KR102525646B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는 표시 패널과 도광판 사이에 배치되며, 역삼각형의 단면 형상을 갖는 복수의 프리즘 패턴들을 포함한다. 상기 각각의 프리즘 패턴은 상기 표시 패널과 마주보는 상기 역삼각형의 제1 변, 상기 제2 방향으로 상기 제1 변의 일단과 상기 제1 변보다 하부에 배치된 상기 역삼각형의 꼭지점을 잇는 제2 변, 및 상기 제1 변의 타단과 상기 역삼각형의 상기 꼭지점을 잇는 제3 변을 포함하는 제1 패턴 및 상기 제1 패턴보다 작은 굴절률을 갖고, 상기 제2 변에 교차하는 방향으로 연장되어 상기 제2 변에 제공된 제1 홈에 배치되는 제2 패턴을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 광 손실을 감소시키고 광 효율을 향상시킬 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 표시 장치는 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널 및 광을 생성하여 표시 패널에 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다. 표시 패널은 복수의 화소들이 배치된 제1 기판, 제1 기판과 마주보도록 배치된 제2 기판, 및 제1 및 제2 기판들 사이에 배치된 영상 표시층을 포함한다.
화소들에 의해 영상 표시층이 구동되고, 영상 표시층에 의해 백라이트 유닛으로부터 제공받은 광의 투과율이 조절되어 영상이 표시된다. 영상 표시층은 액정층, 전기 습윤층, 또는 전기 영동층일 수 있다.
백라이트 유닛은 표시 장치의 측면에서 광을 생성하는 엣지형 백라이트 유닛 및 표시 패널의 하부에서 광을 생성하는 직하형 백라이트 유닛으로 구분된다. 엣지형 백라이트 유닛은 광을 생성하는 광원, 광원으로부터 제공받은 광을 표시 패널이 배치된 상부 방향으로 가이드 하는 도광판, 및 도광판과 표시 패널 사이에 베치되어 도광판으로부터 제공받은 광을 상부 방향으로 집광하여 표시 패널에 제공하는 프리즘 시트를 포함한다. 프리즘 시트에서 출광되는 광 중 일부 광은 표시 패널로 제공되지 않고, 표시 장치의 측면으로 누설될 수 있다.
본 발명의 목적은 광 손실을 감소시키고 광 효율을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 광을 제공받아 상기 표시 패널로 가이드 하는 도광판, 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에서 상기 도광판의 일측면에 인접하게 배치되며, 상기 광을 생성하는 광원, 및 상기 표시 패널과 상기 도광판 사이에 배치되며, 역삼각형의 단면 형상을 갖는 복수의 프리즘 패턴들을 포함하고, 상기 각각의 프리즘 패턴은, 상기 표시 패널과 마주보는 상기 역삼각형의 제1 변, 상기 제2 방향으로 상기 제1 변의 일단과 상기 제1 변보다 하부에 배치된 상기 역삼각형의 꼭지점을 잇는 제2 변, 및 상기 제1 변의 타단과 상기 역삼각형의 상기 꼭지점을 잇는 제3 변을 포함하는 제1 패턴 및 상기 제1 패턴보다 작은 굴절률을 갖고, 상기 제2 변에 교차하는 방향으로 연장되어 상기 제2 변에 제공된 제1 홈에 배치되는 제2 패턴을 포함한다.
상기 프리즘 패턴들은 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향으로 배열되며, 상기 제1 방향에서 바라본 상기 각 프리즘 패턴의 단면은 상기 역삼각형 형상을 갖고, 상기 제1 변의 상기 타단은 상기 제1 변의 상기 일단보다 상기 광원으로부터 멀리 이격된다.
상기 제2 패턴은 상기 제2 방향 중 상기 도광판의 상기 일측면에서 상기 도광판의 상기 일측면의 반대면인 상기 도광판의 타측면을 향하는 우측 방향 및 상기 도광판의 상면에 수직하고 상기 도광판에서 상기 표시 패널을 향하는 상부 방향 사이의 제1 대각 방향으로 연장된다.
상기 제1 대각 방향은 상기 우측 방향과 제1 각도를 이루고, 상기 제1 각도는 20도 내지 80도의 각도로 설정된다.
상기 제1 홈은 상기 제2 변의 소정의 영역에서부터 상기 제1 패턴의 내부로 함몰되어 형성되고, 상기 제1 대각 방향으로 연장되고, 상기 제1 대각 방향의 반대 방향으로 상기 제2 패턴의 일단은 상기 제2 변의 상기 소정의 영역을 형성한다.
상기 표시 장치는 상기 제1 홈과 이격된 상기 제2 변의 소정의 영역에서부터 상기 제1 패턴의 내부로 함몰되어 형성된 제2 홈에 배치된 제3 패턴을 더 포함한다.
상기 제2 홈 및 상기 제3 패턴은 상기 제1 대각 방향으로 연장되고, 상기 제1 대각 방향으로 상기 제2 패턴의 길이는 상기 제3 패턴의 길이보다 길고, 상기 제1 대각 방향과 교차하는 방향으로 상기 제2 패턴의 두께는 상기 제3 패턴의 두께와 같다.
상기 제1 대각 방향은 상기 우측 방향과 제1 각도를 이루고, 상기 제2 홈 및 상기 제3 패턴은 상기 우측 방향과 상기 상부 방향 사이의 제2 대각 방향으로 연장되고, 상기 제2 대각 방향은 상기 우측 방향과 제2 각도를 이루고, 상기 제2 각도는 상기 제1 각도와 다르다.
상기 제2 홈 및 상기 제3 패턴은 상기 제1 대각 방향으로 연장되고, 상기 제1 대각 방향과 교차하는 방향으로 상기 제2 패턴의 두께는 상기 제3 패턴의 두께와 다르다.
상기 제1 패턴의 굴절률은 1.5 내지 1.6으로 설정되고, 상기 제2 패턴의 굴절률은 1.3 내지 1.4로 설정된다.
