WO2016114598A1 - 표시 장치 - Google Patents

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WO2016114598A1
WO2016114598A1 PCT/KR2016/000379 KR2016000379W WO2016114598A1 WO 2016114598 A1 WO2016114598 A1 WO 2016114598A1 KR 2016000379 W KR2016000379 W KR 2016000379W WO 2016114598 A1 WO2016114598 A1 WO 2016114598A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
layer
wavelength range
wavelength
conversion sheet
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/000379
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최정옥
권오관
최성록
Original Assignee
주식회사 엘엠에스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020150066530A external-priority patent/KR101670781B1/ko
Application filed by 주식회사 엘엠에스 filed Critical 주식회사 엘엠에스
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors

Definitions

  • the present invention relates to a display device, and more particularly, to a display device for displaying an image using a liquid crystal.
  • white light emitted by a white light source such as a white light emitting diode (LED) passes through a color filter of a display panel to display a color image.
  • the white light source includes a blue light emitting diode chip that emits blue light and a light conversion layer that finally emits white light by using blue light.
  • the light conversion layer mainly includes YAG (Yttrium Aluminum Garnet) which is a phosphor.
  • the YAG phosphor has a broad emission spectrum covering the red light wavelength band and the green light wavelength band, the light emitted by the white light source using the YAG phosphor may reduce the luminance and color reproducibility of the image displayed by the display device. .
  • alternatives such as dispersing two or more phosphors in the light conversion layer or adding a pigment have been proposed, but there are limitations in enhancing color reproducibility of an image. Accordingly, the color reproducibility of the display device using the white light source to which the phosphor is applied is low.
  • An object of the present invention is to provide a display device for improving the brightness and color reproducibility of an image.
  • a display device includes a light source that emits blue light in a first wavelength range and green light in a second wavelength range, and absorbs a portion of the light emitted by the light source to convert the light into a red light in a third wavelength range.
  • a wavelength conversion sheet including a light conversion layer and a display panel disposed on the wavelength conversion sheet are included, but satisfy the relationship of Equation 1 below.
  • A denotes a light spectrum measured on the display panel when the blue light and the green light emitted by the light source are provided to the display panel without passing through the wavelength conversion sheet, and the blue light and the green light emitted by the light source
  • the area of the pre-adjustment light spectrum and the area of the post-adjustment light spectrum in the first wavelength range B represents the difference between the area of the before-adjustment light spectrum and the post-adjustment light spectrum in the second wavelength range
  • C represents the area of the before-adjusting light spectrum and post-adjustment in the third wavelength range. The area difference of the light spectrum is shown.
  • A, B, and C may satisfy the relationship of Equation 2 below.
  • the first wavelength range is 400 to 499 nm
  • the second wavelength range is 500 to 569 nm
  • the third wavelength range may be 570 to 699 nm.
  • the emission peak in the first wavelength range is 435-455 nm
  • the emission peak in the second wavelength range is 520-540 nm
  • the emission peak in the third wavelength range is 620-650 nm.
  • the emission peak in the first wavelength range is 435-445 nm
  • the emission peak in the second wavelength range is 525-535 nm
  • the emission peak in the third wavelength range is 632-650. nm.
  • full width at half maximum of each of the first to third wavelength ranges is x, y, and z, y> z> x
  • the full width at half maximum is The spacing between two wavelengths with an intensity of half the maximum intensity of the light spectrum in each wavelength range.
  • the full width at half maximum (x) of the emission peak appearing in the first wavelength range is 18 to 22 nm
  • the full width at half maximum (y) of the emission peak appearing in the second wavelength range is 50 to 70 nm.
  • the full width at half maximum (z) of the emitted luminescence peak may be 30 to 56 nm.
  • the light source may include a first light emitting device emitting blue light in the first wavelength range and a second light emitting device emitting green light in the second wavelength range.
  • the light source may be a light emitting device including a light emitting chip including a light emitting chip emitting blue light and a green phosphor disposed on the light emitting chip to absorb a portion of the blue light and convert the light into green light.
  • the wavelength conversion sheet may include a first barrier layer disposed on the first surface of the light conversion layer and a first transparent film layer disposed on the first barrier layer.
  • the wavelength conversion sheet may further include a first diffusion layer disposed on the first transparent film layer.
  • the wavelength conversion sheet may further include a second barrier layer disposed on the second surface of the light conversion layer and a second transparent film layer disposed on the second barrier layer.
  • the wavelength conversion sheet may further include a second diffusion layer disposed on the second transparent film layer.
  • the wavelength conversion sheet is disposed on a first transparent film layer disposed on a first surface of the light conversion layer, a first barrier layer disposed on the first transparent film layer, and disposed on the first barrier layer.
  • a first diffusion layer, a second transparent film layer disposed on a second surface of the light conversion layer, a second barrier layer disposed on the second transparent film layer, and a second diffusion layer disposed on the second barrier layer may include.
  • the wavelength conversion sheet may include a prism layer formed on the first surface of the light conversion layer and a diffusion layer formed on the second surface of the light conversion layer.
  • the wavelength conversion sheet is a first transparent film layer disposed between the first surface of the light conversion layer and the prism layer, a first barrier layer disposed between the first transparent film layer and the prism layer
  • the display device may include a second transparent film layer disposed between the second surface of the light conversion layer and the diffusion layer, and a second barrier layer between the second transparent film layer and the diffusion layer.
  • the wavelength converting sheet may include a first barrier layer disposed between the first surface of the light conversion layer and the prism layer, a first transparent film layer disposed between the first barrier layer and the prism layer,
  • the light emitting layer may include a second barrier layer disposed between the second surface of the light conversion layer and the diffusion layer, and a second transparent film layer disposed between the second barrier layer and the diffusion layer.
  • the display device may further include a light guide plate disposed under the wavelength conversion sheet.
  • the display device may be an edge type further including a light guide plate configured to receive light from the light source and guide the light path toward the wavelength conversion sheet.
  • the light source may be a direct type disposed under the wavelength conversion sheet to provide light to the wavelength conversion sheet.
  • the display device can provide white light to a display panel by implementing red light using a light source emitting blue light and green light and a wavelength conversion sheet including a red light conversion layer.
  • a light source emitting blue light and green light and a wavelength conversion sheet including a red light conversion layer.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 1B and 1C are diagrams for describing the structure of a light source.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view for describing the wavelength conversion sheet of FIG. 1A.
  • 3 to 5 are cross-sectional views for describing a wavelength conversion sheet having a structure different from that of FIG. 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view for describing a display device according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the wavelength conversion sheet of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view for describing a display device according to yet another exemplary embodiment.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the display device 1001 includes a light source 100, a light guide plate 200, a wavelength conversion sheet 301, first and second prism sheets 410 and 420, and a display panel DA.
  • the backlight unit including the light source 100, the light guide plate 200, the wavelength conversion sheet 301, and the first and second prism sheets 410 and 420 provides white light to the display panel DA and the display panel DA.
  • Color filters may display a color image using white light.
  • the backlight unit is an edge type including a light guide plate 200 having a light source 100 disposed at one side and guiding a direction of light emitted from the light source 100 toward the display panel DA.
  • the light source 100 emits blue light and green light, and provides them to the light guide plate 200.
  • the first wavelength range of the blue light may be 400 to 499 nm
  • the second wavelength range of the green light may be 500 to 569 nm.
  • the emission peak in the first wavelength range may be in the range of 435 to 455 nm
  • the emission peak in the second wavelength range may be in the range of 520 to 540 nm. More preferably, the emission peak in the first wavelength range may be in the range of 435 to 445 nm, and the emission peak in the second wavelength range may be in the range of 525 to 535 nm.
  • the light source 100 includes a plurality of light emitting devices, each of the light emitting devices includes a blue light emitting chip 114 (see FIGS. 1B and 1C) for emitting / emitting blue light in a first wavelength range, and And a light conversion layer 116 or 118 (see FIGS. 1B and 1C) that absorbs a portion of the blue light emitted from the blue light emitting chip 114 and converts the light into the green light in the second wavelength range. Accordingly, the light source 100 provides blue light and green light to the light guide plate 200.
  • the blue light emitting chip 114 includes a light emitting diode emitting blue light.
  • the light emitting diode may include a nitride compound.
  • the nitride compound may include at least one nitride selected from indium (In), gallium (Ga), and aluminum (Al).
  • the light conversion layer 116 or 118 may be a layer in which green phosphors are dispersed in a light-transmitting resin, wherein the green phosphors are silicate-based phosphors, silicon oxynitride-based phosphors, sulfide-based phosphors, sialon (SiAlON) -based phosphors, oxides System phosphors and the like can be used, and these can be used alone or in combination of two or more.
  • the light source 100 may include a plurality of light emitting elements, and may include light emitting elements emitting different kinds of light. That is, the light source 100 may include a first light emitting device that emits blue light and a second light emitting device that emits green light. In this case, the second light emitting device may emit green light by the green phosphor.
  • 1B and 1C are diagrams for describing the structure of a light source.
  • the light source 101 includes a reflector plate 112, a blue light emitting chip 114, and a light conversion layer 116.
  • the blue light emitting chip 114 and the light conversion layer 116 are accommodated in the reflector plate 112.
  • the light conversion layer 116 may be filled in the inner accommodating space of the reflecting plate 112 in which the blue light emitting chip 114 is accommodated so as to completely cover the blue light emitting chip 114.
  • the transparent resin for dispersing the green phosphor of the light conversion layer 116, the transparent resin may be formed of a photocurable resin or a thermosetting resin.
  • the light source 101 may be manufactured by disposing a blue light emitting chip 114 in the reflecting plate 112, filling a material in which the light conversion layer 116 is formed, that is, a resin in which a green phosphor is dispersed, and curing the same. . Blue light emitted from the blue light emitting chip 114 directly reaches the light conversion layer 116, and the light conversion layer 116 emits blue light and green light to the outside.
  • the light source 102 includes a reflector plate 112, a blue light emitting chip 114, a resin layer 117, and a light conversion layer 118.
  • the blue light emitting chip 114 and the resin layer 117 are accommodated in the reflecting plate 112, and the light conversion layer 118 is disposed on the resin layer 117 to cover the surface of the resin layer 117.
  • the resin layer 117 is disposed between the blue light emitting chip 114 and the light conversion layer 118 to minimize deterioration of the green phosphor of the light conversion layer 118 by heat emitted from the blue light emitting chip 114.
  • the thermal stability of 102 can be improved.
  • the light conversion layer 118 may be formed in a sheet shape and disposed on the resin layer 117 or may be directly applied on the resin layer 117.
  • the light conversion layer 118 may be formed by a coating method such as ink-jet printing, pad printing, screen printing, spray coating, or the like. have.
  • the green phosphor may be uniformly dispersed in the sheet-shaped light conversion layer 118 as compared with the light conversion layer 116 of FIG. 1B. That is, the light source 102 described with reference to FIG. 1C may be more advantageous than the light source 101 structure described with reference to FIG. 1B in terms of dispersibility and thermal stability of the green phosphor.
  • the light guide plate 200 includes an incident surface disposed to face the light source 100, and receives light provided from the light source 100 through an emission surface connected to the incident surface. ) Can be guided in the direction in which it is arranged.
  • the wavelength conversion sheet 301 is disposed on the emission surface.
  • a reflecting plate may be disposed on a surface side of the light guide plate 200 that faces the exit surface.
  • the reflector may increase light utilization efficiency by reflecting light leaking from the light guide plate 200 back to the light guide plate 200.
  • the wavelength conversion sheet 301 is a sheet disposed on the light guide plate 200, and the light emitted from the light source 100 is provided to the wavelength conversion sheet 301 via the light guide plate 200, and the wavelength conversion sheet 301 is provided.
  • the light absorbs part of the light emitted by the light source 100 and converts it into red light in the third wavelength range and emits the light.
  • the wavelength conversion sheet 301 may provide red light to the first and second prism sheets 410 and 420 together with blue light and green light. .
  • the third wavelength range may be 570 to 699 nm.
  • the emission peak in the third wavelength range may exist within the range of 620 to 650 nm, more preferably the emission peak in the third wavelength range may exist within the range of 632 to 650 nm.
