KR102019677B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다. 여기서, 상기 표시 패널은 다수의 화소 영역이 배치된 어레이 기판, 상기 어레이 기판에 대향하는 대향 기판, 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치되는 액정층, 및 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 중 어느 하나에 배치되는 파장 선택적 투과 반사 부재를 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 효율 및 표시 품질이 향상된 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display), 전기 영동 표시 장치(Electro-Phoretic Display), 및 전기 습윤 표시 장치(Electro Wetting Display)는 비발광성 표시 장치로, 자체적으로 발광하지 못하므로, 외부에서 광을 공급하는 별도의 광원, 예를 들면, 백라이트 유닛을 필요로 한다.
일반적으로 상기와 같은 비발광성 표시 장치는 상기 백라이트 유닛에서 공급된 광을 컬러 필터를 투과시켜 영상을 표시한다. 여기서, 상기 컬러 필터는 특정 파장 범위의 광을 투과시키고, 여타의 파장 범위의 광은 흡수하는 특성을 가진다.
따라서, 상기 컬러 필터를 구비하는 표시 장치는 상기 흡수되는 광을 영상을 표시하는 데에 활용하지 못하므로, 광 효율이 낮은 문제를 가지고 있다.
본 발명의 일 목적은 광 효율 및 표시 품질이 향상된 표시 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다. 여기서, 상기 표시 패널은 다수의 화소 영역이 배치된 어레이 기판, 상기 어레이 기판에 대향하는 대향 기판, 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치되는 액정층, 및 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 중 어느 하나에 배치되는 파장 선택적 투과 반사 부재를 포함한다.
상기 대향 기판은 서로 다른 색상을 가지는 복수의 컬러 필터들을 구비하는 컬러 필터층을 구비하고, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재는 상기 컬러 필터들 중 어느 하나의 색상의 컬러 필터들에 대응하는 영역에 마련된 개구된 영역을 구비할 수 있다.
상기 파장 선택적 투과 반사 부재는 상기 개구된 영역에 대응하는 컬러 필터의 색상에 대응하는 파장 범위의 광을 반사시킬 수 있다.
상기 컬러 필터층에서, 제1 방향으로는 상기 서로 다른 색상의 컬러 필터들이 순차적으로 배열되고, 제2 방향으로는 동일한 색상의 컬러 필터들이 배열되며, 상기 개구된 영역은 스트라이프 형상을 가질 수 있다.
상기 파장 선택적 투과 반사 부재는 광 투과가 가능한 제1 막들, 및 상기 제1 막들과 굴절률이 다른 제2 막들을 구비하고, 상기 제1 막들 및 상기 제2 막들은 교번 배치될 수 있다.
상기 제1 막들 및 상기 제2 막들은 1.3에서 2.4의 굴절률을 가지며, 상기 제1 막들 및 상기 제2 막들의 굴절률 차이는 0.1 이상일 수 있다.
상기 제1 막들은 광 투과가 가능한 금속 산화물을 포함하며, 상기 제2 막들은 광 투과가 가능한 실리콘 산화물을 포함할 수 있다.
상기 파장 선택적 투과 반사 부재는 상기 어레이 기판의 상기 대향 기판을 향하는 면 상에 배치될 수 있다. 또는 상기 파장 선택적 투과 반사 부재는 상기 대향 기판의 상기 어레이 기판을 향하는 면 상에 배치될 수 있다.
또한, 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다. 여기서, 상기 표시 패널은 다수의 화소 영역이 배치된 어레이 기판, 상기 어레이 기판에 대향하는 대향 기판, 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치되는 액정층, 및 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 중 어느 하나에 배치되고, 서로 다른 파장 범위의 광을 투과시킬 수 있는 복수의 서브 파장 선택적 투과 반사 부재를 구비하는 파장 선택적 투과 반사 부재를 포함할 수 있다.
상기 파장 선택적 투과 반사 부재는 제1 서브 파장 선택적 투과 반사 부재, 제2 서브 파장 선택적 투과 반사 부재, 및 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재를 포함할 수 있다.
