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KR102497784B1 - 표시장치 - Google Patents

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KR102497784B1
KR102497784B1 KR1020150140515A KR20150140515A KR102497784B1 KR 102497784 B1 KR102497784 B1 KR 102497784B1 KR 1020150140515 A KR1020150140515 A KR 1020150140515A KR 20150140515 A KR20150140515 A KR 20150140515A KR 102497784 B1 KR102497784 B1 KR 102497784B1
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김영민
박해일
윤선태
이준한
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시장치는 영상을 표시하는 표시 부재, 및 표시 부재에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 표시 부재는, 베이스 기판, 베이스 기판 상에 배치되어 제1 방향으로 연장되고, 각각이 베이스 기판으로부터 이격되어 제1 방향에서 서로 인접하는 제1 공동 및 제2 공동을 정의하는 복수의 부분들을 포함하는 커버층, 제1 공동 및 제2 공동 각각에 대응하여 배치된 제1 표시 소자 및 제2 표시 소자, 제1 공동에 중첩하고, 입사되는 광을 제1 색 광으로 변환시키는 제1 필터, 및 제2 공동에 중첩하고 입사되는 광을 제2 색 광으로 변환시키는 제2 필터를 포함하는 컬러 변환 필터, 및 컬러 변환 필터와 커버층 사이에 배치되고 입사되는 광을 색상에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 광학 부재를 포함한다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 상세하게는 광 효율이 향상된 표시장치에 관한 것이다.
표시장치는 유기발광 표시장치와 같은 발광형 표시장치와 액정 표시장치와 같은 비 발광형 표시장치로 구분될 수 있다. 비 발광형 표시장치는 광을 제공하기 위한 백라이트 유닛을 포함한다.
일반적으로, 백라이트 유닛은 하나의 색상을 가진 광을 제공하나, 컬러 필터 등을 통해 다양한 색상을 가진 영상이 표시된다. 백라이트 유닛으로부터 출사된 광의 광량이나 색 순도는 표시 패널 및 컬러 필터를 통과하면서 영향 받을 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 표시장치는 색 순도가 향상되면서도 광 효율이 향상된 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 영상을 표시하는 표시 부재, 및 상기 표시 부재에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다.
상기 표시 부재는, 베이스 기판, 상기 베이스 기판 상에 배치되어 제1 방향으로 연장되고, 각각이 상기 베이스 기판으로부터 이격되어 상기 제1 방향에서 서로 인접하는 제1 공동 및 제2 공동을 정의하는 복수의 부분들을 포함하는 커버층, 상기 제1 공동 및 상기 제2 공동 각각에 대응되어 배치된 제1 표시 소자 및 제2 표시 소자, 상기 커버층 상에 배치되고 상기 제1 공동에 중첩하고, 입사되는 광을 제1 색 광으로 변환시키는 제1 필터, 및 상기 제2 공동에 중첩하고 입사되는 광을 제2 색 광으로 변환시키는 제2 필터를 포함하는 컬러 변환 필터, 및 상기 컬러 변환 필터 및 상기 커버층 사이에 배치되고 입사되는 광을 색상에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 광학 부재를 포함한다.
상기 백라이트 유닛이 제공하는 광은 제3 색을 갖고, 상기 광학 부재는 입사되는 광 중 상기 제1 색 또는 상기 제2 색을 가진 광은 반사시키고, 상기 제3 색을 가진 광은 투과시킬 수 있다.
상기 광학 부재에 입사되는 광은, 상기 백라이트 유닛이 제공하는 상기 광 중 상기 제1 공동 및 상기 제2 공동을 통해 상기 광학 부재에 입사하는 광, 및 상기 광 변환 필터에서 생성된 상기 제1 색 광 및 상기 제2 색 광 중 상기 광학 부재에 입사하는 광을 포함할 수 있다.
상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는 각각 상기 광학 부재로부터 반사되어 재 입사된 상기 제1 색 광 및 상기 제2 색 광을 투과시킬 수 있다.
상기 광 변환 부재는 입사되는 광을 상기 제3 색을 가진 광으로 변환시키는 제3 필터를 더 포함하고, 상기 제3 필터는 상기 제3 색 광을 투과시킬 수 있다.
상기 복수의 부분들 각각은, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향의 일단부로부터 타단부까지 상기 베이스 기판으로부터 이격될 수 있다.
상기 제1 공동 및 상기 제2 공동 각각은 상기 제2 방향으로 연장된 터널 형상일 수 있다.
상기 제1 공동 및 상기 제2 공동 각각에는 액정이 충전되고, 상기 제1 표시 소자 및 상기 제2 표시 소자 각각은 액정 커패시터일 수 있다.
