KR20160028263A

KR20160028263A - 디스플레이장치

Info

Publication number: KR20160028263A
Application number: KR1020140117098A
Authority: KR
Inventors: 성준호; 정일용; 정성은
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2016-03-11
Also published as: US20160062183A1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는, 기 설정된 복수의 컬러 중에서 제1컬러의 광을 조사하는 광원과; 광원으로부터 조사되는 조사광에 의하여 컬러 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 포함하며, 디스플레이 패널은, 상부기판 및 하부기판과; 상부기판 및 하부기판 사이에 개재된 액정층과; 하부기판 및 액정층 사이에 개재되며 조사광을 편광 필터링하는 하부편광층과; 액정층 및 상부기판 사이에 개재되며 액정층을 통과하는 조사광을 편광 필터링하는 상부편광층과; 상부기판 및 상부편광층 사이의 제1위치 및 하부기판 및 하부편광층 사이의 제2위치 중 어느 하나에 배치되며, 제1컬러의 조사광 중에서 일부를 복수의 컬러 중에서 나머지 컬러로 각각 변환시킴으로써 복수의 컬러의 광을 출사하는 컬러변환층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

디스플레이장치 {DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 영상을 표시하는 디스플레이장치에 관한 것으로서, 상세하게는 백라이트유닛으로부터 조사되는 광이 디스플레이 패널 내에서 컬러 필터링되는 과정에서 발생하는 광손실을 최소화하도록 개선한 구조의 디스플레이장치에 관한 것이다.

디스플레이장치는 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 구비하여 방송신호 또는 다양한 포맷의 영상신호/영상데이터를 표시할 수 있는 장치로서, TV 또는 모니터 등으로 구현된다. 이러한 디스플레이 패널은 그 특성에 따라서 액정 패널, 플라즈마 패널 등과 같은 다양한 구성 형식으로 구현되어 각종 디스플레이장치에 적용되고 있다.

디스플레이장치가 구비하는 디스플레이 패널은 광의 생성 방식에 따라서 수광 패널 구조와, 자발광 패널 구조로 분류할 수 있다. 수광 패널 구조는 패널이 자체적으로 발광하지 않으므로, 광을 생성하여 패널에 공급하는 별도의 백라이트(backlight)의 구성을 가지는 바, 예를 들면 액정 패널이 수광 패널 구조에 해당한다. 자발광 패널 구조는 패널이 자체적으로 발광하므로 별도의 백라이트 구성을 필요로 하지 않는 바, 예를 들면 유기발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED) 패널이 자체발광 패널 구조에 해당한다.

수광 패널 구조의 디스플레이 패널이 컬러 영상을 표시하기 위해서는 백라이트로부터 조사되는 광을 컬러 필터링할 필요가 있다. 예를 들면 디스플레이 패널은 백라이트로부터 조사되는 백색광을 서브픽셀 별로 적색광, 녹색광 및 청색광으로 컬러 필터링하는 컬러필터층을 가진다. 그런데, 컬러필터층에 의해 광이 컬러 필터링되는 과정에서 광손실이 발생하므로, 이를 최소화할 수 있는 컬러필터층의 구조가 요구된다.

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치는, 기 설정된 복수의 컬러 중에서 제1컬러의 광을 조사하는 광원과; 상기 광원으로부터 조사되는 조사광에 의하여 컬러 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 포함하며, 상기 디스플레이 패널은, 상부기판 및 하부기판과; 상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 개재된 액정층과; 상기 하부기판 및 상기 액정층 사이에 개재되며 상기 조사광을 편광 필터링하는 하부편광층과; 상기 액정층 및 상기 상부기판 사이에 개재되며 상기 액정층을 통과하는 상기 조사광을 편광 필터링하는 상부편광층과; 상기 상부기판 및 상기 상부편광층 사이의 제1위치 및 상기 하부기판 및 상기 하부편광층 사이의 제2위치 중 어느 하나에 배치되며, 상기 제1컬러의 상기 조사광 중에서 일부를 상기 복수의 컬러 중에서 나머지 컬러로 각각 변환시킴으로써 상기 복수의 컬러의 광을 출사하는 컬러변환층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이로써, 조사광 중에서 변환되지 않은 나머지의 제1컬러의 광과 함께 나머지 컬러의 광을 출사시킴으로써 최종적으로 복수 컬러의 광을 출사하며, 디스플레이 패널에 컬러 영상이 표시되게 할 수 있다. 또한, 광원으로부터의 조사광을 컬러 변환시킴으로써, 종래의 컬러 필터링에 의한 광손실을 최소화할 수 있다.

여기서, 상기 복수의 컬러는 RGB 컬러이며, 상기 제1컬러는 청색이고, 상기 나머지 컬러는 적색 및 녹색일 수 있다. 청색광을 조사하는 광원을 그대로 사용함으로써 인가전압 대비 광효율을 높이고, 조사광을 RGB 컬러의 광으로 용이하게 변환시킬 수 있다.

여기서, 상기 디스플레이 패널의 각 픽셀은 상기 RGB 컬러에 각기 대응하는 서브픽셀들을 포함하고, 상기 컬러변환층은, 적색 서브픽셀에 대응하며 청색광의 입자 충돌에 의해 적색광을 생성하는 물질을 포함하는 적색변환층과; 녹색 서브픽셀에 대응하며 청색광의 입자 충돌에 의해 녹색광을 생성하는 물질을 포함하는 녹색변환층을 포함할 수 있다. 이로써, 청색광을 적색광 및 녹색광으로 변환시킬 수 있다.

여기서, 상기 적색변환층 및 상기 녹색변환층 각각의 상기 물질은 포스퍼(phosphor) 또는 퀀텀 도트(quantum dot) 재질을 포함할 수 있다. 이로써, 종래의 염료를 사용하는 컬러 필터링 방식에 비해, 광손실을 최소화하고 광의 컬러를 변환시킬 수 있다.

또한, 상기 컬러변환층은, 청색 서브픽셀에 대응하며 청색광을 그대로 투과시키는 투명 재질의 투과층을 더 포함할 수 있다. 이로써, 조사광 중에서 일부의 청색광을 그대로 유지시켜 출사할 수 있다.

또한, 상기 컬러변환층은, 상기 적색변환층 및 상기 녹색변환층의 광출사측에 배치되며 청색광을 차단하는 청색광필터층을 더 포함할 수 있다. 이로써, 적색변환층 및 녹색변환층에서 출사될 수 있는 청색광을 차단시켜, 컬러 영상의 품질을 보장할 수 있다.

또는, 상기 복수의 컬러는 상기 RGB 컬러에 백색을 더 포함하는 RGBW 컬러이며, 상기 나머지 컬러는 적색, 녹색 및 백색일 수 있다. 본 발명의 사상은, RGB 방식의 서브픽셀이 아닌 RGBW 방식의 서브픽셀 구조의 디스플레이 패널에도 적용될 수 있다.

