KR20170016927A - 패턴된 유리 광 가이드 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본원에는 제1표면, 대향하는 제2표면 및 적어도 하나의 에지를 포함하는 유리 광 가이드가 개시되며, 여기서 상기 제1표면은 다수의 컬러 변환 요소로 패턴되고, 상기 제2표면은 다수의 광 추출 형태 및/또는 컬러 변환요소로 선택적으로 패턴된다. 또한, 본원에는 그와 같은 유리 광 가이드를 포함하는 디스플레이 장치가 개시된다. 그러한 디스플레이 장치는 상기 유리 광 가이드의 열팽창 계수(CTE)와 거의 유사한 열팽창 계수를 갖는 박막 트랜지스터(TFT)를 더 포함한다.

Description

패턴된 유리 광 가이드 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{PATTERNED GLASS LIGHT GUIDE AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}

본 출원은 2014년 6월 10일 출원된 미국출원 제62/010,093호를 우선권 주장하고 있으며, 상기 특허 문헌의 내용은 참조를 위해 본 발명에 모두 포함된다.

본 개시는 통상 유리 광 가이드 및 이러한 유리 광 가이드를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 패턴된 유리 광 가이드 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD)는 보통 셀 폰, 랩탑, 전자 태블릿, 텔레비젼, 및 컴퓨터 모니터와 같은 다양한 전자 장치에 사용된다. 그러나, LCD는 밝기, 콘트라스트비, 효율, 및 시야각과 관련하여 다른 디스플레이 장치들과 비교해 제한될 수 있다. 예를 들어, 유기발광다이오드(OLED) 기술과 경쟁하기 위해서는, 기존의 LCD에서 보다 높은 콘트라스트비, 색 영역, 및 밝기를 필요로 하고, 또한 예컨대 휴대용 장치의 경우 파워 요건의 균형이 필요하다. 더욱이, 전자 장치에서 새롭게 부상하는 투명한 디스플레이를 포함하는 것이 추세인데, 이는 사용자가 디스플레이 패널 뒤에 있는 장치 요소 또는 다른 대상을 볼 수 있게 한다. 그러나, 기존의 백라이트 기술은 기껏해야 패널 뒤의 대상들의 왜곡된 뷰(view)를 제공하거나 또는 이들 대상의 뷰를 부분적으로 또는 완전히 차단할 수 있다. 마지막으로, 더 얇은 LCD 장치에 대한 전반적인 소비자의 요구는 더 얇은 백라이트 스택에 대한 요구를 이끈다.

기존의 LCD 백라이트는 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)를 포함하는 광 가이드를 포함한다. 그러나, 더 얇은 PMMA의 시트를 이용하여 더 얇은 백라이트 스택을 만들기 위한 시도는 높은 가격 및/또는 낮은 강도(부서지기 쉬움)의 단점을 가질 수 있다. 더욱이, 기존 LCD 백라이트의 두께는 또한 광을 백라이트에서 액정의 백플레인(backplane)으로 전달하는 역할을 하는 다양한 폴리머 필름의 존재에 의해 영향받을 수 있다. 예를 들어, 광은 큰 각도(예컨대, 약 70°보다 큰)로 그 광을 방출하는 광 추출 형태를 갖는 투명한, 예컨대 PMMA 광 가이드로 주사될 수 있다. 디스플레이 쪽으로 방출된 광은 더 많은 광이 스크린에 수직으로 방출되도록 그 방향을 변경하는 밝기 향상 필름에 부딪힐 것이다. 이후, LCD 백플레인에서 편광기에 수직인 편광으로 LCD 패널 쪽으로 방출된 광은 랜덤화된 편광으로 반사기의 램버트(Lambertian) 산란층으로부터 반사하기 위해 백라이트 스택을 통해 다시 그 편광을 선택적으로 반사하는 필름에 부딪힐 것이다. 그러한 광 가이드 뒤의 램버트 산란층은 재순환된 광 및 LCD 패널 쪽으로 광 가이드에 의해 LCD로부터 방출된 광을 반사할 것이다. 그러한 백라이트 스택의 두께는 각 층의 추가에 따라 증가하여 더 얇은 LCD 장치를 생성할 능력을 방해할 것이다. 더욱이, 그러한 추가 층들의 존재는 각 층이 거기에 입사되는 광의 일부만을 전송하기 때문에 디스플레이 장치의 밝기를 감소시킬 것이다.

패턴된 백라이트가 상기 단점들 중 하나 또는 그 이상에 대한 잠재적인 해결책으로 개발되었지만 출원인의 지식은 현재 상업화되지 않았다. 예컨대, 그 전체 내용이 참조에 의해 본원에 포함된 미국특허 제6,791,636호는 패턴된 광 가이드에 관한 것이다. 그러나, 패턴된 광 가이드에 대한 3차원 광 추출 형태와 LCD 박막 트랜지스터(TFT)간 요구된 정렬 허용오차는 매우 엄격하기 때문에, 상업적인 적용에 있서 그와 같은 패턴된 광 가이드의 사용을 제한하고 있다.

따라서, 상기 단점들의 하나 또는 그 이상을 해결하는 LCD 장치를 위한 백라이트, 예컨대 보다 낮은 비용 및/또는 보다 높은 강도를 갖는 더 얇은 백라이트, 광 전송을 위해 더 적은 층들을 필요로 하는 백라이트, 및/또는 광 가이드와 TFT간 향상된 정렬 안정성을 갖는 백라이트를 제공하는 것이 바람직할 것이다. 다양한 실시예들에서, 그와 같은 백라이트를 포함하는 LCD 장치들은 더 밝아질 수 있고, 더 높은 콘트라스트비를 가질 수 있고, 향상된 시야각을 가질 수 있으며, 그리고/또 에너지 효율이 더 높아질 수 있다.

본 개시는 패턴된 유리 광 가이드 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 개시는 다양한 실시예들에서 박막 트랜지스터(TFT) 및 제1표면, 대향하는 제2표면 및 적어도 하나의 에지를 갖춘 적어도 하나의 유리 광 가이드를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 상기 제1표면은 다수의 컬러 변환 요소로 패턴되고, 상기 제2표면은 다수의 광 추출 형태 및/또는 컬러 변환 요소로 선택적으로 패턴되며, 상기 광 가이드의 열팽창 계수(CTE)는 상기 TFT의 CTE와 실질적으로 유사하다.

