KR20190082351A - 도광판, 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

도광판, 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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KR20190082351A
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전상민
유승준
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Abstract

도광판은, 도광 부재, 상기 도광 부재의 하면을 커버하며, 상기 도광 부재의 굴절율 이상의 굴절율을 갖는 제1 고굴절층, 상기 제1 고굴절층의 하면에 배치되는 양자점 패턴 및 상기 양자점 패턴 및 상기 제1 고굴절층의 하면을 커버하며, 상기 제1 고굴절층과 동일한 굴절율을 갖는 제2 고굴절층을 포함한다.

Description

도광판, 백라이트 어셈블리 및 이를 포함하는 표시 장치{LIGHT-GUIDE PLATE, BACKLIGHT ASSEMBLY AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 도광판에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 도광판, 상기 도광판을 포함하는 백라이트 어셈블리 및 상기 도광판을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정 표시 패널 및 상기 액정 표시 패널의 하부에 배치되어 상기 액정 표시 패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
최근에는, 액정 표시 장치의 이미지 품질을 개선하기 위하여, 양자점을 이용한 기술이 개발되고 있다. 상기 양자점은 산화 안정성 및 내열성이 낮으며, 광원으로부터 방출된 광의 경로에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 이미지 품질 및 신뢰성을 개선할 수 있는 효율적인 구조가 필요하다.
본 발명의 일 목적은 효율적이고 균일하게 광을 전달할 수 있는 도광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기 도광판을 포함하는 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 백라이트 어셈블리를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예에 따른 도광판은, 도광 부재, 상기 도광 부재의 하면을 커버하며, 상기 도광 부재의 굴절율 이상의 굴절율을 갖는 제1 고굴절층, 상기 제1 고굴절층의 하면에 배치되는 양자점 패턴 및 상기 양자점 패턴 및 상기 제1 고굴절층의 하면을 커버하며, 상기 제1 고굴절층과 동일한 굴절율을 갖는 제2 고굴절층을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 도광 부재는 굴절율이 1.4 내지 1.6인 물질을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 도광 부재는 유리를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 고굴절층은 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트 및 폴리사이클로올레핀으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 고굴절층은 상기 제1 고굴절층과 동일한 물질을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 고굴절층은 금속 산화물을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 양자점 패턴은 양자점 및 산란체를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 도광판은, 상기 도광 부재의 상면을 커버하는 와이어 그리드 편광자를 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 도광판은, 상기 도광 부재와 상기 제1 고굴절층 사이에 배치된 와이어 그리드 편광자를 더 포함한다.
일 실시에에 따르면, 상기 도광 부재의 상면을 커버하는 렌티큘러 패턴을 더 포함한다.
일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리는, 도광 부재, 상기 도광 부재의 하면을 커버하며, 상기 도광 부재의 굴절율 이상의 굴절율을 갖는 제1 고굴절층, 상기 제1 고굴절층의 하면에 배치되는 양자점 패턴, 및 상기 양자점 패턴과 상기 제1 고굴절층의 하면을 커버하며, 상기 제1 고굴절층과 동일한 굴절율을 갖는 제2 고굴절층 및 상기 도광 부재의 제1 측면에 배치되어 상기 도광 부재의 제1 측면을 통해 상기 도광 부재에 광을 제공하는 광원부를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 도광 부재의 제1 측면에 인접한 제1 영역에서의 양자점 패턴의 면적 밀도보다 상기 제1 측면에 반대되는 제2 측면에 인접한 제2 영역에서의 양자점 패턴의 면적 밀도가 크다.