여기서, 상기 서브픽셀은 상기 RGBW 컬러에 각기 대응하고, 상기 컬러변환층은, 백색 서브픽셀에 대응하며 청색광의 입자 충돌에 의해 백색광을 생성하는 물질을 포함하는 백색변환층을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 컬러변환층은, 상기 적색변환층, 상기 녹색변환층 및 상기 백색변환층의 광출사측에 배치되며 청색광을 차단하는 청색광필터층을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 하부편광층 및 상기 상부편광층 중 적어도 어느 하나는, 광을 기 설정된 편광방향으로 편광 필터링하도록 마련된 선형격자 구조를 포함할 수 있다. 편광층이 디스플레이 패널 내부에 형성되는 선형격자 구조를 가지게 되면, 컬러변환층을 편광층 구조의 외측에 설치할 수 있다. 만일 컬러변환층이 편광층들 사이에 배치되게 되면, 컬러변환층에 의해 하부편광층에 의해 조정된 광의 편광특성이 깨지게 된다. 따라서, 컬러변환층을 편광층 구조의 외측에 설치함으로써, 컬러변환층이 편광층에 의한 편광특성의 조정에 영향을 미치지 않을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에서 디스플레이장치를 분해시킨 모습을 나타내는 사시도,
도 2는 도 1의 디스플레이장치에서, 디스플레이 패널의 각 구성요소들의 적층 형태를 나타내는 단면도,
도 3은 도 2의 디스플레이 패널에서, 하부편광층의 요부 사시도,
도 4는 도 3의 하부편광층의 적층 구조의 예시를 나타내는 측단면도,
도 5는 도 2의 디스플레이 패널에서, 컬러필터층이 광원으로부터의 광을 RGB 컬러로 필터링하는 원리를 나타내는 예시도,
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이 패널의 각 구성요소들의 적층 형태를 나타내는 단면도,
도 8은 도 6의 컬러변환층이 광원으로부터의 광을 RGB 컬러로 필터링하는 원리를 나타내는 예시도,
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따라서 컬러변환층이 광원으로부터의 광을 RGB 컬러로 필터링하는 원리를 나타내는 예시도,
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따라서 컬러변환층이 광원으로부터의 광을 RGBW 컬러로 필터링하는 원리를 나타내는 예시도,
도 11은 본 발명의 제5실시예에 따른 디스플레이장치의 구성 블록도이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 이하 실시예에서는 본 발명의 사상과 직접적인 관련이 있는 구성들에 관해서만 설명하며, 그 외의 구성에 관해서는 설명을 생략한다. 그러나, 본 발명의 사상이 적용된 장치 또는 시스템을 구현함에 있어서, 이와 같이 설명이 생략된 구성이 불필요함을 의미하는 것이 아님을 밝힌다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에서 디스플레이장치(1)를 분해시킨 모습을 나타내는 사시도이다. 본 실시예에서는 액정 방식의 디스플레이 패널(30)을 포함하는 디스플레이장치(1)에 관해 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치(1)는 외부로부터 수신되는 영상신호를 처리하고, 처리된 영상을 자체적으로 표시할 수 있는 장치이다. 본 실시예에서는 하나의 구현 예시로서 디스플레이장치(1)가 TV인 것으로 나타내고 있다. 그러나, 이러한 디스플레이장치(1)는 TV, 모니터, 휴대용 멀티미디어 플레이어, 모바일 폰 등 다양한 방식으로 구현될 수 있는 바, 영상을 표시하는 디스플레이 패널(30)을 포함하는 구성이라면 그 구현 방식이 한정되지 않는다.

디스플레이장치(1)는 내부에 수용공간을 형성하는 커버프레임(10, 20)과, 커버프레임(10, 20)에 의한 수용공간에 수용되며 영상이 상방 판면 상에 표시되는 디스플레이 패널(30)과, 디스플레이 패널(30)을 구동시키는 패널구동부(40)와, 커버프레임(10, 20)에 의한 수용공간 내에서 디스플레이 패널(30)의 하방 판면과 마주하게 배치되며 디스플레이 패널(30)에 광을 공급하는 백라이트유닛(50)을 포함한다.

우선, 도 1에 나타난 각 방향에 대해 설명한다. X, Y, Z 방향은 기본적으로 도면 상에서 디스플레이 패널(30)의 가로, 세로, 법선 방향을 각각 나타낸다. 본 도면에서 디스플레이 패널(30)은 X 방향의 축 및 Y 방향의 축에 의해 형성되는 평면인 X-Y 평면에 평행하게 배치되며, 커버프레임(10, 20), 디스플레이 패널(30) 및 백라이트유닛(50)은 Z 방향 축선을 따라서 적층되게 배치된다. X, Y, Z 방향의 반대방향은 각각 -X, -Y, -Z 방향으로 나타낸다.

또한, 별도의 언급이 없는 한, "상측/상방"의 의미는 Z 방향을, "하측/하방"의 의미는 -Z 방향을 의미한다. 예를 들면, 백라이트유닛(50)은 디스플레이 패널(30)의 하측에 배치되며, 백라이트유닛(50)으로부터 조사되는 조사광은 디스플레이 패널(30)의 하측 판면으로 입사되며 디스플레이 패널(30)의 상측 판면으로부터 출사된다.

커버프레임(10, 20)은 디스플레이장치(1)의 외형을 형성하며, 내부에 수용된 디스플레이 패널(30) 및 백라이트유닛(50)을 지지한다. 도면 상에서 디스플레이 패널(30)을 기준으로 Z 방향을 상방 또는 전방, -Z 방향을 하방 또는 후방이라고 하면, 커버프레임(10, 20)은 디스플레이 패널(30)의 전방을 지지하는 전방커버(10)와, 백라이트유닛(50)의 후방을 지지하는 후방커버(20)를 포함한다. 전방커버(10)는 X-Y 평면과 평행한 판면 상에, 디스플레이 패널(30)의 영상표시영역을 외부로 노출시키는 개구부를 가진다.

디스플레이 패널(30)은 액정 방식으로서, 두 개의 기판(미도시) 사이에 액정층(미도시)이 충진되며, 구동신호의 인가에 따라서 액정층(미도시)의 배열이 조정됨으로써 판면 상에 영상이 표시된다. 디스플레이 패널(30)은 독자적으로 발광하지 않으며, 판면 상의 영상표시영역에 영상을 표시하기 위하여 백라이트유닛(50)으로부터 광을 제공받는다.

패널구동부(40)는 액정층(미도시)의 구동을 위한 구동신호를 디스플레이 패널(30)에 인가한다. 패널구동부(40)는 게이트 구동 IC(integrated circuit)(41), 데이터 칩 필름 패키지(43), 인쇄회로기판(45)을 포함한다.

