KR20210033105A - 표시 장치 및 그것의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치된 광학층, 및 상기 표시 패널 아래에 배치되어 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 광학층은, 복수 개의 광 섬유 조각들 및 상기 광 섬유 조각들 사이의 공기층을 포함한다.

Description

표시 장치 및 그것의 제조 방법{DISPLAY APPARATUS AND FABRICATION METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그것의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 표시 장치는 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널 및 광을 생성하여 표시 패널에 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다. 표시 패널은 복수 개의 화소들이 배치된 제1 기판, 제1 기판과 마주보는 제2 기판, 및 제1 및 제2 기판들 사이에 배치된 영상 표시층을 포함한다.
화소들에 의해 영상 표시층이 구동되고, 백라이트 유닛으로부터 표시 패널에 제공된 광의 투과율이 영상 표시층에 의해 조절되어 영상이 표시된다. 영상 표시층은 액정층, 전기 습윤층, 또는 전기 영동층을 포함한다.
표시 패널의 상부로 출광된 광이 사용자에게 제공됨으로써, 사용자는 영상을 시인다. 영상이 사용자에게 제공될 때, 측면 시인성을 향상시키기 위한 방안이 요구된다.
본 발명의 목적은 측면 시인성을 향상시킬 수 있는 표시 장치 및 그것의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치된 광학층, 및 상기 표시 패널 아래에 배치되어 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 광학층은, 복수 개의 광 섬유 조각들 및 상기 광 섬유 조각들 사이의 공기층을 포함한다.
상기 표시 장치는 상기 공기층에 제공되고 상기 광 섬유 조각들보다 낮은 굴절률을 갖는 레진을 더 포함한다.
상기 광 섬유 조각들은 서로 부분적으로 접촉하고 일부 광 섬유 조각들은 다른 광 섬유 조각들과 서로 이격된다.
상기 광 섬유 조각들은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스틸렌, 또는 폴리메틸메타크릴레이트를 포함한다.
상기 광학층은 20 내지 150 마이크로미터의 두께를 갖는다.
상기 광학층에는 상기 표시 패널을 투과하여 상기 광학층에 제공된 광을 투과시키는 복수 개의 개구부들이 정의된된다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는, 표시 패널, 상기 표시 패널 상에 배치된 편광판, 상기 편광판 상에 배치된 복수 개의 광 섬유 조각들, 및 상기 표시 패널 아래에 배치된 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛에서 생성된 광은 상기 표시 패널 및 상기 편광판을 통해 상기 광 섬유 조각들에 제공되고, 상기 광은 상기 광 섬유 조각들 및 상기 광 섬유 조각들 사이의 공기층에 의해 확산된다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 제조 방법은, 메쉬 형상을 갖고, 상부에 복수 개의 돌출부들이 배치된 지지판을 준비하는 단계, 복수 개의 광 섬유 조각들이 담겨진 수용액을 상기 지지판 상에 제공하여, 상기 수용액을 상기 메쉬 형상에 따라 정의된 상기 지지판의 개구부들을 통해 제거하고, 상기 광 섬유 조각들을 상기 지지판 상에 배치하는 단계, 상기 광 섬유 조각들에 압력 및 열을 인가하여 상기 광 섬유 조각들을 서로 연결시켜 광학층을 형성하는 단계, 및 상기 광학층을 표시 패널 상에 배치하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 표시 패널 상에 배치되고 표시 패널로부터 제공받은 광을 확산시켜 출광시키는 광학층을 포함한다. 광학층이 광의 출사각을 확대시킴으로써, 표시 장치의 시야각이 확대되고, 그 결과, 표시 장치의 측면 시인성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 광학층의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 I-I'선의 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 표시 장치의 일부분의 단면을 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
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 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들이 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 게이트 구동부(GDR), 인쇄 회로 기판(PCB), 데이터 구동부(DDR), 광학층(OPL), 반사 방지층(RPL), 제1 및 제2 편광층들(POL1,POL2), 및 백라이트 유닛(BLU)을 포함할 수 있다.
표시 패널(DP), 광학층(OPL), 반사 방지층(RPL), 및 백라이트 유닛(BLU)은 제1 방향(DR1)으로 장변들을 갖고, 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 단변들을 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 이하, 제1 및 제2 방향들(DR1,DR2)에 의해 정의된 평면과 실질적으로 수직하게 교차하는 방향은 제3 방향(DR3)으로 정의된다. 또한, 본 명세서 내에서 "평면 상에서 봤을 때"의 의미는 제3 방향(DR3)에서 바라본 상태를 의미할 수 있다.
