KR20190047187A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20190047187A
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장내원
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Abstract

디스플레이 장치는 액정패널과 셔터패널을 포함하고, 셔터패널은 선택영역을 지나는 광의 편광축을 변환하는 셔터층과, 셔터층의 전면에 배치되어, 셔터층에 의해 편광축이 변환된 광이 지나는 셔터편광층과, 셔터층의 후면에 배치되어, 셔터패널로 입사하는 광의 파장을 변환하는 퀀텀로드층으로서, 셔터층으로 일정방향의 편광축을 갖는 광을 출사하는 퀀텀로드층을 포함한다. 이를 통해 로컬디밍구조를 구현하면서, 광효율이 향상된 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로컬디밍(local dimming)구조를 갖는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는, 획득 또는 저장된 전기적 정보를 시각적 정보로 변환하여 사용자에게 표시하는 출력 장치의 일종으로, 가정이나 사업장 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.
일반적으로 디스플레이 장치는 화면을 표시하는 장치로, 모니터나 텔레비전이 이에 포함된다. 디스플레이 장치는 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light-Emitting Diode)와 같은 자발광 디스플레이 패널과, 액정 디스플레이(LCD: liquid crystal display) 패널과 같은 수발광 디스플레이 패널이 사용된다.
이러한 디스플레이 장치에 있어서, 영상의 어두운 부분에 해당하는 영역을 구현하기 위해서는 백라이트의 해당부분의 빛을 줄이거나 꺼서 구현을 하게 된다. 이 때, 영상의 어두운 부분에 해당하는 영역 이외에도 광이 도달하거나 확산됨으로서, 화질이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 일 측면은 광효율을 개선한 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면은 로컬디밍구조를 개선한 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면은 구조를 간소화한 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 사상에 따른 디스플레이 장치는 광원; 상기 광원으로부터 광을 공급받는 디스플레이 패널;을 포함하고, 상기 디스플레이 패널은, 액정패널; 상기 액정패널로 향하는 광의 진행을 선택적으로 제한하는 셔터패널;을 포함하고, 상기 셔터패널은, 선택영역을 지나는 광의 편광축을 변환하는 셔터층; 상기 셔터층의 전면에 배치되어, 상기 셔터층에 의해 편광축이 변환된 광이 지나는 셔터편광층; 상기 셔터층의 후면에 배치되어, 상기 셔터패널로 입사하는 광의 파장을 변환하는 퀀텀로드층으로서, 상기 셔터층으로 일정방향의 편광축을 갖는 광을 출사하는 퀀텀로드층;을 포함한다.
상기 퀀텀로드층은 제 1 방향의 편광축을 형성하는 광을 출사하고, 상기 퀀텀로드층으로부터 출사되는 광은 상기 선택영역을 지나며 상기 제 1 방향에서 제 2 방향으로 편광축이 변환되며, 상기 선택영역을 지난 광은 상기 셔터편광층을 통과하도록 구성될 수 있다.
상기 셔터층은 광의 편광축을 변환하지 않는 비선택영역;을 포함하고, 상기 셔터편광층은 상기 비선택영역을 지나는 광의 진행을 가로막도록 구성될 수 있다.
상기 제 1, 2방향은 직교하도록 마련될 수 있다.
상기 액정패널과, 상기 셔터패널은 독립적으로 제어될 수 있다.
상기 셔터층은, 상기 선택영역과, 광의 편광축을 변환하지 않는 비선택영역 중 어느 하나를 각각 동작하는 복수의 동작유닛;을 포함할 수 있다.
상기 액정패널은 영상을 형상하는 복수의 픽셀;을 포함하고, 상기 복수의 동작유닛 중 하나의 동작유닛은, 상기 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀에 대응되도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 동작유닛은 상기 복수의 픽셀에 각각 대응되도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 동작유닛은 각각 독립적으로 동작할 수 있다.
상기 셔터층은, 전기장의 존부에 따라 배열을 달리하여, 입사하는 광의 편광축을 변환하는 액정분자로 형성될 수 있다.
상기 셔터패널은, 상기 액정패널에 대응되는 넓이를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 디스플레이패널은, 상기 액정패널의 후방에서 상기 셔터편광층을 통과한 광이 지나도록 마련되는 제 1 편광판; 상기 액정패널에 의해 편광축이 변환된 광이 지나는 제 2 편광판;을 더 포함할 수 있다.
상기 셔터패널은, 상기 액정패널과 상기 광원 사이에 배치될 수 있다.
