KR102481356B1 - 색변환 표시판 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 색변환 표시판은 기판, 상기 기판 위에 위치하는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층, 상기 제1 색변환층과 상기 제2 색변환층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 투과층과 상기 제1 색변환층 사이에 위치하는 산란체층, 및 상기 산란체층과 상기 제1 색변환층 사이, 상기 산란체층과 상기 제2 색변환층 사이 및 상기 산란체층과 상기 투과층 사이에 위치하는 광필터층을 포함한다.

Description

색변환 표시판 및 이를 포함하는 표시 장치{COLOR CONVERSION PANEL AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 개시는 색변환 표시판 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치로 사용되는 액정 표시 장치는 두 개의 전기장 생성 전극과 액정층, 색필터, 편광판 등을 포함한다. 이러한 액정 표시 장치의 편광판과 색필터에서 광손실이 발생한다. 이에 따라 광손실을 줄이고 고효율의 표시 장치를 구현하기 위하여 색변환층을 포함하는 액정 표시 장치가 제안되고 있다.
실시예들은 혼색을 방지하고 출광 효율을 개선한 색변환 표시판 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 표시판은 기판, 상기 기판 위에 위치하는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층, 상기 제1 색변환층과 상기 제2 색변환층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 투과층과 상기 제1 색변환층 사이에 위치하는 산란체층, 및 상기 산란체층과 상기 제1 색변환층 사이, 상기 산란체층과 상기 제2 색변환층 사이 및 상기 산란체층과 상기 투과층 사이에 위치하는 광필터층을 포함한다.
상기 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층 중 적어도 하나와 상기 산란체층 사이에 위치하는 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 반사층은 상기 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층 중 적어도 하나의 측면에 위치하며. 상면에 위치하지 않을 수 있다.
상기 반사층과 상기 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층 중 적어도 하나 사이에 위치하는 내부 광필터층을 더 포함할 수 있다.
상기 기판 위에 위치하며, 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층과 중첩하는 청색광 컷팅 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 산란체층은 TiO2 , ZrO2, HfO2, Ta2O5, Y2O3 및 ZnO 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판은 기판, 상기 기판 위에 위치하는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층, 상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층 및 상기 투과층 위에 위치하는 광필터층, 상기 제1 색변환층과 상기 광필터층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 광필터층 사이, 및 상기 투과층과 상기 광필터층 사이 중 적어도 하나의 측면에 위치하는 내부 산란층을 포함한다.
상기 내부 산란층의 측면에 위치하는 내부 광필터층을 더 포함할 수 있다.
상기 내부 산란층의 측면에 위치하는 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 색변환층과 상기 제2 색변환층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 투과층과 상기 제1 색변환층 사이에 위치하는 산란체층을 더 포함할 수 있다.
상기 내부 산란층은 TiO2 , ZrO2, HfO2, Ta2O5, Y2O3 및 ZnO 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판은 기판, 상기 기판 위에 위치하는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층, 상기 제1 색변환층과 상기 제2 색변환층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 투과층과 상기 제1 색변환층 사이에 위치하는 산란체층을 포함한다.
상기 색변환 표시판은 광필터층을 더 포함하고, 상기 광필터층은 가로부 및 세로부를 포함하고, 상기 가로부는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층과 접하고, 상기 세로부는 상기 제1 색변환층과 상기 제2 색변환층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 투과층과 상기 제1 색변환층 사이에 위치하며, 상기 세로부의 양면이 산란체층과 접할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 위에 위치하는 색변환 표시판을 포함하고, 상기 색변환 표시판은 기판, 상기 기판 위에 위치하는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층, 상기 제1 색변환층과 상기 제2 색변환층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 투과층과 상기 제1 색변환층 사이에 위치하는 산란체층, 및 상기 산란체층과 상기 제1 색변환층 사이, 상기 산란체층과 상기 제2 색변환층 사이 및 상기 산란체층과 상기 투과층 사이에 위치하는 광필터층을 포함한다.
상기 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층 중 적어도 하나와 상기 산란체층 사이에 위치하는 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 반사층은 상기 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층 중 적어도 하나의 측면에 위치하며, 상면에 위치하지 않을 수 있다.
상기 반사층과 상기 제1 색변환층 사이, 상기 반사층과 상기 제2 색변환층 사이 및 상기 반사층과 상기 투과층 사이 중 적어도 하나 사이에 위치하는 내부 광필터층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 색변환층과 상기 광필터층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 광필터층 사이, 및 상기 투과층과 상기 광필터층 사이 중 적어도 하나의 측면에 위치하는 내부 산란층을 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 색변환 표시판의 혼색이 방지되어 향상된 표시 품질을 제공하고, 출광 효율이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 표시판을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판을 도시한 것이다.
