KR101005305B1 - 다층막과 형광막을 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

다층막과 형광막을 포함하는 액정 표시 장치가 제공된다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 제 1 파장의 빛을 발광하는 백라이트 광원; 및 상기 광원의 제 1 파장의 빛을 조사받은 후, 여기되어, 상기 제 1 파장의 빛과 상이한 제 2 파장의 빛을 발광하는 형광물질을 포함하는 형광층을 구비하는 액정 표시 장치에 있어서, 상기 광원 및 형광층 사이에 구비되어, 상기 제 1 파장의 빛은 투과시키면서, 상기 제 2 파장의 빛은 반사시키는 다층막을 포함하며, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 후면으로 재투과되어 전체 액정 표시 장치의 발광 효율 및 색 전환을 방해/저하시키는 빛을 다시 전면으로 재반사시킴으로써 액정 표시 장치의 램프 효율을 향상시킬 수 있고, 삼원색간의 균일한 발광 효율을 구현시킬 수 있으며, 색 전환 효과를 향상시킬 수 있다. 더 나아가, 본 발명은 기존의 칼라필터 대신에 다층막위에 형광막을 도포시키는, 비교적 간단한 방법에 의하여 삼원색을 효과적으로 구현할 수 있으므로, 공정 경제적인 효과를 갖는다.

Description

다층막과 형광막을 포함하는 액정 표시 장치{Liquid crystal display device comprising multilayered fluorescent film}
본 발명은 다층막을 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정 표시 장치의 디바이스 효율을 향상시킬 수 있고, 삼원색간의 균일한 발광 효율을 구현시킬 수 있으며, 색 전환 효과를 향상시킬 수 있는, 다층막을 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
슈퍼 트위스티드 네마틱형(STN:super twisted nematic), 박막트랜지스터(TFT:thin film transister), 강유전성 LCD(FLCD;ferroelectric LCD)등의 액정소자를 채용한 액정표시장치는 음극선관 등의 표시장치와는 달리 수동 발광형표시장치를 널리 사용되고 있다. 이러한 액정표시장치에서 풀(full) 칼라 화질은 각 화소에 칼라필터를 패터닝(patterning)하고, R,G,B 각 칼라필터를 통한 빛의 혼색에 의하여 실현된다. 도 1은 종래 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 균일광을 생성 출사하는 백색 광원(1), 일편광방향을 갖는 광을 투과시키는 편광자(3), 제 1 기판(4), 상기 제 1 기판(4)에 부착되며 상호 나란하게 소정 간격 이격되게 위치되도록 스트라이프형으로 나열된 제 1 전극(5), 러 빙된 면을 가지며 상기 제 1 전극(5)의 내측에 마련된 제 1 배향막(7), 전원의 인가 여부에 따라 입사광을 편광시키거나 직진/통과시키도록 배향된 액정분자(9), 상기 액정분자(9)를 감싸도록 되고 상기 제1배향막(7)의 러빙방향에 대해 소정 각도를 갖는 러빙방향이 형성된 제2배향막(11), 풀(full) 칼라를 얻기 위해 채용된 칼라필터(13), 상기 제1전극(5)과 직교하는 방향으로 나열되어 각 화소를 구성하도록 된 제2전극(15), 상기 제2전극(15)이 부착되며 이를 지지하는 제2기판(16), 입사광중 일 편광방향을 갖는 광을 투과시키는 검광자(17) 및 이들을 보호하도록 된 전면유리(19)가 순서대로 배열되어 있다. 이와 같이 구비된 액정표시장치는 상기 칼라필터(13)가 상기 제1 및 제2기판(4,16)이 마주하는 안쪽에 위치되어 있고, 상기 광원(1)에서 출사된 백색광중 일부가 상기 칼라필터(13)를 통과하므로, 통과되는 광중 상당부분의 광량이 상기 칼라필터(13)에 차단되어 손실된다. 따라서, 휘도가 크게 저하되었다. 또한, 액정표시장치는 상기 광원(1)에서 조사되는 광에 의존하는 수동 발광형이므로, 능동 발광형에 비해 화질이 떨어지고, 시야각이 매우 좁다는 단점이 있었다.