상기 퀀텀로드층은, 상기 셔터층과 상기 광원 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 디스플레이 장치는 광원으로부터 광을 공급받는 디스플레이 패널;을 포함하고, 상기 디스플레이 패널은, 영상을 형성하는 복수의 픽셀을 갖는 액정패널; 상기 액정패널과 상기 광원 사이에 배치되는 셔터패널;을 포함하고, 상기 셔터패널은, 선택영역과, 비선택영역 중 어느 하나로 각각 동작하는 복수의 동작유닛을 갖고, 상기 선택영역을 지나는 광의 편광축을 변환하는 셔터층; 상기 셔터층의 전면에 배치되어, 상기 편광축이 변환된 광이 지나는 셔터편광층; 상기 셔터패널로 입사하는 광의 파장을 변환하는 퀀텀로드층으로서, 상기 입사하는 광이 일정방향의 편광축을 형성하도록 구성되는 퀀텀로드층;을 포함한다.
상기 복수의 동작유닛 중 하나의 동작유닛은, 상기 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀에 대응되도록 배치될 수 있다.
상기 퀀텀로드층은 제 1 방향의 편광축을 형성하는 광을 출사하고, 상기 퀀텀로드층으로부터 출사되는 광은 상기 선택영역을 지나며 상기 제 1 방향에서 제 2 방향으로 편광축이 변환되며, 상기 선택영역을 지난 광은 상기 셔터편광층을 통과하도록 구성될 수 있다.
상기 셔터층은 상기 선택영역이 아닌 비선택영역;을 포함하고, 상기 셔터편광층은 상기 비선택영역을 지나는 광의 진행을 가로막도록 구성될 수 있다.
상기 제 1, 2방향은 직교하도록 마련될 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 디스플레이 장치는 광원; 상기 광원으로부터 광을 공급받는 디스플레이 패널;을 포함하고, 상기 디스플레이 패널은, 액정패널; 선택영역과 비선택영역으로 동작하는 셔터층과, 상기 선택영역을 지나는 광만 출사되도록 마련되는 적어도 하나의 편광층을 갖고, 상기 액정패널로 향하는 광을 선택적으로 제한하는 셔터패널; 상기 액정패널과 상기 셔터패널 사이에 형성되는 퀀텀로드층으로서, 상기 액정패널로 입사하는 광의 파장을 변환하며, 상기 액정패널로 입사하는 광이 일정방향의 편광축을 갖도록 변환하는 퀀텀로드층;을 포함한다.
본 발명의 일 측면은 로컬디밍(Local Dimming)을 구현하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 로컬디밍구조를 개선하여, 디스플레이 장치의 화질을 향상시키고, 광효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면은 색재현성을 향상한 디스플레이 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부분해사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 디스플레이 패널과 백라이트유닛을 도시한 도면.
도 6, 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 광경로에 관한 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 광경로에 관한 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 광경로에 관한 도면.
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 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
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 "제1", "제2" 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 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 분해사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 단면도이다.
본 발명의 설명은 평면 디스플레이 장치(1)를 일례로 설명하나, 디스플레이 장치(1)는 평판(flat) 디스플레이 장치뿐만 아니라 고정 곡률(curvature)인 화면을 가지는 커브드(curved) 디스플레이 장치, 화면의 곡률을 변경가능한 곡률 가변형 디스플레이 장치로 구현될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다는 것은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 이해될 것이다.
디스플레이 장치(1)는 화상을 표시하는 디스플레이 모듈을 내부에 포함한다.
디스플레이 모듈은 화상이 표시되는 디스플레이 패널(100)과, 디스플레이 패널(100)에 광을 공급하는 백라이트유닛(Backlight Unit, 20)을 포함한다. 백라이트유닛(20)은 디스플레이패널(100)에 면방향으로 광이 전달되도록 구성될 수 있다. 백라이트유닛(20)은 인쇄회로기판(30)과, 광원모듈(40)과, 도광판(90)과, 광학시트(50)를 포함할 수 있다. 즉, 백라이트유닛(20)은, 디스플레이 패널(100)의 후방에 배치된 광원모듈(40)과, 디스플레이 패널(100)과 광원모듈(40) 사이의 공간에 배치되어 광원모듈(40)로부터 공급된 광이 확산되어 전방에 위치한 디스플레이 패널(100)에 전달되도록 하는 도광판(90)과, 디스플레이 패널(100)과 광원모듈(40)사이에 배치되어 광학적성질을 변경시키는 광학시트(50)를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 패널(100)을 지지하는 미들몰드(60)와, 외관을 형성하는 디스플레이 섀시(70)를 포함할 수 있다. 디스플레이 섀시(70)는 미들몰드(60)의 전방측에 결합되어 디스플레이 패널(100)이 미들몰드(60)에 설치되어 있는 상태를 유지하도록 하는 탑 섀시(72)와, 미들몰드(60)의 후방에 결합되며 내부 양측에 상술한 광원모듈(40)이 배치되는 바텀섀시(76)를 포함한다.
광원모듈(40)은 바텀섀시(76)의 전방에 배치되어, 디스플레이 패널(100)을 향하여 광을 조사할 수 있다. 광원모듈(40)은 청색광을 방출하는 발광소자를 포함할 수 있다. 청색광은 이후 설명하는 퀀텀로드층에 의해 적색광, 녹색광, 청색광 중 적어도 하나로 변환 할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 에지형(edge) 디스플레이 방식에 관하여 설명하나, 이에 한정되지 않고 직하형(direct) 디스플레이 방식에도 적용될 수 있다.