일 실시예에 따르면, 상기 광원부는 상기 도광 부재의 제1 측면을 따라 배치된 복수의 광원들을 포함하고, 인접하는 광원들 사이의 제1 측면에 인접한 저휘도 영역에서의 양자점 패턴 밀도는, 각 광원들에 인접한 고휘도 영역에서의 양자점 패턴 밀도보다 크다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 액정 표시 패널; 및 상기 액정 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다. 상기 백라이트 어셈블리는, 도광 부재, 상기 도광 부재의 하면을 커버하며, 상기 도광 부재의 굴절율 이상의 굴절율을 갖는 제1 고굴절층, 상기 제1 고굴절층의 하면에 배치되는 양자점 패턴, 및 상기 양자점 패턴과 상기 제1 고굴절층의 하면을 커버하며, 상기 제1 고굴절층과 동일한 굴절율을 갖는 제2 고굴절층 및 상기 도광 부재의 제1 측면에 배치되어 상기 도광 부재의 제1 측면을 통해 상기 도광 부재에 광을 제공하는 광원부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 양자점 패턴은, 도광 부재의 하면을 커버하는 제1 고굴절층의 하면에 형성되며, 상기 양자점 패턴의 하면은 상기 제1 고굴절층과 실질적으로 동일한 굴절율을 갖는 제2 고굴절층에 의해 커버된다. 따라서, 상기 양자점 패턴으로 들어오는 광이 산란되지 않고, 다시 도광 부재로 돌아가는 경우에도, 도광 부재 계면에서의 입사각과 출사각이 동일하게 유지될 수 있다. 따라서, 출사광의 균일도를 개선할 수 있으며, 시야각별 색좌표를 신뢰성 있게 조절할 수 있다.
또한, 상기 제1 고굴절층은 도광 부재를 평탄화하고, 양자점 패턴의 접착을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 양자점 패턴이 상기 제1 고굴절층과 상기 제2 고굴절층 사이에 배치되므로, 양자점 패턴이 보호될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 분해 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 양자점 패턴을 확대 도시한 단면도이다.
도 3은 비교예의 표시 장치에서 양자점 패턴을 확대 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 양자점 패턴 어레이를 도시한 평면도들이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 도시한 단면도들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 도시한 정면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 광원부 및 양자점 패턴 어레이를 도시한 평면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 도광판, 백라이트 어셈블리 및 표시 장치에 대하여 보다 상세하게 설명한다. 첨부된 도면들 상의 동일한 구성 요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호들을 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 분해 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 양자점 패턴을 확대 도시한 단면도이다. 도 3은 비교예의 표시 장치에서 양자점 패턴을 확대 도시한 단면도이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서 양자점 패턴 어레이를 도시한 평면도들이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치는, 백라이트 어셈블리(110) 및 액정 표시 패널(130)을 포함한다. 상기 백라이트 어셈블리(110)는 광을 생성한다. 상기 액정 표시 패널(130)은 상기 백라이트 어셈블리(110)에 의해 생성된 광을 이용하여 이미지를 표시할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 액정 표시 패널(130)과 상기 백라이트 어셈블리(110) 사이에는 적어도 하나의 광학 부재(120)가 배치될 수 있다. 또한, 상기 백라이트 어셈블리(110)의 하면에는, 상기 백라이트 어셈블리(110)로부터 하부 방향으로 출사되는 광을 반사하기 위한 반사 부재(140)가 배치될 수 있다.