  • the wavelength conversion sheet 301 receives the blue light and the green light generated by the light source 100, absorbs a portion thereof, and emits red light. Accordingly, while the blue light and the green light generated by the light source 100 pass through the wavelength conversion sheet 301, the white light having the blue light, the green light, and the red light may be provided to the display panel DA.
  • the white light passes through the blue, green, and red color filters while passing through the display panel DA, and the display panel DA displays a color image by using the blue light, the green light, and the red light passing through the color filters.
  • A, B, and C which are the area difference between the pre-adjustment light spectrum and the post-adjustment light spectrum in each of the first to third wavelength ranges, satisfy the relationship of Equation 1 below.
  • the "pre-adjustment light spectrum” is a light spectrum measured on the display panel DA when the blue light and the green light emitted by the light source 100 are provided to the display panel DA without passing through the wavelength conversion sheet 301. Is a light spectrum measured on the display panel DA when the blue light and the green light emitted by the light source 100 are provided to the display panel DA via the wavelength conversion sheet 301.
  • the light spectrum measured on the display panel DA is a pre-adjustment light spectrum, and the display device illustrated in FIG. 1A.
  • the light spectrum measured on the display panel DA of 1001 is the post-adjustment light spectrum.
  • Equation 3 L ( ⁇ ) is light measured on the display panel DA at a wavelength ⁇ (unit: nm) in a structure in which the wavelength conversion sheet 301 is excluded from the display device 1001 shown in FIG. 1A.
  • Intensity of the spectrum (unit: W / sr / m 2 / nm)
  • W ( ⁇ ) is light measured on the display panel DA of the display device 1001 shown in FIG. 1A at a wavelength ⁇ . Indicates the intensity of the spectrum.
  • the intensity of the light spectrum can be measured using a commercially available Spectroraidometer. For example, it can measure using PR-655 SpectraScan (model name, US photo research company).
  • the D65 color coordinates (x, y) of the white image are (0.3130, 0.3290), and the closer to the color coordinate value, the higher quality white image can be realized.
  • the display device of the present invention can implement a high-quality white image by controlling the emission spectrum of the wavelength conversion sheet such that the x value of the white image approaches 0.3130 using a light source that emits blue light and green light. Accordingly, the x value preferably has a range value of greater than 0.28 and 0.38.
  • the x coordinate of the CIE 1931 color coordinate of the white image displayed by the display panel is included within a range of greater than 0.28 and less than 0.38, thereby securing a high quality white image.
  • the value of C / (A + B) may be greater than 0.25 and less than 0.9, and preferably, A, B, and C may satisfy the relationship of Equation 2 below.
  • the full width at half maximum of the emission peaks appearing in each of the first to third wavelength ranges is x, y, and z, they have a relationship of y> z> x.
  • the full width at half maximum is an interval between two wavelengths having an intensity of 1/2 of the maximum intensity of the light spectrum in each wavelength range.
  • the full width at half maximum (x) of the emission peak appearing in the first wavelength range is 18 to 22 nm
  • the full width at half maximum (y) of the emission peak appearing in the second wavelength range is 50 to 70 nm
  • the emission occurs in the third wavelength range.
  • the full width at half maximum (z) may be 30 to 56 nm.
  • each half width is included in the range in the second to third wavelength ranges, color reproducibility may be improved.
  • the lower limit of each half width in the second to third wavelength range there is a problem that the synthesis of the green phosphor or the red quantum dot is difficult.
  • the upper limit of the respective half-value width in the second to third wavelength range is exceeded, there is a problem that the color reproducibility may be reduced.
  • the emission peak in the first wavelength range may exist in the range of 435 to 455 nm
  • the emission peak in the second wavelength range may exist in the range of 520 to 540 nm
  • the emission peak in the third wavelength range is 620 to 650 nm. It may be in range. More preferably, the emission peak in the first wavelength range may exist in the range of 435 to 445 nm
  • the emission peak in the second wavelength range may exist in the range of 525 to 535 nm
  • the emission peak in the third wavelength range may be 632 to May be present in the 650 nm range.
  • color gamuts of NTSC 100% or more based on CIE 1931 color coordinates may be realized.
  • the first prism sheet 410 is disposed on the wavelength conversion sheet 301, and a first condensing pattern including a plurality of protrusions is formed on a surface of the first prism sheet 410.
  • the first condensing pattern faces the second prism sheet 420.
  • the second prism sheet 420 is disposed above the first prism sheet 410, and the second prism sheet 420 has a second surface having the same shape as the first condensing pattern of the first prism sheet 410 on the surface of the second prism sheet 420.
  • a condensing pattern is formed.
  • the second condensing pattern may face the display panel DA, and the length direction of the first condensing pattern and the length direction of the second condensing pattern may cross each other.
  • the second prism sheet 420 may optionally be omitted.
  • the structure of the wavelength conversion sheet 301 of FIG. 1A will be described in detail with reference to FIG. 2, and the wavelength conversion sheet having another structure will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view for describing the wavelength conversion sheet of FIG. 1A.
  • the wavelength conversion sheet 301 includes a light conversion layer 310, first and second barrier layers 322 and 324, and first and second transparent film layers 332 and 334.
  • the light conversion layer 310 is a layer in which red quantum dots are dispersed in a matrix formed by a polymer resin, and partially absorbs light passing through the light guide plate 200 to emit red light.
  • the red quantum dot is a compound emitting red light, and known quantum dots emitting red light may be used without limitation, and may include, for example, a central particle and a ligand bound to the surface of the central particle.
  • the red quantum dots may consist of Group II-VI compounds, Group II-V compounds, Group III-V compounds, Group III-IV compounds, Group III-VI compounds, Group IV-VI compounds, or mixtures thereof.
  • the "mixture” includes not only a simple mixture of the compounds, but also all three-component compounds, tetracomponent compounds, and dopants doped in these mixtures.
  • group II-VI compounds include magnesium sulfide (MgS), magnesium selenide (MgSe), magnesium telluride (MgTe), calcium sulfide (CaS), calcium selenide (CaSe), calcium telluride (CaTe), and sulfide Strontium (SrS), strontium selenide (SrSe), strontium telluride (SrTe), cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide (CdSe), tellurium cadmium (CdTe), zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnSe) , Zinc telluride (ZnTe), mercury sulfide (HgS), mercury selenide (HgSe), mercury telluride (HgTe), and the like.
  • MgS magnesium sulfide
  • MgSe magnesium selenide
  • MgTe magnesium telluride
  • CaS calcium selenide
  • Group II-V compounds include zinc phosphide (Zn 3 P 2 ), zinc arsenide (Zn 3 As 2 ), cadmium phosphide (Cd 3 P 2 ), cadmium arsenide (Cd 3 As 2 ), and cadmium nitride ( Cd 3 N 2 ), zinc nitride (Zn 3 N 2 ), and the like.
  • group III-V compounds include boron phosphide (BP), aluminum phosphide (AlP), aluminum arsenide (AlAs), aluminum antimony (AlSb), gallium nitride (GaN), gallium phosphide (GaP), and arsenic Gallium (GaAs), gallium monoxide (GaSb), indium nitride (InN), indium phosphide (InP), indium arsenide (InAs), indium antimony (InSb), aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN ).
  • BP boron phosphide
  • AlP aluminum phosphide
  • AlAs aluminum arsenide
  • AlSb aluminum antimony
  • GaN gallium phosphide
  • BN boron nitride
  • III-IV compound examples include boron carbide (B 4 C), aluminum carbide (Al 4 C 3 ), gallium carbide (Ga 4 C), and the like.
  • group III-VI compounds include aluminum sulfide (Al 2 S 3 ), aluminum selenide (Al 2 Se 3 ), aluminum telluride (Al 2 Te 3 ), gallium sulfide (Ga 2 S 3 ), gallium selenide (Ga 2 Se 3 ), indium sulfide (In 2 S 3 ), indium selenide (In 2 Se 3 ), gallium telluride (Ga 2 Te 3 ), indium telluride (In 2 Te 3 ), and the like.
  • group IV-VI compounds include lead sulfide (PbS), lead selenide (PbSe), lead telluride (PbTe), tin sulfide (SnS), tin selenide (SnSe), tin telluride (SnTe), and the like.
  • the red quantum dots may have a core / shell structure.
  • Each of the core and shell of the red quantum dots may be composed of the compounds exemplified above.
  • the compounds exemplified above may be used alone or in combination of two or more to constitute the core or shell.
  • the band gap of the compound constituting the core may be narrower than the band gap of the compound constituting the shell, but is not limited thereto.
  • the red quantum dot has a core / shell structure
  • the compound constituting the shell may be different from the compound constituting the core.
  • a red quantum dot may be a CdSe / ZnS (core / shell) structure having a core containing CdSe and a shell containing ZnS, or an InP / ZnS (core / containing a core containing InP and a shell containing ZnS). Shell) structure.
  • the red quantum dots may have a core / multishell structure with at least two layers of shells.
  • a red quantum dot may comprise CdSe / ZnSe / ZnS having a core comprising CdSe, a first shell surrounding the surface of the core and comprising ZnSe and a second shell surrounding the surface of the first shell and comprising ZnS ( Core / first shell / second shell) structure.
  • the red quantum dots may have an InP / ZnSe / ZnS (core / first shell / second shell) structure having a core including InP, a first shell including ZnSe, and a second shell including ZnS.
  • the red quantum dot is a single structure, not a core / shell structure, and may be composed of only group II-VI compounds or only group III-V compounds.
  • the red quantum dots can further include cluster molecules as seeds.
  • the cluster molecule is a compound that acts as a seed during the process of manufacturing a red quantum dot, red quantum dot can be formed by the precursors of the compound constituting the red quantum dot grow on the cluster molecule.
  • examples of the cluster molecule include various compounds disclosed in Korean Laid-Open Publication No. 2007-0064554, but are not limited thereto.
  • Ligands included in the red quantum dots may prevent the central particles from agglomerating and quenching with each other.
  • Ligands may have hydrophobic properties.
  • the ligand examples include an amine compound, a carboxylic acid compound, and the like having an alkyl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • the amine compound having an alkyl group examples include hexadecylamine or octylamine.
  • the ligand includes an amine compound, a carboxylic acid compound, and the like having an alkenyl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • the ligand is a phosphine compound including trioctylphosphine, triphenolphosphine, tributylphosphine, t-butylphosphine, and the like; Phosphine oxides such as trioctylphosphine oxide; It may be formed of pyridine or thiophene. Ligands may not be limited to those exemplified above.
  • the first barrier layer 322 is disposed on the first surface of the light conversion layer 310, and the second barrier layer 324 is disposed on the second surface facing the first surface. Each of the first and second barrier layers 322 and 324 is in direct contact with the light conversion layer 310.
  • Each of the first and second barrier layers 322 and 324 may protect the red quantum dots of the light conversion layer 310 from heat, light, moisture, oxygen, and the like.
  • the first and second barrier layers 322 and 324 may prevent moisture and oxygen from penetrating into the light conversion layer 310 due to an external environment.
  • At least one of the first and second barrier layers 322 and 324 may include an inorganic film made of an inorganic material.
  • the inorganic material constituting the inorganic film include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon oxycarbide, metal oxide, and metal nitride nitride, metal oxynitride, metal oxycarbide, and the like. These may be used alone or in combination of two or more, respectively.
  • the metal in the metal oxide, metal nitride, metal oxynitride or metal oxide carbide may include aluminum, titanium, indium, tin, tantalum, zirconium, niobium, and the like, and these metals may be each alone or two or more. This can be used in combination.
  • the inorganic film may be a physical vapor deposition method such as sputtering deposition, thermal evaporation, electron beam evaporation, plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), atomic layer deposition (atomic layer). It can be formed using a chemical vapor deposition method such as deposition, ALD).
  • a physical vapor deposition method such as sputtering deposition, thermal evaporation, electron beam evaporation, plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), atomic layer deposition (atomic layer). It can be formed using a chemical vapor deposition method such as deposition, ALD).
  • At least one of the first and second barrier layers 322 and 324 may have a structure in which two or more inorganic films are stacked, or a structure in which an organic film made of an inorganic film and an organic material is stacked.
  • the light conversion layer 310 may have a structure in which two or more inorganic films are sequentially stacked, a structure repeatedly stacked in an organic film / inorganic film order, or a structure repeatedly stacked in an inorganic film / organic film order.
