KR20200046517A - 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시에 따르는 디스플레이 장치는, 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 컬러 필터 및 복수의 컬러 필터 사이에 배치되는 블랙 매트릭스로 이루어진 컬러 필터층을 포함하는 디스플레이 패널, 디스플레이 패널로 광을 공급하는 백라이트, 및 디스플레이 패널의 상부에 배치되는 집광층을 포함하며, 집광층은, 복수의 컬러 필터 각각에 대응되는 복수의 수직 공간을 갖는 터널부재, 제1 방향을 갖는 제1 프리즘과 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 갖는 제2 프리즘이 교번적으로 배치되며, 터널부재의 상부에 배치되는 프리즘층을 포함한다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 개시는 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측면 시야각 및 시인성을 향상시킨 디스플레이 패널을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 광을 방출하는 소자를 가지고 화상을 표시한다. 디스플레이 장치는 발광 방식에 따라 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 및 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등으로 분류된다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 표시 장치 중 하나로서 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어진다. 액정 표시 장치는 두 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치는 정면 시인성에 비해 측면 시인성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 개시는 상술한 바와 같은 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 시야각 및 시인성을 향상시킬 수 있는 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 개시의 일 측면에 따르는 디스플레이 장치는 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 컬러 필터 및 상기 복수의 컬러 필터 사이에 배치되는 블랙 매트릭스로 이루어진 컬러 필터층을 포함하는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널로 광을 공급하는 백라이트; 및 상기 디스플레이 패널의 상부에 배치되는 집광층;을 포함하며, 상기 집광층은, 상기 복수의 컬러 필터 각각에 대응되는 복수의 수직 공간을 갖는 터널부재; 제1 방향을 갖는 제1 프리즘과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 갖는 제2 프리즘이 교번적으로 배치되며, 상기 터널부재의 상부에 배치되는 프리즘층;을 포함한다.
또한, 상기 제1 프리즘 및 상기 제2 프리즘 각각은, 상기 복수의 수직 공간 중 대응되는 하나의 수직 공간 상부에 배치될 수 있다.
상기 제1 프리즘과 상기 제2 프리즘 각각은, 스트라이프 형상으로 연장 형성되며, 상기 제2 프리즘은 상기 제1 프리즘과 직교할 수 있다.
상기 제1 프리즘은 호리젠탈 프리즘(horizontal prism)이고, 상기 제2 프리즘은 버티컬 프리즘(vertical prism)일 수 있다.
상기 제1 프리즘은 상기 베이스 기판의 측면에 평행하게 배치되고, 상기 제2 프리즘은 상기 베이스 기판의 측면에 수직하게 배치될 수 있다.
상기 제1 프리즘은 상기 베이스 기판의 측면에 일정 각도 경사지게 배치될 수 있다.
상기 수직 공간은, 상기 복수의 컬러 필터 중 하나의 컬러 필터에 대응되도록 형성될 수 있다.
상기 터널부재는, 상기 복수의 컬러 필터 중 인접한 컬러 필터 사이로 연장 형성된 복수의 격벽을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 격벽은, 상기 터널부재를 구획하여 상기 수직 공간을 형성할 수 있다.
상기 복수의 격벽은, 상기 프리즘층에 대해 일정 각도 경사지도록 배치될 수 있다.
상기 복수의 격벽은, 상기 터널부재의 일측을 향해 기울어진 제1 격벽과, 상기 터널부재의 타측을 향해 기울어진 제2 격벽을 포함하고, 상기 제1 격벽과 상기 제2 격벽은 교번적으로 배치될 수 있다.
상기 복수의 격벽은, 블랙 차광막으로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 격벽은, 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 패널은, 베이스 기판; 및 상기 베이스 기판 상부에 배치된 액정층;을 더 포함하고, 상기 컬러 필터층은 상기 액정층의 상부에 배치될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 집광층를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 집광층의 평면도이다.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 집광층의 평면도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널에서 광의 경로를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 의한 LED 소자 및 LED 소자 제조 방법의 실시 예들에 대해 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 실시 예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 개시의 실시 예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
또한, 본 개시에서 사용한 ‘위’, ‘아래’, '선단', '후단', '상부', '하부', '상단', '하단' 등의 용어는 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의해 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 이용하여 본 개시에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(10)는 빛을 영상으로 표시하는 디스플레이 패널(100)과, 디스플레이 패널에 빛을 제공하는 광원(33)을 포함한 백라이트(30)를 포함한다.