표시 패널(DP)은 제1 기판(SUB1), 제1 기판(SUB1)과 마주보는 제2 기판(SUB2), 및 제1 기판(SUB1)과 제2 기판(SUB2) 사이에 배치된 액정층(LC)을 포함할 수 있다. 제1 기판(SUB1) 및 제2 기판(SUB2)은 제1 방향(DR1)으로 장변들을 갖고, 제2 방향(DR2)으로 단변들을 갖는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 제1 및 제2 기판들(SUB1,SUB2)은 투명한 절연 기판일 수 있으며, 플라스틱 또는 유리를 포함할 수 있다.
예시적으로, 도 1에는 표시 패널(DP)로서 액정층(LC)을 포함하는 액정 표시 패널이 도시되었다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 표시 패널(DP)로서 전기 영동 표시 패널, 전기 습윤 표시 패널, 및 유기 발광 표시 패널 등과 같이 영상을 표시할 수 있는 다양한 표시 패널들이 사용될 수 있다.
제1 기판(SUB1)에는 복수 개의 화소들(PX), 복수 개의 게이트 라인들(GL1~GLm), 및 복수 개의 데이터 라인들(DL1~DLn)이 배치될 수 있다. m 및 n은 자연수이다. 설명의 편의를 위해, 도 1에는 하나의 화소(PX)만 도시되었으나, 실질적으로 복수 개의 화소들(PX)이 제1 기판(SUB1)에 배치될 수 있다.
게이트 라인들(GL1~GLm) 및 데이터 라인들(DL1~DLn)은 서로 절연되어 교차할 수 있다. 게이트 라인들(GL1~GLm)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 게이트 구동부(GDR)에 연결될 수 있다. 데이터 라인들(DL1~DLn)은 제2 방향(DR2)으로 연장되어 데이터 구동부(DDR)에 연결될 수 있다.
화소들(PX)은 게이트 라인들(GL1~GLm) 및 데이터 라인들(DL1~DLn)에 연결될 수 있다. 화소들(PX)은 매트릭스 형태로 배열될 수 있으나, 화소들(PX)의 배열 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 각 화소(PX)는 주요색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 주요색은 레드, 그린, 및 블루 색을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 주요색은 화이트, 옐로우, 시안, 및 마젠타 등 다양한 색을 더 포함할 수 있다.
게이트 구동부(GDR)는 제1 기판(SUB1)의 단변들 중 어느 하나의 단변에 인접한 제1 기판(SUB1)의 부분에 배치될 수 있다. 게이트 구동부(GDR)는 화소들(PX)의 트랜지스터들과 동일한 공정으로 동시에 형성되어 ASG(Amorphous Silicon TFT Gate driver circuit) 형태 또는 OSG(Oxide Silicon TFT Gate driver circuit) 형태로 제1 기판(SUB1)에 실장될 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 게이트 구동부(GDR)는 복수 개의 구동 칩들로 형성되고 연성 회로 기판들 상에 실장되어 테이프 캐리어 패키지(TCP: Tape Carrier Package) 방식으로 제1 기판(SUB1)에 연결될 수 있다. 대안으로서, 게이트 구동부(GDR)의 구동 칩들은 제1 기판(SUB1)에 칩 온 글래스(COG: Chip on Glass) 방식으로 실장될 수 있다.
데이터 구동부(DDR)는 연성 회로 기판들(FPC)을 통해 표시 패널(DP)에 연결될 수 있다. 즉, 데이터 구동부(DDR)는 테이프 캐리어 패키지(TCP: Tape Carrier Package) 방식으로 표시 패널(DP)에 연결될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 데이터 구동부(DDR)는 제1 기판(SUB1)에 칩 온 글래스 방식으로 실장될 수 있다.
데이터 구동부(DDR)는 연성 회로 기판들(FPC) 상에 실장된 복수 개의 소스 구동 칩들(S-IC)을 포함할 수 있다. 예시적으로 5개의 소스 구동 칩들(S-IC) 및 5개의 연성 회로 기판들(FPC)이 도 1에 도시되었으나, 이에 한정되지 않고, 표시 패널(DP)의 크기에 따라서 소스 구동 칩들(S-IC) 및 연성 회로 기판들(FPC)의 개수는 가변될 수 있다.