미들몰드(60)는 전방측에 디스플레이 패널(100) 및 탑 섀시(72)가 차례로 설치되며, 후방측에 바텀섀시(76)가 설치되어 각 구성들을 지지할 뿐만 아니라 디스플레이 패널(100)과 바텀섀시(76)가 서로 이격된 상태를 유지하도록 한다.
탑 섀시(72)는 디스플레이 패널(100)의 전면 외곽측을 덮는 베젤부(73)와, 베젤부(73)의 단부에서 후방측으로 절곡되어 미들몰드(60)의 측면을 덮는 탑 측면부(74)를 포함한다.
바텀섀시(76)는 디스플레이 모듈의 후면을 형성하는 후면부(77)와, 후면부(77)의 둘레에서 전방측으로 연장되어 미들몰드(60) 내에 결합되는 바텀 측면부(78)를 포함한다. 바텀섀시(76)는 고강도의 다각 판 형상으로 형성되며, 수납된 광원(70) 및/또는 디스플레이 패널(100)의 발열에 의해 발생되는 열에 의한 열변형이 적은 금속재질(예를 들어, 알루미늄 또는 알루미늄 합금등)을 포함할 수 있다. 바텀섀시(76)는 플라스틱(예를들어, 폴리카보네이트(poly carbonate, PC)재질 또는 플라스틱 재질에 유리섬유(glass fiber)를 추가하여 성형될 수 있다.
인쇄회로기판(30)에는 복수의 광원모듈(40)들이 실장 될 수 있다. 인쇄회로기판(30)의 크기는 디스플레이 패널(100)의 상하방향 길이에 대응될 수 있다. 본 실시예에서는 복수의 광원모듈(40)이 디스플레이 장치의 상하방향 높이에 대응되도록 배열되나, 복수의 광원모듈(40)의 배열은 한정되지 않는다.
반사시트(80)는 광원모듈(40)로부터 조사되는 광을 디스플레이 패널(100)을 향해 반사되거나, 광학시트(50) 또는 디스플레이 패널(100)등에 의해 재 반사되는 광을 디스플레이 패널(100)을 향해 재반사시킨다. 반사시트(80)는 인쇄회로기판(30)의 전면에 배치되며, 누설되는 광을 디스플레이 패널(100) 방향으로 반사시켜 광효율을 향상시킨다. 반사시트(80)는 도광판(90)과 바텀섀시(76) 사이에 배치될 수 있다. 반사시트(80)는 흰색 또는 은색의 고반사코팅제(예를 들어, silver, TiO2)로 코팅될 수 있다. 반사시트(80)는 반사판을 포함할 수 있다.
광학시트(50)는 광원모듈(40)에서 조사되어 디스플레이 패널(100)을 향하는 광에게 균일한 휘도를 가지도록 할 수 있다. 광학시트(50)를 통과한 균일한 휘도의 광은 디스플레이 패널(100)로 입사된다. 광학시트(50)는 보호 시트(protective sheet), 프리즘 시트(prism sheet) 또는 확산 시트(diffuser sheet)를 포함할 수 있다. 광학 시트는 적어도 한 매를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부분해사시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 디스플레이 패널과 백라이트유닛을 도시한 도면, 도 6, 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 광경로에 관한 도면이다.
디스플레이 패널(100)은 전기적신호를 광학신호로 변환함으로써, 영상을 표시할 수 있다. 디스플레이 패널(100)은 액정패널(110)과, 편광판들(120, 130)을 포함할 수 있다.
액정패널(110)은 백라이트 유닛(20)의 전방에 마련되어, 영상을 형성하기 위하여 백라이트유닛(20)으로부터 방출되는 광을 차단 또는 투과시킨다.
액정 패널(20)의 전면은 앞서 설명한 디스플레이 장치(1)의 스크린을 형성하며, 복수의 픽셀로 구성될 수 있다. 액정 패널(20)에 포함된 복수의 픽셀는 각각 독립적으로 백 라이트 유닛(20)의 광을 차단하거나 투과시킬 수 있으며, 복수의 픽셀에 의하여 투과된 광은 디스플레이 장치(1)에 표시되는 영상을 형성할 수 있다.
액정패널(110)은 제 1, 2 투명기판(111, 112)과, 액정층(114)을 포함할 수 있다. 또한 액정패널(110)은 픽셀전극, 박막 트랜지스터, 공통전극, 컬러필터(미도시)를 포함할 수 있다. 제 1, 2 투명기판(111, 112)은 액정패널(110)의 외관을 형성하며, 그 사이에 마련되는 액정층(114) 및 컬러필터등을 보호할 수 있다. 제 1, 2 투명기판(111, 112)은 강화유리 또는 투명수지로 구성될 수 있다.
