KR101283296B1 - 표시장치 및 광학 부재의 제조방법 - Google Patents

표시장치 및 광학 부재의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101283296B1
KR101283296B1 KR1020110116050A KR20110116050A KR101283296B1 KR 101283296 B1 KR101283296 B1 KR 101283296B1 KR 1020110116050 A KR1020110116050 A KR 1020110116050A KR 20110116050 A KR20110116050 A KR 20110116050A KR 101283296 B1 KR101283296 B1 KR 101283296B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
grooves
guide plate
light guide
scattering
Prior art date
Application number
KR1020110116050A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130050801A (ko
Inventor
이선화
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020110116050A priority Critical patent/KR101283296B1/ko
Publication of KR20130050801A publication Critical patent/KR20130050801A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101283296B1 publication Critical patent/KR101283296B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
    • G02B5/0215—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures the surface having a regular structure
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0016—Grooves, prisms, gratings, scattering particles or rough surfaces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

표시장치 및 광학 부재의 제조방법이 개시된다. 표시장치는 광원; 상기 광원으로부터의 광이 입사되는 도광판; 상기 도광판에 형성되는 복수의 홈들에 각각 배치되는 복수의 광 변환부들; 및 상기 도광판으로부터의 광이 입사되는 표시패널을 포함한다.

Description

표시장치 및 광학 부재의 제조방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
실시예는 표시장치 및 광학 부재의 제조방법에 관한 것이다.
최근 종래의 CRT를 대신하여 액정표시장치(LCD), PDP(plasma display panel), OLED(organic light emitting diode) 등의 평판표시장치가 많이 개발되고 있다.
이 중 액정표시장치는 박막트랜지스터 기판, 컬러필터 기판 그리고 양 기판 사이에 액정이 주입되어 있는 액정표시패널을 포함한다. 액정표시패널은 비발광소자이기 때문에 박막트랜지스터 기판의 하면에는 빛을 공급하기 위한 백라이트 유닛이 위치한다. 백라이트 유닛에서 조사된 빛은 액정의 배열상태에 따라 투과량이 조정된다.
백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 에지형과 직하형으로 구분된다. 에지형은 도광판의 측면에 광원이 설치되는 구조이다.
직하형은 액정표시장치의 크기가 대형화되면서 중점적으로 개발된 구조로서, 액정표시패널의 하부면에 하나 이상의 광원을 배치시켜 액정표시패널에 전면적으로 빛을 공급하는 구조이다.
이러한 직하형 백라이트 유닛은 에지형 백라이트 유닛에 비해 많은 수의 광원을 이용할 수 있어 높은 휘도를 확보할 수 있는 장점이 있는 반면, 휘도의 균일성을 확보하기 위하여 에지형에 비하여 두께가 두꺼워지는 단점이 있다.
이를 극복하기 위해, 백라이트 유닛을 구성하는 청색 광을 발진하는 블루 LED의 전방에 청색 광을 받으면 적색파장 또는 녹색파장으로 변환되는 다수의 양자점이 분산된 양자점바를 구비시켜, 상기 양자점바에 청색 광을 조사함으로써, 양자점바에 분산된 다수의 양자점들에 의해 청색광, 적색 광 및 녹색 광이 혼합된 광이 도광판으로 입사되어 백색광을 제공한다.
이때, 상기 양자점바를 이용하여 도광판에 백색광을 제공할 경우 고색재현을 구현할 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 청색 광을 발진하는 블루 LED의 일측에 LED와 신호를 전달하고, 전원공급하기 위한 FPCB(Flexible Printed Circuits Board)가 구비되며, FPCB의 하면에는 접착부재가 더 구비될 수 있다.
이와 같이, 블루 LED로부터 발진하는 광이 누출되면 양자점바를 통해 도광판에 제공되는 백색광을 사용하여 다양한 형태로 영상을 표시하는 표시장치가 널리 사용되고 있다.
이와 같은 양자점이 적용된 표시장치에 관하여, 한국 특허 공개 공보 10-2011-0068110 등에 개시되어 있다.
실시예는 향상된 색재현성을 가지고, 용이하게 제조될 수 있는 표시장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 표시장치는 광원; 상기 광원으로부터의 광이 입사되는 도광판; 상기 도광판에 형성되는 복수의 홈들에 각각 배치되는 복수의 광 변환부들; 및 상기 도광판으로부터의 광이 입사되는 표시패널을 포함한다.
일 실시예에 따른 표시장치는 복수의 산란부들을 포함하는 도광판; 상기 도광판에 광을 출사하는 광원; 상기 도광판 상에 배치되는 표시패널; 및 상기 산란부들에 각각 인접하는 복수의 광 변환부들을 포함한다.