연성 회로 기판들(FPC)의 일측들은 제1 기판(SUB1)의 일측에 연결될 수 있다. 제1 기판(SUB1)의 일측은 제1 기판(SUB1)의 장변들 중 어느 한 장변으로 정의될 수 있다. 연성 회로 기판들(FPC)의 일측들의 반대측들인 연성 회로 기판들(FPC)의 타측들은 인쇄 회로 기판(PCB)에 연결될 수 있다. 소스 구동 칩들(S-IC)은 연성 회로 기판들(FPC)을 통해 제1 기판(SUB1) 및 인쇄 회로 기판(PCB)에 연결될 수 있다.
인쇄 회로 기판(PCB) 상에 타이밍 컨트롤러(미 도시됨)가 배치될 수 있다. 타이밍 컨트롤러는 집적 회로 칩의 형태로 인쇄 회로 기판(PCB) 상에 실장될 수 있다. 타이밍 컨트롤러는 연성 회로 기판들(FPC)을 통해 게이트 구동부(GDR) 및 데이터 구동부(DDR)에 연결될 수 있다. 타이밍 컨트롤러는 게이트 제어 신호, 데이터 제어 신호, 및 영상 데이터들을 출력할 수 있다.
게이트 구동부(GDR)는 타이밍 컨트롤러로부터 게이트 제어 신호를 수신할 수 있다. 게이트 제어 신호는 제어 배선(CL)을 통해 게이트 구동부(GDR)에 제공될 수 있다. 게이트 구동부(GDR)는 게이트 제어 신호에 응답하여 복수 개의 게이트 신호들을 생성할 수 있다. 게이트 구동부(GDR)는 게이트 신호들은 순차적으로 출력할 수 있다. 게이트 신호들은 게이트 라인들(GL1~GLm)을 통해 화소들(PX)에 제공될 수 있다.
데이터 구동부(DDR)는 타이밍 컨트롤러로부터 영상 데이터들 및 데이터 제어 신호를 수신할 수 있다. 데이터 구동부(DDR)는 데이터 제어 신호에 응답하여 영상 데이터들에 대응하는 아날로그 형태의 데이터 전압들을 생성하여 출력할 수 있다. 데이터 전압들은 데이터 라인들(DL1~DLn)을 통해 화소들(PX)에 제공될 수 있다.
화소들(PX)은 게이트 라인들(GL1~GLm)을 통해 제공받은 게이트 신호들에 응답하여 데이터 라인들(DL1~DLn)을 통해 데이터 전압들을 제공받을 수 있다. 화소들(PX)은 데이터 전압들에 대응하는 계조를 표시함으로써, 영상을 표시할 수 있다.
백라이트 유닛(BLU)은 표시 패널(DP) 아래에 배치될 수 있다. 백라이트 유닛(BLU)은 광을 생성하고, 생성된 광을 표시 패널(DP)에 제공할 수 있다. 표시 패널(DP)은 백라이트 유닛(BLU)으로부터 제공받은 광을 이용하여 영상을 생성하고, 영상을 제공하기 위한 광을 출광시킬 수 있다. 백라이트 유닛(BLU)은 엣지형(edge type)의 백라이트 유닛 또는 직하형(direct type)의 백라이트 유닛일 수 있다.
광학층(OPL)은 표시 패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 표시 패널(DP)에서 출광된 광은 광학층(OPL)에 제공되고, 광학층(OPL)은 표시 패널(DP)로부터 제공받은 광을 확산시켜 출광시킬 수 있다. 광학층(OPL)의 보다 구체적인 구성은, 이하, 상세히 설명될 것이다.
제1 편광판(POL1)은 표시 패널(DP)과 백라이트 유닛(BLU) 사이에 배치될 수 있다. 제2 편광판(POL2)은 표시 패널(DP)과 광학층(OPL) 사이에 배치될 수 있다. 제1 편광판(POL1)은 제1 기판(SUB1) 아래에 배치되고, 제2 편광판(POL2)은 제2 기판(SUB2) 상에 배치될 수 있다.
제1 편광판(POL1)은 제1 기판(SUB1)에 부착되고, 제2 편광판(POL2)은 제2 기판(SUB2)에 부착될 수 있다. 광학층(OPL)은 제2 편광판(POL2)에 부착될 수 있다.
