KR20210082756A - Fluorescence sheet and display device having thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 형광시트 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것으로, 특히 색변이(color shift)를 방지할 수 있는 형광시트 및 이를 구비한 표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fluorescent sheet and a display device having the same, and more particularly, to a fluorescent sheet capable of preventing color shift and a display device having the same.
평판표시장치는 핸드폰(Mobile Phone), 태블릿 PC, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기 뿐만 아니라 TV와 같은 대면적 전자기기에도 적용되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display)와 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display)가 있다.The flat panel display device is being applied not only to various portable electronic devices such as mobile phones, tablet PCs, and notebook computers, but also to large-area electronic devices such as TVs. The flat panel display includes a liquid crystal display and an organic light emitting display.
이러한 평판표시장치중 액정표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 장점으로 인해 많이 사용되고 있지만, 유기전계발광 표시장치에 비해 명암과 휘도가 낮다는 단점이 있다.Among these flat panel displays, liquid crystal displays are widely used due to their advantages such as light weight, thinness, and low power consumption, but have disadvantages in that they have lower contrast and luminance compared to organic light emitting displays.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 단색광을 발광하는 미니 LED 또는 마이크 LED와 단색광을 백색광으로 변환하는 형광시트를 구비함으로써 제조비용이 절감되고 휘도 및 명암비를 향상시킬 수 있는 형광시트 및 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above points, and by providing a mini LED or microphone LED that emits monochromatic light and a fluorescent sheet that converts monochromatic light into white light, a fluorescent sheet and display capable of reducing manufacturing cost and improving luminance and contrast ratio The purpose is to provide a device.
본 발명의 다른 목적은 형광시트에서의 산란에 의해 LED 사이의 영역으로 백색광을 출력함으로써 LED 사이 영역에서 광의 컬러변이를 최소화하여 컬러변이에 따른 화질저하를 방지할 수 있는 형광시트 및 표시장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fluorescent sheet and a display device capable of minimizing the color shift of light in the region between the LEDs by outputting white light to the region between the LEDs by scattering from the fluorescent sheet, thereby preventing image quality deterioration due to the color shift. will do
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 형광시트는 입력되는 단색광을 백색광을 변환하는 제1형광층 및 그 상부의 제2형광층; 및 상기 제1형광층 및 제2형광층 사이에 배치된 제1중간층으로 구성된다.In order to achieve the above object, a fluorescent sheet according to the present invention includes a first fluorescent layer for converting input monochromatic light into white light and a second fluorescent layer thereon; and a first intermediate layer disposed between the first fluorescent layer and the second fluorescent layer.
입력되는 단색광은 청색 단색광이고 상기 제1형광층 및 제2형광층은 각각 황색 형광물질일 수 있으며, 입력되는 단색광은 청색 단색광이고 상기 제1형광층 및 제2형광층은 각각 적색 형광물질과 녹색 형광물질로 구성될 수 있다. 또한, 입력되는 단색광은 자외선이고 상기 제1형광층 및 제2형광층은 각각 녹색 형광물질과 청색 형광물질로 구성될 수 있다.The input monochromatic light may be a blue monochromatic light, the first fluorescent layer and the second fluorescent layer may each be a yellow fluorescent material, the input monochromatic light may be a blue monochromatic light, and the first fluorescent layer and the second fluorescent layer may be a red fluorescent material and a green light, respectively. It may be composed of a fluorescent material. In addition, the input monochromatic light is ultraviolet light, and the first fluorescent layer and the second fluorescent layer may be composed of a green fluorescent material and a blue fluorescent material, respectively.
상기 제1 및 제2형광층과 상기 제1중간층은 굴절률이 다르며, 이때 상기 제1중간층은 PET(PolyEthylene Terephthalate)로 구성된다. 상기 제2형광층의 적어도 표면에는 산란입자가 분포될 수 있으며, 상기 제2형광층 위에 배치된 적어도 하나의 제2중간층 및 제3형광층이 교대로 배치될 수도 있다.The first and second fluorescent layers and the first intermediate layer have different refractive indices, and in this case, the first intermediate layer is made of PET (PolyEthylene Terephthalate). Scattering particles may be distributed on at least a surface of the second fluorescent layer, and at least one second intermediate layer and a third fluorescent layer disposed on the second fluorescent layer may be alternately disposed.
또한, 본 발명에 따른 표시장치는 표시패널; 상기 표시패널 하부에 배치되어 단색광을 발광하는 복수의 LED; 및 상기 표시패널과 상기 LED 사이에 배치되어 상기 LED로부터 발광되는 단색광을 백색광을 변환하여 출력하는 상기 구성의 형광시트로 이루어진다.In addition, a display device according to the present invention includes a display panel; a plurality of LEDs disposed under the display panel to emit monochromatic light; and a fluorescent sheet disposed between the display panel and the LED to convert monochromatic light emitted from the LED to white light and output the fluorescent sheet.
상기 LED는 미니 LED 또는 마이크로 LED이며, 청색광을 발광하는 LED 또는 자외선을 발광하는 LED일 수 있다.The LED may be a mini LED or a micro LED, and may be an LED emitting blue light or an LED emitting ultraviolet light.
상기 광학시트의 상부에는 상기 광학시트로부터 출력되는 백색광중 P파는 투과하고 S파는 반사하고 산란시키는 휘도강화필름을 더 포함하며, 이때 휘도강화필름은 APCF(Advanced Polarizing Collimaton Film) 또는 DBEF(Double Brightness Enhance Film)일 수 있다.An upper portion of the optical sheet further includes a luminance enhancement film that transmits P waves among white light output from the optical sheet and reflects and scatters S waves, wherein the luminance enhancement film is Advanced Polarizing Collimaton Film (APCF) or Double Brightness Enhancement (DBEF). film).
본 발명에서는 단색광을 발광하는 미니 LED 또는 마이크 LED를 구비하고, 그 상부에 형광시트를 구비하여 LED로부터 발광되는 광을 백색광을 변환하여 액정패널에 공급하므로, 기존의 백색 LED패키지를 사용하는 경우에 비해 제조비용을 절감할 수 있고 휘도 및 명암비를 향상시킬 수 있게 된다.In the present invention, a mini LED or a microphone LED emitting monochromatic light is provided, and a fluorescent sheet is provided on the upper part to convert the light emitted from the LED into white light and supply it to the liquid crystal panel. Compared to that, it is possible to reduce the manufacturing cost and improve the luminance and contrast ratio.
더욱이, 본 발명에서는 형광시트를 복수의 형광층과 그 사이의 중간층으로 구성하여, LED에서 발광된 단색광에서 변환되어 출력되는 백색광을 산란시킴으로서, 출력되는 백색광이 인접하는 LED 사이의 영역을 통해 공급되도록 한다. 따라서, 백색광이 인접하는 LED 사이의 영역에서 출력되는 컬러변이된 광과 혼합되어 액정패널로 공급되므로, 이 영역에서의 컬러변이에 의한 화질저하를 최소화할 수 있게 된다.Furthermore, in the present invention, the fluorescent sheet is composed of a plurality of fluorescent layers and an intermediate layer therebetween so that the white light that is converted from the monochromatic light emitted from the LED and is outputted is scattered, so that the output white light is supplied through the region between the adjacent LEDs. do. Accordingly, since the white light is mixed with the color-shifted light output from the region between the adjacent LEDs and supplied to the liquid crystal panel, it is possible to minimize the deterioration of image quality due to the color shift in this region.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 단면도.
도 3a는 본 발명에 따른 액정패널의 평면도이고 도 3b는 도 3a의 I-I'선 단면도이다.