일 실시예에 따른 광학 부재의 제조방법은 복수의 홈들이 형성된 도광판을 제공하고, 상기 홈들 내에 복수의 광 변환 입자들을 포함하는 수지 조성물을 배치시키고, 상기 홈들 내의 수지 조성물을 경화시키는 것을 포함한다.
실시예에 따른 표시장치는 상기 광 변환부들을 상기 도광판에 형성된 홈들에 각각 배치시킨다. 또한, 상기 광 변환부들은 각각 상기 산란부들에 인접하여 배치될 수 있다.
상기 도광판에 입사되는 광은 상기 도광판 내에서, 전반사에 의해서, 가이드된다. 이와 같이 가이드되는 광이 상기 산란부들에 입사될 때, 광 경로가 전반사 임계각보다 더 큰 각도로 변경될 수 있다. 이에 따라서, 상기 산란부들에 의해서, 상방으로 광이 출사된다.
이때, 상기 광 변환부들이 상기 산란부들에 인접하여 배치되므로, 상기 산란부들에 의해서 상기 도광판의 상면으로부터 출사되는 광의 파장은 상기 광 변환부들에 의해서 변환될 수 있다.
즉, 상기 산란부들에 인접하여, 상기 광변환부들이 배치되므로, 상기 도광판의 상면으로부터 출사되는 광의 파장은 효과적으로 변환될 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 표시장치는 향상된 색 재현율을 가질 수 있다.
특히, 각각의 광 변환부는 각각의 산란부의 주위를 둘러쌀 수 있다. 이에 따라서, 상기 광 변환부는 상기 산란부에 광이 입사되는 방향에 상관없이, 효과적으로 광의 파장을 변환시킬 수 있다.
결국, 상기 도광판의 상면으로부터 출사되는 광의 대부분은 상기 산란부들을 통과한다. 이에 따라서, 상기 산란부들에 인접되는 부분에만, 상기 광 변환부들이 배치되더라도, 실시예에 따른 표시장치는 전체적으로 높은 색 재현율을 가질 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 표시장치를 제조하기 위해서 사용되는 광 변환 입자들의 양이 저감될 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 도광판을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 광 변환부들을 형성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 다른 실시예에 따른 도광판의 일 단면을 도시한 단면도들이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등이 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도이다. 도 2는 실시예에 따른 도광판을 도시한 사시도이다. 도 3은 도 2에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 4 및 도 5는 광 변환부들을 형성하는 과정을 도시한 도면이다. 도 6 내지 도 8은 다른 실시예에 따른 도광판의 일 단면을 도시한 단면도들이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 실시예에 따른 액정표시장치는 백라이트 유닛(10) 및 액정패널(20)을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(10)은 상기 액정패널(20)에 광을 출사한다. 상기 백라이트 유닛(10)은 면 광원으로 상기 액정패널(20)의 하면에 균일하기 광을 조사할 수 있다.
상기 백라이트 유닛(10)은 상기 액정패널(20) 아래에 배치된다. 상기 백라이트 유닛(10)은 바텀 커버(100), 반사 시트(300), 광원, 예를 들어, 다수 개의 발광다이오드들(400), 인쇄회로기판(401), 도광판(200), 복수의 광 변환부들(600) 및 다수 개의 광학 시트들(500)을 포함한다.
상기 바텀 커버(100)는 상부가 개구된 형상을 가진다. 상기 바텀 커버(100)는 상기 도광판(200), 상기 발광다이오드들(400), 상기 인쇄회로기판(401), 상기 반사 시트(300) 및 상기 광학 시트들(500)을 수용한다.
상기 반사 시트(300) 상기 도광판(200) 아래에 배치된다. 더 자세하게, 상기 반사 시트(300)는 상기 도광판(200) 및 상기 바텀 커버(100)의 바닥면 사이에 배치된다. 상기 반사 시트(300)는 상기 도광판(200)의 하부면으로부터 출사되는 광을 상방으로 반사시킨다.
상기 발광다이오드들(400)은 광을 발생시키는 광원이다. 상기 발광다이오드들(400)은 상기 도광판(200)의 일 측면에 배치된다. 상기 발광다이오드들(400)은 광을 발생시켜서, 상기 도광판(200)의 측면을 통하여, 상기 도광판(200)에 입사시킨다.
상기 발광다이오드들(400)은 청색 광을 발생시키는 청색 발광다이오드 또는 자외선을 발생시키는 UV 발광다이오드일 수 있다. 즉, 상기 발광다이오드들(400)은 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광 또는 약 300㎚ 내지 약 400㎚ 사이의 파장대를 가지는 자외선을 발생시킬 수 있다.