백라이트 유닛(BLU)에서 생성된 광은 제1 편광판(POL1)에 의해 편광되고, 제1 기판(SUB1)을 투과하여 액정층(LC)에 제공될 수 있다. 화소들(PX)이 동작될 때, 액정층(LC)은 광의 투과율을 조절할 수 있다. 광은 제2 기판(SUB2) 및 제2 편광판(POL2)을 투과하여 외부의 사용자에게 제공될 수 있다. 제2 편광판(POL2)을 투과한 광은 광학층(OPL)에서 확산되어 출광될 수 있다. 예시적으로, 제1 편광판(POL1)의 편광축 및 제2 편광판(POL2)의 편광축은 서로 교차할 수 있다.
반사 방지층(RPL)은 광학층(OPL) 상에 배치될 수 있다. 광학층(OPL)은 반사 방지층(RPL)의 하부에 부착될 수 있다. 반사 방지층(RPL)은 외부에서 표시 패널(DP)의 상부를 향해 입사하는 외부광의 반사율을 감소시킬 수 있다. 이를 위해, 반사 방지층(RPL)은 위상지연자(retarder) 및 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다.
외부광이 반사되어 사용자에게 제공될 경우, 사용자는 표시 패널(DP)에서 생성된 영상 및 반사된 외부 광을 함께 시인할 수 있다. 반사 방지층(RPL)이 외부 광의 반사율을 감소시킴으로써, 사용자는 표시 패널(DP)에서 생성된 영상을 정상적으로 시인할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 구성을 보여주는 도면이다.
설명의 편의를 위해, 도 2에는 게이트 라인(GLi) 및 데이터 라인(DLj)에 연결된 화소(PX)가 도시되었다. 도시되지 않았으나, 표시 패널(DP)의 다른 화소들(PX)의 구성은 도 2에 도시된 화소(PX)와 동일할 것이다.
도 2를 참조하면, 화소(PX)는 게이트 라인(GLi) 및 데이터 라인(DLj)에 연결된 트랜지스터(TR), 트랜지스터(TR)에 연결된 액정 커패시터(Clc), 및 액정 커패시터(Clc)에 병렬로 연결된 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 생략될 수 있다. i 및 j는 자연수이다.
트랜지스터(TR)는 제1 기판(SUB1)에 배치될 수 있다. 트랜지스터(TR)는 게이트 라인(GLi)에 연결된 게이트 전극(미 도시됨), 데이터 라인(DLj)에 연결된 소스 전극(미 도시됨), 및 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)에 연결된 드레인 전극(미 도시됨)을 포함할 수 있다.
액정 커패시터(Clc)는 제1 기판(SUB1)에 배치된 화소 전극(PE), 제2 기판(SUB2)에 배치된 공통 전극(CE), 및 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 배치된 액정층(LC)을 포함할 수 있다. 액정층(LC)은 유전체로서의 역할을 할 수 있다. 화소 전극(PE)은 트랜지스터(TR)의 드레인 전극에 연결될 수 있다.
도 2에서 화소 전극(PE)은 비 슬릿 구조이나, 이에 한정되지 않고, 화소 전극(PE)은 십자 형상의 줄기부 및 줄기부로부터 방사형으로 연장된 복수 개의 가지부들을 포함하는 슬릿 구조를 가질 수 있다.
공통 전극(CE)은 제2 기판(SUB2)에 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 공통 전극(CE)은 제1 기판(SUB1)에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 화소 전극(PE) 및 공통 전극(CE) 중 적어도 하나는 슬릿을 포함할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 화소 전극(PE), 스토리지 라인(미 도시됨)으로부터 분기된 스토리지 전극(미 도시됨), 및 화소 전극(PE)과 스토리지 전극 사이에 배치된 절연층을 포함할 수 있다. 스토리지 라인은 제1 기판(SUB1)에 배치되며, 게이트 라인(GLi)과 동일층에 동시에 형성될 수 있다. 스토리지 전극은 화소 전극(PE)과 부분적으로 중첩될 수 있다.
화소(PX)는 적색, 녹색, 및 청색 중 하나를 나타내는 컬러 필터(CF)를 더 포함할 수 있다. 예시적인 실시 예로서 컬러 필터(CF)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 기판(SUB2)에 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 컬러 필터(CF)는 제1 기판(SUB1)에 배치될 수 있다.
트랜지스터(TR)는 게이트 라인(GLi)을 통해 제공받은 게이트 신호에 응답하여 턴 온될 수 있다. 데이터 라인(DLj)을 통해 수신된 데이터 전압은 턴 온된 트랜지스터(TR)를 통해 액정 커패시터(Clc)의 화소 전극(PE)에 제공될 수 있다. 공통 전극(CE)에는 공통 전압이 인가될 수 있다.