도 10 및 도 11은 산란체가 혼색을 방지하는 원리를 간략히 도시한 것으로, 도 10은 산란체가 존재하지 않은 경우 빛의 진행을 나타낸 것이고, 도 11은 산란체가 존재할 때의 빛의 진행을 나타낸 것이다.
도 12 내지 도 14는 산란체가 존재하지 않는 경우와 존재하는 경우의 이웃 화소의 휘도 변화를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 표시판이 포함된 표시 장치를 간략히 도시한 것이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 배치도이고, 도 17은 도 16의 XV-XV선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는 도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 색변환 표시판에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 표시판을 도시한 것이다.
도 1을 참고로 하면 색변환 표시판(300)은 기판(310), 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G), 투과층(330B) 및 산란체층(340)을 포함한다. 이러한 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B)은 기판 위에서 반복 배열될 수 있고, 배열 순서는 변경될 수 있다.
산란체층(340)은 제1 색변환층(330R)과 제2 색변환층(330G) 사이, 제2 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이 및 투과층(330B)과 제1 색변환층(330R) 사이에 위치한다. 색변환 표시판(300)의 색변환층(330R, 330G)은 입사되는 청색광을 적색광 또는 녹색광으로 변환시키고, 투과층(330B)은 입사되는 청색광을 투과시킨다.
산란체층(340)은 산란체를 포함할 수 있으며,　산화지르코늄(zirconium oxide, ZrO2), 산화하프늄(hafnium oxide, HfO2), 산화탄탈륨(tantalium oxide, Ta2O5), 이산화티타늄(titanium oxide,　TiO2), 산화이트륨(yttrium oxide, Y2O3) 및 산화아연(zinc oxide, ZnO) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이러한 산란체층(340)은 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 또는 투과층(330B)에서 발광되는 빛을 산란시켜서, 이웃하는 다른 색변환층이나 투과층으로 입사되는 것을 방지한다. 즉, 색변환층에서 발광되는 빛의 일부는 정면이 아니라 측면으로 진행하고, 이렇게 측면으로 진행하는 빛은 이웃하는 다른 색변환층에 입사되어 혼색을 유발하며 출광 효율을 감소시킬 수 있다. 그러나, 산란체층(340)은 직진하는 빛을 여러 방향으로 산란시키기 때문에, 이웃하는 다른 색변환층이나 투과층으로 빛이 입사되는 것을 막을 수 있다. 따라서, 서로 다른 색을 방출하는 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B) 사이의 혼색을 방지할 수 있다. 산란체층(340)의 구체적인 효과에 대하여는 이후 상세하게 설명한다.
도 1을 참고로 하면, 산란체층(340)과 기판(310) 사이에 차광층(320)이 위치할 수 있다. 도 1에서 차광층(320)은 기판(310)에 접하는 것으로 도시되었으나, 차광층(320)은 기판(310)에 접하지 않고 제1 색변환층(330R)과 제2 색변환층(330G) 사이, 제2 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이 및 투과층(330B)과 제1 색변환층(330R) 사이에 위치할 수도 있다.
본 실시예에서, 제1 색변환층(330R)은 공급되는 청색광을 적색으로 변환할 수 있다. 이를 위해 제1 색변환층(330R)은 적색 형광체를 포함할 수 있으며, 적색 형광체는 (Ca, Sr, Ba)S, (Ca, Sr, Ba)2Si5N8, (CaAlSiN3), CaMoO4, Eu2Si5N8 중 적어도 하나의 물질일 수 있다. 또한 제1 색변환층(330R)은 양자점을 포함할 수 있다. 양자점은 입사된 청색광을 적색광으로 변환할 수 있다.
제2 색변환층(330G)은 공급되는 청색광을 녹색으로 변환할 수 있다. 제2 색변환층(330G)은 녹색 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 녹색 형광체는 이트륨 알루미늄 가닛(yttrium aluminum garnet, YAG), (Ca, Sr, Ba)2SiO4, SrGa2S4, BAM, 알파 사이알론(α-SiAlON), 베타 사이알론(β-SiAlON), Ca3Sc2Si3O12, Tb3Al5O12, BaSiO4, CaAlSiON, (Sr1 - xBax)Si2O2N2 중 적어도 하나의 물질일 수 있다. 이때 상기 x는 0 내지 1 사이의 임의의 수일 수 있다. 또한 제2 색변환층(330G)은 양자점을 포함할 수 있다. 양자점은 입사된 청색광을 녹색광으로 변환할 수 있다.