상기 광학 부재(120)는, 상기 백라이트 어셈블리(110)로부터 출사된 광의 성질을 조절하는 역할을 할 수 있다. 상기 광학 부재(120)는, 적어도 하나의 광학 시트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 부재(120)는 상기 백라이트 어셈블리(110)로부터 출사된 광을 확산하는 확산 시트, 광을 집광하는 집광 시트 또는 확산 시트와 집광 시트의 기능을 모두 갖는 통합 시트를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 액정 표시 패널(130)은, 제1 기판(132), 제2 기판(134) 및 상기 제1 기판(132)과 상기 제2 기판(134) 사이에 게재되는 액정층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 기판(132)은, 박막 트랜지스터 어레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 기판(132)은, 일 방향으로 연장되는 게이트 라인, 상기 게이트 라인과 교차하는 데이터 라인, 상기 게이트 라인과 상기 데이터 라인에 전기적으로 연결되는 박막 트랜지스터 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소 전극을 포함할 수 있다. 상기 화소 전극은, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물 등과 같은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 기판(134)은, 공통 전극, 컬러 필터 및 블랙 매트릭스를 포함할 수 있다. 상기 블랙 매트릭스는 열과 행으로 배열된 복수의 개구부를 갖는 매트릭스 형상을 가질 수 있다. 상기 컬러 필터는 상기 개구부와 중첩할 수 있다. 또한, 상기 컬러 필터 및 상기 개구부는 상기 화소 전극과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 상기 공통 전극은, 상기 제2 기판(134)의 하면에 전체적으로 형성되거나, 패턴으로 형성될 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 상기 공통 전극, 상기 컬러 필터 및 상기 블랙 매트릭스 중 적어도 하나는, 상기 제1 기판(132)에 구비될 수도 있다.
상기 컬러 필터는 원색(primary color)를 표현할 수 있다. 예를 들어, 상기 컬러 필터는, 적색, 녹색, 청색, 황색, 심홍색(magenta), 청록색(cyan) 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 게이트 라인은 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극에 게이트 신호를 제공할 수 있다. 상기 데이터 라인은 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극에 데이터 신호를 제공할 수 있다. 상기 게이트 신호에 의해 상기 박막 트랜지스터가 턴온되면, 상기 소스 전극에 인가된 데이터 신호가, 상기 드레인 전극을 통하여 상기 화소 전극에 화소 전압을 인가할 수 있다. 상기 화소 전극에 인가된 화소 전압과 상기 공통 전극에 인가된 공통 전압의 전압차에 의해, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에는 전계가 형성될 수 있다. 상기 액정층의 액정 분자는 상기 전계에 의해 배향이 제어되어, 상기 액정층을 지나가는 광의 투과율이 조절됨으로써, 영상이 표시될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 백라이트 어셈블리(110)는 광원부(111) 및 상기 광원부(111)로부터 제공받은 광을 상기 액정 표시 패널(130)로 전달하는 도광판을 포함한다. 상기 도광판은 도광 부재(112), 상기 도광 부재(112)의 하면을 커버하는 제1 고굴절층(113), 상기 제1 고굴절층(113)의 하면에 배치되는 양자점 패턴(115) 및 상기 양자점 패턴과 상기 제1 고굴절층(113)의 하면을 커버하는 제2 고굴절층(114)을 포함할 수 있다.
상기 광원부(111)는, 광을 생성하는 광원을 포함한다. 상기 광원은 기판 상에 배치될 수 있다. 상기 기판은, 상기 광원을 지지하고, 상기 광원에 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판은 회로 기판일 수 있다.
상기 광원부(111)는, 상기 도광 부재(112)의 제1 면에 대향하도록 배치될 수 있다. 상기 광원부(111)에서 생성된 광은 상기 도광 부재(112)의 제1 면을 통해, 상기 도광 부재(112) 내부로 들어올 수 있다. 따라서, 상기 제1 면은 입사면으로 정의될 수 있다. 상기 제1 면은 상기 도광 부재(112)의 일 측면일 수 있다. 따라서, 상기 백라이트 어셈블리(110)는 에지형일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광원부(111)는 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에도 배치될 수 있다. 또한, 다른 실시예에서, 상기 광원부(111)는, 상기 도광 부재(112)를 둘러싸도록, 상기 도광 부재(112)의 네 개의 측면에 배치될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광원은 발광 다이오드(LED) 칩을 포함하는 LED 패키지일 수 있다. 예를 들어, 상기 광원부(111)는 상기 제1 면을 따라 배치되며, 일정 간격으로 서로 이격되는 복수의 광원들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광원은 백색광, 청색광 또는 자외광을 방출할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 상기 광원은 냉음극 형광램프(CCFL) 등과 같은 선 광원을 포함할 수도 있다.