소정 실시예에 있어서, 광원이 광 가이드의 적어도 하나의 에지에 광학적으로 결합될 때, 공간적 균일성, 스펙트럼적 균일성, 및/또는 각도적 균일성에 따라 출력된 실질적으로 균일한 광을 생성했다. 다양한 실시예들에 따르면, 컬러 변환 요소는 양자점, 형광 염료, 및/또는 적색, 녹색 및/또는 청색 형광체로부터 선택될 것이다. 광 추출 형태는 예컨대 광 가이드의 표면을 텍스처링 또는 에칭함으로써 생성될 것이다. 예컨대, 그러한 광 가이드 표면은 약 50 nm와 같이 약 10 nm 내지 약 150 nm 범위의 거칠기(R_a)를 가질 것이다. 다른 실시예들에 있어서, 광 추출 형태는 유리 광 가이드의 굴절률과 실질적으로 유사한 굴절률을 갖는 유기 또는 무기 물질로 코팅될 것이다. 디스플레이 장치는 광원, 액정층, 선형 편광자 필터, 반사 편광자, 및 그 조합과 같은 추가의 요소들을 포함할 것이다.

또한, 본 개시는 제1표면, 대향하는 제2표면 및 적어도 하나의 에지를 포함하는 유리 광 가이드에 관한 것이며, 여기서 상기 제1표면은 백색광을 방출하도록 구성된 다수의 제1컬러 변환기로 패턴되고, 상기 제2표면은 백색광을 방출하도록 다수의 광 추출 형태 및/또는 다수의 제2컬러 변환기로 선택적으로 패턴된다. 동일하거나 다른 상기 다수의 제1 및 제2컬러 변환기는 양자점, 형광 염료, 적색, 녹색 및 청색 형광체, 및 그 조합으로부터 선택될 것이다.

다양한 실시예들에 따르면, 유리 광 가이드는 예컨대 청색광을 방출하는 적어도 하나의 광원을 포함하는 디스플레이 장치에 통합될 것이다. 상기 광원이 유리 광 가이드의 에지(들)에 광학적으로 결합될 때, 예컨대 램버트 각도 분포를 갖는 백색광이 생성될 것이다. 상기 디스플레이 장치는 추가의 실시예들에서 선형 편광자, 반사 편광자, 폴리머 마이크로렌즈 어레이, 액정층, 및 그 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 더 포함할 것이다. 소정의 실시예들에 따르면, 상기 디스플레이 장치는 유리 광 가이드의 CTE와 실질적으로 유사한 CTE를 갖는 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.

또한, 본 개시는 제1표면, 대향하는 제2표면 및 적어도 하나의 에지를 포함하는 광 가이드에 관한 것이며, 여기서 상기 제1표면은 적색 형광체, 녹색 형광체, 및/또는 청색 형광체로부터 선택된 다수의 형광체로 패턴되고, 상기 제2표면은 다수의 광 추출 형태로 선택적으로 패턴된다. 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 유리 광 가이드는 폴리머 마이크로렌즈 어레이를 선택적으로 더 포함하는 디스플레이 장치에 통합될 것이다. 다른 실시예들에 있어서, 광 가이드 표면 상의 형광체 및/또는 광 추출 형태의 밀도는 각 컬러의 방출 밝기가 그 광 가이드 표면에 걸쳐 일정해지도록 콘트롤될 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 유리 광 가이드는 형광체가 단일 컬러를 전달하는 디스플레이의 상관 서브-픽셀들과 정렬되도록 디스플레이 장치에 통합될 수 있다. 그와 같은 실시예들에서는 컬러 필터층을 포함하지 않는 디스플레이 장치를 생성하는 것이 가능할 수 있다.

더욱이, 본원에는 박막 트랜지스터, 및 제1표면, 대향하는 제2표면 및 적어도 하나의 에지를 갖춘 유리 광 가이드를 포함하는 디스플레이 장치가 개시되며, 여기서 상기 제1표면은 다수의 컬러 변환기로 패턴되고, 상기 유리 광 가이드는 상기 박막 트랜지스터의 열팽창 계수와 거의 동일한 열팽창 계수를 갖는다.

본 개시의 추가의 특징 및 장점들은 다음의 상세한 설명에서 설명되며, 부분적으로는 그러한 설명으로부터 통상의 기술자에게 자명하거나, 또는 이하의 상세한 설명, 청구항 뿐만 아니라 수반된 도면들을 포함하여 본원에 기술한 바와 같은 방법들을 실시함으로써 알 수 있을 것이다.

상기한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 본 개시의 다양한 실시예들을 제시하고, 청구범위의 특징 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 기초를 제공하기 위한 것임을 알아야 한다. 수반되는 도면들은 본 개시의 이해를 좀더 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성한다. 그러한 도면들은 본 개시의 다양한 실시예들을 기술하며, 그 설명과 함께 본 개시의 원리 및 동작들을 설명하기 위해 제공된다.

다음의 상세한 설명은 이하의 도면들을 참조함으로써 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 종래의 광 가이드 및 본 개시의 일 형태에 따른 광 가이드에 대한 각도 함수로서 정규화된 휘도의 플롯이고,
도 2는 예시의 LCD 스택의 광학 요소들을 나타내고;
도 3은 예시의 종래 LCD에서의 광 손실을 나타내고;
도 4는 본 개시의 소정 형태에 따른 디스플레이 구성의 단순화된 도면이며;
도 5는 본 개시의 다른 형태에 따른 디스플레이 구성의 단순화된 도면이다.

본원에는 박막 트랜지스터(TFT) 및 적어도 하나의 유리 광 가이드를 포함하는 디스플레이 장치가 개시되며, 상기 광 가이드는 제1표면, 대향하는 제2표면 및 적어도 하나의 에지를 갖추고, 상기 제1표면은 다수의 컬러 변환 요소로 패턴되고, 상기 제2표면은 선택적으로 다수의 광 추출 형태 및/또는 컬러 변환 요소로 패턴되며, 상기 광 가이드의 열팽창 계수(CTE)는 상기 TFT의 CTE와 실질적으로 유사하다.

또한, 본원에는 제1표면, 대향하는 제2표면 및 적어도 하나의 에지를 포함하는 유리 광 가이드가 개시되며, 여기서 상기 제1표면은 백색광을 방출할 수 있는 다수의 제1컬러 변환기로 패턴되고, 상기 제2표면은 백색광을 방출할 수 있는 다수의 광 추출 형태 및/또는 형광체로 선택적으로 패턴된다. 동일하거나 다른 상기 다수의 제1 및 제2컬러 변환기는 양자점, 형광 염료, 적색, 녹색 및 청색 형광체, 및 그 조합으로부터 선택될 것이다.