상기 발광다이오드들(400)은 상기 인쇄회로기판(401)에 실장된다. 상기 발광다이오드들(400)은 상기 인쇄회로기판(401) 아래에 배치된다. 상기 발광다이오드들(400)은 상기 인쇄회로기판(401)을 통하여 구동신호를 인가받아 구동된다.
상기 인쇄회로기판(401)은 상기 발광다이오드들(400)에 전기적으로 연결된다. 상기 인쇄회로기판(401)은 상기 발광다이오드들(400)을 실장할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(401)은 상기 바텀 커버(100) 내측에 배치된다.
상기 도광판(200)은 상기 바텀 커버(100) 내에 배치된다. 상기 도광판(200)은 상기 반사 시트(300) 상에 배치된다. 상기 도광판(200)은 상기 발광다이오드들(400)로부터 입사되는 광을 전반사, 굴절 및 산란을 통하여 상방으로 출사한다.
상기 도광판(200)은 상기 액정패널(20) 아래에 배치된다. 또한, 상기 도광판(200)은 상기 반사 시트(300) 상에 배치된다. 상기 도광판(200)은 플레이트 형상을 가진다. 상기 도광판(200)은 투명하다. 상기 도광판(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산사이클로헥실, 아크릴산페닐 또는 아크릴산벤질 등에 의해서 형성되는 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 예를 들어, 상기 가이드부(210)로 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethaacrylate;PMMA) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate;PC) 등과 같은 폴리머 등이 사용될 들 수 있다. 또한, 상기 도광판(200)으로 유리가 사용될 수 있다. 더 자세하게, 상기 도광판(200)으로 사용되는 유리는 실리콘 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 수산화알루미늄, 마그네슘 옥사이드 또는 징크 옥사이드 등을 포함할 수 있다. 상기 도광판(200)의 두께는 약 0.5㎜ 내지 약 1.5㎜일 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 도광판(200)은 다수 개의 산란부들(210)을 포함한다. 상기 산란부들(210)의 입사되는 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 즉, 상기 산란부들(210)은 입사광의 경로를 변경시키는 광 경로 변경부이다. 더 자세하게, 상기 산란부들(210)은 입사되는 광을 산란시킬 수 있다. 더 자세하게, 상기 산란부들(210)은 입사되는 광을 상방으로 산란시킬 수 있다.
상기 산란부들(210)은 상기 도광판(200)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 산란부들(210)은 상기 도광판(200)의 상면에 형성되는 돌기들일 수 있다. 상기 산란부들(210)은 탑측에서 보았을 때, 도트 형상을 가질 수 있다.
상기 산란부들(210)의 직경은 약 2㎛ 내지 약 50㎛일 수 있다. 또한, 상기 산란부들(210)의 높이는 약 1㎛ 내지 약 25㎛일 수 있다.
상기 산란부들(210)은 곡면을 포함할 수 있다. 각각의 산란부(210)의 돌출된 부분은 전체적으로 곡면으로 형성될 수 있다. 더 자세하게, 상기 산란부들(210)은 반구 형상을 가질 수 있다.
상기 산란부들(210)은 서로 이격된다. 이때, 상기 산란부들(210) 사이의 간격은 상기 발광다이오드로들(400)부터 멀어질수록 점점 작아질 수 있다. 즉, 상기 산란부들(210)은 상기 발광다이오드들(400)로부터 멀어질수록 점점 조밀하게 배치될 수 있다. 이에 따라서, 상기 도광판(200)은 전체적으로 균일하게 상방으로 광을 출사할 수 있다.
상기 도광판(200)에는 복수의 홈들(220)이 형성된다. 상기 홈들(220)은 상기 도광판(200)의 상면에 형성될 수 있다. 상기 홈들(220)은 상기 산란부들(210)에 각각 인접할 수 있다. 더 자세하게, 각각의 홈(220)은 각각의 산란부(210)의 주위를 둘러쌀 수 있다. 즉, 각각의 홈(220)은 각각의 산란부(210)의 주위를 따라서 연장될 수 있다. 상기 홈들(220)은 탑측에서 보았을 때, 폐루프 형상을 가질 수 있다. 더 자세하게, 하나의 산란부(210)에 하나의 홈(220)이 형성될 수 있다.
상기 홈들(220)의 폭은 약 5㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다. 상기 홈들(220)의 깊이는 약 2㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다.
상기 광 변환부들(600)은 상기 홈들(220)에 각각 배치된다. 상기 광 변환부들(600)은 상기 홈들(220)에 각각 채워질 수 있다. 상기 광 변환부들(600)은 상기 홈들(220)에 전체적으로 채워질 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 변환부들(600)의 상면은 상기 도광판(200)의 상면과 같은 평면에 배치되거나, 상기 도광판(200)의 상면보다 더 높은 위치에 배치될 수 있다.