투과층(330B)은 입사되는 청색광을 투과시킨다. 투과층은 투명 폴리머를 포함할 수 있으며 공급된 청색광이 투과하며 청색을 나타낸다. 청색을 출광하는 영역에 해당하는 투과층(330B)은 별도의 형광체 또는 양자점 없이 입사된 청색을 출광하는 물질을 포함하며, 산란체를 포함할 수 도 있다.
제1 색변환층(330R)과 기판(310) 사이 및 제2 색변환층(330G)과 기판(310) 사이에는 청색광 컷팅 필터(322)가 위치할 수 있다. 도 1에서 청색광 컷팅 필터(322)는 제1 색변환층(330R) 및 제2 색변환층(330G) 모두와 중첩하는 단일층으로 도시되었으나, 청색광 컷팅 필터(322)는 제1 색변환층(330R) 및 제2 색변환층(330G)과 각각 중첩하도록 분리되어 별도로 위치할 수도 있다.
청색광 컷팅 필터(322)는 BiO2, ZnO, Ce2O3 중 어느 하나의 물질과 CaCO3, ZrO2, TiO, Ar2O3 중 어느 하나의 물질이 혼합되어 이루어지거나, 이에 제한되지 않고 청색광을 차단하기 위한 어떠한 물질도 포함할 수 있다.
이러한 청색광 컷팅 필터(322)는 400 nm 내지 500 nm의 파장대의 빛을 흡수하기 때문에, 이의 파장대를 갖는 청색 광만이 차단된다. 이때, 청색광 컷팅 필터(322)의 투과율은 450 nm의 파장에서 5% 이하, 535 nm에서 80% 이상 및 650 nm에서 90% 이상이다.
즉, 청색광 컷팅 필터(322)는 청색광이 제1 색변환층(330R) 및 제2 색변환층(330G)을 통과하여 적색(R) 및 녹색(G)의 컬러를 구현하는 과정에서 혼색이 발생하는 것을 방지한다.
도 1을 참고로 하면, 본 실시예에 따른 색변환 표시판(300)은 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B) 위에 위치하는 광필터층(360)를 포함할 수 있다. 광필터층(360)은 저굴절률을 갖는 층과 고굴절률을 갖는 층이 적층된 구조를 가질 수 있다. 광필터층(360)는 입사되는 광을 보다 효율적으로 공급할 수 있으며, 실시예에 따라 생략될 수 있다.
또한, 산란체층(340) 및 광필터층(360) 위에 위치하는 평탄화층(390)을 포함할 수 있다. 평탄화층(390)은 산란체층(340)과 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G), 투과층(330B)의 서로 다른 높이에 의해 유발되는 단차를 제거하고 평탄한 표면을 제공한다. 실시예에 따라 평탄화층(390)은 생략될 수도 있다.
그러면 도 2를 참고로 하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판에 대하여 설명한다. 도 2의 실시예에 따른 색변환 표시판은 도 1의 실시예에 따른 색변환 표시판과 유사하다. 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 다만, 도 2를 참고로 하면, 본 실시예에 따른 색변환 표시판(300)은 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B) 중 적어도 하나와 산란체층(340) 사이에 위치하는 반사층(350)을 더 포함한다. 반사층(350)은 반사 가능한 금속 재질일 수 있으며, 반사층(350) 방향으로 방출되는 광을 다시 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B) 방향으로　반사시켜 사용자에게 방출되는 광량을 증가시킨다.
또한, 반사층(350)에서 반사되지 않고 반사층(350)을 통과한 일부 빛은, 산란체층(340)에서 산란체에 의해 산란되기 때문에 이웃하는 색변환층 또는 투과층으로 들어가지 않는다. 또한, 산란된 빛의 일부가 이웃하는 색변환층 또는 투과층 방향으로 진행하더라도 이웃하는 색변환층 또는 투과층에 위치하는 반사층(350)에서 반사되어 내부로 들어가지 않는다.
도 2에서 반사층(350)은 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B) 모두에 위치하는 것으로 도시되었으나, 반사층(350)은 이 중 일부에만 위치할 수 있다. 일례로, 반사층(350)은 투과층(330B)에만 위치할 수도 있다. 투과층(330B)은 입사된 청색광을 투과하는 층이기 때문에, 청색광을 다른 파장의 광으로 변환하여 방출하는 제1 색변환층(330R)이나 제2 색변환층(330G)에 비하여 청색광이 다시 빠져나갈 가능성이 높다. 따라서, 투과층(330B)에 반사층(350)을 위치시키는 경우 방출되는 청색광의 광량을 높일 수 있다.
이때 반사층(350)은 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B) 중 하나 이상의 측면과 접하지만, 상면과는 접하지 않거나 일부 접할 수 있다. 이는 반사층(350)이 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 또는 투과층(330B)의 상면과 접하는 부분이 많아질수록, 입사되는 청색광을 반사시켜서 색변환층이나 투과층 내부로 청색광이 입사되지 못하기 때문이다.
