KR20200006049A - 컬러 액정 디스플레이 및 디스플레이 백라이트 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 백라이트는 파장 범위 445㎚ 내지 465㎚의 피크 방출 파장을 갖는 청색 여기광(148)을 생성하기 위한 여기원, LED(146); 및 광루미네선스 파장 변환층(152)을 포함한다. 광루미네선스 파장 변환층(152)은 파장 범위 530㎚ 내지 545㎚의 피크 방출을 갖는 녹색 발광 광루미네선스 재료, 파장 범위 600㎚ 내지 650㎚의 피크 방출을 갖는 적색 발광 광루미네선스 재료 및 광 산란 재료의 입자의 혼합물을 포함한다.

Description

컬러 액정 디스플레이 및 디스플레이 백라이트
본 출원은 2017년 4월 3일자로 출원된 미국 가출원 제62/480,978호(이의 내용은 본 명세서에 완전히 기재된 것처럼 임의의 및 모든 목적을 위해 본 명세서에 의해 그 전문이 참고로 포함됨)에 대한 우선권 및 이의 이익을 주장한다.
기술분야
본 발명은 컬러 액정 디스플레이(color liquid crystal display: LCD) 및 특히 컬러 LCD를 조작하기 위한 백라이트 배열에 관한 것이다.
컬러 LCD는 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 랩탑, 태블릿 컴퓨터 및 스마트폰을 포함하는 다양한 전자 장치에서의 이용가능성을 발견한다. 공지된 것처럼, 대부분의 컬러 LCD는 LC(액정) 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널을 조작하기 위한 백색 발광 백라이트를 포함한다.
본 발명은 증가된 효율 및 색 영역(color gamut)을 갖는 컬러 LCD 및 백라이트에 관한 것이다.
본 발명의 실시형태는, 여기광, 통상적으로 청색 광에 의해 여기될 때, 디스플레이를 조작하기 위한 백색 광을 생성하는, 예를 들어, 파장 변환층(필름)의 형태의 광루미네선스 재료를 포함하는 컬러 LCD에 관한 것이다. 통상적으로, 광루미네선스 파장 변환층(photoluminescence wavelength conversion layer)은 백라이트의 일부를 포함한다. 본 발명의 다양한 실시형태는 디스플레이/백라이트 내의 층의 수를 감소시키고 이로써 공기 인터페이스의 수를 감소시키거나 달리 실질적으로, 예를 들어, 층을 조합함으로써 디스플레이의 층 사이의 인터페이스에서 광 손실을 제거함으로써 디스플레이 효율을 증가시키는 배열에 관한 것이다.
실시형태에 따르면, 디스플레이 백라이트는 파장 범위 445㎚ 내지 465㎚의 피크 방출 파장을 갖는 청색 여기광을 생성하기 위한 여기원(excitation source); 및 광루미네선스 파장 변환층(여기서, 광루미네선스 파장 변환층은 파장 범위 530㎚ 내지 545㎚의 피크 방출을 갖는 녹색 발광 광루미네선스 재료, 파장 범위 600㎚ 내지 650㎚의 피크 방출을 갖는 적색 발광 광루미네선스 재료 및 광 산란 재료의 입자의 혼합물을 포함함)을 포함한다.
광 산란 재료의 입자의 포함은 광루미네선스 파장 변환층으로부터의 광 방출의 균일성을 증가시킬 수 있고, 공지된 디스플레이에서 흔히 사용되는 별개의 광 확산층의 필요를 제거할 수 있다. 추가적으로, 녹색 및 적색 발광 광루미네선스 재료의 혼합물을 갖는 광 산란 재료의 입자의 도입은 광루미네선스 파장 변환층에 의한 광 생성의 증가, 및 소정의 광 색상을 생성시키는 데 필요한 광루미네선스 재료의 분량의 실질적인, 40%까지의 감소를 발생시킬 수 있다. 광루미네선스 재료의 비교적 높은 비용을 고려하면, 광 산란 재료의 포함은 더 큰 디스플레이, 예컨대, 태블릿 컴퓨터, 랩탑, TV 및 모니터에 대한 제조 비용을 상당히 감소시킬 수 있다.
광 산란 재료는, 예를 들어, 산화아연(ZnO), 이산화규소(SiO2), 이산화티탄(TiO2), 산화마그네슘(MgO), 황산바륨(BaSO4), 산화알루미늄(Al2O3), 또는 이들의 조합물의 입자를 포함할 수 있다. 광 산란 재료 입자는 평균 직경을 가질 수 있어서, 이것은 광루미네선스 생성된 적색 또는 녹색 광보다 여기광을 더 산란시킨다. 통상적으로, 광 확산 재료 입자는 일반적으로 구형이고, 몇몇 실시형태에서, 200㎚ 이하, 통상적으로 100㎚ 내지 150㎚의 평균 직경(D50)을 갖는다.
몇몇 실시형태에서, 광루미네선스 파장 변환층은 백라이트의 다른 성분에 별개로 제작되는 별개의 필름을 포함한다. 다른 실시형태에서, 광루미네선스 파장 변환층은 백라이트의 또 다른 성분의 일부로서 제작될 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 광루미네선스 파장 변환층은 휘도 강화 필름(Brightness Enhancement Film: BEF)에 인접하게 배치된다. 일 실시형태에서, 광루미네선스 파장 변환층은 BEF에 직접적으로 증착될 수 있고, 즉, BEF와 직접 접촉(direct contact)한다. 광루미네선스 층을 BEF에 직접적으로 증착시키는 것의 이점은 이것이 광루미네선스 층과 BEF 사이의 공기 인터페이스를 제거함으로써 백라이트로부터의 광 방출을 증가시킬 수 있다는 것이다. 이러한 공기 인터페이스는 달리 광루미네선스 파장 변환층 내의 광의 내부 반사의 더 큰 확률을 발생시키고, BEF로의 광 커플링을 감소시킬 수 있다. 대안적으로, 광루미네선스 파장 변환층은 별개의 필름 및 BEF에 적용된 필름으로서 제작될 수 있다.
광 가이드를 추가로 포함하는 에지-릿(edge-lit) 백라이트 구성에서, 광루미네선스 파장 변환층은 광 가이드의 하나 이상의 면 또는 에지에서 광 가이드에 인접하게 배치될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 광루미네선스 파장 변환층은 광 가이드와 휘도 강화 필름 사이에 광 가이드의 발광 면에 배치된다.
광루미네선스 파장 변환층은 광 가이드의 하나 이상의 면 또는 에지에 직접적으로 증착(즉, 직접 접촉)될 수 있어서, 이것은 광 가이드와 직접 접촉한다. 광루미네선스 파장 변환층을 광 가이드에 직접적으로 증착시키는 것의 이점은 이것이 광 가이드와 광루미네선스 파장 변환층 사이의 공기 인터페이스를 제거함으로써 백라이트로부터의 전체 광 방출을 증가시킬 수 있다는 것이다.