도 4는 본 발명에 다른 LED의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 2의 A 영역 확대단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치의 일부 영역 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에서 액정패널에 광이 공급되는 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치에서 액정패널에 광이 공급되는 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에서 LED 사이 영역에서의 광의 스펙트럼이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 휘도강화필름에서의 광의 투과 및 반사를 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 형광시트를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 형광시트를 나타내는 도면이다.1 is an exploded perspective view of a display device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a display device according to a first embodiment of the present invention;
3A is a plan view of a liquid crystal panel according to the present invention, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line II′ of FIG. 3A.
4 is a cross-sectional view showing the structure of an LED according to the present invention.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of area A of FIG. 2 .
6 is an enlarged cross-sectional view of a partial region of a display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
7 is a view illustrating that light is supplied to a liquid crystal panel in the display device according to the first embodiment of the present invention.
8 is a view illustrating that light is supplied to a liquid crystal panel in the display device according to the second embodiment of the present invention.
9 is a spectrum of light in the region between LEDs in the first embodiment of the present invention.
10 is a view showing transmission and reflection of light in a luminance-enhanced film according to a second embodiment of the present invention;
11 is a view showing a fluorescent sheet according to a third embodiment of the present invention.
12 is a view showing a fluorescent sheet according to a fourth embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 권리의 범위는 첨부된 청구항에 의해 결정되어야만 한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the scope of the rights of the present invention should be determined by the appended claims.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치(100)의 분해사시도이고 도 2는 조립된 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표시장치(100)는 표시패널(200)과 상기 표시패널에 광을 공급하는 백라이트로 구성된다.1 and 2 , the
상기 표시패널(200)은 액정패널이다. 도면에는 표시하지 않았지만, 상기 액정패널(200)은 제1기판 및 제2기판과 그 사이의 액정층으로 이루어져 외부로부터 신호가 인가됨에 따라 화상을 구현한다.The
백라이트는 상기 액정패널(200)의 하부 측면에 배치되어 단색광을 발광하는 복수의 LED(Light Emitting Device;140)가 실장되는 LED기판(130)과, 상기 액정패널(200)의 하부에 배치되어 LED(140)에서 발광된 광을 확산시키는 확산판(132)과, 상기 확산판(132) 상부에 배치되어 상기 LED(140)에서 발광된 단색광을 백색광으로 변환시키는 형광시트(150)와, 상기 액정패널(200)과 형광시트(150) 사이에 배치되어 형광시트(150)에 의해 변환된 백색광을 다시 확산시키는 확산시트(134a) 및 확산된 광을 집광하는 프리즘시트(134b)로 이루어진 광학시트(134)로 구성된다.The backlight is disposed on the lower side of the
상기 백라이트의 LED기판(130), 확산판(132), 형광시트(150) 및 광학시트(134)는 하부커버(160)에 수납된 후, 하부커버(160)가 가이드패널(162) 및 상부커버(164)와 결합됨에 따라 조립된다.After the
상기 가이드패널(162)에는 액정패널(200), 확산판(132), 형광시트(150) 및 광학시트(134)이 배치된다. 상기 가이드패널(162)은 일정 폭을 가진 사각형상의 틀로 형성되며, 다단의 단차가 형성되어 확산판(132), 형광시트(150) 및 광학시트(134)의 가장자리영역이 각각 상기 단차에 놓인다. 또한, 액정패널(200)의 가장자리영역은 상기 가이드패널(162)의 상면에 놓여 조립된다.A
이때, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 가이드패널(162)의 상면에는 양면접착제가 배치되어 상기 액정패널(200)을 가이드패널(162)의 상면에 부착시켜 고정할 수 있다.At this time, although not shown in the drawings, a double-sided adhesive is disposed on the upper surface of the
도 3a는 상기 액정패널(200)의 평면도이고 도 3b는 도 3a의 I-I'선 단면도이다. 실질적으로 본 발명에 따른 액정패널(200)에는 N×M개의 화소영역이 매트릭스형상으로 배열되어 있지만, 도면에서는 설명의 편의를 위해 하나의 화소영역만을 도시하였다.3A is a plan view of the
도 3a에 도시된 바와 같이, 액정패널(200)은 복수의 화소영역을 정의하는 복수의 게이트라인(203) 및 데이터라인(205)과, 각각의 화소영역에 배치된 박막트랜지스터와, 상기 화소영역에 배치된 공통전극(222) 및 화소전극(224)으로 구성된다.As shown in FIG. 3A , the
상기 박막트랜지스터는 게이트라인(203)과 접속되어 외부로부터 주사신호가 인가되는 게이트전극(211)과, 상기 게이트전극(211) 위에 배치되어 게이트전극(211)에 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되어 채널을 형성하는 반도체층(213)과, 상기 반도체층(213) 위에 배치되어 반도체층(213)이 활성화됨에 따라 데이터라인(205)을 통해 인가되는 화상신호를 화소영역의 화소전극(224)으로 공급하는 소스전극(215) 및 드레인전극(216)으로 구성된다.The thin film transistor has a
상기 공통전극(222)은 화소영역의 전체 영역에 걸쳐 화소영역의 형상과 실질적으로 동일한 형상으로 형성되며, 인접하는 화소영역 사이에는 공통전극라인(223)이 배치되어 인접하는 화소영역에 배치된 공통전극(222)이 전기적으로 접속된다. The
화소전극(224)은 절연층을 사이에 두고 상기 공통전극(222)과 오버랩되도록 배치된다. 이때, 화소전극(224)은 그 일부가 제거되어 게이트라인(203)과 평행하거나 게이트라인(203)과 약간 기울어진 방향으로 띠형상의 복수의 슬릿(224a)이 형성된다. 박막트랜지스터의 소스전극(215) 및 드레인전극(216)을 통해 화소전극(224)에 화상신호가 인가되는 경우 화소전극(224)의 슬릿(224a)의 2개의 장변과 하부의 공통전극(222) 사이에 표시패널의 표면과 실질적으로 수직한 전계가 발생하며, 이 전계에 의해 액정층의 액정분자가 배열되어 액정층을 투과하는 광의 투과율을 조절함으로써 화상을 구현할 수 있게 된다.The
도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제1기판(230)에는 박막트랜지스터가 형성된다. 상기 박막트랜지스터는 제1기판(230)위에 형성된 게이트전극(211), 상기 게이트전극(211)이 형성된 제1기판(230) 전체에 걸쳐 형성된 게이트절연층(232)과, 상기 게이트절연층(232) 위에 형성된 반도체층(213)과, 상기 반도체층(213) 위에 형성된 소스전극(215) 및 드레인전극(216)으로 구성된다.As shown in FIG. 3B , a thin film transistor is formed on the
상기 게이트절연층(232)은 SiNx나 SiOx와 같이 계면특성 및 절연특성이 좋은 무기절연물질로 구성될 수 있으며, 게이트전극(211)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같은 금속으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 반도체층(213)은 a-Si과 같은 비정질 반도체층으로 구성될 수도 있고 p-Si과 같은 다결정 반도체층으로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 반도체층(213)은 산화물반도체층으로 구성될 수도 있다. 상기 소스전극(215) 및 드레인전극(216)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같은 금속으로 구성될 수 있다.The