액정은 고체(결정)과 액체의 중간 상태를 나타낸다. 일반적인 물질은 고체 상태의 물질에 열을 가하면, 용융 온도에서 고체 상태에서 투명한 액체 상태로 상태 변화가 발생한다. 이에 비하여, 고체 상태의 액정 물질에 열을 가하면, 액정 물질은 용융 온도에서 불투명하고 혼탁한 액체로 변화한 이후 투명한 액체 상태로 변화한다. 이와 같은 액정 물질의 대부분은 유기화합물이며 분자형상은 가늘고 긴 막대 모양을 하고 있으며, 분자의 배열이 어떤 방향으로는 불규칙한 상태와 같지만, 다른 방향에서는 규칙적인 결정의 형태를 가질 수 있다. 그 결과, 액정은 액체의 유동성과 결정(고체)의 광학적 이방성을 모두 갖는다.
또한, 액정은 전기장의 변화에 따라 광학적 성질을 나타내기도 한다. 예를 들어, 액정은 전기장의 변화에 따라 액정을 구성하는 분자 배열의 방향이 변화할 수 있다.
액정층(114)에 전기장이 생성되면 액정층(114)의 액정 분자는 전기장의 방향에 따라 배치되고, 액정층(114)에 전기장이 생성되지 않으면 액정 분자는 불규칙하게 배치되거나 배향막(미도시)을 따라 배치될 수 있다.
그 결과, 액정층(114)을 통과하는 전기장의 존부에 따라 액정 층의 광학적 성질이 달라질 수 있다. 예를 들어, 액정층(114)에 전기장이 형성되지 않으면 액정층(114)의 액정 분자의 배치로 인하여 제 1 편광필름(124)에 의하여 편광된 광이 액정층(114)을 통과한 이후 제 2 편광필름(134)을 통과할 수 있다. 반면, 액정층(114)에 전기장이 형성되면 액정층(114)의 액정 분자의 배치가 변화하여 제 1 편광필름(124)에 의하여 편광된 광이 제 2 편광필름(134)를 통과하지 못한다.
제 1, 2 투명기판(111, 112)의 외측에는 편광판들(120, 130)이 마련될 수 있다.
편광판들(120, 130)은 제 1 투명기판(111)의 외측에 마련되는 제 1 편광판(120), 제 2 투명기판(112)의 외측에 마련되는 제 2 편광판(130)을 포함할 수 있다.
제 1 편광판(120)은 액정패널(110)의 제 1 면(110a)에 맞닿도록 배치될 수 있다. 제 1 편광판(120)은 제 1 보호필름(122)과, 제 1 편광필름(124)을 포함할 수 있다. 제 1 보호필름(122)은 한 쌍이 마련되어, 제 1 편광필름(124)의 전후방을 보호하도록 구성될 수 있다. 제 1 보호필름(122)은 내구성 및 비광학적 특성을 가진 물질로 형성될 수 있다. 제 1 보호필름(122)은 트리아세틸 셀룰로오스(Tri-acetyl cellulose, TAC)필름, PET, 아크릴을 포함할 수 있다.
제 1 편광필름(124)은 제 1 보호필름(122)에 접하도록 마련될 수 있다. 본 실시예에서는 한 쌍의 제 1 보호필름(122) 사이에 제 1 편광필름(124)이 위치할 수 있다. 제 1 편광필름(124)은 폴리비닐알코올(Poly Vinyl Alcohol, PVA)를 포함할 수 있다. 제 1 편광필름(124)은 폴리비닐알코올 내에 광을 특정방향으로 편광시키는 이색성 물질을 포함할 수 있다.
제 2 편광판(130)은 액정패널(110)의 제 2 면(110b)에 맞닿도록 배치될 수 있다. 제 2 편광판(130)은 제 2 보호필름(132)과, 제 2 편광필름(134)을 포함할 수 있다. 제 2 보호필름(132)은 한 쌍이 마련되어, 제 2 편광필름(134)의 전후방을 보호하도록 구성될 수 있다. 제 2 보호필름(132)은 내구성 및 비광학적 특성을 가진 물질로 형성될 수 있다. 제 2 보호필름(132)은 트리아세틸 셀룰로오스(Tri-acetyl cellulose, TAC)필름, PET, 아크릴을 포함할 수 있다.
제 2 편광필름(134)은 제 2 보호필름(132)에 접하도록 마련될 수 있다. 본 실시예에서는 한 쌍의 제 2 보호필름(132) 사이에 제 2 편광필름(134)이 위치할 수 있다. 제 2 편광필름(134)은 폴리비닐알코올(Poly Vinyl Alcohol, PVA)를 포함할 수 있다. 제 2 편광필름(134)은 폴리비닐알코올 내에 광을 특정방향으로 편광시키는 이색성 물질을 포함할 수 있다.