상기 표시 부재는 상기 커버층의 내면에 배치되고 상기 제1 공동 및 상기 제2 공동 내에 제공된 배향막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 상기 표시 부재 및 상기 백라이트 유닛 사이에 배치되고, 제1 방향과 나란한 방향의 투과축을 가진 편광 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 광학 부재는, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향과 나란한 방향의 투과축을 가진 편광층, 및 상기 편광층 상에 배치되고 입사되는 광 중 상기 제1 색을 가진 광 및 상기 제2 색을 가진 광은 반사시키고, 상기 제3 색을 가진 광은 투과시키는 선택적 투과 반사층을 포함할 수 있다.
상기 선택적 투과 반사층은, 각각이 제1 굴절률을 가진 복수의 제1 절연막, 및 각각이 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 가진 복수의 제2 절연막을 포함하고, 상기 제1 절연막들과 상기 제2 절연막들은 교번하여 적층될 수 있다.
상기 선택적 투과 반사층은 약 10㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
상기 선택적 투과 반사층은 콜레스테릭 액정 필름 또는 광 결정 필름일 수 있다.
상기 컬러 변환 필터는 복수의 양자점들을 포함할 수 있다.
상기 양자점들은, 상기 제1 필터에 포함된 복수의 제1 입자들, 및 상기 제2 필터에 포함된 복수의 제2 입자들을 포함하고, 상기 제1 입자들 각각의 입자 크기는 제2 입자들 각각의 입자 크기와 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 제1 색 광을 제공하는 백라이트 유닛, 상기 제1 색 광을 수신하고 복수의 화소들을 포함하는 패널 부재, 상기 패널 부재 상에 배치되고 입사되는 광 중 상기 제1 색 광은 반사시키고, 상기 제1 색과 상이한 제2 색 광은 투과시키는 광학 부재, 및 상기 광학 부재 상에 배치되고, 복수의 양자점들을 포함하는 컬러 변환 필터를 포함할 수 있다.
상기 패널 부재에는 상기 화소들 각각에 대응되는 복수의 공동들이 정의되고, 상기 공동들 각각에는 액정이 충전될 수 있다.
상기 광학 부재는, 일 방향으로 진동하는 광을 투과시키는 편광층, 상기 편광층 상에 배치되고, 각각이 제1 굴절률을 가진 복수의 제1 절연막들, 및 상기 편광층 상에 배치되고, 각각이 제2 굴절률을 가지며, 상기 제1 절연막들과 교번하여 적층된 복수의 제2 절연막들을 포함할 수 있다.
상기 패널 부재는, 매트릭스 형상으로 배열되어 각각에 액정이 충전된 복수의 공동들을 포함하고, 상기 컬러 변환 필터는 상기 공동들 각각에 대응하는 복수의 필터들 및 상기 필터들 사이에 배치된 블랙 매트릭스를 포함할 수 있다.
상기 필터들은, 상기 양자점들 중 상기 제1 색 광을 수신하여 상기 제2 색 광을 생성하는 양자점들을 포함하는 제1 필터, 및 상기 제1 색 광을 투과시키는 제2 필터를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시장치는 광 변환 필터를 포함하면서도 향상된 광 효율을 구현하면서도 박형의 표시장치를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 표시장치는 광학 부재를 형성하는 공정에서 광 변환 필터가 손상되는 문제를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 표시 부재의 분해 사시도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 표시 부재의 일 구성을 간략히 도시한 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 부재의 부분 평면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 3의 Ⅲ-Ⅲ'를 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 부재를 간략히 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재를 간략히 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서의 광 경로를 간략히 도시한 단면도이다.
도 10a 내지 도 10d는 각 층에서의 광 경로를 간략히 도시한 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 살펴본다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다. 도 2a는 도 1에 도시된 표시 부재의 분해 사시도이다. 도 2b는 도 2a에 도시된 표시 부재의 일 구성을 간략히 도시한 부분 사시도이다.
표시장치는 표시 부재(100), 백라이트 유닛(200), 및 복수의 보호 부재들(300L, 300U)을 포함한다. 보호 부재들(300L, 300U)은 하부 보호부재(300L) 및 상부 보호부재(300U)를 포함한다.
표시 부재(100)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면을 가진 플레이트 형상일 수 있다. 표시 부재(100)는 상측 방향(DR3)으로 적층되는 편광 부재(PLM), 패널 부재(PNL), 광학 부재(OPL), 및 컬러 변환 필터(CCF)를 포함한다.
편광 부재(PLM)는 입사되는 광을 일 방향으로 진동하는 광으로 편광시킨다. 편광 부재(PLM)는 패널 부재(PNL)의 배면에 배치되어 패널 부재(PNL)로 입사되는 광을 편광시킨다. 이에 따라, 패널 부재(PNL)는 편광된 광을 수신한다.