상기 대향 기판은 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터들을 구비하는 컬러 필터층을 구비하고, 상기 제1 서브 파장 선택적 투과 반사 부재는 상기 적색 컬러 필터에 대응하여 적색 광을 투과시키고, 상기 제2 서브 파장 선택적 투과 반사 부재는 상기 녹색 컬러 필터에 대응하여 녹색 광을 투과시키고, 상기 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재는 상기 청색 컬러 필터에 대응하여 청색 광을 투과시킬 수 있다.
상기 제1 내지 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재는 동일한 층 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재는 서로 다른 층 상에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재는 상기 제1 서브 파장 선택적 투과 반사 부재를 커버하는 제1 보호막, 상기 제1 보호막 상에 배치되는 상기 제2 서브 파장 선택적 투과 반사 부재를 커버하는 제2 보호막, 및 상기 제2 보호막 상에 배치되는 상기 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재를 커버하는 제3 보호막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 표시 장치는 파장 선택적 투과 반사 부재를 구비하여, 컬러 필터로 공급되는 광량을 증가시킬 수 있다. 따라서, 표시 장치는 광 효율 및 표시 품질이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 표시 패널 및 백라이트 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 2의 파장 선택적 투과 반사 부재를 구비하는 어레이 기판을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 파장 선택적 투과 반사 부재를 투과한 광의 스펙트럼을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 도 1에 도시된 표시 패널에서, 컬러 필터들의 배치 및 파장 선택적 투과 반사 부재의 형상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 도 1에 도시된 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 개념 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에서, 컬러 필터들의 배치 및 파장 선택적 투과 반사 부재의 형상을 설명하기 위한 개념 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 파장 선택적 투과 반사 부재를 구비하는 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 개념 단면도이다.
도 9 및 10은 도 7 및 도 8에 도시된 파장 선택적 투과 반사 부재를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에 적용 가능한 표시 패널 및 백라이트 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 설명하기 위한 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 표시 장치의 표시 패널 및 백라이트 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(400)는 표시 패널(100), 백라이트 유닛(200), 상부 커버(310) 및 하부 커버(320)를 포함한다.
상기 표시 패널(100)로는 다양한 형태의 표시 패널이 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 표시 패널(100)로 액정 표시 패널(liquid crystal display panel, LCD panel), 전기영동 표시 패널(electrophoretic display panel, EPD panel), 및 일렉트로웨팅 표시 패널(electrowetting display panel, EWD panel)과 같은 표시 패널을 사용하는 것이 가능하다. 본 실시예에서는 상기 표시 패널(100)로 상기 액정 표시 패널을 예로서 설명한다.
상기 표시 패널(100)은 장변 및 단변을 가지는 직사각형의 판상으로 구비되며, 표시 영역(160)에서 화상을 표시한다. 또한, 상기 표시 패널(100)은 어레이 기판(110), 상기 어레이 기판(110)에 대향되는 대향 기판(120) 및 상기 어레이 기판(110)과 상기 대향 기판(120) 사이에 형성된 액정층(130)을 포함한다.
또한, 도면 상에는 도시하지 않았으나, 상기 표시 패널(100)의 양면, 즉, 상기 어레이 기판(110) 및 상기 대향 기판(120)의 외측면에는 투과축이 서로 수직한 편광 필름이 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 어레이 기판(110)은 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소(미도시)를 포함한다. 여기서, 각 화소는 다수의 서브 화소를 구비할 수 있으며, 각 서브 화소는 서로 다른 색상을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 각 서브 화소는 적색, 녹색, 및 청색 중 어느 하나의 색상을 가질 수 있다. 따라서, 상기 각 서브 화소에서 출사되는 광은 상기 적색, 녹색, 및 청색 중 어느 하나의 색상을 가질 수 있다. 또한, 상기 각 화소는 게이트 라인(미도시), 상기 게이트 라인과 절연되게 교차하는 데이터 라인(미도시), 및 화소 전극(미도시)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 각 화소는 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 전기적으로 연결되며, 상기 화소 전극에 대응하여 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(미도시)를 구비할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터는 대응하는 화소 전극 측으로 제공되는 구동 신호를 스위칭할 수 있다.
또한, 상기 어레이 기판(110)의 일측에는 드라이버 IC(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 드라이버 IC는 외부로부터 각종 신호를 입력받으며, 입력된 각종 제어 신호에 응답하여 상기 표시 패널(100)을 구동하는 상기 구동 신호를 상기 박막 트랜지스터 측으로 출력한다.