구체적으로, 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(100)과, 디스플레이 패널(100)의 하부에 이격 배치되는 백라이트(30)와, 디스플레이 패널(100)과 백라이트(30)를 상호 이격되게 지지하는 몰드 부재(20)와, 디스플레이 패널(100) 및 백라이트(30)의 상부 및 하부에 각각 배치되는 탑 섀시(top chassis, 11) 및 바텀 섀시(bottom chassis, 13)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(100)은 후술하는 백라이트(30)와 마주하도록 백라이트(30)의 상측에 배치된다. 디스플레이 패널(100)은 베이스 기판(110), 베이스 기판(110)과 대향하는 컬러 필터층(Color Filter layer, 130) 및 컬러 필터(131)의 상부에 배치되며, 광을 집광하는 집광층(150)을 포함할 수 있다.
집광층(150)이 디스플레이 패널(100)에 포함된 것으로 설명하였으나, 이에 한정하지 않고, 집광층(150)은 디스플레이 패널(100)의 외부에 독립적인 별개의 부품으로 부착될 수 있다.
베이스 기판(110)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 매트릭스 형태로 형성된 기판이다. 박막트랜지스터들의 소스 단자 및 게이트 단자에는 각각 데이터 라인 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결된다.
컬러 필터층(130)은 베이스 기판(110)과 대향하여 배치되고, 색을 구현하기 위한 RGB(레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue)) 화소가 박막 형태로 형성된 기판이다.
컬러 필터층(130)에는 상기 베이스 기판(110)에 형성된 화소 전극과 마주하도록, 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통 전극이 형성된다.
디스플레이 패널(100)의 상부에는 집광층(150)을 더 포함할 수 있다. 집광층(150)은 컬러 필터(131)의 상부에 배치할 수 있다.
집광층(150)은 디스플레이 패널(100)에서 출력되는 광의 휘도를 균일하게 하고 확산 또는 고휘도 광을 집광하여 디스플레이 장치(10)의 광 특성을 개선할 수 있다. 집광층(150)의 구체적인 구조에 대해서는 후술한다.
디스플레이 패널(100)은 박막 트랜지스터의 게이트 단자에 전원이 인가되면 화소 전극과 공통 전극 사이에 전계가 형성되고, 전계에 의해 베이스 기판(110)과 컬러 필터층(130)과의 사이에 개재된 액정층(120)의 액정배열이 변화되고, 액정의 배열 변화에 따라서 광 투과도가 변경되어 원하는 계조의 영상을 표시할 수 있다.
디스플레이 패널(100)은 액정층(120)의 액정 배열을 조정하여 화상을 형성할 수 있지만, 자체적으로 발광할 수는 없기 때문에 디스플레이 패널(100)의 후면에 위치한 백라이트(30)로부터 광을 공급받아 화상을 표시한다.
백라이트(30)는 디스플레이 패널(100)로 광을 제공하기 위한 것으로, 광원을 포함한다. 일 예로, 광원은 LED(Light Emitting Diode, 33)로 구성될 수 있다. 백라이트(30)는 빛을 발하는 광원의 위치에 따라 구분된 에지형(side light type) 또는 직하형(direct type)으로 이루어질 수 있다.
도 1에 개시된 바와 같이 백라이트(30)가 에지형인 경우, 디스플레이 패널(100)에 대해 측면에 배치된 광원의 빛을 도광판(light guide panel: LGP, 40)으로 굴절시켜 액정패널로 공급할 수 있다. 한편, 에지형 백라이트(30)는 광학 시트(Optical Sheet)를 더 포함할 수 있다. 광원(33)으로부터 출사된 빛은 도광판(40)으로 입사된 후 도광판(40) 내에서 전반사 및 난반사를 통해 면발광이 되도록 가이드되고, 도광판(40)으로부터 면발광되는 빛은 도광판(40)의 상측에 배치되는 광학 시트(Optical Sheet, 미도시)에 의해 확산 및 집광된 후 디스플레이 패널(100)로 입사된다.
에지형 백라이트(30)는 LED 구동 인쇄회로기판(31)과, LED 구동 인쇄회로기판(31)에 실장되며 광을 발산하는 광원인 다수의 LED(313)와, 광학 시트(35)를 포함할 수 있다.