예를 들어, 상기 도광 부재(112)는, 직사각형 단면 또는 쐐기 형상의 단면을 가질 수 있다.
상기 양자점 패턴(115)은, 양자점을 포함한다. 양자점은 나노미터 크기 예를 들어, 100nm 이하의 직경을 갖는 반도체 물질의 나노 입자(nanoparticle)로서, 양자 구속 효과(quantum confinement effect)를 나타내는 물질이다. 양자점은 광원에서 방출되는 광의 파장을 변환하여 형광을 발생시킬 수 있다.
상기 양자점은, II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 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.
예를 들어, 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.
예를 들어, 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.
예를 들어, 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.
예를 들어, 상기 양자점은 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 코어/쉘 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 코어와 상기 쉘은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
상기 양자점 패턴(115)은, 입사되는 광을 산란하기 위한 산란체를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 산란체는 TiO2, Al2O3, SiO2 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 양자점 및/또는 상기 산란체는 경화 수지 내에 분산될 수 있다.
예를 들어, 상기 양자점 패턴(115)은, 상기 제1 고굴절층(113)의 일면에 잉크젯 등의 방식으로 인쇄되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 양자점, 산란체, 항산화제(antioxidant) 등을 포함하는 조성물을 코팅하고 경화하여 상기 양자점 패턴(115)을 얻을 수 있다. 상기 조성물은 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 우레아 수지 등과 같은 바인더 수지를 포함하거나, 가교 반응을 통해 경화물을 형성하는 아크릴레이트 등과 같은 반응성 모노머를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 고굴절층(113) 및 상기 제2 고굴절층(114)은 상기 도광 부재(112)의 굴절율 이상의 굴절율을 갖는다. 바람직하게, 상기 제1 고굴절층(113)과 상기 제2 고굴절층(114)은 실질적으로 동일한 굴절율을 가질 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 제1 고굴절층(113)이 상기 도광 부재(112)의 굴절율 이상의 굴절율을 가질 때, 상기 도광 부재(112)의 하면에 입사된 광(L1)이, 상기 제1 고굴절층(113) 내로 들어올 수 있다. 상기 제1 고굴절층(113)과 상기 도광 부재(112)의 계면에서 굴절이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 제1 굴절층(113) 내에서 진행하는 광(L2)은 상기 계면에 입사된 광(L1)과 다른 방향으로 진행할 수 있다.
상기 양자점 패턴(115)에 들어오는 광의 일부는 상기 양자점 패턴(115)에 의해 여기되고 산란된다. 상기 산란된 여기광(L3)은 상기 도광 부재(112)로 다시 들어가고, 상기 도광 부재(112)의 상면을 통해, 방출된다. 따라서, 상기 광원부(111)로부터 발생되어, 상기 도광 부재(112)로 들어오는 광은, 상기 양자점 패턴(115)에 의해 산란되는 경우에 상기 도광 부재(112)의 상면을 통해 방출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 광원부(111)는 청색광을 생성하고, 상기 양자점 패턴(115)은, 청색광을 여기하여 녹색광을 생성하는 양자점 및 청색광을 여기하여 적색광을 생성하는 양자점을 포함할 수 있다. 결과적으로, 상기 도광 부재(112)의 상면을 통하여 방출되는 광은, 청색광, 녹색광 및 적색광의 혼합에 의해 생성된 백색광일 수 있다.