더욱이, 본원에는 제1표면, 대향하는 제2표면 및 적어도 하나의 에지를 포함하는 투명한 광 가이드가 개시되며, 여기서 상기 제1표면은 적색 컬러 변환기, 녹색 컬러 변환기, 및/또는 청색 컬러 변환기로부터 선택된 다수의 컬러 변환기로 패턴되고, 상기 제2표면은 다수의 광 추출 형태로 선택적으로 패턴된다. 몇몇 실시예들에 있어서, 이들 유리 광 가이드는 예컨대 TFT, 적어도 하나의 광원, 액정층, 적어도 하나의 편광 필터, 반사 편광자, 및/또는 폴리머 마이크로렌즈 어레이를 포함하는 디스플레이 장치에 통합될 것이다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 유리 광 가이드는 반투명 또는 거의 투명할 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 상기 유리 광 가이드는 TFT의 CTE와 실질적으로 유사한 CTE를 가질 것이다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "투명"은 약 1 mm의 두께에서, 스펙트럼 가시 영역(400-700 nm)에서 약 85% 이상의 투과를 갖는다는 것을 나타내기 위한 것이다. 예를 들어, 예시의 투명 유리 광 가이드는 가시광 범위에서, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 또는 약 99% 이상의 투과율과 같이 약 85% 이상의 투과율(이들 사이의 모든 범위 및 하위범위를 포함하여)을 가질 것이다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 유리 광 가이드는 가시 영역에서, 약 45% 미만, 약 40% 미만, 약 35% 미만, 약 30% 미만, 약 25% 미만, 또는 약 20% 미만의 투과율과 같이 약 50% 미만의 투과율(이들 사이의 모든 범위 및 하위범위를 포함하여)을 가질 것이다. 소정 실시예들에 있어서, 예시의 유리 광 가이드는 자외선(UV) 영역(100-400 nm)에서, 약 55% 이상, 약 60% 이상, 약 65% 이상, 약 70% 이상, 약 75% 이상, 약 80% 이상, 약 85% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 또는 약 99% 이상의 투과율과 같이 약 50% 이상의 투과율(이들 사이의 모든 범위 및 하위범위를 포함하여)을 가질 것이다.

상기 유리 광 가이드는 한정하진 않지만 알루미노실리케이트, 알칼리-알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 알칼리-보로실리케이트, 알루미노보로실리케이트, 알칼리-알루미노보로실리케이트, 및 다른 적절한 유리를 포함한 광 가이드로서 사용하기 위해 종래 기술로 알려진 소정의 유리를 포함할 수 있다. 소정의 실시예들에 있어서, 상기 유리 광 가이드는 약 3 mm 또는 그 이하의 두께, 예컨대 약 0.3 mm 내지 약 2 mm의 범위, 약 0.7 mm 내지 약 1.5 mm의 범위, 또는 약 1.5 mm 내지 약 2.5 mm의 범위(이들 사이의 모든 범위 및 하위범위를 포함하여)를 가질 것이다. 유리 광 가이드로 사용하는데 적합한 비한정의 상업적으로 이용가능한 유리들로는 예컨대 코닝사의 Gorilla^® 유리, Willow^®, Lotus^TM, EAGLE XG^®를 포함한다.

상기 유리 광 가이드는 제1표면 및 대향하는 제2표면을 포함할 것이다. 그러한 표면들은 소정의 실시예들에서 평평하거나 또는 실질적으로 평평한데, 즉 거의 평탄 및/또는 수평할 것이다. 상기 제1표면 및 제2표면은 다양한 실시예들에서 평행하거나 또는 거의 평행할 것이다. 상기 유리 광 가이드는 적어도 하나의 에지, 예컨대 적어도 2개의 에지, 적어도 3개의 에지, 또는 적어도 4개의 에지를 더 포함할 것이다. 비한정의 예로서, 상기 유리 광 가이드는, 비록 다른 형태 및 구성들이 구상되고, 본 개시의 범주 내에 속하도록 의도될 지라도, 직사각형 또는 정사각형 유리 시트를 포함할 것이다.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 유리 광 가이드(이하 간단히 '광 가이드'라고도 칭함)의 제1표면 및 선택적으로 제2표면은 다수의 컬러 변환 요소로 패턴된다. 상기 광 가이드의 제2표면은 몇몇 실시예들에서 다수의 광 추출 형태로 패턴된다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "패턴된"은 예컨대 랜덤하게 또는 배열되어 반복적이거나 반복적이지 않은 소정 주어진 패턴 또는 디자인의 광 가이드의 표면 상에 다수의 요소 및/또는 형태들이 제공된다는 것을 나타내기 위한 것이다. 예를 들어, 그러한 컬러 변환 요소들의 경우에, 그와 같은 요소들은 다양한 비한정 실시예들에 따른 제1 및/또는 제2표면 상에 코팅될 것이다. 그러한 광 추출 형태들의 경우에, 그와 같은 형태들은 예컨대 조면화된 표면을 구성하는 텍스처 형태(textural feature)로서 제2표면에 걸쳐 분포될 것이다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "컬러 변환 요소" 및 그 변형은 예컨대 광을 받아들여 그 광을 다른 광, 예컨대 좀더 긴 파장으로 변환할 수 있는 요소들을 나타낼 것이다. 예를 들어, 그러한 컬러 변환 요소 또는 "컬러 변환기들"은 양자점, 쿠마린(coumarin) 및 로다민(rhodamine)과 같은 형광 염료, 및/또는 적색, 녹색 및/또는 청색 형광체와 같은 형광체로부터 선택될 것이다. 다양한 실시예들에 따르면, 그러한 컬러 변환 요소들은 녹색 및 적색 형광체로부터 선택될 수 있다. 예컨대, 청색광, 자외선광, 또는 근자외선광이 조사되면, 형광체는 그러한 광을 좀더 긴 적색, 황색, 녹색 또는 청색 파장으로 변환시킬 것이다. 더욱이, 예시의 컬러 변환 요소들은 청색광, 자외선광 또는 근자외선광이 조사되면 적색 및 녹색으로 방출하는 양자점을 포함할 수 있다.