LED 구동 인쇄회로기판(31)은 바텀 섀시(13)의 내측면에 부착 고정될 수 있다. LED 구동 인쇄회로기판(31)의 일측면을 따라 다수의 LED(33)가 배치될 수 있다. 다수의 LED(33)는 도광판(40)의 각 변을 따라 소정 간격을 두고 배치될 수 있다.
도 1에서는 백라이트(30)가 에지형으로 도시되었으나 이에 한정하지 않고, 백라이트는 직하형으로 이루어질 수 있다. 백라이트가 직하형인 경우, 디스플레이 패널 배면에 다수의 광원을 배치하여 디스플레이 패널(100)에 광을 제공한다.
몰드 부재(20)는 탑 섀시(11) 및 바텀 섀시(13)와 더불어 액정 디스플레이 장치(10)의 일부 부품들을 지지한다. 이를 위해 몰드 부재(20)는 액정 디스플레이 장치(10) 안에서 가장자리 영역에 배치되며 탑 섀시(11)와 바텀 섀시(13) 사이에 배치된다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 패널(100)은 베이스 기판(110), 베이스 기판(110)과 대향하는 컬러 필터층(130), 베이스 기판(110)과 컬러 필터층(130) 사이에 배치된 액정층(120) 및 컬러 필터(131)의 상부에 배치되는 집광층(150)을 포함할 수 있다.
베이스 기판(110)은 스위칭 소자인 박막트랜지스터(111)가 매트릭스 형태로 형성된 기판이다. 베이스 기판(110) 상에는 액정층(120)이 배치될 수 있다.
액정층(120) 상에는 컬러 필터(131)가 배치될 수 있다. 컬러 필터층(130)은 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 컬러 필터(131)와 복수의 컬러 필터(131) 사이에 배치되는 블랙 매트릭스를 포함할 수 있다.
복수의 컬러 필터(131)는 광이 통과하면 적색이 구현되는 제1 필터(131a), 녹색이 구현되는 제2 필터(131b) 및 청색이 구현되는 제3 필터(131c)를 포함할 수 있다. 제1 필터(131a), 제2 필터(131b) 및 제3 필터(131c)는 기 설정된 간격으로 이격되어 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
제1 필터(131a), 제2 필터(131b) 및 제3 필터(131c)는 사이에는 블랙 매트릭스(135)가 배치되어 제1 필터(131a), 제2 필터(131b) 및 제3 필터(131c) 사이의 경계를 정의할 수 있다.
블랙 매트릭스(135)는 제1 필터(131a), 제2 필터(131b) 및 제3 필터(131c)사이를 구분하며, 제1 필터(131a), 제2 필터(131b) 및 제3 필터(131c)에 인접하여 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스(135)는 차광 물질로 구성될 수 있다. 블랙 매트릭스(135)는 주변 영역에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 블랙 매트릭스(135)는 광이 표시되는 컬러 필터(131)로의 빛샘 현상을 방지하고, 인접하는 컬러 필터(131)들 사이의 경계를 명확히 구분 짓는다.
컬러 필터층(231)은 블랙매트릭스(221)를 경계로 하여 제1 필터(131a), 제2 필터(131b) 및 제3 필터(131c)가 반복되어 배치된다. 컬러 필터(131)는 백라이트(30)로부터 조사되어 액정층(300)을 통과한 광에 색상을 부여할 수 있다.
액정층(120)으로부터 방출되는 광은 다양한 방향으로 방사될 수 있다. 이에 따라, 컬러 필터(131)에 공급되는 광은 제1 필터(131a), 제2 필터(131b), 제3 필터(131c) 뿐만 아니라 블랙 매트릭스(135)를 향해 방사될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 디스플레이 패널(100)은 출사되는 광의 시야각 및 휘도가 개선되도록 집광층(150)을 더 포함할 수 있다.
집광층(150)은 컬러 필터(131)의 상부에 배치될 수 있다. 또한, 집광층(150)은 디스플레이 패널(100)의 외측에 배치될 수 있다.
집광층(150)은 디스플레이 패널(100)에서 출사하는 광을 상부 방향으로 집광하여 출사시킬 수 있다.
이하에서 집광층(150)의 구체적인 구조에 대해 설명한다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 집광층를 나타내는 사시도이다.
