KR20160047042A - 광변환시트 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광변환시트 및 이를 구비한 액정표시장치를 개시한다. 개시된 본 발명의 액정표시장치는, 액정표시패널; 상기 액정표시패널에 면광원을 공급하도록 광원과, 상기 광원으로부터 입사된 광을 면광원으로 변환하는 도광판과, 상기 도광판 상부에 배치되는 광변환시트와, 상기 광변환시트 상부에 배치된 광학시트와, 상기 도광판 하부에 배치되어 있는 반사판을 구비한 백라이트 유닛; 상기 액정표시패널과 상기 백라이트 유닛의 가장자리 둘레를 두르는 서포트메인; 및 상기 액정표시패널과 백라이트 유닛을 수납하는 하부커버를 포함하고, 상기 광변환시트의 가장자리 둘레 영역에는 광보상필름이 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광변환시트 및 이를 구비한 액정표시장치는, 광변환시트를 도광판과 근접하게 배치하고, 상기 광변환시트의 가장자리 둘레 영역에 광보상필름을 배치하여 블루이시 화상 불량을 개선한 효과가 있다.

Description

광변환시트 및 이를 구비한 액정표시장치{OPTICAL TRANSFORMING SHEET AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양자점(Quantum Dot)을 포함하는 광변환시트 가장자리 영역의 발광특성을 개선한 광변환시트 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.

최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display) 소자로 각광받고 있다.

이러한 액정표시장치 중에서도 각 화소(pixel)별로 전압의 온(on),오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.

일반적으로, 액정표시장치는 박막트랜지스터 및 화소전극을 형성하는 어레이 기판 제조 공정과 컬러필터 및 공통 전극을 형성하는 컬러필터 기판 제조 공정을 통해 각각 어레이 기판 및 컬러필터 기판을 형성하고, 이들 두 기판 사이에 액정을 개재하는 셀 공정을 거쳐 완성된다.

하지만, 액정표시장치는 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정표시패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight) 유닛이 배치된다.

이러한, 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형(Direct Type)과 측면형(Edge Type)으로 구분되는데, 직하형 방식의 백라이트 유닛은 광원을 액정표시패널 하부에 배치함으로써 광원으로부터 출사되는 빛을 직접적으로 액정표시패널에 공급하는 방식이고, 측면형 방식의 백라이트 유닛은 액정표시패널 하부에 도광판을 배치하고, 광원을 도광판의 적어도 일측면에 배치함으로써 도광판에서의 굴절 및 반사를 이용하여 광원으로부터 출사되는 빛을 간접적으로 액정표시패널에 공급하는 방식이다.

여기서, 백라이트 유닛의 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)나 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp:EEFL)와 같은 형광램프가 많이 사용되어 왔으나, 최근 액정표시장치의 박형화, 경량화 추세에 따라 소비전력, 무게, 휘도 등에서 장점을 가지는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)가 형광램프를 대체해 가고 있다.

또한, 상기 백라이트 유닛의 도광판과 액정표시패널 사이에는 복수개의 광학시트들이 배치되는데, 최근에는 광원으로부터 발생된 빛의 투과율 향상을 위해 양자점(Quantum Dot)을 포함하는 광변환시트가 추가로 배치되고 있다.

상기 양자점을 포함하는 광변환시트는 발광 보조재와 함께 양자점, 무기 형광체 또는 유기 형광체를 혼합하여 형성하여 도광판으로부터 출사되는 광을 흡수한 후, 발광하는 기능을 갖는다.

도 1은 종래 기술에 따라 블루이시 화상 불량이 발생되는 액정표시장치를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 액정표시장치(10)는 상부커버(20)와 하부커버(미도시) 내에 액정표시패널(30)과 백라이트 유닛(미도시)이 일체로 조립된다.

상기 상부커버(20)는 중앙이 개방된 사각테 구조로 형성되어, 상기 액정표시패널(30)의 표시영역을 중심으로 가장자리 둘레를 고정한다.

상기 백라이트 유닛(미도시)은 발광다이오드를 포함하는 광원, 상기 광원으로부터 발생되는 광을 면광원으로 변환하는 도광판, 상기 도광판 하부에 배치되는 반사판, 상기 도광판 상부에 배치되는 광변환시트 및 광학시트를 포함한다.

상기 광변환시트는 굴절율을 갖는 레진(Resin) 속에 적색(Red) 양자점 또는 녹색(Green) 양자점을 혼합시켜 색재현율(Color Gamut)이 높은 백색 광을 구현하는 기능을 한다. 상기 색재현율이 높은 백색광은 적색, 녹색 및 청색광에 대응되는 광파장이 각각 충분하게 포함되어 있는 광을 의미한다.