상기 제1 패턴은 아크릴 레진을 포함하고, 상기 제2 패턴은 상기 제1 패턴의 상기 아크릴 레진보다 무른 재질의 아크릴 레진을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 광을 제공받아 상기 표시 패널로 가이드 하는 도광판, 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에서 상기 도광판의 일측면에 인접하게 배치되며, 상기 광을 생성하는 광원, 및 상기 표시 패널과 상기 도광판 사이에 배치되며, 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향으로 배열되며, 상기 제1 방향에서 바라본 각각의 단면이 역삼각형 형상을 갖는 복수의 프리즘 패턴들을 포함하고, 상기 각각의 프리즘 패턴은, 상기 표시 패널과 마주보는 상기 역삼각형의 제1 변, 상기 제2 방향으로 상기 제1 변의 일단과 상기 제1 변보다 하부에 배치된 상기 역삼각형의 꼭지점을 잇는 제2 변, 및 상기 제1 변의 상기 일단보다 상기 광원으로부터 멀리 이격된 상기 제1 변의 타단과 상기 역삼각형의 상기 꼭지점을 잇는 제3 변을 포함하는 제1 패턴 및 상기 제1 패턴보다 작은 굴절률을 갖고, 상기 제2 변의 소정의 영역에서부터 상기 제1 변의 소정의 영역을 관통하여 형성된 터널에 배치된 제2 패턴을 포함하고, 상기 제2 패턴은 상기 제2 방향 중 상기 도광판의 상기 일측면에서 상기 도광판의 상기 일측면의 반대면인 상기 도광판의 타측면을 향하는 우측 방향 및 상기 도광판의 상면에 수직하고 상기 도광판에서 상기 표시 패널을 향하는 상부 방향 사이의 제1 대각 방향으로 연장된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 광을 제공받아 상기 표시 패널로 가이드 하는 도광판, 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에서 상기 도광판의 일측면에 인접하게 배치되며, 상기 광을 생성하는 광원, 및 상기 표시 패널과 상기 도광판 사이에 배치되며, 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향으로 배열되며, 상기 제1 방향에서 바라본 각각의 단면이 역삼각형 형상을 갖는 복수의 프리즘 패턴들을 포함하고, 상기 각각의 프리즘 패턴은, 상기 표시 패널과 마주보는 상기 역삼각형의 제1 변, 상기 제2 방향으로 상기 제1 변의 일단과 상기 제1 변보다 하부에 배치된 상기 역삼각형의 꼭지점을 잇는 제2 변, 및 상기 제1 변의 상기 일단보다 상기 광원으로부터 멀리 이격된 상기 제1 변의 타단과 상기 역삼각형의 상기 꼭지점을 잇는 제3 변을 포함하는 제1 패턴, 및 상기 제2 변의 소정의 영역에서 상기 제1 패턴의 내부로 함몰되어 형성되고, 상기 제2 방향 중 상기 도광판의 상기 일측면에서 상기 도광판의 상기 일측면의 반대면인 상기 도광판의 타측면을 향하는 우측 방향 및 상기 도광판의 상면에 수직하고 상기 도광판에서 상기 표시 패널을 향하는 상부 방향 사이의 제1 대각 방향으로 연장되는 제1 홈을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 광 손실을 감소시키고, 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 패널의 소정의 영역의 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 어느 하나의 프리즘 패턴의 측면을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 프리즘 패턴에서 광의 굴절을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은 비교 프리즘 패턴에서 광의 굴절을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7은 관찰자의 시야각에 따른 광의 휘도를 그래프로 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 13은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 표시 장치들의 프리즘 패턴들의 구성을 보여주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 개략도인 평면도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이고, 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치(600)는 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시 패널(100) 및 광을 생성하여 표시 패널(100)에 제공하는 백라이트 유닛(BLU)을 포함한다.
표시 패널(100)은 제1 방향(DR1)으로 장변을 갖고, 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)으로 단변을 갖는다. 백라이트 유닛(BLU)은 표시 패널(100)의 후방에 배치되어 표시 패널(100)에 광을 제공할 수 있다.
도 1에 도시되지 않았으나, 표시 패널(100)은 광을 이용하여 영상을 표시하는 복수의 화소들을 포함한다. 각 화소는 주요색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다. 주요색은 레드, 그린, 및 블루 색을 포함할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 주요색은 화이트, 옐로우, 시안, 및 마젠타 등 다양한 색을 더 포함할 수 있다.
표시 패널(100)은 액정층을 포함하는 액정 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)은 복수의 화소들이 배치된 제1 기판(110), 제1 기판(110)과 마주보는 제2 기판(120), 및 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이에 배치된 액정층(LC)을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 표시 패널(100)은 전기 영동층을 포함하는 전기 영동 표시 패널(electrophoretic display panel) 또는 전기 습윤층을 포함하는 전기 습윤 표시 패널(electrowetting display panel)일 수 있다.
백라이트 유닛(BLU)은 엣지형(edge type)의 백라이트 유닛일 수 있다. 백라이트 유닛(BLU)은 프리즘 시트(200), 확산 시트(300), 도광판(400), 광원(LS), 및 반사 시트(500)를 포함한다. 프리즘 시트(200), 확산 시트(300), 도광판(400), 및 반사 시트(500)는 제1 방향(DR1)으로 장변을 갖고 제2 방향(DR2)으로 단변을 갖는다.
이하, 제3 방향(DR3)은 제1 및 제2 방향들(DR1,DR2)에 평행한 평면에 수직한 방향으로 정의된다. 또한, 제1 방향(DR1), 제2 방향(DR2), 및 제3 방향(DR3)은 각각 양방향으로 정의된다.
프리즘 시트(200)는 표시 패널(100)의 하부에 배치되고, 확산 시트(300)는 프리즘 시트(200)의 하부에 배치된다. 도광판(400)는 확산 시트(300)의 하부에 배치되고, 반사 시트(500)는 도광판(400)의 하부에 배치된다. 광원(LS)은 제1 방향(DR1)으로 연장되고, 제2 방향(DR2)에서 도광판(400)의 일측면에 인접하게 배치될 수 있다.
제2 방향(DR2)에서 도광판(400)의 일측면은 입광면으로 정의되고, 도광판(400)의 일측면의 반대면인 도광판(400)의 타측면은 대광면으로 정의될 수 있다. 광원(LS)에서 생성된 광은 도광판(400)의 일측면으로 제공되고, 도광판(400)은 광원(LS)으로부터 제공받은 광을 표시 패널(100)이 배치된 상부 방향으로 변경한다.
광원(LS)은 제1 방향(DR1)으로 연장된 광원 기판(SUB) 및 광원 기판(SUB) 상에 실장된 복수의 광원 유닛들(LSU)을 포함한다. 광원 유닛들(LSU)은 제2 방향(DR2)에서 도광판(400)의 일측면과 마주보는 광원 기판(SUB)의 전면 상에 배치된다. 광원 유닛들(LSU)은 제1 방향(DR1)으로 균등한 간격을 두고 배치되고, 도광판(400)의 일측면과 마주보도록 배치된다.
광원 유닛들(LSU)은 광을 생성하며, 광원 유닛들(LSU)에서 생성된 광은 도광판(400)의 일측면에 제공된다. 도광판(400)은 광원 유닛들(LSU)로부터 제공받은 광을 표시 패널(100)로 가이드한다.
반사 시트(500)는 도광판(400)의 하부로 방출되는 광을 표시 패널(100)이 배치된 상부 방향으로 반사시킨다. 확산 시트(300)는 도광판(400)으로부터 제공받은 광을 확산시키는 역할을 할 수 있다.
프리즘 시트(200)는 확산 시트(300)로부터 제공받은 광을 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 평행한 평면과 교차하는 상부 방향으로 집광하는 역할을 할 수 있다. 프리즘 시트(200)를 통과한 광은 표시 패널(100)이 배치된 상부 방향으로 진행되어 균일한 휘도 분포를 갖고 표시 패널(100)에 제공될 수 있다.
프리즘 시트(200)는 투명 기판(210) 및 투명 기판(210)의 하면에 배치된 복수의 프리즘 패턴들(220)을 포함한다. 제1 방향(DR1)에서 바라본 프리즘 패턴들(220)의 단면은 역삼각형 형상을 가질 수 있다. 프리즘 패턴들(220)은 제1 방향(DR1)으로 연장되며 제2 방향(DR2)으로 배열된다.
프리즘 패턴들(220)은 확산 시트(300)로부터 제공받은 광을 표시 패널(100)이 배치된 상부 방향으로 집광시킬 수 있다. 프리즘 패턴들(220)의 보다 구체적인 구성은 이하, 도 4를 참조하여 상세히 설명될 것이다.