상기 대향 기판(120)은 그 일면 상에 상기 백라이트 유닛(200)에서 제공되는 광을 이용하여 소정의 색을 구현하는 컬러 필터층(125) 및 상기 컬러 필터층(125) 상에 형성되어 상기 화소 전극과 대향하는 공통 전극(미도시)을 구비할 수 있다. 여기서 상기 컬러 필터층(125)은 서로 다른 색상, 예를 들면, 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 색상을 가지는 복수의 컬러 필터들을 포함하며, 각 컬러 필터는 증착 또는 코팅과 같은 공정을 통하여 형성될 수 있다. 한편, 본 발명에서는 상기 대향 기판(120)에 상기 컬러 필터층(125)이 형성된 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 컬러 필터층(125)은 상기 어레이 기판(110) 상에 형성될 수도 있다.
상기 액정층(130)은 상기 화소 전극 및 상기 공통 전극에 인가되는 전압에 의하여 특정 방향으로 배열됨으로써, 상기 백라이트 유닛(200)으로부터 제공되는 상기 광의 투과도를 조절하여, 상기 표시 패널(100)이 영상을 표시할 수 있도록 한다.
한편, 상기 어레이 기판(110) 및 상기 대향 기판(120) 중 어느 하나의 내측면, 즉, 상기 어레이 기판(110) 및 상기 대향 기판(120)이 서로 대향하는 표면에는 파장 선택적 투과 반사 부재(140)가 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)는 상기 어레이 기판(110)의 상기 대향 기판(120)을 향하는 면 상에 배치될 수 있다.
상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)는 입사되는 광 중 특정 파장 영역을 가지는 광은 반사시키고, 나머지 파장 영역을 가지는 광은 투과시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)는 청색 광에 대응하는 파장 영역의 광은 반사시키며, 이외의 파장 영역에 대응하는 광은 투과시킬 수 있다.
상기 백라이트 유닛(200)은 상기 표시 패널(100)에서 영상이 출사되는 방향의 반대 방향에 배치된다. 상기 백라이트 유닛(200)은 도광판(210), 복수의 광원을 포함하는 광원 유닛(220), 광학 부재(230) 및 반사 시트(240)를 포함한다.
상기 도광판(210)은 상기 표시 패널(100)의 하부에 위치하며, 상기 광원 유닛(220)에서 방출되는 상기 광을 가이드하여 상기 표시 패널(100) 방향으로 상기 광을 출사시킨다. 특히, 상기 도광판(210)은 적어도 상기 표시 패널(100)의 표시 영역(160)과 중첩된다. 여기서, 상기 도광판(210)은 상기 광을 출사하는 출사면, 상기 출사면에 대향하는 하면, 및 상기 출사면과 상기 하면을 연결하는 측면들을 포함한다. 또한, 상기 측면들 중 적어도 어느 하나는 상기 광원 유닛(220)과 대향하여 상기 광원 유닛(220)에서 방출하는 광이 입사되는 입사면일 수 있으며, 상기 입사면에 대향하는 측면은 광을 반사하는 대광면일 수 있다.
상기 광원 유닛(220)은 복수의 광원들(221) 및 상기 광원들(221)을 실장하는 인쇄 회로 기판(222, printed circuit board, PCB)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 광원들(221)은 발광 다이오드(light-emitting diode)일 수 있다. 또한, 상기 광원들(221)은 서로 동일한 색상의 광을 방출하거나, 서로 다른 색상의 광을 방출할 수 있다. 예를 들면, 상기 광원들(221)은 모두 황색의 광을 방출할 수 있다.
또한, 상기 광원 유닛(220)은 상기 도광판(210)의 측면들 중 적어도 어느 하나를 마주하여 광을 방출하도록 배치되어, 상기 표시 패널(100)이 영상을 표시하는데 사용되는 광을 상기 도광판(210)을 통하여 제공한다.
상기 광학 부재(230)는 상기 도광판(210) 및 상기 표시 패널(100) 사이에 제공된다. 상기 광학 부재(230)는 상기 광원 유닛(220)에서 제공되어 상기 도광판(210)을 통해 출사되는 광을 제어하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 광학 부재(230)은 순차적으로 적층된 확산 시트(236), 프리즘 시트(234) 및 보호 시트(232)를 포함한다.