  • the organic film may be formed of the light conversion layer 310 and the The adhesion of the inorganic film can be improved.
  • Examples of the organic material constituting the organic film included in the first and / or second barrier layers 322 and 324 include an acrylic polymer resin, an epoxy polymer resin, a silicone polymer resin, a urethane polymer resin, parylene, and polyethylene tere.
  • Phthalate polyethyleneterephthalate (PET), polymethylmethacrylate (PMMA), polyethersulfone (PES), polycarbonate (PC), polyethylenenaphthalate (PEN), polyimide (PI) ), Polyarylate, cyclic olefin polymer (COP), cyclic olefin copolymer (cyclic olefic copolymer (COC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), meta Krill (methacrylic) etc. are mentioned.
  • An organic film can be formed by apply
  • the curable resin may include a photocuring agent or a catalyst together with a curable monomer or a polymer (copolymer).
  • the curable resin may be a printing process such as ink-jet printing, pad printing, screen printing, spin coating, slot die coating,
  • the substrate may be applied through a coating process such as gravure coating, off-set coating, spray coating, or the like.
  • the organic film may be formed by applying to the substrate and curing the PECVD or PVD method.
  • the organic layer may be attached to the inorganic layer in the form of a transparent film.
  • the first and second barrier layers 322 and 324 may have the same structure in the order in which they are stacked from the light conversion layer 310, and may have different structures, one of which is an organic layer barrier and the other of It may be an inorganic film barrier.
  • the structures of the first and second barrier layers 322 and 324 are not limited thereto, and may have various structures.
  • the first transparent film layer 332 is disposed on the first barrier layer 322, and the second transparent film layer 334 is disposed on the second barrier layer 324.
  • Each of the first and second transparent film layers 332 and 334 has flexibility and may be formed of an organic material.
  • the organic material at this time include polymethylmethacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polycarbonate (PC), polyethylenenaphthalate (polyethylenenaphthalate) PEN), polyimide (PI), polyarylate, cyclic olefin polymer (COP), cyclic olefin copolymer (cyclic olefic copolymer (COC), polyethylene (PE), Polypropylene (PP), methacryl (methacrylic), polyurethane (ployurethane) and the like.
  • the first and second transparent film layers 332 and 334 may be formed of an epoxy resin.
  • 3 to 5 are cross-sectional views for describing a wavelength conversion sheet having a structure different from that of FIG. 2.
  • the wavelength conversion sheet 302 may be formed together with the light conversion layer 310, the first and second barrier layers 322 and 324, and the first and second transparent film layers 332 and 334. First and second diffusion layers 342 and 344. Except for further including the first and second diffusion layers 342 and 344, since the wavelength conversion sheet 301 described in FIG.
  • the first diffusion layer 342 is formed on the first transparent film layer 332, the second diffusion layer 344 is formed on the second transparent film layer 334, and the first and second diffusion layers 342 and 344. ) Each includes a diffusion pattern DP.
  • the diffusion pattern DP may be a continuous pattern having a shape in which a plurality of convex parts are continuously connected, or may be a continuous pattern or discontinuous pattern having a shape in which a plurality of concave parts are continuously connected.
  • the convex portions and the concave portions may have various shapes such as ellipses or polygons in planar projection, and may be irregular.
  • the diffusion pattern DP may be formed of convex portions having different shapes or sizes or irregularities, or may be formed of concave portions.
  • the diffusion pattern DP may have a structure partitioned into a plurality of divided regions in plan view. The structure of the diffusion pattern DP is not limited to the above description and may have various structures.
  • the wavelength conversion sheet 303 may include the first conversion layer 342 together with the light conversion layer 310, the first and second barrier layers 322 and 324, and the first transparent film layer 332. It includes.
  • the wavelength conversion sheet 303 of FIG. 4 is substantially the same as the wavelength conversion sheet 302 described with reference to FIG. 3 except that the second transparent film layer 334 and the second diffusion layer 344 are omitted. Description is omitted.
  • the wavelength conversion sheet 304 may include a light conversion layer 310, first and second transparent film layers 332 and 334, first and second barrier layers 322 and 324, and first and second wavelength conversion sheets 304. Second diffusion layers 342 and 344.
  • the first transparent film layer 332, the first barrier layer 322, and the first diffusion layer 342 are sequentially formed on the first surface of the light conversion layer 310, and the second transparent film layer ( 334, the second barrier layer 324, and the second diffusion layer 344 are sequentially formed.
  • the edge type display device is described as an example as in FIG. 1A, but the wavelength conversion sheets 301, 302, 303, and 304 may be similarly applied to the direct type display device.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • the display device 1002 includes a light source 100, a wavelength conversion sheet 305, first and second prism sheets 410 and 420, and a display panel DA.
  • the light source 100 provides blue light and green light to the wavelength conversion sheet 305
  • the light guide plate is omitted, and the light source 100 is disposed to face one surface of the wavelength conversion sheet 305.
  • the display device 1001 described above is substantially the same as the display device 1001, detailed descriptions thereof will be omitted.
  • a diffusion plate or a diffusion sheet that performs an additional light diffusion function may be disposed between the light source 100 and the wavelength conversion sheet 305.
  • the wavelength conversion sheet 305 of FIG. 6 may be at least one of the wavelength conversion sheets 301, 302, 303, and 304 described with reference to FIGS. 2 to 5.
  • the display panel is provided through the light source 100 for implementing blue light and green light and the wavelength conversion sheets 301, 302, 303, 304, and 305 for red light.
  • (DA) can provide white light.
  • the white light provided by the blue light emitting chip is implemented by a mixture of blue light having a narrow half-value width provided by a blue light emitting chip, green light having a narrow half-value width generated from a green phosphor, and red light having a high power density and narrow half-width. The color purity of the color can be improved.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a display device according to still another exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the wavelength conversion sheet of FIG. 7.
  • the display device 1003 includes a light source 100, a light guide plate 200, a wavelength conversion sheet 500, and a display panel DA. Since each of the light source 100, the light guide plate 200, and the display panel DA except for the wavelength conversion sheet 500 is substantially the same as that described with reference to FIG. 1A, detailed descriptions thereof will be omitted.
  • the wavelength conversion sheet 500 includes the light conversion layer 310, the first and second barrier layers 322 and 324, the first and second transparent film layers 332 and 334, the prism layer 350, and the diffusion layer 360. ). Since the light conversion layer 310, the first and second barrier layers 322 and 324, the first and second transparent film layers 332 and 334, and their lamination structures are substantially the same as those described with reference to FIG. 2, Duplicate detailed descriptions are omitted.
  • the prism layer 350 includes a prism pattern PP
  • the diffusion layer 360 is substantially the same as the first diffusion layer 342 or the second diffusion layer 344 described with reference to FIG. It includes a diffusion pattern DP that is substantially the same as the patterns DP. Therefore, redundant descriptions are omitted.
  • the first and second barrier layers 322 and 324 are disposed on the first and second surfaces of the light conversion layer 310 as an example.
  • the structure in which the first transparent film layer 332 and the second transparent film layer 334 are disposed directly on the first barrier layer 322 and the second barrier layer 324 is disposed thereon.
  • the light guide plate 200 may be omitted and the light source 100 may be disposed below the wavelength conversion sheet 500 to directly lower the light source 100.
  • the wavelength conversion sheet 500 described in FIGS. 7 and 8 can be thinner than the structure using the diffusion sheet and the prism sheet separately by integrating the diffusion sheet and the prism sheet.
  • the color reproducibility of the color image of the display panel DA may be improved by using the wavelength conversion sheet 500 together with the light source 100 providing the blue light and the green light.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view for describing a display device according to yet another exemplary embodiment.
  • the display device 1004 includes a light source 100, a reflecting plate 700, a light guide plate 200, a wavelength conversion sheet 301, first and second prism sheets 410 and 420, and a reflective polarizing film. 600 and a display panel DA.
  • the display device 1004 is substantially the same as the display device 1001 described with reference to FIG. 1A except that the reflective polarization film 600 is further included.
  • the reflective polarizer 600 is disposed on the second prism sheet 420, and selectively transmits the light collected by the first and second prism sheets 410 and 420.
  • the reflective polarizing film 600 selectively transmits light in one polarization state according to the polarization state, and serves to return the light having a different polarization state toward the light guide plate 200.
  • the reflective polarizing film 600 may be a dual brightness enhancement film (DBEF).
  • the light directed toward the reflective polarizing film 600 is mixed with light of different polarizations, so that the light of P1 and the reflective polarizing film 600 having polarized light in the region transmitted by the reflective polarizing film 600 do not transmit. It consists of light of P2 with polarization of the region.
  • the reflective polarizing film 600 transmits only the light of P1 and reflects the light of P2 downward.
  • the light of P1 is emitted to the display panel DA, but the light of P2 is reflected and returned to the lower side, reflected by the reflector 700, and converted into light in a random state, and then moved upward.
  • the converted light is partially passed through the reflective polarizing film 600 and partially reflected. This process can minimize the light lost. That is, by providing the reflective polarizing film 600, it is possible to reduce the loss of light, thereby increasing the brightness of the display device 1004.
  • the reflective polarizing film 600 has been described as an example of being stacked on top of the second prism sheet 420, but may be disposed between the first prism sheet 410 and the second prism sheet 420. .
  • An LED package including a blue LED chip and a green phosphor was used as a light source, and a light guide plate, a diffusion sheet, two prism sheets, and a display panel were sequentially stacked, and a reference display device in which the light source was assembled in an edge type was prepared.
  • the emission peak of the blue light emitted from the blue LED chip appeared at 450 nm, the half width at this time was 20 nm.
  • the emission peak of the green light emitted by the green phosphor appeared at 525 nm, and the half width at this time was 67 nm.
  • a display device including a first wavelength conversion sheet having a light conversion layer including a CdSe-based red quantum dot instead of a diffusion sheet was prepared.
  • Comparative Examples 1 and 2 are display devices in which only the content of red quantum dots differs from the above Examples
  • Comparative Example 3 is a display device using a white LED using a YAG phosphor as a light source.
  • the spectrum of the image displayed by the display panel was analyzed to calculate the area of the optical spectrum before adjustment of each of the wavelength range of the blue light, the wavelength range of the green light, and the wavelength range of the red light. After calculating the area of the post-adjustment light spectrum in the wavelength range of blue light, green light and red light, the C / (A + B) value was derived.
  • Examples 1 to 4 of the present invention have an x value of CIE 1931 color coordinates within a range of more than 0.28 and less than 0.38 when C / (A + B) is within a range of 0.3512 to 0.7419, and the luminance is at least 407. It can be seen that cd / m 2 .
  • Comparative Example 1 it can be seen that the CIE 1931 color coordinate x value is 0.2625 level and the luminance is significantly lower than those of Examples 1 to 4.
  • Comparative Example 2 the luminance is high, but the CIE 1931 color coordinate x value exceeds 0.38, so it is difficult to realize a high quality white image.
  • Comparative Example 3 which emits white light using the YAG phosphor, it can be seen that the luminance is lower than that of Examples 1 to 4.
  • a display device was prepared by using a LED package substantially the same as the light source used in the reference display device and applying a wavelength conversion sheet including red quantum dots.
  • the peak wavelengths of the red light emitted from the red quantum dots included in the wavelength conversion sheet in the display device according to Examples 5 to 14 are shown in Table 2.
  • Table 2 shows the results of measuring C / (A + B) values, NTSC coverage, and luminance (unit: cd / m 2 ) of each of the display devices according to Examples 5 to 15.
  • Example 5 618 0.4055 80.41% 457
  • Example 6 620 0.4057 81.04% 450
  • Example 7 622 0.4059 81.93% 443
  • Example 8 626 0.4057 82.90% 431
  • Example 9 628 0.4058 83.42% 426
  • Example 10 630 0.4056 83.57% 420
  • Example 11 632 0.4051 83.93% 414
  • Example 12 638 0.4029 84.16% 395
  • Example 13 644 0.3997 84.15%
  • Example 14 650 0.3949 83.71% 238
  • Example 15 654 0.3908 83.19% 198
  • the C / (A + B) value, NTSC coverage, and luminance change according to the change in the peak wavelength of the red light emitted from the red quantum dot included in the wavelength conversion sheet.
