KR20200088758A - 광 장치 - Google Patents

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KR20200088758A
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KR
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light
transmittance
light conversion
nanometers
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KR1020190166612A
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시아오-랑 린
츙-한 챠이
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이노럭스 코포레이션
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Abstract

광 장치는 기판, 복수의 제1 광 변환 유닛 및 광 소스를 포함한다. 광 소스는 520 나노미터(nm) 내지 590 나노미터(nm) 사이의 메인 피크 및 430 나노미터(nm) 내지 470 나노미터(nm) 사이의 제2 서브 피크를 포함하는 제1 스팩트럼을 생성하기 위하여, 복수의 제1 광 변환 유닛 및 기판을 통과하는 광을 방출하고, 및 메인 피크의 파장에서 기판의 제1 투과율은 제1 서브 피크의 파장에서 기판의 제2 투과율보다 크다.

Description

광 장치{lighting device}
본 발명은 광 장치(lighting device)에 관한 것으로, 특히 차광 기판(light blocking substrate)을 포함하는 광 장치에 관한 것이다.
종래의 광 장치에서, 광 변환 물질(light converting material)(양자점(quantum dot)과 같은)은 일반적으로 입력광에 의해 여기되고, 입력광은 상이한 파장을 갖는 다른 광으로 변환될 것이다. 그러나, 광 변환 물질의 변환 효율이 100 %가 아닐 수 있으며, 그 결과 출력광이 불완전하게 되거나 품질이 저하될 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감소시킬 수 있는 광 장치를 제안한다.
일부 실시예에 있어서, 광 장치(lighting device)는 기판(substrate), 복수의 제1 광 변환 유닛(first light converting unit) 및 광 소스(light source)를 포함한다. 광 소스는 520 나노미터(nm) 내지 590 나노미터(nm) 사이의 메인 피크(main peak) 및 430 나노미터(nm) 내지 470 나노미터(nm) 사이의 제1 서브 피크(sub peak)를 포함하는 제1 스팩트럼(spectrum)을 생성하기 위하여, 복수의 제1 광 변환 유닛(first light converting unit) 및 기판을 통과하는 광을 방출하고, 메인 피크의 파장에서 기판의 제1 투과율(transmittance)이 제1 서브 피크의 파장에서 기판의 제2 투과율 보다 크다.
일부 실시예에서, 광 장치는 기판, 복수의 제2 광 변환 유닛 및 광 소스를 포함한다. 광 소스는 591 나노미터(nm) 내지 780 나노미터(nm) 사이의 메인 피크 및 430 나노미터(nm) 내지 470 나노미터(nm) 사이의 서브 피크를 포함하는 제2 스팩트럼을 생성하기 위하여, 복수의 제2 광 변환 유닛 및 기판을 통과하는 광을 방출하고, 메인 피크의 파장에서 기판의 제4 투과율이 서브 피크의 파장에서 기판의 제5 투과율 보다 크다.
일부 실시예에 있어서, 광 장치는 기판, 복수의 제1 광 변환 유닛 및 광 소스를 포함한다. 광 소스는 520 나노미터(nm) 내지 590 나노미터(nm) 사이의 메인 피크 및 470 나노미터(nm) 내지 510 나노미터(nm) 사이의 제2 서브 피크를 포함하는 제1 스팩트럼을 생성하기 위하여, 복수의 제1 광 변환 유닛 및 기판을 통과하는 광을 방출하고, 메인 피크의 파장에서 기판의 제1 투과율이 제2 서브 피크의 파장에서 기판의 제3 투과율 보다 크다.
본 개시의 이들 및 다른 목적은 다양한 도면 및 도면에 도시된 실시예의 다음의 상세한 설명을 읽은 후 당업자에게 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광 장치의 단면도를 도시한 개략도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 제1 조명 유닛에 의해 방출된 제1 기판의 투과율 및 제2 기판의 투과율을 도시하는 개략도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 제2 조명 유닛에 의해 방출된 제2 기판의 투과율 및 제2 광의 제2 스펙트럼을 도시하는 개략도이다.
도 4는 제1 실시예의 변형 실시예에 따른 제1 조명 유닛에 의해 방출된 제1 광의 제2 기판 및 제1 스펙트럼의 투과율을 도시하는 개략도이다.
도 5는 CIE 1931 색도도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 광 장치의 단면도를 도시한 개략도이다.
도 7은 제2 기판의 투과율의 측정을 도시하는 개략도이다.
도 8은 제3 실시예에 따른 광 장치의 단면도를 도시하는 개략도이다.
도 9는 제4 실시예에 따른 광 장치의 단면도를 도시하는 개략도이다.
도 10은 제5 실시예에 따른 광 장치의 단면도를 도시하는 개략도이다.
도 11은 제6 실시예에 따른 광 장치의 단면도를 도시하는 개략도이다.
본 개시는 아래에서 설명되는 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 이해될 수 있다. 이해하기 쉽게 설명하기 위해, 본 개시의 다양한 도면은 전자 장치의 일부를 도시하고, 다양한 도면에서의 특정 구성 요소는 축척대로 도시되지 않을 수 있다. 게다가, 도면에 도시된 각 장치의 수 및 치수는 단지 예시적인 것이며 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
특정 용어는 설명 및 다음의 청구 범위 전체에서 특정 구성 요소를 지칭하기 위해 사용된다. 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 전자 장비 제조업체는 상이한 이름으로 구성 요소를 언급할 수 있다. 이 문서는 이름은 다르지만 작동하지 않는 구성 요소를 구별하지는 않는다. 다음의 설명 및 청구 범위에서, 용어 "포함하다(include)", "포함하다(comprise)" 및 "가지고 있다"는 개방형 방식으로 사용되므로, "포함하지만, 이에 제한되지 않는"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
구성 요소 또는 층(layer)이 다른 구성 요소 또는 층(layer)에 "연결되어(connected to)" 또는 "상에(on)"로 언급될 때, 그것은 다른 구성 요소 또는 층에 직접 또는 직접 연결될 수 있거나, 개재 구성 요소 또는 층이 있을 수 있다. 대조적으로, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소 또는 층을 "직접 연결되어(directly connected to)" 또는 "상에 직접(directly on)"있다고 언급된 경우, 제시된 개재 구성 요소 또는 층이 없다.
"약", "실질적으로", "동일한" 또는 "같은"이라는 용어는 일반적으로 주어진 값 또는 범위의 20 % 이내, 또는 주어진 값 또는 범위의 10 %, 5 %, 3 %, 2 %, 1 % 또는 0.5 %이내를 의미한다.
제1, 제2, 제3 등과 같은 용어가 다양한 구성 요소(constituent element)를 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소는 용어에 의해 제한되지 않는다. 용어는 명세서에서 다른 구성 요소와 구성 요소를 구별하기 위해서만 사용된다. 청구 범위는 동일한 용어를 사용하지 않고, 대신에 구성 요소가 청구되는 순서와 관련하여 제1, 제2, 제3 등의 용어를 사용할 수 있다. 따라서, 이하의 설명에서, 제1 구성 요소는 청구항의 제2 구성 요소일 수 있다.
이하에서 설명되는 다른 실시예에서의 기술적 특징은 본 개시의 사상을 벗어나지 않고 다른 실시예를 구성하기 위해 서로 대체, 재결합 또는 혼합될 수 있다.