하지만, 도 1에 도시된 바와 같이, 광변환시트의 가장자리 둘레 영역은 광변환시트와 광학시트가 안착될 수 있도록 패널가이드 또는 서포트 메인에 안착부가 돌출되어 있는데, 이러한 안착부는 도광판에서 공급되는 광을 차단시켜 블루이시 화상 불량(BL)이 발생시킨다.

상기와 같은, 블루이시 화상 불량(BL)은 광변환시트의 가장자리 영역에서 발생되는 부족한 재순환 광량에 기인하고, 이러한 블루이시 화상 불량은 광변환시트의 조립 구조상 필연적으로 발생될 수밖에 없는 문제가 있다.

본 발명은, 광변환시트를 도광판과 근접하게 배치하고, 상기 광변환시트의 가장자리 둘레 영역에 광보상필름을 배치하여 블루이시 화상 불량을 개선한 광변환시트 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 광변환시트의 가장자리 둘레 또는 광변환시트의 가장자리 둘레와 대응되는 서포트메인 영역에 광보상필름을 배치하여, 광변환시트로 재순환되는 광량을 증가시킨 광변환시트 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 광변환시트는, 제1기판; 제2기판; 및 상기 제1 및 제2기판에 사이에 배치된 광변환층을 포함하는 광변환시트에 있어서, 상기 광변환시트에서 변환된 광이 출사되는 제1영역과 상기 광변환시트의 가장자리 둘레와 대응되는 제2영역이 구획되고, 상기 제2영역과 대응되는 광변환층과 상기 제1영역과 대응되는 광변환층의 두께는 서로 다른 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 액정표시장치는, 액정표시패널; 상기 액정표시패널에 면광원을 공급하도록 광원과, 상기 광원으로부터 입사된 광을 면광원으로 변환하는 도광판과, 상기 도광판 상부에 배치되는 광변환시트와, 상기 광변환시트 상부에 배치된 광학시트와, 상기 도광판 하부에 배치되어 있는 반사판을 구비한 백라이트 유닛; 상기 액정표시패널과 상기 백라이트 유닛의 가장자리 둘레를 두르는 서포트메인; 및 상기 액정표시패널과 백라이트 유닛을 수납하는 하부커버를 포함하고, 상기 광변환시트의 가장자리 둘레 영역에는 광보상필름이 배치된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광변환시트 및 이를 구비한 액정표시장치는, 광변환시트를 도광판과 근접하게 배치하고, 상기 광변환시트의 가장자리 둘레 영역에 광보상필름을 배치하여 블루이시 화상 불량을 개선한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 광변환시트 및 이를 구비한 액정표시장치는, 광변환시트의 가장자리 둘레 또는 광변환시트의 가장자리 둘레와 대응되는 서포트메인 영역에 광보상필름을 배치하여, 광변환시트로 재순환되는 광량을 증가시킨 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따라 블루이시 화상 불량이 발생되는 액정표시장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 광보상필름을 구비한 액정표시장치의 단면도들이다.
도 5는 양자점 광변환시트에 대한 여기 광량에 따른 광량 특성을 도시한 그래프이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 광보상필름의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광변환시트의 구조를 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 9b는 액정표시장치에 본 발명에 따른 광보상필름을 적용한 영역(A)과 적용하지 않은 영역(B)에서의 색재현율을 비교한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 광보상필름을 구비한 액정표시장치의 단면도들이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 액정표시장치(100)는 액정표시패널(110)과 백라이트 유닛(120) 그리고 액정표시패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화하기 위한 서포트메인(130)과 하부커버(150) 그리고 탑커버(140)로 구성된다.

이들 각각에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 액정표시패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 하부커버(150)를 통해 모듈화되는데, 탑커버(140)는 액정표시패널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 단면이“ㄱ”형태로 절곡된 사각테 형상으로, 탑커버(140)의 전면을 개구하여 액정표시패널(110)에서 구현되는 화상을 표시하도록 구성한다.

또한, 상기 액정표시패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착되어 액정표시장치 전체 기구물 조립에 기초가 되는 하부커버(150)는 백라이트 유닛(120)의 배면에 밀착되는 수평면(151: 바닥면) 및 이의 가장자리가 수직하게 상향 절곡된 측면(153)으로 이루어진다.

그리고 이러한 하부커버(150) 상에 안착되며 액정표시패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 일가장자리가 개구된 사각의 테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140)와 하부커버(150)와 결합된다.