백라이트 유닛(BLU)에서 생성된 광은 청색 광일 수 있다. 백라이트 유닛(BLU)의 광원 유닛들(LSU)은 청색 광을 생성하는 청색 LED일 수 있다. 표시 패널(100)의 제2 기판(120)은 청색 광을 적색 광 또는 녹색 광으로 변환하거나, 그대로 투과시키는 복수의 광 변환층들을 포함한다. 이러한 구성은 이하, 도 3을 참조하여, 상세히 설명될 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소의 구성을 보여주는 도면이다.
설명의 편의를 위해, 도 2에는 게이트 라인(GLi) 및 데이터 라인(DLj)에 연결된 화소(PX)가 도시되었다. 도시되지 않았으나, 표시 패널(100)의 다른 화소들(PX)의 구성은 도 2에 도시된 화소(PX)와 동일할 것이다.
도 2를 참조하면, 화소(PX)는 게이트 라인(GLi) 및 데이터 라인(DLj)에 연결된 트랜지스터(TR), 트랜지스터(TR)에 연결된 액정 커패시터(Clc), 및 액정 커패시터(Clc)에 병렬로 연결된 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 스토리지 커패시터(Cst)는 생략될 수 있다. i 및 j는 자연수 이다.
트랜지스터(TR)는 제1 기판(110)에 배치될 수 있다. 트랜지스터(TR)는 게이트 라인(GLi)에 연결된 게이트 전극, 데이터 라인(DLj)에 연결된 소스 전극, 및 액정 커패시터(Clc) 및 스토리지 커패시터(Cst)에 연결된 드레인 전극을 포함한다.
액정 커패시터(Clc)는 제1 기판(110)에 배치된 화소 전극(PE), 제2 기판(120)에 배치된 공통 전극(CE), 및 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 배치된 액정층(LC)을 포함한다. 액정층(LC)은 유전체로서의 역할을 한다. 화소 전극(PE)은 트랜지스터(TR)의 드레인 전극에 연결된다.
도 2에서 화소 전극(PE)은 비 슬릿 구조이나, 이에 한정되지 않고, 화소 전극(PE)은 십자 형상의 줄기부 및 줄기부로부터 방사형으로 연장된 복수의 가지부들을 포함하는 슬릿 구조를 가질 수 있다.
공통 전극(CE)은 제2 기판(120)에 전체적으로 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 공통 전극(CE)은 제1 기판(110)에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 화소 전극(PE) 및 공통 전극(CE) 중 적어도 하나는 슬릿을 포함할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 화소 전극(PE), 스토리지 라인(미 도시됨)으로부터 분기된 스토리지 전극(미 도시됨), 및 화소 전극(PE)과 스토리지 전극 사이에 배치된 절연층을 포함할 수 있다. 스토리지 라인은 제1 기판(110)에 배치되며, 게이트 라인들(GL1~GLm)과 동일층에 동시에 형성될 수 있다. 스토리지 전극은 화소 전극(PE)과 부분적으로 오버랩될 수 있다.
화소(PX)는 화소(PX)에 대응하여 제2 기판(120)에 배치된 광 변환층(LCL)을 더 포함한다. 광 변환층(LCL)은 백라이트 유닛(BLU)으로부터 제공받은 광을 소정의 색으로 변환시키거나 그대로 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 백라이트 유닛(BLU)으로부터 생성된 광이 청색 광일 경우, 광 변환층(LCL)은 백라이트 유닛(BLU)으로부터 제공받은 청색 광을 적색 광 또는 녹색 광으로 변환시키거나, 그대로 투과시킬 수 있다.
트랜지스터(TR)는 게이트 라인(GLi)을 통해 제공받은 게이트 신호에 응답하여 턴 온된다. 데이터 라인(DLj)을 통해 수신된 데이터 전압은 턴 온된 트랜지스터(TR)를 통해 액정 커패시터(Clc)의 화소 전극(PE)에 제공된다. 공통 전극(CE)에는 공통 전압이 인가된다.
데이터 전압 및 공통 전압의 전압 레벨의 차이에 의해 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 전계가 형성된다. 화소 전극(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 형성된 전계에 의해 액정층(LC)의 액정 분자들이 구동된다. 전계에 의해 구동된 액정 분자들에 의해 광 투과율이 조절되어 영상이 표시될 수 있다.
스토리지 라인에는 일정한 전압 레벨을 갖는 스토리지 전압이 인가될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 스토리지 라인은 공통 전압을 인가받을 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 액정 커패시터(Clc)에 충전된 전압을 보완해 주는 역할을 한다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 패널의 소정의 영역의 단면도이다.
예시적으로, 도 3에는 서로 다른 색을 표시하는 3개의 임의의 화소들(PX)의 단면이 도시되었으며, 설명의 편의를 위해, 트랜지스터들(TR)은 생략되고 화소 전극들(PE)이 도시되었다.
도 3을 참조하면, 표시 패널(100)의 제1 기판(110)의 평면상의 영역 및 제2 기판(120)의 평면상의 영역은 화소들(PX)에 대응하는 복수의 화소 영역들(BPA,GPA,RPA) 및 화소 영역들(BPA,GPA,RPA) 사이의 비화소 영역(NPA)을 포함한다.
화소 영역들(BPA,GPA,RPA)은 적색을 표시하는 적색 화소 영역(RPA), 녹색을 표시하는 녹색 화소 영역(GPA), 및 청색을 표시하는 청색 화소 영역(BPA)을 포함한다. 설명의 편의를 위해 3개의 화소 영역들(BPA,GPA,RPA)이 도 3에 도시되었으나, 실질적으로 화소 영역들(BPA,GPA,RPA)은 복수의 적색 화소 영역들(RPA), 복수의 녹색 화소 영역들(GPA), 및 복수의 청색 화소 영역들(BPA)을 포함한다.
제1 기판(110)은 제1 베이스 기판(111) 및 제1 베이스 기판(111) 상에 배치된 복수의 화소 전극들(PE)을 포함한다. 제1 베이스 기판(111)은 광 투과성을 갖는 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 화소 전극들(PE)은 화소 영역들(BPA,GPA,RPA)에 배치된다.
제2 기판(120)은 제2 베이스 기판(121) 및 제2 베이스 기판(121)의 하부에 배치된 복수의 광 변환층들(LCL), 블랙 매트릭스(BM), 절연층(INS), 및 공통 전극(CE)을 포함한다. 제2 베이스 기판(121)은 광 투과성을 갖는 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 제1 및 제2 베이스 기판들(111,121)이 가요성을 갖는 플라스틱 기판일 경우, 표시 패널(100)은 플렉서블 표시 패널일 수 있다.
광 변환층들(LCL)은 제2 베이스 기판(121)의 하부의 화소 영역들(BPA,GPA,RPA)에 배치된다. 블랙 매트릭스(BM)는 제2 베이스 기판(121)의 하부의 비화소 영역(NPA)에 배치된다.
절연층(INS)은 광 변환층들(LCL) 및 블랙 매트릭스(BM)의 하부에 배치된다. 절연층(INS)의 하부는 평평하게 형성되어 광 변환층들(LCL) 및 블랙 매트릭스(BM)의 하부를 평탄화 시킨다. 절연층(INS)은 평탄화 막으로 정의될 수 있다.
절연층(INS)의 하부에는 공통 전극(CE)이 배치된다. 공통 전극(CE)은 화소 전극들(PE)과 마주보도록 배치된다. 전술한 바와 같이 화소 전극들(PE)과 공통 전극(CE) 사이에 형성된 전계에 의해 액정층(LC)의 액정 분자들이 구동될 수 있다. 액정층(LC)이 구동되고, 백라이트 유닛(BLU)에서 생성된 광(BL)은 액정층(LC)을 투과하여 광 변환층들(LCL)에 제공된다.