게이트 구동 IC(41)는 디스플레이 패널(30)의 기판(미도시) 상에 집적 설치되며, 디스플레이 패널(30)의 각 게이트(gate) 라인(미도시)에 접속된다. 데이터 칩 필름 패키지(43)는 디스플레이 패널(30)에 형성된 각 데이터(data) 라인(미도시)에 접속된다. 여기서, 데이터 칩 필름 패키지(43)는 반도체 칩이 베이스 필름 상에 형성된 배선 패턴과 탭(TAB, Tape Automated Bonding) 기술에 의해 접합된 탭 테이프(TAB tape)를 포함할 수 있다. 이러한 칩 필름 패키지로는 예를 들어 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package, TCP) 또는 칩 온 필름(Chip On Film, COF) 등이 사용될 수 있다. 한편, 인쇄회로기판(45)은 게이트 구동 IC(41)에 게이트 구동 신호를 입력하고, 데이터 칩 필름 패키지(43)에 데이터 구동 신호를 입력한다.

패널구동부(40)는 이러한 구성으로 디스플레이 패널(30)의 각 게이트 라인(미도시) 및 각 데이터 라인(미도시)에 구동신호를 각각 입력함으로써 픽셀 단위로 디스플레이 패널(30)의 액정층(미도시)을 구동시킨다.

백라이트유닛(50)은 디스플레이 패널(30)의 하판면에 조사광을 공급하도록 디스플레이 패널(30)의 -Z 방향에 배치된다. 백라이트유닛(50)은 디스플레이 패널(30)의 모서리 영역에 배치된 광원부(51)와, 디스플레이 패널(30)의 하측판면을 마주하도록 디스플레이 패널(30)에 평행하게 배치된 도광판(53)과, 도광판(53)의 하판면과 마주하게 도광판(53)의 하측에 배치된 반사판(55)과, 디스플레이 패널(30) 및 도광판(53) 사이에 개재된 하나 이상의 광학시트(57)를 포함한다.

본 실시예에서는 광원부(51)과 도광판(53)의 모서리에 배치되고, 광원부(51)의 광조사방향 및 도광판(53)의 광출사방향이 상호 직교하는 에지형 구조의 백라이트유닛(50)의 구성에 관해 표현하고 있다. 그러나, 백라이트유닛(50)의 구현 방식은 본 실시예에 한정되지 않고 다양하게 설계변경이 가능한 사항인 바, 예를 들면 백라이트유닛(50)은 직하형 구조, 예를 들면 광원부(51)가 도광판(53)의 하측에 배치되고 광원부(51)의 광조사방향 및 도광판(53)의 광출사방향이 평행한 구조로 구현될 수도 있다.

광원부(51)는 광을 생성하며, 생성한 광을 도광판(53)에 입사되게 조사한다. 광원부(51)는 디스플레이 패널(30)의 판면, 즉 X-Y 평면에 대해 기립하게 설치되며, 디스플레이 패널(30) 또는 도광판(53)의 4방향 모서리 중 하나 이상을 따라서 배치된다. 광원부(51)는 X 방향을 따라서 연장된 모듈기판(미도시) 상에 LED(light-emitting diode) 등으로 구현된 발광소자(미도시)가 순차적으로 배치됨으로써 구현된다.

도광판(53)은 아크릴 사출물 등으로 구현된 플라스틱 렌즈로서, 광원부(51)로부터 입사되는 광을 디스플레이 패널(30)의 전체 영상표시영역에 대해 균일하게 안내한다. 도광판(53)은 -Z 방향의 판면인 하판면이 반사판(55)과 마주하고, 상판면 및 하판면 사이에 형성된 도광판(53)의 4방향의 네 측벽 중에서 Y 방향 및 -Y 방향의 측벽이 광원부(51)와 마주한다. 광원부(51)로부터의 조사광은 이러한 도광판(53)의 Y 방향 및 -Y 방향의 측벽으로 입사된다.

도광판(53)은 도광판(53) 내를 전파하는 광을 난반사시키거나 또는 광의 진행방향을 변환시키는 다양한 광학패턴(미도시)이 하판면 상에 형성되는 바, 이에 의하여 도광판(53)으로부터 출사되는 광의 분포를 균일하게 할 수 있다.

반사판(55)은 도광판(53)의 하측에서, 도광판(53) 내측에서 외측으로 나오는 광을 다시 도광판(53) 내로 입사하도록 반사시킨다. 반사판(55)은 도광판(53)의 하판면에 형성된 광학패턴에 의해 반사되지 않은 광을 다시 도광판(53) 내로 반사시킨다. 이를 위하여, 반사판(55)의 상판면은 전반사 특성을 가진다.

광학시트(57)는 하나 이상이 도광판(53) 상부에 적층됨으로써 도광판(53)으로부터 출사되는 광의 광특성을 조정한다. 광학시트(57)는 확산시트, 프리즘시트, 보호시트 등 필요에 따라서 다양한 광조절 특성의 시트를 포함할 수 있으며, 조절하고자 하는 광특성의 최종 결과를 고려하여 둘 이상의 종류의 시트가 조합되어 적층될 수 있다.

도 2는 디스플레이 패널(100)의 각 구성요소들의 적층 형태를 나타내는 단면도이다. 본 도면의 디스플레이 패널(100)은 앞선 도 1의 디스플레이 패널(30)과 실질적으로 동일한 구성으로서, 도 1의 디스플레이장치(1)에 적용할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 백라이트유닛(50, 도 1 참조)으로부터 Z 방향으로 조사되는 조사광(L)은 디스플레이 패널(100)로 입사되며, 디스플레이 패널(100)을 구성하는 여러 구성요소들을 통과하여 Z 방향으로 출사된다. 이하 설명에서 상부/상측 및 하부/하측의 표현은, 조사광(L)의 진행방향인 Z 방향을 따라서 상대적인 배치 또는 적층 관계를 나타내기 위함임을 밝힌다.

디스플레이 패널(100)은 상부기판(110)과, 상부기판(110)에 마주하게 배치된 하부기판(120)과, 상부기판(110) 및 하부기판(120) 사이에 충진된 액정층(130)과, 액정층(130) 및 하부기판(120) 사이에 개재된 하부편광층(140)과, 액정층(130) 및 상부기판(110) 사이에 개재된 상부편광층(150)과, 상부기판(110) 및 상부편광층(150) 사이에 개재된 컬러필터층(160)을 포함한다. 이와 같은 디스플레이 패널(100)은 다양한 패널 구조 중 하나에 불과하며 설계 방식에 따라서 다양한 형태의 패널 구조가 적용될 수 있으므로, 본 실시예가 디스플레이 패널(100)의 구조를 한정하는 것은 아니다.

이하, 디스플레이 패널(100)의 각 구성요소들에 관해 구체적으로 설명한다.