상기 게이트절연층(232) 위에는 공통전극(222)이 형성된다. 이때, 상기 공통전극(222)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 도전물질로 이루어져 화소영역 전체에 걸쳐 화소영역의 형상과 유사한 형상으로 구성된다. 상기 공통전극(222)은 제1기판(230) 위에 형성될 수도 있다.A
상기 박막트랜지스터가 배치된 제1기판(230) 전체에 걸쳐 보호층(236)이 형성되며, 상기 보호층(236)에 화소전극(224)이 배치된다. 상기 보호층(236)은 포토아크릴과 같은 유기절연물질로 구성되고 화소전극(224)은 ITO나 IZO와 같은 투명도전물질 또는 불투명한 금속으로 구성될 수 있다. 상기 화소전극(224)에는 복수의 슬릿(224a)이 구비된다. 상기 슬릿(224a)은 화소전극(224)의 일부 영역을 설정된 폭을 가진 띠형상으로 식각하여 형성된다. 도면에는 화소영역내에 특정 개수의 슬릿(224a)이 형성되지만 상기 슬릿(224a)이 특정 개수에 한정되는 것이 아니라, 표시장치의 크기나 해상도, 셀갭(cell gap)과 같은 다양한 요인에 의해 결정될 것이다.A
제2기판(240)에는 화상이 표시되지 않은 영역으로 광이 투과하여 화질이 저하되는 것을 방지하기 위한 블랙매트릭스(242)와 실제 컬러를 구현하는 컬러필터층(244)이 배치되며, 상기 제1기판(230) 및 제2기판(240) 사이에 액정층(250)이 형성되어 액정패널(200)이 완성된다.On the
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 액정패널(200)의 하면 및 상면에는 각각 제1편광판 및 제2편광판이 구비된다. 이때, 상기 제1편광판 및 제2편광판의 광학축 방향을 서로 수직일 수 있고 수평일 수 있다. 상기 백라이트로부터 액정패널(200)로 공급되는 광은 제1편광판에 의해 제1편광된 광으로 입력되며, 액정패널(200)의 액정층을 투과하면서 광의 편광상태가 변경되어 제2편광판을 통해 출력되는 광의 투과율이 조절되어 화상이 구현된다.Although not shown in the drawings, a first polarizing plate and a second polarizing plate are respectively provided on the lower surface and the upper surface of the
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 액정패널(200)의 하부에 배치된 LED(140)는 단색광을 발광하는 미니(mini) LED 또는 마이크로(micro) LED이다. 일반적으로 백색광을 발광하는 LED는 패키지(package)형태로 제작되어 공급된다. 예를 들어, 이러한 백색 LED 패키지는 단색광을 발광하는 LED소자와 형광층으로 구성되므로, 단가가 상승하게 된다. 더욱이, 일반적인 백색 LED패키지는 약 1000㎛ 정도로 크기로 구성되므로, 액정표시장치에 적용되는 경우 액정표시장치의 한정된 크기로 인해 약 수십 내지 수백개만이 사용될 수 있었고 그 이상 개수의 백색 LED패키지가 배치되는데에는 한계가 있었다.Referring back to FIGS. 1 and 2 , the
반면에, 미니LED 또는 마이크로LED는 단색광을 방출하는 소자이므로, 백색 LED패키지에 비해 상대적으로 제조비용이 저렴하다. 또한, 미니LED는 약 200 내지 700㎛의 크기를 가지며 마이크로LED는 100㎛ 이하의 크기를 가지므로, 액정표시장치의 백라이트로 적용될 때 백색 LED패키지에 비해 훨씬 많은 개수, 예를 들어 수천개가 백라이트에 구비될 수 있다. 따라서, 미니LED 또는 마이크로LED를 채용한 액정표시장치는 일반적인 백색 LED 패키지를 채용한 액정표시장치에 비해 휘도와 명암비를 대폭 향상시킬 수 있게 된다.On the other hand, since the mini LED or micro LED is a device emitting monochromatic light, the manufacturing cost is relatively low compared to the white LED package. In addition, since the mini LED has a size of about 200 to 700 μm and the micro LED has a size of 100 μm or less, when applied as a backlight for a liquid crystal display, a much larger number, for example, thousands, is used in the backlight compared to a white LED package. can be provided. Accordingly, the liquid crystal display employing the mini-LED or micro-LED can significantly improve the luminance and contrast ratio compared to the liquid crystal display employing the general white LED package.
이하에서는 참조한 도면을 참조하여 본 발명에 채용된 LED를 자세히 설명한다.Hereinafter, the LED employed in the present invention will be described in detail with reference to the referenced drawings.
도 4는 본 발명에 따른 표시장치에 적용되는 LED(140)의 구조를 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing the structure of the
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 표시장치의 LED(140)는 약 200 내지 700㎛의 크기의 미니LED 또는 100㎛ 이하 크기의 마이크로LED로서, 도핑되지 않은 GaN층(144), 상기 GaN층(144) 위에 배치된 n-형 GaN층(145), 상기 n-형 GaN층(145) 위에 배치된 다중양자우물(Multi-Quantum-Well: MQW) 구조를 가진 활성층(146), 상기 활성층(145) 위에 배치된 p-형 GaN층(147), 투명도전성물질로 형성되어 상기 p-형 GaN층(147) 위에 배치되는 오믹접촉층(148), 상기 오믹접촉층(148)의 일부와 접촉되는 p-형 전극(141), 상기 활성층(146), p-형 GaN층(147) 및 오믹접촉층(148)의 일부를 식각하여 노출되는 n-형 GaN층(145)의 일부와 접촉되는 n-형 전극(143)으로 구성된다.As shown in FIG. 4, the
상기 n-형 GaN층(145)은 활성층(146)에 전자를 공급하기 위한 층으로, GaN 반도체층에 Si와 같은 n-형 불순물을 도핑함으로써 형성된다.The n-
상기 활성층(146)은 주입되는 전자와 정공이 결합되어 광을 발산하는 층이다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 활성층(146)의 다중양자우물구조는 복수의 장벽층과 우물층이 교대로 배치되며, 상기 우물층은 InGaN층으로 구성되고 장벽층은 GaN으로 구성되지만 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 p-형 GaN층(147)은 활성층(146)에 정공을 주입하기 위한 층으로, GaN 반도체층에 Mg, Zn 및 Be와 같은 p-형 불순물이 도핑되어 형성된다.The p-type GaN layer 147 is a layer for injecting holes into the
상기 오믹접촉층(148)은 p-형 GaN층(147)과 p-형 전극(141)을 오믹접촉(ohmic contact)시키기 위한 것으로, ITO(Indium Tin Oxide), IGZO(Indium Galium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 금속산화물을 사용할 수 있다.The
상기 p-형 전극(141)과 n-형 전극(143)은 Ni, Au, Pt, Ti, Al, Cr 중 적어도 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있다.The p-
이러한 구조의 LED(140)에서 p-형 전극(141) 및 n-형 전극(143)에 전압이 인가됨에 따라 n-형 GaN층(145) 및 p-형 GaN층(147)으로부터 활성층(146)으로 각각 전자 및 정공이 주입되면, 상기 활성층(146)내에는 여기자(exciton)가 생성되며 이 여기자가 소멸(decay)함에 따라 발광층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)와 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)의 에너지 차이에 해당하는 광이 발생하게 되어 외부로 발산하게 된다.In the
이때, LED(140)에서 발광하는 광의 파장은 활성층(146)의 다중양자우물구조의 장벽층의 두께를 조절함으로써 조절할 수 있게 된다.At this time, the wavelength of the light emitted from the
도면에 도시하지 않았지만, 상기 LED(140)는 기판 위에 버퍼층을 형성하고 상기 버퍼층 위에 GaN 박막을 성장함으로써 제작된다. 이때, GaN 박막의 성장을 위한 기판으로는 사파이어(sapphire), 실리콘(Si), GaN, 실리콘 카바이드(SiC), 갈륨비소(GaAs), 산화아연(ZnO) 등이 사용될 수 있다.Although not shown in the drawings, the
또한, 버퍼층은 GaN 박막성장용 기판이 GaN기판이 아닌 다른 물질로 이루어진 경우, 기판상에 에피(Epi)층인 n-GaN층(120)을 직접 성장시킬 때 발생하는 격자부정합에 의한 품질저하를 방지하기 위한 것으로, AlN 또는 GaN 등이 사용될 수 있다.In addition, the buffer layer prevents quality deterioration due to lattice mismatch that occurs when the n-GaN layer 120, which is an epi layer, is directly grown on the substrate when the GaN thin film growth substrate is made of a material other than the GaN substrate. For this purpose, AlN or GaN may be used.