광 가이드의 표면(들) 상에 그러한 컬러 변환기들의 사용은 몇몇 실시예들에서 종래의 광 가이드와 비교하여 광의 방출 각도를 랜덤화하게 할 수 있다. 도 1은 기존의 광 가이드(플롯 A) 및 다수의 형광체(청색광으로 에지-라이트된)(플롯 B)에 대한 각도 함수로서 정규화된 휘도를 나타내는 플롯이다. 플롯 A로 나타낸 바와 같이, 기존의 광 가이드(약 5 ㎛ 이상의 산란 특성을 이용하는)는 보다 높은 각도(예컨대, 약 70도(degrees) 이상)에서 대부분의 방출을 생성한다. 이론에 구애받지 않고, 이는 광 가이드와 공기간 굴절률 차 및 회절이 모멘트를 보존한다는 요구 조건에 기인하는 것으로 생각된다. 그러나, 플롯 B에 나타낸 바와 같이, 예컨대 형광체들을 이용하는 컬러-변환 프로세스에서, 기존의 광 가이드보다 훨씬 더 많은 균일한 각도 방출이 얻어질 수 있다. 이론에 구애받지 않고, 그와 같은 컬러 변환 요소들로부터 방출된 광은 그러한 컬러 변환 요소의 내부 자유도(예컨대, 전자 상태들간 탄성 산란)가 입사 및 산란된 광자의 모멘트를 효과적으로 역상관(decorrelate)시키기 때문에 입사광과 동일한 모멘트를 가질 필요는 없다고 생각된다. 더욱이, 그러한 형광체 광 가이드의 경우 후방 산란보다 더 많은 전방 산란이 있지만, 그러한 차이는 기존의 광 가이드의 90%와 비교하여 약 30% 미만이다.

다양한 실시예들에 있어서, 그러한 광 가이드의 제2표면 상에 선택적으로 제공된 광 추출 형태들은 광 산란 사이트(site)를 포함할 것이다. 예컨대, 상기 광 가이드의 제2표면은 그러한 광 추출 형태들을 생성하기 위해 텍스처링되고, 에칭되고, 코팅되고, 손상되고, 그리고/또 조면화될 수 있다. 그와 같은 방법들의 비한정 예들로는, 예컨대 표면의 산 에칭, TiO₂에 의한 표면 코팅, 및 유리 표면의 레이저 손상(damaging)을 포함한다. 다양한 실시예들에 따르면, 그러한 광 추출 형태들은 거의 균일한 조명을 생성하기 위해 적절한 밀도로 패턴될 것이다. 상기 광 추출 형태들은 유리 표면에서의 그러한 형태들의 깊이에 따라 표면 산란 및/또는 체적 산란을 생성할 수 있다. 이러한 추출 형태들의 광학 특성은 예컨대 그러한 추출 형태들을 생성할 때 사용된 처리 파라미터들에 의해 콘트롤될 수 있다.

더욱이, 그러한 광 추출 형태들의 크기 또한 광 가이드의 광 산란 특성에 영향을 줄 수 있다. 이론에 구애받지 않고, 작은 형태들은 전방 뿐만 아니라 후방으로 광을 산란시키는 반면, 큰 형태들은 주로 광을 전방으로 산란시키는 경향이 있는 것으로 생각된다. 따라서, 예컨대 다양한 실시예들에 따르면, 그러한 광 추출 형태들은 70 nm와 같은 약 100 mm 미만, 또는 약 50 nm 미만의 상관 길이를 가질 것이다. 더욱이, 큰 추출 형태들은 몇몇 실시예들에서 전방 광 산란을 제공하지만 작은 각 확산을 제공할 것이다. 따라서, 다양한 실시예들에 있어서, 상기 광 추출 형태들은 계층적 형태들을 형성하기 위해 약 50 nm 내지 약 100 nm, 약 150 nm 내지 약 200 nm, 또는 약 250 내지 약 350 nm와 같이 약 20 nm 내지 약 500 nm의 상관 길이의 범위(이들 사이의 모든 범위 및 하위범위 뿐만 아니라 그러한 범위들의 조합을 포함하여)가 될 것이다.

소정의 실시예들에 있어서, 상기 유리 광 가이드의 제2표면은 이 표면이 약 100 nm 미만, 약 80 nm 미만, 약 60 nm 미만, 약 50 nm 미만, 또는 약 25 nm 미만과 같이 약 10 nm 내지 약 150 nm 범위(이들 사이의 모든 범위 및 하위범위를 포함하여)의 평균 거칠기(R_a)를 갖도록 에칭, 손상, 코팅, 및/또는 조면화(roughening)에 의해 생성된 텍스처(texture)를 가질 것이다. 예컨대, 상기 유리 광 가이드의 제2표면은 약 50 nm의 표면 거칠기(R_a)를 가지며, 다른 실시예들에서 약 100 nm, 또는 약 20 nm의 표면 거칠기를 가질 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 상기 제2표면은 거의 평평해질 수 있는데, 즉 다수의 광 추출 형태를 생성하기 위해 텍스처링될 때조차 거의 평탄 및/또는 수평해질 수 있다.

상기 유리 광 가이드는 종래 기술로 공지된 소정의 방법에 따라 광 추출 형태를 생성하도록 처리되며, 그러한 방법은 그 내용이 참조를 위해 모두 본원에 포함된 공동 계류중이면서 공동 소유인 국제특허출원 PCT/US2013/063622에 개시되어 있다. 예컨대, 유리 시트는 원하는 두께 및/또는 표면 품질을 달성하기 위해 연마 및/또는 폴리싱될 수 있다. 다음에 그러한 유리는 선택적으로 세정되고, 그리고/또 에칭될 그러한 유리의 표면은 그 표면을 오존에 노출시키는 것과 같이 오염물을 제거하기 위한 프로세스를 거칠 것이다.

상기 유리는 또한 예컨대 이온 교환에 의해 화학적으로 강화될 것이다. 그러한 이온 교환 프로세스 동안, 유리 시트의 표면 또는 그 근처의 그 유리 시트 내의 이온은 예컨대 염 욕조(salt bath)로부터 더 큰 금속 이온으로 교환될 것이다. 더 큰 이온을 유리에 합체함으로써, 가까운 표면 영역에 압축 응력을 생성하여 시트를 강화시킬 수 있다. 대응하는 인장 응력은 압축 응력의 균형을 맞추기 위해 유리 시트의 중심 영역 내에 유도될 수 있다.

이온 교환은 예컨대 용융 염 욕조에 소정 시간 동안 유리를 담금으로써 수행될 수 있다. 예시의 염 욕조는 한정하진 않지만 KNO₃, LiNO₃, NaNO₃, RbNO₃, 및 그 조합을 포함한다. 용융된 염 욕조의 온도 및 처리 시간은 변경할 수 있다. 통상의 기술자는 원하는 적용에 따라 그러한 시간 및 온도를 결정할 수 있다. 비한정의 예로서, 비록 다른 온도 및 시간의 조합이 예상될 수 있지만, 그러한 용융된 염 욕조의 온도는 약 400℃ 내지 약 500℃와 같이 약 400℃ 내지 800℃ 범위가 될 수 있고, 그러한 소정 시간은 약 4시간 내지 약 10시간과 같이 약 4시간 내지 24시간의 범위가 될 수 있다. 비한정의 예로서, 상기 유리는 예컨대 표면 압축 응력을 부여하는 K-풍부 층을 얻기 위해 약 6시간 동안 KNO₃ 욕조에 잠수될 수 있다.