광 변환층들(LCL)은 제1 방향(DR2)으로 순차적으로 배열된 제1 광 변환층(RCL), 제2 광 변환층(GCL), 및 광 투과층(BTL)을 포함한다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제1 광 변환층(RCL), 제2 광 변환층(GCL), 및 광 투과층(BTL)은 다양한 순서로 배치될 수 있다.
설명의 편의를 위해 3개의 광 변환층들(LCL)이 도 3에 도시되었으나, 실질적으로 광 변환층들(LCL)은 복수의 제1 광 변환층들(RCL), 복수의 제2 광 변환층들(GCL), 및 복수의 광 투과층들(BTL)을 포함한다.
제1 광 변환층(RCL)은 적색 화소 영역(RPA)에 배치되고, 제2 광 변환층(GCL)은 녹색 화소 영역(GPA)에 배치된다. 광 투과층(BTL)은 청색 화소 영역(BPA)에 배치된다.
제3 방향(DR3)에서 제2 광 변환층(GCL)의 두께는 제1 광 변환층(RCL)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)의 두께는 제2 광 변환층(GCL)의 두께보다 작을 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)의 두께는 제1 광 변환층(RCL)의 두께보다 작거나 같을 수 있다. 예시적인 실시 예로서, 도 3에서, 블랙 매트릭스(BM)의 두께는 제1 광 변환층(RCL)의 두께보다 작게 도시되었다.
광 투과층(BTL)의 두께는 실질적으로 절연막(INS)의 두께로 정의될 수 있다. 광 투과층(BTL)의 두께는 제2 광 변환층(GCL)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 따라서, 광 변환층들(LCL)은 서로 다른 두께를 가질 수 있다.
제1 광 변환층(RCL)은 백라이트 유닛(BLU)으로부터 제공받은 광(BL)을 제1 색을 갖는 광(RL)으로 변환하여 출력한다. 제2 광 변환층(GCL)은 백라이트 유닛(BLU)으로부터 제공받은 광(BL)을 제2 색을 갖는 광(GL)으로 변환하여 출력한다. 제1 색은 적색이고, 제2 색은 녹색일 수 있다. 백라이트 유닛(BLU)에서 생성된 광(BL)은 제3 색을 가지며, 제3 색은 청색일 수 있다.
광 투과층들(BTL)은 제1 및 제2 광 변환층들(RCL,GCL)이 배치되지 않은 영역에서 화소 영역들(PA)에 대응하는 절연층(INS)의 영역으로 정의된다. 광 투과층들(BTL)은 백라이트 유닛(BLU)으로부터 제공받은 청색 광(BL)을 투과시킨다. 따라서, 표시 패널(100)에서 적색, 녹색, 및 청색을 갖는 광들(RL,GL,BL)이 출력되어 소정의 영상이 표시될 수 있다.
제1 광 변환층(RCL)은 제1 레진(RIN1) 및 제1 레진(RIN1)에 수용되어 청색 파장 대의 광을 흡수하여 적색 파장 대의 광을 방출하는 복수의 제1 양자점들(R_QD)을 포함한다. 제2 광 변환층(GCL)은 제2 레진(RIN2) 및 제2 레진(RIN2)에 수용되어 청색 파장 대의 광을 흡수하여 녹색 파장 대의 광을 방출하는 복수의 제2 양자점들(G_QD)을 포함한다.
청색 파장 대의 광(BL)을 흡수하여 적색 파장 대의 광(RL)을 방출하는 양자점들보다 청색 파장 대의 광(BL)을 흡수하여 녹색 파장 대의 광(GL)을 방출하는 양자점들의 광 변환 효율이 떨어질 수 있다.
제2 광 변환층(GCL)의 두께가 제1 광 변환층(RCL)의 두께보다 두껍게 형성됨으로써 보다 많은 제2 양자점들(G_QD)이 제2 광 변환층(GCL)에 배치될 수 있다. 그 결과 녹색 광을 생성하는 제2 광 변환층(GCL)의 효율이 향상될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 어느 하나의 프리즘 패턴의 측면을 도시한 도면이다.
설명의 편의를 위해, 도 4에는 하나의 프리즘 패턴(220)의 구성이 도시되었으나, 다른 프리즘 패턴들(220)도 도 4에 도시된 프리즘 패턴(220)과 동일한 구성을 가질 것이다. 또한, 프리즘 패턴(220)의 상부에 배치된 표시 패널(100)의 소정의 영역의 측면, 프리즘 패턴(220)의 하부에 배치된 도광판(400)의 소정의 영역의 측면, 및 광원 유닛(LSU)의 소정의 영역의 측면이 프리즘 패턴(220)과 함께 도시되었다.
도 4를 참조하면, 프리즘 패턴(220)은 제1 변(S1), 제2 변(S2), 및 제3 변(S3)을 포함하는 제1 패턴(221) 및 제2 변(S2)에 제공된 제1 홈(G1)에 배치된 제2 패턴(222)을 포함한다.
역삼각형 형상의 제1 변(S1)은 프리즘 시트(200)의 상부에 배치된 표시 패널(100)과 마주보도록 배치된다. 역삼각형 형상의 제2 변(S2)은 제2 방향(DR2)에서 제1 변(S1)의 일단(E1)과 제1 변(S1)보다 하부에 배치되어 도광판(400)을 향하는 역삼각형의 꼭지점(VT)을 잇는다.
역삼각형 형상의 제3 변(S3)은 제2 방향(DR2)에서 제1 변(S1)의 일단(E1)의 반대측인 제1 변(S1)의 타단(E2)과 역삼각형의 꼭지점(VT)을 잇는다. 제1 변(S1)의 타단은 제1 변(S1)의 일단보다 광원(LS)으로부터 멀리 이격된다.
이하, 제2 방향(DR2) 중 도광판(400)의 일측면에서 도광판(400)의 타측면을 향하는 방향은 우측 방향(RDR)으로 정의된다. 제3 방향(DR3) 중 도광판(400)의 상면에 수직하고 도광판(400)에서 표시 패널(100)을 향하는 방향은 상부 방향(UDR)으로 정의된다.
제2 패턴(222)은 우측 방향(RDR) 및 상부 방향(UDR) 사이의 제1 대각 방향(DDR1)으로 연장된다. 제1 대각 방향(DDR1)은 제2 방향(DR2)과 제3 방향(DR3)에 평행한 평면상에서 우측 방향(RDR) 및 상부 방향(UDR)의 교차점부터 우측 방향(RDR) 및 상부 방향(UDR) 사이를 향하는 방향으로 정의될 수 있다.
제1 대각 방향(DDR1)은 제2 변(S2)과 교차하는 방향이다. 제1 대각 방향(DDR1)은 우측 방향(RDR)을 기준으로 우측 방향(RDR) 및 상부 방향(UDR)이 이루는 직각보다 작은 제1 각도(θ1)를 갖고 연장된다. 제2 패턴(222)은 우측 방향(RDR)과 제1 각도(θ1)를 이루는 제1 대각 방향(DDR1)으로 연장된다.