이때, 상기 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 하부커버(150)는 버텀커버 또는 커버버텀이라 일컬어지기도 한다.

그리고 액정표시패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 어레이 기판(112) 및 컬러필터 기판(114)을 포함한다.

이때, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 비록 도면상에 나타나지는 않았지만 통상 하부기판 또는 박막트랜지스터 기판이라 불리는 어레이 기판(112)의 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(thin film transistor : TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극과 일대일 대응 연결되어 있다.

그리고 상부기판이라 불리는 컬러필터 기판(114)의 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등을 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다. 또한, 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터 및 블랙매트릭스를 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.

하지만, IPS(In-Plane Switching) 모드 또는 FFS(Fringe Field Switching) 모드 액정표시장치인 경우에는 상기 어레이 기판(112) 내에 화소전극과 공통전극이 배치될 수 있다.

그리고 어레이 기판 및 컬러필터 기판(112, 114)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 편광판(미도시)이 각각 부착된다.

이 같은 액정표시패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 이나 테이프케리어패키지(tape carrier package : TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(117)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트 메인(130)의 측면 내지는 하부커버(150) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착된다.

이러한 액정표시패널(110)은 게이트구동회로의 온/오프 신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터가 온(on) 되면 데이터구동회로의 신호전압이 데이터라인을 통해서 해당 화소전극으로 전달되고, 이에 따른 화소 전극과 공통전극 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.

아울러 본 발명에 따른 액정표시장치에는 액정표시패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.

상기 백라이트 유닛(120)은 LED 어셈블리(129)와 백색 또는 은색의 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123) 그리고 이의 상부로 개재되는 광학시트(210) 및 상기 광학시트(210)와 도광판(123) 사이에 배치된 광변환시트(300)를 포함한다. 상기 광변환시트(300)는 도광판(123) 또는 광학시트(210)와 유사하게 사각형 플레이트 구조로 형성되어 있다.

또한, 아래 도 7과 같이, 광변환시트(300)의 가장자리 둘레의 발광 효율을 향상시키기 위해 변환광이 출사되는 출사 영역(광변환시트의 중앙 영역)보다 두꺼운 광변환층을 광변환시트(300) 가장자리 둘레를 따라 형성할 수 있다.

이와 같이, 광변환시트(300)의 가장자리 둘레 영역의 광변환층의 두께가 두꺼우면 광변환층에 포함되어 있는 양자점들의 개수가 출사 영역과 대응되는 광변환층의 양자점들의 개수보다 많아 발광 효율이 개선된다.

상기 LED 어셈블리(129)는 도광판(123)의 입광면과 대면하도록 도광판(123)의 일측에 위치하며, 이러한 LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(129a)와, 다수개의 LED(129a)가 일정 간격 이격되어 장착되는 PCB(129b)를 포함한다.

이러한 LED 어셈블리(129)는 다수개의 LED(129a)로부터 출사되는 빛이 PCB(129b)에 수직한 탑뷰(top view) 타입으로 이루어진다.

이때, LED(129a)는 발광효율 및 휘도 향상을 위하여, 약 430nm 내지 450nm의 파장을 갖는 청색광을 발광하는 청색 LED로 이루어진다.

그리고 본 발명의 백라이트 유닛(120)은 청색 LED(129a)를 사용하고, 상기 광변환시트(300)에는 그린(Green)과 레드(Red) 양자점(quantum dot), 그린(Green) 형광체와 레드(Red) 양자점 또는 레드(Red) 형광체와 그린(Green) 양자점으로 구성된 광변환층을 배치할 수 있다.

상기 반사판(125)은 도광판(123)의 배면에 위치하여, 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정표시패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.

상기 도광판(123) 상부, 즉, 상기 광변환시트(300)의 상부에 배치된 광학시트(210)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 도광판(123)과 광변환시트(300)를 통과한 빛을 확산 또는 집광하여 액정표시패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사 되도록 한다.

도 3 및 도 4를 참조하여, 액정표시장치(100)의 조립 구조를 보다 구체적으로 보면, 상기 하부커버(150) 내측에는 LED(129a)와 PCB(129b)로 구성된 LED 어셈블리(129)와 반사판(125) 및 도광판(123)이 수납되어 있다.

또한, 상기 LED 어셈블리(129)에는 LED(129a) 및 PCB(129b)와 일측이 면접촉되고, 타측이 하부커버(150) 바닥면과 면접촉되는 방열부(170)가 배치될 수 있다.

따라서, 상기 방열부(170)는 LED 어셈블리(129)와 일부가 접촉되고, 상기 반사판(125)과 하부커버(150) 사이에 배치되어, LED 어셈블리(129)에서 발생되는 열을 하부커버(150) 방향으로 방열시키는 효과가 있다.