비한정의 예로서, 상기 에칭될 표면은 산 욕조에 노출시키는데, 즉 약 1:1 내지 9:1 범위의 비율로 빙초산(GAA) 및 암모늄 플루오라이드(NH₄F)의 혼합물에 노출시킬 수 있다. 그 에칭 시간은 예컨대 약 30초 내지 약 15분의 범위가 될 수 있고, 그러한 에칭은 실온 또는 상승된 온도에서 행해질 수 있다. 산 농도/비율, 온도, 및/또는 시간과 같은 프로세스 파라미터들이 결과의 추출 형태의 크기, 형상, 및 분포에 영향을 줄 수 있다. 통상의 기술자라면 원하는 그러한 표면 추출 형태를 달성하기 위해 이들 파라미터를 변경할 수 있다.

또한, 광 가이드의 광학적 광 산란 특성은 유리의 굴절률에 의해 영향받을 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 그러한 유리 광 가이드는 약 1.4 내지 약 1.6과 같이 약 1.3 내지 약 1.7 범위(이들 사이의 모든 범위 및 하위범위를 포함하여)의 굴절률을 가질 수 있다. 선택적으로, 다수의 광 추출 형태를 포함하는 제2표면은 유리와 거의 동일한 굴절률을 갖는 유기 또는 무기 물질로 코팅될 수 있다. 예컨대, 그러한 표면은 Honeywell Corp로부터의 Accuglass T-11과 같은 수지로 코팅될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 그러한 코팅 물질의 굴절률은 상기 유리 광 가이드의 굴절률과 거의 유사하다. 소정의 실시예들에 있어서, 그러한 코팅은 실시예의 각각의 광 추출 형태들의 거칠기를 감소시키기 위해 적절한 두께를 포함할 수 있다. 예컨대, 몇몇 실시예들에 있어서, 그러한 코팅(소정의 적절한 적층 수단에 의해 형성된)은 그 코팅의 두께가 그 표면의 RMS 거칠기와 거의 동일한 RMS 두께를 갖도록 각각의 표면의 거칠기와 일치할 수 있다.

본 개시에 따른 유리 광 가이드는 디스플레이 장치, 예컨대 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 LCD 장치에 채용될 것이다. 다양한 실시예들에 있어서, 상기 유리 광 가이드는 상기 TFT와 거의 유사한 열팽창 계수(CTE)를 가질 것이다. 예를 들어, 상기 유리 광 가이드는 약 100×10^-7/K까지의 CTE를 가질 수 있는데, 즉 약 55 내지 약 95×10^-7/K, 또는 약 25 내지 약 50×10^-7/K와 같이 약 20 내지 약 100×10^-7/K 범위(이들 사이의 모든 범위 및 하위범위를 포함하여)를 가질 수 있다.

TFT의 CTE에 거의 일치하는 CTE를 갖는 유리를 사용함으로써, 상기 유리 광 가이드의 기계적 강도 및/또는 열적 그리고/또 화학적 특성이 기존에 사용된 폴리머(예컨대, 약 500 내지 약 1000×10^-7/K 범위의 CTE를 가질 수 있는 PMMA)에 비해 개선될 것이라 믿는다. 소정 실시예들에 따르면, 상기 유리 광 가이드는 종래 기술, 예컨대 PMMA 광 가이드와 비교하여 TFT의 CTE에 적어도 약 5배 더 가까운 CTE를 가질 것이다.

본원에 사용한 바와 같은 용어 "거의 유사한"은 두 값이 대략 동일한 것, 예컨대 어떤 경우에는 그 크기 또는 그 크기의 2배 내에 속하거나, 또는 어떤 경우에는 서로 약 5% 이내 또는 서로 약 2% 이내와 같이 서로 약 10% 이내에 속하는 것을 나타내기 위한 것이다. 예컨대, 굴절률이 1.5인 경우, 거의 유사한 굴절률은 약 1.35 내지 약 1.65의 범위가 될 것이다. CTE가 30×10^-7/K인 경우, 거의 유사한 CTE는 약 10 내지 약 100×10^-7/K의 범위일 수 있는데, 이는 예를 들어 폴리머와 유리간 CTE 차이와 대조적이며, 2자리 정도 크기가 다를 수 있다.

그러한 광 가이드에서의 추출 형태들은 단위 길이당 추출 효율이

이도록 그 길이를 따라 변할 수 있으며, 여기서

이고, L은 그 광 가이드의 길이이며, x는 그 광 가이드에 걸친 위치이다. 그러한 단위 길이당 추출 효율은 상기 광 가이드의 표면에 걸친 컬러 변환 요소 밀도를 나타낸다. 만약 선택된 요소들, 예컨대 형광체들이 광 가이드 밖의 광의 일부 β를 결합하고 그 변환 효율이 Λ이면, 광 추출을 위한 컬러 변환 요소들, 예컨대 형광체들만을 사용하는 광 가이드는

에 의해 주어진 표면에 걸친 밀도를 가질 것이다. 따라서, 광 가이드 표면 상의 그러한 컬러 변환 요소 및/또는 광 추출 형태들의 밀도는 공간적으로, 스펙트럼적으로, 그리고/또 각도적으로 거의 균일한 광 방출을 생성하도록 콘트롤될 수 있으며, 여기서 각 컬러의 방출 밝기는 표면에 걸쳐 일정할 것이다.

추가로 본 개시는 다양한 실시예들에서 제1표면, 대향하는 제2표면 및 적어도 하나의 에지를 포함하는 유리 광 가이드에 관한 것이며, 여기서 상기 제1표면은 백색광을 방출할 수 있는 다수의 제1컬러 변환기로 패턴되고, 상기 제2표면은 백색광을 방출할 수 있는 다수의 광 추출 형태 및/또는 다수의 제2컬러 변환기로 선택적으로 패턴된다. 동일하거나 다른 다수의 제1 및 제2컬러 변환기는 양자점, 형광 염료, 적색, 녹색 및 청색 형광체, 및 그 조합으로부터 선택될 수 있다. 그러한 컬러 변환기들은 소정의 실시예들에서 예컨대 청색 광원을 갖는 디스플레이 장치의 경우 청색광을 백색광으로 변환시킬 수 있는 형광체일 수 있다. 광원이 유리 광 가이드의 에지(들)에 광학적으로 결합될 때, 예컨대 램버트 각도 분포의 백색광이 생성될 수 있다. 그와 같은 광 가이드는 종래의 LCD 또는 투명 LCD용 또는 일반적인 조명용의 기존 백라이트를 대체하는데 유용할 것이다.