광은 진행 방향과 직교하는 방향으로 진동하는 전기장과 자기장의 쌍으로 이루어진다. 또한, 전기장과 자기장의 진동 방향은 광의 진행 방향과 직교하는 모든 방향으로 진동할 수 있다. 이때, 전기장 또는 자기장이 특정한 방향으로만 진동하는 현상을 편광이라 하며, 미리 정해진 방향으로 진동하는 전기장 또는 자기장을 포함하는 광을 투과시키고 미리 정해진 방향 이외의 방향으로 진동하는 전기장과 자기장을 포함하는 광을 차단하는 필름을 편광 필름이라 한다. 다시 말해, 편광 필름은 미리 정해진 방향으로 진동하는 광은 투과시키고, 다른 방향으로 진동하는 광은 차단할 수 있다.
제 1 편광필름(124)은 제 1 방향으로 진동하는 전기장 및 자기장을 갖는 광을 투과시키고, 다른 광을 차단한다. 또한, 제 2 편광필름(134)은 제 2 방향으로 진동하는 전기장 및 자기장을 갖는 광을 투과시키고, 다른 광을 차단한다. 이 때, 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 직교한다. 다시 말해, 제 1 편광필름(124)이 투과시키는 광의 편광 방향과 제 2 편광필름(134)이 투과시키는 광의 진동 방향은 서로 직교한다. 그 결과, 일반적으로 광은 제 1 편광 필름과 제 2 편광 필름을 동시에 투과할 수 없다.
디스플레이 패널은 셔터패널(140)을 포함할 수 있다.
셔터패널(140)은 백라이트유닛으로부터 액정패널(110)로 공급되는 광의 적어도 일부를 제한하도록 마련된다. 즉, 셔터패널(140)은 로컬디밍(local dimming)을 구현하도록, 일부영역에서 광이 투과하지 못하도록 구성될 수 있다.
셔터패널(140)은 백라이트 유닛의 전방에 마련되어, 백라이트유닛으로부터 방출되는 광을 차단 또는 투과시킨다. 즉, 셔터패널(140)은 광원으로부터 액정패널로 향하는 광의 진행을 선택적으로 제한하도록 마련된다. 셔터패널(140)은 적어도 일부영역에서 광의 진행을 제한할 수 있다.
광원으로부터 액정패널(110)로 입사하는 광의 전 영역 중 일부에 대해, 광의 진행을 선택적으로 제한하기 위해, 셔터패널(140)은 액정패널(110)의 넓이에 대응되도록 마련될 수 있다.
셔터패널(140)은 액정패널(110)의 후방에 배치될 수 있다. 즉, 셔터패널(140)은 백라이트유닛(20)과 액정패널(110)의 사이에 배치될 수 있다. 또한 셔터패널(140)은 광원모듈(40)과 액정패널(110)의 사이에 배치될 수 있다. 이를 통해 백라이트유닛(20) 또는 광원모듈(40)로부터 공급되는 면광에 있어서, 적어도 일부영역의 광을 제한할 수 있게 된다.
또한 셔터패널(140)은 액정패널(110)보다 후방에 위치하므로, 디스플레이 장치(1)의 외부로부터 입사되는 광이 이후 설명하는 셔터패널(140)의 퀀텀로드층(170)에 이르지 못하도록 구성될 수 있다. 즉, 외부광이 퀀텀로드층(170)에 도달함으로서, 퀀텀로드층(170)에서 광이 방출되어 화질이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
셔터패널(140)은 셔터층(160)과, 퀀텀로드층(170)을 포함할 수 있다.
퀀텀로드층(170)에는 퀀텀로드가 수용될 수 있다. 퀀텀로드층(170)은 셔터층(160)과 광원 사이 또는 셔터층(160)과 백라이트유닛 사이에 배치될 수 있다.
퀀텀로드는 입사되는 광을 이용하여 광을 방출하는 광발광(photoluminescence)특성을 갖는다. 퀀텀로드를 지나는 광은 퀀텀로드의 배열에 의해 특정편광축을 갖게 된다. 즉, 퀀텀로드는 편광상태의 광을 방출할 수 있으며, 퀀텀로드의 배열을 조절하여 퀀텀로드로부터 방출된 광의 편광축을 조절할 수 있다.
퀀텀로드는 흡광계수(extinction coefficient)가 매우 크고, 양자효율(quantum yield)이 우수하므로 강한 형광을 방출하며, 퀀텀로드의 직경을 조절하면 방출되는 가시광선의 파장을 조절할 수 있다. 이러한 퀀텀로드는 길이방향에 평행한 방향으로 선편광된 빛을 방출하는 편광특성을 가지며, 슈타르크 효과(stark effect)에 의해 외부 전기장이 인가되면 전자와 정공이 분리되어 발광을 조절할 수 있는 광학적 특성을 갖는다.
퀀텀로드는 광원모듈(40)로부터 공급되는 청색광을 적색광, 녹색광 및 청색광 중 적어도 하나로 변환할 수 있다.