데이터 전압 및 공통 전압의 전압 레벨의 차이에 의해 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 전계가 형성될 수 있다. 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 형성된 전계에 의해 액정층(LC)의 액정 분자들이 구동될 수 있다. 전계에 의해 구동된 액정 분자들에 의해 광 투과율이 조절되어 영상이 표시될 수 있다.
스토리지 라인에는 일정한 전압 레벨을 갖는 스토리지 전압이 인가될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 스토리지 라인은 공통 전압을 인가받을 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Clc)의 충전량을 보완해 주는 역할을 할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 광학층의 평면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 I-I'선의 단면도이다.
도 4의 단면도는 제1 방향(DR1)에서 바라본 단면도로서, 제1 방향(DR1)에서 바라봤을 때, 개구부들(OP)에서 광 섬유 조각들(OFB)이 보일 수 있다. 그러나, 도 4는 개구부들(OP)의 형상을 설명하기 위한 도면으로서, 설명의 편의를 위해, 도 4에는 빈공간인 개구부들(OP) 자체만 도시되었다. 즉, 설명의 편의를 위해, 제1 방향(DR1)에서 바라봤을 때, 개구부들(OP)에서 보일 수 있는 광 섬유 조각들(OFB)은 생략되었다.
도 3을 참조하면, 광학층(OPL)은 복수 개의 광 섬유 조각들(OFB) 및 광 섬유 조각들 사이의 공기층(AIR)을 포함할 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB)은 섬유 형태의 구조물들을 잘라서 형성된 섬유 조각들을 포함할 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB)의 제조 방법은 이하 상세히 설명될 것이다.
광 섬유 조각들(OFB)은 불규칙하게 배열될 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB)은 서로 접촉하여 연결될 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB)은 서로 부분적으로 접촉할 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB) 각각은 어느 일 방향으로 연장될 수 있다.
광 섬유 조각들(OFB) 사이에 공기층(AIR)이 배치될 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB)은 공기층(AIR)보다 큰 굴절율을 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 광 섬유 조각들(OFB) 사이의 공기층에 광 섬유 조각들(OFB)보다 낮은 굴절률을 갖는 레진이 배치될 수도 있다. 이러한 경우, 일부 광 섬유 조각들(OFB)은 다른 광 섬유 조각들(OFB)과 접촉하지 않을 수도 있다.
광 섬유 조각들(OFB)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(PC: polycarbonate), 폴리스틸렌(PS: polystyrene: PS), 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: Poly Methyl Methacrylate)를 포함할 수 있다.
광학층(OPL)에는 복수 개의 개구부들(OP)이 정의될 수 있다. 개구부들(OP)은 광 섬유 조각들(OFB)이 배치되지 않은 광학층(OPL)의 부분들로 정의될 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB)은 개구부들(OP)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 예시적으로 개구부들(OP)은 평면 상에서 봤을 때, 원형 형상을 가질 수 있으나, 개구부들(OP)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
개구부들(OP)은 제1 대각 방향(DDR1) 및 제1 대각 방향(DDR1)과 교차하는 제2 대각 방향(DDR2)으로 배열될 수 있다. 제1 대각 방향(DDR1)은 제1 및 제2 방향들(DR1,DR2)에 의해 정의된 평면에서 제1 및 제2 방향들(DR1,DR2)과 교차하는 방향으로 정의될 수 있다. 제2 대각 방향(DDR2)은 제1 및 제2 방향들(DR1,DR2)에 의해 정의된 평면에서 제1 대각 방향(DDR1)과 교차할 수 있다.
도 4를 참조하면, 광학층(OPL)은 20 내지 150 마이크로미터(μm)의 두께(TH)를 가질 수 있다. 광학층(OPL)의 두께(TH)는 제3 방향(DR3)으로 측정된 수치를 의미할 수 있다. 실질적으로, 광 섬유 조각들(OFB)이 20 내지 150 마이크로미터(μm)의 높이로 쌓여 광학층(OPL)이 형성될 수 있다. 개구부들(OP)은 광학층(OPL)을 제3 방향(DR3)으로 관통하는 형상으로 정의될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 표시 장치의 일부분의 단면을 도시한 도면이다.
예시적으로 도 5는 도 4에 대응하는 단면으로 도시하였다.