또한, 상기 서포트메인(130)에는 내측 둘레를 따라 광학시트(210)가 안착되는 제1 안착부(130a)와, 상기 광학시트(210) 상부에 배치되는 액정표시패널(110)이 안착되는 제2 안착부(130b)가 형성된다.

상기 제1 및 제2 안착부들(130a, 130b)은 상기 서포트메인(130)과 일체로 형성될 수 있고, 내측면에서 내부 방향으로 돌출된 구조로 형성된다. 도면에 도시되었지만, 설명하지 않은 173은 고정패드로써, 고정패드는 액정표시패널(110)을 서포트메인(130)의 제2 안착부(130b)에 고정하는 기능을 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 도광판(123) 상에는 광변환시트(300)가 배치되어 있고, 상기 제1 안착부(130a) 상에는 광학시트(210)가 배치되어 있다. 또한, 본 발명에서는 광변환시트(300)의 가장자리 둘레 영역과 대응되는 제1 안착부(130a) 배면에 광보상필름(190)이 배치된다.

도 4는 도 3과 달리, 상기 광보상필름(190)이 광변환시트(300)의 가장자리 둘레 상에 직접 접촉되도록 배치된 실시예이다.

도 3을 중심으로 본 발명의 액정표시장치(100)가 블루이시 화상 불량을 제거하는 원리를 설명하면 다음과 같다. 도 4에서도 동일한 원리로 블루이시 화상 불량이 제거된다.

종래 기술에서는 서포트메인(130)의 제1 안착부(130a) 상에 광변환시트와 광학시트가 배치되어 있어, 상기 도광판(123)의 가장자리 둘레 영역에서 발생되는 광이 제1 안착부(130a)에 의해 광변환시트(300)로 진행하지 못하고 차단된다. 이로 인하여 광변환시트(300)의 가장자리 둘레 영역에서는 광원의 재순환(Recycle) 광량이 부족하여 블루이시 화상 불량이 발생되었다.

하지만, 본 발명에서는 도면에 도시된 바와 같이, 상기 광변환시트(300)를 도광판(123)과 제1 안착부(130a) 사이에 배치하고, 상기 광변환시트(300)의 가장자리 둘레 영역과 대응되는 영역에 광보상필름(190)을 배치하여 여기 광원의 재순환에 의한 2차 발광량을 증가시켰다. 즉, 상기 광변환시트(300)의 가장자리 둘레 영역에서의 발광량이 증가하면, 블루이시 화상 불량 줄어든다.

도 3에서는 광변환시트(300)의 가장자리 둘레 영역과 대응되는 제1 안착부(130a)의 배면에 광보상필름(190)을 배치한 모습이고, 도 4에서는 광변환시트(300)의 가장자리 둘레 영역에 직접 광보상필름(190)을 배치한 것이다.

도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛의 광원인 LED(129a)에서는 청색광이 도광판(123)의 입사면으로 공급되고, 상기 도광판(123) 내에서는 굴절 및 반사에 의해 상면으로 면광원을 출사한다.

상기 도광판(123)에서 출사된 광은 상기 액정표시패널(110)의 액티브 영역(화면표시 영역)과 대응되는 영역에서 중앙 영역(C: Center Region), 좌우측 영역(Left and Right Regions)을 구분하면, 중앙 영역(C)의 좌우측 영역(L, R)에서도 여기 광원의 재순환 광량이 풍부하여 광변환시트(300)의 적색(Red) 및 녹색(Green) 양자점들(발광체들)에 의한 2차 발광량이 존재한다.

상기 재순환 광은 상기 광학시트(210)에서 반사되거나 굴절된 광이 도광판(123), 반사판(125)을 진행하여 반사된 후 광변환시트(300)로 공급되거나 직접 광변환시트(300)의 양자점들로 공급되는 광으로써, 광변환시트(300) 내에서 2차 발광의 공급원으로 작용한다.

하지만, 종래 기술에서는 상기 광변환시트(300)의 가장자리 둘레 영역을 보면, 구조적으로 서포트메인(130)의 제1 안착부(130a)에 의해 광학시트(210)에서 반사된 광이 광변환시트(300)의 가장자리 영역으로 재순환되지 못한다.

본 발명에서는 광변환시트(300) 가장자리 둘레 영역에 광보상필름(190)이 배치되어 있어, 상기 도광판(123)에서 출광되는 면광원이 광보상필름(190)에서 반사되어 상기 광변환시트(300) 내부에서 재순환 과정이 일어난다.