상기 양자점 패턴(115)에 들어오는 광의 일부는, 산란되지 않고, 상기 양자점 패턴(115)을 통과할 수 있다. 상기 양자점 패턴(115)은 상기 제1 고굴절층(113)과 다른 물질을 포함하므로, 상기 양자점 패턴(115)은 상기 제1 고굴절층(113)과 다른 굴절율을 가질 수 있다. 따라서, 상기 양자점 패턴(115) 내에서 진행하는 광(L4)은, 상기 제1 고굴절층(113) 내에서 진행하는 광(L2)과 다른 방향으로 진행할 수 있다. 상기 양자점 패턴(115)의 하면(L4)으로부터 출사된 광(L5)은 상기 제2 고굴절층(114) 내에서 진행하며, 상기 제1 고굴절층(113) 내에서 진행하는 광(L2)과 동일한 방향으로 진행할 수 있다. 상기 제2 고굴절층(114) 내에서 진행하는 광은, 상기 제2 고굴절층(114)의 하면에서 반사(전반사)될 수 있다. 상기 제2 고굴절층(114)의 하면에서 반사된 광(L6)은, 상기 제1 고굴절층(113)을 통과하여, 상기 도광 부재(112)로 들어갈 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 양자점 패턴(115)은 도광 부재(112)의 하면에 직접 형성되지 않고, 상기 도광 부재(112)의 하면을 커버하는 제1 고굴절층(113)의 하면에 형성되며, 상기 양자점 패턴(115)의 하면은 상기 제1 고굴절층(113)과 실질적으로 동일한 굴절율을 갖는 제2 고굴절층(114)에 의해 커버된다. 따라서, 상기 양자점 패턴(115)으로 들어오는 광이 산란되지 않고, 다시 도광 부재(112)로 돌아가는 경우에도, 도광 부재(112) 계면에서의 입사각(θ1)과 출사각(θ2)이 동일하게 유지될 수 있다. 따라서, 출사광의 균일도를 개선할 수 있으며, 시야각별 색좌표를 신뢰성 있게 조절할 수 있다.
이와 달리, 도 3에 도시된 것과 같이, 도광 부재(112)와 양자점 패턴(115) 사이에 고굴절층이 존재하지 않는 경우, 양자점 패턴(115)으로 들어오는 광이 산란되지 않고, 다시 도광 부재(112)로 돌아갈 때, 도광 부재(112) 계면에서의 입사각(θ1)과 출사각(θ2)이 달라질 수 있다. 이러한 광경로의 변화는 출사광 균일도를 저하시킬 수 있으며, 패턴 최적화의 복잡도를 증가시킬 수 있다. 또한, 광경로가 반복하여 변화하는 경우, 도광 부재(112)의 전반사 조건을 벗어나, 출광될 수 있다.
바람직하게 상기 양자점 패턴(115)은, 수평으로 연장되는 박막 형상을 가질 수 있다. 상기와 같이 수평으로 연장되는 형상의 양자점 패턴(115)은 광경로의 균일성 달성에 유리할 수 있다. 예를 들어, 상기 양자점 패턴(115)의 단면은, 평탄한 하면을 갖도록 직사각형 또는 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 양자점 패턴(115)의 굴절율은, 상기 제1 고굴절층(113) 또는 상기 제2 고굴절층(114)과 동일할 수 있다.
상기 도광 부재(112)와 상기 양자점 패턴(115) 사이에 배치된 제1 고굴절층(113)은, 상기 도광 부재(112)를 평탄화하고, 상기 양자점 패턴(115)의 접착력을 개선할 수 있다. 또한, 재질 차이 등에 의하여 휨이 발생하는 것을 방지 및/또는 감소하는 버퍼층 역할을 할 수 있다.