이러한 종래 기술의 문제를 개선하고자, 형광체를 활용하는 액정 표시 장치가가 개시된다.
도 2는 형광체를 활용하는 종래 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 액정 표시 장치는 칼라필터 사용을 회피하고자, 청색 백라이트 광원(200)을 채용한다. 상기 백라이트 광원(200)으로부터 방출되는 빛은 자체가 청색 광원을 가지므로, 파장을 변형시키지 않는 한 RGB 삼원색 중 청색 빛 을 그대로 발광하게 된다. 또한, 상기 액정 표시 장치는 별도의 칼라필터 사용을 피하고자 상기 녹색 및 적색을 구현하고자 하는 화소 단위에 구비된 녹색 및 적색 형광층(210a, 210b)을 각각 포함하고 있다. 이 경우, 상기 청색 백라이트 광원(200)으로부터 녹색 형광층(210a)으로 조사된 빛은 상기 녹색 형광층(210a)의 형광물질을 여기시켜, 녹색을 발광시키게 되며, 적색 형광층(210b)으로 조사된 빛은 상기 적색 형광층(210b)의 형광 물질을 여기시켜, 적색을 발광하게 된다. 이로써, 별도의 형광층을 거치지 않게 되는(즉, 투명층을 지나게 되는) 청색광, 백라이트 광원(200)으로부터 발광하는 청색광이 각각 녹색 및 적색 형광층을 거치게 됨으로써 발광하게 되는 적색 및 녹색광이 구현된다. 상기 구현된 RGB 빛은 이후 액정층을 투과하게 되며, 액정층의 배향각에 따라 원하는 색이 구현된다. 상기 구성의 액정 표시 장치는 별도의 칼라필터에 의존하던, 수동형 액정 표시 장치의 효율 저하를 효과적으로 방지할 수 있다는 장점이 있다.
하지만, 상기 형광층에 의하여 구현되는 여기광은 단순히 전면부(즉, 사용자 방향)뿐만 아니라, 후면부(즉, 백라이트 방향) 방향으로도 조사되며, 특히 액정층을 거치면서, 후면부로 조사되는 여기광은 전체 액정 표시 장치의 효율을 감소시키게 된다. 더 나아가, 청색광의 경우 이러한 형광층에 의한 후면 반사 효과 없이 전면부로 조사되는 데 비해, 녹색광이나 적색광은 형광층의 후면 반사에 따른 효율 저하가 발생하므로, 청색 효과가 보다 우세하게 발생하는, 삼원색간 비대칭적인 색 구현이 발현되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 액정 표시 장치의 전체 발광 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 삼원색의 균일한 구현을 달성할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 제 1 파장의 빛을 발광하는 백라이트 광원 유닛; 및 상기 광원으로부터 제 1 파장의 빛을 조사받아, 제 2 파장의 빛을 발광하는 형광층을 포함하는 액정 유닛으로 이루어진 액정 표시 장치에 있어서, 상기 액정 유닛은 상기 제 1 파장의 빛은 투과시키면서, 상기 제 2 파장의 빛은 반사시키는 다층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치를 제공한다. 상기 형광층은 상기 액정 표시 소자 표면의 투명 기판 아래에 구비되고, 상기 다층막은 또한 상기 형광층 아래에 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 제 1 파장의 빛은 청색광이며, 상기 형광층은 각각 적색 형광 물질 및 녹색 형광물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 일 실시예에서 상기 제 1 파장의 빛은 UV/자색이며, 이때 상기 형광물질은 적색, 녹색, 청색 형광물질을 포함할 수 있다. 상기 다층막은 제 1 굴절율을 갖는 제 1 박막 및 상기 제 1 굴절율보다 높은 굴절율을 갖는 제 2 박막이 반복되어 적층된 구조일 수 있다.