상기 광 변환부들(600)은 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 광의 파장을 변환시킨다. 더 자세하게, 상기 광 변환부들(600)은 상기 도광판(200)을 통하여 입사되는 일부의 광의 파장을 변환시키고, 다른 일부의 광을 투과시킨다. 이와 같이 파장이 변환된 광 및 변환되지 않는 광은 상기 산란부들(210)을 통하여 상방으로 출사될 수 있다.
예를 들어, 상기 발광다이오드들(400)이 청색 발광다이오드인 경우, 상기 광 변환부들(600)은 상기 도광판(200)으로부터 상방으로 출사되는 청색광을 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 광 변환부들(600)은 상기 청색광의 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 청색광의 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 발광다이오드들(400)이 UV 발광다이오드인 경우, 상기 광 변환부들(600)은 상기 도광판(200)의 상면으로부터 출사되는 자외선을 청색광, 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 광 변환부들(600)은 상기 자외선의 일부를 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광으로 변환시키고, 상기 자외선의 다른 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 자외선의 또 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
이에 따라서, 변환되지 않고 상기 산란부들(210)을 통하여 출사되는 광 및 상기 광 변환부들(600)에 의해서 변환된 광들은 백색광을 형성할 수 있다. 즉, 청색광, 녹색광 및 적색광이 조합되어, 상기 액정패널(20)에는 백색광이 입사될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 광 변환부(600)는 호스트(610) 및 다수 개의 광 변환 입자들(620)을 포함한다.
상기 호스트(610)는 상기 홈들(220)(211) 내에 배치된다. 상기 호스트(610)는 상기 홈들(220)(211) 내에 밀착된다. 즉, 상기 호스트(610)는 상기 홈들(220)(211) 내에 채워진다. 상기 호스트(610)는 상기 광 변환 입자들(620)을 둘러싼다. 즉, 상기 호스트(610)는 상기 광 변환 입자들(620)을 균일하게 내부에 분산시킨다. 상기 호스트(610)는 폴리머로 구성될 수 있다. 상기 호스트(610)는 투명하다. 즉, 상기 호스트(610)는 투명한 폴리머로 형성될 수 있다.
상기 호스트(610)는 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지 등을 포함할 수 있다.
더 자세하게, 상기 호스트(610)는 수소화 에폭시 수지(hydrogenated epoxy resin), 부타디엔 에폭시 수지(butadiene epoxy resin), 실리콘 변성 에폭시 수지(silicon substituted expoy resin), 불소계 에폭시 수지(fluorine substituted epoxy resin), 폴리실록세인(polysiloxane), 실록세인 올리고머(siloxane oligomer) 또는 실록세인 모노머 등에 의해서 형성될 수 있다.
상기 광 변환 입자들(620)은 상기 호스트(610) 내에 배치된다. 더 자세하게, 상기 광 변환 입자들(620)은 상기 호스트(610)에 균일하게 분산될 수 있다.
상기 광 변환 입자들(620)은 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 광의 파장을 변환시킨다. 상기 광 변환 입자들(620)은 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 광을 입사받아, 파장을 변환시킨다. 예를 들어, 상기 광 변환 입자들(620)은 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 청색광을 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 광 변환 입자들(620) 중 일부는 상기 청색광을 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 광 변환 입자들(620) 중 다른 일부는 상기 청색광을 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
이와는 다르게, 상기 광 변환 입자들(620)은 상기 발광다이오드들(400)로부터 출사되는 자외선을 청색광, 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 광 변환 입자들(620) 중 일부는 상기 자외선을 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광으로 변환시키고, 상기 광 변환 입자들(620) 중 다른 일부는 상기 자외선을 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시킬 수 있다. 또한, 상기 광 변환 입자들(620) 중 또 다른 일부는 상기 자외선을 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
즉, 상기 발광다이오드들(400)이 청색광을 발생시키는 청색 발광다이오드인 경우, 청색광을 녹색광 및 적색광으로 각각 변환시키는 광 변환 입자들(620)이 사용될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 발광다이오드들(400)이 자외선을 발생시키는 UV 발광다이오드인 경우, 자외선을 청색광, 녹색광 및 적색광으로 각각 변환시키는 광 변환 입자들(620)이 사용될 수 있다.
상기 광 변환 입자들(620)은 다수 개의 양자점(QD, Quantum Dot)들일 수 있다. 상기 양자점은 코어 나노 결정 및 상기 코어 나노 결정을 둘러싸는 껍질 나노 결정을 포함할 수 있다. 또한, 상기 양자점은 상기 껍질 나노 결정에 결합되는 유기 리간드를 포함할 수 있다. 또한, 상기 양자점은 상기 껍질 나노 결정을 둘러싸는 유기 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 껍질 나노 결정은 두 층 이상으로 형성될 수 있다. 상기 껍질 나노 결정은 상기 코어 나노 결정의 표면에 형성된다. 상기 양자점은 상기 코어 나오 결정으로 입광되는 빛의 파장을 껍질층을 형성하는 상기 껍질 나노 결정을 통해서 파장을 길게 변환시키고 빛의 효율을 증가시길 수 있다.