그러면 도 3을 참고로 하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판에 대하여 설명한다. 도 3의 실시예에 따른 색변환 표시판은 도 2의 실시예에 따른 색변환 표시판과 유사하다. 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 3의 실시예에 따른 색변환 표시판(300)은 반사층(350)과 제1 색변환층(330R), 반사층(350)과 제2 색변환층(330G) 또는 반사층(350)과 투과층(330B) 사이에 위치하는 내부 광필터층(361)를 포함한다.
내부 광필터층(361)는 앞서 설명한 광필터층(360)와 동일한 물질을 포함할 수 있다. 즉, 내부 광필터층(361)는 저굴절률을 갖는 층과 고굴절률을 갖는 층이 적층된 구조를 가질 수 있다. 내부 광필터층(361)는 광필터층(360)와 동일하게 입사되는 광을 보다 효율적으로 공급할 수 있으며, 내부 광필터층(361) 계면에서 광의 전반사를 유도하여 방출되는 광량을 높일 수 있다.
그러면 이하에서 도 4를 참고로 하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판에 대하여 설명한다. 도 4는 산란체층(340) 대신에 내부 산란층(341)이 위치한다는 것을 제외하고는 도 1의 실시예에 따른 색변환 표시판과 동일하다. 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 4를 참고로 하면, 본 실시예에 따른 색변환 표시판(300)은 산란체층(340)이 위치하지 않고 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B) 중 적어도 하나의 측면과 접하는 내부 산란층(341)을 포함한다.
즉, 광필터층(360)와 제1 색변환층(330R) 사이, 광필터층(360)와 제2 색변환층(330G) 사이 및 광필터층(360)와 투과층(330B) 사이 중 적어도 하나 이상에 내부 산란층(341)이 위치한다.
내부 산란층(341)은 산란체를 포함하는 막 형태일 수 있다. 내부 산란층(341)은 산화지르코늄(zirconium oxide, ZrO2), 산화하프늄(hafnium oxide, HfO2), 산화탄탈륨(tantalium oxide, Ta2O5), 이산화티타늄(titanium oxide,　TiO2), 산화이트륨(yttrium oxide, Y2O3) 및 산화아연(zinc oxide, ZnO) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이러한 내부 산란층(341)은 도 1의 실시예에서의 산란체층(340)의 기능과 동일하게 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 또는 투과층(330B)에서 발광되는 빛을 산란시켜서, 이웃하는 다른 색변환층이나 투과층으로 입사되는 것을 막아준다. 따라서, 서로 다른 색을 변환/투과하는 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 및 투과층(330B) 사이의 혼색을 방지할 수 있다. 다만 본 실시예에서 내부 산란층(341)은 광필터층(360)과 제1 색변환층(330R)사이, 광필터층(360)과 제2 색변환층(330G) 사이 또는 광필터층(360)과 투과층(330B) 사이에 위치하기 때문에 내부 산란층(341)에서 산란된 빛이 광필터층(360)에 의하여 한번 더 걸러지게 되고, 혼색을 보다 잘 방지할 수 있다. 또한 출광되는 광의 효율을 높일 수 있다.
그러면 이하에서 도 5를 참고로 하여 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판에 대하여 설명한다. 도 5를 참고로 하면 도 5의 색변환 표시판(300)은 내부 광필터층(361)을 포함한다는 점을 제외하고는 도 4의 실시예와 동일하다. 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 5를 참고로 하면 내부 산란층(341)과 광필터층(360) 사이에 내부 광필터층(361)이 위치한다. 내부 광필터층(361)은 내부 산란층(341)에서 산란된 빛을 내부로 전반사 할 수 있다. 따라서 출광되는 빛의 효율을 높이고 출광되는 빛의 순도를 높일 수 있다.
그러면 이하에서 도 6을 참고로 하여 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판에 대하여 설명한다. 도 6을 참고로 하면 도 6의 색변환 표시판(300)은 도 5의 내부 광필터층(361) 대신에 반사층(350)을 포함한다는 점을 제외하고는 도 5의 실시예와 동일하다. 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 6을 참고로 하면 내부 산란층(341)과 광필터층(360) 사이에 반사층(350)이 위치한다. 따라서, 내부 산란층(341)에서 산란된 빛은 반사층(350)에서 반사된다. 따라서 색변환층 또는 투과층에서 색변환되거나 투과된 광이 이웃하는 색변환층 또는 투과층으로 입사되는 것을 막고, 다시 색변환층 또는 투과층 방향으로　반사시켜 사용자에게 방출되는 광량을 증가시킨다.