상기 n-형 GaN층(145)은 불순물이 도핑되지 않은 GaN층(144)을 성장시킨 후, 상기 도핑되지 않은 박막의 상부에 Si와 같은 n형 불순물을 도핑함으로써 형성될 수 있다. 또한, p-형 GaN층(147)은 도핑되지 않은 GaN박막을 성장시킨 후 Mg, Zn, Be 등의 p-형 불순물을 도핑함으로써 형성할 수 있다.The n-
도면에서는 LED(140)가 특정구조로 형성되지만, 본 발명이 이러한 구조의 LED(140)에만 적용되는 것이 아니라 수직구조 LED 및 수평구조 LED와 같이 다양한 구조의 LED에 적용될 수 있을 것이다.Although the
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, LED(140)에서 발광된 단색광은 확산판(132), 형광시트(150) 및 광학시트(134)를 거쳐 액정패널(200)로 공급된다.Referring back to FIGS. 1 and 2 , the monochromatic light emitted from the
도 5는 도 2의 A 영역 확대단면도로서, LED(140), 확산판(132), 형광시트(150) 및 광학시트(134)를 나타내는 도면이다. 이 도면을 참조하여 LED(140) 상부에 배치되는 구조물에 대해 구체적으로 설명한다.FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of region A of FIG. 2 , showing the
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 확산판(132)은 LED(140) 상부에 일정 거리 이격되어 배치된다. 상기 확산판(132)은 격자불량(lattice mura)를 방지하기 위해 배치된다. 본 발명과 같이 LED(140)가 액정패널(200)의 하부에 배치되어 액정패널(200)에 광을 공급하는 경우, LED(140)의 위치에 따라 액정패널(200)의 휘도가 달라지게 된다.As shown in FIG. 5 , the
즉, LED(140)로부터 발산되는 광의 퍼지는 각도가 협소하여 LED(140)와 LED(140) 사이의 간격이 너무 큰 경우, LED(140)로부터 발광되는 광중 상기 영역으로 출력되는 광은 상대적으로 작기 때문에, 인접하는 LED(140) 사이 영역의 휘도가 LED(140) 상부의 영역(예를 들면, LED(140)의 광발산각도에 포함되는 영역)의 휘도가 저하된다. 또한, 인접하는 LED(140) 사이의 간격이 너무 작은 경우 발산되는 광의 중첩에 의해 LED(140) 사이 영역의 휘도가 LED(140) 상부의 영역의 휘도 보다 크게 되는 격자형상으로 암선 및 휘선이 형성되는 격자불량이 발생하게 된다. That is, when the distance between the
상기 확산판(132)은 LED(140)로부터 입력되는 광을 확산시켜 이러한 격자불량을 방지한다. 상기 확산판(132)은 광투과성 및 내광성이 좋은 아크릴계 수지, 스티렌-아크릴계 공중합 수지, 스티렌계 수지, 스티렌-아크릴로니트릴계 수지, 폴리카보네이트 수지 등이 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
또한, 확산판(132)의 내부에는 다수의 광확산입자가 산포될 수 있고, 확산판(132)의 상면 및/또는 하면에는 입사 및 출사되는 광을 산란시키는 광학패턴이 형성될 수 있다. 이때, 상기 광학패턴은 오목한 홈이나 볼록부일 수 있다. 상기 광학패턴은 확산판(132)의 상면 및/또는 하면 전체에 걸쳐서 균일하고 또는 불균일하게 형성될 수 있으며, LED(140)에 대응하는 영역에만 형성될 수 있다.In addition, a plurality of light diffusion particles may be dispersed inside the
상기 확산판(132) 위에는 형광시트(150)가 배치된다. 상기 형광시트(150)는 LED(140)에서 발광된 단색광을 백색광으로 변환시킨다. 본 발명에서는 LED(140)로서 청색을 발광하는 LED를 사용하고 형광시트(150)로는 청색광을 백색광을 변환시키는 형광시트를 사용하지만, 이에 한정되는 것이 아니라 자외선을 발광하는 LED를 사용하고 자외선을 백색광을 변환시키는 형광시트를 사용할 수도 있다.A
상기 형광시트(150)는 형광물질을 포함한다. 상기 형광물질은 LED(140)에서 출력되는 단색광의 일부를 흡수하여 여기됨으로써 다른 파장의 광을 출력하며, LED(140)로부터 입력되어 투과되는 단색광과 여기되어 생성된 다른 파장의 광이 혼합되어 최종적으로 백색광이 출력된다.The
LED(140)가 청색광을 발광하는 경우 상기 형광시트(150)는 황색 형광물질로 구성될 수 있으며, 상기 형광시트(150)가 적색 형광물질과 녹색 형광물질로 구성될 수 있다. 또는 LED(140)가 자외선을 발광하는 경우 상기 형광시트(150)는 녹색 형광물질과 청색 형광물질로 구성될 수 있다.When the
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 형광시트(150)의 형광물질은 투명필름에 도포될 수 있다. 이때, 투명필름으로는 실리콘(silicon) 수지, 폴리메칠펜텐(polymethyl pentene) 수지, 폴리에테르설폰(polyether sulfon) 수지, 폴리에테르 이미드(polyether imide) 수지, 폴리아릴레이트(polyarylate) 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacylate) 수지 및 이들의 혼합물질로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Although not shown in the drawings, the fluorescent material of the
상기 형광시트(150)는 약 250-350㎛의 두께, 바람직하게는 약 280-320㎛로 형성될 수 있지만, 이러한 두께에 한정되는 것은 아니다.The
또한, 상기 형광시트(150)는 대략 액정패널(200)의 크기와 동일한 크기로 형성된다. 즉, 상기 형광시트(150)는 하부에 배치된 다수의 LED(140)를 모두 커버할 수 있을 정도의 크기로 형성되어, 다수의 LED(140)에서 발광된 단색광이 모두 하나의 형광시트(150)로 입력된 후 백색광으로 변환되어 출력된다.In addition, the
미니 LED나 마이크로 LED가 아닌 백색광을 발광하는 일반적인 백색광 LED패키지의 경우, 각각의 LED패키지에 형광층이 형성되어야만 하므로, 제조비용이 증가하게 된다. 반면에, 본 발명에서는 다수의 단색광 LED(140)와 한매의 형광시트(150)만 구비되면, 다수의 LED(140)에서 출력되는 모든 단색광을 백색광으로 변환할 수 있으므로, 전체적인 제조비용을 대폭 절감할 수 있게 된다.In the case of a general white light LED package that emits white light rather than a mini LED or micro LED, a fluorescent layer must be formed on each LED package, thereby increasing the manufacturing cost. On the other hand, in the present invention, if only a plurality of
상기 형광시트(150)의 상부에는 광학시트(134)가 배치된다. 상기 광학시트(134)는 형광시트(160)에서 출력되는 백색광의 효율을 향상시켜 액정패널(200)로 공급한다. 상기 광학시트(134)는 형광시트(160)에서 출력된 광을 확산시키는 확산시트(134a)와 상기 확산시트에 의해 확산된 광을 집광하여 액정패널(200)에 균일한 광이 공급되도록 하는 프리즘시트(134b)로 이루어진다. 이때, 확산시트(134a)는 1매가 구비되지만 프리즘시트(134b)는 프리즘이 x,y-축방향으로 서로 수직으로 교차하는 2매의 프리즘시트로 구성되어 x,y-축 방향에서 광을 굴절시켜 광이 직진성을 향상시킨다.An
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에서는 단색광을 발광하는 미니 LED 또는 마이크로 LED를 광원으로 구성하고, 그 상부에 형광시트(150)를 구비함으로써 백색광을 액정패널(200)에 공급할 수 있게 된다. 따라서, 백색광을 출력하는 일반적인 백색광 LED패키지를 구비한 표시장치에 비해, 제조비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 휘도 및 명암비가 대폭 향상된다.As described above, in the display device according to the first embodiment of the present invention, a mini LED or micro LED emitting monochromatic light is configured as a light source, and a
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치의 부분 단면도로서, 도 2의 A 영역의 확대도이다. 이 실시예의 구조는 도 2에 도시된 제1실시예와 유사하므로, 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하거나 간단하게 다른 구성에 대해서만 자세히 설명한다.6 is a partial cross-sectional view of a display device according to a second exemplary embodiment of the present invention, and is an enlarged view of area A of FIG. 2 . Since the structure of this embodiment is similar to that of the first embodiment shown in FIG. 2 , the description of the same configuration is omitted or only the different configuration will be simply described in detail.