대안적으로, 광루미네선스 파장 변환층은 별개의 필름으로서 제작될 수 있고, 이것은 이후 광 가이드에 도포될 수 있다. 광루미네선스 파장 변환층을 별개로 제작하는 것은 광 가이드 면이 광 가이드로부터의 광의 균일한 광 추출을 돕도록 특징부 또는 텍스처링의 패턴을 포함할 때 유리할 수 있다. 이러한 배열에서, 광루미네선스 파장 변환층은 오직 이러한 특징부와 접촉하여서, 광 가이드의 광 안내 특성의 파괴를 감소시킬 수 있다. 광 가이드의 후면으로부터 도피하는 광을 감소시키기 위해, 백라이트는 광 가이드의 후면에 인접하게 배치된 광 반사 표면을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 실시형태에서, 광루미네선스 파장 변환층은 광 가이드와 광 반사층 사이에 배치될 수 있다. 광루미네선스 파장 변환층은 광 가이드와 직접 접촉, 광 반사 표면과 직접 접촉하여 증착되거나, 별개의 필름으로서 제작될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 백라이트는 광 확산층을 추가로 포함하고, 광루미네선스 파장 변환층은 광 확산층과 직접 접촉하여 증착될 수 있다.
일 실시형태에서, 디스플레이 백라이트는 파장 범위 445㎚ 내지 465㎚의 피크 방출 파장을 갖는 청색 여기광을 생성하기 위한 여기원; 휘도 강화 필름; 및 광루미네선스 파장 변환층(여기서, 광루미네선스 파장 변환층은 파장 범위 530㎚ 내지 545㎚의 피크 방출을 갖는 녹색 발광 광루미네선스 재료 및 파장 범위 600㎚ 내지 650㎚의 피크 방출을 갖는 적색 발광 광루미네선스 재료 및 광 산란 재료의 입자의 혼합물을 포함함)을 포함하고, 여기서 광루미네선스 파장 변환층은 휘도 강화 필름과 직접 접촉한다.
광 산란 재료 입자는, 예를 들어, ZnO, SiO2, TiO2, MgO, BaSO4, Al2O3, 또는 이들의 조합물의 입자를 포함할 수 있다. 상기 기재된 바대로, 광 산란 입자의 포함은 광 방출의 균일성을 증가시키고, 별개의 광 확산층의 필요를 제거하고, 광 생성을 증가시키면서, 필요한 광루미네선스 재료의 분량을 감소시킴으로써 비용을 감소시킬 수 있다. 광 산란 재료는 나노 크기의 입자를 포함할 수 있어서, 이것은 광루미네선스 생성된 광보다 여기광을 더 산란시킨다. 몇몇 실시형태에서, 일반적으로 구형일 수 있는 광 확산 재료 입자는 200㎚ 이하, 통상적으로 100㎚ 내지 150㎚의 평균 직경(D50)을 갖는다.
일 실시형태에서, 디스플레이 백라이트는 파장 범위 445㎚ 내지 465㎚의 피크 방출 파장을 갖는 청색 여기광을 생성하기 위한 여기원; 휘도 강화 필름; 광루미네선스 파장 변환층; 및 광 가이드(여기서, 광루미네선스 파장 변환층은 파장 범위 530㎚ 내지 545㎚의 피크 방출을 갖는 녹색 발광 광루미네선스 재료 및 파장 범위 600㎚ 내지 650㎚의 피크 방출을 갖는 적색 발광 광루미네선스 재료 및 광 산란 재료의 입자의 혼합물을 포함함)를 포함하고, 여기서 여기원은 여기광을 광 가이드의 적어도 하나의 에지에 커플링시키도록 구성되고; 광루미네선스 파장 변환층은 광 가이드와 직접 접촉한다.
광 산란 재료 입자는, 예를 들어, ZnO, SiO2, TiO2, MgO, BaSO4, Al2O3, 또는 이들의 조합의 입자를 포함할 수 있다. 상기 기재된 바대로, 광 산란 입자의 포함은 광 방출의 균일성을 증가시키고, 별개의 광 확산층의 필요를 제거하고, 광 생성을 증가시키면서, 필요한 광루미네선스 재료의 분량을 감소시킴으로써 비용을 감소시킬 수 있다. 광 산란 재료는 나노 크기의 입자를 포함할 수 있어서, 이것은 광루미네선스 생성된 광보다 여기광을 더 산란시킨다. 몇몇 실시형태에서, 일반적으로 구형인 광 확산 재료 입자는 200㎚ 이하, 통상적으로 100㎚ 내지 150㎚의 평균 직경(D50)을 갖는다.
다양한 실시형태에서, 녹색 발광 및 적색 발광 광루미네선스 재료 중 적어도 하나는 무기 형광체(phosphor) 재료의 입자를 포함한다. 바람직하게는, 형광체(들)는 약 50㎚ 또는 더 좁은 FWHM(Full Width Half Maximum: 반값 전폭)을 갖는 방출 피크를 갖는 협대역 재료(들)를 포함한다.
본 발명을 더 잘 이해하기 위해, 본 발명의 실시형태는 첨부된 도면을 참조하여 오직 예로서 이제 기재될 것이고, 여기서,
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 컬러 LCD의 개략적 단면도;
도 2는 도 1의 컬러 LCD의 프런트 플레이트(front plate)의 개략적 단면도;
도 3은 도 1의 컬러 LCD의 색 필터 플레이트의 개략적 다이어그램;
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 컬러 LCD 디스플레이의 색 필터 플레이트의 적색, 녹색 및 청색 필터 소자에 대한 필터링 특징인 광투과율 대 파장을 도시한 도면;
도 5는 도 1의 컬러 LCD의 백 플레이트(back plate)의 개략적 단면도;
도 6은 광루미네선스 파장 변환층이 BEF에 직접적으로 증착되는 도 1의 컬러 LCD의 에지-릿 백라이트의 개략적 분해 단면도;
도 7은 별개의 광루미네선스 파장 변환층이 광 가이드와 BEF 사이에 배치되는 본 발명의 실시형태에 따른 에지-릿 백라이트의 개략적 분해 단면도;
도 8은 광루미네선스 파장 변환층이 광 가이드의 전면(front face)에 직접적으로 증착되는 본 발명의 실시형태에 따른 에지-릿 백라이트의 개략적 분해 단면도;
도 9는 광루미네선스 파장 변환층이 광 가이드의 후면(rear face)에 직접적으로 증착되는 본 발명의 실시형태에 따른 에지-릿 백라이트의 개략적 분해 단면도;
도 10은 광루미네선스 파장 변환층이 광 반사층에 직접적으로 증착되는 본 발명의 실시형태에 따른 에지-릿 백라이트의 개략적 분해 단면도;
도 11은 별개의 광루미네선스 파장 변환층이 광 가이드와 광 반사층 사이에 배치되는 본 발명의 실시형태에 따른 에지-릿 백라이트의 개략적 분해 단면도;
도 12는 광루미네선스 파장 변환층이 광 확산층에 직접적으로 증착되는 본 발명의 실시형태에 따른 에지-릿 백라이트의 개략적 분해 단면도;
도 13은 광루미네선스 파장 변환층이 광 가이드의 에지에 배치되는 본 발명의 실시형태에 따른 에지-릿 백라이트의 개략적 분해 단면도;
도 14는 본 발명의 실시형태에 따른 다이렉트-릿(direct-lit) 백라이트의 개략적 분해 단면도;
도 15는 본 발명의 실시형태에 따른 백라이트에 대한, 스펙트럼, 강도 대 파장을 도시한 도면; 및
도 16은 몇몇 실시형태에 따른 NTSC 표준의 1931 CIE 색 좌표 및 백라이트의 RGB 색 좌표를 도시한 도면.