또한, 상기 다층막의 층수가 증가함에 따라 상기 제 1 파장의 빛에 대한 투 과 특성 및 제 2 파장의 빛에 대한 반사 특성이 향상되며, 상기 다층막의 반사 스펙트럼 중심(λmax)이 상기 형광층의 형광물질의 발광 스펙트럼 파장 영역 내에 하나 이상 존재할 수 있다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 후면으로 재투과되어 전체 액정 표시 장치의 발광 효율을 저하시키는 빛을 다시 전면으로 재반사시킴으로써 액정 표시 장치의 램프 효율을 향상시킬 수 있고, 삼원색간의 균일한 발광 효율을 구현시킬 수 있으며, 색 전환 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 기존의 백라이트 광원 상에 다층막을 도포시키는, 비교적 간단한 방법에 의하여 삼원색을 효과적으로 구현할 수 있으므로, 공정 경제적인 효과를 갖는다. 더 나아가, 상이한 파장의 빛들이 발생시키는 크로스 토크 현상을 감소시킬 수 있다.
이하 도면 및 실시예를 통하여, 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하지만, 아래에서 설명되는 실시예 등은 모두 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위는 하기 내용에 의하여 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 액정 표시 장치는 제 1 파장의 빛을 발광하는 백라이트 광원(300)을 포함하는데, 본 발명의 일 실시예에서 상기 제 1 파장의 빛은 청색광에 해당한다.
상기 광원(300)으로부터 조사되는 제 1 파장의 빛(즉, 청색광)은 이후 종래 기술과 같이 일부는 형광층(320)의 투명층을 즉시 투과하여, 청색광으로 전면에 방출된다. 하지만, 청색광 일부는 형광층(320) 내에 구비된 적색 형광물질(320a) 및 녹색 형광물질(320b)로 조사되어, 상기 형광 물질 여기시키게 되며, 이때 제 2 파장의 빛에 해당하는 적색광(R) 및 녹색광(G)을 발광시키게 된다. 특히 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 상기 광원(300)과 형광층(320)에는 구비된 다층막(310)을 포함한다. 상기 다층막(310)은 광원(300으로부터의 빛은 투과시키는 한편, 상기 형광물질로부터 발광되는 빛은 다시 전면으로 반사시키는 기능을 수행한다. 즉, 상기 후면으로 조사되는 적색광(R) 및 녹색광(G)은 다층막(310)에 의하여 전면 반사되고, 그 결과, 적색 및 녹색광의 발광 효율은 청색광 수준에 육박하게 되며, 그 결과 삼원색을 모두 균형있게 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 사용된 다층막의 기능 원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명은 서로 상이한 굴절율을 갖는 2종 이상의 박막으로 구성된 다층막을 이용하여 액정 표시 장치의 효율을 높인다. 도시된 그림에서는 2층의 다층막만을 예시하고 있으나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다. 본 발명에서 상기 다층막은 계산된 조건에 따라 구성된 저굴절율의 제 1 박막(100) 및 고굴절율의 제 2 박막(110)으로 이루어디며, 상기 다층막의 하부에는 백라이트 광원(120)이 구비되며, 상기 광원으로부터 제 1 파장의 빛이 조사된다. 상기 다층막은 상기 제 1 파장 영역의 빛에 대하여 아래에서 설명되는 수학식에 따라 계산된 높은 투과도를 가지므로, 상기 제 1 파장의 빛은 상기 다층막을 투과하여 형광체(미도시)로 입사, 상기 형광체를 여기시켜 제 2 파장의 빛을 발광시키게 된다. 하지만, 상술한 바와 같이 상기 제 2 파장의 빛 중 일부는 상기 LED 소자 방향으로 재입사된다. 하지만, 상기 다층막은 제 2 파장의 빛에 대하여 높은 반사도를 가지므로, 백라이트 방향으로 재입사되는 제 2 파장의 빛은 상기 다층막(100, 110)에 의하여 재반사, 다시 전면으로 조사된다. 또한, 본 발명은 다층막 구성에 따라 자유로이 임의의 파장 영역의 빛을 선택적으로 투과/반사시켜 광효율을 개선할 수 있게 하며, 본 발명의 상기 다층막 사용에 따른 효과는 상술한 바와 같다. 또한 제조 측면에서도 본 발명은 박막들을 순차적으로 적층하거나, 다층막이 코팅된 백라이트광원을 단순히 채용함으로써 높은 효율을 달성할 수 있으므로, 종래 기술에 비하여 제조 공정이 간단하다
이하 본 발명에서 반사 영역대와 투과 영역대의 파장을 선택하는 방식을 보다 상세히 설명한다. 본 발명에서는 반사 영역대, 투과 영역대 및 흡수영역대의 파장을 파악하기 위해 Transfer Matrix Method (TMM) 방식을 아래와 같이 사용하여 계산하였다.