도 5를 참조하면, 광학층(OPL)은 접착제들(ADL1,ADL2)에 의해 제2 편광판(POL2) 및 반사 방지층(RPL)에 부착될 수 있다. 광학층(OPL) 및 제2 편광판(POL2) 사이에 제1 접착제(ADL1)가 배치되고, 광학층(OPL)과 반사 방지층(RPL) 사이에 제2 접착제(ADL2)가 배치될 수 있다. 광학층(OPL)은 제1 접착제(ADL1)에 의해 제2 편광판(POL2)에 부착될 수 있다. 광학층(OPL)은 제2 접착제(ADL2)에 의해 반사 방지층(RPL)에 부착될 수 있다.
제1 및 제2 접착제들(ADL1,ADL2)은 광학 투명 접착제(OCA: optical clear adhesive)를 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제1 및 제2 접착제들(ADL1,ADL2)은 광학 투명 접착제 외에도 다양한 접착제들을 포함할 수 있다. 제1 접착제(ADL1) 및 제2 접착제(ADL2)는 광 섬유 조각들(OFB) 사이로 스며들지 않도록 낮은 유동성 및 높은 점도를 가질 수 있다.
백라이트 유닛(BLU)에서 생성된 광(L)은 표시 패널(DP)에 제공될 수 있다. 광(L)은 표시 패널(DP) 및 제2 편광판(POL2)을 투과하여 광학층(OPL)에 제공될 수 있다. 광(L)은 제2 편광판(OPL2) 상에 배치된 광 섬유 조각들(OFB)에 제공되고, 광(L)은 광 섬유 조각들(OFB) 및 공기층(AIR)에 의해 확산될 수 있다.
광 섬유 조각들(OFB)과 공기층(AIR)은 서로 다른 굴절률을 가지므로, 광 섬유 조각들(OFB)과 공기층(AIR) 사이의 경계면에서 광(L)이 굴절될 수 있다. 광(L)은 불규칙하게 배치된 광 섬유 조각들(OFB)에 의해 굴절되어 결과적으로 확산될 수 있다. 확산된 광(L)은 반사 방지층(RPL)을 투과하여 상부로 출광될 수 있다.
표시 패널(DP)로부터 출광되는 광은 편광된 광으로서, 일정한 방향으로 진행할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(DP)로부터 출광되는 광은 평면에 수직한 상부 방향(90도 각도)으로 출광되거나, 90도 각도에 인접한 각도를 갖고 출광될 수 있다.
광학층(OPL)이 사용되지 않을 때, 표시 패널(DP)로부터 출광되는 광은 평면에 실질적으로 수직한 상부 방향으로 출광되어 사용자에게 제공될 수 있다. 이러한 경우, 사용자가 광의 진행 방향과 다른 방향에서 표시 패널(DP)을 봤을 때, 영상이 명확히 시인되지 않을 수 있다. 즉, 시야각이 좁아져 측면 시인성이 낮아질 수 있다.
본 발명의 실시 예에서 표시 패널(DP) 상에 배치된 광학층(OPL)은 표시 패널(DP)로부터 제공받은 광(L)을 확산시켜 광(L)의 출사각을 확대시킨다. 따라서, 표시 패널(DP)에서 출광된 광(L)이 다양한 방향으로 진행되어 시야각이 확대되고, 측면 시인성이 향상될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(DD)는 시야각을 확대시켜, 측면 시인성을 향상시킬 수 있다.
광(L)이 확산될 경우, 평면에 실질적으로 수직한 상부 방향으로 출광되는 광량이 감소하여 정면 휘도가 낮아질 수 있다. 정면 휘도는 표시 패널(DP)의 평면에 수직한 방향으로 표시 패널(DP)을 바라본 상태에서 측정된 휘도로 정의될 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시 예에서, 일부 광(L)은 광학층(OPL)에 정의된 개구부들(OP)을 투과하여 평면에 실질적으로 수직한 상부 방향으로 진행할 수 있다. 따라서, 개구부들(OP)에 의해 정면 휘도가 향상될 수 있다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6을 참조하면, 수용액(WAT)이 담겨진 용기(CT)가 준비될 수 있다. 플라스틱으로 형성된 복수 개의 섬유들(FIB)이 준비될 수 있다. 예를 들어, 섬유들(FIB)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(PC: polycarbonate), 폴리스틸렌(PS: polystyrene: PS), 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA: Poly Methyl Methacrylate)를 포함할 수 있다.
섬유들(FIB)이 절단 라인들(CTL)을 따라 절단되어 복수 개의 광 섬유 조각들(OFB)이 형성될 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB)은 수용액(WAT)에 담겨질 수 있다.