본 발명의 실시형태는, 여기광, 통상적으로 청색 광에 의해 여기될 때, 디스플레이를 조작하기 위한 백색 광을 생성하는, 광루미네선스 파장 변환층을 포함하는 컬러 LCD에 관한 것이다. 통상적으로, 광루미네선스 파장 변환층은 백라이트의 일부를 포함한다. 본 발명의 다양한 실시형태는 디스플레이/백라이트 내의 층의 수를 감소시킴으로써 디스플레이 효율을 증가시키거나, 달리, 예를 들어, 공기 인터페이스를 최소화함으로써 디스플레이의 층 사이의 인터페이스에서 광 손실을 감소시키는 배열에 관한 것이다.
본 발명의 실시형태는 당업자가 본 발명을 실행하게 하도록 본 발명의 예시적인 예로서 제공되는 도면을 참조하여 이제 자세히 기재될 것이다. 특히, 하기 도면 및 실시예는 단일 실시형태로 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않고, 다른 실시형태는 기재되거나 예시된 부재 중 일부 또는 전부의 교환의 방식으로 가능하다. 게다가, 본 발명의 소정의 부재가 공지된 성분을 이용하여 부분적으로 또는 완전히 실행될 수 있는 경우, 본 발명의 이해에 필요한 이러한 공지된 성분의 일부가 오직 기재될 것이고, 이러한 공지된 성분의 다른 부분의 상세한 설명은 본 발명을 모호하게 하지 않도록 생략될 것이다. 본 명세서에서, 단수 성분을 보여주는 실시형태는 제한으로 생각되지 않아야 하고, 오히려 본 발명은, 본 명세서에서 명확히 달리 기재되지 않는 한, 복수의 동일한 성분을 포함하는 다른 실시형태를 포함하고, 그 반대가 되도록 의도된다. 게다가, 출원인들은, 명확히 달리 그대로 기재되지 않는 한, 본 명세서 또는 청구항에서의 임의의 용어가 대단한 또는 특별한 의미에 속하도록 의도되지 않는다. 추가로, 본 발명은 예시의 방식으로 본 명세서에 언급된 공지된 성분에 대한 현재의 및 미래의 공지된 균등물을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐, 유사한 참조 번호는 유사한 특징을 나타내도록 사용된다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시형태에 따라 형성된 광 투과 컬러 LCD(액정 디스플레이)(100)의 개략적 단면도가 도시되어 있다. 컬러 LCD(100)는 LC(액정) 디스플레이 패널(102) 및 디스플레이 백라이트(104)를 포함한다. 백라이트(104)는 LC 디스플레이 패널(102)을 조작하기 위한 백색 광(140)(도 6 내지 도 13)을 생성하도록 조작 가능하다.
LC 디스플레이 패널
도 1에 도시된 바대로, LC 디스플레이 패널(102)은 투명(광 투과) 프런트(광/이미지 방출) 플레이트(106), 투명(광 투과) 백 플레이트(108) 및 프런트 및 백 플레이트(106, 108) 사이의 용적을 충전하는 액정(LC)(110)을 포함한다.
도 2에 도시된 바대로, 프런트 플레이트(106)는 디스플레이의 조망 면(114)을 포함하는 플레이트의 면인 이의 상부 표면에 제1 편광 필터층(116)을 갖는 유리 플레이트(112)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 프런트 플레이트의 가장 외곽의 조망 표면은 반사방지층(118)을 추가로 포함할 수 있다. 액정(LC)(110)을 마주보는 프런트 플레이트(106)의 면인 이의 하면에, 유리 플레이트(112)는 색 필터 플레이트(120) 및 광 투과 공통 전극 플레인(122)(예를 들어, 투명 인듐 주석 옥사이드, ITO)을 추가로 포함할 수 있다.
색 필터 플레이트(120)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 광의 투과를 각각 허용하는 상이한 컬러 부화소(sub-pixel) 필터 소자(124, 126, 128)의 어레이를 포함한다. 디스플레이의 각각의 단위 화소(130)는 3개의 부화소 필터 소자(124, 126, 128)의 군을 포함한다. 도 3은 색 필터 플레이트(132)의 단위 화소(130)의 개략적 다이어그램이다. 도시된 바대로, 각각의 RGB 부화소(124, 126, 128)는 오직 부화소의 색상에 상응하는 광의 통과를 허용하는 각각의 색 필터 안료, 통상적으로 유기 염료를 포함한다. RGB 부화소 부재(124, 126, 128)는 각각의 부화소(124, 126, 128) 사이에 불투명한 디바이더/벽(opaque dividers/wall)(흑색 매트릭스)(132)을 갖는 유리 플레이트(112)에 증착될 수 있다. 흑색 매트릭스(132)는, 예를 들어, 크롬과 같은 금속의 그리드 마스크로서 형성될 수 있어서, 부화소(124, 126, 128)를 획정하고 부화소와 단위 화소(130) 사이의 불투명한 갭을 제공한다. 흑색 매트릭스로부터의 반사를 최소화하기 위해, Cr 및 CrOx의 이중 층을 사용할 수 있지만, 물론, 층은 Cr 및 CrOx 이외의 재료를 포함할 수 있다. 광루미네선스 재료 아래에 또는 위에 스퍼터 증착될 수 있는 흑색 매트릭스 필름은 포토리소그래피를 포함하는 방법을 이용하여 패턴형성될 수 있다. 도 4는 TV 분야에 최적화된 하이센스(Hisense) 필터 플레이트의 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 필터 소자에 대한, 필터링 특징인 광 투과율 대 파장을 도시한다.
도 5를 참조하면, 백 플레이트(108)는 이의 상부 표면(LC를 마주보는 표면)에 TFT(박막 트랜지스터) 층(136)을 갖는 유리 플레이트(134)를 포함할 수 있다. TFT 층(136)은 각각의 단위 화소(130)의 각각의 개별 컬러 부화소(124, 126, 128)에 상응하는 트랜지스터인 TFT의 어레이를 포함한다. 각각의 TFT는 이의 상응하는 부화소로의 광의 통과를 선택적으로 제어하도록 조작 가능하다. 유리 플레이트(134)의 하부 표면에서, 제2 편광 필터층(138)이 제공된다. 2개의 편광 필터(116 및 138)의 편광의 방향은 서로 수직으로 정렬된다.
백라이트
백라이트(104)는 LC 디스플레이 패널(102)을 조작하기 위해 프런트 발광 면(142)(디스플레이 패널의 후면을 마주보는 상부 면, 도 6)으로부터 백색 광(140)을 생성하고 방출하도록 조작 가능하다.