상부기판(110) 및 하부기판(120)은 광의 진행방향을 따라서 소정 간격을 두고 상호 마주하도록 배치된 투명한 기판이다. 재질 상의 측면에서, 상부기판(110) 및 하부기판(120)은 글래스(galss) 재질 또는 플라스틱 재질의 기판으로 구현된다. 예를 들어 플라스틱 기판이 적용되는 경우에, 상부기판(110) 및 하부기판(120)은 PC(poly-carbonate), PI (poly-imide), PES (poly-ethersulphone), PAR (poly-acrylate), PEN (poly-ethylene-naphthelate), PET (poly-ethylene-terephehalate) 등의 재질이 적용될 수 있다.

상부기판(110) 및 하부기판(120)은 액정층(130)의 구동방식에 따라서 기 설정된 특성이 요구될 수 있다. 예를 들면, 액정층(130)의 구동방식이 수동행렬(passive matrix) 방식이면 soda lime glass가 사용되고, 능동행렬(active matrix)의 경우에는 alkali free glass와 borosilicate glass가 사용될 수 있다.

액정층(130)은 상부기판(110) 및 하부기판(120) 사이에 위치하며, 인가되는 구동신호에 따라서 액정의 배열이 변화함으로써 광투과를 조정한다. 보통의 액체는 분자의 방향과 배열에 규칙성이 없지만 액정은 어느 정도의 규칙성을 가지는 액체상(liquid phase)과 유사하다. 예를 들어 가열하여 녹이면 복굴절 등의 이방성을 나타내는 액체상이 되는 고체가 있다. 액정은 복굴절이나 색의 변화와 같은 광학적 특징을 가진다. 규칙성은 결정(crystal)의 성질이고, 물질의 상은 액체(liquid)와 비슷하므로 이 두 가지 성질을 가진 물질이라는 뜻에서 액정(liquid crystal)이라고 부른다. 이러한 액정에 전압이 인가되면 분자의 배열이 변화하며, 이로써 광학적 성질이 달라진다.

액정층(130)의 액정은 분자 배열에 따라 네마틱(nematic), 콜레스테릭(cholesteric), 스멕틱(smectice), 강유전성 액정으로 분류될 수 있다.

하부편광층(140)은 하부기판(120)의 Z 방향의 판면, 즉 하부기판(120)에서 조사광(L)이 출사되는 판면 상에 형성된다. 하부편광층(140)은 조사광(L) 중에서 기 설정된 제1편광방향의 성분만을 투과시키고, 제1편광방향이 아닌 성분은 반사시킨다.

상부편광층(150)은 상부기판(110)의 -Z 방향의 판면, 즉 상부기판(110)에서 조사광(L)이 입사되는 판면 상에 형성된다. 상부편광층(150)은 하부기판(120), 하부편광층(140) 및 액정층(130)을 통과한 조사광(L) 중에서 기 설정된 제2편광방향의 성분만을 투과시키고, 제2편광방향이 아닌 성분은 반사시킨다.

여기서, 제2편광방향은 제1편광방향과 상이하며, 보다 구체적으로는 제1편광방향에 수직하다. 이는 조사광(L)이 액정층(130)을 통과함에 따라서, 조사광(L)의 편광방향이 액정층(130)에 의해 90도 회전하기 때문이다. 만일, 상부편광층(150)이 하부편광층(140)과 동일하게 제1편광방향의 광 성분을 투과시킨다면, 하부편광층(140)을 통과한 제1편광방향의 조사광은 액정층(130)을 통과함에 따라서 제2편광방향으로 조정되므로 상부편광층(150)을 통과하지 못할 것이다. 따라서, 상부편광층(150)이 투과시키는 광의 편광방향은 하부편광층(140)이 투과시키는 광의 편광방향에 대해 수직하다.

상부편광층(150) 및 하부편광층(140)은 상부기판(110) 및 하부기판(120)의 판면 상에서 X-Y 평면에 평행한 일 방향으로 연장된 복수의 바(bar)(미도시) 형상의 선형격자(미도시)로 구현된다. 선형격자(미도시)를 형성하는 각각의 바(미도시)는 기 설정된 간격의 피치(pitch)로 배열되며, 그 연장방향은 각 편광방향에 대응하도록 마련된다. 또한, 상부편광층(150)의 선형격자(미도시)는 상부기판(110)으로부터 액정층(130)을 향하여, 그리고 하부편광층(140)의 선형격자(미도시)는 하부기판(120)으로부터 액정층(130)을 향하여 각기 돌출된다.

컬러필터층(160)은 조사광(L)을 픽셀 단위로 컬러 필터링하여 출사한다. 디스플레이 패널(100)의 각 픽셀은 RGB 컬러에 각기 대응하는 3개의 서브픽셀을 포함하는 바, 컬러필터층(160)은 각 서브픽셀에 대응하는 RGB 염료층을 포함함으로써 각 서브픽셀에 대응하는 컬러의 광을 출사한다. 조사광(L)은 컬러필터층(160)의 RGB 염료층 각각을 통과함으로써 RGB 컬러의 광으로 필터링된다.

컬러필터층(160)은 본 실시예에서는 상부기판(110) 및 상부편광층(150) 사이에 개재되는 것으로 표현하였으나, 하부기판(120) 및 하부편광층(140) 사이에 개재될 수도 있다.

이하, 하부편광층(140)의 구조에 관해 도 3을 참조하여 설명한다. 상부편광층(150)의 구조에 관해서는 하부편광층(140)의 경우가 응용되어 적용될 수 있다.

도 3은 하부편광층(140)의 요부 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 하부편광층(140)은 Z 방향을 향해 돌출되고 Y 방향을 따라서 연장된 복수 개의 바(bar)(141)가 평행하게 하부기판(120) 상에서 배치됨으로써 구현된 선형격자(linear-grid, wire-grid) 구조를 포함한다. 하나의 바(141)는 기 설정된 높이(H) 및 폭(W)을 가지며, 복수의 바(141)는 기 설정된 피치(P)를 가지고 주기적으로 배열된다.

이러한 선형격자 구조의 피치(P)를 광의 파장의 1/2로 조절하면 회절파가 형성되지 않고 투과광 및 반사광만이 존재한다. 선형격자 내의 상호 인접한 두 바(141) 사이에는 슬릿(slit)이 형성되며, 입사광이 이 슬릿(slit)을 통과하면서 바(141)의 연장방향에 수직한 제1편광방향의 제1편광성분은 하부편광층(140)을 통과한다. 반면, 바(141)의 연장방향에 평행한 제2편광방향의 제2편광성분은 하부편광층(140)을 통과하지 못하고 -Z 방향으로 반사된다. 즉, 이러한 선형격자 구조에 의해, 하부편광층(140)을 통과하는 광은 제1편광방향으로 편광 필터링된다.

하부편광층(140)을 통과하지 못하고 반사되는 광은, 광원부(51, 도 1 참조)에서 생성되는 조사광과 함께 반사판(55, 도 1 참조)에 의해 디스플레이 패널(100)로 재반사된다. 즉, 하부편광층(140)에 의해 통과되지 못하고 필터링되는 광이 재활용될 수 있으므로, 종래의 DBEF(dual brightness enhancement film) 필름을 사용하지 않고도 디스플레이 패널(100)이 통과시키는 광의 전체적인 광효율을 향상시킬 수 있다.

