 한편, 제1 원편광자(240)는 일 실시예로 380nm 내지 720nm의 밴드 폭을 가지며, 제1 방향(d1)으로 원편광된 광만 투과시킬 수 있다. 제1 원편광자(240)는 다른 실시예로 제2 원편광자(120)의 밴드 폭과 동일한 광을 투과시킬 수도 있다. 제1 원편광자(240)의 두께는 일 실시예로 약 5 내지 20μm일 수 있다.
공통 전극(250)은 제1 원편광자(240) 상에 배치될 수 있다. 공통 전극(250)은 제1 내지 제3 서브 화소 전극(SPE1 내지 SPE3)과 적어도 일부가 중첩될 수 있다. 공통 전극(250)은 일 실시예로 통판 형태일 수 있다. 공통 전극(250)은 일 실시예로 ITO 및 IZO 등의 투명 도전 물질이나, 알루미늄, 은, 크롬 또는 그 합금 등의 반사성 금속으로 형성될 수 있다.
상부 배향막(260)은 공통 전극(250) 상에 배치될 수 있다. 상부 배향막(260)은 폴리이미드 등으로 형성될 수 있다.
이하, 액정층(30)에 대하여 설명하기로 한다.
액정층(30)은 복수의 액정 분자(31)를 포함한다. 복수의 액정 분자(31)는 일 실시예로 음의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 이 경우, 복수의 액정 분자(31)는 액정층(30)에 전계(electric filed)가 형성되지 않은 경우, 하부 기판(110)에 수직 방향으로 배열될 수 있다. 또한, 복수의 액정 분자(31)는 하부 기판(110)과 상부 기판(210) 사이에 전계가 형성되면, 특정 방향으로 회전하거나 기울어짐으로써 빛의 편광을 변화시킬 수 있다.
이와는 달리, 복수의 액정 분자(31)는 양의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 이 경우, 복수의 액정 분자(31)는 액정층(30)에 전계가 인가되지 않은 상태에서 하부 기판(110)에 수평 방향으로 배열될 수 있다. 즉, 액정층(30)에 전계가 인가되지 않은 경우에, 복수의 액정 분자(31)는 하부 기판(110)과 평행하도록 배열될 수 있다. 또한, 복수의 액정 분자(31)는 하부 기판(110)과 상부 기판(210) 사이에 전계가 형성되면, 하부 기판(110)에 수직 방향으로 배열될 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 7에서 복수의 액정 분자(31)가 음의 유전율 이방성을 갖는 경우를 예로 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 동작을 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5는 액정층에 전계가 형성되지 않은 경우의 본 발명의 일 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6 및 도 7은 액정층에 전계가 형성된 경우의 본 발명의 일 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다. 다만, 설명의 편의를 위해 도 4 및 도 6에서는 제1 내지 제3 서브 화소 전극(SPE1 내지 SPE3) 중 제1 서브 화소 전극(SPE1)을 기준으로 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 액정층(30)에 전계가 형성되지 않는 경우를 먼저 설명하기로 한다. 여기서, 전계가 형성되지 않는 경우는 예를 들어, 제1 서브 화소 전극(SPE1)과 공통 전극(250) 각각에 전압이 제공되지 않는 경우이거나, 또는 제1 서브 화소 전극(SPE1)과 공통 전극(250)에 서로 동일한 레벨을 갖는 전압이 제공되어 전위차가 0인 경우를 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 무편광 상태의 광(41)은 하부 기판(110)에 제공될 수 있다. 여기서, 무편광 상태의 광(41)은 일 실시예로 백라이트 유닛(40, 도 15 참조)으로부터 제공될 수 있다. 제2 원편광자(120)는 하부 기판(110)을 통과한 무편광 상태의 광(41) 중 투과축(pa)에 대해 제2 방향(d2)으로 원편광된 광만 투과시키고 나머지 광은 차단한다. 이에 따라, 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)은 투과축(pa)을 기준으로 제2 방향(d2)으로 원편광된 광이다. 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)은 일 실시예로 투과축(pa)을 기준으로 우편광(right handedness)된 광일 수 있다.