제1 홈(G1)은 제2 변(S2)의 소정의 영역에서부터 제1 패턴(221)의 내부로 함몰되어 형성될 수 있다. 제1 홈(G1)은 우측 방향(RDR)과 제1 각도(θ1)를 이루는 제1 대각 방향(DDR1)으로 연장된다. 제1 홈(G1)의 내부에 제2 패턴(222)이 배치된다. 제1 대각 방향(DDR1)의 반대 방향으로 제2 패턴(222)의 일단은 제2 변(S2)의 소정의 영역을 형성한다.
예시적인 실시 예로서 제1 각도(θ1)는 20도 내지 80도의 각도로 설정될 수 있다. 제1 변(S1)의 제1 길이(L1)는 18 마이크로 미터(μm)로 설정될 수 있다. 역삼각형 형상은 정삼각형일 수 있으며, 이러한 경우, 제1 변(S1)의 일단(E1)과 역삼각형의 꼭지점(VT) 사이의 길이 및 제1 변(S1)의 타단(E2)과 역삼각형의 꼭지점(VT) 사이의 길이는 제1 변(S1)의 길이와 동일할 수 있다.
예시적인 실시 예로서, 제1 대각 방향(DDR1)으로 제2 패턴(222)의 제2 길이(L2)는 1 마이크로 미터(μm)보다 길거나 같을 수 있다. 제1 대각 방향(DDR1)과 수직하게 교차하는 방향으로 제2 패턴(222)의 제1 두께(T1)는 0.5 마이크로 미터(μm)보다 크거가 같을 수 있다.
제2 패턴(222)의 굴절률은 제1 패턴(221)의 굴절률보다 작을 수 있다. 구체적으로 제1 패턴(221)의 굴절률은 1.5 내지 1.6으로 설정되고, 제2 패턴(222)의 굴절률은 1.3 내지 1.4로 설정될 수 있다.
예시적인 실시 예로서 제1 패턴(221) 및 제2 패턴(222)은 아크릴 레진을 포함할 수 있다. 또한, 제2 패턴(222)이 제1 패턴(221)보다 낮은 굴절률을 갖기 위해 제1 패턴(221)의 아크릴 레진보다 무른 재질의 아크릴 레진을 포함할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 프리즘 패턴에서 광의 굴절을 예시적으로 도시한 도면이다. 도 6은 비교 프리즘 패턴에서 광의 굴절을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 패턴(221)의 제2 변(S2)으로 향하는 광은 제2 변(S2)을 투과하여 제1 패턴(221)의 내부로 진행할 수 있다. 스넬의 법칙에 의하면, 전반사는, 굴절률이 큰 물질로부터 굴절률이 작은 물질로 광이 진행하고, 입사되는 광의 각도가 임계각보다 큰 경우, 굴절률이 서로 다른 두 물질의 계면에서 광이 전부 반사되는 현상으로 정의된다.
제1 패턴(221)의 제2 변(S2)을 투과하여 제1 패턴(221) 내부로 진행한 광 중 제1 패턴(221)의 제3 변(S3)으로 제공되는 광은 제3 변(S3)에서 전반사되어 표시 패널(100)이 배치된 상부 방향으로 향할 수 있다.
제1 패턴(221)의 굴절률은 제2 패턴(222)의 굴절률보다 크다. 따라서, 제1 패턴(221)의 제2 변(S2)을 투과하여 제1 패턴(221) 내부로 진행한 광 중 제2 패턴(222)을 향하는 광은 제2 패턴(222)과 제1 패턴(221)의 계면에서 전반사되고 제1 변(S1)을 투과하여 표시 패널(100)이 배치된 상부 방향으로 향할 수 있다.
제2 패턴(222)이 제3 방향(DR3)으로 연장되거나, 제2 방향(DR2)으로 연장될 경우, 제2 패턴(222)을 향하는 광은 제2 패턴(222)과 제1 패턴(221)의 계면에서 전반사되어 표시 패널(100)이 배치된 상부 방향으로 향하지 않을 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시 예와 같이, 제2 패턴(222)이 제1 대각 방향(DDR1)으로 연장될 경우, 제2 패턴(222)으로 향하는 광이 제2 패턴(222)과 제1 패턴(221)의 계면에서 전반사되어 표시 패널(100)이 배치된 상부 방향으로 광의 진행 방향이 변경될 수 있다.
도 6을 참조하면, 비교 프리즘 패턴(220_1)은 프리즘 패턴(220)과 같이 역삼각형 형상을 가지나, 제2 패턴(222)을 포함하지 않고, 비교 프리즘 패턴(220_1)에 제1 홈(G1)이 형성되지 않는다.
비교 프리즘 패턴(220_1)은 표시 패널과 마주보는 제1 변(S1_1), 제2 방향(DR2)에서 제1 변(S1_1)의 일단과 제1 변(S1_1)보다 하부에 배치된 역삼각형의 꼭지점을 잇는 제2 변(S2_1), 및 제2 방향(DR2)에서 제1 변(S1_1)의 타단과 제1 변(S1_1)보다 하부에 배치된 역삼각형의 꼭지점을 잇는 제3 변(S3_1)을 포함한다.
비교 프리즘 패턴(220_1)의 제2 변(S2_1)으로 향하는 광은 제2 변(S2_1)을 투과하여 비교 프리즘 패턴(220_1)의 내부로 진행할 수 있다. 비교 프리즘 패턴(220_1)의 제2 변(S2_1)을 투과한 광 중 비교 프리즘 패턴(220_1)의 제3 변(S3_1)으로 제공되는 광은 제3 변(S3_1)에서 전반사되어 표시 패널이 배치된 상부 방향으로 향할 수 있다.
그러나, 비교 프리즘 패턴(220_1)의 제2 변(S2_1)을 투과한 광 중 비교 프리즘 패턴(220_1)의 제1 변(S1_1)으로 제공되는 광은 제1 변(S1_1)에서 전반사되어 제3 변(S3_1)을 향하고, 제3 변(S3_1)을 투과하여 누설될 수 있다. 즉, 제2 변(S2_1)을 투과한 광 중 제1 변(S1_1)으로 제공되는 광은 표시 패널에 제공되지 않고, 누설될 수 있다. 이러한 광은 측면 누설광(SL) 또는 사이드 로브(SL: side lobe)로 정의될 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시 예에서 프리즘 패턴(220)의 제2 패턴(222)은 제1 패턴(221)의 제1 홈(G1)에 배치되고, 제1 대각 방향(DDR1)으로 연장된다. 제2 변(S2)을 투과하여 제3 변(S3)으로 향하는 광이 제2 패턴(222)과 제1 패턴(221)의 계면에서 전반사되어 표시 패널(100)이 배치된 상부 방향으로 향할 수 있으므로, 광 손실이 감소될 수 있다. 또한, 표시 패널(100)로 제공되는 광량이 증가하므로, 광 효율이 향상될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치(600)는 광 손실을 감소시키고, 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 7은 관찰자의 시야각에 따른 광의 휘도를 그래프로 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 시야각 0도는, 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 평행한 평면에 수직한 방향에서 관찰자가 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 평행한 평면을 바라볼 경우, 광의 휘도를 나타낸다. 예를 들어, 0도는, 관찰자가 백라이트 유닛(BLU)의 평면에 수직한 방향으로 백라이트 유닛(BLU)의 소정의 영역을 바라볼 경우, 광의 휘도를 나타낸다.