그러면 이하에서 도 7을 참고로 하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 색변환 표시판에 대하여 설명한다. 도 7의 실시예에 따른 색변환 표시판(300)은 제1 색변환층(330R)과 제2 색변환층(330G) 사이, 제2 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이 및 투과층(330B)과 제1 색변환층(330R) 사이에 위치하는 산란체층(340)을 포함한다는 점을 제외하고는 도 4의 실시예에 따른 색변환 표시판과 동일하다.
동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 7을 참고로 하면 본 실시예에 따른 색변환 표시판(300)은 산란체층(340) 및 내부 산란층(341)을 모두 포함한다. 즉, 산란체층(340)은 서로 이웃하는 제1 색변환층(330R)과 제2 색변환층(330G) 사이, 제2 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이 및 투과층(330B)과 제1 색변환층(330R) 사이에 위치하고, 내부 산란층(341)은 제1 색변환층(330R)과 광필터층(360) 사이, 제2 색변환층(330G)과 광필터층(360) 사이, 및 투과층(330B)과 광필터층(360) 사이의 측면에 위치한다.
따라서 하나의 색변환층에서 색변환 되거나 또는 투과층에 입사된 빛은, 색변환층(330R, 330G) 또는 투과층(330B)에 인접한 내부 산란층(341)에 의해 산란되고, 이웃하는 다른 색변환층(330R, 330G) 또는 투과층(330B)으로 입사되지 않는다. 또한, 이웃하는 다른 색변환층(330R, 330G) 또는 투과층(330B)으로 향하는 빛은 제1 색변환층(330R), 제2 색변환층(330G) 또는 투과층(330B) 사이에 위치하는 산란체층(340)에 의해 다시 산란되어, 혼색을 방지한다.
그러면 이하에서 도 8을 참고로 하여 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판(300)에 대하여 설명한다. 도 8을 참고로 하면 도 8의 색변환 표시판은 광필터층(360)를 포함하지 않는다는 점을 제외하고는 도 1과 동일하다. 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 8의 실시예는 광필터층(360)을 포함하지 않기 때문에, 제1 색변환층(330R)과 제2 색변환층(330G) 사이, 제2 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이 및 투과층(330B)과 제1 색변환층(330R) 사이에 산란체층(340)이 위치하고, 산란체층(340)은 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)과 접한다. 도 8의 실시예의 경우 광필터층(360)을 포함하지 않는바 구조가 간단하고 공정이 경제적이다.
그러면 이하에서, 도 9를 참고로 하여 다른 일 실시예에 따른 색변환 표시판에 대하여 설명한다. 도 9를 참고로 하면 본 실시예에 따른 색변환 표시판은 광필터층(360)의 형상을 제외하고는 도 1과 동일하다. 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
도 9를 참고로 하면, 본 실시예에 따른 색변환 표시판(300)은 광필터층(360)이 산란체층(340) 사이에 위치한다. 즉, 광필터층(360)이 색변환층(330R, 330G) 또는 투과층(330B)과 접하는 가로부(361)와, 가로부 (361)에서 기판에 수직한 방향으로 뻗은 세로부(362)를 포함한다. 따라서, 세로부(362)는 색변환층(330R, 330G) 또는 투과층(330B)과 접하지 않으며 산란체층(340)과 접한다. 즉, 제1 색변환층(330R)과 제2 색변환층(330G) 사이, 제2 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이 및 투과층(330B)과 제1 색변환층(330R) 사이에 산란체층(340) 및 광필터층(360)의 세로부(362)가 위치한다. 이러한 구조를 갖는 경우 이웃하는 색변환층(330R, 330G) 또는 투과층(330B)들 사이의 혼색을 방지할 수 있다.
도 10 및 도 11은 산란체가 혼색을 방지하는 원리를 간략히 도시한 것이다. 도 10은 산란체가 존재하지 않은 경우 빛의 진행을 나타낸 것이고, 도 11은 산란체가 존재할 때의 빛의 진행을 나타낸 것이다.
도 10을 참고로 하면, 산란체가 존재하지 않는 경우 제1 색변환층(330R)에서 색변환된 빛은 제2 색변환층(330G) 방향으로 직진한다. 빛은 직진성을 가지기 때문에 제1 색변환층(330R)에서 다양한 방향으로 방출되는 빛의 일부는 제2 색변환층(330G)으로 직진하게 된다.
그러나, 도 11을 참고로 하면 제1 색변환층(330R) 및 제2 색변환층(330G) 사이에 위치하는 산란체가, 제1 색변환층(330R)에서 제2 색변환층(330G) 방향으로 직진하는 빛을 산란시킨다. 즉, 직진하던 빛이 산란체에 부딪히면서 여러 방향으로 산란되고, 따라서 제2 색변환층(330G)까지 도달하는 빛의 양을 줄일 수 있다.