  • the peak wavelength of the red light is 618 nm and less than 620 nm, as in Example 5, the luminance is relatively higher than that of the other embodiments, but the NTSC coverage is only 80.41%, indicating that the color reproduction is low.
  • the peak wavelength is 654 nm and exceeds 650 nm as in Example 15
  • the NTSC coverage is high as 83.19%, but on the contrary, the luminance is significantly lower than in other embodiments. Therefore, the peak wavelength of the red light emitted from the red quantum dots is preferably selected in the range of 620 nm or more and 650 nm or less.
  • a display device was prepared by using a LED package substantially the same as the light source used in the reference display device and applying a wavelength conversion sheet including red quantum dots.
  • the peak wavelength of the red light emitted from the red quantum dots included in the wavelength conversion sheet was constant at 626 nm, and the full width at half maximum is shown in Table 3 below.
  • Table 3 shows the results of measuring C / (A + B) values, NTSC coverage, and luminance (unit: cd / m 2 ) of each of the display devices according to Examples 16 to 24.
  • Example 16 0.4198 28 84.87% 416
  • Example 17 0.4178 30 84.64% 418
  • Example 18 0.4113 34 84.07% 422
  • Example 19 0.4118 36 83.82% 423
  • Example 20 0.4057 42 82.90% 431
  • Example 21 0.4012 46 82.29% 437
  • Example 22 0.3963 50 81.68% 442
  • Example 23 0.3879 56 81.10% 452
  • Example 24 0.3848 58 80.29% 459
  • the C / (A + B) value, NTSC coverage, and luminance change according to the change in the half width of the red light emitted from the red quantum dots included in the wavelength conversion sheet.
  • the full width at half maximum is less than 30 nm as in Example 16
  • the NTSC coverage is on the same level or better than other embodiments, but the luminance is low.
  • the full width at half maximum is more than 56 nm as in Example 24
  • the half value width of the peak wavelength of the red light which a red quantum dot emits is 30 nm or more and 56 nm or less.

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Abstract

표시 장치는 제1 파장 범위의 청색광 및 제2 파장 범위의 녹색광을 방출하는 광원, 상기 광원이 방출하는 광의 일부를 흡수하여 제3 파장 범위의 적색광으로 변환하여 방출하는 광변환층을 포함하는 파장 변환 시트 및 상기 파장 변환 시트 상에 배치된 표시 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

표시 장치
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정을 이용하여 영상을 표시하는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정을 이용한 표시 장치는 백색 LED(Light Emitting Diode) 등의 백색 광원이 방출하는 백색광이 표시 패널의 컬러 필터를 통과하여 컬러 영상을 표시한다. 상기 백색 광원은, 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드 칩(light emitting diode chip) 및 청색광을 이용하여 최종적으로 광원이 백색광을 방출하도록 하는 광전환층을 포함한다. 상기 광전환층은 형광체인 YAG(Yttrium Aluminum Garnet)를 주로 포함한다.
그러나, YAG 형광체는 적색광 파장대역과 녹색광 파장대역에 걸친 넓은 범위의 발광 스펙트럼을 갖기 때문에, YAG 형광체를 이용한 백색 광원이 방출하는 광은 표시 장치가 표시하는 영상의 휘도 및 색재현성을 저하시킬 수 있다. 이를 해결하기 위해, 광전환층에 2종 이상의 형광체를 분산시키거나 안료(pigment)를 첨가하는 등의 대안이 제시되고 있으나 영상의 색재현성을 높이는데 한계가 있다. 이에 따라 상기 형광체가 적용된 백색 광원을 이용하는 표시 장치의 색재현성은 낮은 편이다.
본 발명의 일 목적은 영상의 휘도 및 색재현성을 향상시키는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 파장 범위의 청색광 및 제2 파장 범위의 녹색광을 방출하는 광원, 상기 광원이 방출하는 광의 일부를 흡수하여 제3 파장 범위의 적색광으로 변환하여 방출하는 광변환층을 포함하는 파장 변환 시트 및 상기 파장 변환 시트 상에 배치된 표시 패널을 포함하되, 하기 식 1의 관계를 만족한다.
[식 1]
0.25 < C/(A+B) < 0.9
여기서, A는 상기 광원이 방출하는 청색광과 녹색광이 상기 파장 변환 시트를 거치지 않고 표시 패널로 제공된 경우에 표시 패널 상에서 측정되는 광 스펙트럼을 조정-전 스펙트럼이라 하고, 상기 광원이 방출하는 청색광과 녹색광이 상기 파장 변환 시트를 거쳐 표시 패널로 제공된 경우에 표시 패널 상에서 측정되는 광 스펙트럼을 조정-후 스펙트럼이라 할 때, 상기 제1 파장 범위에서의 조정-전 광스펙트럼의 면적과 조정-후 광스펙트럼의 면적 차이를 나타내며, B는 제2 파장 범위에서의 조정-전 광스펙트럼의 면적과 조정-후 광스펙트럼의 면적 차이를 나타내며, C는 제3 파장 범위에서의 조정-전 광스펙트럼의 면적과 조정-후 광스펙트럼의 면적 차이를 나타낸다.
일 실시예에서, A, B 및 C가 하기 식 2의 관계를 만족할 수 있다.
[식 2]
0.35 < C/(A+B) < 0.8
일 실시예에서, 상기 제1 파장 범위는 400 내지 499 nm이고, 상기 제2 파장 범위는 500 내지 569 nm이며, 상기 제3 파장 범위는 570 내지 699 nm일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 파장 범위에서 발광 피크의 범위는 435 내지 455 nm이고, 제2 파장 범위에서 발광 피크의 범위는 520 내지 540 nm이고, 제3 파장 범위에서 발광 피크의 범위는 620 내지 650 nm 일 수 있다.
일 실시예에서, 제1 파장 범위에서 발광 피크의 범위는 435 내지 445 nm이고, 제2 파장 범위에서 발광 피크의 범위는 525 내지 535 nm이고, 제3 파장 범위에서 발광 피크의 범위는 632 내지 650 nm 일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 내지 제3 파장 범위 각각에서 나타나는 발광 피크의 반치폭(full width at half maximum)을 x, y 및 z라 할 때, y>z>x 인 관계에 있고, 상기 반치폭은 각 파장 범위에서의 광스펙트럼의 최대 강도(Intensity)의 1/2의 강도를 가진 두 파장(wavelength) 사이의 간격이다. 이때, 상기 제1 파장 범위에서 나타나는 발광 피크의 반치폭(x)은 18 내지 22 nm이고, 상기 제2 파장 범위에서 나타나는 발광 피크의 반치폭(y)은 50 내지 70 nm이며, 상기 제3 파장 범위에서 나타나는 발광 피크의 반치폭(z)은 30 내지 56 nm일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광원은 상기 제1 파장 범위의 청색광을 방출하는 제1 발광 소자 및 상기 제2 파장 범위의 녹색광을 방출하는 제2 발광 소자를 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 광원은 청색광을 발광하는 발광 칩과, 상기 발광 칩 상에 배치되어 청색광의 일부를 흡수하여 녹색광으로 변환하여 방출하는 녹색 형광체를 포함하는 광전환층을 포함하는 발광 소자일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 시트는 상기 광변환층의 제1 면에 배치된 제1 배리어층 및 상기 제1 배리어층 상에 배치된 제1 투명 필름층을 포함할 수 있다. 이때, 상기 파장 변환 시트는 상기 제1 투명 필름층 상에 배치된 제1 확산층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 시트는 상기 광변환층의 제2 면에 배치된 제2 배리어층 및 상기 제2 배리어층 상에 배치된 제2 투명 필름층을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 파장 변환 시트는 상기 제2 투명 필름층 상에 배치된 제2 확산층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 시트는 상기 광변환층의 제1 면에 배치된 제1 투명 필름층, 상기 제1 투명 필름층 상에 배치된 제1 배리어층, 상기 제1 배리어층 상에 배치된 제1 확산층, 상기 광변환층의 제2 면에 배치된 제2 투명 필름층, 상기 제2 투명 필름층 상에 배치된 제2 배리어층 및 상기 제2 배리어층 상에 배치된 제2 확산층을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 시트는 상기 광변환층의 제1 면에 형성된 프리즘층 및 상기 광변환층의 제2 면에 형성된 확산층을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 시트는 상기 광변환층의 제1 면과 상기 프리즘층 사이에 배치된 제1 투명 필름층, 상기 제1 투명 필름층과 상기 프리즘층 사이에 배치된 제1 배리어층, 상기 광변환층의 제2 면과 상기 확산층 사이에 배치된 제2 투명 필름층 및 상기 제2 투명 필름층과 상기 확산층 사이에 제2 배리어층을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 파장 변환 시트는 상기 광변환층의 제1 면과 상기 프리즘층 사이에 배치된 제1 배리어층, 상기 제1 배리어층과 상기 프리즘층 사이에 배치된 제1 투명 필름층, 상기 광변환층의 제2 면과 상기 확산층 사이에 배치된 제2 배리어층 및 상기 제2 배리어층과 상기 확산층 사이에 배치된 제2 투명 필름층을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는 상기 파장 변환 시트 하부에 배치된 도광판을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 표시 장치는 상기 광원으로부터 광을 제공받아 상기 파장 변환 시트를 향해 광경로를 가이드하는 도광판을 더 포함하는 에지형일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 광원은 상기 파장 변환 시트의 하부에 배치되어 상기 파장 변환 시트로 광을 제공하는 직하형일 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 청색광과 녹색광을 방출하는 광원과, 적색 광변환층을 포함하는 파장 변환 시트를 이용하여 적색광을 구현함으로써 표시 패널로 백색광을 제공할 수 있다. 이에 따라, 백색광이 표시 패널의 컬러 필터를 통과하여 나타내는 컬러의 색순도를 향상시킬 수 있어 표시 장치의 색재현 범위를 넓힐 수 있을 뿐만 아니라 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1b 및 도 1c는 광원의 구조를 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 도 1a의 파장 변환 시트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 도 2와 다른 구조의 파장 변환 시트를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 도 7의 파장 변환 시트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1a를 참조하면, 표시 장치(1001)는 광원(100), 도광판(200), 파장 변환 시트(301), 제1 및 제2 프리즘 시트(410, 420)와 표시 패널(DA)을 포함한다. 광원(100), 도광판(200), 파장 변환 시트(301), 제1 및 제2 프리즘 시트(410, 420)를 포함하는 백라이트 유닛이 표시 패널(DA)로 백색광을 제공하고, 표시 패널(DA)의 컬러 필터들이 백색광을 이용하여 컬러 영상을 표시할 수 있다. 상기 백라이트 유닛은 광원(100)이 일측에 배치되고, 광원(100)이 방출하는 광의 방향을 표시 패널(DA)을 향해 가이드하는 도광판(200)을 포함하는 에지형(Edge type)이다.
광원(100)은 청색광과 녹색광을 방출하고, 이들을 도광판(200)으로 제공한다. 이때, 청색광의 파장범위인 제1 파장 범위는 400 내지 499 nm일 수 있고, 녹색광의 파장범위인 제2 파장 범위는 500 내지 569 nm일 수 있다.
또한, 제1 파장 범위에서 발광 피크는 435 내지 455 nm 범위 내에 존재할 수 있고, 제2 파장 범위에서 발광 피크는 520 내지 540 nm 범위 내에 존재할 수 있다. 보다 바람직하게는 제1 파장 범위에서 발광 피크는 435 내지 445 nm 범위 내에 존재할 수 있고, 제2 파장 범위에서 발광 피크는 525 내지 535 nm 범위 내에 존재할 수 있다.
일 실시예에서, 광원(100)은 다수의 발광 소자들을 포함하고, 발광 소자들 각각은 제1 파장 범위의 청색광을 발광/방출하는 청색 발광 칩(114, 도 1b 및 도 1c 참조)과, 상기 청색 발광 칩(114)에서 방출된 청색광의 일부를 흡수하여 제2 파장 범위의 녹색광으로 변환하는 광전환층(116 또는 118, 도 1b 및 도 1c 참조)을 포함한다. 이에 따라, 광원(100)은 청색광과 녹색광을 도광판(200)으로 제공한다.