도 1을 참조하면, 도 1은 제1 실시 형태에 따른 광 장치의 단면도를 도시하는 개략도다. 광 장치는 디스플레이 장치, 전자 장치, 플렉서블 장치, 타일 장치 또는 다른 적절한 장치를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어(도 1), 광 장치(10)는 유기 발광 다이오드(OLED), 양자점 발광 다이오드(QLED, QDLED)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 광 장치(lighting device)(10)는 제1 기판(first substrate)(100), 제2 기판(second substrate)(102) 및 광 소스(light source)(LS)을 포함할 수 있다. 제2 기판(second substrate)(102)은 제1 기판(100)과 대향하여 배치될 수 있고, 광 소스(LS)은 제1 기판(100)과 제2 기판(102) 사이에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 광 소스(LS)은 적어도 하나의 발광 구조물(light emitting structure)(LES), 복수의 제1 전극(first electrode)(EL1) 및 제2 전극(second electrode)(EL2)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어(도 1), 광 소스(LS)은 2 개의 발광 구조물(LES1 및 LES2)을 포함할 수 있고, 발광 구조물(LES1 또는 LES2)은 유기 발광 물질, 양자점 발광 물질, 다른 적합한 물질 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 발광 구조물(LES1 및/또는 LES2)은 청색광(blue light), UV 광 또는 다른 적절한 광을 방출할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 발광 구조물(LES1 및/또는 LES2)은 연속적으로 존재할 수 있고, 발광 구조물(LES1 및/또는 LES2)은 복수의 조명 유닛(예를 들어, 조명 유닛(LU1, LU2 및 LU3))을 통해 연장될 수 있다. 일부 실시예(미도시)에서, 발광 구조물(LES1 및/또는 LES2)은 별도의 패턴을 가질 수 있고, 개별 패턴 중 하나는 조명 유닛 중 하나에 배치될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
게다가, 발광 구조물(LES1 및/또는 LES2)은 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 배치될 수 있다. 제1 전극(EL1) 중 하나는 조명 유닛(예를 들어, LU1, LU2 또는 LU3) 중 하나에 배치될(또는 대응할) 수 있고, 제2 전극(EL2)은 연속적이고, 제2 전극(EL2)은 조명 유닛(LU1, LU2 및 LU3)를 통과해 연장될 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 제2 전극(EL2)은 캐소드 및 애노드 중 하나 일 수 있고, 제1 전극(EL1)은 캐소드 및 애노드 중 다른 하나 일 수 있다. 제2 전극(EL2)의 물질은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), AZO(antimony zinc oxide), 기타 적합한 물질 또는 이들의 조합을 포함하는 것과 같은 투명 전도성 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 제1 전극(EL1)의 물질은 반사성 전도성 물질(reflective conductive material)(예를 들어, 금속 또는 합금)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 광 장치(10)는 적어도 하나의 발광 구조물(발광 구조물(LES1 또는 LES2))과 제2 기판(102) 사이에 배치된 복수의 벽(wall)(103)(예를 들어, 단위(픽셀) 정의층)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 벽(103)은 제2 전극(EL2)과 발광 구조물(LES1)(또는 LES2) 사이에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 발광 구조물(LES1)(또는 LES2)은 복수의 벽(103) 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 조명 유닛은 벽에 의해 한정될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 조명 유닛은 차폐 구조물(shielding structure)(106)과 같은 다른 적절한 물질에 의해 정의될 수 있다(세부 사항은 후술될 것이다). 벽(103)의 물질은 반사성 물질 또는 차광 물질(light shielding material)와 같은 불투명 절연 물질(opaque insulating material)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
액티브 매트릭스층(active matrix layer)(AM)은 제1 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 액티브 매트릭스층(AM)은 복수의 트랜지스터(Tr)를 포함할 수 있다. 조명 유닛(LU1, LU2, LU3)은 각각 적어도 하나의 트랜지스터(Tr)를 포함할 수 있으며, 제1 전극(EL1)은 대응하는 트랜지스터(Tr)와 전기적으로 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 트랜지스터(Tr)는 활성층(1040), 게이트 전극(1042), 소스 전극/드레인 전극(1044)을 포함할 수 있다. 액티브 매트릭스층(AM)은 또한 신호 라인(예를 들어, 스캔 라인(scan line), 데이터 라인(data line), 전력 라인(power line) 또는 기준 라인(reference line)), 절연층 또는 다른 구성 요소을 포함할 수 있다. 제1 기판(100)은 어레이 기판(array substrate) 일 수 있다. 제1 기판(100) 및/또는 제2 기판(102)은 강성 기판(rigid substrate)(유리 기판 또는 석영 기판과 같은) 또는 가요성 기판(flexible substrate)(플라스틱 기판과 같은)을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 플라스틱 기판의 물질은 폴리이 미드(PI), 폴리 카보네이트(PC) 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
차폐 구조물(shielding structure)(106)은 광 변환 유닛에 인접할 수 있다. 차폐 구조물(106)은 복수의 개구를 포함할 수 있고, 하나의 광 변환 유닛(제1 광 변환 유닛(LCU1), 제2 광 변환 유닛(LCU2) 또는 제3 광 변환 유닛(LCU3)과 같은)은 차폐 구조물(106)의 대응하는 개구 내에 배치될(또는 대응할) 수 있다. 차폐 구조물(106)의 물질은 블랙 포토 레지스트, 블랙 인쇄 잉크, 블랙 수지, 다른 적절한 물질 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 차폐 구조물(106)과 광 소스(LS) 사이에 평탄화층(planarization layer)(108)이 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 평탄화층(108), 차폐 구조물 (106), 제1 광 변환 유닛(LCU1), 제2 광 변환 유닛(LCU2) 및 제3 광 변환 유닛(LCU3)은 제2 기판(102) 상에 형성될 수 있고, 제2 기판(102)은 컬러 필터 기판(color filter substrate) 또는 보호 기판(protective substrate)이라 할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 제1 광 변환 유닛(LCU1), 제2 광 변환 유닛(LCU2) 및 제3 광 변환 유닛(LCU3)은 제2 기판(102)과 광 소스(LS) 사이에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 차폐 구조물(106), 제1 광 변환 유닛(LCU1), 제2 광 변환 유닛(LCU2) 또는 제3 광 변환 유닛(LCU3)은 제1 기판(100) 상에 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 평탄화층(108)과 광 소스(LS) 사이에 접착층(adhesion layer)(110)이 배치될 수 있다. 게다가, 반사 방지층(anti-reflection layer)(114)은 제2 기판(102)의 표면 상에 배치될 수 있고, 표면은 광 소스(LS)으로부터 이격될 수 있다.
조명 유닛(LU1, LU2 또는 LU3) 중 하나는 차폐 구조물(106)의 개구 중 하나에 대응할 수 있음에 유의해야 한다. 예를 들어, 하나의 조명 유닛(예컨대, 조명 유닛(LU1, LU2 또는 LU3))은 제1 기판(100)의 법선 방향(V)에서 차폐 구조물(106)의 하나의 개구의 수직 영역의 모든 구성 요소(또는 층)에 대응할 수 있다(또는, 제2 기판(102)의 법선 방향 V). 일부 실시예에서, 조명 유닛은 서브 픽셀(예를 들어, 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 또는 청색 서브 픽셀 일 수 있지만, 이에 제한되지는 않음) 일 수 있다.