이와 같이, 본 발명에서는 광변환시트(300)의 가장자리 둘레 영역에 광보상필름(190)을 배치하여, 재순환되는 광을 만들어주어 상기 광변환시트(300)의 가장자리 영역에서 발생하던 블루이시 화상 불량을 제거하였다.

따라서, 본 발명의 광변환시트 및 이를 구비한 액정표시장치는, 광변환시트를 도광판과 근접하게 배치하고, 상기 광변환시트의 가장자리 둘레 영역에 광보상필름을 배치하여 블루이시 화상 불량을 개선한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 광변환시트 및 이를 구비한 액정표시장치는, 광변환시트의 가장자리 둘레 또는 광변환시트의 가장자리 둘레와 대응되는 서포트메인 영역에 광보상필름을 배치하여, 광변환시트로 재순환되는 광량을 증가시킨 효과가 있다.

본 발명의 광보상필름에 의해 블루이시 화상 불량이 제거되는 관계를 도 5 내지 도 6b를 참조하여 설명한다.

도 5는 양자점 광변환시트에 대한 여기 광량에 따른 광량 특성을 도시한 그래프이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 광보상필름의 구조를 도시한 도면이다.

도 5 내지 도 6b를 참조하면, 최근 고색재현 화상을 구현하기 위해 양자점(Quantum Dot)들을 포함하는 광변환시트를 사용하고 있다. 블루(Blue) LED를 사용하는 백라이트 유닛의 광원은 도광판을 통해 광변환시트로 청색 특성의 면광원을 공급한다.

따라서, 상기 도광판에서 출광되는 면광원은 상기 광변환시트의 녹색 및 적색 양자점들(발광체들)과 작용하여 녹색광과 적색광으로 변환된다. 즉, 광변환시트의 녹색 및 적색 양자점들에서는 각각 녹색광과 적색광을 발광한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 여기 광원(Blue Intensity)의 광량이 증가할수록 녹색 및 적색 발광체(양자점들)들에서 발생되는 녹색광과 적색광의 강도가 증가하는 것을 볼 수 있다.

따라서, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 광보상필름(190)은 도광판(123)에서 여기된 광원(청색 광원)이 광보상필름(190)에서 반사되어, 광변환시트(300)로 재입사되기 때문에 광변환시트(300)의 가장자리 둘레 영역에서 여기 광원의 광량이 증가된다.

따라서, 도 5의 그래프와 같이, 광보상필름(190)에 의해 광변환시트(300) 내에는 보다 증가된 녹색광과 적색광이 출광될 수 있다. 이렇게 상기 광변환시트(300)에서는 도광판(123)에서 공급되는 청색광과 양자점들(발광체들)에서 발생되는 녹색광 및 적색광들에 의해 색재현율이 높은 백색광을 얻을 수 있다.

즉, 본 발명에서는 광변환시트(300)의 가장자리 둘레 영역에서는 물리적 구조 상 색재현율이 저하되는 문제가 있어, 이와 대응되는 영역에 광보상필름(190)을 배치하여 재순환 광량을 증가시켜 백색광의 색재현율을 향상시켰다.

따라서, 상기 광보상필름(190)은 도광판(123)에서 공급되는 광을 광변환시트(300) 영역으로 반사를 시킬 수 있도록 반사율이 50% 이상인 것이 바람직하다.

상기 광보상필름(190)은 도광판(123)에서 공급되는 광을 상기 광변환시트(300)로 재순환시켜 발광 효율을 향상시키는 역할을 하기 때문에 반사율이 높아야 광변환시트(300)로 재순환되는 광량을 최대로 늘릴 수 있다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 광보상필름(190)은 제1 내지 제3 층(191, 192, 193)들이 적층된 구조로 형성될 수 있다.

상기 제1층(191)은 투명한 절연물질로 형성되고, 상기 제3층(193)은 상기 광보상필름(190)이 서포트메인의 안착부 또는 광변환시트 상에 견고히 부착될 수 있는 접착층으로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제3 층(191, 193) 사이의 제2층(192)은 도광판의 가장자리 둘레로부터 공급되는 광을 광변환시트 방향으로 재반사시킬 수 있는 금속 물질(Al, Ag, Ti)로 형성될 수 있다.

상기 광보상필름(190)의 폭은 0.5mm~6mm의 범위로 형성될 수 있는데, 액정표시장치에 사용되는 베젤(bezel) 폭에 따라 유동적으로 변경될 수 있다.