하부편광층(140)의 편광 필터링 특성을 향상시키기 위해서는, 바(141)의 폭(W)과 높이(H)의 비인 어스펙트 비(aspect ratio)가 1:3 이상인 것이 바람직하다.

한편, 상부편광층(150)은 앞서 설명한 하부편광층(140)과 유사한 선형격자 구조를 가진다. 다만, 상부편광층(150)의 선형격자(미도시)는 하부편광층(140)의 선형격자(141)에 대해 수직한 연장방향을 가진다. 예를 들면, 하부편광층(140)의 선형격자(141)가 Y 방향을 따라서 연장된 경우, 상부편광층(150)의 선형격자(미도시)는 Y 방향에 수직한 X 방향을 따라서 연장된다. 이에 의하여, 상부편광층(150)은 제2편광성분만을 투과시키고 제1편광성분을 투과시키지 않는다.

도 4는 하부편광층(140)의 적층 구조의 예시를 나타내는 측단면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 하부편광층(140)의 하나의 바(141)는 하부기판(120) 상에 순차적으로 적층된 제1유전체층(141a)과, 반사층(141b)과, 제2유전체층(141c)을 포함한다. 재질 측면에서 보면, 제1유전체층(141a)은 실리콘나이트라이드(SiNx), 반사층(141b)은 금속 또는 폴리실리콘, 제2유전체층(141c)은 이산화규소(SiO2) 등을 포함한다. 물론, 이와 같은 재질은 한정된 것이 아니며, 각 층별로 다양한 재질이 적용될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 하나의 바(141)가 3개의 층 구조를 포함하는 것으로 나타내지만, 반사층만을 포함하는 단층 구조이거나, 또는 반사층과 하나의 유전체층을 포함하는 2층 구조로 구현될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 선형격자 구조는 글래스 기판 상에 상호 평행하게 연장된 복수의 바를 형성함으로써 구현된다.

이하, 제1실시예에서 광원부(51, 도 1 참조)로부터 조사되는 광이 컬러필터층(160)에 의해 컬러 필터링되는 원리에 관해 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 컬러필터층(220)이 광원(210)으로부터의 광(Lw)을 RGB 컬러로 필터링하는 원리를 나타내는 예시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 광원(210)으로부터 생성 및 조사되는 백색광(Lw)은 컬러필터층(220)에 입사되며, 컬러필터층(220)의 적색염료층(221), 녹색염료층(222) 및 청색염료층(223)에 의해 각각 적색광(Lr), 녹색광(Lg) 및 청색광(Lb)으로 컬러 필터링된다. 본 예시에서의 광원(210) 및 컬러필터층(220)은 도 1의 디스플레이장치(1) 및 도 2의 디스플레이 패널(100)에 적용이 가능하다.

광원(210)은 청색광을 조사하는 청색광LED(211)와, 청색광LED(211)를 둘러싸며 청색광이 부딪힘에 따라서 적색광 및 녹색광을 생성하는 포스퍼(phosphor) 물질에 의해 구현된 RG형광체(212)를 포함한다. 이러한 광원(210)이 복수 개가 마련되어 광원부(51, 도 1 참조)에 적용된다.

청색광LED(211)로부터 조사되는 청색광 중 일부는 RG형광체(212)의 입자에 충돌한다. 청색광이 RG형광체(212)의 입자에 충돌함에 따라서 해당 입자로부터 적색광 또는 녹색광이 나오며, 일부 청색광은 RG형광체(212)와 충돌하지 않고 그대로 나온다. 이에 따라서, 광원(210)으로부터 적색광, 녹색광 및 청색광이 섞여서 조사되는 바, 최종적으로 광원(210)으로부터 백색광(Lw)이 조사된다.

여기서, 광원(210)에 적색광 또는 녹색광을 조사하는 LED가 아닌, 청색광을 조사하는 청색광LED(211)를 사용하는 이유는 다음과 같다.

청색광은 적색광 및 녹색광에 비해 단파장이므로, 청색광을 생성하는 청색광LED(211)는 적색광 또는 녹색광을 생성하는 LED에 비해 상대적으로 인가전압 대비 광효율이 좋다. 즉, 청색광LED(211)가 동일한 전압에 대해 상대적으로 많은 광량의 광을 생성할 수 있다.

또한, 에너지 보존 법칙에 따르면, 에너지는 높은 수준에서 낮은 수준으로 흐르거나 이동할 수 있지만, 반대로 낮은 수준에서 높은 수준으로 이동할 수 없다. 따라서, 청색광이 포스퍼 입자에 충돌함으로써 이 충돌 과정에서 에너지 차이에 의하여 적색광이 생성될 수는 있지만, 반대로 적색광이 포스퍼 입자에 충돌함으로써 청색광이 생성될 수는 없다.

이러한 이유에 의해, 광원(210)에 청색광LED(211)가 적용된다.

광원(210)으로부터 조사되는 백색광(Lw)은, 적색염료층(221), 녹색염료층(222) 및 청색염료층(223)에 의해 각기 필터링됨으로써 적색광(Lr), 녹색광(Lg) 및 청색광(Lb)이 출사된다. 이로써, 컬러필터층(220)에 의해 RGB 컬러의 광이 나온다.

그런데, 이러한 컬러필터층(220)은 기본적으로 염료에 의한 필터링 구조이므로, 적색염료층(221), 녹색염료층(222) 및 청색염료층(223) 각각에 의해 광손실이 발생한다. 예를 들면, 적색염료층(221)은 RGB 컬러의 광 중에서 적색광(Lr)은 투과시키지만 녹색광(Lg) 및 청색광(Lb)은 흡수 또는 차단한다. 녹색염료층(222)은 녹색광(Lg)은 투과시키지만 적색광(Lr) 및 청색광(Lb)은 흡수 또는 차단한다. 청색염료층(223)은 청색광(Lb)은 투과시키지만 적색광(Lr) 및 녹색광(Lg)은 흡수 또는 차단한다.

컬러필터층(220) 전체적으로 보면, 컬러필터층(220)에 입사되는 광(Lw)의 약 33%만이 컬러필터층(220)으로부터 출사되고 나머지 약 66%는 컬러필터층(220)에 의해 흡수 또는 차단된다. 따라서, 본 실시예에 따른 구조는 광원(210)으로부터 조사되는 광(Lw)의 손실이 크다.