제1 광 변환 유닛(LCU1)은 광 변환 구조물(LCS1) 및 필터층(filter layer)(FL1)을 포함하고, 제2 광 변환 유닛(LCU2)은 광 변환 구조물(LCS2) 및 필터층(FL2)을 포함할 수 있다. 필터층(FL1)(또는 필터층(FL2))은 광 변환 구조물(LCS1)(또는 광 변환 구조물(LCS2))과 제2 기판(102) 사이에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 광 변환 구조물(LCS1) 또는 광 변환 구조물(LCS2)은 양자점, 형광 물질, 인광 물질, 컬러 필터층, 다른 적절한 물질 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 양자점(quantum dot)은 반도체 나노 결정 구조로 만들어 질 수 있으며, CdSe, CdS, CdTe, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, InAs, Cd1-xZnxSe1-ySy, CdSe/ZnS, InP 또는 GaAs를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 양자점은 일반적으로 1 nm 내지 30 nm, 1 nm 내지 20 nm, 또는 1 nm 내지 10 nm의 입자 크기를 갖지만, 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 양자점은 광 소스(LS)에 의해 방출된 입력광에 의해 여기되며, 입력광은 상이한 파장을 갖는 방출된 광으로 변환될 것이다. 방출된 광의 색(또는 파장)은 양자점의 물질 또는 크기에 의해 조정될 수 있다. 다른 실시예에서, 양자점은 양자점이 적합한 색(또는 파장)으로 광을 방출할 수 있는 한 구형 입자, 막대 입자 또는 임의의 다른 적합한 형상을 갖는 입자를 포함할 수 있다. 게다가, 필터층(FL1 및 FL2)은 컬러 필터층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필터층(FL1)은 녹색 필터층을 포함할 수 있고, 필터층(FL2)은 적색 필터층을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 필터층(FL1 및 FL2)은 브래그층(Bragg layer)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 필터층(FL1 및 FL2)은 선택적으로 삭제되거나 교체될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 광 변환 구조물(LCS1)은 양자점(QD1)을 포함할 수 있고, 양자점(QD1)은 입력광(IL1)의 일부에 의해 여기될 수 있고, 입력광(IL1)의 일부는 양자점(QD1)에 의해 광(CL1)으로 변환될 수 있다. 제1 광(OL1)은 광(CL1)과 변환되지 않은 입력광(IL1)의 혼합물 일 수 있다. 도 1에 도시된 제1 조명 유닛(LU1)에서, 변환되지 않은 입력광(IL1)의 강도는 변환되지 않은 입력광(IL1)이 필터층(FL1) 또는 제2 기판(102)을 관통(또는 통과)할 때 필터층(FL1) 또는 제2 기판(102)에 의해 감소될 수 있다. 제2 기판(102)은 변환되지 않은 입력광(IL1)의 적어도 일부를 감소시킬 수 있다. 따라서, 제1 광(OL1)은 제1 조명 유닛(LU1)에서 방출된 출력광일 수 있다. 출력광은 관찰자에 의해 인식된 광 장치(10)의 최종 가시광으로 간주될 수 있다. 광 변환 구조물(LCS2)은 양자점(QD2)을 포함할 수 있고, 양자점(QD2)은 입력광(IL2)의 일부에 의해 여기될 수 있고, 입력광(IL2)의 일부는 양자점(QD2)에 의해 광(CL2)으로 변환될 수 있다. 양자점(QD2)은 양자점(QD1)과 상이할 수 있다. 제2 광(OL2)은 광(CL2)과 변환되지 않은 입력광(IL2)의 혼합물 일 수 있다. 도 1에 도시된 제2 조명 유닛(LU2)에서, 변환되지 않은 입력광(IL2)의 강도는 변환되지 않은 입력광(IL2)이 필터층(FL2) 또는 제2 기판(102)을 관통(또는 통과)할 때 필터층(FL2) 또는 제2 기판(102)에 의해 감소될 수 있다. 따라서, 제2 광(OL2)은 제2 조명 유닛(LU2)으로부터 방출된 출력광 일 수 있다.
일부 실시예에서, 조명 유닛(LU3)에 의해 방출된 제3 광(OL3)은 청색광 일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 광 소스(LS)이 청색광을 방출하는 경우, 제3 광 변환 유닛(LCU3)은 내부에 양자점이 없는 투명층을 포함할 수 있다. 또한, 제3 광 변환 유닛(LCU3)은 또한 산란 (112)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 제3 광 변환 유닛(LCU3)는 청색 필터층을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제3 광 변환 유닛(LCU3)은 조명 유닛(LU3)에 포함되지 않는다. 일부 실시예에서, 제3 광 변환 유닛(LCU3)은 제3 광(OL3)의 파장을 조정하기에 적합한 타입의 양자점을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 광(OL1)은 녹색광일 수 있고, 제2 광(OL2)은 적색광 일 수 있으며, 제3 광(OL3)은 청색광 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 광 장치(10)는 상이한 색상(또는 파장)을 갖는 광을 방출하는 다른 조명 유닛을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 기판(102)은 복수의 금속 이온, 복수의 나노 입자 또는 황변 중합체(yellowing polymer)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 금속 이온은 제1 전이 시리즈(first transition series), 제2 전이 시리즈(second transition series), 제3 전이 시리즈(third transition series) 또는 제4 전이 시리즈(fourth transition series)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 금속 이온은 티타늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 이트륨, 지르코늄, 몰리브덴, 은, 카드뮴, 백금, 금, 다른 적합한 물질 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 금속 이온은 금속염(metal salt)을 제2 기판(102)에 첨가함으로써 도입될 수 있다.