또한, 상기와 같이, 광보상필름(190)의 폭의 범위를 규정한 이유는 액정표시장치에 배치되는 베젤 폭에 따라 광보상필름(190)의 폭을 조절하여 액정표시장치의 디스플레이 화면 면적을 조절할 수 있는 효과가 있기 때문이다.

상기 광보상필름(190)의 전체 두께는 10~1000㎛ 범위에서 선택적으로 적용되는데, 이는 광보상필름(190)이 서포트메인과 광변환시트 모두에 부착되어 광반사 효과 및 광변환시트의 유동 방지를 구현할 수 있기 때문이다.

즉, 상기 광보상필름(190)이 도광판에서 발생되는 광의 반사(재순환) 기능만을 갖도록 할 경우에는, 10㎛에 가깝도록 얇게 형성하나, 하부의 광변환시트를 고정하는 기능을 할 때에는 두껍게 형성될 수 있다.

따라서, 상기 광보상필름(190)의 두께에 따라 광반사에 의한 광변환시트로의 재순환 광량을 증가시키거나 광변환시트 및 도광판의 유동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 6b는 본 발명의 광보상필름(290)의 다른 실시예를 도시한 것으로써, 광보상필름(290)은 제1 및 제2 층들(291, 292)로 구성된다. 상기 제1 층(291)은 접착층 역할을 하고, 상기 제2 층(292)은 다공 재질로 형성하여, 도광판으로부터 진행해오는 광을 광변환시트 방향으로 반사 및 굴절시키도록 하였다.

본 발명의 광보상필름의 구조를 도 6a 및 도 6b에서 설명하였지만, 이것은 고정된 것이 아니기 때문에 백색 코팅막 형태로 서포트 메인의 안착부 또는 광변환시트의 가장자리 둘레 영역에 직접 형성할 수 있다.

도 2에서는 광변환시트가 사각형 구조로써, 광변환시트의 전 영역의 두께가 일정한 구조를 중심으로 설명하였지만, 경우에 따라서는 도 7에 도시된 바와 같이, 광변환시트의 가장자리 둘레 영역의 구조를 변경하여 양자점들(발광체들)로부터 발광되는 녹색 및 적색광량을 증가시킬 수 있다.

따라서, 아래 도 7에서 설명한 광변환시트는 도 2에서 설명한 액정표시장치에 동일하게 적용하여 사용할 수 있고, 경우에 따라서는 광보상필름도 함께 배치하거나 광보상필름을 제거하여 사용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광변환시트의 구조를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광변환시트(400)는 투명한 절연물질(PET 등)로된 제1 및 제2 기판(401, 402), 상기 제1 및 제2 기판들(401, 402) 각각에 형성된 제1 및 제2 베리어층(403, 404), 상기 제1 및 제2 베리어층(403, 404) 사이에 배치된 광변환층(405)을 포함한다.

상기 제1 및 제2 베리어층(403, 404)은 무기질로 이루어질 수 있다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 광변환시트(400) 제1 및 제2 기판(401, 402) 외측면에는 비드와 같은 다수의 광확산제를 포함하는 광확산층이 형성될 수 있다.

상기 광변환층(405)은 제1 및 제2 양자점(Quantum Dot, Q1, Q2) 및 비드(B)로 구성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 양자점(Q1, Q2)들은 주기율 표의 Ⅱ-Ⅵ, Ⅱ-Ⅲ, Ⅲ-V, Ⅲ-Ⅵ, Ⅵ-Ⅳ, Ⅳ 족의 반도체, 합금 혹은 그것의 혼합된 물질로 이루어질 수 있다.

즉, 상기 제1 및 제2 양자점(Q1, Q2)들이 주기율표의 Ⅱ-Ⅵ족으로 이루어지는 경우, CdSe, CdS, CdTe, ZnO,ZnSe, ZnS, ZnTe, HgSe, HgTe, CdZnSe 중 어느 하나로 또는 둘 이상의 물질이 혼합될 수 있다.

그리고 Ⅲ-V 족으로 이루어지는 경우, InP, InN, GaN, InSb, InAsP, InGaAs, GaAs, GaP, GaSb, AlP, AlN, AlAs, AlSb, CdSeTe, ZnCdSe 중 어느 하나로 또는 둘 이상의 물질이 혼합될 수 있다.

또한, Ⅵ-Ⅳ족으로 이루어지는 경우, PbSe, PbTe, PbS, PbSnTe, Tl2SnTe5중 어느 하나로 또는 둘 이상의 물질이 혼합될 수 있다.

상기 제1 및 제2 양자점(Q1, Q2)들은 각각 적색(Red) 광을 발생시키는 적색 양자점, 녹색(Green) 광을 발생시키는 녹색 양자점일 수 있다.