도 3을 참조하면, 집광층(150)은 터널부재(151) 및 프리즘층(156)을 포함할 수 있다. 집광층(150)을 통과하는 광은 터널부재(151)에 의해 1차적으로 집광되고, 프리즘층(156)에 의해 2차적으로 집광될 수 있다.
터널부재(151)는 복수의 컬러 필터(131) 각각에 대응되는 복수의 수직 공간(155)을 갖을 수 있다. 복수의 수직 공간(155) 각각은 복수의 컬러 필터(131) 각각에 대응되도록 형성될 수 있다. 이에 따라 하나의 컬러 필터(131)를 통과하여 일정 색을 발현하는 광은 대응되는 하나의 수직 공간(155)을 통해 외부로 방출될 수 있다.
터널부재(151)는 수직 공간(155)을 형성하는 복수의 격벽(153)을 포함할 수 있다. 복수의 격벽(153)은 복수의 컬러 필터(131)들 중 이웃하는 컬러 필터(131) 사이에 형성된 블랙 매트릭스(135)를 향해 연장 형성될 수 있다. 격벽(153)은 평면상에서 보았을 때 하나의 컬러 필터(131)를 전체적으로 둘러싸거나 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
복수의 격벽(153) 중 서로 인접한 제1 격벽(153a) 및 제2 격벽(153b) 사이에 광이 통과하는 수직 공간(155)이 정의될 수 있다. 수직 공간(155) 각각은 제1 격벽(153a), 제2 격벽(153b)에 의해 형성될 수 있다.
제1 격벽(153a)은 제1 방향으로 연장 형성되고, 제2 격벽(153b)은 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장 형성될 수 있다. 제1 격벽(153a)과 제2 격벽(153b)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 격벽(153a)과 제2 격벽(153b) 사이는 하나의 컬러 필터(131)에 대응되는 간격을 갖도록 이격 배치될 수 있다.
제1 격벽(153a)과 제2 격벽(153b)은 상호 교번적으로 배치될 수 있다.
수직 공간(155)은 복수의 컬러 필터(131) 각각의 상면에 대응되도록 형성될 수 있다. 수직 공간(155)은 광이 통과할 수 있도록 형성된다.
수직 공간(155)은 측면이 격벽(153)으로 둘러 쌓여 있기 때문에 수직 공간(155)을 컬러 필터(131) 각각으로부터 제공된 광은 인접한 컬러 필터(131)로부터 제공된 광과 섞이지 않고 출사될 수 있다.
격벽(153)은 복수의 컬러 필터(131) 중 하나의 컬러 필터(131) 각각에 대응되는 영역에서만 제공된 광을 모아서 프리즘층(156)으로 제공할 수 있다. 격벽(153)에 의해 하나의 컬러 필터(131)에서 제공되는 광만을 출사할 수 있기 때문에 컬러 필터층(130)에서 구현되는 색의 순도를 향상시킬 수 있다.
복수의 격벽(153)은 컬러 필터(131)의 블랙 매트릭스(135)의 상면과 접촉할 수 있다. 격벽(153)은 소정의 두께를 갖도록 형성될 수 있고, 격벽(153)의 두께는 블랙 매트릭스(135)에 대응되는 두께로 형성될 수 있다.
격벽(153)은 차광 물질로 구성될 수 있다. 구체적으로 격벽(153)은 블랙 차광막으로 이루어질 수 있다. 격벽(153)은 블랙 매트릭스(135)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 하나의 컬러 필터(131)에서 제공되는 광만을 출사시킬 수 있고, 이외의 다른 컬러 필터에서 제공되는 광이 출사하는 것을 방지할 수 있다.
컬러 필터(131)에서 제공된 광을 모아서 출사하기 위해 복수의 격벽(153)은 컬러 필터(131)에 대해 경사지게 형성될 수 있다. 터널부재(151)로 입사되는 광은 격벽(153)에 의해 대응되는 하나의 컬러 필터(131)로만 진행하도록 가이드될 수 있다.
아울러, 도 3에서는 복수의 격벽(153)이 컬러 필터(131)에 경사지게 배치된 것으로 도시하였지만, 이에 한정하지 않고, 복수의 격벽(153)은 컬러 필터(131)에 수직하게 배치될 수 있다.