상기 청색 발광칩(114)은 청색광을 방출하는 발광 다이오드를 포함한다. 상기 발광 다이오드는 질화물계 화합물을 포함할 수 있다. 상기 질화물계 화합물은 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 알루미늄(Al) 중에서 선택된 적어도 하나의 질화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 질화물계 화합물은 "IniGajAlkN"로 나타낼 수 있고, 이때, 0< i이고, 0<j이고, 0<k이며, i+j+k=1일 수 있다.
상기 광전환층(116 또는 118)은 녹색 형광체가 투광성 수지에 분산된 층일 수 있고, 이때의 녹색 형광체는 실리케이트계 형광체, 실리콘 산화질화물계 형광체, 황화물계 형광체, 시알론(SiAlON)계 형광체, 산화물계 형광체 등이 사용될 수 있고, 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 광원(100)은 다수의 발광 소자들을 포함하되, 서로 다른 종류의 광을 발광하는 발광 소자들을 포함할 수 있다. 즉, 광원(100)은 청색광을 발광하는 제1 발광 소자와 녹색광을 발광하는 제2 발광 소자를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 발광 소자는 녹색 형광체에 의해 녹색광을 발광할 수 있다.
광원(100)의 구체적인 구조에 대해서는 도 1b 및 도 1c를 참조하여 설명하기로 한다.
도 1b 및 도 1c는 광원의 구조를 설명하기 위한 도면들이다.
도 1b를 참조하면, 광원(101)은 반사판(112), 청색 발광칩(114) 및 광전환층(116)을 포함한다. 반사판(112) 내에 청색 발광칩(114) 및 광전환층(116)이 수용된다. 광전환층(116)은 청색 발광칩(114)이 수용된 반사판(112)의 내부 수용 공간에 채워져 청색 발광칩(114)을 완전히 커버하는 구조를 가질 수 있다. 이때, 광전환층(116)의 녹색 형광체를 분산시키는 투명 수지를 포함하는데, 투명 수지는 광경화성 레진 또는 열경화성 레진으로 형성될 수 있다. 반사판(112) 내에 청색 발광칩(114)을 배치시키고, 그 위에 광전환층(116)을 형성하는 재료, 즉 녹색 형광체가 분산된 수지를 채운 후 이를 경화시켜 광원(101)을 제조할 수 있다. 청색 발광칩(114)이 방출하는 청색광이 직접 광전환층(116)에 도달하게 되고, 광전환층(116)은 청색광과 녹색광을 외부로 방출한다.
도 1c를 참조하면, 광원(102)은 반사판(112), 청색 발광칩(114), 수지층(117) 및 광전환층(118)을 포함한다. 반사판(112) 내에 청색 발광칩(114) 및 수지층(117)이 수용되고, 광전환층(118)은 수지층(117)의 표면을 커버하도록 수지층(117) 상에 배치된다. 수지층(117)은 청색 발광칩(114)과 광전환층(118) 사이에 배치되어 청색 발광칩(114)이 방출하는 열에 의해 광전환층(118)의 녹색 형광체가 열화되는 것을 최소화시킴으로써 광원(102)의 열안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 광전환층(118)은 시트형으로 제조하여 수지층(117) 상에 배치시키거나 수지층(117) 상에 직접 도포하여 형성할 수 있다. 광전환층(118)을 시트형으로 제조하는 경우, 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 패드 프린팅(pad printing), 스크린 프린팅(screen printing), 스프레이 코팅(spray coating) 등의 코팅 방식으로 형성할 수 있다. 이에 따라, 시트형의 광전환층(118)이 도 1b의 광전환층(116)에 비해 전체적으로 균일하게 녹색 형광체가 분산될 수 있다. 즉, 녹색 형광체의 분산성이나 열안정성 등에 있어서는 도 1b에서 설명한 광원(101) 구조에 비해서 도 1c에서 설명한 광원(102)이 더 유리할 수 있다.
다시 도 1a를 참조하면, 도광판(200)은 광원(100)과 마주하여 배치된 입사면을 포함하고, 상기 입사면과 연결된 출사면을 통해서 광원(100)으로부터 제공받은 광을 파장 변환 시트(301)가 배치된 방향으로 가이드할 수 있다. 상기 출사면 상에 파장 변환 시트(301)가 배치된다.
도면으로 도시하지 않았으나, 도광판(200)의 상기 출사면과 대향하는 면 측에 반사판이 배치될 수 있다. 상기 반사판은 도광판(200)에서 누설되는 광을 다시 도광판(200) 측으로 반사시킴으로써 광의 이용 효율을 증가시킬 수 있다.
파장 변환 시트(301)는 도광판(200)의 상부에 배치된 시트로서, 광원(100)에서 방출된 광이 도광판(200)을 거쳐 파장 변환 시트(301)로 제공되고, 파장 변환 시트(301)는 광원(100)이 방출하는 광의 일부를 흡수하여 제3 파장 범위의 적색광으로 변환하여 방출한다. 파장 변환 시트(301)의 광변환층(310, 도 2 참조)에 의해서 파장 변환 시트(301)는 청색광 및 녹색광과 함께 적색광을 제1 및 제2 프리즘 시트(410, 420)로 제공할 수 있다. 제3 파장 범위는 570 내지 699 nm일 수 있다.
또한, 제3 파장 범위에서 발광 피크는 620 내지 650 nm 범위 내에 존재할 수 있으며, 보다 바람직하게는 제3 파장 범위에서 발광 피크는 632 내지 650 nm 범위 내에 존재할 수 있다.
파장 변환 시트(301)는 광원(100)에서 생성된 청색광과 녹색광을 제공받고, 이의 일부를 흡수하여 적색광을 방출한다. 이에 따라, 광원(100)에서 생성된 청색광과 녹색광이 파장 변환 시트(301)를 거치면서 청색광, 녹색광 및 적색광을 갖는 백색광이 표시 패널(DA)로 제공될 수 있다. 상기 백색광은 표시 패널(DA)을 거치면서 청색, 녹색 및 적색 컬러 필터들을 통과하고, 표시 패널(DA)은 상기 컬러 필터들을 통과한 청색광, 녹색광 및 적색광을 이용하여 컬러 영상을 표시한다.
제1 내지 제3 파장 범위들 각각에서의 조정-전 광스펙트럼의 면적과 조정-후 광스펙트럼의 면적 차이인 A, B 및 C가 하기 식 1의 관계를 만족한다.
[식 1]
0.25 < C/(A+B) < 0.9
이때, "조정-전 광스펙트럼"은 광원(100)이 방출하는 청색광과 녹색광이 파장 변환 시트(301)를 거치지 않고 표시 패널(DA)로 제공된 경우에 표시 패널(DA) 상에서 측정되는 광 스펙트럼이고, "조정-후 광스펙트럼"은 광원(100)이 방출하는 청색광과 녹색광이 파장 변환 시트(301)를 거쳐 표시 패널(DA)로 제공된 경우에 표시 패널(DA) 상에서 측정되는 광 스펙트럼이다.
구체적으로, 도 1a에 도시된 표시 장치(1001)에서 파장 변환 시트(301)가 제외된 구조에서 표시 패널(DA) 상에서 측정되는 광스펙트럼이 조정-전 광스펙트럼이고, 도 1a에 도시된 표시 장치(1001)의 표시 패널(DA) 상에서 측정되는 광스펙트럼이 조정-후 광스펙트럼이다.
제1 파장 범위에서의 조정-전 광스펙트럼의 면적을 a1이라 하고, 조정-후 광스펙트럼의 면적을 a2라 할 때, A는 a1-a2이고, 또한, 제2 파장 범위에서의 조정-전 광스펙트럼의 면적을 b1이라 하고, 조정-후 광스펙트럼의 면적을 b2라 할 때, B는 b1-b2이고, 제3 파장 범위에서의 조정-전 광스펙트럼의 면적을 c1이라 하고, 조정-후 광스펙트럼의 면적을 c2라 할 때, C는 c2-c1이다. 이를 구체적인 수학식으로 나타내면, 하기 식 3과 같이 나타낼 수 있다.
[식 3]
Figure PCTKR2016000379-appb-I000001
식 3에서, L(λ)는 파장 λ(단위: nm)에서의, 도 1a에 도시된 표시 장치(1001)에서 파장 변환 시트(301)가 제외된 구조에서 표시 패널(DA) 상에서 측정되는 광스펙트럼의 강도(intensity, 단위: W/sr/m2/nm)를 나타내고, W(λ)는 파장 λ에서의, 도 1a에 도시된 표시 장치(1001)의 표시 패널(DA) 상에서 측정되는 광스펙트럼의 강도를 나타낸다.
상기 광스펙트럼의 강도는 시판되는 스펙트로라디오미터(Spectroraidometer)를 이용하여 측정할 수 있다. 예를 들어, PR-655 SpectraScan(모델명, 미국 포토리서치사) 등을 이용하여 측정할 수 있다.
표시 장치의 표시 품질을 높이기 위해서는 넓은 색재현 범위 뿐만 아니라 소정의 색좌표 범위 내의 화이트 영상을 구현하는 것이 중요하다. CIE 1931 색좌표계에서, 화이트 영상의 D65 색좌표(x,y)는 (0.3130, 0.3290)이며, 상기 색좌표 값에 근접할수록 고품위의 화이트 영상을 구현할 수 있다.
본 발명의 표시 장치는 청색광 및 녹색광을 방출하는 광원을 사용하여 화이트 영상의 x 값이 0.3130에 근접하도록 파장 변환 시트의 발광 스펙트럼을 제어하는 것에 의해 고품위의 화이트 영상을 구현할 수 있다. 이에 따라 x 값은 0.28 초과 0.38의 범위 값을 갖는 것이 바람직하다.
여기서 C/(A+B)의 값이 0.25 초과 0.9 미만인 경우, 표시 패널이 표시하는 화이트 영상의 CIE 1931 색좌표의 x 좌표가 0.28 초과 0.38 미만의 범위 내에 포함되어 고품위의 화이트 영상을 확보할 수 있다.
반면, C/(A+B)의 값이 0.25 이하이거나 0.9 이상인 경우, 화이트 영상의 색좌표의 x 좌표와 y 좌표가 시프트하거나 색재현 범위(color gamut)가 약 10 % 포인트(percent point) 이상 감소하여 색재현성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 표시 장치의 휘도가 감소할 수 있다. 따라서, C/(A+B)의 값이 0.25 초과 0.9 미만일 수 있고, 바람직하게는 A, B 및 C는 하기 식 2의 관계를 만족할 수 있다.
[식 2]
0.35 < C/(A+B) < 0.8
한편, 제1 내지 제3 파장 범위 각각에서 나타나는 발광 피크의 반치폭(full width at half maximum)을 x, y 및 z라 할 때, y>z>x 인 관계에 있다. 여기서 상기 반치폭은 각 파장 범위에서의 광스펙트럼의 최대 강도(Intensity)의 1/2의 강도를 가진 두 파장(wavelength) 사이의 간격이다.
일례로, 제1 파장 범위에서 나타나는 발광 피크의 반치폭(x)은 18 내지 22 nm이고, 제2 파장 범위에서 나타나는 발광 피크의 반치폭(y)은 50 내지 70 nm이며, 제3 파장 범위에서 나타나는 발광 피크의 반치폭(z)은 30 내지 56 nm일 수 있다.
상기 제2 내지 제3 파장 범위에서 각각의 반치폭이 상기 범위 내에 포함되는경우, 색재현성이 향상될 수 있다. 반면 제2 내지 제3 파장 범위에서 각각의 반치폭의 하한값보다 작은 경우, 녹색 형광체 또는 적색 양자점의 합성이 어려운 문제점이 있다. 또한 제2 내지 제3 파장 범위에서 각각의 반치폭의 상한 값을 초과하는 경우, 색재현성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 제1 파장 범위에서 발광 피크는 435 내지 455 nm 범위 내에 존재할 수 있고, 제2 파장 범위에서 발광 피크는 520 내지 540 nm 범위 내에 존재할 수 있고,제3 파장 범위에서 발광 피크는 620 내지 650 nm 범위 내에 존재할 수 있다. 보다 바람직하게는 제1 파장 범위에서 발광 피크는 435 내지 445 nm 범위 내에 존재할 수 있고, 제2 파장 범위에서 발광 피크는 525 내지 535 nm 범위 내에 존재할 수 있고, 제3 파장 범위에서 발광 피크는 632 내지 650 nm 범위 내에 존재할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 파장 범위에서 각각의 발광 피크가 상기 범위 내에 포함되는 경우, CIE 1931 색좌표 기준 NTSC 100% 이상의 색재현 범위(color gamut) 구현이 가능할 수 있다.