셔터패널(140)은 셔터편광층(150)을 포함할 수 있다.
셔터편광층(150)은 퀀텀로드층(170)의 편광축과 다른 방향의 편광축을 갖도록 마련될 수 있다. 자세하게는 퀀텀로드층(170)의 편광축의 방향을 제 1 편광방향이라하고, 셔터편광층(150)의 편광축의 방향을 제 2 편광방향이라할 때, 제 1, 2 편광방향은 직교하도록 구성될 수 있다. 그 결과, 일반적으로 광은 퀀텀로드층(170)과, 셔터편광층(150)을 동시에 투과할 수 없다.
셔터층(160)은 퀀텀로드층(170)과 셔터편광층(150)사이에 마련될 수 있다.
셔터층(160)은 복수의 동작유닛(A)을 포함할 수 있다. 셔터층(160)은 액정패널의 복수의 픽셀(P)에 대응되도록 복수의 동작유닛(A)을 가질 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 일정개수의 픽셀(P)들이 셔터층(160)의 하나의 동작유닛(A)에 대응되도록 구성될 수도 있으며, 일정방향의 픽셀(P)들이 셔터층(160)의 하나의 동작유닛(A)에 대응되도록 구성될 수도 있다. 액정패널(110)과 셔터패널(140)은 독립적으로 제어될 수 있다. 그러므로 셔터층(160)의 복수의 동작유닛(A)은 액정패널(110)의 복수의 픽셀(P)에 대해 독립적으로 동작할 수 있다.
또한 복수의 동작유닛(A)은 각각 독립적으로 동작하여, 백라이트유닛(20)로부터 액정패널(110)로 향하는 광을 각각 차단 또는 투과시킬 수 있게 된다.
셔터층(160)은 액정으로 형성될 수 있다. 셔터층(160)에 전기장이 생성되면 셔터층(160)의 액정 분자는 전기장의 방향에 따라 배치되고, 셔터층(160)에 전기장이 생성되지 않으면 액정 분자는 불규칙하게 배치되거나 배향막(미도시)을 따라 배치될 수 있다. 셔터층(160)은 액정으로 형성되므로, 액정패널(110)을 제 1 액정패널, 셔터층(160)을 제 2 액정패널이라 할수도 있다.
그 결과, 셔터층(160)을 통과하는 전기장의 존부에 따라 셔터층(160)의 광학적 성질이 달라질 수 있다. 예를 들어, 셔터층(160)에 전기장이 형성되지 않으면 셔터층(160)의 액정 분자의 배치로 인하여 퀀텀로드층(170)에 의해 편광된 광이 셔터층(160)을 통과한 이후 셔터편광층(150)을 통과할 수 있다.
반면, 셔터층(160)에 전기장이 형성되면 셔터층(160)의 액정 분자의 배치가 변화하여 퀀텀로드층(170)에 의해 편광된 광이 셔터편광층(150)을 통과하지 못하게 된다.
셔터층(160)은 선택영역(162)과, 비선택영역(164)을 포함할 수 있다. 셔터층(160)의 복수의 동작유닛(A)은 각각 선택영역(162)과 비선택영역(164) 중 어느 하나로 동작할 수 있다.
동작유닛(A)에 전기장이 형성되지 않으면 선택영역(162)을 동작하며, 동작유닛(A)에 전기장이 형성되면 비선택영역(164)을 동작하게 된다. 즉, 선택영역(162)을 동작하는 동작유닛(A)은 도 6, 7과 같이 퀀텀로드층(170)에 의해 편광된 광의 편광방향을 변화시키게 된다. 반대로 비선택영역(164)을 동작하는 동작유닛(A)은 도 6, 7과 같이 퀀텀로드층(170)에 의해 편광된 광의 편광방향을 유지하게 된다.
퀀텀로드층(170)에 의해 제 1 편광방향으로 편광된 광은 선택영역(162)을 지나며 제 2 편광방향으로 변하게 되며, 이후 셔터편광층(150)을 통과하게 된다. 반대로 퀀텀로드층(170)에 의해 제 1 편광방향으로 편광된 광은 비선택영역(164)을 지나며 동일한 제 1 편광방향을 가지게 되며, 이후 셔터편광층(150)을 통과하지 못하게 된다.
셔터패널(140)은 셔터층(160)과 셔터편광층(150)을 지나면서 광의 세기가 줄어드는 것을 방지하기 위해, 셔터층(160)으로 입사하는 광이 퀀텀로드층(170)을 지나면서 광의 편광특성을 부여함과 동시에 강한 형광을 방출시킴으로서, 광의 세기를 향상시킬 수 있다.
디스플레이 패널은 확산층(180)을 포함할 수 있다. 확산층(180)은 액정패널의 제 1 편광판과 셔터패널(140) 사이에 배치될 수 있다. 확산층(180)은 액정패널과 셔터패널(140) 의 중첩에 의해 발생할 수 있는 노이즈를 제거할 수 있다. 도 6와 같이 디스플레이 패널은 확산층(180)을 구비할 수도 있고, 도 7과 같이 확산층(180)을 구비하지 않을 수도 있다.