나노 입자(nanoparticle)는 금속 산화물 나노 입자 또는 금속 나노 입자를 포함할 수 있다. 금속 산화물 나노 입자는 이산화 티탄(TiO2), 이산화 지르코늄(ZrO2), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 인듐(In2O3), 산화 아연(ZnO), 산화 주석(SnO2), 산화 안티몬(Sb2O3), 또는 이산화 규소(SiO2) 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 금속 산화물 나노 입자는 입력광(예컨대, 청색광)의 적어도 일부를 흡수(또는 여과)할 수 있다. 금속 나노 입자는 금, 은, 구리, 백금, 철, 코발트, 니켈 또는 망간의 나노 입자를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 금속 나노 입자는 청색광의 적어도 일부를 산란시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 나노 입자는 청색광의 적어도 일부를 양자점으로 산란시켜 변환 효율을 증가시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 나노 입자는 제2 기판(102)의 표면 중 하나 이상에 박막(또는 층)으로서 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 나노 입자 박막이 패턴(도시되지 않음)을 가질 수 있도록 패터닝 공정이 수행될 수 있고, 나노 입자 박막(또는 층)의 적어도 일부는 제2 기판(102)의 법선 방향(V)에서 광 변환 구조물(LCS1)(또는 광 변환 구조물(LCS2))과 중첩될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
황변 중합체는 고 분자량의 에폭시 수지 또는 불포화 폴리 에스테르 수지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 기판(102)의 물질은 아크릴 또는 PI를 포함하고, 고분자량의 에폭시 수지 또는 불포화 폴리 에스테르 수지가 제2 기판(102)에 첨가될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 청색광을 감소시키기 위해 에이징 프로세스가 제2 기판(102)에 수행될 수 있다. 에이징 프로세스(aging process)는 화학적 에이징 또는 물리적 에이징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
도 2를 참조하면, 이는 제1 실시예에 따른 제1 조명 유닛(LU1)에 의해 방출된 제2 기판(102)의 투과율(왼쪽의 수직축은 투과율(%)을 나타냄) 및 제1 광(OL1)의 제1 스펙트럼을 나타내는 개략도이다. 도 2 내지 도 4에서, 점선(dash-dotted line)(TL1)은 상기 금속 이온, 나노 입자 또는 황변 중합체 중 하나 이상을 포함하는 제2 기판(102)의 투과율을 나타낸다. 점선(TL2)은 처리되지 않은 공통 기판(common substrate)의 투과율을 나타낸다. 예를 들어, 공통 기판은 금속 이온, 나노 입자 또는 황변 중합체를 포함하지 않는다. 도 2에서, 실선(solid line)은 제1 광(OL1)의 제1 스펙트럼을 나타내고, 제1 스펙트럼(first spectrum)은 메인파(main wave)(MW11) 및 서브파(sub-wave)(SW11)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 스펙트럼은 광 소스(LS)에 의해 방출되고 제1 광 변환 유닛(LCU1) 및 제2 기판(102)을 통과하는 광의 스펙트럼 일 수 있다. 일부 실시예에서, 메인파(MW11)는 제2 기판(102)을 통과한 후 광(CL1)(광은 제1 광 변환 유닛(LCU1)에 의해 변환됨)을 나타낼 수 있다. 서브파(SW11)는 제2 기판(102)을 통과한 후 변환되지 않은 입력광(IL1)(예를 들어, 청색광)을 나타낼 수 있다.
도 2에서, 메인파(MW11)는 메인 피크(main peak)(PM11)을 갖고 서브파(SW11)는 제1 서브 피크(first sub peak)(PS11)를 가지며, 메인 피크(PM11)는 520 나노 미터(nm) 내지 590 nm이고 제1 서브 피크(PS11)는 430 nm 내지 470 nm이며, 메인 피크(PM11)의 강도(오른쪽의 수직축은 강도를 나타낸다)는 제1 서브 피크(PS11)의 강도보다 크다. 또한, "메인 피크"는 메인파의 크레스트(crest)로 정의되고, "서브 피크"는 대응하는 파장 범위에서 가장 높은 강도, 예컨대 430 nm 내지 470 nm 범위의 가장 높은 강도로서 정의되지만, 이에 제한되지는 않는다. 다른 광 스펙트럼에서 "메인 피크"및 "서브 피크"는 또한 전술한 바와 동일한 방식으로 정의될 수 있다.
도 3을 참조하면, 이는 제1 실시예에 따른 제2 조명 유닛(LU2)에 의해 방출된 제2 기판(102)의 투과율 및 제2 광(OL2)의 제2 스펙트럼을 도시하는 개략도이다. 도 3에서, 실선은 제2 광(OL2)의 제2 스펙트럼을 나타내고, 제2 스펙트럼은 메인파(main wave)(MW2) 및 서브파(sub-wave)(SW2)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 제2 스펙트럼은 광 소스(LS)에 의해 방출되고 제2 광 변환 유닛(LCU2) 및 제2 기판(102)을 통과하는 광의 스펙트럼 일 수 있다. 메인파(MW2)는 제2 기판(102)을 통과한 후의 광(CL2)(제2 광 변환 유닛(LCU2)에서 변환된 광)을 나타낼 수 있다. 서브파(SW2)는 제2 기판(102)을 통과한 후 변환되지 않은 입력광(IL2)(예를 들어, 청색광)을 나타낼 수 있다. 도 3을 참조하면(오른쪽의 세로축은 강도를 나타냄), 메인파 MW2는 메인 피크 PM2를 갖고 서브파 SW2는 서브 피크 PS2를 가지며, 메인 피크 PM2는 591 nm 내지 780 nm이고 서브 피크 PS2는 430 nm 내지 470 nm이며, 메인 피크 PM2는 서브 피크 PS2의 강도보다 크다.
도 2 및 도 3의 점선(TL1)에 도시된 바와 같이, 메인 피크(PM11)의 파장에서 제2 기판(102)의 제1 투과율(T1)은 제1 서브 피크(PS11)의 파장에서 제2 기판(102)의 제2 투과율(T2)보다 크거나 또는 메인 피크(PM2)의 파장에서 제2 기판(102)의 제4 투과율(T4)은 서브 피크(PS2)의 파장에서 제2 기판(102)의 제5 투과율(T5)보다 크다. 일부 실시예에서, 제1 투과율(T1)(또는 제4 투과율(T4))은 91 % 내지 95 %(91 % ≤ 투과율 ≤ 95 %)의 범위 일 수 있고, 제2 투과율(T2) 및/또는 제5 투과율(T5)는 제1 투과율(T1)(또는 제4 투과율(T4))보다 작을 수 있다. 도 2 및도 3의 점선 TL2에 도시된 바와 같이, 공통 기판(common substrate)이 처리되지 않을 때, 메인 피크(PM11)의 파장에서의 공통 기판의 투과율(T1') 및 제1 서브 피크(PS11)의 파장에서의 공통 기판의 투과율(T2')는 대략 동일하거나, 또는 메인 피크(PM2)의 파장에서 공통 기판의 투과율(T4')과 서브 피크(PS2)의 파장에서 공통 기판의 투과율(T5')은 대략 동일하다. 제2 기판(102)이 처리될 때, 예를 들어, 제2 기판(102)은 금속 이온, 나노 입자 또는 황변 중합체를 포함할 수 있고, 제1 서브 피크(PS11)의 파장(또는 제2 서브 피크(PS2))에서의 제2 기판(102)의 투과율은 감소될 수 있다.
표 1은 제2 기판(102)이 금속 이온, 나노 입자 및 황변 중합체 중 하나(예를 들어, 표 1에서 그룹 A, E 및 I)를 포함하는 경우 제2 기판(102)의 제2 투과율(T2)(또는 제5 투과율(T5))을 설명하거나, 또는 제2 기판(102)은 이들 물질 중 2 가지의 조합(예를 들어, 표 1에서 그룹 B, CD, F, G 및 H)을 포함할 수 있다. 그룹 A를 예로 들면, 값은 1 내지 20wt % 금속 이온을 포함할 때의 제2 기판(102)의 투과율을 나타내고, 제2 투과율(T2)(또는 제5 투과율(T5))은 90 내지 91 %의 범위 일 수 있다(90 % ≤ 투과율 ≤ 91 %). 그룹 B를 예로 들어, 값은 1 내지 20wt % 금속 이온 및 1 내지 20wt % 나노 입자를 갖는 제2 기판(102)의 투과율을 나타내고, 제2 투과율(T2)(또는 제5 투과율(T5))는 72 내지 82 %(72 % ≤ 투과율 ≤ 82 %)의 범위 일 수 있다. 다른 그룹(그룹 C 내지 I와 같은)은 유사하므로 반복하지 않는다.