또한, 상기 광변환층(405)에는 제1 및 제2 양자점(Q1, Q2) 중 어느 하나의 양자점과 이와 대응되는 적색 또는 녹색 형광체가 혼합되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 양자점(Q1, Q2)의 직경은 0.5nm~30nm 의 평균 직경을 가질 수 있고, 상기 광변환층(405)에 사용되는 레진(Resin)은 폴리(메틸(메트)아크릴레이트)(poly(methyl(meth)acrylate)), 폴리(에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트)(poly(ethylene glycol dimethacrylate), 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리(디비닐 벤젠)(poly(divinyl benzene)), 폴리(티오에테르)(poly(thioether)), 실리카, 폴리에폭사이드 그리고 이들의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택되는 물질을 사용할 수 있다.

상기와 같이, 양자점들의 직경 범위는 다양한 색재현율 구현을 위해 선택적으로 적용될 수 있다. 왜냐하면, 양자점들은 직경에 따라 발광 특성과 파장이 다르기 때문에 요청되는 색순도에 맞게 이를 조절할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 양자점의 직경에 따라 발광되는 광 파장의 반치폭을 조절할 수 있어 색재현율을 높일 수 있다. 일반적으로 반치폭이 좁은 광은 색순도가 좋아져 결과적으로 색재현율이 좋아진다.

상기 광변환층의 레진 물질들은 광변환층에 포함되어 있는 양자점들이 수분이나 다른 물질에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해 선택된 물질이다.

또한, 본 발명의 광변환시트(400)는 변환된 광이 출사되는 출사 영역과 대응되는 제1 영역(P1)과 상기 광변환시트(400)의 가장자리 둘레 영역과 대응되는 제2영역(P2)으로 구획되고, 상기 제2영역과 대응되는 광변환층(405)의 두께(D2)를 제1영역과 대응되는 광변환층(405)의 두께(D1)보다 두껍게 형성하였다.

따라서, 상기 광변환시트(400)의 제2영역(P2)과 대응되는 상기 제1 및 제2 기판(401, 402)에는 소정의 경사각을 갖는 제1 및 제2 경사부들(401a, 402a)이 형성되어 있어, 상기 제1 및 제2 경사부들(401a, 402a) 사이에 배치된 광변환층(405)은 제1영역(P1)의 끝단에서부터 제2영역(P2) 내에서 두께가 순차적으로 증가되는 구조로 형성된다.

즉, 상기 제1 기판(401)의 제1경사부(401a)와 상기 제2 기판(402)의 제2경사부(402a)의 광변환층(405)에서는 동일한 폭을 기준으로 볼 때, 상기 제1영역(P1)에 대응되는 광변환층(405)보다 양자점들(발광체들)의 개수가 많아 제1영역(P1) 보다 변환된 광량이 증가한다.

상기와 같이, 광변환시트(400)의 가장자리 영역과 대응되는 영역에서의 발광 효율이 증가하면 액정표시패널의 가장자리 둘레를 따라 발생하던 블루이시 화상 불량이 줄어드는 효과가 있다.

상기 제1영역(P1)과 대응되는 광변환층(405)의 두께(D1)와 광변환시트(400)의 가장자리 끝단의 광변환층(405)의 두께를 D2라고 하면, D2와 D1의 차이는 2~15㎛인 것이 바람직하다.

또한, 상기 광변환시트(400)의 제2영역의 폭은 0.5mm~60mm인 것이 바람직한데, 블루이시 화상 불량이 발생되는 영역에 대응되도록 다른 두께를 갖는 광변환층(405)의 영역을 조절하여 블루이시 화상 불량을 제거하기 위함이다.

이것은 액정표시장치의 블루이시 화상 불량이 광변환시트의 위치에 따라 휘도 불량의 정도가 다르기 때문에 이와 대응되도록 하여 블루이시 화상 불량이 제거된 균일한 휘도의 백색광을 구현하기 위함이다.

이와 같이, 광변환시트(400)의 가장자리 둘레 영역의 두께가 두꺼우면 광변환층에 포함된 양자점들의 개수가 증가하여 광변환시트(400)의 제1 영역보다 광변환효율이 개선된다. 따라서, 광재순환에 의한 2차 발광량 증가와 동일한 효과를 구현할 수 있어, 액정표시장치의 블루이시 화상 불량을 방지할 수 있다.

도 8 내지 도 9b는 액정표시장치에 본 발명에 따른 광보상필름을 적용한 영역(A)과 적용하지 않은 영역(B)에서의 색재현율을 비교한 도면이다.