굴절율이 상이한 박막의 경계면 b에서의 전기장(E) 및 자기장(H)의 접선 성분은 아래 수학식 1과 같다.
Figure 112008090134414-pat00001
상기 수학식 1에서 +,-는 전기장 및 자기장의 진행방향을 의미하고,
Figure 112008090134414-pat00002
로 정의되는 물질의 optical admittance로 정의되는 양이다. 여기서
Figure 112008090134414-pat00003
로 자유공간의 optical admittance이다. 본 발명에서는 투명 유전체의 박막을 고려하고 있으므로 굴절율의 성분이 실수성분인 n과 허수성분인 k으로 나누어 진다. 즉 어떤 흡수물질의 굴절율은 다음과 같이 정의된다
Figure 112008090134414-pat00004
.
여기서 경계면에서 전기장과 자기장의 접선 성분이 연속이라는 경계조건 고려시 식(2)와 같은 Matrix를 구할수 있다.
Figure 112008090134414-pat00005
여기서
Figure 112008090134414-pat00006
이고
Figure 112008090134414-pat00007
는 빛의 파장이다.
다층막의 경우 매트릭스(matrix)를 순차적으로 곱하면 된다. 또한 여기서 다층막의 optical admittance
Figure 112008090134414-pat00008
를 도입하면 최종적인 matrix는 아래 수학식 2와 같다.
Figure 112008090134414-pat00009
여기서 반사 R , 투과 T, 흡수 A는 아래 수학식 3과 같다.
Figure 112008090134414-pat00010
본 발명은 상술한 방식에 따라 다층막의 원하는 반사 영역과 흡수 영역을 계산하였고, 만약 원하는 반사 영역과 흡수 영역이 정해진 경우라면, 상기 방식에 따라 원하는 다층막의 조건 또한 상술한 방식에 기초하여 설정할 수 있다.