투과율(%)(T2 or T5) 금속 이온 나노 입자 황변 중합체
금속 이온(Metal ions) A: 90-91% B: 72-82% C: 76-82%
나노 입자(Nanoparticles) D: 72-82% E: 80-90% F: 67-81%
황변 중합체(Yellowing polymer) G: 76-82% H: 67-81% I: 84-90%
[0041]
게다가, 표 2는, 제2 기판(102)이 금속 이온, 나노 입자 및 황변 중합체 중 하나(예를 들어, 표 2의 그룹 A, E 및 I) 또는 이들 물질 중 두 개의 조합(예를 들어, 표 2의 그룹 B, CD, F, G 및 H)을 포함할 때 제1 투과율(T1)에 대한 제2 투과율(T2)의 비율(또는 제4 투과율(T4)에 대한 제5 투과율(T5)의 비율)을 도시한다. 그룹 A를 예로 들어 보면, 이 값은 제2 기판(102)이 1 내지 20 wt% 금속 이온을 포함할 때 제1 투과율(T1)에 대한 제2 투과율(T1)(T2/T1)의 비율(또는 제4 투과율(T4) 대 제5 투과율(T5)의 비율(T5/T4))를 나타내고, 및 비율은 97 % 내지 98 %(97 % ≤ 비율 ≤ 98 %)의 범위 일 수 있다. 그룹 B를 예로 들어 보면, 이 값은 제2 기판(102)이 1 내지 20wt% 금속 이온 및 1 내지 20wt% 나노 입자를 포함할 때 제1 투과율(T1)에 대한 제2 투과율(T2)(T2/T1)의 비율(또는 제4 투과율(T4)에 대한 제5 투과율(T5)의 비율(T5/T4))을 나타내고, 및 비율은 77 % 내지 88 %(77 % ≤ 율 ≤ 88%)의 범위 일 수 있다. 다른 그룹(그룹 C 내지 I와 같은)은 유사하므로 반복하지 않는다. 표 2의 그룹 A 내지 1에 따르면, 제1 투과율(T1)에 대한 제2 투과율(T2)의 비율은 72 % 내지 98 %의 범위 일 수 있다.
비율(Ratio)(T2/T1 또는 T5/T4) 금속 이온 나노 입자 황변 중합체
금속 이온(Metal ions) A: 97-98% B: 77-88% C: 81-88%
나노 입자(Nanoparticles) D: 77-88% E: 86-97% F: 72-87%
황변 중합체(Yellowing polymer) G: 81-88% H: 72-87% I: 90-97%
도 4를 참조하면, 이는 제1 실시예의 변형 실시예에 따른 제1 조명 유닛(LU1)에 의해 방출된 제2 기판(102)의 투과율 및 제1 광(OL1)의 제1 스펙트럼을 도시하는 개략도이다. 도 2와 달리, 제1 스펙트럼(도 4)은 서브파(SW12) 및 서브파(SW11)를 포함할 수 있고, 서브파(SW12)는 제1 광(OL1)에서 변환되지 않은 입력광(IL1)의 상이한 부분을 나타낼 수 있다. 도 4를 참조하면(오른쪽의 세로축은 강도를 나타냄), 서브파(SW12)는 470nm 내지 510nm 사이의 제2 서브 피크(PS12)를 가지며, 제2 서브 피크(PS12)의 강도는 메인 피크(PM11)의 강도보다 작다. "제1 서브 피크" 및 "제2 서브 피크"는 대응하는 파장 범위에서 가장 높은 강도로 정의되며, 예를 들어, 430 nm 내지 470 nm 범위의 최고 강도 및 470 nm 내지 510 nm 범위의 최고 강도와 같은, 그러나 이에 제한되지는 않는다. 도 4의 점선 TL1에 도시된 바와 같이, 메인 피크(PM11)의 파장에서 제2 기판(102)의 제1 투과율(T1)은 제2 서브 피크(PS12)의 파장에서 제2 기판(102)의 제3 투과율(T3)보다 크고, 제1 투과율(T1)에 대한 제3 투과율(T3)의 비율(T3/T1)은 85 % 내지 99 %(85 % ≤ 비율 ≤ 99 %)의 범위에 있다. 도 4에서, 제3 투과율(T3)은 제2 투과율(T2)보다 크고 제1 투과율(T1)보다 작을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 기판(102)이 금속 이온, 나노 입자 또는 황변 중합체를 포함하는 경우, 제1 투과율(T1)은 91 % 내지 95 %(91 % ≤ 제1 투과율 T1 ≤ 95%)의 범위 일 수 있고, 제2 투과율(T2) 및 제3 투과율(T3)은 제1 투과율(T1)보다 작을 수 있다. 도 4의 점선(TL2)에 도시된 바와 같이, 공통 기판(common substrate)이 금속 이온, 나노 입자 또는 황변 중합체를 포함하지 않는 경우, 공통 기판의 투과율(T1') 및 투과율(T2')는 대략 동일하거나, 또는 공통 기판의 투과율(T1')및 투과율(T3')은 대략 동일하다.
도 5를 참조하면, CIE 1931 색도도(chromaticity diagram)이며, 색 영역은 CIE 1931 색도도의 영역으로 공통적으로 표현될 수 있다. 곡선 에지(curved edge) CE를 따라 표시된 숫자는 파장을 나타낼 수 있다. 영역 CS는 광 장치(10)의 색 공간을 나타낼 수 있고, 포인트 G는 녹색 원색을 나타낼 수 있고, 포인트 R은 적색 원색을 나타낼 수 있다. 조명 유닛(LU1)에서, 변환되지 않은 입력광(청색광 같은)의 강도는 필터층(FL1) 또는 제2 기판(102)에 의해 감소될 수 있고, 제1 광(OL1)의 x-y 좌표는 도 5의 화살표 AG로 표시된 바와 같이 포인트 G에 근접할 수 있다. 　예를 들어, 광 장치(10)의 CIE 1931 색 영역(color gamut)에서의 녹색 x 좌표 값은 0.17 내지 0.29(0.17 ≤ x ≤ 0.29)의 범위이고, 광 장치(10)의 CIE 1931 색 영역에서의 녹색 y 좌표 값은 0.675 내지 0.8(0.675 ≤ y ≤ 0.8)의 범위에 있다. 게다가, 조명 유닛(LU2)에서, 필터층(FL2) 또는 제2 기판(102)에 의해 변환되지 않은 입력광(예컨대, 청색광)의 강도가 감소될 수 있기 때문에, 제2 광(OL1)의 x-y 좌표는 도 5에서 화살표 AR로 표시된 바와 같이 포인트 R에 근접할 수 있다. 예를 들어, 광 장치(10)의 CIE 1931 색 영역에서의 적색 x 좌표 값은 0.68 내지 0.71(0.68 ≤ x ≤ 0.71)의 범위이고, 광 장치(10)의 CIE 1931 색 영역에서의 적색 y 좌표 값은 0.29 내지 0.31(0.29 ≤ y ≤ 0.31)의 범위에 있다. 따라서, 광 장치(10)의 조명 유닛(LU1 또는 LU2)은 적색 또는 녹색 원색에 가까운 색상으로 광을 방출할 수 있어서 조명 품질(또는 디스플레이 품질)을 증가시킨다.
일부 실시예에서, 제2 기판(102)이 제공되기 때문에, 필터층(FL1 및 FL2)의 두께는 3 마이크로 미터 미만으로 감소될 수 있다. 또한, 필터층(FL1 및 FL2)은 일부 실시예에서 광 장치(10)의 두께를 감소시키기 위해 제거될 수 있다.