도 6에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 표시장치에서는 액정패널의 하부에는 다수의 LED(440)가 배치되며, 그 위에 확산판(432)이 배치된다. 이때, 상기 LED(440)는 단색광, 예를 들면 청색광을 발광하는 미니LED 또는 마이크로LED이다. As shown in FIG. 6 , in the display device of this embodiment, a plurality of
상기 확산판(430) 위에는 상기 LED(440)에서 발광되는 단색광을 백색광으로 변환시키는 형광시트(450)가 배치된다. A
상기 형광시트(450)는 제1형광층(452)과 제2형광층(455) 및 그 사이의 중간층(454)로 구성된다.The
상기 LED(440)가 청색 LED인 경우, 상기 제1형광층(452) 및 제2형광층(455)은 각각 황색 형광물질로 구성되거나 적색 형광물질과 녹색 형광물질로 구성될 수 있다. 또는 LED(440)가 자외선 LED인 경우, 상기 제1형광층(452) 및 제2형광층(455)은 각각 녹색 형광물질과 청색 형광물질로 구성될 수 있다. 이때, 상기 제1형광층(452) 및 제2형광층(455)은 동일한 형광물질로 구성되지만, 이에 한정되는 것이 아니라 다른 형광물질로 구성될 수 있다. When the
또한, 상기 제1형광층(452) 및 제2형광층(455)은 동일한 두께로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 두께로 형성될 수도 있다.Also, the
예를 들어, 상기 제1형광층(452) 및 제2형광층(455)은 각각 40-60㎛의 두께로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 중간층(454) 역 약 40-60㎛의 두께로 형성될 수 있다. 이 실시예에서는 상기 형광시트(450)가 약 120-180㎛의 두께로 형성될 수 있다.For example, each of the
본 발명의 제1실시예의 경우 형광시트(150)가 약 280-320㎛의 두께로 형성되는데 반해, 이 실시예에서는 형광시트(450)가 약 120-180㎛의 두께로 형성되므로, 제1실시예에 비해 이 실시예의 형광시트(450)의 두께가 대폭 감소되므로, 이 실시예의 백라이트의 두께를 제1실시예에 비해 감소시킬 수 있게 되어 박형의 표시장치 제작이 가능하게 된다.In the case of the first embodiment of the present invention, the
상기 중간층(454)은 상기 제1형광층(452) 및 제2형광층(455)과는 다른 굴절률을 가진 물질로 구성되어, LED(440)에서 발광된 광이 상기 형광시트(450)를 투과할 때 상기 제1형광층(452) 및 제2형광층(455)과 중간층(454)의 계면에서 광이 굴절되어 출력된다. 즉, 본 발명에서는 LED(440)에서 발광된 단색광이 상기 형광시트(450)에서 단순히 백색광으로 변환되어 출력되는 것이 아니라 변환된 백색광이 산란되어 출력되므로, 상기 형광시트(450)로부터 출력되는 백색광의 조사영역이 확대된다.The
상기 중간층(454)으로는 PET(PolyEthylene Terephthalate)가 사용되지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 다른 투명한 수지가 사용될 수 있다.Polyethylene terephthalate (PET) is used as the
상기 형광시트(450)의 상부에는 1매의 확산시트(434a)와 2매의 프리즘시트(434b)로 이루어진 광학시트(434)가 배치되고 그 위에 휘도강화필름(490)이 배치된다. 상기 휘도강화필름(490)은 APCF(Advanced Polarizing Collimaton Film)이나 DBEF(Double Brightness Enhance Film)과 같은 반사형 편광필름으로서, 액정패널로 공급되는 광의 휘도를 강화시켜 광효율을 향상시킨다.An
이와 같이, 이 실시예에서는 형광시트(450)를 2층의 형광층(452,455)과 그 사이의 중간층(454)으로 구성하며, 광학시트(434)의 상부에 휘도강화필름(490)을 구비하는데, 그 이유를 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.As described above, in this embodiment, the
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에서 액정패널에 광이 공급되는 것을 나타내는 도면이고 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치에서 액정패널에 광이 공급되는 것을 나타내는 도면이다.7 is a view illustrating that light is supplied to the liquid crystal panel in the display device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram illustrating that light is supplied to the liquid crystal panel in the display device according to the second embodiment of the present invention. It is a drawing.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 표시장치에서는 LED(140)로부터 발광되는 청색광이 θ의 발산각도로 발산된다. 또한, LED(140)는 d1의 간격으로 배치된다. As shown in FIG. 7 , in the display device according to the first embodiment, blue light emitted from the
상기 LED(140)로 발광된 단색광은 확산판(132)에서 확산되고 형광시트(150)에서 백색광으로 변환된 후, 광학시트(134)를 거쳐 액정패널로 공급된다. 이때, LED(140)에서 발산되는 광의 발산각도가 θ이지만, 광이 확산판(132) 및 광학시트(134)에서 확산되어 실제 광이 퍼지는 영역은 더 커지게 되어 하나의 LED(140)에서 액정패널에 공급되는 광의 영역이 더 커지게 된다.The monochromatic light emitted by the
가장 이상적인 광의 공급은 LED(140)가 설정된 간격(d)으로 배치될 때(d1=d), LED(140)에서 발광되어 확산판(132) 및 광학시트(134)를 거쳐 액정패널로 직접 공급되는 광이 인접하는 LED(140)에서 발광된 광과 겹치지 않게 하는 것이다. 또한, LED(140)에서 발광된 광이 직접 공급되지 않는 영역도 없게 해야만 한다.The most ideal light supply is when the
그러나, 이와 같이 LED(140)에서 발광된 광이 직접 액정패널의 모든 영역에 균일하게 공급하기 위해서는 백라이트에 LED(140)를 높은 밀도로 배치해야만 하는데, 이 경우 LED(140)의 개수증가로 인해 제조비용이 증가하게 된다.However, in order for the light emitted from the
따라서, 본 발명의 제1실시예에서는 LED(140) 사이의 간격(d1)을 설정된 간격(d) 보다 크게 하는데(d1>d), 이 경우 인접하는 LED(140) 사이의 영역에 대응하는 영역의 액정패널에서는 LED(140)에서 발광된 광이 직접 입력되는 것이 아니라 반사광이 입력된다.Therefore, in the first embodiment of the present invention, the interval d1 between the
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, LED(140)에서 발광되어 액정패널로 공급되는 광은 광학시트(134)에서 반사된 후 다시 형광시트(150)로 입력된다. 또한, 상기 형광시트(150)로 입력된 광은 다시 형광시트(150)에서 반사된 후 액정패널로 공급된다. 상기 형광시트(150)에서 반사되어 다시 액정패널로 공급되는 광중에서 LED(140)의 직접 광공급영역, 즉 LED(140)의 발산각도(θ) 내에 대응하는 영역으로 반사된 광은 LED(140)에서 발광되어 액정패널로 직접 공급되는 광에 비해 그 비율이 매우 작으므로, LED(140)의 직접 광공급영역 내에서의 반사광의 영향은 미미하다.That is, as shown in FIG. 7 , the light emitted from the