도 7을 참조하면, 메쉬 형상을 갖는 지지판(SUP)이 준비될 수 있다. 지지판(SUP)에는 메쉬 형상에 따른 개구부들(MO)이 정의될 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB)의 길이는 개구부들(MO)의 폭보다 클 수 있다.
지지판(SUP)의 상부에는 복수 개의 돌출부들(PRT)이 배치될 수 있다. 돌출부들(PRT)은 제3 방향(DR3)으로 연장된 원통형 형상을 가질 수 있으나, 돌출부들(PRT)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니다. 돌출부들(PRT)은 광학층(OPL)의 개구부들(OP)에 대응하도록 배치될 수 있다.
광 섬유 조각들(OFB)이 담겨진 수용액(WAT)이 지지판(SUP) 상에 제공될 수 있다.
도 8을 참조하면, 수용액(WAT)은 지지판(SUP)의 개구부들(MO)을 통해 지지판(SUP) 아래로 빠질 수 있다. 예시적으로, 도 8은 지지판(SUP)의 일부분의 단면 및 지지판(SUP) 상에 배치된 3개의 돌출부들(PRT)의 단면들이 도시되었다.
수용액(WAT)이 제거되고, 지지판(SUP) 상에 광 섬유 조각들(OFB)이 배치될 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB)의 길이가 개구부들(MO)의 폭보다 크므로, 광 섬유 조각들(OFB)은 개구부들(MO)을 통해 지지판(SUP) 아래로 빠지지 않고 지지판(SUP) 상에 쌓일 수 있다.
광 섬유 조각들(OFB)은 돌출부들(PRT)이 배치된 부분에는 배치되지 않는다. 광 섬유 조각들(OFB)은 돌출부들(PRT) 각각의 주변에 배치될 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB)은 돌출부들(PRT)의 높이까지 쌓이도록 지지판(SUP) 상에 제공될 수 있다. 지지판(SUP) 상에 제공된 광 섬유 조각들(OFB)은 서로 접촉된 상태이나, 서로 연결된 상태는 아닐 수 있다.
광 섬유 조각들(OFB)은 서로 부분적으로 접촉할 수 있다. 그러나, 일부 광 섬유 조각들(OFB)은 서로 접촉하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 광 섬유 조각들(OFB) 사이의 공기층(AIR)에 레진이 배치될 수 있으며, 레진에 배치된 일부 광 섬유 조각들(OFB)은 서로 접촉하지 않고 이격될 수 있다. 도시하지 않았으나, 유동성을 갖는 레진이 광 섬유 조각들(OFB)에 제공되어, 광 섬유 조각들(OFB) 사이의 공기층에 배치될 수 있다.
도 9를 참조하면, 광 섬유 조각들(OFB)에 소정의 압력 및 열(P&H)이 인가될 수 있다. 압력 및 열(P&H)에 의해 광 섬유 조각들(OFB)은 서로 연결될 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB)의 서로 접촉한 부분들이 압력 및 열(P&H)에 의해 용융되어 서로 연결될 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB)이 서로 연결되어 전술한 광학층(OPL)이 제조될 수 있다. 광학층(OPL)은 지지판(SUP)으로부터 분리될 수 있다.
돌출부들(PRT)에는 광 섬유 조각들(OFB)이 배치되지 않으므로, 광학층(OPL)이 지지판(SUP)으로부터 분리될 때, 돌출부들(PRT)에 대응하는 광학층(OPL)의 부분에 개구부들(OP)이 정의될 수 있다.
도 10을 참조하면, 광 섬유 조각들(OFB)로 형성된 광학층(OPL)이 표시 패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 예시적으로 도 10은 도 5에 대응하는 단면으로 도시하였다. 광학층(OPL) 및 표시 패널(DP) 사이에 제1 접착제(ADL1)가 배치되어 광학층(OPL)이 표시 패널(DP) 상에 부착될 수 있다.
구체적으로, 표시 패널(DP) 상에 제2 편광판(POL2)이 배치되고 제2 편광판(POL2) 상에 제1 접착제(ADL1)가 배치될 수 있다. 광 섬유 조각들(OFB)은 제1 접착제(ADL1)에 의해 제2 편광판(POL2)에 부착될 수 있다.
표시 패널(DP) 아래에 백라이트 유닛(BLU)이 배치될 수 있다. 반사 방지층(RPL)이 광학층(OPL) 상에 배치되고, 제2 접착제(ADL2)에 의해 광학층(OPL)에 부착됨으로써, 표시 장치(DD)가 제조될 수 있다.