본 개시에 기술된 상이한 실시예에서의 기술적 특징은 대체, 재결합 또는 혼합될 수 있다. 이들 실시예의 차이점을 보다 쉽게 비교할 수 있도록 하기 위해, 이하의 설명은 상이한 실시예들 간의 비 유사성을 상세히 설명할 것이며 동일한 특징은 중복 설명되지 않을 것이다.
도 6을 참조하면, 이는 제2 실시 형태에 따른 광 장치의 단면도를 도시하는 개략도다. 제1 실시예와는 달리, 광 장치(10)는 액정 표시 장치 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 기판(100)은 광 소스(LS)과 제2 기판(102) 사이에 배치될 수 있고, 제1 기판(100)과 제2 기판(102) 사이에 광 변조층(light modulating layer)(116)이 배치될 수 있다. 광 변조층(116)은 액정층일 수 있고, 일부 스페이서(108)는 제1 기판(100)과 제2 기판(102) 사이에 배치될 수 있다. 제2 기판(102)과 광 변조층(116) 사이에는 배향막(alignment layer)(120), 전극(electrode)(122) 및 평탄화층(planarization)(126)이 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 광 변조층(116)과 제1 기판(100) 사이에는 배향막(128), 복수의 전극(130) 및 활성 매트릭스층(AM)이 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
배향막(alignment layer)(120, 128)은 PI 층일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전극(122)은 공통 전극 일 수 있고 전극(130)은 픽셀 전극 일 수 있고, 전극(130)은 액티브 매트릭스층(AM)의 적어도 하나의 트랜지스터와 전기적으로 연결될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 차폐 구조물(106)의 물질 또는 스페이서(118)는 흑색 포토 레지스트, 흑색 인쇄 잉크, 흑색 수지 또는 다른 적합한 물질 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 광학 필름(134)은 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film), 프리즘 필름, 다른 적합한 광학 필름 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 도 6에서, 광 소스(LS)은 청색광을 방출할 수 있고, 제3 광 변환 유닛(LCU3)은 양자점이나 산란 입자가 없는 투명층으로 대체될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
광 장치(10)는 편광자(polarizer)(124) 및 편광자(132)를 더 포함할 수 있다. 편광자(124)는 평탄화층(126)과 광 변환 유닛 사이에 배치될 수 있고, 편광자(132)는 제1 기판(100)과 광 소스(LS) 사이에 배치될 수 있다. 그러나, 편광자(124) 및 편광자(132)는 상술한 위치에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 광 변조층(116)은 그레이 스케일을 조정하기 위해 2 개의 편광기 사이에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 편광판(124) 및/또는 편광판(132)은 제1 기판(100)과 광 변환 유닛 사이에 배치될 수 있고, 예를 들어, 편광자(124) 및/또는 편광자(132)는 소위 와이어 그리드 편광자(WGP) 일 수 있는 금속 와이어를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 금속 와이어의 물질은 금속, 금속 합금, 다른 적합한 물질 또는 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 게다가, 광 장치(10)는 편광자(132)와 광 소스(LS) 사이에 배치된 적어도 하나의 광학 필름(134)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 광학 필름(134)은 이중 밝기 향상 필름(DBEF), 프리즘 필름, 다른 적합한 광학 필름 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
도 6에서 광 소스(LS)은 백라이트 모듈 일 수 있다. 광 소스(LS)은 발광 소스(light emitting source)(136) 및 적어도 하나의 광학층(optical layer)(138)을 포함할 수 있다. 광학층(138)은 도광판(light guide plate), 확산판(diffuser plate), 반사 필름(reflective film) 또는 다른 광학 필름(또는 기판)을 포함할 수 있다. 광 소스(LS)은 에지 라이트 타입 백라이트 모듈(edge-lit type backlight module) 일 수 있고, 발광 소스(136)는 광학층(138)의 측벽 중 적어도 하나(도광판과 같은) 근처에 배치될 수 있거나, 또는 광 소스(LS) 및 제1 기판(100)(또는 제2 기판(102))은 광학층(138)의 서로 다른 측면에 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 광 소스(LS)은 직접 조명형 백라이트 모듈(미도시) 일 수 있고, 광학층(138)은 확산판, 반사 필름 또는 다른 광학 필름 일 수 있고, 광학층(138)(확산판과 같은)은 발광 소스(136)과 제1 기판(100) 사이에 배치될 수 있거나, 광학층(138)(반사 필름과 같은)은 발광 소스(136) 아래에 배치될 수 있다. 발광 소스(136)는 발광 다이오드(LED), 마이크로 LED, 미니 LED, 유기 발광 다이오드(OLED), 양자점 발광 다이오드(QLED; QDLED), 양자점, 형광 물질, 인광 물질 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 백라이트 모듈은 청색광 또는 UV 광을 방출할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 7을 참조하면, 이는 제2 기판의 투과율의 측정을 나타내는 개략도다. 일부 실시예에서, 투과율(T1, T2, T3, T4 또는 T5와 같은)의 측정은 광 장치(10)가 분해된 후 제2 기판(102)의 측정 위치 Q에 대해 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 7의 제2 기판(102)은 도 6의 광 장치(10)로부터 분해될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 제2 기판(102)의 투과율은 제2 기판(102)의 면적이 제1 기판(100)의 면적보다 클 때 광 장치(10)를 분해하지 않고 측정될 수 있고, 측정 위치 Q는 제2 기판(102)의 일부로부터 선택될 수 있고, 제2 기판(102)의 일부는 제2 기판(102)의 법선 방향(V)으로 제1 기판(100)과 중첩되지 않지만, 이에 제한되지는 않는다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 기판(102)은 디스플레이 영역(AA) 및 주변 영역(PA)을 포함할 수 있고, 차폐 구조물(106) 및 광 변환 유닛(LCU1, LCU2와 같은)은 디스플레이 영역(AA)에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 차폐 구조물(106)은 주변 영역(PA)의 일부로 연장될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 도 7에 도시된 화살표 AT를 참조하면, 제2 기판(102)의 투과율은 주변 영역(PA)에서 제2 기판(102)의 측정 위치 Q로부터 측정될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시예에서, 제2 기판(102)의 투과율은 디스플레이 영역(AA)에서 제2 기판(102)의 측정 위치 Q로부터 측정될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 평탄화층(126)의 일부, 전극(122)의 일부 및 배향막(120)의 일부는 제2 기판(102)의 측정 위치 Q에 대응할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 중합체 필름, 브래그층 (Bragg layer), 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 무기 물질, 유기 물질 또는 이들의 조합은 제2 기판(102) 상에 배치될 수 있고 측정 위치 Q에 대응하지만, 이에 제한되지는 않는다. 실험 결과에 따르면, 상기 언급된 물질은 무시될 수 있는 제2 기판(102)의 투과율 결과에 영향을 미치지 않거나 약간 영향을 줄 수 있다.