이러한 문제점을 극복하도록 광의 손실을 최소화하는 구조의 제2실시예에 관해 이하 설명한다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 디스플레이 패널(300)의 각 구성요소들의 적층 형태를 나타내는 단면도이다. 본 실시예의 디스플레이 패널(300)은 제1실시예의 디스플레이장치(1)에 적용할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 디스플레이 패널(300)은 상부기판(310), 하부기판(320), 액정층(330), 하부편광층(340), 상부편광층(350)을 포함한다. 디스플레이 패널(300)의 이러한 구성요소들은 앞선 제1실시예에서의 동명의 구성요소들과 실질적으로 동일한 구성이므로 자세한 설명을 생략한다.

여기서, 디스플레이 패널(300)은 상부기판(310) 및 상부편광층(350) 사이에 개재되며 상부편광층(350)에 의해 편광 필터링된 광을 컬러 변환시키는 컬러변환층(360)을 포함한다.

또는, 도 7에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(400)은 상부기판(410), 하부기판(420), 액정층(430), 하부편광층(440), 상부편광층(450)을 포함한다. 디스플레이 패널(400)의 이러한 구성요소들은 도 6의 경우와 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.

여기서, 디스플레이 패널(400)은 하부기판(420) 및 하부편광층(440) 사이에 개재되며 백라이트유닛(50, 도 1 참조)으로부터 조사되는 광을 컬러 변환시키는 컬러변환층(460)을 포함한다.

도 7의 컬러변환층(460)은 도 6의 컬러변환층(360)과 동일한 기능 및 구조를 가지는 구성요소이며, 다만 설치 위치가 상이할 뿐이다. 본 도면들에 도시된 바와 같이, 컬러변환층(360, 460)은 하부편광층(340, 440) 및 상부편광층(350, 450)의 조합의 외측에 배치되며, 하부편광층(340, 440) 및 상부편광층(350, 450)의 사이에 배치되지 않는다. 이는 컬러변환층(360, 460)이 광을 컬러 변환시키는 형태의 특성 때문인 바, 이에 관한 자세한 설명은 후술한다.

도 8은 컬러변환층(520)이 광원(510)으로부터의 광(Lb)을 RGB 컬러로 필터링하는 원리를 나타내는 예시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 광원(510)은 청색광(Lb)을 생성 및 조사하는 청색광LED를 포함한다. 광원(510)은 앞선 제1실시예의 경우와 달리 RG형광체(212, 도 5 참조)를 포함하지 않으므로, 청색광LED로부터 생성되는 청색광(Lb)을 그대로 조사한다.

디스플레이 패널(300, 400)의 각 픽셀은 RGB 컬러에 각기 대응하는 R-서브픽셀, G-서브픽셀 및 B-서브픽셀을 포함한다. 이에, 컬러변환층(520)은 R-서브픽셀에 대응하며 청색광(Lb)의 충돌에 의해 적색광(Lr)을 생성하는 적색변환층(521)과, G-서브픽셀에 대응하며 청색광(Lb)의 충돌에 의해 녹색광(Lg)을 생성하는 녹색변환층(522)과, B-서브픽셀에 대응하며 청색광(Lb)을 그대로 투과시키는 투과층(523)을 포함한다.

적색변환층(521) 및 녹색변환층(522)은 앞선 제1실시예에서의 RG형광체(212, 도 5 참조)와 유사하게 포스퍼(phosphor)를 포함한다. 투과층(523)은 청색광(Lb)을 그대로 투과시키기만 하면 되므로 투명 재질로 구현된다. 물론, 적색변환층(521)의 포스퍼는 녹색변환층(522)의 포스퍼와 상이한 특성을 가지는 바, 적색변환층(521)의 포스퍼는 청색광의 입자 충돌에 의해 적색광을 생성하고 녹색변환층(522)의 포스퍼는 청색광의 입자 충돌에 의해 녹색광을 생성한다.

본 예시에서의 광원(510)은 도 1의 디스플레이장치(1)에 적용 가능하며, 컬러변환층(520)은 도 6 및 도 7의 디스플레이 패널(300, 400)에 적용 가능하다.

광원(510)으로부터의 청색광(Lb)은 적색변환층(521), 녹색변환층(522), 투과층(523)에 각기 입사된다. 적색변환층(521)은 청색광(Lb)의 충돌에 의해 적색광(Lr)을 생성하며, 녹색변환층(522)은 청색광(Lb)의 충돌에 의해 녹색광(Lg)을 생성한다. 제1실시예의 컬러필터층(220, 도 5 참조)은 해당 서브픽셀에 대응하지 않는 컬러의 광을 흡수하므로 광손실이 발생하는 것에 비해, 본 실시예의 적색변환층(521) 및 녹색변환층(522)은 포스퍼에 대한 광의 충돌에 의해 광의 컬러를 변환시키므로 광손실이 발생하지 않거나 또는 광손실이 최소화된다. 또한, 투과층(523)은 청색광(Lb)을 어떠한 변환 없이 그대로 투과시키므로 광손실이 발생하지 않는다.

따라서, 컬러변환층(520)은 광원(510)으로부터 조사되는 광(Lb)을 컬러변환시킴에 있어서, 무손실에 가깝게 출사하거나 또는 광손실을 최소화하여 출사할 수 있다.

본 실시예에서는 컬러변환층(520)이 포스퍼를 포함하는 경우에 관해 설명하였으나, 컬러변환층(520)의 구현 재질 또는 구조는 실시예에 의해 한정되지 않으며 다양한 설계 변경이 가능하다. 예를 들면, 컬러변환층(520)은 Quantum dot 재료를 포함할 수 있다.

또는, 컬러변환층(520)은 도 3 및 도 4와 같은 선형격자 구조로 구현될 수도 있다. 예를 들면, 적색변환층(521) 및 녹색변환층(522)은 선형격자 구조를 가지되, 각기 적색광의 파장 및 녹색광의 파장에 대응하는 피치 값을 가지도록 구현될 수도 있다.

한편, 영상의 컬러가 정상적으로 표시되기 위해서, 적색변환층(521) 및 녹색변환층(522)은 청색광(Lb)을 출사하지 않아야 한다. 그러나, 설계상 문제 또는 재질상의 문제 등과 같이 특정할 수 없는 다양한 원인 때문에 적색변환층(521) 및 녹색변환층(522)으로부터 미량의 청색광(Lb)이 출사되는 경우도 있다. 이는 R-서브픽셀 및 G-서브픽셀로부터 청색광(Lb)이 나온다는 것이므로, 결국 영상의 컬러가 정상적으로 표시되지 않게 된다.

이하, 이러한 문제점을 방지하기 위한 제3실시예에 관해 도 9를 참조하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따라서 컬러변환층(520)이 광원(510)으로부터의 광(Lb)을 RGB 컬러로 필터링하는 원리를 나타내는 예시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 광원(510)은 청색광(Lb)을 생성 및 조사하는 청색광LED를 포함하며, 컬러변환층(520)은 적색변환층(521), 녹색변환층(522) 및 투과층(523)을 포함한다. 광원(510) 및 컬러변환층(520)의 이러한 구성은 앞선 제2실시예에서의 동명의 구성과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.