따라서 산란체층이나 내부 산란층을 포함하는 본 실시예에 따른 색변환 표시판은, 이웃하는 색변환층 또는 투과층 사이에서의 혼색을 방지할 수 있다.
그러면, 구체적인 실험 결과를 통하여 산란체층을 포함하는 경우의 효과에 대하여 설명한다.
도 12에서와 같이, 가로방향(①)으로는 화소 사이에 산란체를 포함시키지 않았고, 세로방향(②)으로는 화소 사이에 산란체를 포함시켰다. 다음, 표시한 화소에만 전압을 인가한 후, 휘도를 측정하고 이를 도 13 및 도 14에 나타내었다.
도 13은 가로 방향으로 이웃하는 화소의 휘도를 측정한 것이다. 도 13을 참고로 하면, 도 13의 네모 영역으로 표시된 곳은 전압이 인가되지 않은 이웃 화소임에도 불구하고 일정 휘도가 나타난다. 이는 전압이 인가된 화소에서 발생한 빛이 이웃 화소로 입사되었기 때문이다. 즉, 도 13의 경우 화소 사이에 산란체가 포함되어 있지 않기 때문에, 전압이 인가되지 않은 화소에서도 휘도가 관측되고 이는 혼색을 유발하게 된다.
도 14는 세로 방향으로 이웃하는 화소의 휘도를 측정한 것이다. 도 12를 참고하면, 세로 방향으로 이웃하는 화소 사이에는 산란체가 위치하고 있다. 도 14에서 네모 영역으로 표시된 곳은 전압이 인가되지 않은 이웃 화소이고, 휘도가 나타나지 않는 것을 확인할 수 있다. 즉, 화소 사이에 위치하는 산란체가 이웃하는 화소로부터 빛이 입사되는 것을 막아주는 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이 이웃하는 제1 색변환층(330R)과 제2 색변환층(330G) 사이, 제2 색변환층(330G)과 투과층(330B) 사이 및 투과층(330B)과 제1 색변환층(330R) 사이에 위치하는 산란체층, 또는 제1 색변환층(330R)과 광필터층(360) 사이, 제2 색변환층(330G)과 광필터층(360) 사이, 및 투과층(330B)과 광필터층(360) 사이의 하나 이상의 측면에 위치하는 내부 산란층(341)을 포함하는 색변환 표시판은 이웃하는 색변환층 또는 투과층 사이의 혼색을 막을 수 있다. 또한 추가로 반사층이나 광필터층등을 더 포함하여, 광의 출광 효율을 높일 수 있다.
그러면 이하에서는 앞서 설명한 색변환 표시판이 포함된 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 다만, 본 실시예는 표시 장치의 일 예시일 뿐으로, 본 실시예에서 설명하는 구조에 제한되는 것은 아니다. 즉 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 표시판은 다양한 구조의 표시 장치에 적용 가능하다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 표시판이 포함된 표시 장치를 도시한 것이다. 도 15를 참고로 하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(400) 및 색변환 표시판(300)을 포함한다. 표시 패널(400)은 제1 표시판(100) 및 이와 중첩하는 제2 표시판(200), 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 위치하며 액정 분자(31)들을 포함하는 액정층(3)을 포함할 수 있다. 그러나 이러한 표시 패널(400)의 구조는 예시적인 것으로, 표시 패널(400)은 하나의 기판만을 포함할 수도 있다. 또한 표시 패널(400)은 액정을 포함하지 않는 발광 표시 장치일 수도 있다.
색변환 표시판(300)은 앞서 도 1 내지 도 9에서 설명한 바와 동일하다. 즉 색변환 표시판(300)은 도 1 내지 도 9 중 하나의 색변환 표시판(300)일 수 있다. 도 15에는 도 1의 구조가 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
그러면 도 16 및 17을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 표시판을 포함하는 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 배치도이고, 도 17은 도 16의 XV-XV선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 16 및 도 17을 참고하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(400) 및 색변환 표시판(300)을 포함한다. 또한 표시 패널(400) 및 색변환 표시판(300)에 광을 공급하는 라이트 유닛(700)을 포함한다. 라이트 유닛(700)은 청색 광을 공급하며, 청색 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 라이트 유닛(700)에서 방출된 빛은 표시 패널(400) 및 색변환 표시판(300)을 차례로 투과하여 방출된다.
먼저 표시 패널(400)은 제1 표시판(100) 및 이와 중첩하는 제2 표시판(200), 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
제1 표시판(100)에 대하여 먼저 설명한다. 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 만들어진 제1 기판(110)의 일면에 게이트선(121) 및 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트 도전체가 위치하고, 제1 기판(110)의 다른 일면에 제1 편광층(12)이 위치한다.