상기 양자점은 Ⅱ족 화합물 반도체, Ⅲ족 화합물 반도체, Ⅴ족 화합물 반도체 그리고 VI족 화합물 반도체 중에서 적어도 한가지 물질을 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 상기 코어 나노 결정은 Cdse, InGaP, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS를 포함할 수 있다. 또한, 상기 껍질 나노 결정은 CuZnS, CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS를 포함할 수 있다. 상기 양자점의 지름은 1 nm 내지 10 nm일 수 있다.
상기 양자점에서 방출되는 빛의 파장은 상기 양자점의 크기 또는 합성 과정에서의 분자 클러스터 화합물(molecular cluster compound)와 나노입자 전구체 (precurser)의 몰분율 (molar ratio)에 따라 조절이 가능하다. 상기 유기 리간드는 피리딘(pyridine), 메르캅토 알콜(mercapto alcohol), 티올(thiol), 포스핀(phosphine) 및 포스핀 산화물(phosphine oxide) 등을 포함할 수 있다. 상기 유기 리간드는 합성 후 불안정한 양자점을 안정화시키는 역할을 한다. 합성 후에 댕글링 본드(dangling bond)가 외곽에 형성되며, 상기 댕글링 본드 때문에, 상기 양자점이 불안정해 질 수도 있다. 그러나, 상기 유기 리간드의 한 쪽 끝은 비결합 상태이고, 상기 비결합된 유기 리간드의 한 쪽 끝이 댕글링 본드와 결합해서, 상기 양자점을 안정화 시킬 수 있다.
특히, 상기 양자점은 그 크기가 빛, 전기 등에 의해 여기되는 전자와 정공이 이루는 엑시톤(exciton)의 보어 반경(Bohr raidus)보다 작게 되면 양자구속효과가 발생하여 띄엄띄엄한 에너지 준위를 가지게 되며 에너지 갭의 크기가 변화하게 된다. 또한, 전하가 양자점 내에 국한되어 높은 발광효율을 가지게 된다.
이러한 상기 양자점은 일반적 형광 염료와 달리 입자의 크기에 따라 형광파장이 달라진다. 즉, 입자의 크기가 작아질수록 짧은 파장의 빛을 내며, 입자의 크기를 조절하여 원하는 파장의 가시광선영역의 형광을 낼 수 있다. 또한, 일반적 염료에 비해 흡광계수(extinction coefficient)가 100~1000배 크고 양자효율(quantum yield)도 높으므로 매우 센 형광을 발생한다.
상기 양자점은 화학적 습식방법에 의해 합성될 수 있다. 여기에서, 화학적 습식방법은 유기용매에 전구체 물질을 넣어 입자를 성장시키는 방법으로서, 화학적 습식방법에 의해서, 상기 양자점이 합성될 수 있다.
상기 광 변환부들(600)은 상기 도광판(200)에 다음과 같은 공정에 의해서 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 산란부들(210) 및 상기 홈들(220)이 형성된 도광판(200)이 제공된다. 상기 도광판(200)은 사출 공정에 의해서 형성될 수 있다.
이후, 상기 홈들(220)의 내측면 및 상기 도광판(200)의 외부면, 예를 들어, 상기 도광판(200)의 상면은 서로 다른 표면 특성을 가진다. 더 자세하게, 상기 홈들(220)의 내측면이 친수성을 가지는 경우, 상기 홈들(220)의 내측면을 제외한, 상기 도광판(200)의 외부면은 소수성을 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 홈들(220)의 내측면이 친수성을 가지는 경우, 상기 도광판(200)의 상면은 소수성을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 홈들(220)의 내측면에 O2 플라즈마 등이 선택적으로 조사되어, 상기 홈들(220)의 내측면은 선택적으로 친수성을 가질 수 있다. 또한, 상기 도광판(200)의 상면에는 불소 플라즈마가 선택적으로 조사되어, 소수성을 가질 수 있다.
이와는 다르게, 상기 홈들(220)의 내측면은 소수성을 가지고, 상기 도광판(200)의 외부면은 친수성을 가질 수 있다.
이후, 상기 광 변환 입자들(620)을 포함하는 수지 조성물이 형성된다. 상기 수지 조성물은 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지를 포함한다.
도 5를 참조하면, 상기 수지 조성물은 상기 홈들(220) 내에 배치된다. 상기 수지 조성물은 잉크 젯 공정 등에 의해서 상기 홈들(220) 내에 배치된다.