본 발명에서, 상기 액정 표시 장치가 가지는 다층막의 반사 스펙트럼의 파장 중심 (λmax)은 상기 형광층에서 발광하는 발광 스펙트럼의 파장 범위 내에 존재하는데, 그 결과 형광층에서 후면으로 재방출되는 빛을 상기 다층막이 다시 반사하게 된다. 이 경우 형광층의 발광 스펙트럼의 파장 중심과 다층막의 반사 파장 영역의 중심이 일치하는 경우 반사 효과가 극대화된다. 하지만, 일치하지 않는 경우라도, 다층막이 갖는 반사 파장 중심 (λmax)을 상기 형광막에서 발광하는 발광 스펙트럼의 파장 범위 내에 위치시키는 한 반사 효과가 발생하면서, 색 전환 효율 등이 극대화되는데, 이는 이하 실험예를 통하여 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 다층막은 상기 백라이트 광원 유닛(510)이 아닌 액정 유닛(520)에 포함되어 있다. 즉, 본 발명은 다층막에 의하여 재반사되는 빛의 이동길이가 길수록 상이한 파장을 갖는 빛들간의 크로스 토크가 발생하여, 색 순도가 저하되는 점을 개선하고자, 본 발명자는 상기 다층막을 백라이트 광원 유닛(510)이 아닌 액정 유닛(520)에 구비시켰다. 즉, 다층막에 의하여 재반사되는 녹색, 적색의 빛이 청색광과 크로스 토크 현상을 발생시킨다면, 색 순도를 높이기 위하여 불가피 하게 칼라필터를 액정 유닛의 전면부(여기에서 전면부는 백라이트 광원과 대향부를 의미한다)에 구비시켜야 하는 문제가 발생한다. 따라서, 본 발명은 이러한 문제를 근본적으로 해결하기 위한 방법으로 다층막을 액정 유닛(520)에 포함시키는 구조의 액정 표시 장치를 제공하며, 보다 바람직하게는 액정 표시 장치 내에서 광 이동길이를 최소화할 수 있는 구조를 제공한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 액정 표시 장치 전면부를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 전면부는 투명 기판(600) 및 상기 투명 기판(600) 아래에 구비된 형광층(610)을 포함한다. 상기 형광층(610)은 백라이트 광원(미도시)으로부터 조사되는 제 1 파장의 빛을 조사받아, 제 2 파장의 빛을 발광하게 되는데, 상기 제 2 파장의 빛은 다양한 각도, 특히 백라이트 광원 방향, 즉, 액정 표시 장치의 후면 방향으로 조사되는 제 2 파장의 빛이 문제된다. 따라서, 액정 표시 장치의 후면으로 조사되는 제 2 파장의 빛을 다시 전면으로 재입사시키기 위하여, 다층막이 상기 형광층 하부에 구비된다. 상기 다층막은 상술한 바와 같이 제 2 파장의 빛을 전면으로 반사시키는 기능을 수행하므로, 상기 제 2 파장의 빛은 다시 전면부로 흐르게 된다.
특히, 본 발명은 상기 다층막 및 형광층을 액정 유닛의 최전면부에 구비되시키는 경우 액정 내에서 광의 이동길이가 짧아져서, 상이한 색의 빛들간 크로스 토크가 방지되는 점에 착안한 것이다. 즉, 제 2 파장의 빛이 다층막에 의하여 반사되는 경우, 실제 모든 빛들이 반드시 상호 간섭이 없는 각도(즉, 90도)로 이동하지 않고, 다양한 각도로 흐르게 된다. 이 경우 제 2 파장의 빛의 이동길이가 긴 경우, 각 색깔의 빛들간의 간섭 현상이 보다 커져, 크로스 토크가 커질 수 있다. 따라서, 본 발명은 다층막에 의한 효과를 극대화시키는 구조로서, 상기 다층막 및 형광층을 액정 표시 장치의 최전면부에 구비시킨 구조를 개시한다.
이하 다층막 사용에 따른 효과를 보다 상세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 대한 모식도이고, 도 8은 상기 실시예에서 사용된 다층막의 사진이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에서는 백라이트 광원으로서 청색 LED 칩을 사용하였고, 상기 청색 LED 칩 상에 TiO2 : SiO2가 반복되는 구조의 다층막을 적층시켰고, 상기 다층막 상에 녹색 형광체(SrGa2S4:Eu분말)를 다시 적층시켰다. 이 구조는 종래 기술의 액정 표시 장치의 구조와 동일하며, 다만 다층막이 녹색 형광층 아래에 있는 것만 상이하다.
실험예 1
램프 효율 및 휘도 측정
도 9a 및 9b는 고굴절율과 저굴절율이 반복되는 단위 다층막을 각각 3 내지 11쌍으로 구성한 경우와 다층막을 사용하지 않은 경우(ref.)에 대한 램프 효율(Luminous Efficacy)과 휘도(Brightness)를 나타내는 그래프이다.