복수의 격벽(153)은 코팅층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 수직 공간(155)을 통과하는 광을 집광하기 위해 격벽(153)에 코팅층을 형성할 수 있다. 코팅층은 격벽(153)의 일면 또는 타면 중 적어도 한 면에 형성될 수 있다. 코팅층은 격벽(153)의 집광력을 높일 수 있다.
집광층(150)은 광의 2차 집광을 위해 터널부재(151)의 상부에 프리즘층(156)을 더 포함할 수 있다.
프리즘층(156)은 터널부재(151)로 입사되는 광이 통과될 수 있는 위치에 배치될 수 있다. 구체적으로, 프리즘층(156)은 터널부재(151)의 상부면에 형성될 수 있다. 프리즘층(156)은 터널부재(151)로부터 입사된 광을 집광하여 집광 효율을 높일 수 있다.
프리즘층(156)은 일면에 삼각 기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성될 수 있다. 프리즘층(156)은 제1 방향을 갖는 제1 프리즘(157)과 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 갖는 제2 프리즘(159)을 포함할 수 있다.
제1 프리즘(157)은 제1 방향으로 갖고, 제2 프리즘(159)은 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 갖도록 형성될 수 있다. 제2 프리즘(159)은 스트라이프 형의 연장된 형태로 제1 프리즘(157)과 실질적으로 직교할 수 있다.
구체적으로, 제1 프리즘(157)은 호리젠탈 프리즘(horizontal prism)이고, 제2 프리즘(159)은 버티컬 프리즘(vertical prism)일 수 있다.
호리젠탈 프리즘인 제1 프리즘(157)은 입사된 광의 지향 방향을 좌우로 조절할 수 있다. 버티컬 프리즘인 제2 프리즘(159)은 입사된 광의 지향 방향을 상하로 조절할 수 있다.
제1 프리즘(157) 및 제2 프리즘(159)은 터널부재(151)의 상부로부터 외측으로 돌출된 형상으로 형성될 수 있다. 제1 프리즘(157) 및 제2 프리즘(159)은 수직 공간(155)의 상면에 대응되도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 제1 프리즘(157)은 제1 수직 공간(155)의 상면에 배치될 수 있고, 제2 프리즘(159)은 제2 수직 공간(155)의 상면에 배치될 수 있다. 제1 프리즘(157)과 제2 프리즘(159)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
제1 프리즘(157)과 제2 프리즘(159)은 교번적으로 배치될 수 있다.
제1 프리즘(157) 및 제2 프리즘(159)은 각각 수직 공간(155)에 대응되도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 프리즘(157) 및 제2 프리즘(159)의 중심은 각각의 수직 공간(155)의 중심과 실질적으로 동일한 축 상에 배치될 수 있다.
집광층(150)으로 수직 입사되는 광은 터널부재(151)에 형성된 수직 공간(155)에 의해 집광되고, 집광된 광은 프리즘층(156)에 의해 집광되어 출사될 수 있다.
제1 프리즘(157)이 배치된 수직 공간(155)으로 수직 입사되는 광은 터널부재(151)의 격벽(153)에 의해 집광되고, 집광된 광은 제1 프리즘(157)에 의해 2차 집광되고, 광의 지향 방향이 좌우로 조절되어 출사될 수 있다.
또한, 제2 프리즘(159)이 배치된 수직 공간(155)으로 수직 입사되는 광은 터널부재(151)의 격벽(153)에 의해 집광되고, 집광된 광은 제2 프리즘(159)에 의해 2차 집광되고, 광의 지향 방향이 상하로 조절되어 출사될 수 있다.
집광층(150)으로 입사되는 광은 1차적으로 터널부재(151)에 의해 집광되고, 2차적으로 프리즘층(156)에 의해 집광될 수 있다. 집광층(150)은 디스플레이 패널(100)에서 출력되는 광의 휘도를 균일하게 하고 확산 또는 고휘도 광을 집광하여 디스플레이 장치(10)의 광 특성을 개선할 수 있다. 또한, 프리즘층(156)에 의해 디스플레이 장치(10)는 상측면, 하측면, 좌측면 및 우측면에서의 시야각을 넓힐 수 있다.
이에 따라 디스플레이 장치(10)가 가로 길이가 세로 길이보다 길고, 가로 방향으로 만곡된 랜드스케이프(landscape) 타입인 경우와 가로 길이가 세로 길이보다 짧고, 세로 방향으로 만곡된 포트레이트(portrait) 타입인 경우에도 휘도 및 시야각이 저하되지 않아 시인성을 높일 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 집광층의 평면도이다.