상기 수지 조성물은 상기 홈들(220)의 내측면과 같은 특성을 가질 수 있다. 즉, 상기 홈들(220)의 내측면이 친수성을 가지는 경우, 상기 수지 조성물도 친수성을 가질 수 있다. 또한, 상기 홈들(220)의 내측면이 소수성을 가지는 경우, 상기 수지 조성물도 소수성을 가질 수 있다.
이에 따라서, 상기 수지 조성물은 상기 홈들(220)에 용이하게 채워질 수 있다.
이후, 상기 홈들(220)에 채워진 수지 조성물은 열 및/또는 광에 의해서 경화된다. 이에 따라서, 각각 홈(220) 내에 상기 광 변환부(600)가 형성된다.
도 6을 참조하면, 상기 광 변환부들(600)은 상기 홈들(220) 내에 막 형태로 형성될 수 있다. 즉, 상기 광 변환부들(600)은 상기 홈들(220)의 내부면에 코팅될 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 변환부들(600)의 두께(T)는 상기 홈들(220)의 폭(W)의 1/7 내지 1/3일 수 있다. 이에 따라서, 상기 광 변환부(600) 내부에는 공간이 형성될 수 있다.
이때, 상기 광 변환부(600)를 형성하기 위한 수지 조성물은 매우 낮은 점도를 가질 수 있다. 이에 따라서, 상기 수지 조성물은 상기 홈들(220)의 내부면에 매우 얇게 코팅될 수 있다. 이에 따라서, 상기 광 변환부(600)는 막 형태로, 상기 홈들(220) 내부면에 코팅될 수 있다.
이와 같이, 상기 광 변환부(600) 내에 공간이 형성되므로, 상기 광 변환부(600)에 의해서도 광의 경로가 변경될 수 있다. 이에 따라서, 상기 광 변환부(600)에 의해서, 상방으로 광이 출사될 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 상기 광 변환부들(600)은 상기 홈들(220)의 내부에 일부만 채워질 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 변환부들(600)은 상기 홈들(220)의 바닥면으로부터 상기 도광판(200)의 상면까지의 1/7 내지 1/2에 배치될 수 있다. 즉, 상기 광 변환부들(600)의 높이(H)는 상기 홈들(220)의 깊이(D)의 약 1/7 내지 1/2일 수 있다. 예를 들어, 상기 홈들(220)의 깊이(D)는 약 2.5㎛ 내지 약 5.5㎛일 수 있고, 상기 광 변환부들(600)의 높이(H)는 약 0.5㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 광 변환부(600)는 상기 산란부(210)를 덮을 수 있다. 더 자세하게, 상기 광 변환부(600)는 상기 산란부(210)를 전체적으로 덮을 수 있다. 상기 광 변환부(600)는 상기 산란부(210)의 곡면에 코팅될 수 있다.
상기 산란부(210)에 상기 광 변환부(600)가 코팅되기 위해서, 상기 홈들(220)이 표면처리되는 과정에서, 상기 산란부(210)도 함께 표면처리될 수 있다. 이에 따라서, 상기 산란부(210) 및 상기 홈들(220)의 내부면은 상기 광 변환부(600)를 형성하기 위한 수지 조성물과 같은 특성을 가질 수 있다. 이에 따라서, 상기 수지 조성물은 상기 산란부(210)에도 코팅되고, 상기 코팅된 수지 조성물이 경화되어, 상기 광 변환부(600)가 형성될 수 있다.
상기 광학 시트들(500)은 상기 도광판(200) 상에 배치된다. 상기 광학 시트들(500)은 상기 도광판(200)의 상면으로부터 출사되는 광의 특성을 변화 또는 향상시켜서, 상기 광을 상기 액정패널(20)에 공급한다.
상기 광학 시트들(500)은 확산 시트(501), 제 1 프리즘 시트(502) 및 제 2 프리즘 시트(503)일 수 있다.
상기 확산 시트(502)는 상기 도광판(200) 상에 배치된다. 상기 확산 시트(501)는 통과되는 광의 균일도를 향상시킨다. 상기 확산 시트(501)는 다수 개의 비드들을 포함할 수 있다.
상기 제 1 프리즘 시트(502)는 상기 확산 시트(501) 상에 배치된다. 상기 제 2 프리즘 시트(503)는 상기 제 1 프리즘 시트(502) 상에 배치된다. 상기 제 1 프리즘 시트(502) 및 상기 제 2 프리즘 시트(503)는 통과하는 광의 직진성을 증가시킨다.
상기 액정패널(20)은 상기 광학시트들(500) 상에 배치된다. 또한, 상기 액정패널(20)은 패널 가이드(23) 상에 배치된다. 상기 액정패널(20)은 상기 패널 가이드(23)에 의해서 가이드될 수 있다.