도 6에 도시된 바대로, 백라이트(104)는 하나 이상의 여기원(146)이 광 가이드(144)의 하나 이상의 에지를 따라 배치되는 광 가이드(도파관)(144)를 포함하는 에지-릿 배열을 포함할 수 있다. 표시된 바대로, 광 가이드(144)는 평면일 수 있지만; 몇몇 실시형태에서, 이것은 광 가이드의 프런트 발광 면(디스플레이 패널을 마주보는 도 6에 도시된 바와 같은 상부 면)으로부터의 여기광의 더 균일한 방출을 촉진하기 위해 테이퍼링(쐐기형 형상화)될 수 있다. 각각의 여기원(146)은 청색 발광 GaN LED(주요 방출 파장 445㎚ 내지 465㎚, 통상적으로 450 내지 460㎚)를 포함할 수 있다. LED(146)는, 조작 시, 이것이 광 가이드(144)의 하나 이상의 에지에 커플링되고, 이어서 광 가이드(148)의 용적을 통해 전체 내부 반사에 의해 안내되고, 마지막으로 광 가이드(144)의 전면(149)(디스플레이 패널(102)을 마주보는 상부 면)으로부터 방출되는 청색 여기광(148)을 생성하도록 구성된다. 도 6에 도시된 바대로, 그리고 백라이트(104)로부터의 광의 탈출을 방지하도록, 광 가이드(144)의 후면(도시된 바와 같은 하부 면)은 광 반사층(표면)(150), 예컨대, 3M으로부터의 Vikuiti(상표명) ESR(Enhanced Spectral Reflector: 강화 스펙트럼 반사기) 필름을 포함할 수 있다.
광 가이드(144)의 프런트 발광 면(149)(도시된 바와 같은 상부 면)에서, 광루미네선스 파장 변환층(152) 및 휘도 강화 필름(BEF)(154)이 제공된다.
백라이트 - 휘도 강화 필름( BEF )
프리즘 시트(Prism Sheet)로도 공지된 휘도 강화 필름(BEF)은 정확 마이크로구조화 광학 필름을 포함하고, 고정된 각도(통상적으로 70°) 내에 백라이트로부터의 광(140)의 방출을 제어하여서, 백라이트의 발광성 효율을 증가시킨다. 통상적으로, BEF는 필름의 발광 면에서 마이크로-프리즘의 어레이를 포함하고, 40% 내지 60%만큼 휘도를 증가시킬 수 있다. BEF(154)는 단일 BEF 또는 다수의 BEF의 조합을 포함할 수 있고, 후자의 경우에 심지어 더 높은 휘도 증가가 달성될 수 있다. 적합한 BEF의 예는 3M으로부터의 Vikuiti(상표명) BEF II 또는 MNTech로부터의 프리즘 시트를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, BEF(154)는 프리즘 시트를 확산 필름과 통합시킨 다기능 프리즘 시트(Multi-Functional Prism Sheet: MFPS)를 포함할 수 있고, 일반 프리즘 시트보다 더 양호한 발광성 효율을 가질 수 있다. 몇몇 실시형태에서, BEF(154)는 마이크로-렌즈 필름 프리즘 시트(Micro-Lens Film Prism Sheet: MLFPS), 예컨대, MNTech로부터 구입 가능한 것을 포함할 수 있다.
백라이트 - 광루미네선스 파장 변환층
간단함을 위해, 상기 설명에서 광루미네선스 파장 변환층은 "광루미네선스 층"이라 칭해질 것이다.
광루미네선스 층(152)은 광루미네선스 재료를 함유하고, LC 디스플레이 패널(104)을 조작하기 위해 조작 시 청색 여기광(148)을 백색 광(140)으로 변환시킨다. 더 구체적으로, 광루미네선스 층(152)은 청색 광 여기 가능한 녹색 발광(피크 방출 파장 530㎚ 내지 545㎚) 및 적색 발광(피크 방출 파장 600㎚ 내지 650㎚) 광루미네선스 재료를 함유한다. 광루미네선스 생성된 녹색 광(158), 광루미네선스 생성된 적색 광(160) 및 비변환된 청색 여기광(148)의 조합은 백색 광 방출 생성물(140)을 생성시킨다. 디스플레이의 효율 및 색 영역을 최적화하기 위해, 녹색 및 적색 발광 광루미네선스 재료는 이의 피크 방출(PE) 파장(λp)을 이의 상응하는 색 필터 소자의 투과 특징과 일치시키도록 선택된다. 바람직하게는, 녹색 발광 광루미네선스 재료는 피크 방출 파장(λp) ≒ 535㎚을 갖는다. 디스플레이 색 영역 및 효율을 최대화하기 위해, 녹색 발광 및/또는 적색 발광 광루미네선스 재료는 바람직하게는 약 50㎚ 이하의 FWHM(반값 전폭)을 갖는 방출 피크를 갖는 협대역 발광 재료를 포함한다.
녹색 및 적색 발광 광루미네선스 재료는 형광체 재료 또는 양자 점(quantum dot: QD), 또는 이들의 조합의 입자를 포함할 수 있다. 오직 예시의 목적을 위해, 현재의 설명은 구체적으로 형광체 재료로서 구현된 광루미네선스 재료를 의미한다. 형광체 재료는 무기 및 유기 형광체 재료를 포함할 수 있다. 무기 형광체는 알루미네이트, 실리케이트, 포스페이트, 보레이트, 설페이트, 클로라이드, 플루오라이드 또는 나이트라이드 형광체 재료를 포함할 수 있다. 공지된 바대로, 형광체 재료는 활성자라 불리는 희토 원소에 의해 도핑된다. 활성자는 통상적으로 2가 유로퓸, 세륨 또는 4가 망간을 포함한다. 도펀트, 예컨대, 할로겐은 결정 격자로 치환에 의해 또는 틈으로 도입될 수 있고, 예를 들어, 호스트 재료의 격자 부위에 및/또는 호스트 재료 내에 틈으로 있을 수 있다. 적합한 녹색 발광 및 적색 발광 형광체 재료의 예는 각각 표 1 및 표 2에 부여된다.
Figure pct00001
Figure pct00002
양자 점(QD)은 특정한 파장 또는 파장의 범위의 광을 방출하는 방사선 에너지에 의해 여기자(exciton)가 여기될 수 있는 모든 3개의 공간 치수에 국한된 물질(예를 들어, 반도체)의 부분이다. QD는 상이한 재료, 예를 들어, 카드뮴 셀레나이드(CdSe)를 포함할 수 있다. QD에 의해 생성된 광의 색상은 QD의 나노-결정 구조와 연관된 양자 국한 효과에 의해 가능해진다. 각각의 QD의 에너지 준위는 직접적으로 QD의 물리적 크기와 관련된다. 예를 들어, 더 큰 QD, 예컨대, 적색 QD는 비교적 더 낮은 에너지(즉, 비교적 더 긴 파장)을 갖는 광자를 흡수하고 방출할 수 있다. 다른 한편, 크기가 더 작은 녹색 QD는 비교적 더 높은 에너지(더 짧은 파장)의 광자를 흡수하고 방출할 수 있다. 적합한 QD의 예는 CdZnSeS(카드뮴 아연 셀레늄 설파이드), CdxZn1 - xSe(카드뮴 아연 셀레나이드), CdSexS1 -x(카드뮴 셀레늄 설파이드), CdTe(카드뮴 텔루라이드), CdTexS1 -x(카드뮴 텔루륨 설파이드), InP(인듐 포스파이드), InxGa1 -xP(인듐 갈륨 포스파이드), InAs(인듐 아르세나이드), CuInS2(구리 인듐 설파이드), CuInSe2(구리 인듐 셀레나이드), CuInSxSe2 -x(구리 인듐 황 셀레나이드), CuInxGa1 - xS2(구리 인듐 갈륨 설파이드), CuInxGa1 - xSe2(구리 인듐 갈륨 셀레나이드), CuInxAl1 - xSe2(구리 인듐 알루미늄 셀레나이드), CuGaS2(구리 갈륨 설파이드) 및 CuInS2xZnS1 -x(구리 인듐 셀레늄 아연 셀레나이드)를 포함할 수 있다. QD 재료는 양파 유사 구조로 상이한 재료를 함유하는 코어/쉘 나노-결정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 기재된 예시적인 재료는 코어/쉘 나노-결정에 대한 코어 재료로서 사용될 수 있다. 하나의 재료에서의 코어 나노-결정의 광학 특성은 또 다른 재료의 에피탈셀 타입 쉘을 성장시킴으로써 변경될 수 있다. 요건에 따라, 코어/쉘 나노-결정은 단일 쉘 또는 다수의 쉘을 가질 수 있다. 쉘 재료는 밴드 갭 엔지니어링에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 쉘 재료는 코어 재료보다 큰 밴드 갭을 가질 수 있어서, 나노-결정의 쉘은 이의 둘러싼 매질로부터 광학적으로 활성인 코어의 표면을 분리할 수 있다. 카드뮴계 QD, 예를 들어, CdSe QD의 경우에, 코어/쉘 양자 점은 CdSe/ZnS, CdSe/CdS, CdSe/ZnSe, CdSe/CdS/ZnS 또는 CdSe/ZnSe/ZnS의 화학식을 이용하여 합성될 수 있다. 유사하게, CuInS2 양자 점에 대해, 코어/쉘 나노결정은 CuInS2/ZnS, CuInS2/CdS, CuInS2/CuGaS2, CuInS2/CuGaS2/ZnS 및 기타의 화학식을 이용하여 합성될 수 있다.