시야각 30도 및 60도는, 각각 관찰자가 백라이트 유닛(BLU)의 평면에 수직한 방향과 30도 및 60도의 각도를 갖는 방향으로 백라이트 유닛(BLU)을 바라볼 경우, 광의 휘도를 나타낸다. 90도는, 관찰자가 백라이트 유닛(BLU)의 평면에 수직한 방향과 90도의 각도를 갖는 방향으로 백라이트 유닛(BLU)을 바라볼 경우, 광의 휘도를 나타낸다.
실선은 도 4에 도시된 프리즘 패턴(220)이 사용될 경우, 시야각에 따른 광의 휘도를 나타낸다. 점선은 도 6에 도시된 비교 프리즘 패턴(220_1)이 사용될 경우, 시야각에 따른 광의 휘도를 나타낸다.
점선으로 도시된 그래프와 같이, 비교 프리즘 패턴(220_1)이 사용될 경우, 대략 50도 내지 90도의 시야각에서 측면 누설광(SL)의 휘도가 측정된다. 즉, 50도 내지 90도의 각도로 광이 방출되어 표시 장치의 측면으로 누설될 수 있다.
그러나, 실선으로 도시된 그래프와 같이, 본 발명의 프리즘 패턴(220)이 사용될 경우, 대략 35도보다 크거나 같은 각도에서 광의 휘도가 측정되지 않는다. 따라서, 35도 보다 크거나 같은 각도로 광이 방출되지 않아 광 손실이 감소되고, 35보다 작은 각도로 광이 방출될 수 있어 광 효율이 향상될 수 있다.
도 8 내지 도 13은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 표시 장치들의 프리즘 패턴들의 구성을 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 표시 장치에서 프리즘 패턴의 구성만 달라지므로, 이하, 도 8 내지 도 13에 도시된 프리즘 패턴들(220_1~220_6)과 도 4에 도시된 프리즘 패턴(220)의 차이점을 중심으로, 도 8 내지 도 13에 도시된 프리즘 패턴들(220_1~220_6)이 설명될 것이다.
또한, 도 8 내지 도 13에 도시된 프리즘 패턴들(220_1~220_6)의 역삼각형 형상은 도 4에 도시된 프리즘 패턴(220)의 역삼각형 형상과 동일하다. 따라서, 제1 패턴(221_1)의 제1 변(S1), 제2 변(S2), 및 제3 변(S3)의 구성은 실질적으로, 도 4에 도시된 제1 패턴(221)의 제1 변(S1), 제2 변(S2), 및 제3 변(S3)의 구성과 동일하다. 이하, 도 8 내지 도 13에서 제1 변(S1), 제2 변(S2), 및 제3 변(S3)의 연결 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 프리즘 패턴(220_1)은 제1 패턴(221_1) 및 제1 패턴(221_1)의 제2 변(S2)의 소정의 영역에서부터 제1 패턴(221_1)의 제1 변(S1)의 소정의 영역을 관통하여 형성된 터널(TN)에 배치된 제2 패턴(222_1)을 포함한다.
터널(TN) 및 제2 패턴(222_1)은 우측 방향(RDR)과 제1 각도(θ1)를 이루는 제1 대각 방향(DDR1)으로 연장된다. 제1 대각 방향(DDR1)의 반대 방향으로 제2 패턴(222_1)의 일단은 제2 변(S2)의 소정의 영역을 형성하고, 제1 대각 방향(DDR1)으로 제2 패턴(222_1)의 타단은 제1 변(S1)의 소정의 영역을 형성한다.
제2 패턴(222_1)의 굴절률은 제1 패턴(221_1)의 굴절률 보다 작다. 제2 변(S2)을 투과하여 제3 변(S3)으로 향하는 광이 제2 패턴(222_1) 및 제1 패턴(221_1)의 계면에서 전반사되어 표시 패널이 배치된 상부 방향으로 향할 수 있으므로, 광 손실이 감소되고, 광 효율이 향상될 수 있다.
도 9를 참조하면, 프리즘 패턴(220_2)은 제1 패턴(221_2), 제1 패턴(221_2)의 제2 변(S2)에 제공된 제1 홈(G1)에 배치된 제2 패턴(222), 및 제1 패턴(221_2)의 제2 변(S2)에 제공된 제2 홈(G2)에 배치된 제3 패턴(222_2)을 포함한다.
제1 홈(G1) 및 제2 패턴(222)은 실질적으로, 도 4에 도시된 제1 홈(G1) 및 제2 패턴(222)과 동일한 구성을 갖는다. 제2 홈(G2)은 제1 홈(G1)과 이격된 제2 변(S2)의 소정의 영역에서부터 제1 패턴(221_2)의 내부로 함몰되어 형성될 수 있다.
제1 홈(G1)과 제2 홈(G2)은 서로 이격되어 배치되고 평행하게 연장되며, 제2 패턴(222)과 제3 패턴(222_2)은 서로 이격되어 배치되고 평행하게 연장된다. 따라서, 제2 홈(G2)과 제3 패턴(222_2)은 우측 방향(RDR)과 제1 각도(θ1)를 이루는 제1 대각 방향(DDR1)으로 연장된다.
제1 대각 방향(DDR1)으로 제2 패턴(222) 및 제3 패턴(222_2)의 길이는 서로 다르게 설정될 수 있다. 예시적인 실시 예로서, 제2 패턴(222)의 제2 길이(L2)는 제3 패턴(222_2)의 제3 길이(L3)보다 길 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 제2 패턴(222)의 길이는 제3 패턴(222_2)의 길이보다 작을 수 있다. 제1 대각 방향(DDR1)과 수직하게 교차하는 방향으로 제2 패턴(222)의 두께 및 제3 패턴(222_2)의 두께는 서로 동일한 제1 두께(T1)로 설정될 수 있다.
제2 패턴(222) 및 제3 패턴(222_2)은 동일한 굴절률을 가질 수 있으며, 제2 패턴(222) 및 제3 패턴(222_2)의 굴절률은 제1 패턴(221_2)의 굴절률 보다 작다. 제2 변(S2)을 투과하여 제3 변(S3)으로 향하는 광이 제2 패턴(222)과 제1 패턴(221_2)의 계면 및 제3 패턴(222_2)과 제1 패턴(221_2)의 계면에서 전반사되어 표시 패널이 배치된 상부 방향으로 향할 수 있으므로, 광 손실이 감소되고, 광 효율이 향상될 수 있다.
도 10을 참조하면, 프리즘 패턴(220_3)은 제1 패턴(221_3), 제1 패턴(221_3)의 제2 변(S2)에 제공된 제1 홈(G1)에 배치된 제2 패턴(222), 및 제1 패턴(221_3)의 제2 변(S2)에 제공된 제2 홈(G2_1)에 배치된 제3 패턴(222_3)을 포함한다.
제1 홈(G1) 및 제2 패턴(222)은 실질적으로, 도 4에 도시된 제1 홈(G1) 및 제2 패턴(222)과 동일한 구성을 갖는다. 제2 홈(G2_1)은 제1 홈(G1)과 이격된 제2 변(S2)의 소정의 영역에서부터 제1 패턴(221_3)의 내부로 함몰되어 형성되며, 제2 패턴(222)과 제3 패턴(222_3)은 서로 이격되어 배치된다.
제2 홈(G2_1)과 제3 패턴(222_3)은 우측 방향(RDR) 및 상부 방향(UDR) 사이의 제2 대각 방향(DDR2)으로 연장된다. 제2 대각 방향(DDR2)은 우측 방향(RDR)과 제2 각도(θ2)를 이루고 연장되며, 제2 각도(θ2)는 우측 방향(RDR) 및 상부 방향(UDR)이 이루는 직각보다 작은 각도를 갖는다.