다음으로, 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)은 액정층(30)에 제공된다. 액정층(30)에 전계가 형성되지 않은 상태이므로, 음의 유전율 이방성을 갖는 복수의 액정 분자(31)는 하부 기판(110)에 대해 수직으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)은 액정층(30)을 통과하면서 위상이 변화하지 않는다. 즉, 액정층(30)을 통과한 광(43)은 투과축(pa)을 기준으로 우편광된 광이다. 따라서, 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)과 액정층(30)을 통과한 광(43)은 서로 위상이 동일하다.
액정층(30)을 통과한 광(43)은 제1 원편광자(240)로 제공된다. 제1 원편광자(240)는 제1 원편광자(240)로 제공되는 광 중 투과축(pa)을 기준으로 제1 방향(d1)을 따라 원편광된 광만 투과시키고, 나머지 광은 차단시킨다. 즉, 제1 원편광자(240)는 투과축(pa)을 기준으로 좌편광(left handedness)된 광만 투과시킨다. 전술한 바와 같이, 액정층(30)을 통과한 광(43)은 투과축(pa)을 기준으로 우편광된 광이므로, 결국 액정층(30)을 통과한 광(43)은 모두 제1 원편광자(240)에 의해 차단된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 액정층(30)에 전계가 형성되지 않은 경우에, 블랙(black)을 표시한다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 액정층(30)에 전계가 형성된 경우를 설명하기로 한다. 여기서, 전계가 형성되는 경우는 예를 들어, 제1 서브 화소 전극(SPE1)과 공통 전극(250) 각각에 서로 다른 전위를 갖는 전압이 제공되거나, 또는 제1 서브 화소 전극(SPE1)과 공통 전극(250) 중 하나에 0V 이상의 전압이 제공되는 경우를 포함할 수 있다. 한편, 도 4 및 도 5에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)은 액정층(30)에 제공된다. 여기서, 액정층(30)은 전계가 형성된 상태이므로, 음의 유전율 이방성을 갖는 복수의 액정 분자(31)는 형성된 전계에 수직 방향으로 배열될 수 있다. 여기서, 도 7에 도시된 복수의 액정 분자(31)의 배열은 일 실시예에 불과하며, 액정층(30)에 형성되는 전계의 세기 등에 따라 상이할 수 있다.
액정층(30)은 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)의 적어도 일부의 위상을 변화시킬 수 있다. 일 실시예로, 액정층(30)은 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)의 위상을 0 내지 π/2만큼 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 액정층(30)을 통과한 광(44)은 위상이 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)에 비해 π/2만큼 변화된 광을 포함할 수 있다. 즉, 액정층(30)을 통과한 광(44)의 적어도 일부는 투과축(pa)을 기준으로 제1 방향(d1)으로 원편광(좌편광)된 광일 수 있다.
액정층(30)을 통과한 광(44)은 제1 원편광자(240)로 제공된다. 여기서, 제1 원편광자(240)는 투과축(pa)을 기준으로 제1 방향(d1)을 따라 원편광된 광만 투과시키므로, 액정층(30)을 통과한 광(44)의 적어도 일부는 제1 원편광자(240)를 통과한다.
제1 원편광자(240)를 통과한 광(45)은 색 변환층(220)에 제공된다. 이에 따라, 색 변환층(220)은 제1 원편광자(240)를 통과한 광(45)을 제공받아 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광한다. 또한, 색 변환층(220)을 통과한 광(46)은 편광이 해소되어 비편광 상태일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 효과를 설명하기 위한 그래프이다. 여기서, a1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 경우이며, a2는 선 편광자를 사용하는 비교 예에 따른 표시 장치의 경우이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 경우(a1)는 비교 예에 따른 표시 장치의 경우(a2)에 비해 응답 속도가 빠르다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 경우(a1)는 원편광된 광을 투과시키는 제1 및 제2 원편광자(240, 120)를 포함함에 따라, 전원 온/오프 시에 발생하는 텍스쳐(texture) 현상이 없다.