백라이트 및 특히 광루미네선스 층(152)의 실행의 다양한 방식이 있다.
몇몇 실시형태에서, 광루미네선스 층(152)은 BEF(154)와 인접하게 배치된다. 무기 형광체 재료를 사용할 때, 입자의 형태인 녹색 발광 및 적색 발광 형광체는 경화성 광 투과 액체 결합제 재료에서의 혼합물로서 그리고, 예를 들어, 스크린 인쇄 또는 슬롯 다이 코팅을 이용하여 광 투과 기재에서 균일한 층으로서 증착된 혼합물로서 도입될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, BEF(154)는 광 투과 기재를 포함할 수 있고, 광루미네선스 층(152)은 BEF(154)에 직접적으로 증착될 수 있다. 도 6은 백라이트의 개략적 분해 단면도인데, 여기서 광루미네선스 층(152)은 광 가이드(144)와 BEF(154) 사이에 배치되고, BEF(154)의 하부 면에 직접적으로 증착된다. 이 특허 명세서에서, 직접적으로 증착시킨다는 것은 개재하는 층 또는 층 사이의 공기 갭이 없다는 점에서 직접 접촉한다는 것을 의미한다. 오직 예시의 목적을 위해, 다양한 층은 이들이 서로 직접 접촉하지 않을 때 분리된 것으로 보이고, 즉, 이들이 별개로 제작되고 이어서 함께 적층된다. 스크린 인쇄를 이용하여 광루미네선스 파장 변환층을 증착시킬 때, 광 투과 결합제 재료는, 예를 들어, 광 투과 UV 경화성 아크릴릭 접착제, 예컨대, STAR Technology of Waterloo(미국 인디애나주)로부터의 UVA4103 클리어 베이스를 포함할 수 있다. 광루미네선스 층을 BEF에 직접적으로 증착시키는 것의 특정한 이점은 이것이 광루미네선스 층과 BEF 사이의 공기 인터페이스를 제거함으로써 백라이트로부터의 광 방출을 증가시킬 수 있다는 것이다. 이러한 공기 인터페이스는 달리 광루미네선스 층 내의 광의 내부 반사의 더 큰 확률을 발생시키고, BEF로의 광 커플링을 감소시킨다.
다른 실시형태에서, 도 7에 도시된 바대로, 광루미네선스 층(152)은 별개의 필름으로서 제작되고, 생성된 필름은 이후 광 가이드(144)와 BEF(154) 사이에 배치될 수 있다. 광루미네선스 층을 별개로 제작하는 것은 BEF(154)의 하부 면이 특징부 또는 표면 텍스처링의 패턴을 포함할 때 유리할 수 있다.
예를 들어, 하나의 배열에서, 녹색 및 적색 발광 형광체 및 광 투과 재료의 혼합물은, 예를 들어, 광 투과 필름, 예를 들어, mylar(상표명) 등에 대한 균일한 층으로서 스크린 인쇄함으로써 증착된다. 다른 실시형태에서, 녹색 및 적색 발광 형광체는 필름에서 도입되고 필름에 걸쳐 균질하게 분포될 수 있고, 이것은 이후 BEF(154)에 도포될 수 있다.
다른 실시형태에서, 도 8 및 도 9에 예시된 바대로, 광루미네선스 층(152)은 광 가이드(144)와 인접하게 배치될 수 있다. 도 8에서, 광루미네선스 층(152)은 광 가이드(144)와 광 가이드(144)의 프런트 발광 면(디스플레이 패널을 마주보는 것으로 도시된 상부 면)과 인접한 BEF(154) 사이에 배치된다. 몇몇 실시형태에서, 광루미네선스 층(152)은 광 가이드(144)의 프런트 발광 면에 직접적으로 증착될 수 있다. 도 8은 백라이트의 개략적 분해 단면도인데, 여기서 광루미네선스 층(152)은 광 가이드(144)와 BEF(154) 사이에 배치되고, 광 가이드(144)의 전면에 직접적으로 증착된다. 광루미네선스 층을 광 가이드의 전면에 직접적으로 증착시키는 것의 이점은 이것이 광 가이드와 광루미네선스 층 사이의 공기 인터페이스의 제거를 통해 백라이트로부터의 전체 광 방출을 증가시킬 수 있다는 것이다. 이러한 공기 인터페이스는, 존재하는 경우, 광 가이드로부터의 광루미네선스 층으로의 광 커플링을 감소시키고, 백라이트로부터의 전체 광 방출을 감소시킨다.
다른 실시형태에서, 광루미네선스 층(152)은 별개의 필름으로서 제작되고, 생성된 필름은 이후 광 가이드(144)의 프런트 발광 면에 도포될 수 있다. 도 7에 표시된 바대로. 이러한 배열은 광 가이드(144)의 프런트 발광 면(149)이 광 가이드로부터의 광의 균일한 광 추출을 돕도록 사용되는 특징부 또는 텍스처링의 패턴을 포함할 때 유리할 수 있다.
다른 실시형태에서, 그리고 도 9, 도 10 및 도 11에 표시된 바대로, 광루미네선스 층(152)은 광 가이드(144)의 후면(도시된 바대로 하부 면)과 광 반사층(150) 사이에 배치된다. 몇몇 실시형태에서, 광루미네선스 층(152)은 광 가이드(144)의 후면에 직접적으로 증착될 수 있다. 도 9는 백라이트의 개략적 분해 단면도인데, 여기서 광루미네선스 층(152)은 광 가이드(144)와 광 반사층(150) 사이에 배치되고, 광 가이드(144)의 후면에 직접적으로 증착된다. 광루미네선스 층을 광 가이드의 후면에 직접적으로 증착시키는 것의 이점은 이것이 광 가이드와 광루미네선스 층 사이의 공기 인터페이스의 제거를 통해 백라이트로부터의 전체 광 방출을 증가시킬 수 있다는 것이다. 이러한 공기 인터페이스는, 존재하는 경우, 광 가이드로부터의 광루미네선스 층으로의 광 커플링을 감소시키고, 백라이트로부터의 전체 광 방출을 감소시킨다.