제2 각도(θ2)는 20도 내지 80도의 각도로 설정될 수 있으며, 제1 각도(θ1)와 다르게 설정된다. 예를 들어, 제2 각도(θ2)는 제1 각도(θ1)보다 작을 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 제2 각도(θ2)는 제1 각도(θ1)보다 클 수 있다.
제2 패턴(222) 및 제3 패턴(222_3)은 동일한 굴절률을 가질 수 있으며, 제2 패턴(222) 및 제3 패턴(222_3)의 굴절률은 제1 패턴(221_3)의 굴절률 보다 작다. 제2 변(S2)을 투과하여 제3 변(S3)으로 향하는 광이 제2 패턴(222)과 제1 패턴(221_3)의 계면 및 제3 패턴(222_3)과 제1 패턴(221_3)의 계면에서 전반사되어 표시 패널이 배치된 상부 방향으로 향할 수 있으므로, 광 손실이 감소되고, 광 효율이 향상될 수 있다.
도 11을 참조하면, 프리즘 패턴(220_4)은 제1 패턴(221_4), 제1 패턴(221_4)의 제2 변(S2)에 제공된 제1 홈(G1)에 배치된 제2 패턴(222), 및 제1 패턴(221_4)의 제2 변(S2)에 제공된 제2 홈(G2_2)에 배치된 제3 패턴(222_4)을 포함한다. 제1 홈(G1) 및 제2 패턴(222)은 실질적으로, 도 4에 도시된 제1 홈(G1) 및 제2 패턴(222)과 동일한 구성을 갖는다.
제2 홈(G2_2)은 제1 홈(G1)과 이격된 제2 변(S2)의 소정의 영역에서부터 제1 패턴(221_4)의 내부로 함몰되어 형성되며, 제2 패턴(222)과 제3 패턴(222_4)은 서로 이격되어 배치된다. 제2 홈(G2_2)과 제3 패턴(222_4)은 우측 방향(RDR)과 제1 각도(θ1)를 이루는 제1 대각 방향(DDR1)으로 연장된다.
제1 대각 방향(DDR1)과 수직하게 교차하는 방향으로 제2 패턴(222)의 두께 및 제3 패턴(222_4)의 두께는 서로 다르게 설정된다. 예를 들어, 제1 대각 방향(DDR1)과 수직하게 교차하는 방향으로 제2 패턴(222)의 제1 두께(T1)는 제3 패턴(222_4)의 제2 두께(T2)보다 작을 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제2 패턴(222)의 두께는 제3 패턴(222_4)의 두께보다 클 수 있다.
제2 패턴(222) 및 제3 패턴(222_4)은 동일한 굴절률을 가질 수 있으며, 제2 패턴(222) 및 제3 패턴(222_4)의 굴절률은 제1 패턴(221_4)의 굴절률 보다 작다. 제2 변(S2)을 투과하여 제3 변(S3)으로 향하는 광이 제2 패턴(222)과 제1 패턴(221_4)의 계면 및 제3 패턴(222_4)과 제1 패턴(221_4)의 계면에서 전반사되어 표시 패널이 배치된 상부 방향으로 향할 수 있으므로, 광 손실이 감소되고, 광 효율이 향상될 수 있다.
도 12를 참조하면, 프리즘 패턴(220_5)은 제1 패턴(221)을 포함하고, 도 12에 도시된 제1 패턴(221)은 도 4에 도시된 제1 패턴(221)과 동일한 형상을 갖는다. 프리즘 패턴(220_5)은 도 4에 도시된 프리즘 패턴(220)에서 제2 패턴(222)을 제외한 구성과 같다.
제1 홈(G1)에는 공기층(AIR)이 배치된다. 공기층(AIR)의 굴절률은 대략 1.0이므로, 제1 홈(G1)에 배치된 공기층(AIR)의 굴절율은 제1 패턴(221)의 굴절율보다 작다. 제2 변(S2)을 투과하여 제3 변(S3)으로 향하는 광이 공기층(AIR)과 제1 패턴(221)의 계면에서 전반사되어 표시 패널이 배치된 상부 방향으로 향할 수 있으므로, 광 손실이 감소되고, 광 효율이 향상될 수 있다.
도 13을 참조하면, 프리즘 패턴(220_6)은 제1 패턴(221_2)을 포함하고, 도 13에 도시된 제1 패턴(221_2)은 도 9에 도시된 제1 패턴(221_2)과 동일한 형상을 갖는다. 프리즘 패턴(220_6)은 도 9에 도시된 프리즘 패턴(220_2)에서 제2 패턴(222) 및 제3 패턴(222_2)을 제외한 구성과 같다. 도시하지 않았으나, 제1 홈(G1) 및 제2 홈(G2)의 연장 각도 및 두께는 도 10 및 도 11과 같이 서로 다르게 설정될 수 있다.
제1 홈(G1) 및 제2 홈(G2)에는 공기층(AIR)이 배치되고, 제1 홈(G1) 및 제2 홈(G2)에 배치된 공기층(AIR)의 굴절율은 제1 패턴(221_2)의 굴절율보다 작다. 제2 변(S2)을 투과하여 제3 변(S3)으로 향하는 광이 제1 홈(G1) 및 제2 홈(G2)에 배치된 공기층(AIR)과 제1 패턴(221_2)의 계면에서 전반사되어 표시 패널이 배치된 상부 방향으로 향할 수 있으므로, 광 손실이 감소되고, 광 효율이 향상될 수 있다.