도 4는 집광층(150)의 상부면을 나타내는 것이다. 구체적으로, 프리즘층(156)의 상면을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 프리즘층(156)은 제1 프리즘(157)과 제2 프리즘(159)이 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 또한, 제1 프리즘(157)과 제2 프리즘(159)은 서로 교번적으로 배치될 수 있다.
제1 프리즘(157)은 제1 방향으로 형성되고, 제2 프리즘(159)은 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 형성될 수 있다. 호리젠탈 프리즘인 제1 프리즘(157)은 입사된 광의 지향 방향을 좌우로 조절할 수 있다. 버티컬 프리즘인 제2 프리즘(159)은 입사된 광의 지향 방향을 상하로 조절할 수 있다.
이러한 프리즘층(156)에 의해 디스플레이 장치(10)는 상측면, 하측면, 좌측면 및 우측면에서의 시야각을 넓힐 수 있다.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 집광층의 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 다른 실시예에 따른 집광층(250)은 도 3에서 설명한 집광층(150)과 대부분의 구성이 동일하며 다만, 프리즘층(256)의 배치 구조에 차이가 있다. 따라서, 본 개시의 다른 실시예에 따른 집광층(250)은 도 2에서 설명한 집광층(150)과 동일하게 중복되는 구성은 구체적인 설명을 생략하고, 차이가 있는 프리즘층(256)의 배치 구조를 주로 설명한다.
프리즘층(256)은 제1 방향으로 형성된 제1 프리즘(257)과, 제1 방향에 교차하는 제2 방향으로 형성된 제2 프리즘(259)으로 구성될 수 있다.
제1 프리즘(257)은 디스플레이 패널(100)의 측면에 대해 일 방향으로 경사진 방향으로 기울어진 제1 방향으로 형성될 수 있다. 제2 프리즘(259)은 디스플레이 패널(100)의 측면에 대해 일 방향에 반대되는 타 방향으로 기울어진 제2 방향으로 형성될 수 있다.
제1 프리즘(257)과 제2 프리즘(259)은 서로 직교하도록 형성될 수 있다.
호리젠탈 프리즘인 제1 프리즘(257)은 입사된 광의 지향 방향을 대각선 좌우로 조절할 수 있다. 버티컬 프리즘인 제2 프리즘(259)은 입사된 광의 지향 방향을 대각선 상하로 조절할 수 있다.
제1 프리즘(257)과 제2 프리즘(259)은 디스플레이 패널의 외곽 프레임에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 이러한 프리즘층(256)에 의해 디스플레이 장치(10)는 다양한 측면에서 시인성을 개선하여 시야각을 넓힐 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널에서 광의 경로를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 백라이트(30)에서 디스플레이 패널(100)로 제공된 광은 백색의 광으로 액정층(120)으로 제공된다.
베이스 기판(110)의 제2 필터(131b)와 대응되는 위치에 형성된 박막트랜지스터의 게이트 단자에 전원이 인가되어 박막트랜지스터가 턴-온(turn on)되면, 전계가 형성되고, 전계에 의해 액정층(120)의 액정배열이 변화되어, 광이 통과할 수 있다.
액정층(120)을 통과한 광은 컬러 필터(131)를 통과하여 컬러 필터(131) 각각에 대응되는 색으로 발현될 수 있다. 색이 발현된 광은 집광층(150)의 터널부재(151)로 입사된다. 터널부재(151)에 입사된 광은 사방으로 진행할 수 있다. 사방으로 진행되는 광은 터널부재(151)의 격벽(153)에 의해 각 컬러 필터(131)에 대응되는 수직 공간(155)으로만 진행하도록, 인접한 다른 컬러 필터(131)에 대응되는 수직 공간(155)을 향해서 진행하지 않도록 차단된다.
터널부재(151)의 격벽(153)에 의해 컬러 필터(131)에서 제공되는 색이 발현된 광이 인접한 다른 색이 발현된 광과 섞이지 않기 때문에 사용자는 다른 색의 빛을 시인하지 않고 순순한 색만 시인할 수 있어 색 순도 및 색 재현성이 개선될 수 있다.