이에 반해, 비교 예에 따른 표시 장치의 경우(a2)는 선편광된 광이 액정층을 통과함에 따라 전원 온/오프 시에 텍스쳐 현상이 발생된다. 이에 따라, 비교 예에 따른 표시 장치의 경우(a2)는 텍스쳐 현상에 의해 투과율이 소정의 크기(l2)만큼 낮으며, 초기 구간(l1)에서 응답 속도가 느리다.
도 9 및 도 10은 액정층에 전계가 형성되지 않은 경우의 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 11 및 도 12는 액정층에 전계가 형성된 경우의 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 1 내지 도 8에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 9 내지 12를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명하기로 한다.
제1 원편광자(240)는 제1 원편광자(240)로 제공되는 광 중 투과축(pa)을 기준으로 제2 방향(d2)을 따라 원편광된 광을 투과시키고, 나머지는 차단한다. 즉, 제1 원편광자(240)는 제2 원편광자(120)와 투과축(pa)에 대해 동일한 제2 방향(d2)을 따라 원편광된 광을 투과시킨다.
도 9 및 도 10을 참조하여, 액정층(30)에 전계가 형성되지 않는 경우를 먼저 설명하기로 한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)은 투과축(pa)을 기준으로 제2 방향(d2)으로 원편광된 광이다. 여기서, 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)은 일 실시예로 투과축(pa)을 기준으로 우편광된 광일 수 있다.
다음으로, 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)은 액정층(30)에 제공된다. 액정층(30)은 전계가 형성되지 않은 상태이므로, 음의 유전율 이방성을 갖는 복수의 액정 분자(31)는 하부 기판(110)에 대해 수직으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)은 액정층(30)을 통과하면서 위상이 변화하지 않는다. 따라서, 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)은 액정층(30)을 통과한 광(43)은 서로 위상이 동일하다.
액정층(30)을 통과한 광(43)은 제1 원편광자(240)로 제공된다. 제1 원편광자(240)는 제1 원편광자(240)로 제공되는 광 중 투과축(pa)을 기준으로 제2 방향(d2)을 따라 원편광된 광만 투과시키므로, 액정층(30)을 통과한 광(43)은 제1 원편광자(240)를 통과하게 된다. 다만, 액정층(30)을 통과한 광(43)이 다른 구성에 흡수되는 것과 같이, 다른 구성에 의한 영향은 고려하지 않기로 한다.
제1 원편광자(240)를 통과한 광(45)은 색 변환층(220)에 제공된다. 이에 따라, 색 변환층(220)은 제1 원편광자(240)를 통과한 광(45)을 제공받아 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광한다. 또한, 색 변환층(220)을 통과한 광(46)은 편광이 해소되어 비편광 상태일 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하여, 액정층(30)에 전계가 형성된 경우를 설명하기로 한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)은 액정층(30)에 제공된다. 여기서, 액정층(30)은 전계가 형성된 상태이므로, 음의 유전율 이방성을 갖는 복수의 액정 분자(31)는 형성된 전계에 수직 방향으로 배열될 수 있다.
액정층(30)은 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)의 적어도 일부의 위상을 변화시킬 수 있다. 일 실시예로, 액정층(30)은 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)의 위상을 0 내지 π/2만큼 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 액정층(30)을 통과한 광(44)은 위상이 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)에 비해 π/2만큼 변화된 광을 포함할 수 있다. 즉, 액정층(30)을 통과한 광(44)의 적어도 일부는 투과축(pa)을 기준으로 제1 방향(d1)으로 원편광(좌편광)된 광일 수 있다.
액정층(30)을 통과한 광(44)은 제1 원편광자(240)로 제공된다. 여기서, 제1 원편광자(240)는 투과축(pa)을 기준으로 제2 방향(d2)을 따라 원편광된 광만 투과시키므로, 액정층(30)을 통과한 광(44)은 제1 원편광자(240)에 의해 차단된다.