상기 확산 시트(236)는 상기 도광판(210)에서 출사된 광을 확산하는 역할을 수행한다. 상기 프리즘 시트(234)는 상기 확산 시트(236)에서 확산된 빛을 상부의 표시 패널(100)의 평면에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 상기 프리즘 시트(234)를 통과한 빛은 거의 대부분 상기 표시 패널(100)에 수직하게 입사된다. 상기 보호 시트(232)는 상기 프리즘 시트(234) 상에 위치한다. 상기 보호 시트(232)는 상기 프리즘 시트(234)를 외부의 충격으로부터 보호한다.
본 실시예에서는 상기 광학 부재(230)가 상기 확산 시트(236), 상기 프리즘 시트(234), 및 상기 보호 시트(232)가 한 매씩 구비된 것을 예로 들었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 광학 부재(230)는 상기 확산 시트(236), 상기 프리즘 시트(234), 및 상기 보호 시트(232) 중 적어도 어느 하나를 복수 매 겹쳐서 사용할 수 있으며, 필요에 따라 어느 하나의 시트를 생략할 수도 있다.
상기 반사 시트(240)는 상기 도광판(210)의 하부에 배치되어, 상기 광원 유닛(220)에서 출사된 광 중 상기 표시 패널(100) 방향으로 제공되지 않고 누설되는 광을 반사시켜 상기 표시 패널(100) 방향으로 광의 경로를 변경시킬 수 있다. 상기 반사 시트(240)는 광을 반사하는 물질을 포함한다. 상기 반사 시트(240)는 상기 하부 커버(320) 상에 구비되어 상기 광원 유닛(220)로부터 발생된 광을 반사시킨다. 그 결과, 상기 반사 시트(240)는 상기 표시 패널(100) 측으로 제공되는 광의 양을 증가시킨다.
한편, 본 발명에서는 상기 광원 유닛(220)이 상기 도광판(210)의 측면 방향으로 광을 제공하도록 배치된 것을 예로서 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 광원 유닛(220)은 상기 도광판(210)의 하면 방향으로 광을 제공하도록 배치될 수도 있다. 또한, 상기 백라이트 유닛(200)에서 상기 도광판(210)이 생략되고 상기 광원 유닛(220)이 상기 표시 패널(100)의 하부에 위치하여, 상기 광원 유닛(220)에서 출사된 광이 상기 표시 패널(100)로 직접 광을 제공될 수도 있다.
상기 상부 커버(310)는 상기 표시 패널(100)의 상부에 구비되며, 상기 상부 커버(310)는 상기 표시 패널(100)의 형상에 대응하는 형상으로 이루어진다. 상기 상부 커버(310)는 상기 표시 패널(100)의 상기 표시 영역(160)을 노출시키는 표시창(311)이 형성되고 상기 표시 패널(100)의 전면 가장 자리를 지지하는 상부면(312)과, 상기 상부면(312)에서 연장되고 하부 커버(320) 방향으로 절곡된 상부 커버 측면(314)을 포함한다. 여기서 상기 표시 패널(100)이 사각형의 판상이므로 상기 상부 커버 측면(314)은 4 측면으로 이루어질 수 있다. 상기 상부 커버(310)는 상기 하부 커버(320)와 결합하여 상기 표시 패널(100)의 전면 가장자리를 지지한다.
상기 하부 커버(320)는 백라이트 유닛(200)의 하부에 구비된다. 상기 하부 커버(320)는 상기 표시 패널(100) 및 상기 백라이트 유닛(200)의 형상에 대응하는 바닥면(322)과, 상기 바닥면(322)에서 연장되어 상부로 절곡된 하부 커버 측면(324)을 포함한다. 여기서, 상기 표시 패널(100) 및 상기 백라이트 유닛(200)은 사각 형상이므로 상기 하부 커버 측면(324)은 4 측면으로 이루어질 수 있다. 이러한 하부 커버(320)는 상기 바닥면(322) 및 상기 하부 커버 측면(324)에 의하여 상기 표시 패널(100) 및 상기 백라이트 유닛(200)를 수용할 수 있는 공간이 마련된다. 또한, 상기 하부 커버(320)는 상기 상부 커버(310)와 결합되어 그 내부 공간에 상기 표시 패널(100) 및 백라이트 유닛(200)를 수납하고 지지한다.