그러나, 인접하는 LED(140) 사이에 대응하는 영역, 즉 LED(140)의 직접 광공급영역이 아닌 반사광이 조사되는 영역에서는 반사광의 비율이 매우 크므로, 반사광에 의한 영향이 커지게 된다.However, since the ratio of reflected light is very large in the area corresponding to the area between the
이때, 반사에 의해 상기 형광시트(150)로 입사된 광은 형광시트(150)의 형광물질을 여기시키게 되어, 형상시트(150)에서는 여기된 광이 출력된다. LED(140)로부터 광이 직접 공급되는 영역에서는 반사에 의해 여기된 광이 직접 공급되는 광에 비해 그 비율이 훨씬 적을 뿐만 아니라 직접 입력되는 단색광과 혼합되어 백색광으로 출력되는데 반해, LED(140) 사이에서는 반사에 의해 여기된 광이 백색광으로 출력되지 않게 되어 이 영역에서 컬러변이(color shift)가 발생한다.At this time, the light incident on the
예를 들어, LED(140)가 청색광을 발광하고 형광시트(150)가 황색 형광물질로 이루어진 경우 LED(140) 사이의 영역에서는 황색광이 출력될 수 있으며, LED(140)가 청색광을 발광하고 형광시트(150)가 적색 형광물질과 녹색 형광물질로 구성된 경우 LED(140) 사이의 영역에서는 녹색광과 적색광이 혼합된 광이 출력될 수 있다. 이러한 컬러가 변이된 백색광의 공급은 액정패널에서 표시되는 영상의 화질을 저하시키는 중요한 원인이 된다.For example, when the
이러한 컬러변이는 LED(140)의 간격이 증가할수록 심해진다. 도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치에서 인접하는 LED(140) 사이의 영역으로 공급되는 광의 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 이때, 가로축은 파장을 나타내고 세로축은 광의 상대적인 세기를 나타낸다. 또한, 녹색선은 LED(140) 사이의 간격이 1.35cm인 경우의 스펙트럼이고 청색선은 LED(140) 사이의 간격이 1.85cm인 경우의 스펙트럼이며, 적색선은 LED(140) 사이의 간격이 2.59cm인 경우의 스펙트럼이다.This color shift becomes more severe as the distance between the
도 9에 도시된 바와 같이, 청색파장대인 약 435-445nm의 파장대에서는 모든 스펙트럼의 피크치의 세기가 거의 동일한 반면에, 녹색파장대인 약 535-545nm의 파장대 및 적색파장대인 630-640nm의 파장대에서는 인접하는 LED(140) 사이의 간격이 증가할수록 피크값의 세기가 증가한다. 이것은 인접하는 LED(140) 사이의 간격이 증가할수록 백색광에서 녹색광과 적색광의 세기가 증가하는 것을 의미하므로, 인접하는 LED(140) 사이의 간격이 증가할수록 액정패널에 공급되는 백색광이 녹색과 적색으로 컬러변이가 발생함을 알 수 있다.As shown in FIG. 9 , the intensity of the peak values of all spectra is almost the same in the blue wavelength band of about 435-445 nm, while adjacent in the green wavelength band of about 535-545 nm and the red wavelength band of 630-640 nm. As the distance between the
본 발명의 제2실시예에서는 이러한 컬러변이를 방지한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치에서는 형광시트(450)가 2층의 형광층(452,455) 및 그 사이의 중간층(454)로 구성된다. 이때, 형광층(452,455)과 중간층(454)은 서로 다른 굴절률을 가진 물질로 이루어지므로, 형광층(452,455)과 중간층(454)의 계면에서 광이 산란된다. 즉, 본 발명의 제2실시예에서는 제1형광층(452)과 중간층(454)의 계면 및 제2형광층(455)과 중간층(454)의 계면에서 2회의 산란이 발생된다.In the second embodiment of the present invention, such color shift is prevented. In the display device according to the second embodiment of the present invention, the
따라서, LED(440)에서 발광되어 액정패널로 직접 공급되는 백색광중에서 확산판(432), 형광시트(450) 및 광학시트(434)에서 확산 및 산란되어 인접하는 LED(440) 사이의 영역에 대응하는 액정패널로 공급되는 백색광의 양이 증가하게 된다. 그러므로, 인접하는 LED(440) 사이에서 반사에 의해 상기 형광시트(350)에 의해 컬러변이되어 출력되는 광이 그대로 액정패널로 공급되는 것이 아니라 확산 및 산란에 의해 인접하는 LED(440) 사이의 영역으로 출력되는 백색광과 혼합되어 공급된다. Accordingly, among the white light emitted from the
이때, LED(450)에서 발광되어 직접 출력되는 백색광에 의해 반사에 의해 컬러변이된 광의 비율이 매우 낮으므로, 인접하는 LED(450) 사이의 영역의 액정패널에는 실질적인 백색광이 공급되며, 따라서 컬러변이에 따른 표시장치의 화질저하를 방지할 수 있게 된다.At this time, since the ratio of the color shifted light by reflection by the white light emitted from the
상기 형광시트(450)가 서로 다른 굴절률을 가진 형광층(452,455)와 중간층(454)로 형성하는 것은 계면에서 광을 산란시키기 위한 것이다. 이러한 점에서, 본 발명에 따른 형광시트(450)의 중간층은 형광물질과 다른 굴절률을 가지고 광의 특성을 변경없이 투과할 수 있다면 PET 이외에 다양한 물질을 사용할 수 있을 것이다.The
또한, 본 발명에서는 형광시트(450)와 아울러 상기 휘도강화필름(490)을 구비함으로써, 컬러변이를 더욱 감소시킬 수 있는데, 이를 도 10을 참조하여 설명한다.In addition, in the present invention, color shift can be further reduced by providing the
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 휘도강화필름(490)은 반사형 편광판으로서, 입력되는 광중 P파는 투과하여 액정패널로 공급하고 S파는 반사한다. 상기 휘도강화필름(490)에서 반사된 S파는 다시 형광시트(450)의 상면에서 반사되거나 형광시트(450)의 내측, 즉 제1형광층(452) 및 제2형광층(455)과 중간층(454)의 계면에서 반사된다. As shown in FIG. 10 , the luminance-enhanced
상기 형광시트(450)로 입사되는 S파는 형광시트(450)에서 반사될 때 그 편광성분이 변경되어 다시 휘도강화필름(490)으로 입력된다. 또한, 반사되어 휘도강화필름(490)으로 다시 입력된 광중 P파는 휘도강화필름(490)을 투과하여 액정패널로 공급되고 S파는 다시 형광시트(450)로 반사된다.When the S wave incident on the
본 발명에서는 상기와 같은 과정을 반복하여 LED(440)에서 발광된 모든 광이 P파로 변경되어 액정패널로 공급된다. 즉, LED(440)에서 발광되어 형광시트(450)에서 변환된 백색광이 형광시트(450)와 휘도강화필름(490) 사이에서 투과와 반사를 반복함으로서 P파 성분의 백색광이 액정패널로 공급된다.In the present invention, by repeating the above process, all the light emitted from the