편광 부재(PLM)는 다양한 실시예를 가질 수 있다. 예를 들어, 편광 부재(PLM)는 필름 형태(film type)로 제공되어 패널 부재(PNL)의 배면에 배치되거나 별도로 제공되는 접착부재에 의해 부착될 수 있다. 또는, 예를 들어, 편광 부재(PLM)는 액상으로 제공되어 패널 부재(PNL)에 직접 코팅되거나 증착됨으로써 형성될 수도 있다.
패널 부재(PNL)는 전기적 신호를 인가 받아 영상을 생성한다. 패널 부재(PNL)는 복수의 화소를 포함하는 다양한 실시예들을 포함할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 패널 부재(PNL)는 베이스 기판(BS), 커버층(CVL), 및 표시 소자(DSP)를 포함할 수 있다. 한편, 도 2b에는 용이한 설명을 위해 패널 부재(PNL)를 간략한 사시도를 도시하였다. 패널 부재(PNL)는 도 2b에 도시된 구성들 외에 다른 구성들을 더 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예에 한정되지 않는다.
베이스 기판(BS)은 각종 소자들이 배치되는 기저층으로, 백라이트 유닛(200)으로부터 제공되는 광을 으로 용이하게 전달하도록 광 투과성이 높은 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 베이스 기판(BS)은 투명 유리 기판, 투명 플라스틱 기판, 또는 투명 필름일 수 있다.
베이스 기판(BS)은 평면상에서 적어도 하나의 화소 영역(PA) 및 화소 영역(PA)에 인접한 주변 영역(SA)으로 구분될 수 있다. 본 실시예에서, 화소 영역(PA)은 복수로 구비되며, 주변 영역(SA)은 화소 영역들 사이에 정의될 수 있다.
전기적 신호가 인가되면 화소 영역(PA)에는 광이 표시된다. 복수의 화소 영역들 각각에 표시되는 광들은 패널 부재(PNL)가 생성하는 영상을 구성한다. 화소 영역(PA)에는 후술할 표시 소자(DSP)가 배치된다.
주변 영역(SA)에는 각각이 전기적 신호를 전달하는 각종 신호 배선들 또는 화소를 구동하는 구동 소자들이 배치될 수 있다. 주변 영역(SA)은 전기적 신호가 인가되어도 영상이 표시되지 않는다. 주변 영역(SA)은 화소 영역(PA)의 주변부를 정의하며, 복수의 화소 영역들 사이의 경계부를 정의한다.
커버층(CVL)은 베이스 기판(BS) 상에 배치된다. 커버층(CVL)은 동일한 층상에 배치되고 제1 방향(DR1)으로 서로 이격되어 배열된 복수로 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 하나의 커버층(CVL)을 예시적으로 설명한다.
커버층(CVL)은 제2 방향(DR2)으로 연장된 일체의 형상을 가진다. 커버층(CVL)의 일부는 베이스 기판(BS)과 접촉하고 다른 일부는 베이스 기판(BS)으로부터 이격된다.
커버층(CVL)은 복수의 부분들을 포함한다. 부분들은 각각이 베이스 기판(BS)으로부터 이격된 복수의 이격 부분들 및 각각이 베이스 기판(BS)과 접촉하는 복수의 접촉 부분들을 포함한다.
이격 부분들 각각은 제1 방향(DR1)의 일단부로부터 타단부까지 베이스 기판(BS)으로부터 이격된다. 베이스 기판(BS), 하나의 이격 부분, 및 이격 부분 양단에 각각 연결된 두 개의 접촉 부분은 하나의 공동(Cavity)을 정의한다. 이에 따라, 공동은 제1 방향(DR1)으로 연장된 터널 형상일 수 있다.
이격 부분들과 접촉 부분들은 제2 방향(DR2)을 따라 교번하여 배치되며 서로 연결되어 일체의 형상을 이룬다. 이에 따라, 커버층(CVL) 및 베이스 기판(BS)은 제2 방향(DR2)을 따라 배열된 복수의 공동들(CAV)을 정의할 수 있다. 공동들 각각은 제1 방향(DR1)에서 오픈되고 제2 방향(DR2)에서 차폐된다.
표시 소자(DSP)는 화소 영역(PA)에 배치된다. 도 2b에는 복수의 표시 소자들을 도시하였다. 구체적으로, 표시 소자들 각각은 공동들 각각에 배치될 수 있다.
표시 소자(DSP)는 전기적 신호에 따라 제어되는 광을 표시할 수 있다면, 다양한 실시예들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표시 소자(DSP)는 액정 커패시터 또는 전기 영동 소자일 수 있다. 이에 관한 상세한 설명은 후술한다.