이러한 제조 방법에 따라, 개구부들(OP)이 정의된 광학층(OPL)이 제조되고, 이러한 광학층(OPL)의 광 섬유 조각들(OFB)에 의해 광이 확산될 수 있다.
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
DD: 표시 장치 DP: 표시 패널
BLU: 백라이트 유닛 SUB1,SUB2: 제1 및 제2 기판
POL1,POL2: 제1 및 제2 편광판 OPL: 광학층
OFB: 광 섬유 조각 AIR: 공기층
OP: 개구부 RPL: 반사 방지층
ADL1,ADL2: 제1 및 제2 접착제 SUP: 지지판
MO: 지지판의 개구부 PRT: 돌출부
WAT: 수용액

Claims (19)

  1. 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 배치된 광학층; 및
    상기 표시 패널 아래에 배치되어 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 광학층은,
    복수 개의 광 섬유 조각들; 및
    상기 광 섬유 조각들 사이의 공기층을 포함하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기층에 제공되고 상기 광 섬유 조각들보다 낮은 굴절률을 갖는 레진을 더 포함하는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 섬유 조각들은 서로 부분적으로 접촉하고 일부 광 섬유 조각들은 다른 광 섬유 조각들과 서로 이격되는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 섬유 조각들은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스틸렌, 또는 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학층은 20 내지 150 마이크로미터의 두께를 갖는 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학층에는 상기 표시 패널을 투과하여 상기 광학층에 제공된 광을 투과시키는 복수 개의 개구부들이 정의된 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 제1 방향 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에 의해 정의된 평면을 갖고,
    상기 개구부들은 상기 평면에서 상기 제1 및 제2 방향들과 교차하는 제1 대각 방향 및 상기 제1 대각 방향과 교차하는 제2 대각 방향으로 배열되는 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패널 및 상기 백라이트 유닛 사이에 배치된 제1 편광판; 및
    상기 표시 패널 및 상기 광학층 사이에 배치된 제2 편광판을 더 포함하는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광학층 상에 배치된 반사 방지층을 더 포함하는 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광학층 및 상기 제2 편광판 사이 및 상기 광학층 및 상기 반사 방지층 사이에 각각 배치된 접착제를 더 포함하는 표시 장치.
  11. 표시 패널;
    상기 표시 패널 상에 배치된 편광판;
    상기 편광판 상에 배치된 복수 개의 광 섬유 조각들; 및
    상기 표시 패널 아래에 배치된 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛에서 생성된 광은 상기 표시 패널 및 상기 편광판을 통해 상기 광 섬유 조각들에 제공되고, 상기 광은 상기 광 섬유 조각들 및 상기 광 섬유 조각들 사이의 공기층에 의해 확산되는 표시 장치.
  12. 메쉬 형상을 갖고, 상부에 복수 개의 돌출부들이 배치된 지지판을 준비하는 단계;
    복수 개의 광 섬유 조각들이 담겨진 수용액을 상기 지지판 상에 제공하여, 상기 수용액을 상기 메쉬 형상에 따라 정의된 상기 지지판의 개구부들을 통해 제거하고, 상기 광 섬유 조각들을 상기 지지판 상에 배치하는 단계;
    상기 광 섬유 조각들에 압력 및 열을 인가하여 상기 광 섬유 조각들을 서로 연결시켜 광학층을 형성하는 단계; 및
    상기 광학층을 표시 패널 상에 배치하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 표시 패널과 상기 광학층 사이에 접착제를 배치하여 상기 광학층을 상기 표시 패널 상에 부착시키는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 광 섬유 조각들은 상기 돌출부들 각각의 주변에 배치되는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 표시 패널 상에 배치된 상기 광학층에는 복수 개의 개구부들이 정의되고, 상기 광학층의 상기 개구부들은 상기 돌출부들이 배치된 위치들에 대응하는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 광 섬유 조각들의 길이는 상기 지지판의 상기 개구부들의 폭보다 큰 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 광 섬유 조각들은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리스틸렌, 또는 폴리메틸메타크릴레이트를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 광학층은 20 내지 150 마이크로미터의 두께를 갖는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 공기층에 제공되고 상기 광 섬유 조각들보다 낮은 굴절률을 갖는 레진을 더 포함하고, 상기 광 섬유 조각들은 서로 부분적으로 접촉하고 일부 광 섬유 조각들은 다른 광 섬유 조각들과 서로 이격되는 표시 장치의 제조 방법.
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