상기 액정패널(20)은 통과하는 광의 세기를 조절하여 영상을 표시한다. 즉, 상기 액정패널(20)은 상기 백라이트 유닛(10)으로부터 출사되는 광을 사용하여, 영상을 표시하는 표시패널이다. 상기 액정패널(20)은 TFT기판(21), 컬러필터기판(22), 두 기판들 사이에 개재되는 액정층을 포함한다. 또한, 상기 액정패널(20)은 편광필터들을 포함한다.
도면에는 상세히 도시되지 않았지만, 상기 TFT기판(21) 및 컬러필터기판(22)을 상세히 설명하면, 상기 TFT기판(21)은 복수의 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차하여 화소를 정의하고, 각각의 교차영역마다 박막 트랜지스터(TFT : thin flim transistor)가 구비되어 각각의 픽셀에 실장된 화소전극과 일대일 대응되어 연결된다. 상기 컬러필터기판(22)은 각 픽셀에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터, 이들 각각을 테두리 하며 게이트 라인과 데이터 라인 및 박막 트랜지스터 등을 가리는 블랙 매트릭스와, 이들 모두를 덮는 공통전극을 포함한다.
액정표시패널(210)의 가장자리에는 게이트 라인 및 데이터 라인으로 구동신호를 공급하는 구동 PCB(25)가 구비된다.
상기 구동 PCB(25)는 COF(Chip on film, 24)에 의해 액정패널(20)과 전기적으로 연결된다. 여기서, 상기 COF(24)는 TCP(Tape Carrier Package)로 변경될 수 있다.
상기 반사 시트(300)는 상기 도광판(200)의 하면에 접착될 수 있다. 더 자세하게, 상기 반사 시트(300)는 상기 가이드부(210)의 하면에 접착될 수 있다.
상기 반사 시트(300) 대신에, 상기 도광판(200)의 하면에 반사막이 코팅될 수 있다. 상기 반사막으로 반사율이 높은 금속 등이 사용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 광 변환부들(600)은 상기 발광다이오드(400)로부터 상기 도광판(200)에 입사되는 광의 파장을 변경시킨다. 상기 광 변환부들(600)은 입사되는 광(L1)의 파장을 변환시키고, 상기 산란부들(210)은 상기 변환된 광(L2)의 경로를 변경시켜서, 상방으로 출사할 수 있다.
실시예에 따른 표시장치는 상기 광 변환부들(600)을 상기 도광판(200)에 형성된 홈들(220)에 각각 배치시킨다. 또한, 상기 광 변환부들(600)은 각각 상기 산란부들(210)에 인접하여 배치될 수 있다.
상기 도광판(200)에 입사되는 광은 상기 도광판(200) 내에서, 전반사에 의해서, 가이드된다. 이와 같이 가이드되는 광이 상기 산란부들(210)에 입사될 때, 광 경로가 전반사 임계각보다 더 큰 각도로 변경될 수 있다. 이에 따라서, 상기 산란부들(210)에 의해서, 상방으로 광이 출사된다.
이때, 상기 광 변환부들(600)이 상기 산란부들(210)에 인접하여 배치되므로, 상기 산란부들(210)에 의해서 상기 도광판(200)의 상면으로부터 출사되는 광의 파장은 상기 광 변환부들(600)에 의해서 변환될 수 있다.
즉, 상기 산란부들(210)에 인접하여, 상기 광 변환부들(600)이 배치되므로, 상기 도광판(200)의 상면으로부터 출사되는 광의 파장은 효과적으로 변환될 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 표시장치는 향상된 색 재현율을 가질 수 있다.
특히, 각각의 광 변환부(600)는 각각의 산란부(210)의 주위를 둘러쌀 수 있다. 이에 따라서, 상기 광 변환부(600)는 상기 산란부(210)에 광이 입사되는 방향에 상관없이, 효과적으로 광의 파장을 변환시킬 수 있다.