도 3은 도 2의 파장 선택적 투과 반사 부재를 구비하는 어레이 기판을 설명하기 위한 단면도이며, 도 4는 파장 선택적 투과 반사 부재를 투과한 광의 스펙트럼을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 파장 선택적 투과 반사 부재(140)는 어레이 기판(110) 상에 배치될 수 있다.
상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)는 굴절율이 서로 다른 복수의 막들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)는 광 투과가 가능한 제1 막들(140A), 및 상기 제1 막들(140A)과 굴절률이 다른 제2 막들(140B)을 구비하고, 상기 제1 막들(140A) 및 상기 제2 막들(140B)은 교번 배치될 수 있다.
상기 제1 막들(140A) 및 상기 제2 막들(140B)은 1.3에서 2.4의 굴절률을 가지며, 상기 제1 막들(140A) 및 상기 제2 막들(140B)의 굴절률 차이는 0.1 이상일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 막들(140A)은 굴절률이 2.35인 TiO2와 같이 광 투과가 가능한 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 제2 막들(140B)은 굴절률이 1.45인 SiO2와 같이 광 투과가 가능한 실리콘 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 막들(140A)은 동일한 두께를 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 막들(140B) 각각은 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)는 소정의 파장 범위를 가지는 광은 반사시키며, 이외의 파장 범위를 가지는 광은 투과시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)가 하기의 표 1과 같이 구성되는 경우, 420㎚ 내지 470㎚의 파장 범위에 해당하는 광을 반사시킬 수 있다.
파장 선택적 투과 반사 부재의 구성
배치 순서 물질 굴절률 두께(㎚)
1 TiO2 2.35 44.6
2 SiO2 1.45 54.2
3 TiO2 2.35 44.6
4 SiO2 1.45 88.5
5 TiO2 2.35 44.6
6 SiO2 1.45 63.9
7 TiO2 2.35 44.6
8 SiO2 1.45 88.5
9 TiO2 2.35 44.6
10 SiO2 1.45 54.2
11 TiO2 2.35 44.6
여기서, 상기 표 1에서 배치 순서는 어레이 기판(110) 상에 적층된 순서이다.
즉, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)가 상기 제1 막(140A) 및 상기 제2 막(140B)을 포함하는 총 11개의 막으로 이루어지는 경우, 청색 광의 대부분을 반사시킬 수 있으며, 이외의 파장 영역에 대응하는 광은 투과시킬 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 표시 패널에서, 컬러 필터들의 배치 및 파장 선택적 투과 반사 부재의 형상을 설명하기 위한 개념도이며, 도 6은 도 1에 도시된 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 개념 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 우선, 표시 패널(100)의 대향 기판(120)에 구비되는 컬러 필터들(R, G, B)은 도 5에 도시된 바와 같이, 색상 별로 평행하게 배열될 수 있다. 즉, 상기 표시 패널(100)의 장변에 평행한 제1 방향으로는 상기 컬러 필터(R, G, B)들이 순차적으로 배열되며, 상기 표시 패널(100)의 단변에 평행한 제2 방향으로는 동일한 색상의 상기 컬러 필터(R, G, B)가 배열된다.
파장 선택적 투과 반사 부재(140)는 그 일부에 개구된 영역(145)을 구비한다. 여기서, 상기 개구된 영역(145)은 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)에서, 반사되는 광을 투과시킬 수 있는 상기 컬러 필터(R, G, B) 중 어느 하나에 대응하는 영역일 수 있다. 또한, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)는 상기 개구된 영역(145)에 대응하는 컬러 필터의 색상에 대응하는 광을 반사시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)는 청색 광을 반사시키며, 상기 개구된 영역(145)은 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)에서 청색 컬러 필터(B)에 대응하는 영역일 수 있다. 따라서, 상기 개구된 영역(145)은 상기 청색 컬러 필터(B)의 배열에 대응하는 스트라이프 형상을 가질 수 있다.