이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 액정층(30)에 전계가 형성되지 않은 경우에, 블랙(black)을 표시한다.
도면이는 도시하지 않았으나, 복수의 액정 분자(31)가 양의 유전율 이방성을 갖는 경우에는 도 4 내지 도 7 및 도 9 내지 도 12와 반대가 될 수 있다.
하기의 표 1을 참조하여, 보다 상세히 설명하기로 한다. 여기서, 표 1의 제2행은 제1 원편광자(240)과 제2 원편광자(120)가 투과축(pa)을 기준으로 서로 반대 방향으로 원편광된 광을 투과시키는 경우를 나타낸다. 또한, 표 1의 제3행은 제1 원편광자(240)과 제2 원편광자(120)가 투과축(pa)을 기준으로 서로 동일한 방향으로 원편광된 광을 투과시키는 경우를 나타낸다.

 음의 유전율 이방성 양의 유전율 이방성
전계 형성 X 전계 형성 O 전계 형성 X 전계 형성 O
방향 반대 블랙(black) 발광 발광 블랙(black)
방향 동일 발광 블랙(black) 블랙(black) 발광
표 1을 참조하면, 복수의 액정 분자(31)가 양의 유전율 이방성을 갖는 경우, 복수의 액정 분자(31)는 액정층(30)에 전계가 형성되면 하부 기판(110)에 수직 방향으로 배열된다.
이에 따라, 액정층(30)을 통과하는 광은 위상의 변화가 없으므로, 제1 원편광자(240)와 제2 원편광자(120)가 투과축(pa)을 기준으로 서로 반대 방향으로 원편광된 광을 투과시키는 경우에는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 블랙을 표시한다.
또한, 복수의 액정 분자(31)가 양의 유전율 이방성을 갖는 경우, 복수의 액정 분자(31)는 일 실시예로 액정층(30)에 전계가 형성되지 않으면 하부 기판(110)에 수평 방향으로 배열된다.
액정층(30)은 액정층(30)으로 제공되는 광의 위상을 π/2 내지 0만큼 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 액정층(30)을 통과한 광은 위상이 제2 원편광자(120)를 통과한 광(42)에 비해 π/2만큼 변화된 광을 포함할 수 있다.
따라서, 제1 원편광자(240)와 제2 원편광자(120)가 투과축(pa)을 기준으로 서로 반대 방향으로 원편광된 광을 투과시키는 경우에는, 액정층(30)을 통과한 광의 적어도 일부는 제1 원편광자(240)를 통과하게 된다. 제1 원편광자(240)를 통과한 광은 색 변환층(220)에 제공되며, 색 변환층(220)은 제1 원편광자(240)를 통과한 광을 제공받아 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛을 발광한다. 색 변환층(220)을 통과한 광은 편광이 해소되어 비편광 상태일 수 있다.
도 13 내지 도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다. 도 1 내지 도 12에서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 13을 참조하면, 제2 원편광자(120)는 하부 기판(110)의 타면에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 하부 기판(110)은 상부 기판(210)과 마주보는 일면 및 이에 대향되는 타면을 포함할 수 있다. 제2 원편광자(120)는 하부 기판(110)의 타면의 상부에 배치될 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 제2 원편광자(120)와 절연층(130) 사이에는 다른 구성이 포함될 수도 있으며, 제2 원편광자(120)는 제1 내지 제3 스위칭 소자(Q1 내지 Q3)의 상부에 배치될 수도 있다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 파장판(121, wave plate)을 더 포함할 수 있다. 파장판(121)은 하부 기판(110)의 타면의 상부에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 파장판(121)은 하부 기판(110)의 일면의 상부에 배치될 수도 있다. 파장판(121)은 외부로부터 제공받은 무편광된 광을 투과축(pa)에 대해 특정 방향으로 원편광된 광으로 변화시킬 수 있다. 여기서, 특정 방향은 투과축(pa)을 기준으로 제1 방향(d1)일 수도 있으며, 제2 방향(d2)일 수도 있다.