본 실시예에 따른 컬러변환층(520)은 적색변환층(521) 및 녹색변환층(522)의 광출사측을 커버하며 청색광(Lb)을 차단하는 청색광필터층(530)을 포함한다. 여기서, 투과층(523)은 청색광(Lb)을 투과시켜야 하므로, 청색광필터층(530)은 투과층(523) 상을 커버해서는 안된다.

이에, 적색변환층(521) 및 녹색변환층(522)으로부터 출사되는 광에 청색광(Lb)이 섞여있다면, 청색광필터층(530)은 이러한 섞여있는 청색광(Lb)을 차단하고 적색광(Lr) 및 녹색광(Lg)은 그대로 투과시킨다. 이로써, R-서브픽셀 및 G-서브픽셀로부터 청색광(Lb)이 나오지 않게 되므로, 최종적으로 영상의 컬러가 정상적으로 표시된다.

한편, 앞서 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 컬러변환층(360)은 상부기판(310) 및 상부편광층(350) 사이에 개재되거나, 또는 컬러변환층(460)은 하부기판(420) 및 하부편광층(440) 사이에 개재된다. 즉, 컬러변환층(360, 460)은 상부편광층(350, 450) 및 하부편광층(340, 440) 사이에 개재되지 않으며, 반드시 상부편광층(350, 450) 및 하부편광층(340, 440)의 외측에 배치되어야 한다.

컬러변환층(360, 460)은 청색광이 포스퍼 입자에 충돌함에 따라서 적색광 또는 녹색광이 출사되는 구조를 가지는데, 이 과정에서 광의 편광특성이 달라지게 된다. 만일 컬러변환층(360, 460)이 상부편광층(350, 450) 및 하부편광층(340, 440) 사이에 개재되면 다음과 같은 상황이 발생한다. 하부편광층(340, 440)을 통과한 광은 하부편광층(340, 440)에 의해 특정한 편광특성을 가진 상태에서 컬러변환층(360, 460)으로 입사한다. 입사한 광의 편광특성은 컬러변환층(360, 460)으로 인해 변화하게 되는 바, 컬러변환층(360, 460)으로부터 출사되는 광이 상부편광층(350, 450)을 통과하지 못할 수 있다.

따라서, 컬러변환층(360, 460)은 광이 상부편광층(350, 450) 및 하부편광층(340, 440)에 입사되기 이전 단계의 위치에 설치되거나, 또는 광이 상부편광층(350, 450) 및 하부편광층(340, 440)으로부터 출사된 이후 단계의 위치에 설치되어야 한다.

본 실시예들에 따른 컬러변환층(360, 460)이 선형격자의 편광층 구조를 가지는 디스플레이 패널(300, 400)에 적용되어야 하는 이유도 여기에 있다. 종래의 디스플레이 패널은 필름 형태의 편광층이 상부기판의 외측 및 하부기판의 외측에 적층되는 형태를 가지는데, 컬러변환층(360, 460)은 구조상 디스플레이 패널 내측에 설치되어야 한다. 따라서, 만일 컬러변환층(360, 460)을 종래의 편광층 구조를 가지는 디스플레이 패널에 적용하게 되면, 필연적으로 컬러변환층이 상부편광층 및 하부편광층 사이에 개재되게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 실시예에서는 선형격자 구조의 상부편광층(350, 450) 및 하부편광층(340, 440)을 가지는 디스플레이 패널(300, 400)에 컬러변환층(360, 460)을 적용함으로써, 컬러변환층(360, 460)을 디스플레이 패널(300, 400) 내에 설치하면서도 상부편광층(350, 450) 및 하부편광층(340, 440)의 외측에 배치되도록 할 수 있다. 이로써, 상부편광층(350, 450) 및 하부편광층(340, 440)에 의해 조정된 광의 편광특성이 컬러변환층(360, 460)에 의해 깨지는 것을 방지할 수 있다.

한편, 앞선 실시예들에서는 픽셀 당 서브픽셀이 RGB 컬러에 대응하는 경우에 관해 설명하였지만 본 발명의 사상이 이러한 실시예에 한정되지 않는다. 디스플레이 패널의 설계 방식에 따라서는 픽셀 당 서브픽셀이 RGB 컬러에 대응하지 않는 경우, 예를 들면 RGB 컬러에 백색이 추가되어 RGBW 컬러에 해당하는 경우도 있는 바, 이러한 실시예에 관하여 이하 도 10을 참조하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 제4실시예에 따라서 컬러변환층(620)이 광원(610)으로부터의 광(Lb)을 RGBW 컬러로 필터링하는 원리를 나타내는 예시도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 광원(610)은 청색광(Lb)을 조사하는 청색광LED를 포함한다. 본 실시예에 따른 디스플레이 패널은 픽셀 당 RGBW에 각기 대응하는 4개의 서브픽셀을 포함하는 바, 컬러변환층(620)은 R-서브픽셀에 대응하며 적색광(Lr)을 출사하는 적색변환층(621)과, G-서브픽셀에 대응하며 녹색광(Lg)을 출사하는 녹색변환층(622)과, B-서브픽셀에 대응하며 청색광(Lb)을 출사하는 투과층(623)과, W-서브픽셀에 대응하며 백색광(Lw)을 출사하는 백색변환층(624)을 포함한다.

여기서, 적색변환층(621), 녹색변환층(622) 및 투과층(623)은 앞선 실시예와 실질적으로 동일한 구성인 바, 자세한 설명을 생략한다. 백색변환층(624)은 입사되는 청색광(Lb) 중에서 일부의 입자 충돌에 의해 적색광(Lr) 및 녹색광(Lg)을 생성하며, 이 적색광(Lr) 및 녹색광(Lg)이 입자 충돌하지 않은 나머지의 청색광(Lb)과 혼합됨으로써, 최종적으로 백색광(Lw)을 생성한다. 백색변환층(624)은 포스퍼를 포함하며, 이 포스퍼는 적색변환층(621)의 포스퍼 및 녹색변환층(622)의 포스퍼의 혼합체로 구현될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 사상은 픽셀 당 서브픽셀이 RGB 컬러에만 대응하지 않는 경우에도 적용될 수 있다.

추가적으로, 앞선 도 9에 도시된 바와 같은 청색광필터층(530)이 본 실시예에도 적용될 수 있다. 이 경우에, 청색광필터층은 적색변환층(621), 녹색변환층(622) 및 백색변환층(624)의 광출사측에 설치됨으로써 청색광(Lb)을 차단하고, 투과층(623)의 광출사측에는 설치되지 않는다.

이하, 본 발명의 제5실시예에 따른 디스플레이장치(900)의 구성에 관해 도 11을 참조하여 설명한다.