상기 백색광이 형광시트(450)와 휘도강화필름(490) 사이에서 투과와 반사를 반복할 때, 백색광이 일부가 형광시트(450)와 휘도강화필름(490)에서 산란되어 인접하는 LED(440) 사이의 영역으로 입력되며, 이 산란된 백색광과 형광시트(450)에서 컬러변이된 광이 혼합되어 출력되어 액정패널로 공급된다. When the white light repeats transmission and reflection between the
따라서, 인접하는 LED(440) 사이의 영역에 대응하는 액정패널에 컬러변이된 광만이 공급되는 제1실시예의 액정표시장치에 비해, 인접하는 LED(440) 사이의 영역에 대응하는 액정패널에 백색광과 컬러변이된 광이 공급되는 제2실시예의 액정표시장치에서 컬러변이에 의한 화질저하를 방지할 수 있게 된다.Therefore, compared to the liquid crystal display of the first embodiment in which only the color-shifted light is supplied to the liquid crystal panel corresponding to the area between the
더욱이, 본 발명의 제2실시예에 따른 액정표시장치에서는 백색광이 형광시트(450)와 휘도강화필름(490) 사이에 반사를 반복하므로, 백색광이 형광시트(450)와 휘도강화필름(490)에서 수차례 산란된다. 따라서, 산란되어 인접하는 LED(440) 사이의 영역을 입력되는 백색광의 양이 더욱 증가하게 되어, 컬러변이에 의한 화질저하를 더욱 확실하게 방지할 수 있게 된다.Furthermore, in the liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention, white light is repeatedly reflected between the
상술한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치에서는 형광시트(450)를 2층의 형광층(452,455) 및 그 사이의 중간층(454)으로 구성하며, 상기 형광층(452,455)과 중간층(454)을 서로 다른 굴절률을 가진 물질로 형성한다. 따라서, 제1형광층(452)과 중간층(454)의 계면 및 제2형광층(455)과 중간층(454)의 계면에서의 광산란을 증가시켜, LED(440)에서 출력되어 액정패널로 직접 공급되는 광이 인접하는 LED(440) 사이의 영역으로 공급되도록 함으로써, 이 영역에서의 컬러변이를 최소화할 수 있게 된다.As described above, in the display device according to the second embodiment of the present invention, the
또한, 형광시트(450)의 상부에 휘도강화필름(490)을 구비하여, 형광시트(450)와 휘도강화필름(490) 사이에서의 광의 반사를 반복함으로써, LED(440) 사이 영역의 액정패널에 인가되는 광의 컬러변이를 최소화할 수 있게 된다.In addition, the liquid crystal panel in the region between the
아래의 표 1은 인접하는 LED 사이의 영역으로 출력되는 광의 색좌표를 나타내는 표로서, 본 발명의 제1실시예에 따른 형광시트(150)에서 출력되는 광 및 제2실시예에 따른 형광시트(450)에서 출력되는 광의 색좌표이다.Table 1 below is a table showing the color coordinates of light output to a region between adjacent LEDs. The light output from the
이때, LED 사이의 간격(피치)는 각각 수평방향(H) 1.35, 수직방향(V) 1.35, 수평방향(H) 1.85, 수직방향(V) 1.82, 수평방향(H) 2.59, 수직방향(V) 2.55이다.At this time, the distances (pitch) between the LEDs are respectively horizontal (H) 1.35, vertical (V) 1.35, horizontal (H) 1.85, vertical (V) 1.82, horizontal (H) 2.59, vertical (V) ) is 2.55.
색좌표에서 Wx가 증가한다는 것은 적색으로의 컬러변이가 증가하는 것을 의미하며 Wy가 증가한다는 것은 녹색으로의 컬러변이가 증가한다는 것을 의미한다.In the color coordinate, an increase in Wx means an increase in color shift to red, and an increase in Wy means an increase in color shift to green.
표 1에 도시된 바와 같이, 제1실시예 및 제2실시예에서 모두 LED 사이의 피치(간격)이 증가하면 색좌표의 Wx, Wy값이 증가하므로, 각각 적색 및 녹색 컬러변이가 심해짐을 알 수 있다. 또한, 제2실시예의 편광시트(450)를 적용하는 경우, LED 사이의 피치에 관계없이, 제1실시예에 비해 제2실시예가 컬러변이가 저하되며, 제1실시예에 비해 약 3/1000 정도로 컬러변이가 감소한다.As shown in Table 1, when the pitch (interval) between LEDs increases in both the first and second embodiments, the Wx and Wy values of the color coordinates increase, so it can be seen that the red and green color shifts are severe, respectively. have. In addition, when the
이와 같이, 이 실시예에서는 2층의 형광층(452,455) 및 그 사이의 중간층(454)을 사용함으로써 인접하는 LED 사이 영역에 대응하는 액정패널에 공급되는 백색광의 컬러변이를 최소화할 수 있게 된다.As such, in this embodiment, the color shift of white light supplied to the liquid crystal panel corresponding to the region between adjacent LEDs can be minimized by using the two-layered fluorescent layers 452 and 455 and the
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 액정표시장치의 형광시트(550)의 구조를 나타내는 도면이다.11 is a view showing the structure of the
도 11에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 형광시트(550)는 제1형광층(552)과 제2형광층(555), 그 사이의 중간층(554)으로 구성된다. 상기 제1형광층(552)과 제2형광층(555)은 각각 황색 형광물질로 구성될 수 있고 적색 형광물질과 녹색 형광물질로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 제1형광층(552)과 제2형광층(555)은 각각 녹색 형광물질과 청색 형광물질로 구성될 수 있다.11, the
상기 중간층(554)은 상기 제1형광층(552)과 제2형광층(555)과는 다른 굴절률을 갖는 투명한 수지로 구성되어 상기 형광시트(550)를 투과하는 광이 제1형광층(552)과 중간층(554)의 계면 및 제2형광층(555)과 중간층(554)의 계면에서 굴절률 차이에 의한 산란이 발생한다. 상기 중간층(554)으로는 PET를 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 제2형광층(555)의 상면에는 산란입자(557)가 산포된다. 상기 산란입자(557)는 비드로 구성되어 상면 전체에 걸쳐 균일하게 또는 불균일하게 분포될 수 있다.