한편, 제1 프리즘 시트(410)는 파장 변환 시트(301) 상부에 배치되고, 제1 프리즘 시트(410)의 표면에는 복수의 돌출부들을 포함하는 제1 집광 패턴이 형성된다. 상기 제1 집광 패턴은 제2 프리즘 시트(420)와 마주한다. 제2 프리즘 시트(420)는 제1 프리즘 시트(410)의 상부에 배치되고, 제2 프리즘 시트(420)의 표면에는 제1 프리즘 시트(410)의 제1 집광 패턴과 동일한 형상을 갖는 제2 집광 패턴이 형성된다. 제2 집광 패턴은 표시 패널(DA)과 마주하고, 제1 집광 패턴의 길이 방향과 제2 집광 패턴의 길이 방향은 서로 교차할 수 있다.
이와 달리, 선택적으로 제2 프리즘 시트(420)는 생략되는 것도 가능하다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 도 1a의 파장 변환 시트(301)의 구조에 대해서 구체적으로 설명하고, 도 3 내지 도 5를 참조하여 다른 구조의 파장 변환 시트에 대해서 설명하기로 한다.
도 2는 도 1a의 파장 변환 시트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 파장 변환 시트(301)는 광변환층(310), 제1 및 제2 배리어층(322, 324)과 제1 및 제2 투명 필름층(332, 334)을 포함한다.
광변환층(310)은 적색 양자점들이 고분자 수지가 형성하는 매트릭스 내부에 분산된 형태의 층으로서, 도광판(200)을 거친 광을 부분적으로 흡수하여 적색광을 방출한다. 적색 양자점은 적색광을 방출하는 화합물로서, 적색광을 방출하는 공지의 양자점들이 제한 없이 사용될 수 있고, 일례로 중심 입자 및 중심 입자의 표면에 결합된 리간드를 포함할 수 있다.
적색 양자점은 II-VI족 화합물, II-V족 화합물, III-V족 화합물, III-IV족 화합물, III-VI족 화합물, IV-VI족 화합물 또는 이들의 혼합물로 이루어질 수 있다. 상기 "혼합물"은 상기 화합물들의 단순 혼합물(mixture)뿐만 아니라, 삼성분계 화합물, 사성분계 화합물, 이들 혼합물에 도펀트가 도핑된 경우도 모두 포함한다.
II-VI족 화합물의 예로는, 황화마그네슘(MgS), 셀렌화마그네슘(MgSe), 텔루르화마그네슘(MgTe), 황화칼슘(CaS), 셀렌화칼슘(CaSe), 텔루르화칼슘(CaTe), 황화스트론튬(SrS), 셀렌화스트론튬(SrSe), 텔루르화스트론튬(SrTe), 황화카드뮴(CdS), 셀렌화카드뮴(CdSe), 텔루르카드뮴(CdTe), 황화아연(ZnS), 셀렌화아연(ZnSe), 텔루르화아연(ZnTe), 황화수은(HgS), 셀렌화수은(HgSe), 텔루르화수은(HgTe) 등이 있다.
II-V족 화합물의 예로는, 인화아연(Zn3P2), 비소화아연(Zn3As2), 인화카드뮴(Cd3P2), 비소화카드뮴(Cd3As2), 질화카드뮴(Cd3N2), 질화아연(Zn3N2) 등이 있다.
III-V족 화합물의 예로는, 인화붕소(BP), 인화알루미늄(AlP), 비소화알루미늄(AlAs), 안티모니화알루미늄(AlSb), 질화갈륨(GaN), 인화갈륨(GaP), 비소화갈륨(GaAs), 안티모니화갈륨(GaSb), 질화인듐(InN), 인화인듐(InP), 비소화인듐(InAs), 안티모니화인듐(InSb), 질화알루미늄(AlN), 질화붕소(BN) 등이 있다.
III-IV족 화합물의 예로는, 탄화붕소(B4C), 탄화알루미늄(Al4C3), 탄화갈륨(Ga4C) 등이 있다.
III-VI족 화합물의 예로는, 황화알루미늄(Al2S3), 셀렌화알루미늄(Al2Se3), 텔루르화알루미늄(Al2Te3), 황화갈륨(Ga2S3), 셀렌화갈륨(Ga2Se3), 황화인듐(In2S3), 셀렌화인듐(In2Se3), 텔루르화갈륨(Ga2Te3), 텔루르화인듐(In2Te3) 등이 있다.
IV-VI족 화합물의 예로는, 황화납(PbS), 셀렌화납(PbSe), 텔루르화납(PbTe), 황화주석(SnS), 셀렌화주석(SnSe), 텔루르화주석(SnTe) 등이 있다.
일례로, 적색 양자점은 코어/쉘(core/shell) 구조를 가질 수 있다. 적색 양자점의 코어 및 쉘 각각은 상기 예시한 화합물들로 이루어질 수 있다. 상기 예시한 화합물들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 상기 코어나 쉘을 구성할 수 있다. 상기 코어를 구성하는 화합물의 밴드 갭이 상기 쉘을 구성하는 화합물의 밴드 갭보다 좁을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 다만, 적색 양자점이 코어/쉘 구조를 갖는 경우, 상기 쉘을 구성하는 화합물은 상기 코어를 구성하는 화합물과 다를 수 있다. 예를 들어, 적색 양자점은 CdSe를 포함하는 코어 및 ZnS를 포함하는 쉘을 갖는 CdSe/ZnS(코어/쉘) 구조나, InP를 포함하는 코어 및 ZnS를 포함하는 쉘을 갖는 InP/ZnS(코어/쉘) 구조를 가질 수 있다.
다른 예로서, 적색 양자점은 적어도 2층 이상의 쉘을 갖는 코어/다중쉘 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 적색 양자점은 CdSe를 포함하는 코어, 상기 코어의 표면을 감싸고 ZnSe를 포함하는 제1 쉘 및 상기 제1 쉘의 표면을 감싸며 ZnS를 포함하는 제2 쉘을 갖는 CdSe/ZnSe/ZnS(코어/제1 쉘/제2 쉘) 구조를 가질 수 있다. 또한, 적색 양자점은 InP를 포함하는 코어, ZnSe을 포함하는 제1 쉘 및 ZnS를 포함하는 제2 쉘을 갖는 InP/ZnSe/ZnS(코어/제1 쉘/제2 쉘) 구조를 가질 수 있다.
또 다른 예로서, 적색 양자점은 코어/쉘 구조가 아닌 단일 구조로서, II-VI족 화합물로만 이루어지거나, III-V족 화합물로만 이루어질 수 있다.
적색 양자점은 시드(seed)로서 클러스터 분자(cluster molecule)을 더 포함할 수 있다. 상기 클러스터 분자는 적색 양자점을 제조하는 공정 중에서 시드 역할을 하는 화합물로서, 적색 양자점을 구성하는 화합물의 전구체들이 상기 클러스터 분자 상에서 성장함으로써 적색 양자점이 형성될 수 있다. 이때, 상기 클러스터 분자의 예로는, 한국 공개 공보 2007-0064554에서 개시하고 있는 다양한 화합물들을 들 수 있고, 이들에 제한되지 않는다.
적색 양자점에 포함된 리간드는 중심 입자가 서로 응집되어 소광(quenching)되는 것을 방지할 수 있다. 리간드는 소수성(hydrophobic) 성질을 가질 수 있다.
이때 리간드는 탄소수 6 내지 30의 알킬기를 갖는 아민계 화합물이나 카르복시산 화합물 등을 들 수 있다. 알킬기를 갖는 아민계 화합물의 예로서, 헥사데실아민(hexadecylamine) 또는 옥틸아민(octylamine) 등을 들 수 있다. 이와 달리, 리간드는 탄소수 6 내지 30의 알케닐기를 갖는 아민계 화합물이나 카르복시산 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 리간드는 트리옥틸포스핀(trioctylphosphine), 트리페놀포스핀(triphenolphosphine), t-부틸포스핀(t-butylphosphine) 등을 포함하는 포스핀 화합물(phosphine compound); 트라이옥틸포스핀 산화물(trioctylphosphine oxide) 등의 포스핀 산화물(phosphine oxide); 피리딘(pyridine) 또는 싸이오펜 (thiophene) 등으로 형성될 수 있다. 리간드는 상기에서 예시한 것에 한정되지 않을 수 있다.
제1 배리어층(322)은 광변환층(310)의 제1 면에 배치되고, 제2 배리어층(324)은 상기 제1 면과 마주하는 제2 면에 배치된다. 제1 및 제2 배리어층(322, 324) 각각이 광변환층(310)과 직접 접촉한다.
제1 및 제2 배리어층(322, 324) 각각은 광변환층(310)의 적색 양자점을 열, 광, 수분, 산소 등으로부터 보호할 수 있다. 특히, 제1 및 제2 배리어층(322, 324)은 외부 환경에 의한 수분, 산소가 광변환층(310)으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 배리어층(322, 324) 중 적어도 어느 하나는 무기물로 이루어진 무기막을 포함할 수 있다. 상기 무기막을 구성하는 무기물의 예로서는, 실리콘 산화물(silicon oxide), 실리콘 질화물(silicon nitride), 실리콘 산화질화물(silicon oxynitride), 실리콘 산화탄화물(silicon oxycarbide), 금속 산화물(metal oxide), 금속 질화물(metal nitride), 금속 산화질화물(metal oxynitride), 금속 산화탄화물(metal oxycarbide) 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다. 이때, 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산화질화물 또는 금속 산화탄화물에서의 금속은, 알루미늄, 티타늄, 인듐, 주석, 탄탈륨, 지르코늄, 니오븀 등을 포함할 할 수 있고, 이들 금속은 각각 단독으로 또는 2 이상이 조합되어 이용될 수 있다.
상기 무기막은 스퍼터링법(sputtering deposition), 열증착법(thermal evaporation), 전자빔 증착법(electron beam evaporation) 등의 물리적 증착법이나, 플라즈마 화학 증착법(plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD), 원자층 증착법(atomic layer deposition, ALD) 등의 화학적 증착법을 이용하여 형성할 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 및 제2 배리어층(322, 324) 중 적어도 어느 하나는 둘 이상의 무기막이 적층된 구조를 갖거나, 무기막과 유기물로 이루어진 유기막이 적층된 구조를 가질 수 있다. 광변환층(310)으로부터, 2 이상의 무기막들이 순차적으로 적층된 구조이거나 유기막/무기막 순으로 반복 적층된 구조 또는 무기막/유기막 순으로부터 반복 적층된 구조일 수 있다. 제1 및 제2 배리어층(322, 324) 중 적어도 어느 하나가 광변환층(310)과 직접 접촉하는 유기막과 그 위에 형성된 무기막을 포함하는 경우, 상기 유기막은 광변환층(310)과 상기 무기막의 접착력을 향상시킬 수 있다.
제1 및/또는 제2 배리어층(322, 324)에 포함되는 유기막을 구성하는 유기물의 예로서는, 아크릴계 고분자 수지, 에폭시계 고분자 수지, 실리콘계 고분자 수지, 우레탄계 고분자 수지, 파릴렌(parylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리아릴레이트(polyarylate), 사이클릭 올레핀 폴리머(cyclic olefin polymer, COP), 사이클릭 올레핀 코폴리머(cyclic olefic copolymer, COC), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 메타크릴(methacrylic) 등을 들 수 있다.