도 9a 및 9b를 참조하면, 다층막의 층수가 증가할 수록 램프 효율과 휘도가 증가하는 것을 알 수 있다. 특히 다층막의 단위 다층막이 11쌍인 경우 휘도는 다층막을 사용하지 않은 경우보다 거의 3배 수준까지 증가하는 것을 알 수 있다.
실험예 2
색 전환 효과
상이한 형광체 밀도에 따른 색 전환(청색→녹색) 효과를 측정하여, CIE 색 지수로 표시하였다.
도 10a 및 10b는 각각 다층막을 사용하지 않은 경우 및 사용한 경우의 CIE 색지수 좌표를 나타낸다.
도 10a 및 10b을 참조하면, 동일하게 형광체의 형광물질 농도를 증가시키는 경우, 다층막을 사용한 경우(도 10b)가 다층막을 사용하지 않은 경우 (도 10a)보다 높은 녹색의 색지수를 나타내는 것을 알 수 있다.
도 1은 종래 액정표시장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 형광체를 활용하는 종래 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 사용된 다층막의 기능 원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 전면부를 간략히 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 방식을 설명하는 모식도이다.
도 8은 상기 실시예에서 사용된 다층막의 사진이다.
도 9a 및 9b는 고굴절율과 저굴절율이 반복되는 단위 다층막를 각각 3 내지 11쌍으로 구성한 액정 표시 장치와 다층막을 사용하지 않은 경우(ref.)에 대한 램프 효율(Luminous Efficacy)과 휘도(Brightness)를 나타내는 그래프이다.
도 10a 및 10b는 각각 다층막을 사용하지 않은 경우 및 사용한 경우의 CIE 색지수 좌표이다.

Claims (7)

  1. 전면으로 제 1 파장의 빛을 발광하는 백라이트 광원 유닛; 및 상기 광원으로부터 제 1 파장의 빛을 조사받아, 제 2 파장의 빛을 발광하되 그 중 일부의 제 2파장의 빛을 후면으로 반사하는 형광층을 포함하는 액정 유닛으로 이루어진 액정 표시 장치에 있어서, 상기 액정 유닛은 상기 제 1 파장의 빛은 전면으로 투과시키면서, 상기 후면으로 반사된 제 2 파장의 빛을 전면으로 재반사시키는 다층막을 포함하되, 상기 다층막은 제 1 굴절율을 갖는 제 1 박막 및 상기 제 1 굴절율보다 높은 굴절율을 갖는 제 2 박막이 반복되어 적층된 구조를 가지며 상기 형광층과 광원 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 파장의 빛은 청색광이며, 상기 형광층은 각각 적색 형광 물질 및 녹색 형광물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 파장의 빛은 UV/자색이며, 이때 상기 형광층은 적색, 녹색, 청색 형광물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 다층막의 층수가 증가함에 따라 상기 제 1 파장의 빛에 대한 투과 특성 및 제 2 파장의 빛에 대한 반사 특성이 향상되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 다층막의 반사 스펙트럼 중심(λmax)이 상기 형광층의 형광물질의 발광 스펙트럼 파장 영역 내에 하나 이상 존재하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US10234725B2 (en) 2015-03-23 2019-03-19 Intematix Corporation Photoluminescence color display

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008287073A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Seiko Instruments Inc 照明装置、及び、表示装置、及び、光学フィルム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008287073A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Seiko Instruments Inc 照明装置、及び、表示装置、及び、光学フィルム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8947619B2 (en) 2006-07-06 2015-02-03 Intematix Corporation Photoluminescence color display comprising quantum dots material and a wavelength selective filter that allows passage of excitation radiation and prevents passage of light generated by photoluminescence materials
WO2013126273A1 (en) * 2012-02-23 2013-08-29 Intematix Corporation Photoluminescence color display
US10234725B2 (en) 2015-03-23 2019-03-19 Intematix Corporation Photoluminescence color display

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