상기 제1 고굴절층(113) 및 상기 제2 고굴절층(114)의 재료는, 상기 도광 부재(112)의 재료에 따라 선택될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제1 고굴절층(113)은, 상기 도광 부재(112)보다 굴절율이 큰 물질을 포함할 수 있으며, 상기 제2 고굴절층(114)은 상기 제1 고굴절층(113)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면 상기 도광 부재(112)는, 굴절율이 1.4 내지 1.6인 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 도광 부재(112)는, 유리(굴절율 1.47~1.49), 폴리메틸메타크릴레이트(굴절율: 1.49), 폴리카보네이트(굴절율: 1.58), 폴리사이클로올레핀(굴절율 1.51~1.54) 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 도광 부재(112)가 유리를 포함하는 경우, 상기 제1 고굴절층(113)은 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리사이클로올레핀 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제2 고굴절층(114)은, 상기 제1 고굴절층(113)과 동일한 굴절율을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 고굴절층(113)은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 고굴절층(113)은, 알루미늄 산화물(Al2O3, 굴절율: 1.63)을 포함할 수 도 있다. 상기 알루미늄 산화물과 같은 금속 산화물은 수분과 산소의 차단율이 높아 상기 양자점 패턴(115)의 안정성을 개선할 수 있다. 상기 금속 산화물은, 알루미늄 산화물 외에도 탄탈륨 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물 등을 포함할 수도 있다. 상기 금속 산화물을 포함하는 고굴절층은 금속 산화물 박막으로 제공되거나, 금속 산화물 입자들을 포함하는 수지층으로 제공될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 양자점 패턴(150)은 평면도 상에서 열과 행을 따라 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 양자점 패턴(150)은 원형 형상일 수 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 도 5에 도시된 것과 같이, 사각형 등과 같은 다각형 형상, 타원형 형상 등을 가질 수도 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 도시한 단면도들이다.
도 6을 참조하면, 백라이트 어셈블리(210)는, 광원부(211) 및 상기 광원부(211)로부터 제공받은 광을, 상부의 액정 표시 패널로 전달하는 도광판을 포함한다. 상기 도광판은 도광 부재(212), 상기 도광 부재(212)의 하면을 커버하는 제1 고굴절층(213), 상기 제1 고굴절층(213)의 하면에 배치되는 양자점 패턴(215) 및 상기 양자점 패턴(215)과 상기 제1 고굴절층(213)의 하면을 커버하는 제2 고굴절층(214)을 포함할 수 있다.
상기 도광판은, 상기 도광 부재(212)의 상면에 배치된 와이어 그리드 편광자(216)를 더 포함한다.
상기 와이어 그리드 편광자(216)는 편광에 따라 입사광의 일부를 투과시키고 일부를 반사시킬 수 있다. 상기 와이어 그리드 편광자(216)에 의해 상기 도광 부재(212) 내부로 반사된 광은, 반사-입사를 반복하여, 액정 표시 패널로 제공될 수 있다. 따라서, 이중휘도향상필름(DBEF)을 대체할 수 있다.
상기 와이어 그리드 편광자(216)는, 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향을 따라 배열되는 복수의 선형 금속 패턴을 포함할 수 있다. 또한, 상기 선형 금속 패턴 위에는 금속 패턴들 사이에 에어 갭을 형성하고, 상기 금속 패턴들을 보호하기 위한 보호층이 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 와이어 그리드 편광자(216)는, 상기 도광 부재(212)의 상면에 직접 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 와이어 그리드 편광자(216)는 임프린팅, 포토리소그라피 등의 방법으로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 백라이트 어셈블리(310)는, 광원부(311) 및 상기 광원부(311)로부터 제공받은 광을, 상부의 액정 표시 패널로 전달하는 도광판을 포함한다. 상기 도광판은 도광 부재(312), 상기 도광 부재(312)의 하면을 커버하는 와이어 그리드 편광자(316), 상기 와이어 그리드 편광자(316)의 하면을 커버하는 제1 고굴절층(313), 상기 제1 고굴절층(313)의 하면에 배치되는 양자점 패턴(315) 및 상기 양자점 패턴(315)과 상기 제1 고굴절층(313)의 하면을 커버하는 제2 고굴절층(314)을 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 것과 같이, 와이어 그리드 편광자(316)는 도광 부재(312)의 하면에 배치될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 도시한 정면도이다.