게이트선(121)은 제1 방향으로 뻗을 수 있다. 게이트 도전체는 다양한 금속 또는 도전체를 포함할 수 있으며, 다중막 구조를 가질 수 있다.
게이트 도전체와 액정층(3) 사이에는 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
게이트 절연막(140)의 일면에 반도체층(154)이 위치한다.
데이터선(171)은 반도체층(154)과 액정층(3) 사이에 위치하며, 제2 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 소스 전극(173)은 데이터선(171)으로부터 뻗어 나와 게이트 전극(124)과 중첩할 수 있다. 드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있고 도 16에 도시한 바와 같이 소스 전극(173)의 중앙을 향하여 연장된 막대 모양일 수 있다.
반도체층(154)의 일부는, 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이 영역에서, 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 중첩하지 않을 수 있다. 반도체층(154)은 이러한 미중첩 부분을 제외하고 데이터선(171) 및 드레인 전극(175)과 실질적으로 동일한 평면 형태를 가질 수 있다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 하나의 박막 트랜지스터를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(154) 영역이다.
소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)과 액정층(3) 사이에는 보호막(180)이 위치한다. 보호막(180)은 질화 규소나 산화 규소 따위의 무기 절연 물질, 유기 절연 물질, 저유전율 절연 물질 등을 포함할 수 있다.
보호막(180)은 드레인 전극(175)의 일부와 중첩하는 접촉 구멍(185)을 갖는다.
보호막(180)과 액정층(3) 사이에는 제1 전극(191)이 위치한다. 제1 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 제1 전극(191)은 화소 전극일 수 있다.
제1 전극(191)과 액정층(3) 사이에 제1 배향막(11)이 위치한다.
제2 표시판(200)은 제2 기판(210), 차광 부재(220), 제2 전극(270), 제2 배향막(21) 및 제2 편광층(22)을 포함한다.
제2 기판(210)의 일면에는 제2 편광층(22)이 위치하고, 타면에는 제2 전극(270)이 위치한다. 제2 전극(270)은 공통 전극일 수 있다.
제2 편광층(22)은 일정 간격으로 배열된 복수개의 미세선을 포함하며, 복수개의 미세선은 금속을 포함할 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고 코팅형 편광층 등 다른 형태일 수도 있다.
제2 기판(210)과 제2 전극(270) 사이에 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 데이터선(171)과 중첩하여, 제2 방향으로 뻗을 수 있다. 도시하지는 않았으나, 차광 부재는 게이트선(121)과 중첩하여 제1 방향으로 뻗은 가로부를 더 포함할 수도 있다.
제2 전극(270)과 액정층(3) 사이에 제2 배향막(21)이 위치한다.
그러면 이하에서 색변환 표시판(300)에 대하여 설명한다. 색변환 표시판(300)은 기판(310), 제1 색변환층(330R) 제2 색변환층(330G), 투과층(330B) 및 산란체층(340)을 포함한다. 동일한 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 즉, 색변환 표시판(300)은 도 1 내지 도 9의 실시예 중 하나일 수 있으며 색변환 표시판(300)에 대한 설명은 앞서 도 1 내지 도 9의 실시예에 따른 색변환 표시판(300)과 동일하다.
이상과 같이 본 발명에 따른 표시 장치는 색변환 표시판을 포함하고, 색변환 표시판은 이웃하는 색변환층 또는 투과층 사이에 위치하는 산란체층(340), 또는 색변환층이나 투과층의 측면에 위치하는 내부 산란층(341)을 포함하여, 이웃하는 색변환층 또는 투과층 사이의 혼색을 막을 수 있다. 또한 추가로 반사층이나 광필터층등을 더 포함하여, 광의 출광 효율을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 제1 표시판 200: 제2 표시판
300: 색변환 표시판 340: 산란체층
341: 내부 산란층 350: 반사층
330R: 제1 색변환층 330G: 제2 색변환층
330B: 투과층 360: 광필터층
361: 내부 광필터층

Claims (18)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 위치하는 차광 부재;
    상기 기판 위에 위치하며 상기 차광 부재 사이에 위치하는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층;
    상기 제1 색변환층과 상기 제2 색변환층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 투과층과 상기 제1 색변환층 사이에 위치하는 산란체층; 및
    상기 산란체층과 상기 제1 색변환층 사이, 상기 산란체층과 상기 제2 색변환층 사이 및 상기 산란체층과 상기 투과층 사이에 위치하는 광필터층을 포함하고,
    상기 산란체층과 상기 차광 부재는 상기 기판의 면에 수직한 방향으로 중첩하는 색변환 표시판.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층 중 적어도 하나와 상기 산란체층 사이에 위치하는 반사층을 더 포함하는 색변환 표시판.