다른 실시형태에서, 광루미네선스 층(152)은 광 반사층(150)에 직접적으로 증착될 수 있다. 도 10은 백라이트의 개략적 분해 단면도인데, 여기서 광루미네선스 층(152)은 광 가이드(144)와 광 반사층(150) 사이에 배치되고, 광 반사층(150)에 직접적으로 증착된다. 광루미네선스 층을 광 반사층(150)에 직접적으로 증착시키는 것의 이점은 이것이 광루미네선스 층과 광 반사층 사이의 공기 인터페이스의 제거를 통해 백라이트로부터의 전체 광 방출을 증가시킬 수 있다는 것이다. 이러한 공기 인터페이스는, 존재하는 경우, 백라이트의 발광 면(142)을 향한 방향에서 뒤로 반사되는 후방 지시된 광을 감소시킬 수 있다.
더욱 다른 실시형태에서, 그리고 도 11에 표시된 바대로, 광루미네선스 층(152)은 별개의 필름으로서 제작되고, 생성된 필름은 이후 광 가이드(144)의 후면(161)에 도포될 수 있다. 이러한 배열은 광 가이드(144)의 후면 방출 면이 광 가이드로부터의 광의 균일한 광 추출을 돕도록 텍스처링의 특징부의 패턴을 포함할 때 유리할 수 있다.
백색 LED를 사용하는 공지된 디스플레이와 비교된 바와 같은 본 발명에 따라 광루미네선스 층을 사용하는 것의 이점(도 6 내지 도 11)은 형광체 재료의 광 확산 성질로 인해 이것이 별개의 광 확산층의 필요 및 연관된 인터페이스 손실을 제거하고 이로써 디스플레이 효율을 증가시키면서 제조 비용을 감소시킬 수 있다는 것이다.
그러나, 광루미네선스 광 생성의 등방성 성질로 인해, 녹색 및 적색 발광 형광체에 의해 생성된 녹색 광(158) 및 적색 광(160)은 광 가이드(144)를 향한 방향을 포함하여 모든 방향에서 방출될 것이다. 이러한 광이 광 가이드(144)에 도달할 확률을 감소시키기 위해, 백라이트는 몇몇 실시형태에서 광루미네선스 층(152)과 광 가이드(144) 사이에 배치된 광 확산층(156)을 추가로 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 그리고 도 12에 예시된 바대로, 광루미네선스 층(152)은 광 확산층(156)에 직접적으로 증착될 수 있다. 도 12는 백라이트의 개략적 분해 단면도인데, 여기서 광루미네선스 층(152)은 광 확산층(156)과 광 가이드(144) 사이에 배치되고, 광 확산층(156)의 면에 직접적으로 증착된다. 광루미네선스 층을 광 확산층(156)에 직접적으로 증착시키는 것의 이점은 이것이 광 확산층과 광루미네선스 층 사이의 공기 인터페이스의 제거를 통해 백라이트로부터의 전체 광 방출을 증가시킬 수 있다는 것이다. 이러한 공기 인터페이스는, 존재하는 경우, 광 확산층과 광루미네선스 층 사이의 광 커플링을 감소시키고, 백라이트로부터의 전체 광 방출을 감소시킬 수 있다.
다른 실시형태에서, 그리고 도 13에 표시된 바대로, 광루미네선스 층(152)은 광 가이드(144)의 에지에 배치될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 광루미네선스 층(152)은 광 가이드(144)의 에지에 직접적으로 증착될 수 있다. 이러한 배열에서, 백색 광(140)이 광 가이드에 커플링되는 것으로 이해될 것이다. 도 13은 백라이트의 개략적 분해 단면도인데, 여기서 광루미네선스 층(152)은 광 가이드(144)의 에지에 직접적으로 증착된다. 광루미네선스 층을 광 가이드의 에지에 직접적으로 증착시키는 것의 이점은 이것이 광 가이드와 광루미네선스 층 사이의 공기 인터페이스의 제거를 통해 백라이트로부터의 전체 광 방출을 증가시킬 수 있다는 것이다. 이러한 공기 인터페이스는, 존재하는 경우, 광루미네선스 층으로부터의 광 가이드로의 광 커플링을 감소시키고, 백라이트로부터의 전체 광 방출을 감소시킬 수 있다. 추가적으로, 광루미네선스 층은 별개의 광 확산층의 필요를 제거할 수 있다. 선택적으로, 몇몇 실시형태에서, 도 13에 표시된 바와 같은 백라이트는 광 확산층(156)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 실시형태에서 백라이트는 광 가이드를 사용하는 에지-릿 배열이지만, 본 발명의 다양한 실시형태는 LC 디스플레이 패널의 표면 위에 구성된 LED의 어레이를 포함하는 다이렉트-릿 백라이트에서의 이용가능성을 발견한다. 도 14는 여기원(146)의 어레이가 광 반사 인클로저(164)의 바닥(162)에 제공되는 이러한 실시형태를 예시한다. 몇몇 실시형태에서, 광루미네선스 층(152)은 BEF(154)에 직접적으로 증착될 수 있다. 다른 실시형태에서, 광루미네선스 층(152)은 별개의 필름으로서 제작되고, 생성된 필름은 이후 BEF(154)에 도포될 수 있다. 각각의 상기 배열에서, 광루미네선스 층(152)은 BEF(154)의 면에 배치된다.
임의의 기재된 실시형태(도 6 내지 도 14)에서, 광루미네선스 층(152)은 바람직하게는 광 산란(확산) 재료, 바람직하게는 산화아연(ZnO)의 입자를 추가로 도입한다. 광 확산 재료는 이산화규소(SiO2), 이산화티탄(TiO2), 산화마그네슘(MgO), 황산바륨(BaSO4), 산화알루미늄(Al2O3), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 광 산란 재료의 포함은 광루미네선스 층으로부터의 광 방출의 균일성을 증가시킬 수 있고, 별개의 광 확산층(156)의 필요를 제거할 수 있다. 추가적으로, 녹색 및 적색 발광 형광체의 혼합물을 갖는 광 산란 재료의 입자의 포함은 광루미네선스 층에 의한 광 생성의 증가 및 소정의 광 색상을 생성하는 데 필요한 형광체 재료의 분량의 실질적인, 40%까지의 감소를 발생시킬 수 있다. 형광체 재료의 비교적 높은 비용을 고려하면, 저렴한 광 산란 재료의 포함은 더 큰 디스플레이, 예컨대, 태블릿 컴퓨터, 랩탑, TV 및 모니터의 제조 비용을 상당히 감소시킬 수 있다. 산란 입자의 실행에 예시적인 접근법의 추가의 상세내용은 2013년 12월 17일에 등록된 미국 특허 US 제8,610,340호(본 명세서에서 그 전문이 참고로 포함됨)에 기재되어 있다. 광 산란 입자의 크기는 형광체에 의해 생성된 광보다 여기광을 비교적 더 많이 산란시키도록 선택될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 광 산란 재료 입자는 200㎚ 이하, 통상적으로 100㎚ 내지 150㎚의 평균 직경(D50)을 갖는다. 광 산란 재료를 도입하는 실시형태에서, 광루미네선스 층(152)은 BEF(154)에 배치되거나(도 6); 광 가이드(144)의 전면과 BEF(154) 사이에 배치되거나(도 7); 광 가이드의 전면에 배치되거나(도 8); 광 가이드(144)의 후면(161)과 광 반사층(150) 사이에 배치되거나(도 9 내지 도 11); 광 확산층(156)에 배치되거나(도 12); 광 가이드의 에지에 배치되거나(도 13); 다이렉트-릿 배열(예를 들어, 도 14)일 수 있다.