확산층(180)은 셔터편광층(150)을 통과하는 편광된 광을 확산시킨다. 확산층(180)을 통과한 광은 도 6과 같이 재차 제 1 편광판(120)을 지나며 일정방향의 편광축을 갖는 광이 될 수 있다.
이하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 관하여 설명한다.
설명에 있어서, 앞서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 별도의 설명을 생략한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 광경로에 관한 도면이다.
셔터패널(240)은 한 쌍의 셔터편광층(250)과, 한 쌍의 셔터편광층(250) 사이에 마련되는 셔터층(260)을 포함할 수 있다.
셔터층(260)은 복수의 동작유닛(A)을 포함할 수 있다. 셔터층(260)은 액정패널의 복수의 픽셀(P)에 대응되도록 복수의 동작유닛(A)을 가질 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 일정개수의 픽셀(P)들이 셔터층(260)의 하나의 동작유닛(A)에 대응되도록 구성될 수도 있으며, 일정방향의 픽셀(P)들이 셔터층(260)의 하나의 동작유닛(A)에 대응되도록 구성될 수도 있다. 액정패널(110)과 셔터패널(240)은 독립적으로 제어될 수 있다. 그러므로 셔터층(260)의 복수의 동작유닛(A)은 액정패널(110)의 복수의 픽셀(P)에 대해 독립적으로 동작할 수 있다. 셔터층(260)의 복수의 동작유닛(A)은 각각 선택영역(262)과 비선택영역(264) 중 어느 하나로 동작할 수 있다.
또한 복수의 동작유닛(A)은 각각 독립적으로 동작하여, 백라이트유닛(20)로부터 액정패널(110)로 향하는 광을 각각 차단 또는 투과시킬 수 있게 된다.
디스플레이 패널(100)은 퀀텀로드층(270)을 포함할 수 있다. 퀀텀로드층(270)은 액정패널(110)의 제 1 투명기판(111)의 후면에 배치될 수 있다. 즉, 퀀텀로드층(270)은 액정패널(110)과, 셔터패널(240)의 셔터편광층(250)사이에 배치될 수 있다.
셔터패널(240)을 지나며 세기가 줄어든 광에 대해, 강한 형광을 방출시킴으로서, 광의 세기를 강하게 할 수 있다. 퀀텀로드층(270)은 동시에 편광특성을 부여하여, 제 1 방향의 편광축을 갖는 광을 액정패널(110)을 향해 출사할 수 있다.
이하는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 관하여 설명한다.
설명에 있어서, 앞서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 별도의 설명을 생략한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치의 광경로에 관한 도면이다.
셔터패널(140)은 셔터층(160)과, 퀀텀로드층(170)을 포함할 수 있다.
액정패널의 외측에는 편광판들(120, 130)이 마련될 수 있다. 편광판들(120, 130)은 제 1 투명기판(111)의 외측에 마련되는 제 1 편광판(120), 제 2 투명기판(112)의 외측에 마련되는 제 2 편광판(130)을 포함할 수 있다.
제 1 편광판(120)은 셔터층(160)과 액정패널의 사이에 마련될 수 있다. 제 1 편광판은 셔터층(160)을 출사하는 광 중 선택영역(162)을 지나는 편광된 광이 지날 수 있도록 구성될 수 있다. 제 1 편광판을 통과한 광은 액정패널로 입사되게 되며, 영상으로 형성될 수 있게 된다. 본 실시예에서는 셔터편광층(170)을 하나만 구성하고 액정패널(110)과 셔터층(160) 사이에 제 1 편광판(120)이 배치되는 것으로 설명하였다. 그러나 이에 한정되지 않고, 셔터편광층(170)이 셔터층(160)의 전후방에 배치함으로서, 셔터층(160)과 액정패널(110) 사이에 셔터편광층(170)이 위치하도록 구성할수도 있다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
1 : 디스플레이 장치 20 : 백라이트유닛
30 : 인쇄회로기판 40 : 광원모듈
50 : 광학시트 60 : 미들몰드
70 : 디스플레이 섀시 80 : 반사시트
90 : 도광판
100 : 디스플레이 패널 110 : 액정패널
120, 130 : 편광판 140 : 셔터패널
150 : 셔터편광층 160 : 셔터층
170 : 퀀텀로드층 180 : 확산층

Claims (20)

  1. 광원;
    상기 광원으로부터 광을 공급받는 디스플레이 패널;을 포함하고,
    상기 디스플레이 패널은,
    액정패널;
    상기 액정패널로 향하는 광의 진행을 선택적으로 제한하는 셔터패널;을 포함하고,
    상기 셔터패널은,
    선택영역을 지나는 광의 편광축을 변환하는 셔터층;
    상기 셔터층의 전면에 배치되어, 상기 셔터층에 의해 편광축이 변환된 광이 지나는 셔터편광층;
    상기 셔터층의 후면에 배치되어, 상기 셔터패널로 입사하는 광의 파장을 변환하는 퀀텀로드층으로서, 상기 셔터층으로 일정방향의 편광축을 갖는 광을 출사하는 퀀텀로드층;을 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 퀀텀로드층은 제 1 방향의 편광축을 형성하는 광을 출사하고,
    상기 퀀텀로드층으로부터 출사되는 광은 상기 선택영역을 지나며 상기 제 1 방향에서 제 2 방향으로 편광축이 변환되며,