  3. 제2항에서,
    상기 반사층은 상기 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층 중 적어도 하나의 측면에 위치하며. 상면에 위치하지 않는 색변환 표시판.
  4. 제2항에서,
    상기 반사층과 상기 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층 중 적어도 하나 사이에 위치하는 내부 광필터층을 더 포함하는 색변환 표시판.
  5. 제1항에서,
    상기 기판 위에 위치하며, 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층과 중첩하는 청색광 컷팅 필터를 더 포함하는 색변환 표시판.
  6. 제1항에서,
    상기 산란체층은 TiO2 , ZrO2, HfO2, Ta2O5, Y2O3 및 ZnO 중 적어도 하나 이상을 포함하는 색변환 표시판.
  7. 기판;
    상기 기판 위에 위치하는 차광 부재;
    상기 기판 위에 위치하며 상기 차광 부재 사이에 위치하는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층;
    상기 제1 색변환층, 상기 제2 색변환층 및 상기 투과층 위에 위치하는 광필터층;
    상기 제1 색변환층과 상기 광필터층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 광필터층 사이, 및 상기 투과층과 상기 광필터층 사이 중 적어도 하나의 측면에 위치하는 내부 산란층을 포함하고
    상기 내부 산란층과 상기 차광 부재는 상기 기판의 면에 수직한 방향으로 중첩하는 색변환 표시판.
  8. 제7항에서,
    상기 내부 산란층의 측면에 위치하는 내부 광필터층을 더 포함하는 색변환 표시판.
  9. 제7항에서,
    상기 내부 산란층의 측면에 위치하는 반사층을 더 포함하는 색변환 표시판.
  10. 제7항에서,
    상기 제1 색변환층과 상기 제2 색변환층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 투과층과 상기 제1 색변환층 사이에 위치하는 산란체층을 더 포함하는 색변환 표시판.
  11. 제7항에서,
    상기 내부 산란층은 TiO2 , ZrO2, HfO2, Ta2O5, Y2O3 및 ZnO 중 적어도 하나 이상을 포함하는 색변환 표시판.
  12. 기판;
    상기 기판 위에 위치하는 차광 부재;
    상기 기판 위에 위치하며 상기 차광 부재 사이에 위치하는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층;
    상기 제1 색변환층과 상기 제2 색변환층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 투과층과 상기 제1 색변환층 사이에 위치하는 산란체층 및
    가로부 및 세로부를 포함하는 광필터층을 포함하고
    상기 산란체층과 상기 차광 부재는 상기 기판의 면에 수직한 방향으로 중첩하는 색변환 표시판.
  13. 제12항에서,
    상기 가로부는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층과 접하고,
    상기 세로부는 상기 제1 색변환층과 상기 제2 색변환층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 투과층과 상기 제1 색변환층 사이에 위치하며,
    상기 세로부의 양면이 산란체층과 접하는 색변환 표시판.
  14. 표시 패널, 및
    상기 표시 패널 위에 위치하는 색변환 표시판을 포함하고,
    상기 색변환 표시판은
    기판;
    상기 기판 위에 위치하는 차광 부재;
    상기 기판 위에 위치하며 상기 차광 부재 사이에 위치하는 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층;
    상기 제1 색변환층과 상기 제2 색변환층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 투과층 사이 및 상기 투과층과 상기 제1 색변환층 사이에 위치하는 산란체층; 및
    상기 산란체층과 상기 제1 색변환층 사이, 상기 산란체층과 상기 제2 색변환층 사이 및 상기 산란체층과 상기 투과층 사이에 위치하는 광필터층을 포함하고
    상기 산란체층과 상기 차광 부재는 상기 기판의 면에 수직한 방향으로 중첩하는 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층 중 적어도 하나와 상기 산란체층 사이에 위치하는 반사층을 더 포함하는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 반사층은 상기 제1 색변환층, 제2 색변환층 및 투과층 중 적어도 하나의 측면에 위치하며, 상면에 위치하지 않는 표시 장치.
  17. 제15항에서,
    상기 반사층과 상기 제1 색변환층 사이, 상기 반사층과 상기 제2 색변환층 사이 및 상기 반사층과 상기 투과층 사이 중 적어도 하나 사이에 위치하는 내부 광필터층을 더 포함하는 표시 장치.
  18. 제14항에서,
    상기 제1 색변환층과 상기 광필터층 사이, 상기 제2 색변환층과 상기 광필터층 사이, 및 상기 투과층과 상기 광필터층 사이 중 적어도 하나의 측면에 위치하는 내부 산란층을 더 포함하는 표시 장치.
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