도 8을 참조하면, 백라이트 어셈블리(410)는, 광원부(411) 및 상기 광원부(411)로부터 제공받은 광을, 상부의 액정 표시 패널로 전달하는 도광판을 포함한다. 상기 도광판은 도광 부재(412), 상기 도광 부재(412)의 상면에 배치된 렌티큘러 패턴(417), 상기 도광 부재(412)의 하면을 커버하는 커버하는 제1 고굴절층(413), 상기 제1 고굴절층(413)의 하면에 배치되는 양자점 패턴 및 상기 양자점 패턴과 상기 제1 고굴절층(413)의 하면을 커버하는 제2 고굴절층(414)을 포함할 수 있다.
상기 렌티큘러 패턴(417)은, 상기 도광 부재(412)로부터 출광되는 출사광의 광경로를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌티큘러 패턴(417)을 이용하여 로컬 디밍을 구현할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 도시한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 백라이트 어셈블리(510)는, 광원부(511) 및 상기 광원부(511)로부터 제공받은 광을, 상부의 액정 표시 패널로 전달하는 도광판을 포함한다. 상기 도광판은 도광 부재(512), 상기 도광 부재(512)의 하면을 커버하는 제1 고굴절층(513), 상기 제1 고굴절층(513)의 하면에 배치되는 양자점 패턴(515) 및 상기 양자점 패턴(515)과 상기 제1 고굴절층(513)의 하면을 커버하는 제2 고굴절층(514)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 양자점 패턴(515)의 면적 밀도는 입사면에 인접한 제1 영역에서보다, 상기 입사면에 반대되는 대향면에 인접한 제2 영역에서 클 수 있다.
예를 들어, 상기 양자점 패턴(515)은 입사면에서 멀어질수록 면적 밀도가 증가할 수 있다. 예를 들어, 상기 양자점 패턴(515)은, 입사면에서 멀어질수록 크기가 커질 수 있다.
상기 입사면에 인접한 영역을 지나는 광은 상기 대향면에 인접한 영역을 지나는 광보다 많다. 따라서, 양자점 패턴의 면적 밀도를 균일하게 배치할 경우, 출사광의 세기가 불균일해질 수 있다. 상기와 같은 구성은, 도광판 전체 영역에서 출사광의 세기의 균일성을 달성할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 광원부 및 양자점 패턴 어레이를 도시한 평면도이다.
백라이트 어셈블리에서, 광원부(611)를 복수로 배치하더라도, 휘도 편차가 발생할 수 있다. 예를 들어, 광의 직진성으로 인해, 인접하는 광원부(611)들 사이의 입사면에 인접한 영역에서 휘도가 상대적으로 낮아질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 저휘도 영역(DA)에서 양자점 패턴의 면적 밀도를, 고휘도 영역(HA)에서의 양자점 패턴의 면적 밀도보다 크게할 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 것과 같이, 저휘도 영역(DA)에 배치된 양자점 패턴(615a)은, 고휘도 영역(HA)에 배치된 양자점 패턴(615b) 보다 클 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 저휘도 영역(DA)과 고휘도 영역(HA)에서 동일한 크기의 양자점을 배치하고, 양자점 밀도를 다르게 할 수도 있다.
상기와 같은 구성은, 저휘도 영역(DA)에서 산란/출사되는 광의 세기를 증가시킴으로써, 도광판 내에 발생하는 휘도 불균일을 보상할 수 있다.