주목할 점은, 제2 기판(102)의 투과율을 측정하는 동안 일부 물질은, 차폐 구조물(106), 광 변환 유닛(LCU1, LCU2 및 LCU3과 같은), 필터(필터층(FL1 및 FL2)), 편광기(124)(WGP와 같은), 금속 물질, 기타 반사 물질, 차광 물질 또는 광 흡수 물질이지만, 이에 제한되지는 않는, 측정 위치 Q에 위치해서는 안된다. 이러한 물질은 측정을 수행하기 전에 건식 에칭, 습식 에칭 또는 다른 방법으로 측정 위치 Q에서 제거해야 한다. 습식 식각은 드롭 식각 또는 샤워 식각을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 산 식각 용액(ST849) 또는 알칼리 식각 용액(ST823)이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 건식 에칭은 충격 에칭을 수행하기 위해 고속 입자빔, 이온빔 또는 원자빔을 사용하는 것을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 따라서, 일부 실시예에서, 제2 기판(102) 상에 배치된 다른 박막이 제거된 후에 제2 기판(102)에 대해 측정이 수행될 수 있다.
일부 실험에서, 투과율의 측정은 표시 영역(AA) 및/또는 주변 영역(PA)에 균일하게 분포된 제2 기판(102)의 36 개의 측정 위치로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 36 개의 측정 위치는 위에서 언급한 측정 위치 Q의 기준에 따라 선택해야 한다.
제2 기판(102)의 투과율은 분광 복사계 또는 색 분석기와 같은 일부기구에 의해 측정될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 기구는 CA-210, CS 1000T, CS 2000, BM5A 또는 다른 적합한 기구를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 게다가, 제1 광(OL1) 또는 제2 광(OL2)의 스펙트럼은 분광복사계(spectroradiometer)에 의해 측정될 수 있다. 기구는 광 장치(10)의 방출 표면의 측면에 배치될 수 있고, 방출 표면은 측정 동안 광 소스(LS)으로부터 이격될 수 있다. 광 장치(10)는 조명 유닛(LU1) 중 적어도 하나(또는 조명 유닛(LU2) 중 적어도 하나)를 켤 수 있고, 광 장치(10)는 제1 광(OL1)(또는 제2 광(OL2))을 방출할 수 있다. 조명 유닛(들)(LU1 또는 LU2)은 측정하는 동안 최대 그레이 레벨의 상태에서 작동될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
도 8을 참조하면, 이는 제3 실시 형태에 따른 광 장치의 단면도를 도시하는 개략도다. 제2 실시예와는 달리, 제2 기판(102)은(액정 디스플레이 패널과 같은) 디스플레이 패널(140)과 광 소스(LS) 사이에 배치된다. 광 장치(10)는 표시 패널(140)과 광 소스(LS) 사이에 배치된 양자점(QD) 셀(quantum dot(QD) cell)(142)을 포함할 수 있다. QD 셀(142)은 하부 기판(bottom substrate)(144), 제2 기판(second substrate)(102), 제1 광 변환 유닛(first light converting unit)(LCU1), 제2 광 변환 유닛(second light converting unit)(LCU2) 및 접착층(adhesive layer)(146)을 포함한다. 일부 실시예에서, 접착층(146)은 흑색 접착층 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 광 변환 유닛(LCU1), 제2 광 변환 유닛(LCU2) 및 접착층(146)은 하부 기판(144)과 제2 기판(102) 사이에 배치될 수 있고, 제2 기판(102)은 제1 광 변환 유닛(LCU1) 및 제2 광 변환 유닛(LCU2) 상에 배치된다. 일부 실시예에서, 접착층(146)은 하부 기판(144)의 주변(또는 제2 기판(102)의 주변)에 배치될 수 있고, 하부 기판(144) 및 제2 기판(102)은 접착층(146)을 통해 접착될 수 있다. 일부 실시예에서, 접착층(146)은 제1 광 변환 유닛(LCU1) 및 제2 광 변환 유닛(LCU2)에 인접할 수 있다. 일부 실시예에서, 광 소스(LS)은 에지-라이트 타입 백라이트 모듈(edge-lit type backlight module) 일 수 있고, 광학층(138)은 도광체(light guide)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 광 소스(LS)은 직하형 백라이트 모듈(direct-lit type backlight module)(미도시) 일 수 있으며, 광학층(138)은 확산 필름 또는 반사 필름 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 확산 필름은 광 소스(LS) 상에 배치될 수 있거나, 반사 필름은 광 소스(LS) 아래에 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
광 소스(LS)에 의해 제공된 광(예를 들어, 청색광)은 제1 광 변환 유닛(LCU1) 및 제2 광 변환 유닛(LCU2)을 통과할 수 있고, 제1 광 변환 유닛(LCU1) 및 제2 광 변환 유닛(LCU2)에 의해 방출된 광(예를 들어, 적색 및 녹색광)은 제2 기판(102)을 통과할 수 있다. 제1 광 변환 유닛(LCU1)과 제2 광 변환 유닛(LCU2)에서 방출된 광은 혼합되어 백색광을 형성할 수 있다. 청색광의 일부는 제2 기판(102)에 의해 감소될 수 있다. 또한, QD 셀(142)에 의해 제공되는 백색광은 액정 표시 패널(140)에 배치된 서로 다른 서브 픽셀의 컬러 필터에 의해 서로 다른 색상(또는 파장)으로 변환될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 제1 광 변환 유닛(LCU1)의 양자점과 제2 광 변환 유닛(LCU2)의 양자점은 분리(또는 패턴 화)될 수 있고, 제1 광 변환 유닛(LCU1)의 양자점은 제2 기판(102)의 법선 방향(V)에서 제2 광 변환 유닛(LCU2)의 양자점과 중첩되지 않지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 제1 광 변환 유닛(LCU1)의 양자점과 제2 광 변환 유닛(LCU2)의 양자점은 동일한 층으로 혼합될 수 있고, 142로부터 방출된 파장(또는 색)이 변조될 수 있다. 일부 실시예에서, 디스플레이 패널(140)의 기판은 금속 이온, 나노 입자 또는 황변 중합체를 포함하지 않는 기판 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 이러한 상황에서, 디스플레이 패널(140)의 기판 중 적어도 하나는 제2 기판(102)으로 대체될 수 있다. QD 셀(142)의 기판은 금속 이온, 나노 입자 또는 황변 중합체를 포함하지 않을 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 상기 대안적인 설계는 제4 실시예 또는 제5 실시예에 적용될 수 있다.
도 9를 참조하면, 이는 제4 실시 형태에 따른 광 장치의 단면도를 도시하는 개략도다. 제3 실시예와는 달리, 광 장치(10)는 도광(light guide)(QDOG) 구조물 상의 양자점을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(102), 제1 광 변환 유닛(LCU1) 및 제2 광 변환 유닛(LCU2)은 광학층(138) 및 하부 기판(144)과 접합(또는 코팅)될 수 있다.