상기 기재된 바대로, 광루미네선스 광 생성의 등방성 성질로 인해, 녹색 광(158) 및 적색 광(160)은 광 가이드(144)를 향한 방향에서 방출을 포함하는 모든 방향에서 방출될 것이다. 광 가이드(144)에 도달하는 이러한 광의 가능성을 감소시키기 위해, 백라이트는 몇몇 실시형태에서, 광루미네선스 층(152)이 광 산란 재료를 이미 포함할 때에도, 광루미네선스 층(152)과 광 가이드(144) 사이에 배치된 광 확산층(156)을 추가로 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 광루미네선스 층(152) 및 광 확산층은 별개의 필름으로서 제작되고, 필름은 이후 서로에 도포될 수 있다.
예시적인 컬러 LCD 및 백라이트
표 3은 랩탑 컴퓨터에서 사용하기 위한 본 발명에 따른 백라이트의 광루미네선스 층의 상세내용을 표로 기재한다. 이 예에서, 녹색 발광 형광체는 조성 SrGa2S4:Eu, 피크 방출 파장(λp) = 536㎚의 협대역 녹색 발광 스트론튬 갈륨 설파이드 형광체를 포함하고, 적색 발광 형광체는 조성 CaSeS:Eu, 피크 방출 파장(λp) = 632 ㎚의 협대역 적색 발광 칼슘 셀레늄 설파이드 형광체를 포함한다. 녹색 및 적색 발광 형광체의 혼합물은 28%의 SrGa2S4:Eu 및 17.5%의 CaSeS:Eu의 중량 로딩을 갖는 UV 경화성 광 투과 아크릴 결합제(STAR Technology로부터의 UVA4103)에서 도입되고, 이에 걸쳐 균일하게 분포되고, 혼합물은 약 140㎛ 광 투과 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름에서 약 50㎛ 두께 층으로서 스크린 인쇄된다. 백라이트는 도 6의 배열을 포함하고, 447㎚의 주요 방출 파장을 갖는 GaN LED 칩을 사용한다.
Figure pct00003
표 3은 CIE x 및 CIE y 및 d인 백라이트의 표로 기재한다. 도 15는 백라이트에 대한 방출 스펙트럼을 도시하고, 도 16은 NTSC 표준의 1931 CIE 색 좌표 및 백라이트의 RGB 색 좌표를 도시한다. 표 3으로부터 볼 수 있는 것처럼, 백라이트는 NTSC(미국 텔레비전 시스템 위원회) 비색법 1953(CIE 1931)의 87%의 색 영역을 갖는 광을 생성시킨다.
본 발명이 기재된 구체적인 실시형태로 제한되지 않고, 본 발명의 범위 내에 변형이 이루어질 수 있다고 이해될 것이다.
참조 부호
100 컬러 LCD
102 LC 디스플레이 패널
104 에지-릿 백라이트
106 프런트 플레이트
108 백 플레이트
110 액정(LC)
112 유리 플레이트
114 조망 면
116 제1 편광 필터층
118 반사방지층
120 색 필터 플레이트
122 광 투과 공통 전극 플레인
124 적색 부화소 필터 소자
126 녹색 부화소 필터 소자
128 청색 부화소 필터 소자
130 단위 화소
132 불투명한 디바이더/흑색 매트릭스
134 유리 플레이트
136 TFT
138 제2 편광 필터층
140 백색 광
142 백라이트의 발광 면
144 광 가이드
146 여기원
148 여기광
149 광 가이드의 전면
150 광 반사층
152 광루미네선스 파장 변환층(광루미네선스 층)
154 휘도 강화 필름(BEF)
156 광 확산층
158 녹색 광
160 적색 광
161 광 가이드의 후면
162 광 반사 인클로저의 바닥
164 광 반사 인클로저
하기 조항은 본 명세서에 정의된 본 발명의 본 개시내용의 일부를 형성한다고 이해될 것이다. 더 특히, 본 발명은 본 명세서에서 이하에 기재된 바와 같은 조항의 특징의 조합에 의해 정의될 수 있고, 이러한 조항은 본 출원의 청구항 내에 특징의 조합을 수정하도록 이용될 수도 있다.
조항
1. 디스플레이 백라이트로서,
파장 범위 445㎚ 내지 465㎚의 피크 방출 파장을 갖는 청색 여기광을 생성하기 위한 여기원; 및
광루미네선스 파장 변환층을 포함하고;
광루미네선스 파장 변환층은 파장 범위 530㎚ 내지 545㎚의 피크 방출을 갖는 녹색 발광 광루미네선스 재료, 파장 범위 600㎚ 내지 650㎚의 피크 방출을 갖는 적색 발광 광루미네선스 재료 및 광 산란 재료의 입자의 혼합물을 포함하는, 디스플레이 백라이트.
2. 제1항에 있어서, 광루미네선스 파장 변환층은 별개의 필름인, 디스플레이 백라이트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광 산란 재료의 입자는 산화아연(ZnO); 이산화규소(SiO2); 이산화티탄(TiO2); 산화마그네슘(MgO); 황산바륨(BaSO4); 산화알루미늄(Al2O3) 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 디스플레이 백라이트.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 광 산란 재료 입자는 200㎚ 이하의 평균 직경을 갖는, 디스플레이 백라이트.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 광 산란 재료 입자는 100㎚ 내지 150㎚의 평균 직경을 갖는, 디스플레이 백라이트.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 광루미네선스 파장 변환층은 휘도 강화 필름에 인접하게 배치되는, 디스플레이 백라이트.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 광루미네선스 파장 변환층은 휘도 강화 필름과 직접 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 광 가이드를 추가로 포함하고, 여기원은 여기광을 광 가이드의 적어도 하나의 에지에 커플링시키도록 구성되고, 광루미네선스 파장 변환층은 광 가이드에 인접하게 배치되는, 디스플레이 백라이트.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 광루미네선스 파장 변환층은 광 가이드와 휘도 강화 필름 사이에 광 가이드에 배치되는, 디스플레이 백라이트.
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 광루미네선스 파장 변환층은 광 가이드와 직접 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 광 반사 표면을 추가로 포함하고, 광루미네선스 파장 변환층은 광 반사 표면과 광 가이드 사이에 배치되는, 디스플레이 백라이트.