이상 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한 본 발명에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니고, 하기의 특허 청구의 범위 및 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시 패널 110, 120: 제1 및 제2 기판
200: 프리즘 시트 300: 확산 시트
400: 도광판 500: 반사 시트
210: 투명 기판 220: 프리즘 패턴
221: 제1 패턴 222: 제2 패턴
LS: 광원 SUB: 광원 기판
LSU: 광원 유닛 G1,G2: 제1 및 제2 홈
TN: 터널

Claims (20)

  1. 표시 패널;
    광을 제공받아 상기 표시 패널로 가이드 하는 도광판;
    제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에서 상기 도광판의 일측면에 인접하게 배치되며, 상기 광을 생성하는 광원; 및
    상기 표시 패널과 상기 도광판 사이에 배치되며, 역삼각형의 단면 형상을 갖는 복수의 프리즘 패턴들을 포함하고,
    상기 각각의 프리즘 패턴은,
    상기 표시 패널과 마주보는 상기 역삼각형의 제1 변, 상기 제2 방향으로 상기 제1 변의 일단과 상기 제1 변보다 하부에 배치된 상기 역삼각형의 꼭지점을 잇는 제2 변, 및 상기 제1 변의 타단과 상기 역삼각형의 상기 꼭지점을 잇는 제3 변을 포함하는 제1 패턴; 및
    상기 제1 패턴보다 작은 굴절률을 갖고, 상기 제2 변에 교차하는 방향으로 연장되어 상기 제2 변에 제공된 제1 홈에 배치되는 제2 패턴을 포함하고,
    상기 제2 변 및 상기 제2 패턴은 상기 광원을 향하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리즘 패턴들은 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향으로 배열되며, 상기 제1 방향에서 바라본 상기 각 프리즘 패턴의 단면은 상기 역삼각형 형상을 갖고, 상기 제1 변의 상기 타단은 상기 제1 변의 상기 일단보다 상기 광원으로부터 멀리 이격된 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 패턴은 상기 제2 방향 중 상기 도광판의 상기 일측면에서 상기 도광판의 상기 일측면의 반대면인 상기 도광판의 타측면을 향하는 우측 방향 및 상기 도광판의 상면에 수직하고 상기 도광판에서 상기 표시 패널을 향하는 상부 방향 사이의 제1 대각 방향으로 연장되는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 대각 방향은 상기 우측 방향과 제1 각도를 이루는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 각도는 20도 내지 80도의 각도로 설정되는 표시 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 홈은 상기 제2 변의 소정의 영역에서부터 상기 제1 패턴의 내부로 함몰되어 형성되고, 상기 제1 대각 방향으로 연장되며, 상기 제1 대각 방향의 반대 방향으로 상기 제2 패턴의 일단은 상기 제2 변의 상기 소정의 영역을 형성하는 표시 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 홈과 이격된 상기 제2 변의 소정의 영역에서부터 상기 제1 패턴의 내부로 함몰되어 형성된 제2 홈에 배치된 제3 패턴을 더 포함하는 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 홈 및 상기 제3 패턴은 상기 제1 대각 방향으로 연장되고, 상기 제1 대각 방향으로 상기 제2 패턴의 길이는 상기 제3 패턴의 길이보다 길고, 상기 제1 대각 방향과 교차하는 방향으로 상기 제2 패턴의 두께는 상기 제3 패턴의 두께와 같은 표시 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 대각 방향은 상기 우측 방향과 제1 각도를 이루고, 상기 제2 홈 및 상기 제3 패턴은 상기 우측 방향과 상기 상부 방향 사이의 제2 대각 방향으로 연장되고, 상기 제2 대각 방향은 상기 우측 방향과 제2 각도를 이루고, 상기 제2 각도는 상기 제1 각도와 다른 표시 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 홈 및 상기 제3 패턴은 상기 제1 대각 방향으로 연장되고, 상기 제1 대각 방향과 교차하는 방향으로 상기 제2 패턴의 두께는 상기 제3 패턴의 두께와 다른 표시 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 패턴의 굴절률은 1.5 내지 1.6으로 설정되고, 상기 제2 패턴의 굴절률은 1.3 내지 1.4로 설정되는 표시 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 패턴은 아크릴 레진을 포함하고, 상기 제2 패턴은 상기 제1 패턴의 상기 아크릴 레진보다 무른 재질의 아크릴 레진을 포함하는 표시 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    복수의 화소들이 배치된 제1 기판;
    상기 화소들에 대응하는 광 변환층들 및 상기 광 변환층들 사이에 배치된 블랙 매트릭스가 배치된 제2 기판; 및
    상기 제1 기판 및 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광 변환층들은,
    상기 광을 제1 색을 갖는 광으로 변환하는 복수의 제1 광 변환층들;
    상기 광을 제2 색을 갖는 광으로 변환하는 복수의 제2 광 변환층들; 및
    상기 광을 투과시키는 복수의 광 투과층들을 포함하고,
    상기 광은 제3 색을 갖는 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 각각의 제1 광 변환층은,
    상기 광을 상기 제1 색을 갖는 광으로 변환하는 복수의 제1 양자점들; 및
    상기 제1 양자점들을 수용하는 제1 레진를 포함하고,
    상기 각각의 제2 광 변환층은,
    상기 광을 상기 제2 색을 갖는 광으로 변환하는 복수의 제2 양자점들; 및
    상기 제2 양자점들을 수용하는 제2 레진를 포함하는 표시 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 색은 적색, 상기 제2 색은 녹색, 및 상기 제3 색은 청색인 표시 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 광 투과층들의 두께는 상기 제2 광 변환층들의 두께보다 두껍고, 상기 제2 광 변환층들의 두께는 상기 제1 광 변환층들의 두께보다 두껍고, 상기 블랙 매트릭스의 두께는 상기 제1 광 변환층들의 두께보다 작거나 같은 표시 장치.
  18. 표시 패널;
    광을 제공받아 상기 표시 패널로 가이드 하는 도광판;
    제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에서 상기 도광판의 일측면에 인접하게 배치되며, 상기 광을 생성하는 광원; 및
    상기 표시 패널과 상기 도광판 사이에 배치되며, 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향으로 배열되며, 상기 제1 방향에서 바라본 각각의 단면이 역삼각형 형상을 갖는 복수의 프리즘 패턴들을 포함하고,
    상기 각각의 프리즘 패턴은,
    상기 표시 패널과 마주보는 상기 역삼각형의 제1 변, 상기 제2 방향으로 상기 제1 변의 일단과 상기 제1 변보다 하부에 배치된 상기 역삼각형의 꼭지점을 잇는 제2 변, 및 상기 제1 변의 상기 일단보다 상기 광원으로부터 멀리 이격된 상기 제1 변의 타단과 상기 역삼각형의 상기 꼭지점을 잇는 제3 변을 포함하는 제1 패턴; 및
    상기 제1 패턴보다 작은 굴절률을 갖고, 상기 제2 변의 소정의 영역에서부터 상기 제1 변의 소정의 영역을 관통하여 형성된 터널에 배치된 제2 패턴을 포함하고,
    상기 제2 패턴은 상기 제2 방향 중 상기 도광판의 상기 일측면에서 상기 도광판의 상기 일측면의 반대면인 상기 도광판의 타측면을 향하는 우측 방향 및 상기 도광판의 상면에 수직하고 상기 도광판에서 상기 표시 패널을 향하는 상부 방향 사이의 제1 대각 방향으로 연장되는 표시 장치.
  19. 표시 패널;
    광을 제공받아 상기 표시 패널로 가이드 하는 도광판;
    제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에서 상기 도광판의 일측면에 인접하게 배치되며, 상기 광을 생성하는 광원; 및
    상기 표시 패널과 상기 도광판 사이에 배치되며, 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제2 방향으로 배열되며, 상기 제1 방향에서 바라본 각각의 단면이 역삼각형 형상을 갖는 복수의 프리즘 패턴들을 포함하고,
    상기 각각의 프리즘 패턴은,
    상기 표시 패널과 마주보는 상기 역삼각형의 제1 변, 상기 제2 방향으로 상기 제1 변의 일단과 상기 제1 변보다 하부에 배치된 상기 역삼각형의 꼭지점을 잇는 제2 변, 및 상기 제1 변의 상기 일단보다 상기 광원으로부터 멀리 이격된 상기 제1 변의 타단과 상기 역삼각형의 상기 꼭지점을 잇는 제3 변을 포함하는 제1 패턴; 및
    상기 제2 변의 소정의 영역에서 상기 제1 패턴의 내부로 함몰되어 형성되고, 상기 제2 방향 중 상기 도광판의 상기 일측면에서 상기 도광판의 상기 일측면의 반대면인 상기 도광판의 타측면을 향하는 우측 방향 및 상기 도광판의 상면에 수직하고 상기 도광판에서 상기 표시 패널을 향하는 상부 방향 사이의 제1 대각 방향으로 연장되는 제1 홈을 포함하는 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제1 홈과 이격된 상기 제2 변의 소정의 영역에서부터 상기 제1 패턴의 내부로 함몰되어 형성되고, 상기 제1 대각 방향으로 연장된 제2 홈을 더 포함하는 표시 장치.
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