이하에서는 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)를 구비하는 표시 장치의 동작을 설명한다.
우선, 백라이트 유닛(200)에서, 광이 도광판(210)에서 표시 패널(100) 방향으로 제공된다.
상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)가 청색 광을 반사시킬 수 있으므로, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)로 입사된 광 중 상기 청색 광을 제외한 나머지 광은 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)를 투과한다. 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)를 투과한 광은 상기 컬러 필터층(125) 중 적색 컬러 필터(R) 및 녹색 컬러 필터(G)를 투과하여 시청자에게 적색 광 및 녹색 광을 제공할 수 있다.
한편, 상기 청색 광은 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)에 의하여 반사되므로, 상기 개구된 영역(145)을 통해서만 출사될 수 있다.
이를 보다 상세히 설명하면, 상기 적색 컬러 필터(R) 및 상기 녹색 컬러 필터(G)에 대응하는 영역에서 상기 청색 광은 파장 선택적 투과 반사 부재(140)에서 반사되어 상기 백라이트 유닛(200)의 반사 시트(240)에서 다시 반사되어 상기 개구된 영역(145)을 통과하여 상기 청색 컬러 필터(B)로 제공될 수 있다.
또한, 상기 백라이트 유닛(200)에서 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)로 제공된 광 중 상기 개구된 영역(145)으로 제공된 광은 모두 상기 개구된 영역(145)을 통과하여 상기 청색 컬러 필터(B)로 제공될 수 있다.
따라서, 상기 청색 컬러 필터(B)로 제공되는 청색 광의 량은 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)가 없는 경우에 비하여, 증가할 수 있다.
따라서, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)를 구비하는 표시 장치는 청색 광 컬러 필터로 제공되는 광량이 증가되므로, 상기 시청자는 청색의 휘도 및 표시 품질이 향상된 화상을 감상할 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 11을 통하여 본 발명의 다른 실시예들을 설명한다. 도 7 내지 도 11에 있어서, 도 1 내지 도 6에 도시된 구성 요소와 동일한 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고, 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 도 7 내지 도 11에서는 중복된 설명을 피하기 위하여 도 1 내지 도 6과 다른 점을 위주로 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에서, 컬러 필터들의 배치 및 파장 선택적 투과 반사 부재의 형상을 설명하기 위한 개념 평면도이며, 도 8은 도 7에 도시된 파장 선택적 투과 반사 부재를 구비하는 표시 장치의 동작을 설명하기 위한 개념 단면도이며, 도 9 및 10은 도 7 및 도 8에 도시된 파장 선택적 투과 반사 부재를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 표시 장치의 표시 패널(100)은 파장 선택적 투과 반사 부재(140')를 포함한다.
상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140')는 어레이 기판(110) 상에 배치되며, 서로 다른 파장 범위의 광을 투과시킬 수 있는 복수의 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(141, 142, 143)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140')는 상기 적색 컬러 필터(R)에 대응하여 적색 광을 투과시키는 제1 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(141), 상기 녹색 컬러 필터(G)여 녹색 광을 투과시키에 대응하는 제2 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(142), 및 상기 청색 컬러 필터(B)에 대응하여 청색 광을 투과시키는 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(143)를 포함할 수 있다.
상기 제1 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(141)는 적색 광을 투과시키고, 상기 적색 광 이외의 광은 반사시킬 수 있다. 상기 제2 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(142)는 녹색 광을 투과시키고, 상기 녹색 광 이외의 광은 반사시킬 수 있다. 상기 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(143)는 청색 광을 투과시키고, 상기 청색 광 이외의 광은 반사시킬 수 있다.
한편, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140')는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(141, 142, 143)가 동일한 층 상에 배치된 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140')는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(141, 142, 143)가 서로 다른 층 상에 배치된 구조를 가질 수도 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 상기 제2 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(142)가 상기 녹색 컬러 필터(G)에 대응하는 영역에 배치되고, 제1 보호막(144A)이 상기 제2 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(142)를 커버할 수 있다. 상기 제1 보호막(144A) 상의 상기 청색 컬러 필터(B)에 대응하는 영역에 상기 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(143)가 배치되고, 제2 보호막(144B)가 상기 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(143)를 커버할 수 있다. 상기 제2 보호막(144B) 상의 상기 적색 컬러 필터(R)에 대응하는 영역에 상기 제1 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(141)가 배치되고, 제3 보호막(144C)가 상기 제1 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(141)를 커버할 수 있다. 여기서, 상기 제1 내지 제3 보호막(144A, 144B, 144C)은 모두 광을 투과시킬 수 있는 유기물 또는 무기물을 포함할 수 있다.