또한, 본 개시는 박막 트랜지스터, 및 제1표면, 대향하는 제2표면 및 적어도 하나의 에지를 갖춘 유리 광 가이드를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이며, 여기서 상기 제1표면은 다수의 컬러 변환기로 패턴되고, 상기 유리 광 가이드는 상기 박막 트랜지스터의 열팽창 계수와 거의 동일한 열팽창 계수를 갖는다.

더욱이, 본원에는 제1표면, 제2표면, 및 적어도 하나의 에지를 포함하는 유리 광 가이드가 개시되며, 상기 제1표면은 적색, 녹색 및/또는 청색 형광체들로부터 선택된 다수의 컬러 변환기로 패턴되고, 상기 제2표면은 다수의 광 추출 형태로 선택적으로 패턴된다. 다양한 실시예들에 따르면, 광원이 상기 유리 광 가이드의 에지(들)에 광학적으로 결합되면, 그 표면에 걸쳐 일정한 각 컬러에 대한 방출 밝기를 갖는 다양한 컬러가 생성될 수 있다.

본원에 사용한 바와 같은 용어 "광학적으로 결합"은 광을 유리 광 가이드 내로 유도하기 위해 그 유리 광 가이드의 에지에 위치된다는 것을 나타내기 위한 것이다. 소정 실시예들에 따르면, 광이 유리 광 가이드 내로 주사되면, 그 광은 제1 또는 제2표면 상의 컬러 변환 요소(예컨대, 형광체 또는 양자점) 또는 제2표면 상의 광 추출 형태를 히트(hit)할 때까지 전반사(TIR)로 인해 광 가이드 내에 트랩(trap)되고 바운스(bounce)된다.

본 개시에 따른 광 가이드는 기존의 광 가이드와 비교되는 아래에 기술된 하나 이상의 이점을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예들에 있어서, 기존의 PMMA 광 가이드와 비교된 바와 같이, 본 유리 광 가이드는 보다 저렴하면서 그리고/또 보다 강한 대체물, 예컨대 PMMA의 영률보다 약 15 내지 30배 더 큰 영률을 갖는 강도를 유지할 수 있는 보다 얇은 물질을 제공할 수 있다. 더욱이, 기존의 PMMA 광 가이드는 백라이트에 다수의 광학 요소를 필요로 함과 더불어 투명 디스플레이에 적절하지 않은 큰 각도(예컨대, 약 70도 이상)로 광을 방출하려는 경향이 있다. 이와 대조적으로, 본 개시의 다양한 형태들에 따른 텍스처링된 표면을 포함하는 광 가이드는 그러한 방출 각도를 감소시킬 수 있다(예컨대, 약 50도 정도로 낮게). 그러한 텍스처링된 유리 광 가이드만으로는 방출 각도를 0도로 시프트하기 위해 여전히 추가의 광학 요소가 필요하지만, 하나 이상의 표면 상의 컬러 변환 요소들의 사용은 그 방출 각도를 랜덤화할 수 있고, 이에 따라 컬러 필터와 같은 하나 이상의 광학 요소들의 필요성을 없앨 수 있다. 더욱이, PMMA는 물을 흡수할 수 있어, 광 가이드의 팽창과 수축을 수용하기 위해 장치 베젤이 필요할 수 있다. 반대로, 본원에 개시된 유리 광 가이드는 광범위한 온도 및 습도 범위에서 안정할 수 있다. 마지막으로, 냉음극 형광 램프(CCFL)가 광원으로 사용될 때, 폴리머 광 가이드는 자외선광의 높은 흡착을 겪게 되어 시간이 지남에 따라 분해될 수 있는 반면, 본원에 기새된 유리 광 가이드는 그와 같은 단점을 겪지 않을 수 있다.

본 개시에 따른 유리 광 가이드가 하나 이상의 상기 개선점을 나타내지 않을 수 있지만, 여전히 본 개시의 범주 내에 속하는 것으로 이해해야 한다.

본원에 개시된 유리 광 가이드는 한정하진 않지만 LCD를 포함하는 다양한 디스플레이 장치에 사용될 수 있다. LCD에 사용된 기존의 백락이트 유닛은 다양한 요소들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 광원, 예컨대 발광다이오드(LED) 또는 냉음극 형광 램프(CCFL)가 사용될 수 있다. 기존의 LCD는 백색광을 생성하기 위해 컬러 변환 형광체가 패키지된 LED 또는 CCFL을 채용할 것이다. 본 개시의 다양한 형태에 따르면, 개시된 유리 광 가이드를 채용하는 디스플레이 장치는 근자외선광(대략 300-400 nm)과 같은 청색광(자외선광, 대략 100-400 nm)을 방출하는 적어도 하나의 광원을 포함할 것이다.

이제 도 2를 참조하면, 예시의 LCD의 광학 요소는 리사이클링(recycling)된 광을 광 가이드를 통해 다시 보내는 반사기(300)를 더 포함할 수 있다. 그러한 반사기는 예컨대 광의 약 85%까지 반사시킬 수 있고, 그 각도 및 편광 특성을 랜덤화할 수 있다. 이후 그 광은 광 가이드(310)를 통과하여 LCD 쪽으로 지향된다. 확산기(320)는 광의 공간적 균일성을 향상시키는데 사용될 것이다. 제1프리즘 필름은 리사이클링을 위해 반사기 쪽으로 높은 각도로 광을 다시 반사시키고, 광을 순방향으로 집중시키는 역할을 한다. 제2프리즘 필름(340)은 상기 제1프리즘 필름에 직교 위치되고, 동일한 형태로 그러나 직교축을 따라 기능한다.

반사 편광자(350)는 리사이클링을 위해 반사기 쪽으로 한 편광의 광을 다시 반사시키고, 광을 단일의 편광으로 집중시키는 역할을 한다. 제1선형 편광자(360)는 단일의 편광을 갖는 광만의 통과를 허용하도록 채용된다. TFT 어레이(370)는 디스플레이의 각 서브-픽셀의 전압 어드레싱(addressing)을 허용하는 능동 스위칭 요소를 포함한다. 액정층(나타내지 않음)은 전기광학 물질을 포함할 수 있고, 그 구조는 전계의 인가에 따라 회전하여, 그것을 통과하는 소정 광의 편광 회전을 야기시킨다. 컬러 필터(380)는 디스플레이 컬러를 생성하는 서브-픽셀과 정렬된 적색, 녹색 및 청색 필터의 어레이를 포함한다. 마지막으로, 제2선형 편광자(390)가 소정의 비회전 광을 필터링하기 위해 사용될 것이다.