도 8 내지 도 9b를 참조하면, 액정표시장치를 수직한 방향으로 ①~⑨ 영역으로 구분하였고, ①~② 영역과 대응되는 광변환시트 또는 서포트메인의 안착부에 광보상필름을 부착하였고, ⑧~⑨ 영역과 대응되는 영역에는 광보상필름을 배치하지 않았다.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 광보상필름이 배치된 ①~② 영역에서는 색재현율(Wx, Wy)이 광보상필름을 배치하지 않은 종래 기술에 비해 상승된 것을 볼 수 있다.

하지만, 광보상필름이 배치되지 않은 ⑧~⑨ 영역에서는 광보상필름을 전혀 배치하지 않은 종래기술의 색재현율과 거의 유사한 것을 볼 수 있다.

이것은 본원 발명의 액정표시장치에 광보상필름을 배치함으로써, 광변환시트의 광재순환 효율이 개선되어 백색광에 포함된 녹색 및 적색 광의 광량이 증가된 효과가 나타난 것이다.

이와 같이, 백색광에 녹색 및 적색 광량이 증가하면, 색재현율이 개선되어 고색재현율 액정표시장치를 구현할 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명의 광변환시트, 이를 구비한 백라이트 유닛 및 액정표시장치는, 광변환시트를 도광판과 근접하게 배치하고, 상기 광변환시트의 가장자리 둘레 영역에 광보상필름을 배치하여 블루이시 화상 불량을 개선한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 광변환시트, 이를 구비한 백라이트 유닛 및 액정표시장치는, 광변환시트의 가장자리 둘레 또는 광변환시트의 가장자리 둘레와 대응되는 서포트메인 영역에 광보상필름을 배치하여, 광변환시트로 재순환되는 광량을 증가시킨 효과가 있다.

100 : 액정표시장치 110 : 액정표시패널
112 : 제 1 기판 114 : 제 2 기판
117 : 인쇄회로기판 120 : 백라이트 유닛
210: 광학시트 123 : 도광판
125 : 반사판 130 : 서포트메인
300: 광변환시트 190: 광보상필름

Claims (10)

1. 제1기판;
   제2기판; 및
   상기 제1 및 제2기판에 사이에 배치된 광변환층을 포함하는 광변환시트에 있어서,
   상기 광변환시트에서 변환된 광이 출사되는 제1영역과 상기 광변환시트의 가장자리 둘레와 대응되는 제2영역이 구획되고,
   상기 제2영역과 대응되는 광변환층과 상기 제1영역과 대응되는 광변환층의 두께는 서로 다른 것을 특징으로 하는 광변환시트.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 제1영역과 대응되는 제1기판 및 제2기판은 소정의 기울기로 기울어진 제1 및 제2 경사부를 갖는 것을 특징으로 하는 광변환시트.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 광변환시트의 제2영역 폭은 0.5mm~60mm인 것을 특징으로 하는 광변환시트.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 제2영역과 대응되는 광변환층의 양자점들은 동일한 폭일 때, 상기 제1영역과 대응되는 광변환층의 양자점들 보다 많은 것을 특징으로 하는 광변환시트.
   
5. 액정표시패널;
   상기 액정표시패널에 면광원을 공급하도록 광원과, 상기 광원으로부터 입사된 광을 면광원으로 변환하는 도광판과, 상기 도광판 상부에 배치되는 광변환시트와, 상기 광변환시트 상부에 배치된 광학시트와, 상기 도광판 하부에 배치되어 있는 반사판을 구비한 백라이트 유닛;
   상기 액정표시패널과 상기 백라이트 유닛의 가장자리 둘레를 두르는 서포트메인; 및
   상기 액정표시패널과 백라이트 유닛을 수납하는 하부커버를 포함하고,
   상기 광변환시트의 가장자리 둘레 영역에는 광보상필름이 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 서포트메인의 내측면에는 상기 광학시트를 안착시키기 위한 제1 안착부와 상기 액정표시패널을 안착시키기 위한 제2안착부를 포함하는 액정표시장치.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 광변환시트는 상기 도광판과 상기 제1안착부 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
   
8. 제6항에 있어서, 상기 광보상필름은 상기 광변환시트의 가장자리 둘레와 대응되도록 배치된 상기 제1안착부 배면에 부착된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
   
9. 제5항에 있어서, 상기 광보상필름은 상기 광변환시트의 가장자리 둘레를 따라 상기 광변환시트 상에 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
   
10. 제5항에 있어서, 상기 광보상필름의 전체 두께는 10~1000㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

Images