12. 제11항에 있어서, 광루미네선스 파장 변환층은 광 가이드와 직접 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
13. 제11항에 있어서, 광루미네선스 파장 변환층은 광 반사 표면과 직접 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
14. 제1항에 있어서, 광 확산층을 추가로 포함하고, 광루미네선스 파장 변환층은 광 확산층과 직접 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
15. 디스플레이 백라이트로서,
파장 범위 445㎚ 내지 465㎚의 피크 방출 파장을 갖는 청색 여기광을 생성하기 위한 여기원;
휘도 강화 필름; 및
광루미네선스 파장 변환층을 포함하고;
광루미네선스 파장 변환층은 파장 범위 530㎚ 내지 545㎚의 피크 방출을 갖는 녹색 발광 광루미네선스 재료 및 파장 범위 600㎚ 내지 650㎚의 피크 방출을 갖는 적색 발광 광루미네선스 재료 및 광 산란 재료의 입자의 혼합물을 포함하고;
광루미네선스 파장 변환층은 휘도 강화 필름과 직접 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
16. 제15항에 있어서, 광 산란 재료의 입자는 산화아연(ZnO); 이산화규소(SiO2); 이산화티탄(TiO2); 산화마그네슘(MgO); 황산바륨(BaSO4); 산화알루미늄(Al2O3) 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된, 디스플레이 백라이트.
17. 디스플레이 백라이트로서,
파장 범위 445㎚ 내지 465㎚의 피크 방출 파장을 갖는 청색 여기광을 생성하기 위한 여기원;
휘도 강화 필름;
광루미네선스 파장 변환층; 및
광 가이드를 포함하고,
광루미네선스 파장 변환층은 파장 범위 530㎚ 내지 545㎚의 피크 방출을 갖는 녹색 발광 광루미네선스 재료 및 파장 범위 600㎚ 내지 650㎚의 피크 방출을 갖는 적색 발광 광루미네선스 재료 및 광 산란 재료의 입자의 혼합물을 포함하고;
여기원은 여기광을 광 가이드의 적어도 하나의 에지에 커플링시키도록 구성되고;
광루미네선스 파장 변환층은 광 가이드와 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
18. 제17항에 있어서, 광 산란 재료의 입자는 산화아연(ZnO); 이산화규소(SiO2); 이산화티탄(TiO2); 산화마그네슘(MgO); 황산바륨(BaSO4); 산화알루미늄(Al2O3) 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 디스플레이 백라이트.

Claims (18)

  1. 디스플레이 백라이트(display backlight)로서,
    파장 범위 445㎚ 내지 465㎚의 피크 방출 파장을 갖는 청색 여기광을 생성하기 위한 여기원(excitation source); 및
    광루미네선스 파장 변환층(photoluminescence wavelength conversion layer)을 포함하되;
    상기 광루미네선스 파장 변환층은 파장 범위 530㎚ 내지 545㎚의 피크 방출을 갖는 녹색 발광 광루미네선스 재료, 파장 범위 600㎚ 내지 650㎚의 피크 방출을 갖는 적색 발광 광루미네선스 재료 및 광 산란 재료의 입자의 혼합물을 포함하는, 디스플레이 백라이트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광루미네선스 파장 변환층은 별개의 필름인, 디스플레이 백라이트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광 산란 재료의 입자는 산화아연(ZnO); 이산화규소(SiO2); 이산화티탄(TiO2); 산화마그네슘(MgO); 황산바륨(BaSO4); 산화알루미늄(Al2O3) 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 디스플레이 백라이트.
  4. 제1항에 있어서, 광 산란 재료 입자는 200㎚ 이하의 평균 직경을 갖는, 디스플레이 백라이트.
  5. 제1항에 있어서, 광 산란 재료 입자는 100㎚ 내지 150㎚의 평균 직경을 갖는, 디스플레이 백라이트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광루미네선스 파장 변환층은 휘도 강화 필름에 인접하게 배치되는, 디스플레이 백라이트.
  7. 제6항에 있어서, 상기 광루미네선스 파장 변환층은 휘도 강화 필름과 직접 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
  8. 제1항에 있어서, 광 가이드를 추가로 포함하되, 상기 여기원은 여기광을 상기 광 가이드의 적어도 하나의 에지에 커플링시키도록 구성되고, 상기 광루미네선스 파장 변환층은 상기 광 가이드에 인접하게 배치되는, 디스플레이 백라이트.
  9. 제8항에 있어서, 상기 광루미네선스 파장 변환층은 상기 광 가이드와 휘도 강화 필름 사이에 상기 광 가이드에 배치되는, 디스플레이 백라이트.
  10. 제8항에 있어서, 상기 광루미네선스 파장 변환층은 상기 광 가이드와 직접 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
  11. 제8항에 있어서, 광 반사 표면을 추가로 포함하고, 상기 광루미네선스 파장 변환층은 상기 광 반사 표면과 상기 광 가이드 사이에 배치되는, 디스플레이 백라이트.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광루미네선스 파장 변환층은 상기 광 가이드와 직접 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
  13. 제11항에 있어서, 상기 광루미네선스 파장 변환층은 상기 광 반사 표면과 직접 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
  14. 제1항에 있어서, 광 확산층을 추가로 포함하고, 상기 광루미네선스 파장 변환층은 상기 광 확산층과 직접 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
  15. 디스플레이 백라이트로서,
    파장 범위 445㎚ 내지 465㎚의 피크 방출 파장을 갖는 청색 여기광을 생성하기 위한 여기원;
    휘도 강화 필름; 및
    광루미네선스 파장 변환층을 포함하되;
    상기 광루미네선스 파장 변환층은 파장 범위 530㎚ 내지 545㎚의 피크 방출을 갖는 녹색 발광 광루미네선스 재료 및 파장 범위 600㎚ 내지 650㎚의 피크 방출을 갖는 적색 발광 광루미네선스 재료 및 광 산란 재료의 입자의 혼합물을 포함하고;
    상기 광루미네선스 파장 변환층은 상기 휘도 강화 필름과 직접 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
  16. 제15항에 있어서, 상기 광 산란 재료의 입자는 산화아연(ZnO); 이산화규소(SiO2); 이산화티탄(TiO2); 산화마그네슘(MgO); 황산바륨(BaSO4); 산화알루미늄(Al2O3) 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된, 디스플레이 백라이트.
  17. 디스플레이 백라이트로서,
    파장 범위 445㎚ 내지 465㎚의 피크 방출 파장을 갖는 청색 여기광을 생성하기 위한 여기원;
    휘도 강화 필름;
    광루미네선스 파장 변환층; 및
    광 가이드를 포함하되,
    상기 광루미네선스 파장 변환층은 파장 범위 530㎚ 내지 545㎚의 피크 방출을 갖는 녹색 발광 광루미네선스 재료 및 파장 범위 600㎚ 내지 650㎚의 피크 방출을 갖는 적색 발광 광루미네선스 재료 및 광 산란 재료의 입자의 혼합물을 포함하고;
    상기 여기원은 여기광을 상기 광 가이드의 적어도 하나의 에지에 커플링시키도록 구성되고;
    상기 광루미네선스 파장 변환층은 상기 광 가이드와 접촉하는, 디스플레이 백라이트.
  18. 제17항에 있어서, 상기 광 산란 재료의 입자는 산화아연(ZnO); 이산화규소(SiO2); 이산화티탄(TiO2); 산화마그네슘(MgO); 황산바륨(BaSO4); 산화알루미늄(Al2O3) 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 디스플레이 백라이트.
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