도 2에 나타낸 것과 같은 기존의 LCD는 백라이트로부터 사용자까지 약 4% 내지 약 7%의 광만을 전달할 수 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 기존의 LCD는 최대 이용가능한 광(100%)을 제공하는 광원(210)을 사용할 수 있다. 이후 광은 광 가이드 플레이트(220)를 통과하여, 예컨대 상기 이용가능한 광의 약 60%까지 전달한다. 이후 편광자(230)는 예컨대 입사되는 광을 더 필터링하여, 약 50%까지 전달한다. 다음에 그 광은 TFT 어레이(240) 및 액정층(250)을 통과하여, 예컨대 그 입사광의 약 70%까지 전달한다. 컬러 필터(260)는 예컨대 입사되는 광의 약 1/3 또는 30%를 전달한다. 이들 광은 도전층(270), 예컨대 인듐 주석 산화물 및 추가의 편광자(280)를 통과하고, 더 필터링되어, 입사되는 광의 약 90%까지 전달한다. 따라서, 도 2에 따른 기존의 LCD는 단지 약 5%만의 광 효율을 가질 수 있다(0.6 × 0.5 × 0.7 × 0.3 × 0.9 = 0.05).

본 개시에 따른 유리 광 가이드를 통합함으로써, 하나 이상의 기존의 요소들이 LCD 스택으로부터 생략될 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 컬러 필터를 배제할 수 있어, 디스플레이 밝기를 약 3배 향상시킬 수 있다. 그러나, 그러한 컬러 필터를 제거하는 것은, 몇몇 실시예들에서, 이러한 요소들간 감소된 거리로 인해 백라이트와 TFT간 좀더 타이트(tight)한 정렬을 필요로 할 것이다. 따라서, 본 개시의 일 형태에서, 유리 광 가이드가 TFT의 CTE와 거의 유사한 CTE를 가짐으로써, 그러한 두 요소들간 향상된 정렬 안정성을 제공할 수 있다.

LED 광원을 이용하는 기존의 LCD는 LED 상의 형광체에서, LCD 백플레인 상의 개구에서, 그리고/또 컬러 필터 상에서의 광 손실을 초래할 수 있다. 본 개시의 추가 형태에 따르면, 본원에 개시된 디스플레이 장치는 각 디스플레이 서브-픽셀 상에 광을 중심 맞추기 위한 폴리머 마이크로렌즈 어레이가 구비됨으로써, 픽셀 개구를 히팅하는 광을 감소시키거나 제거할 수 있다. 따라서, 다수의 컬러 변환 요소로 패턴된 광 가이드를 채용하고(형광체가 패키지된 LED와 반대로), 컬러 필터를 포함하지 않으며, 그리고/또 본원에 개시된 바와 같은 폴리머 마이크로렌즈 어레이를 포함하는 디스플레이 장치는 소정의 실시예들에서 300% 이상의 디스플레이 밝기를 향상시킬 수 있다.

이하의 표는 기존의 LCD에서의 광학 요소 및 본 개시의 비한정 예시의 실시예에서의 광학 요소를 비교한다.

상기한 예시의 실시예에 따르면, 청색 LED로부터의 광은 패턴된 광 가이드의 에지에 광학적으로 결합되고, 표면에 걸쳐 균일한 강도로 추출된다. 옵션의 반사 편광자는 TFT 선형 평광자에 수직으로 지향된 광을 리사이클링을 위해 광 가이드 쪽으로 다시 반사시킨다. 그러한 옵션의 반사 편광자를 통과하는 광은 TFT의 후면 상의 블랙 매트릭스를 히팅하지 않도록 각각의 서브-픽셀의 중심으로 포커싱할 수 있는 옵션의 폴리머 마이크로렌즈 어레이에 결합될 것이다. 이후 그 광은 몇몇 실시예들에서 컬러 필터가 필요치 않다는 점을 제외하고는 기존의 LCD에서와 같이 액정 패널을 통과할 것이다.

예컨대, 도 4는 본 개시에 따른 디스플레이 장치의 하나의 비한정 실시예를 나타낸다. 그러한 디스플레이 장치는 예컨대 반사기(400), 광 가이드(410), 제1선형 편광자(460), TFT 어레이(470), 및 제2선형 편광자(490)를 포함한다. 도 5에 나타낸 바와 같은 또 다른 비한정 실시예에서, 디스플레이 장치는 예컨대 반사기(500), 광 가이드(510), 제2선형 편광자(560), TFT 어레이(570), 및 제2선형 편광자(590) 외에, 컬러 필터(580)를 포함한다.

다양한 개시된 실시예들은 특정 실시예들과 연계하여 기술한 특정 형태, 요소 또는 단계들을 포함한다는 것을 알아야 할 것이다. 하나의 특정 실시예와 연관지어 기술했을 지라도, 특정 형태, 요소 또는 단계가 다양한 기술하지 않은 조합 또는 변경에서 대안의 실시예들과 상호교환되거나 결합될 수 있다는 것을 알아야 할 것이다.

또한 본원에 사용된 바와 같은 용어 "그", "하나" 또는 "한"은 "적어도 하나를 의미하며, 반대로 명시적으로 나타내지 않는 한 "단지 하나"로 한정되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 예컨대 "광원"에 대한 언급은 문맥 상 달리 명시하지 않는 한 그와 같은 광원을 2개 또는 그 이상을 갖는 예를 포함한다. 마찬가지로, "다수"는 "둘 이상"을 나타내는 것으로 의도된다. 그와 같이, "다수의 컬러 변환 요소"는 2개 이상의 그와 같은 요소, 3개 이상의 그와 같은 요소 등을 포함한다.

범위들은 "약" 하나의 특정 값, 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 본원에 표현될 수 있다. 그와 같은 범위가 표현될 때, 예로는 하나의 특정 값 및/또는 또 다른 특정 값을 포함한다. 유사하게, 값이 근사값으로 표현될 때, "약"이라는 전제를 사용함으로써, 그 특정 값이 또 다른 형태를 형성한다는 것을 이해해야 할 것이다. 또한 그러한 각 범위의 끝점은 다른 끝점과 연관되기도 하고, 다른 끝점과 독립적일 수도 있다는 것을 이해해야 할 것이다.