파장판(121)은 외부로부터 제공받은 무편광된 광 중 선편광된 광만 투과시키는 선편광자(121a) 및 선편광자(121a)를 통과한 광의 위상을 지연시키는 위상 지연자(121b)를 포함할 수 있다. 위상 지연자(121b)는 일 실시예로 선편광자(121a)를 통과한 광의 위상을 π/4만큼 변화시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 제2 원편광자(120)를 생략할 수 있다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는 백라이트 유닛(40, Backlight unit)을 더 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(40)은 하부 기판(110)에 제1 파장 영역을 갖는 광(47)을 제공할 수 있다. 여기서, 제1 파장 영역은 중심 파장이 약 430 내지 470 nm일 수 있으며, 이에 따라, 제1 파장 영역을 갖는 광(47)은 청색(blue) 광일 수 있다.
백라이트 유닛(40)은 광원, 광학 부재 및 반사 부재를 포함할 수 있다. 광원은 LED 광원, OLED 광원, 형광 램프 광원 등이 적용될 수 있다. 광원은 제1 파장 영역을 갖는 광(47)을 하부 기판(110) 측으로 출사할 수 있다. 여기서, 도 15에 도시된 1 파장 영역을 갖는 광(47)은 도 4에서 설명한 무편광 상태의 광(41)의 일 예일 수 있다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 투과축(pa)을 기준으로 특정 방향으로 원편광된 광(48)을 제공하는 백라이트 유닛(40)을 포함할 수 있다. 여기서, 여기서, 특정 방향은 투과축(pa)을 기준으로 제1 방향(d1)일 수도 있으며, 제2 방향(d2)일 수도 있다. 도 16에서는 제2 방향(d2)으로 예시한다. 즉, 백라이트 유닛(40)은 제1 파장 영역을 갖되, 투과축(pa)을 기준으로 제1 방향(d1)으로 원편광된 광을 하부 기판(110)에 제공할 수 있다.
이에 따라, 무편광된 광 중 투과축(pa)을 기준으로 특정 방향으로 원편광된 광을 투과시키는 제1 원편광자(120)를 생략할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 표시 패널;
20: 백라이트 모듈;
21: 백라이트 유닛;
22: 백라이트 제어부;
200: 하부 표시판;
300: 상부 표시판;
400: 액정층;
Q: 스위칭 소자;
PX1: 제1 화소부;

Claims (20)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판과 대향되는 제2 기판;
    상기 제2 기판의 일면의 상부에 배치되며, 퀀텀 도트(quantum dot)를 포함하는 색 변환층;
    상기 색 변환층의 상부에 배치되는 제1 원편광자; 및
    상기 제2 기판의 일면과 마주보는 상기 제1 기판의 일면 및 상기 제1 기판의 일면에 대향되는 타면 중 하나의 상부에 배치되는 제2 원편광자를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 원편광자는 상기 제1 원편광자로 제공되는 광 중 투과축을 기준으로 제1 방향으로 원편광된 광을 통과시키고,
    상기 제2 원편광자는 제2 원편광자로 제공되는 광 중 상기 투과축을 기준으로 제2 방향으로 원편광된 광을 통과시키는 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상기 투과축을 기준으로 서로 동일하거나 반대인 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 원편광자의 상부에 배치되는 제2 전극;
    상기 제1 기판의 상부에 배치되며, 상기 제1 전극과 중첩되는 제1 전극; 및
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되는 액정층을 더 포함하는 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액정층은 음의 유전율 이방성을 갖는 복수의 액정 분자들을 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전계가 형성되는 경우, 상기 액정층은 상기 액정층으로 제공되는 광의 위상을 π/2만큼 변화시키는 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 액정층은 양의 유전율 이방성을 갖는 복수의 액정 분자들을 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전계가 형성되지 않는 경우, 상기 액정층으로 제공되는 광의 위상을 π/2만큼 변화시키는 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 원편광자 중 적어도 하나는 유기 물질을 포함하는 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 색 변환층은,
    제1 파장 영역을 갖는 광을 제공받아 제2 파장 영역을 갖는 광으로 변환시키는 제1 파장 변환층;
    상기 제1 파장 영역을 갖는 광을 제공받아 제3 파장 영역을 갖는 광으로 변화시키는 제2 파장 변환층; 및
    상기 제1 파장 영역을 갖는 광을 투과시키는 투과층을 포함하고,
    상기 퀀텀 도트는 상기 제1 및 제2 파장 변환층에 포함되는 표시 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 파장 영역을 갖는 광은 청색(blue) 광이며, 상기 제2 파장 영역을 갖는 광은 적색(red) 광이고, 상기 제3 파장 영역을 갖는 광은 녹색(green) 광인 표시 장치.