도 11은 제5실시예에 따른 디스플레이장치(900)의 구성 블록도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치(900)는 영상신호를 수신하는 신호수신부(910)와, 신호수신부(910)에 수신되는 영상신호를 기 설정된 영상처리 프로세스에 따라서 처리하는 신호처리부(920)와, 신호처리부(920)에 의해 처리되는 영상신호에 대응하여 구동신호를 출력하는 패널구동부(930)와, 패널구동부(930)로부터의 구동신호에 의해 영상신호에 기초하는 영상을 표시하는 디스플레이 패널(940)과, 신호처리부(920)에 의해 처리되는 영상신호에 대응하여 디스플레이 패널(940)에 광을 공급하는 백라이트유닛(950)을 포함한다.

본 실시예의 디스플레이장치(900)는 TV, 모니터, 휴대용 미디어 플레이어, 모바일 폰 등, 영상을 표시 가능한 다양한 방식의 장치로 구현될 수 있다.

신호수신부(910)는 영상신호/영상데이터를 수신하여 신호처리부(920)에 전달한다. 신호수신부(910)는 수신하는 영상신호의 규격 및 디스플레이장치(900)의 구현 형태에 대응하여 다양한 방식으로 마련될 수 있다. 예를 들면, 신호수신부(910)는 방송국(미도시)으로부터 송출되는 RF(radio frequency)신호를 무선으로 수신하거나, 컴포지트(composite) 비디오, 컴포넌트(component) 비디오, 슈퍼 비디오(super video), SCART, HDMI(high definition multimedia interface), 디스플레이포트(DisplayPort), UDI(unified display interface), 또는 와이어리스(wireless) HD 규격 등에 의한 영상신호를 유선으로 수신할 수 있다. 신호수신부(910)는 영상신호가 방송신호인 경우, 이 방송신호를 채널 별로 튜닝하는 튜너(tuner)를 포함한다. 또는 신호수신부(910)는 네트워크를 통해 서버(미도시)로부터 영상데이터 패킷을 수신할 수도 있다.

신호처리부(920)는 신호수신부(910)에 수신되는 영상신호에 대해 다양한 영상처리 프로세스를 수행한다. 신호처리부(920)는 이러한 프로세스를 수행한 영상신호를 패널구동부(930)에 출력함으로써, 디스플레이 패널(940)에 해당 영상신호에 기초하는 영상이 표시되게 한다.

신호처리부(920)가 수행하는 영상처리 프로세스의 종류는 한정되지 않는 바, 예를 들면 영상데이터의 영상 포맷에 대응하는 디코딩(decoding), 인터레이스(interlace) 방식의 영상데이터를 프로그레시브(progressive) 방식으로 변환하는 디인터레이싱(de-interlacing), 영상데이터를 기 설정된 해상도로 조정하는 스케일링(scaling), 영상 화질 개선을 위한 노이즈 감소(noise reduction), 디테일 강화(detail enhancement), 프레임 리프레시 레이트(frame refresh rate) 변환 등을 포함할 수 있다.

신호처리부(920)는 이러한 여러 기능을 통합시킨 SOC(system-on-chip), 또는 이러한 각 프로세스를 독자적으로 수행할 수 있는 개별적인 구성들이 인쇄회로기판 상에 장착됨으로써 영상처리보드(미도시)로 구현되어 디스플레이장치(900)에 내장된다.

패널구동부(930), 디스플레이 패널(940), 백라이트유닛(950)의 구성은 앞선 실시예에서의 구성과 실질적으로 동일한 구성이므로 앞선 실시예의 설명을 응용할 수 있는 바, 패널구동부(930), 디스플레이 패널(940), 백라이트유닛(950)에 관해서는 자세한 설명을 생략한다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1 : 디스플레이장치
300, 400 : 디스플레이 패널
310, 410 : 상부기판
320, 420 : 하부기판
330, 430 : 액정층
340, 440 : 하부편광층
350, 450 : 상부편광층
360, 460, 520 : 컬러변환층
510 : 광원
521 : 적색변환층
522 : 녹색변환층
523 : 투과층
530 : 청색광필터층

Claims

디스플레이장치에 있어서,
기 설정된 복수의 컬러 중에서 제1컬러의 광을 조사하는 광원과;
상기 광원으로부터 조사되는 조사광에 의하여 컬러 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 포함하며,
상기 디스플레이 패널은,
상부기판 및 하부기판과;
상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 개재된 액정층과;
상기 하부기판 및 상기 액정층 사이에 개재되며 상기 조사광을 편광 필터링하는 하부편광층과;
상기 액정층 및 상기 상부기판 사이에 개재되며 상기 액정층을 통과하는 상기 조사광을 편광 필터링하는 상부편광층과;
상기 상부기판 및 상기 상부편광층 사이의 제1위치 및 상기 하부기판 및 상기 하부편광층 사이의 제2위치 중 어느 하나에 배치되며, 상기 제1컬러의 상기 조사광 중에서 일부를 상기 복수의 컬러 중에서 나머지 컬러로 각각 변환시킴으로써 상기 복수의 컬러의 광을 출사하는 컬러변환층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 컬러는 RGB 컬러이며, 상기 제1컬러는 청색이고, 상기 나머지 컬러는 적색 및 녹색인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제2항에 있어서,
상기 디스플레이 패널의 각 픽셀은 상기 RGB 컬러에 각기 대응하는 서브픽셀들을 포함하고,
상기 컬러변환층은,
적색 서브픽셀에 대응하며 청색광의 입자 충돌에 의해 적색광을 생성하는 물질을 포함하는 적색변환층과;
녹색 서브픽셀에 대응하며 청색광의 입자 충돌에 의해 녹색광을 생성하는 물질을 포함하는 녹색변환층을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제3항에 있어서,
상기 적색변환층 및 상기 녹색변환층 각각의 상기 물질은 포스퍼(phosphor) 또는 퀀텀 도트(quantum dot) 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제3항에 있어서,
상기 컬러변환층은, 청색 서브픽셀에 대응하며 청색광을 그대로 투과시키는 투명 재질의 투과층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제3항에 있어서,
상기 컬러변환층은, 상기 적색변환층 및 상기 녹색변환층의 광출사측에 배치되며 청색광을 차단하는 청색광필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제3항에 있어서,
상기 복수의 컬러는 상기 RGB 컬러에 백색을 더 포함하는 RGBW 컬러이며, 상기 나머지 컬러는 적색, 녹색 및 백색인 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제7항에 있어서,
상기 서브픽셀은 상기 RGBW 컬러에 각기 대응하고,
상기 컬러변환층은, 백색 서브픽셀에 대응하며 청색광의 입자 충돌에 의해 백색광을 생성하는 물질을 포함하는 백색변환층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제8항에 있어서,
상기 컬러변환층은, 상기 적색변환층, 상기 녹색변환층 및 상기 백색변환층의 광출사측에 배치되며 청색광을 차단하는 청색광필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
제1항에 있어서,
상기 하부편광층 및 상기 상부편광층 중 적어도 어느 하나는, 광을 기 설정된 편광방향으로 편광 필터링하도록 마련된 선형격자 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.