유기막은 경화성 수지를 인쇄 공정 또는 코팅 공정을 통하여 기재에 도포하고, 이를 열 및/또는 광을 이용하여 경화시킴으로서 형성할 수 있다. 상기 경화성 수지는 경화성 모노머나 폴리머(코폴리머)와 함께 광경화제 또는 촉매를 포함할 수 있다. 이때, 상기 경화성 수지는 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 패드 프린팅(pad printing), 스크린 프린팅(screen printing) 등의 인쇄 공정이나, 스핀 코팅(spin coating), 슬롯다이 코팅(slot die coating), 그라비아 코팅(gravure coating), 오프셋 코팅(off-set coating), 스프레이 코팅(spray coating) 등의 코팅 공정을 통해서 기재에 도포될 수 있다. 이와 달리, 상기 유기막은 PECVD 또는 PVD 방식으로 기재에 도포하고 이를 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 또는, 상기 유기막은 투명 필름의 형태로 상기 무기막 상에 부착되어 형성될 수 있다.
제1 및 제2 배리어층(322, 324)은 광변환층(310)으로부터 적층된 순서가 서로 동일한 구조를 가질 수 있고, 서로 다른 구조를 가질 수 있으며, 어느 하나는 유기막 배리어이고 다른 하나는 무기막 배리어일 수 있다. 제1 및 제2 배리어층(322, 324)의 구조는 이에 한정되지 않고, 다양한 구조를 가질 수 있다.
제1 투명 필름층(332)은 제1 배리어층(322) 상에 배치되고, 제2 투명 필름층(334)은 제2 배리어층(324) 상에 배치된다. 제1 및 제2 투명 필름층(332, 334) 각각은 유연성을 갖고, 유기 재료로 형성될 수 있다. 이때의 유기 재료의 예로서는, 폴리메틸메타크릴레이트 (polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리아릴레이트(polyarylate), 사이클릭 올레핀 폴리머(cyclic olefin polymer, COP), 사이클릭 올레핀 코폴리머(cyclic olefic copolymer, COC), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 메타크릴(methacrylic), 폴리우레탄(ployurethane) 등을 들 수 있다. 이와 달리 제1 및 제2 투명 필름층(332, 334)은 에폭시 수지로 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 도 2와 다른 구조의 파장 변환 시트를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3을 참조하면, 파장 변환 시트(302)는 광변환층(310), 제1 및 제2 배리어층(322, 324), 제1 및 제2 투명 필름층(332, 334)과 함께, 제1 및 제2 확산층(342, 344)을 포함한다. 제1 및 제2 확산층(342, 344)을 더 포함하는 것을 제외하고는, 도 2에서 설명한 파장 변환 시트(301)와 실질적으로 동일하므로 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
제1 확산층(342)은 제1 투명 필름층(332) 상에 형성되고, 제2 확산층(344)은 제2 투명 필름층(334) 상에 형성되며, 제1 및 제2 확산층(342, 344) 각각은 확산 패턴(DP)을 포함한다.
확산 패턴(DP)은 복수의 볼록부들이 연속으로 이어진 형태를 갖는 연속 패턴이거나, 복수의 오목부들이 연속으로 이어진 형태를 갖는 연속 패턴 또는 불연속 패턴일 수 있다. 볼록부들 및 오목부들은 평면 투영시 타원형 또는 다각형 등 다양한 형상을 가지고, 부정형일 수도 있다. 확산 패턴(DP)은 서로 다른 형상 또는 크기를 갖거나 부정형인 볼록부들로 구성되거나, 오목부들로 구성될 수 있다. 또한, 확산 패턴(DP)은 평면에서 볼 때 복수의 분할 영역들로 구획된 구조를 가질 수 있다. 확산 패턴(DP)의 구조는 상기에서 설명한 것에 한정되지 않고, 다양한 구조를 가질 수 있다.
도 4를 참조하면, 파장 변환 시트(303)는 광변환층(310), 제1 및 제2 배리어층(322, 324), 제1 투명 필름층(332)과 함께, 제1 확산층(342)을 포함한다. 도 4의 파장 변환 시트(303)는 제2 투명 필름층(334) 및 제2 확산층(344)을 생략한 것을 제외하고는 도 3에서 설명한 파장 변환 시트(302)와 실질적으로 동일하므로 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 파장 변환 시트(304)는 광변환층(310), 제1 및 제2 투명 필름층(332, 334), 제1 및 제2 배리어층(322, 324), 제1 및 제2 확산층(342, 344)을 포함한다.
적층 구조를 제외하고는 도 3에서 설명한 파장 변환 시트(304)와 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다. 광변환층(310)의 제1 면에 제1 투명 필름층(332), 제1 배리어층(322) 및 제1 확산층(342)이 순차적으로 형성되고, 제2 면에 제2 투명 필름층(334), 제2 배리어층(324) 및 제2 확산층(344)이 순차적으로 형성된다.
한편, 도 2 내지 도 5에서는, 도 1a에서와 같이 에지형 표시 장치를 일례로 들어 설명하였으나, 이들 파장 변환 시트(301, 302, 303, 304)는 직하형 표시 장치에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 표시 장치(1002)는 광원(100), 파장 변환 시트(305), 제1 및 제2 프리즘 시트(410, 420)와 표시 패널(DA)을 포함한다. 직하형에서는 파장 변환 시트(305)로 광원(100)이 청색광 및 녹색광을 제공하고, 도광판이 생략되고 광원(100)이 파장 변환 시트(305)의 일 면과 마주하여 배치된 것을 제외하고는 도 1a에서 설명한 표시 장치(1001)와 실질적으로 동일하므로 중복되는 상세한 설명은 생략한다. 도면으로 도시하지 않았으나, 상기 광원(100)과 상기 파장 변환 시트(305) 사이에는 추가적으로 광확산 기능을 수행하는 확산판 또는 확산시트가 배치될 수 있다.
도 6의 파장 변환 시트(305)는 도 2 내지 도 5에서 설명한 파장 변환 시트(301, 302, 303, 304) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
도 2 내지 도 5를 도 1a 및 도 6과 함께 설명한 바에 따르면, 청색광 및 녹색광을 구현하는 광원(100)과 적색광을 구현하는 파장 변환 시트(301, 302, 303, 304, 305)를 통해서 표시 패널(DA)로 백색광을 제공할 수 있다. 이들이 제공하는 백색광은 청색 발광칩이 제공하는 좁은 반치폭을 갖는 청색광과, 녹색 형광체로부터 생성된 좁은 반치폭을 갖는 녹색광 및 파워밀도가 높고 반치폭이 좁은 적색광의 혼합으로 구현됨으로써 표시 패널(DA)이 표시하는 컬러의 색순도를 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 8은 도 7의 파장 변환 시트를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 표시 장치(1003)는 광원(100), 도광판(200), 파장 변환 시트(500) 및 표시 패널(DA)을 포함한다. 파장 변환 시트(500)를 제외한 광원(100), 도광판(200) 및 표시 패널(DA) 각각은 도 1a에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
파장 변환 시트(500)는 광변환층(310), 제1 및 제2 배리어층(322, 324), 제1 및 제2 투명 필름층(332, 334), 프리즘층(350) 및 확산층(360)을 포함한다. 광변환층(310), 제1 및 제2 배리어층(322, 324), 제1 및 제2 투명 필름층(332, 334) 각각 및 이들의 적층 구조는 도 2에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
또한, 프리즘층(350)은 프리즘 패턴(PP)을 포함하고, 확산층(360)은 도 3에서 설명한 제1 확산층(342) 또는 제2 확산층(344)과 실질적으로 동일하며 제1 및 제2 확산 패턴들(DP)과 실질적으로 동일한 확산 패턴(DP)을 포함한다. 따라서, 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
도 8에서는, 광변환층(310)의 제1 면 및 제2 면 각각에 제1 및 제2 배리어층(322, 324) 각각이 배치된 것을 일례로 들어 설명하였으나, 광변환층(310) 상에 직접 제1 투명 필름층(332) 및 제2 투명 필름층(334)이 배치되고 그 위에 제1 배리어층(322)과 제2 배리어층(324)이 배치된 구조를 이용할 수 있다.
도 7에서는 광원(100)이 도광판(200)의 일측에 배치된 에지형을 일례로 도시하였으나, 도광판(200)을 생략하고 광원(100)을 파장 변환 시트(500)의 하부에 배치하여 직하형으로 이용할 수 있다.
도 7 및 도 8에서 설명한 파장 변환 시트(500)는 확산 시트와 프리즘 시트를 일체화함으로써 개별적으로 확산 시트와 프리즘 시트를 사용하는 구조에 비해 박형화시킬 수 있다. 또한, 파장 변환 시트(500)를, 청색광 및 녹색광을 제공하는 광원(100)과 함께 이용함으로써 표시 패널(DA)의 컬러 영상의 색재현성을 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 표시 장치(1004)는 광원(100), 반사판(700), 도광판(200), 파장 변환 시트(301), 제1 및 제2 프리즘 시트(410, 420), 반사편광필름(600) 및 표시 패널(DA)을 포함한다. 표시 장치(1004)에서, 반사편광필름(600)을 더 포함하는 것을 제외하고는 도 1a에서 설명한 표시 장치(1001)와 실질적으로 동일하므로 중복되는 상세한 설명은 생략한다.
반사편광필름(Reflective Polarizer, 600)은 제2 프리즘 시트(420) 상에 배치되고, 제1 및 제2 프리즘 시트(410, 420)에 의해서 집광된 광을 선택적으로 투과시킨다. 반사편광필름(600)은 편광 상태에 따라 일 편광 상태의 빛을 선택적으로 투과시키고 편광 상태가 다른 광은 도광판(200) 방향으로 되돌리는 역할을 한다. 예를 들어, 반사편광필름(600)은 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film: 이중 휘도 향상 필름)일 수 있다.
구체적으로, 반사편광필름(600)으로 향하는 광은 서로 다른 편광의 광이 혼합된 상태로써 반사편광필름(600)이 투과시키는 영역의 편광을 가진 P1의 광과 반사편광필름(600)이 투과시키지 않는 영역의 편광을 가진 P2의 광으로 구성된다.
제1 및 제2 프리즘 시트(410, 420)를 경유한 광은 P1 및 P2의 혼합상태이지만 반사편광필름(600)은 P1의 광만 투과시키고 P2의 광은 다시 하부방향으로 반사시킨다.
P1의 광은 표시 패널(DA)로 방출되지만 P2의 광은 반사되어 하부로 되돌아가고 반사판(700) 등에 의해 반사되어 랜덤한 상태의 광으로 변환되어 다시 상부로 이동한다. 상기 변환된 광은 반사편광필름(600)에서 일부 통과하게 되며 일부는 반사하게 된다. 이러한 과정을 통해 소실되는 광을 최소화시킬 수 있게 된다. 즉, 반사편광필름(600)을 구비함으로써 광의 소실을 줄일 수 있게 되어 표시 장치(1004)의 휘도를 증가시킬 수 있다.
한편, 반사편광필름(600)은 제2 프리즘 시트(420)의 상부에 적층된 경우를 일례로 들어 설명하였으나, 제1 프리즘 시트(410)와 제2 프리즘 시트(420) 사이에 배치될 수 있다.
이하에서는, 실시예들 및 비교예들에 따른 표시 장치를 준비하고 이들의 표시 품질 평가를 통해 본 발명의 효과를 설명하기로 한다.
기준 표시 장치의 준비
청색 LED 칩과 녹색 형광체를 포함하는 LED 패키지를 광원으로서 이용하고, 도광판, 확산 시트, 2장의 프리즘 시트들 및 표시 패널이 순차적으로 적층되고 광원을 에지형으로 어셈블리한 기준 표시 장치를 준비하였다. 이때, 청색 LED 칩이 발광하는 청색광의 발광 피크는 450 nm에서 나타났고, 이때의 반치폭은 20 nm이었다. 또한, 녹색 형광체가 발광하는 녹색광의 발광 피크는 525 nm에서 나타났으며, 이때의 반치폭은 67 nm이었다.
실시예 1 내지 4: 표시 장치의 준비
확산 시트 대신에 CdSe계 적색 양자점을 포함하는 광변환층을 갖는 제1 파장 변환 시트를 포함하는 본 발명의 실시예 1에 따른 표시 장치를 준비하였다.
제1 파장 변환 시트 대신에, 포함된 적색 양자점의 함량이 다른 제2, 제3 및 제4 파장 변환 시트 각각을 이용하여 본 발명의 실시예 2, 3 및 4에 따른 표시 장치를 준비하였다. 반면, 비교예 1 및 2는 상기 실시예와 적색 양자점의 함량만이 다른 표시 장치이며, 비교예 3은 YAG 형광체를 이용한 백색 LED를 광원으로 사용한 표시 장치이다.