상기 산란입자(557)는 상기 형광시트(550)를 거쳐 출력되는 백색광을 산란시킨다. 이와 같은 백색광의 산란에 의해 백색광이 집적 공급되는 영역이 확대되어 인접하는 LED 사이 영역으로 백색광이 공급되며, 그 결과 인접하는 LED 사이 영역에서의 컬러변이를 최소화할 수 있게 된다.The scattering
도면에서는 상기 산란입자(557)가 제2형광층(555)의 표면에 분포되어 있지만, 상기 산란입자(557)는 제2형광층(555)의 전체 영역에 걸쳐 분포될 수도 있다.Although the scattering
도 12는 본 발명의 제4실시예에 따른 액정표시장치의 형광시트(650)의 구조를 나타내는 도면이다.12 is a view showing the structure of the
도 12에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 형광시트(650)는 제1형광층(552), 제1중간층(654), 제2형광층(655), 제2중간층(657), 제3형광층(658)이 차례로 적층되어 구성된다.12, the
이때, 상기 제1 내지 제3형광층(652,655,658)은 각각 황색 형광물질로 구성될 수 있고 적색 형광물질과 녹색 형광물질로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 제1 내지 제3형광층(652,655,658)은 각각 녹색 형광물질과 청색 형광물질로 구성될 수 있다.In this case, each of the first to third
상기 제1 및 제2중간층(654,657)은 각각 제1형광층(652)과 제2형광층(655) 사이 및 제2형광층(655) 및 제3형광층(658) 사이에 형성된다. 상기 제1 및 제2중간층(654,657)은 각각 인접하는 형광층과는 다른 굴절률을 갖는 투명한 수지로 구성되어 상기 형광시트(650)를 투과하는 광이 제1형광층(652)과 제1중간층(654)의 계면, 제2형광층(655)과 제1중간층(654)의 계면, 제2형광층(655)과 제2중간층(657)의 계면, 제3형광층(658)과 제2중간층(657)의 계면 사이에서 굴절률 차이에 의한 산란이 발생하며, 이러한 산란에 의해 형광시트(650)를 출력하는 백색광이 LED 사이의 영역으로 공급된다.The first and second
특히, 제2실시예에 따른 형광시트(450)에 비해, 본 실시예의 형광시트(650)에서는 형광층 및 중간층이 각각 한층씩 추가되므로, 형광시트(650)를 출력하는 백색광이 제2실시예의 형광시트(450)에 비해 더욱 많은 산란이 발생하게 된다. 따라서, 산란에 의해 형광시트(650)를 출력하여 LED 사이의 영역으로 공급되는 백색광이 증가하게 되어 이 영역에서의 컬러변이를 더욱 효율적으로 방지할 수 있게 된다.In particular, compared to the
이와 같이, 본 발명에 따른 형광시트(650)에서는 출력되는 백색광의 산란이 많이 발생할수록, LED 사이의 영역으로 공급되는 백색광의 양이 증가하게 되므로, 이 영역에서의 컬러변이를 더욱 효율적으로 방지할 수 있게 된다. 따라서, 도면에서는 단지 3층의 형광층(652,655,658) 및 2층의 중간층(654,657)이 교대로 배치되지만, 더 많은 형광층 및 중간층이 서로 교대로 배치될 수 있을 것이다.As described above, in the
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 단색광을 발광하는 미니 LED 또는 마이크 LED를 구비하고, 그 상부에 형광시트를 구비하여 LED로부터 발광되는 광을 백색광을 변환하여 액정패널에 공급하므로, 기존의 백색 LED패키지를 사용하는 경우에 비해 제조비용을 절감할 수 있고 휘도 및 명암비를 향상시킬 수 있게 된다.As described above, in the present invention, a mini-LED or a microphone LED emitting monochromatic light is provided, and a fluorescent sheet is provided on the upper part to convert the light emitted from the LED into white light and supply it to the liquid crystal panel, so the existing white LED package It is possible to reduce the manufacturing cost and improve the luminance and contrast ratio compared to the case of using
더욱이, 본 발명에서는 형광시트를 복수의 형광층과 그 사이의 중간층으로 구성하여, LED에서 발광된 단색광에서 변환되어 출력되는 백색광을 산란시킴으로서, 출력되는 백색광이 인접하는 LED 사이의 영역을 통해 공급되도록 한다. 따라서, 백색광이 인접하는 LED 사이의 영역에서 출력되는 컬러변이된 광과 혼합되어 액정패널로 공급되므로, 이 영역에서의 컬러변이에 의한 화질저하를 최소화할 수 있게 된다.Furthermore, in the present invention, the fluorescent sheet is composed of a plurality of fluorescent layers and an intermediate layer therebetween so that the white light that is converted from the monochromatic light emitted from the LED and is outputted is scattered, so that the output white light is supplied through the region between the adjacent LEDs. do. Accordingly, since the white light is mixed with the color-shifted light output from the region between the adjacent LEDs and supplied to the liquid crystal panel, it is possible to minimize the deterioration of image quality due to the color shift in this region.
130 : LED기판
132 : 확산판
134 : 광학시트
140 : LED
150 : 형광시트
200 : 액정패널130: LED substrate 132: diffuser plate
134: optical sheet 140: LED
150: fluorescent sheet 200: liquid crystal panel
Claims (14)
상기 제1형광층 및 제2형광층 사이에 배치된 제1중간층으로 구성된 형광시트.
a first fluorescent layer for converting input monochromatic light into white light and a second fluorescent layer thereon; and
A fluorescent sheet comprising a first intermediate layer disposed between the first fluorescent layer and the second fluorescent layer.
The fluorescent sheet of claim 1 , wherein the input monochromatic light is a blue monochromatic light, and the first fluorescent layer and the second fluorescent layer are each a yellow fluorescent material.
The fluorescent sheet of claim 1, wherein the input monochromatic light is blue monochromatic light, and the first fluorescent layer and the second fluorescent layer are each composed of a red fluorescent material and a green fluorescent material.
The fluorescent sheet of claim 1 , wherein the input monochromatic light is ultraviolet light, and the first fluorescent layer and the second fluorescent layer are each composed of a green fluorescent material and a blue fluorescent material.
The fluorescent sheet of claim 1, wherein the first and second fluorescent layers and the first intermediate layer have different refractive indices.
The fluorescent sheet of claim 5, wherein the first intermediate layer is made of PET (PolyEthylene Terephthalate).
The fluorescent sheet according to claim 1, further comprising scattering particles provided on at least a surface of the second fluorescent layer.
상기 제2형광층 위에 배치된 적어도 하나의 제2중간층; 및
상기 제2중간층 위에 상기 제2중간층과 교대로 배치되는 적어도 하나의 제3형광층을 더 포함하는 형광시트.
According to claim 1,
at least one second intermediate layer disposed over the second fluorescent layer; and
The fluorescent sheet further comprising at least one third fluorescent layer alternately disposed with the second intermediate layer on the second intermediate layer.
상기 표시패널 하부에 배치되어 단색광을 발광하는 복수의 LED; 및
상기 표시패널과 상기 LED 사이에 배치되어 상기 LED로부터 발광되는 단색광을 백색광을 변환하여 상기 액정패널에 공급하는 제1항 내지 제8항의 형광시트로 구성된 표시장치.
display panel;
a plurality of LEDs disposed under the display panel to emit monochromatic light; and
A display device comprising the fluorescent sheet of claim 1 , which is disposed between the display panel and the LED and converts white light from the monochromatic light emitted from the LED to the liquid crystal panel.
The display device according to claim 9, wherein the LED is a mini LED or a micro LED.
The display device of claim 10 , wherein the LED is an LED emitting blue light or an LED emitting ultraviolet light.
The display device of claim 9 , further comprising: a luminance enhancement film disposed on the optical sheet to transmit P waves and reflect S waves among white light output from the optical sheet.
The display device of claim 12 , wherein the luminance-enhanced film is an Advanced Polarizing Collimaton Film (APCF) or a Double Brightness Enhance Film (DBEF).
상기 LED와 상기 형광시트 사이에 배치된 확산판; 및
상기 형광시트와 상기 표시패널 사이에 배치된 광학시트를 더 포함하는 표시장치.10. The method of claim 9,
a diffusion plate disposed between the LED and the fluorescent sheet; and
The display device further comprising an optical sheet disposed between the fluorescent sheet and the display panel.
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