결국, 상기 도광판(200)의 상면으로부터 출사되는 광의 대부분은 상기 산란부들(210)을 통과한다. 이에 따라서, 상기 산란부들(210)에 인접되는 부분에만, 상기 광 변환부들(600)이 배치되더라도, 실시예에 따른 액정표시장치는 전체적으로 높은 색 재현율을 가질 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 액정표시장치를 제조하기 위해서 사용되는 광 변환 입자들(620)의 양이 저감될 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 광원;
    상부면에 복수의 홈들이 형성되고, 상기 복수의 홈들 내에 각각 배치되는 복수의 산란부들 및 상기 홈들 내에 각각 배치되고 상기 산란부들을 각각 둘러싸는 복수의 광 변환부들을 포함하며, 상기 광원으로부터 입사되는 광의 경로를 변경시키는 도광판; 및
    상기 도광판의 상부면으로부터 광이 입사되는 표시패널을 포함하며,
    상기 홈들의 내측면 및 상기 도광판의 외부면은 서로 다른 표면 특성을 갖는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 산란부들은 상기 홈들의 바닥으로부터 돌출되는 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 산란부들은 상기 도광판의 상면으로부터 돌출되는 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광 변환부들은 상기 산란부들을 덮는 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광 변환부들은 상기 홈들의 바닥으로부터, 상기 홈들의 깊이의 1/7 내지 1/2까지 배치되는 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 산란부들은 도트 형상을 갖고, 상기 광 변환부들은 고리 형상을 가지는 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 광 변환부들은 상기 홈들의 내측면에 막 형상으로 코팅되는 표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 광 변환부들은 상기 홈들의 내측면과 동일한 표면 특성을 가지는 표시장치.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 광 변환부들은
    상기 홈들 내에 각각 배치되는 호스트; 및
    상기 호스트 내에 배치되는 복수의 광 변환 입자들을 포함하는 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 호스트는 에폭시계 수지 또는 실리콘계 수지를 포함하는 표시장치.
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 산란부들은 서로 이격되며, 상기 산란부들 사이의 간격은 상기 광원으로부터 멀어질수록 작은 표시장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 상부면에 복수의 홈들이 형성되고, 상기 홈들 내에 각각 배치되는 복수의 산란부들을 포함하는 도광판을 제공하는 단계;
    상기 홈들 내에서 상기 산란부들을 각각 둘러싸도록, 복수의 광 변환 입자들을 포함하는 수지 조성물을 배치시키는 단계; 및
    상기 수지 조성물을 경화시키는 단계를 포함하며,
    상기 도광판을 제공하는 단계는,
    상기 홈들의 내측면 및 상기 도광판의 외부면에 서로 다른 표면 특성을 부여하는 광학 부재의 제조방법.
  17. 삭제
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 산란부들은 상기 홈들의 바닥으로부터 돌출되는 광학 부재의 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 산란부들은 상기 도광판의 상면으로부터 돌출되는 광학 부재의 제조방법.
  20. 제 16 항에 있어서, 상기 수지 조성물은 상기 홈들의 내측면과 동일한 표면 특성을 가지는 광학 부재의 제조방법.
KR1020110116050A 2011-11-08 2011-11-08 표시장치 및 광학 부재의 제조방법 KR101283296B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110116050A KR101283296B1 (ko) 2011-11-08 2011-11-08 표시장치 및 광학 부재의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110116050A KR101283296B1 (ko) 2011-11-08 2011-11-08 표시장치 및 광학 부재의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130050801A KR20130050801A (ko) 2013-05-16
KR101283296B1 true KR101283296B1 (ko) 2013-07-11

Family

ID=48661064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110116050A KR101283296B1 (ko) 2011-11-08 2011-11-08 표시장치 및 광학 부재의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101283296B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7481562B2 (en) * 2004-11-18 2009-01-27 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Device and method for providing illuminating light using quantum dots

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7481562B2 (en) * 2004-11-18 2009-01-27 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Device and method for providing illuminating light using quantum dots

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130050801A (ko) 2013-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101251815B1 (ko) 광학 시트 및 이를 포함하는 표시장치
KR101673627B1 (ko) 광학 부재 및 표시장치
KR101664507B1 (ko) 표시장치
KR101294415B1 (ko) 광학 부재 및 이를 포함하는 표시장치
KR101725023B1 (ko) 광학 부재 및 표시장치
KR101855991B1 (ko) 표시장치
KR20130076636A (ko) 광학 부재 및 이를 포함하는 표시장치
KR20130110946A (ko) 광학 부재 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20130050802A (ko) 표시장치
KR101814807B1 (ko) 광학 부재 및 이를 포함하는 표시장치
KR101273198B1 (ko) 표시장치
KR101956058B1 (ko) 표시장치
KR101262502B1 (ko) 광학 부재 및 이를 포함하는 표시장치
KR101372098B1 (ko) 광학 부재 및 이의 제조방법
KR101814809B1 (ko) 표시장치
KR101283296B1 (ko) 표시장치 및 광학 부재의 제조방법
KR101283130B1 (ko) 표시장치
KR101725012B1 (ko) 표시장치
KR101882199B1 (ko) 광학 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법
KR101273138B1 (ko) 표시장치
KR101956055B1 (ko) 표시장치
KR101795046B1 (ko) 표시장치
KR101262538B1 (ko) 표시장치 및 이의 제조방법
KR101349426B1 (ko) 광학 부재 및 표시장치
KR101844360B1 (ko) 표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160607

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170605

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190612

Year of fee payment: 7