하기에서는 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140')를 구비하는 표시 장치의 동작을 설명한다.
우선, 백라이트 유닛(200)에서, 광이 도광판(210)에서 표시 패널(100) 방향으로 제공된다.
상기 제1 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(141)는 상기 적색 광을 투과시키며, 상기 적색 광 이외의 광은 반사시킬 수 있다. 상기 제1 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(141)를 투과한 상기 적색 광은 상기 적색 컬러 필터(R)를 투과하여 시청자에게 제공된다. 또한, 상기 제1 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(141)에서 반사된 광은 상기 백라이트 유닛(200)의 반사 시트(240)에서 다시 반사될 수 있다. 상기 반사 시트(240)에서 반사된 광은 상기 제2 및 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(142, 143)를 투과하여, 상기 녹색 및 청색 컬러 필터(G, B)로 제공될 수 있다. 상기 녹색 및 청색 컬러 필터(G, B)로 제공된 광은 상기 녹색 및 청색 컬러 필터(G, B)를 투과하여, 시청자는 상기 녹색 광 및 상기 청색 광을 시청할 수 있다.
상기 제2 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(142)는 상기 녹색 광을 투과시키며, 상기 녹색 광 이외의 광은 반사시킬 수 있다. 상기 제2 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(142)를 투과한 상기 녹색 광은 상기 녹색 컬러 필터(G)를 투과하여 시청자에게 제공된다. 또한, 상기 제2 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(142)에서 반사된 광은 상기 백라이트 유닛(200)의 반사 시트(240)에서 다시 반사될 수 있다. 상기 반사 시트(240)에서 반사된 광은 상기 제1 및 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(141, 143)를 투과하여, 상기 적색 및 청색 컬러 필터(R, B)로 제공될 수 있다. 상기 적색 및 청색 컬러 필터(R, B)로 제공된 광은 상기 적색 및 청색 컬러 필터(R, B)를 투과하여, 시청자는 상기 적색 광 및 상기 청색 광을 시청할 수 있다.
상기 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(143)는 상기 청색 광을 투과시키며, 상기 청색 광 이외의 광은 반사시킬 수 있다. 상기 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(143)를 투과한 상기 청색 광은 상기 청색 컬러 필터(B)를 투과하여 시청자에게 제공된다. 또한, 상기 제3 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(143)에서 반사된 광은 상기 백라이트 유닛(200)의 반사 시트(240)에서 다시 반사될 수 있다. 상기 반사 시트(240)에서 반사된 광은 상기 제1 및 제2 서브 파장 선택적 투과 반사 부재(141, 142)를 투과하여, 상기 적색 및 녹색 컬러 필터(R, G)로 제공될 수 있다. 상기 적색 및 녹색 컬러 필터(R, G)로 제공된 광은 상기 적색 및 녹색 컬러 필터(R, G)를 투과하여, 시청자는 상기 적색 광 및 녹색 광을 시청할 수 있다.
따라서, 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(R, G, B)로 제공되는 광의 양은 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140)가 없는 경우에 비하여, 향상될 수 있다. 따라서, 상기 표시 장치는 상기 적색, 녹색 및 청색 컬러 필터(R, G, B)로 공급되는 광량이 증가하므로, 광 효율 및 표시 품질이 향상될 수 있다. 또한, 상기 시청자는 휘도가 향상되고 선명한 화상을 감상할 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에 적용 가능한 표시 패널 및 백라이트 유닛을 설명하기 위한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 표시 장치는 표시 패널(100) 및 백라이트 유닛(200)을 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(100)은 어레이 기판(110), 상기 어레이 기판(110)에 대향되는 대향 기판(120), 상기 어레이 기판(110)과 상기 대향 기판(120) 사이에 형성된 액정층(130)을 포함한다.