본원에 사용된 바와 같은 용어 "거의", "실질적으로", 및 그 변형은 기술된 특징이 값 또는 설명과 동일하거나 거의 동일하다는 것을 나타내기 위한 것이다. 예컨대, "실질적으로 평평한" 표면은 평평하거나 또는 거의 평평한 표면을 나타내기 위한 것이다. 더욱이, 상기 규정한 바와 같이, "실질적으로 유사한"은 2개의 값이 동일하거나 또는 거의 동일하다는 것을 나타내기 위한 것이다. 몇몇 실시예들에 있어서, "실질적으로 유사한"은 서로 약 5% 이내, 또는 서로 약 2% 이내와 같이 서로 약 10% 이내의 값을 나타낼 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, "실질적으로 유사한"은 오늘날 업계에서 볼 수 있는 값의 범위와 비교될 수 있다. 예컨대, 광 가이드 및 TFT의 CTE의 경우, 약 10 내지 약 100의 CTE를 갖는 광 가이드는 예컨대 약 500의 CTE를 갖는 기존의 광 가이드와 비교하여 약 30의 CTE를 갖는 TFT와 실질적으로 유사한 것으로 간주된다.

달리 명시적으로 언급하지 않는 한, 본원에 기술된 소정의 방법은 그 단계가 특정 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되서는 안된다. 따라서, 방법 청구항이 실제로 그러한 단계들이 이어질 순서를 암시하지 않거나 단계들이 특정 순서로 제한되어야 한다는 것이 청구항 또는 설명에 달리 명시되지 않는 경우, 소정의 특정 순서가 추론되는 것으로 의도하지 않는다.

특정 실시예들의 다양한 특징, 요소 또는 단계들이 과도적인 표현 "포함하는"을 사용하여 개시될 수 있지만, 과도적인 표현 "구성하는" 또는 "본질적으로 구성하는"을 사용하는 대안의 실시예들이 암시되어 있다는 것을 알아야 한다. 따라서, 예를 들어, A+B+C를 포함하는 장치에 대한 암시된 대안의 실시예들은 장치가 A+B+C로 구성되는 실시예 및 장치가 본질적으로 A+B+C로 구성되는 실시예들을 포함한다.

본 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 본 개시에 대한 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음은 통상의 기술자에게는 자명할 것이다. 개시의 사상 및 내용을 포함하는 개시된 실시예들의 변형 조합, 부분-조합 및 변경들이 통상의 기술자에 의해 이루어질 수 있기 때문에, 본 개시는 수반된 청구항 및 그 등가물의 범주 내에 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

1. (a) 박막 트랜지스터(TFT); 및
   (b) 제1표면, 대향하는 제2표면 및 적어도 하나의 에지를 갖춘 유리 광 가이드를 포함하며,
   상기 제1표면은 다수의 컬러 변환 요소로 패턴되고,
   상기 제2표면은 다수의 광 추출 형태 또는 다수의 컬러 변환 요소들 중 적어도 하나로 패턴되며,
   상기 유리 광 가이드는 상기 박막 트랜지스터의 열팽창 계수와 동일한 열팽창 계수를 갖는, 디스플레이 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   적어도 하나의 광원을 더 포함하며, 상기 유리 광 가이드는 상기 적어도 하나의 광원이 적어도 하나의 에지에 광학적으로 결합될 때, 스펙트럼적 균일성, 공간적 균일성, 및/또는 각도적 균일성에 따라 균일한 방출을 생성하는, 디스플레이 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   투명 유리 광 가이드는 알루미노실리케이트, 알칼리-알루미노실리케이트, 보로실리케이트, 알칼리-보로실리케이트, 알루미노보로실리케이트, 및 알칼리-알루미노보로실리케이트 유리들로부터 선택된 유리를 포함하는, 디스플레이 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   다수의 컬러 변환 요소는 양자점, 형광 염료, 적색, 녹색 및 청색 형광체, 및 그 조합으로부터 선택되는, 디스플레이 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   다수의 광 추출 형태는 제2표면을 에칭, 조면화, 코팅, 또는 손상에 의해 생성된 텍스처 형태인, 디스플레이 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   제2표면은 산 에칭되고, TiO₂로 코팅되거나, 레이저 손상되는, 디스플레이 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   제1표면은 10 nm 내지 150 nm 범위의 평균 거칠기(Ra)를 갖는, 디스플레이 장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   제2표면은 50 nm의 평균 거칠기(Ra)를 갖는, 디스플레이 장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   제2표면은 투명 유리 광 가이드의 굴절률과 동일한 굴절률을 갖는 무기 또는 유기 물질로 코팅되는, 디스플레이 장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    광원, 선형 편광자, 반사 편광자, 폴리머 마이크로렌즈 어레이, 액정층, 및 그 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
11. 청구항 1에 있어서,
    디스플레이 장치는 컬러 필터를 포함하지 않는, 디스플레이 장치.
12. 제1표면, 대향하는 제2표면 및 적어도 하나의 에지를 포함하며,
    상기 제1표면은 백색광을 방출하도록 구성된 다수의 제1컬러 변환기로 패턴되고, 상기 제2표면은 백색광을 방출하도록 다수의 광 추출 형태 또는 다수의 제2컬러 변환기 중 적어도 하나로 패턴되는, 유리 광 가이드.
13. 청구항 12의 투명 유리 광 가이드를 포함하는 디스플레이 장치로서, 광원, 선형 편광자, 반사 편광자, 폴리머 마이크로렌즈 어레이, 액정층, 및 그 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
14. 청구항 12에 있어서,
    유리 광 가이드의 열팽창 계수와 동일한 열팽창 계수를 갖는 박막 트랜지스터를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
15. 청구항 12에 있어서,
    다수의 제1 및 제2컬러 변환 요소 중 적어도 하나는 양자점, 형광 염료, 적색, 녹색 및 청색 형광체, 및 그 조합으로부터 선택되는, 유리 광 가이드.
16. 청구항 15에 있어서,
    다수의 제1 및 제2컬러 변환 요소는 다른, 유리 광 가이드.
17. 박막 트랜지스터, 및 제1표면, 대향하는 제2표면 및 적어도 하나의 에지를 포함하는 광 가이드를 포함하며,
    상기 제1표면은 다수의 컬러 변환기로 패턴되고, 상기 유리 광 가이드는 상기 박막 트랜지스터의 열팽창 계수와 동일한 열팽창 계수를 갖는, 디스플레이 장치.
18. 청구항 17에 있어서,
    광원, 선형 편광자, 반사 편광자, 폴리머 마이크로렌즈 어레이, 액정층, 및 그 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
19. 청구항 18에 있어서,
    제2표면은 다수의 광 추출 형태로 패턴되는, 디스플레이 장치.
20. 청구항 18에 있어서,
    다수의 컬러 변환 요소는 양자점, 형광 염료, 적색, 녹색 및 청색 형광체, 및 그 조합으로부터 선택되는, 디스플레이 장치.

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