터널부재(151)의 수직 공간(155)을 통과한 광은 프리즘층(156)으로 입사될 수 있다. 프리즘층(156)은 광을 집광시켜 광의 효율을 높일 수 있다.
백라이트(30)로부터 제공된 광은 터널부재(151)의 격벽(153)에 의해 컬러 필터(131) 각각에 대응되는 수직 공간(155)에만 입사될 수 있다. 수직 공간(155)에 입사된 광은 프리즘층(156)을 통과하여 2차적으로 모아질 수 있다. 이에 따라 디스플레이 패널(100)에 제공되는 광은 집광층(150)에서 집광된 후 출사될 수 있다.
집광층(150)은 광을 2차적으로 집광하여 컬러 필터(131)의 각각의 컬러 필터(131)에서 제공된 광을 컬러 필터(131)에 대응되도록 집광층(150)에서 출사시킬 수 있다. 따라서 집광층(150)에 의해 출사된 광은 다른 컬러 필터(131)에서 제공된 광으로부터 영향을 받지 않아 높은 색 순도 및 색 재현성을 구현할 수 있다.
또한, 프리즘층(156)에 의해 광의 지향 방향을 좌우 및 상하로 조절할 수 있어 디스플레이 장치(10)는 상측면, 하측면, 좌측면 및 우측면에서의 시인성을 높여 시야각을 넓힐 수 있다.
상기에서 본 개시는 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 개시의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 개시는 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.
10: 디스플레이 장치 30: 백라이트
100: 디스플레이 패널 110: 베이스 기판
120: 액정층 130: 컬러 필터층
131: 컬러 필터 135: 블랙 매트릭스
150: 집광층 151: 터널부재
155: 수직 공간 156: 프리즘층
157: 제1 프리즘 159: 제2 프리즘

Claims (14)

  1. 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 컬러 필터 및 상기 복수의 컬러 필터 사이에 배치되는 블랙 매트릭스로 이루어진 컬러 필터층을 포함하는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널로 광을 공급하는 백라이트; 및
    상기 디스플레이 패널의 상부에 배치되는 집광층;을 포함하며,
    상기 집광층은,
    상기 복수의 컬러 필터 각각에 대응되는 복수의 수직 공간을 갖는 터널부재;
    제1 방향을 갖는 제1 프리즘과 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 갖는 제2 프리즘이 교번적으로 배치되며, 상기 터널부재의 상부에 배치되는 프리즘층;을 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프리즘 및 상기 제2 프리즘 각각은,
    상기 복수의 수직 공간 중 대응되는 하나의 수직 공간 상부에 배치되는 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프리즘과 상기 제2 프리즘 각각은, 스트라이프 형상으로 연장 형성되며,
    상기 제2 프리즘은 상기 제1 프리즘과 직교하는 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프리즘은 호리젠탈 프리즘(horizontal prism)이고,
    상기 제2 프리즘은 버티컬 프리즘(vertical prism)인 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프리즘은 상기 컬러 필터층의 측면에 평행하게 배치되고,
    상기 제2 프리즘은 상기 컬러 필터층의 측면에 수직하게 배치되는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프리즘은 상기 컬러 필터층의 측면에 일정 각도 경사지게 배치되는 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수직 공간은,
    상기 복수의 컬러 필터 중 하나의 컬러 필터에 대응되도록 형성된 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 터널부재는,
    상기 복수의 컬러 필터 중 인접한 컬러 필터 사이로 연장 형성된 복수의 격벽을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 격벽은,
    상기 터널부재를 구획하여 상기 수직 공간을 형성하는 디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 격벽은,
    상기 프리즘층에 대해 일정 각도 경사지도록 배치된 디스플레이 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 격벽은,
    상기 터널부재의 일측을 향해 기울어진 제1 격벽과,
    상기 터널부재의 타측을 향해 기울어진 제2 격벽을 포함하고,
    상기 제1 격벽과 상기 제2 격벽은 교번적으로 배치되는 디스플레이 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 격벽은,
    블랙 차광막으로 이루어진 디스플레이 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 격벽은,
    코팅층을 포함하는 디스플레이 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은,
    베이스 기판 및 상기 베이스 기판 상부에 배치된 액정층을 더 포함하고,
    상기 컬러 필터층은 상기 액정층의 상부에 배치되는 디스플레이 장치.
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