  10. 제1 기판;
    상기 제2 기판과 대향되는 제2 기판;
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치되는 액정층;
    상기 제2 기판의 상부에 배치되며, 퀀텀 도트(quandum dot)를 포함하는 색 변환층; 및
    상기 색 변환층의 상부에 배치되는 제1 원편광자를 포함하고,
    상기 제1 원편광자는 상기 액정층을 통과하는 광 중 투과축을 기준으로 제1 방향으로 원편광된 광을 통과시키는 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 기판의 일면 및 타면 중 하나의 상부에 배치되는 제2 원편광자를 더 포함하고,
    상기 제2 원편광자는 상기 제2 원편광자로 제공되는 광 중 상기 투과축을 기준으로 제2 방향으로 원편광된 광을 통과시키며,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상기 투과축을 기준으로 반대인 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 액정층은 음의 유전율 이방성을 갖는 복수의 액정 분자들을 포함하고,
    상기 액정층에 전계가 형성되는 경우, 상기 액정층은 상기 액정층으로 제공되는 광의 위상을 π/2만큼 변화시키는 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 액정층은 양의 유전율 이방성을 갖는 복수의 액정 분자들을 포함하고,
    상기 액정층에 전계가 형성되지 않는 경우, 상기 액정층으로 제공되는 광의 위상을 π/2만큼 변화시키는 표시 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1 기판의 일면 및 타면 중 하나의 상부에 배치되는 제2 원편광자를 더 포함하고,
    상기 제2 원편광자는 상기 제2 원편광자로 제공되는 광 중 상기 투과축을 기준으로 제2 방향으로 원편광된 광을 통과시키며,
    상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상기 투과축을 기준으로 동일한 표시 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제1 기판은 상기 제2 기판과 마주보는 일면 및 상기 제1 기판의 일면에 대향되는 타면을 포함하고,
    상기 제1 기판의 타면의 상부에 배치되는 파장판(wave plate)을 더 포함하며,
    상기 파장판은 상기 파장판에 제공되는 광 중 선편광된 광을 투과시키는 선편광자 및 상기 선편광된 광의 위상을 π/4만큼 변화시키는 위상 지연자를 포함하는 표시 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제1 기판에 제1 파장 영역의 광을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함하는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광은 상기 투과축을 기준으로 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 원편광된 광인 표시 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 색 변환층은,
    상기 제1 파장 영역을 갖는 광을 제공받아 제2 파장 영역을 갖는 광으로 변환시키는 제1 파장 변환층;
    상기 제1 파장 영역을 갖는 광을 제공받아 제3 파장 영역을 갖는 광으로 변화시키는 제2 파장 변환층; 및
    상기 제1 파장 영역을 갖는 광을 투과시키는 투과층을 포함하고,
    상기 퀀텀 도트는 상기 제1 및 제2 파장 변환층에 포함되는 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 파장 영역을 갖는 광은 청색(blue) 광이며, 상기 제2 파장 영역을 갖는 광은 적색(red) 광이고, 상기 제3 파장 영역을 갖는 광은 녹색(green) 광인 표시 장치.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 제1 원편광자는 유기 물질을 포함하는 표시 장치.
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