상기 어레이 기판(110)은 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소(미도시)를 포함하고, 각 화소는 서로 다른 색상을 표현하는 다수의 서브 화소를 구비할 수 있다. 또한, 상기 각 화소는 게이트 라인(미도시), 상기 게이트 라인과 절연되게 교차하는 데이터 라인(미도시), 및 화소 전극(미도시)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 각 화소는 상기 게이트 라인 및 상기 데이터 라인에 전기적으로 연결되며, 상기 화소 전극에 대응하여 전기적으로 연결된 박막 트랜지스터(미도시)를 구비할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터는 대응하는 화소 전극 측으로 제공되는 구동 신호를 스위칭할 수 있다.
상기 대향 기판(120)은 그 일면 상에 상기 백라이트 유닛(200)에서 제공되는 광을 이용하여 소정의 색을 구현하는 컬러 필터층(125)을 구비할 수 있다.
상기 컬러 필터층(125)의 상기 어레이 기판(110)을 향하는 면 상에는 파장 선택적 투과 반사 부재(140")가 배치될 수 있다. 상기 파장 선택적 투과 반사 부재(140")는 입사되는 광 중 특정 파장 영역을 가지는 광은 반사시키고, 나머지 파장 영역을 가지는 광은 투과시킬 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 설명하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있으며, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100; 표시 패널 110; 어레이 기판
120; 대향 기판 125; 컬러 필터
130; 액정층
140, 104', 140"; 파장 선택적 투과 반사 부재
200; 백라이트 유닛 210; 도광판
220; 광원 유닛 230; 광학 부재
240; 반사 시트 310; 상부 커버
320; 하부 커버 400; 표시 장치

Claims (20)

  1. 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하며,
    상기 표시 패널은
    다수의 화소 영역이 배치된 어레이 기판;
    상기 어레이 기판에 대향하고, 서로 다른 색상을 갖는 복수의 컬러 필터들을 포함한 컬러 필터층을 포함하는 대향 기판;
    상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치되는 액정층; 및
    상기 어레이 기판의 평면상에서 상기 컬러 필터들 중 제1 색의 파장 범위를 갖는 제1 컬러 필터에 중첩한 개구 영역을 포함하고, 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 중 어느 하나에 배치되는 파장 선택적 투과 반사 부재를 포함하고,
    상기 어레이 기판의 평면상에서, 상기 파장 선택적 투과 반사 부재는 상기 컬러 필터들 중 상기 제1 색과 다른 제2 색의 파장 범위를 갖는 제2 컬러 필터와, 상기 제1 색 및 상기 제2 색과 다른 제3 색의 파장 범위를 갖는 제3 컬러 필터와 중첩하고,
    상기 파장 선택적 투과 반사 부재는 상기 백라이트 유닛으로부터 전달된 상기 광 중, 상기 제1 색의 파장 범위를 갖는 광을 반사시키며, 상기 제2 색의 파장 범위를 갖는 광 및 상기 제3 색의 파장 범위를 갖는 광을 모두 투과시키는 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 컬러 필터층에서, 제1 방향으로는 상기 서로 다른 색상의 컬러 필터들이 순차적으로 배열되고, 제2 방향으로는 동일한 색상의 컬러 필터들이 배열되는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 개구 영역은 스트라이프 형상을 가지는 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 파장 선택적 투과 반사 부재는
    광 투과가 가능한 제1 막들; 및
    상기 제1 막들과 굴절률이 다른 제2 막들을 구비하고,
    상기 제1 막들 및 상기 제2 막들은 교번 배치된 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 막들 및 상기 제2 막들은 1.3에서 2.4의 굴절률을 가지며,
    상기 제1 막들 및 상기 제2 막들의 굴절률 차이는 0.1 이상인 표시 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 막들은 광 투과가 가능한 금속 산화물을 포함하는 표시 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제2 막들은 광 투과가 가능한 실리콘 산화물을 포함하는 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 파장 선택적 투과 반사 부재는 상기 어레이 기판의 상기 대향 기판을 향하는 면 상에 배치되는 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 파장 선택적 투과 반사 부재는 상기 대향 기판의 상기 어레이 기판을 향하는 면 상에 배치되는 표시 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020120108085A 2012-09-27 2012-09-27 표시 장치 KR102019677B1 (ko)

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