이상, 본 발명의 예시적인 실시예들에 대하여 도면들을 참조하여 설명하였지만, 설시한 실시예들은 예시적인 것으로서 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 도광판, 백라이트 어셈블리 및 표시장치는, 텔레비전, 모니터, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 모바일폰 가전 제품 등에 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 도광 부재;
    상기 도광 부재의 하면을 커버하며, 상기 도광 부재의 굴절율 이상의 굴절율을 갖는 제1 고굴절층;
    상기 제1 고굴절층의 하면에 배치되는 양자점 패턴; 및
    상기 양자점 패턴 및 상기 제1 고굴절층의 하면을 커버하며, 상기 제1 고굴절층과 동일한 굴절율을 갖는 제2 고굴절층을 포함하는 도광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도광 부재는 굴절율이 1.4 내지 1.6인 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 도광 부재는 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 고굴절층은 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트 및 폴리사이클로올레핀으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 고굴절층은 상기 제1 고굴절층과 동일한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제1 고굴절층은 금속 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 양자점 패턴은 양자점 및 산란체를 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 도광 부재의 상면을 커버하는 와이어 그리드 편광자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 도광 부재와 상기 제1 고굴절층 사이에 배치된 와이어 그리드 편광자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 도광 부재의 상면을 커버하는 렌티큘러 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도광판.
  11. 도광 부재;
    상기 도광 부재의 하면을 커버하며, 상기 도광 부재의 굴절율 이상의 굴절율을 갖는 제1 고굴절층;
    상기 제1 고굴절층의 하면에 배치되는 양자점 패턴, 및 상기 양자점 패턴과 상기 제1 고굴절층의 하면을 커버하며, 상기 제1 고굴절층과 동일한 굴절율을 갖는 제2 고굴절층; 및
    상기 도광 부재의 제1 측면에 배치되어 상기 도광 부재의 제1 측면을 통해 상기 도광 부재에 광을 제공하는 광원부를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서, 상기 도광 부재는 유리를 포함하고, 상기 제1 고굴절층은 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트 및 폴리사이클로올레핀으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  13. 제11항에 있어서, 상기 도광 부재는 유리를 포함하고, 상기 제1 고굴절층은 금속 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  14. 제11항에 있어서, 상기 제2 고굴절층은 상기 제1 고굴절층과 동일한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  15. 제11 항에 있어서, 상기 도광 부재의 제1 측면에 인접한 제1 영역에서의 양자점 패턴의 면적 밀도보다 상기 제1 측면에 반대되는 제2 측면에 인접한 제2 영역에서의 양자점 패턴의 면적 밀도가 큰 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  16. 제11 항에 있어서, 상기 광원부는 상기 도광 부재의 제1 측면을 따라 배치된 복수의 광원들을 포함하고, 인접하는 광원들 사이의 제1 측면에 인접한 저휘도 영역에서의 양자점 패턴의 면적 밀도는, 각 광원들에 인접한 고휘도 영역에서의 양자점 패턴의 면적 밀도보다 큰 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  17. 액정 표시 패널; 및
    상기 액정 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함하고,
    상기 백라이트 어셈블리는,
    도광 부재;
    상기 도광 부재의 하면을 커버하며, 상기 도광 부재의 굴절율 이상의 굴절율을 갖는 제1 고굴절층;
    상기 제1 고굴절층의 하면에 배치되는 양자점 패턴, 및 상기 양자점 패턴과 상기 제1 고굴절층의 하면을 커버하며, 상기 제1 고굴절층과 동일한 굴절율을 갖는 제2 고굴절층; 및
    상기 도광 부재의 제1 측면에 배치되어 상기 도광 부재의 제1 측면을 통해 상기 도광 부재에 광을 제공하는 광원부를 포함하는 표시 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 도광 부재는 유리를 포함하고, 상기 제1 고굴절층은 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트 및 폴리사이클로올레핀으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 도광 부재는 유리를 포함하고, 상기 제1 고굴절층은 금속 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제12항에 있어서, 상기 광원부는 상기 도광 부재의 제1 측면을 따라 배치된 복수의 광원들을 포함하고, 인접하는 광원들 사이의 제1 측면에 인접한 저휘도 영역에서의 양자점 패턴의 면적 밀도는, 각 광원들에 인접한 고휘도 영역에서의 양자점 패턴의 면적 밀도보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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