도 10을 참조하면, 이는 제5 실시 형태에 따른 광 장치의 단면도를 도시하는 개략도다. 제4 실시예와는 달리, 광 장치(10)는 도광체 내 양자점QDIG(quantum dot in light guide) 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 소스(LS)은 발광 소스(136) 일 수 있고, 제1 광 변환 유닛(LCU1)의 양자점(QD1)과 제2 광 변환 유닛(LCU2)의 양자점(QD2)은 광학층(138)에 혼합 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 기판(102)은 광학층(138) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 광 소스(LS)과 제2 기판(102)은 광학층(138)의 서로 다른 측면에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 11을 참조하면, 이는 제6 실시 형태에 따른 광 장치의 단면도를 도시하는 개략도다. 제1 실시예와는 달리, 광 장치(10)는 LED, 마이크로 LED 또는 미니 LED를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 도 11에 도시된 바와 같이, 광 소스(LS)은 제1 기판(100)과 제2 기판(102) 사이에 배치된 적어도 하나의 발광 소스(148)을 포함할 수 있고, 액티브 매트릭스층(AM)의 트랜지스터(Tr)는 광 소스(LS)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 조명 유닛(LU1, LU2, LU3)에는 적어도 하나의 발광 소스(148)이 각각 배치될 수 있다. 발광 소스(148)은 LED, 마이크로 LED, 미니 LED 또는 양자점 LED(QLED 또는 QD-LED)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 액티브 매트릭스층(AM), 광 소스(LS), 제1 광 변환 유닛(LCU1), 제2 광 변환 유닛(LCU2), 제3 광 변환 유닛(LCU3) 또는 차폐 구조물(106)은 제1 기판(100) 상에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
일부 실시예에서, 차폐 구조물(106)의 두께는 제1 광 변환 유닛(LCU1), 제2 광 변환 유닛(LCU2) 및/또는 제3 광 변환 유닛(LCU3)의 두께 보다 클 수 있다. 일부 실시예에서, 필터층(FL1)은 제1 광 변환 유닛(LCU1)과 제2 기판(102) 사이에 배치될 수 있고, 필터층(FL2)은 제2 광 변환 유닛(LCU2)과 제2 기판(102) 사이에 배치될 수 있고, 에어갭(air gap) 또는 투명층(transparent layer)이 제3 광 변환 유닛(LCU3)과 제2 기판(102) 사이에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 필터층(FL1) 및 필터층(FL2)은 선택적으로 제거되거나 교체될 수 있다.
요약하면, 광 장치는 제1 광 변환 유닛, 제2 광 변환 유닛 또는 제3 광 변환 유닛 상에 배치된 기판을 포함할 수 있다. 기판은 금속 이온, 나노 입자, 황변 중합체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 청색광에 대응하는 파장에서 제2 기판의 투과율이 감소될 수 있다. 제1 광 변환 유닛 또는 제2 광 변환 유닛에서 양자점에 의해 변환되지 않은 청색광이 제2 기판을 통과할 때, 변환되지 않은 청색광의 일부는 감소될 수 있고, 따라서 출력광에서 청색광의 강도는 감소될 수 있다. 따라서, 광 장치 내의 조명 유닛은 변환되지 않은 청색광의 감소로 인해 적색 원색(red primary color) 또는 녹색 원색(green primary color)에 더 가까운 색상의 광을 방출할 수 있고, 이에 의해(디스플레이) 품질을 증가시킨다.
당업자는 본 개시의 교시를 유지하면서 장치 및 방법의 다수의 수정 및 변경이 이루어질 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기 개시 내용은 첨부된 청구 범위의 범위 및 경계에 의해서만 제한되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 광 장치에 있어서,
    기판;
    복수의 제1 광 변환 유닛; 및
    520 나노미터(nm) 내지 590 나노미터(nm) 사이의 메인 피크 및 430 나노미터(nm) 내지 470 나노미터(nm) 사이의 제1 서브 피크를 포함하는 제1 스팩트럼을 생성하기 위하여, 상기 복수의 제1 광 변환 유닛 및 상기 기판을 통과하는 광을 방출하는 광 소스; 를 포함하고,
    상기 메인 피크의 파장에서 상기 기판의 제1 투과율이 상기 제1 서브 피크의 파장에서 상기 기판의 제2 투과율 보다 큰
    장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 투과율에 대한 제2 투과율의 비율은 72 % 내지 98 %의 범위에 있는
    장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스펙트럼은 470nm 내지 510nm 사이의 제2 서브 피크를 더 포함하고,
    상기 제1 투과율은 상기 제2 서브 피크의 파장에서 기판의 제3 투과율보다 큰
    장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 투과율에 대한 상기 제3 투과율의 비율이 85 % 내지 99 %의 범위에 있는
    장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제3 투과율은 상기 제2 투과율보다 큰
    장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광 장치의 CIE 1931 색 영역에서의 녹색 x 좌표 값은 0.17 내지 0.29의 범위에 있는
    장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광 장치의 CIE 1931 색 영역에서의 녹색 y 좌표 값은 0.675 내지 0.8의 범위에 있는
    장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 광 변환 유닛은 상기 기판과 상기 광 소스 사이에 배치되는
    장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 제1 광 변환 유닛 중 적어도 하나는 광 변환 구조물 및 필터층을 포함하는
    장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 필터층은 광 변환 구조와 기판 사이에 배치되는
    장치.
  11. 제1항에 있어서,
    광학층을 추가로 포함하고,
    상기 광 소스와 상기 기판은 상기 광학층의 다른 측면에 배치되고,
    복수의 제1 광 변환 유닛은 상기 광학층에 배치되는
    장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 광 변환 유닛 중 적어도 하나는 복수의 양자점, 형광 물질 또는 인광 물질을 포함하는
    장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 복수의 금속 이온, 복수의 나노 입자 또는 황변 중합체를 포함하는
    장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광 소스는 하나 이상의 발광 구조물을 포함하고, 및
    상기 하나 이상의 발광 구조물이 연속적으로 존재하는
    장치.
  15. 제14항에 있어서,
    복수의 벽을 추가로 포함하고,
    상기 복수의 벽은 상기 적어도 하나의 발광 구조물과 상기 기판 사이에 배치되는
    장치.
  16. 광 장치에 있어서,
    기판;
    복수의 제2 광 변환 유닛; 및
    591 나노미터(nm) 내지 780 나노미터(nm) 사이의 메인 피크 및 430 나노미터(nm) 내지 470 나노미터(nm) 사이의 서브 피크를 포함하는 제2 스팩트럼을 생성하기 위하여, 상기 복수의 제2 광 변환 유닛 및 상기 기판을 통과하는 광을 방출하는 광 소스; 를 포함하고,
    상기 메인 피크의 파장에서 상기 기판의 제4 투과율이 상기 서브 피크의 파장에서 상기 기판의 제5 투과율 보다 큰
    장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제4 투과율에 대한 제5 투과율의 비율은 72 % 내지 98 %의 범위에 있는
    장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 광 장치의 CIE 1931 색 영역에서의 적색 x 좌표 값은 0.68 내지 0.71의 범위에 있는
    장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 광 장치의 CIE 1931 색 영역에서의 적색 y 좌표 값은 0.29 내지 0.31의 범위에 있는
    장치.
  20. 광 장치에 있어서,
    기판;
    복수의 제1 광 변환 유닛; 및
    520 나노미터(nm) 내지 590 나노미터(nm) 사이의 메인 피크 및 470 나노미터(nm) 내지 510 나노미터(nm) 사이의 제2 서브 피크를 포함하는 제1 스팩트럼을 생성하기 위하여, 상기 복수의 제1 광 변환 유닛 및 상기 기판을 통과하는 광을 방출하는 광 소스; 를 포함하고,
    상기 메인 피크의 파장에서 상기 기판의 제1 투과율이 상기 제2 서브 피크의 파장에서 상기 기판의 제3 투과율 보다 큰
    장치.

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