    상기 선택영역을 지난 광은 상기 셔터편광층을 통과하도록 구성되는 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 셔터층은 광의 편광축을 변환하지 않는 비선택영역;을 포함하고,
    상기 셔터편광층은 상기 비선택영역을 지나는 광의 진행을 가로막도록 구성되는 디스플레이 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1, 2방향은 직교하도록 마련되는 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정패널과, 상기 셔터패널은 독립적으로 제어되는 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 셔터층은,
    상기 선택영역과, 광의 편광축을 변환하지 않는 비선택영역 중 어느 하나를 각각 동작하는 복수의 동작유닛;을 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 액정패널은 영상을 형상하는 복수의 픽셀;을 포함하고,
    상기 복수의 동작유닛 중 하나의 동작유닛은,
    상기 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀에 대응되도록 배치되는 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 동작유닛은 상기 복수의 픽셀에 각각 대응되도록 배치되는 디스플레이 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 동작유닛은 각각 독립적으로 동작하는 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 셔터층은,
    전기장의 존부에 따라 배열을 달리하여, 입사하는 광의 편광축을 변환하는 액정분자로 형성되는 디스플레이 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 셔터패널은,
    상기 액정패널에 대응되는 넓이를 갖도록 형성되는 디스플레이 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이패널은,
    상기 액정패널의 후방에서 상기 셔터편광층을 통과한 광이 지나도록 마련되는 제 1 편광판;
    상기 액정패널에 의해 편광축이 변환된 광이 지나는 제 2 편광판;을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 셔터패널은,
    상기 액정패널과 상기 광원 사이에 배치되는 디스플레이 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 퀀텀로드층은,
    상기 셔터층과 상기 광원 사이에 배치되는 디스플레이 장치.
  15. 광원으로부터 광을 공급받는 디스플레이 패널;을 포함하고,
    상기 디스플레이 패널은,
    영상을 형성하는 복수의 픽셀을 갖는 액정패널;
    상기 액정패널과 상기 광원 사이에 배치되는 셔터패널;을 포함하고,
    상기 셔터패널은,
    선택영역과, 비선택영역 중 어느 하나로 각각 동작하는 복수의 동작유닛을 갖고, 상기 선택영역을 지나는 광의 편광축을 변환하는 셔터층;
    상기 셔터층의 전면에 배치되어, 상기 편광축이 변환된 광이 지나는 셔터편광층;
    상기 셔터패널로 입사하는 광의 파장을 변환하는 퀀텀로드층으로서, 상기 입사하는 광이 일정방향의 편광축을 형성하도록 구성되는 퀀텀로드층;을 포함하는 디스플레이 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수의 동작유닛 중 하나의 동작유닛은,
    상기 복수의 픽셀 중 적어도 하나의 픽셀에 대응되도록 배치되는 디스플레이 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 퀀텀로드층은 제 1 방향의 편광축을 형성하는 광을 출사하고,
    상기 퀀텀로드층으로부터 출사되는 광은 상기 선택영역을 지나며 상기 제 1 방향에서 제 2 방향으로 편광축이 변환되며,
    상기 선택영역을 지난 광은 상기 셔터편광층을 통과하도록 구성되는 디스플레이 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 셔터층은 상기 선택영역이 아닌 비선택영역;을 포함하고,
    상기 셔터편광층은 상기 비선택영역을 지나는 광의 진행을 가로막도록 구성되는 디스플레이 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1, 2방향은 직교하도록 마련되는 디스플레이 장치.
  20. 광원;
    상기 광원으로부터 광을 공급받는 디스플레이 패널;을 포함하고,
    상기 디스플레이 패널은,
    액정패널;
    선택영역과 비선택영역으로 동작하는 셔터층과, 상기 선택영역을 지나는 광만 출사되도록 마련되는 적어도 하나의 편광층을 갖고, 상기 액정패널로 향하는 광을 선택적으로 제한하는 셔터패널;
    상기 액정패널과 상기 셔터패널 사이에 형성되는 퀀텀로드층으로서, 상기 액정패널로 입사하는 광의 파장을 변환하며, 상기 액정패널로 입사하는 광이 일정방향의 편광축을 갖도록 변환하는 퀀텀로드층;을 포함하는 디스플레이 장치.
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