표시 품질 특성 평가-1
기준 표시 장치에서 표시 패널이 표시하는 영상의 스펙트럼을 분석하여 청색광의 파장 범위, 녹색광의 파장 범위 및 적색광의 파장 범위 각각의 조정-전 광스펙트럼의 면적을 계산하였고, 실시예 1 내지 4 각각에서의 청색광, 녹색광 및 적색광의 파장 범위에서의 조정-후 광스펙트럼의 면적을 계산한 후, C/(A+B) 값을 도출했다.
또한, CIE 1931 색좌표(x,y)와 휘도(단위: cd/m2)를 측정하였다.
그 결과를 표 1에 나타내었다.
구분 C/(A+B) CIE 1931 색좌표 (x,y) 휘도(cd/m2)
실시예 1 0.3512 (0.2854, 0.2973) 407
실시예 2 0.4057 (0.3061, 0.3128) 431
실시예 3 0.5738 (0.3424, 0.3001) 479
실시예 4 0.7419 (0.3720, 0.3014) 526
비교예 1 0.2376 (0.2625, 0.2965) 383
비교예 2 0.9100 (0.3969, 0.3026) 574
비교예 3 - (0.3015, 0.3124) 398
표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 4는 C/(A+B)가 0.3512 내지 0.7419 범위 내에서는 CIE 1931 색좌표의 x 값은 0.28 초과 0.38 미만의 범위 내에 포함되며, 휘도가 적어도 407 cd/m2인 것을 알 수 있다. 반면, 비교예 1의 경우에는 CIE 1931 색좌표 x값이 0.2625 수준일 뿐만 아니라 휘도가 실시예 1 내지 4에 비해 현저하게 낮은 것을 알 수 있다. 비교예 2의 경우에는 휘도는 높지만 CIE 1931 색좌표 x값이 0.38을 초과하여 고품위의 화이트 영상 구현이 어렵다. 또한, YAG 형광체를 이용하여 백색 발광되는 비교예 3의 경우에는, 실시예 1 내지 4에 비해 휘도가 저하됨을 알 수 있다.
표시 품질 특성 평가-2
기준 표시 장치에서 이용한 광원과 실질적으로 동일한 LED 패키지를 이용하고, 적색 양자점을 포함하는 파장 변환 시트를 적용하여 본 발명의 실시예 5 내지 실시예 14에 따른 표시 장치를 준비하였다. 이때, 실시예 5 내지 실시예 14에 따른 표시 장치에서 파장 변환 시트에 포함된 적색 양자점이 방출하는 적색광의 피크 파장은 표 2와 같다.
실시예 5 내지 실시예 15에 따른 표시 장치 각각의 C/(A+B) 값, NTSC 커버리지 및 휘도(단위: cd/m2)를 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
구분 적색광피크 파장 C/(A+B) NTSC 커버리지(%) 휘도(cd/m2)
실시예 5 618 0.4055 80.41% 457
실시예 6 620 0.4057 81.04% 450
실시예 7 622 0.4059 81.93% 443
실시예 8 626 0.4057 82.90% 431
실시예 9 628 0.4058 83.42% 426
실시예 10 630 0.4056 83.57% 420
실시예 11 632 0.4051 83.93% 414
실시예 12 638 0.4029 84.16% 395
실시예 13 644 0.3997 84.15% 310
실시예 14 650 0.3949 83.71% 238
실시예 15 654 0.3908 83.19% 198
표 2를 참조하면, 파장 변환 시트에 포함된 적색 양자점이 방출하는 적색광의 피크 파장의 변화에 따라 C/(A+B) 값, NTSC 커버리지 및 휘도가 변화하는 것을 알 수 있다. 다만, 실시예 5와 같이 적색광의 피크 파장이 618 nm로, 620 nm 미만인 경우에는 휘도는 다른 실시예들에 비해서 상대적으로 높은 편이지만 NTSC 커버리지가 80.41 %에 불과하여 색재현율이 낮음을 알 수 있다. 또한, 실시예 15와 같이 피크 파장이 654 nm로, 650 nm를 초과하는 하는 경우에는 NTSC 커버리지는 83.19 %로 높은 편이지만 반대로 휘도가 다른 실시예들에 비해서 현저하게 낮음을 알 수 있다. 따라서, 적색 양자점이 방출하는 적색광의 피크 파장은 620 nm 이상 650 nm 이하의 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.
표시 품질 특성 평가-3
기준 표시 장치에서 이용한 광원과 실질적으로 동일한 LED 패키지를 이용하고, 적색 양자점을 포함하는 파장 변환 시트를 적용하여 본 발명의 실시예 16 내지 실시예 24에 따른 표시 장치를 준비하였다. 이때, 실시예 16 내지 실시예 24에 따른 표시 장치에서 파장 변환 시트에 포함된 적색 양자점이 방출하는 적색광의 피크 파장은 626 nm로 일정하였고, 반치폭은 표 3과 같다.
실시예 16 내지 실시예 24에 따른 표시 장치 각각의 C/(A+B) 값, NTSC 커버리지 및 휘도(단위: cd/m2)를 측정한 결과를 표 3에 나타내었다.
구분 C/(A+B) 반치폭(nm) NTSC 커버리지(%) 휘도(cd/m2)
실시예 16 0.4198 28 84.87% 416
실시예 17 0.4178 30 84.64% 418
실시예 18 0.4113 34 84.07% 422
실시예 19 0.4118 36 83.82% 423
실시예 20 0.4057 42 82.90% 431
실시예 21 0.4012 46 82.29% 437
실시예 22 0.3963 50 81.68% 442
실시예 23 0.3879 56 81.10% 452
실시예 24 0.3848 58 80.29% 459
표 3을 참조하면, 파장 변환 시트에 포함된 적색 양자점이 방출하는 적색광의 반치폭의 변화에 따라서 C/(A+B) 값, NTSC 커버리지 및 휘도가 변화하는 것을 알 수 있다. 다만, 실시예 16와 같이 반치폭이 30 nm 미만인 경우, 다른 실시예들에 비해 NTSC 커버리지가 동등한 수준 또는 좋은 편에 속하지만 휘도가 낮다. 또한, 실시예 24와 같이 반치폭이 56 nm 초과인 경우, 다른 실시예들에 비해 휘도는 좋은 편이지만 NTSC 커버리지가 현저하게 낮음을 알 수 있다. 따라서, 적색 양자점이 방출하는 적색광의 피크 파장의 반치폭은 30 nm 이상 56 nm 이하의 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (21)

  1. 제1 파장 범위의 청색광 및 제2 파장 범위의 녹색광을 방출하는 광원;
    상기 광원이 방출하는 광의 일부를 흡수하여 제3 파장 범위의 적색광으로 변환하여 방출하는 광변환층을 포함하는 파장 변환 시트; 및
    상기 파장 변환 시트 상에 배치된 표시 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    하기 식 1의 관계를 만족하는 표시 장치.
    [식 1]
    0.25 < C/(A+B) < 0.9
    여기서, A는 상기 광원이 방출하는 청색광과 녹색광이 상기 파장 변환 시트를 거치지 않고 표시 패널로 제공된 경우에 표시 패널 상에서 측정되는 광 스펙트럼을 조정-전 스펙트럼이라 하고, 상기 광원이 방출하는 청색광과 녹색광이 상기 파장 변환 시트를 거쳐 표시 패널로 제공된 경우에 표시 패널 상에서 측정되는 광 스펙트럼을 조정-후 스펙트럼이라 할 때, 상기 제1 파장 범위에서의 조정-전 광스펙트럼의 면적과 조정-후 광스펙트럼의 면적 차이를 나타내며,
    B는 제2 파장 범위에서의 조정-전 광스펙트럼의 면적과 조정-후 광스펙트럼의 면적 차이를 나타내며,
    C는 제3 파장 범위에서의 조정-전 광스펙트럼의 면적과 조정-후 광스펙트럼의 면적 차이를 나타낸다.
  3. 제2항에 있어서,
    A, B 및 C가 하기 식 2의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 표시 장치;
    [식 2]
    0.35 < C/(A+B) < 0.8
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파장 범위는 400 내지 499 nm이고,
    상기 제2 파장 범위는 500 내지 569 nm이며,
    상기 제3 파장 범위는 570 내지 699 nm인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파장 범위에서 발광 피크의 범위는 435 내지 455nm이고,
    상기 제2 파장 범위에서 발광 피크의 범위는 520 내지 540nm이고,
    상기 제3 파장 범위에서 발광 피크의 범위는 620 내지 650nm인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 파장 범위에서 발광 피크의 범위는 435 내지 445nm이고,
    상기 제2 파장 범위에서 발광 피크의 범위는 525 내지 535nm이고,
    상기 제3 파장 범위에서 발광 피크의 범위는 632 내지 650nm인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 파장 범위 각각에서 나타나는 발광 피크의 반치폭(full width at half maximum)을 x, y 및 z라 할 때, y>z>x 인 관계에 있고,
    상기 반치폭은 각 파장 범위에서의 광스펙트럼의 최대 강도(Intensity)의 1/2의 강도를 가진 두 파장(wavelength) 사이의 간격을 나타내는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 파장 범위에서 나타나는 발광 피크의 반치폭(x)은 18 내지 22 nm이고,
    상기 제2 파장 범위에서 나타나는 발광 피크의 반치폭(y)은 50 내지 70 nm이며,
    상기 제3 파장 범위에서 나타나는 발광 피크의 반치폭(z)은 30 내지 56 nm인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광원은
    상기 제1 파장 범위의 청색광을 방출하는 제1 발광 소자; 및
    상기 제2 파장 범위의 녹색광을 방출하는 제2 발광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 청색광을 발광하는 발광 칩과, 상기 발광 칩 상에 배치되어 청색광의 일부를 흡수하여 녹색광으로 변환하여 방출하는 녹색 형광체를 포함하는 광전환층을 포함하는 발광 소자인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환 시트는
    상기 광변환층의 제1 면에 배치된 제1 배리어층; 및
    상기 제1 배리어층 상에 배치된 제1 투명 필름층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 파장 변환 시트는
    상기 제1 투명 필름층 상에 배치된 제1 확산층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 파장 변환 시트는
    상기 광변환층의 제2 면에 배치된 제2 배리어층; 및
    상기 제2 배리어층 상에 배치된 제2 투명 필름층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 파장 변환 시트는
    상기 제2 투명 필름층 상에 배치된 제2 확산층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환 시트는
    상기 광변환층의 제1 면에 배치된 제1 투명 필름층;
    상기 제1 투명 필름층 상에 배치된 제1 배리어층;
    상기 제1 배리어층 상에 배치된 제1 확산층;
    상기 광변환층의 제2 면에 배치된 제2 투명 필름층;
    상기 제2 투명 필름층 상에 배치된 제2 배리어층; 및
    상기 제2 배리어층 상에 배치된 제2 확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환 시트는
    상기 광변환층의 제1 면에 형성된 프리즘층; 및
    상기 광변환층의 제2 면에 형성된 확산층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 파장 변환 시트는
    상기 광변환층의 제1 면과 상기 프리즘층 사이에 배치된 제1 투명 필름층;
    상기 제1 투명 필름층과 상기 프리즘층 사이에 배치된 제1 배리어층;
    상기 광변환층의 제2 면과 상기 확산층 사이에 배치된 제2 투명 필름층; 및
    상기 제2 투명 필름층과 상기 확산층 사이에 배치된 제2 배리어층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 파장 변환 시트는
    상기 광변환층의 제1 면과 상기 프리즘층 사이에 배치된 제1 배리어층;
    상기 제1 배리어층과 상기 프리즘층 사이에 배치된 제1 투명 필름층;
    상기 광변환층의 제2 면과 상기 확산층 사이에 배치된 제2 배리어층; 및
    상기 제2 배리어층과 상기 확산층 사이에 제2 투명 필름층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 파장 변환 시트 하부에 배치된 도광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 광원으로부터 광을 제공받아 상기 파장 변환 시트를 향해 광경로를 가이드하는 도광판을 더 포함하는 에지형인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 상기 파장 변환 시트의 하부에 배치되어 상기 파장 변환 시트로 광을 제공하는 직하형인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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