다시, 도 2a를 참조하면, 컬러 변환 필터(CCF)는 광학 부재(OPL) 상에 배치된다. 컬러 변환 필터(CCF)는 컬러 변환 필터(CCF)에 입사되는 광을 다양한 색상으로 변환시킬 수 있다. 컬러 변환 필터(CCF)에 의해 색상이 변환된 광은 컬러 변환 필터(CCF)로부터 다양한 방향으로 방사된다.
백라이트 유닛(200)에서 생성된 광은 편광 부재(PLM), 패널 부재(PNL), 및 광학 부재(OPL)를 거쳐 컬러 변환 필터(CCF)에 도달하는 동안 색상은 변경되지 않는다. 이에 따라, 백라이트 유닛(200)에서 생성된 광은 컬러 변환 필터(CCF)에 의해 비로소 다양한 색상을 가지면서 영상으로 구현될 수 있다. 이에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
광학 부재(OPL)는 패널 부재(PNL)와 컬러 변환 필터(CCF) 사이에 배치되어 패널 부재(PNL)가 표시하는 광을 수신한다. 광학 부재(OPL)는 광 투과율을 가진 물질로 구성될 수 있다. 이에 따라, 패널 부재(PNL)가 표시하는 광의 적어도 일부는 광학 부재(OPL)를 통해 컬러 변환 필터(CCF)에 제공될 수 있다.
광학 부재(OPL)는 입사되는 광을 편광시키고, 선택적으로 반사 또는 투과시킨다. 광학 부재(OPL)는 편광층의 역할과 선택적 반사층 역할을 동시에 수행할 수 있다.
구체적으로, 광학 부재(OPL)는 편광 부재(PLM)에 대향하는 편광층으로 기능한다. 이에 따라, 광학 부재(OPL)는 광학 부재(OPL)에 입사되는 광을 편광 부재(PLM)가 편광시키는 방향과 직교하는 방향으로 편광시킨다.
또한, 광학 부재(OPL)는 입사되는 광을 선택적으로 투과 또는 반사시킨다. 구체적으로, 광학 부재(OPL)는 입사되는 광이 가진 색상에 따라 입사되는 광을 투과시키거나 반사시킨다.
본 실시예에서, 광학 부재(OPL)는 블루 색상을 가진 광을 투과시키고, 레드 또는 그린 색상을 가진 광은 반사시킨다. 이에 따라, 백라이트 유닛(200)이 블루 색상을 가진 광을 생성하는 경우, 백라이트 유닛(200)이 생성한 광은 광학부재(OPL)를 거쳐 컬러 변환 필터(CCF)에 도달할 수 있다.
한편, 광학 부재(OPL)는 컬러 변환 필터(CCF)로부터 방사된 광들 중 레드 또는 그린 색상을 가진 광은 광학 부재(OPL)로부터 반사되어 컬러 변환 필터(CCF)에 재 입사될 수 있다. 이에 따라, 그린 또는 레드 색상의 휘도가 향상되어 색재현성이 향상될 수 있다. 이에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
백라이트 유닛(200)은 복수의 발광 소자들(210), 회로 기판(220), 및 확산 부재(230)를 포함할 수 있다. 발광 소자들(210)은 전압을 인가받아 광을 생성한다.
본 실시예에서, 발광 소자들(210)은 상대적으로 짧은 파장 범위를 가진 광을 생성한다. 예를 들어, 발광 소자들(210)은 블루(blue) 색상의 광을 생성할 수 있다.
구체적으로, 발광 소자들(210)은 실질적으로 400㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 범위 내의 광을 생성할 수 있다. 발광 소자들(210)이 생성하는 광은 후술할 광 변환 필터(CCF)를 여기시키기는 에너지원이 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자들(210)은 다양한 실시예들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자들(210) 각각은 발광 다이오드(Light emitting diode, LED), 자외선 램프(Ultra violet lamp), 또는 레이저 다이오드(Laser diode)일 수 있다.
회로 기판(220)은 표시 부재(100)와 동일한 크기의 플레이트 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 발광 소자들(210)은 표시 부재(100)의 배면에 대응되는 영역에 광을 제공할 수 있어, 표시 부재(100)가 표시하는 영상의 휘도가 향상될 수 있다.
확산판(230)은 발광 소자들(210) 상에 배치된다. 확산판(230)은 입사되는 광을 확산시킨다. 발광 소자들(210) 각각으로부터 출사된 광들은 확산판(230)에 의해 혼합될 수 있다. 확산판(230)은 위치에 관계없이 표시 부재(100) 전면에 균일한 휘도의 광이 제공되도록 한다.
하부 보호부재(300L)는 측면부(300L-10) 및 바닥부(300L-20)를 포함한다. 하측면부(300L-10)는 바닥부(300L-20)로부터 상측으로 절곡되어 소정의 내부 공간을 정의한다. 표시 부재(100) 및 백라이트 유닛(200)은 내부 공간에 수납된다.
상부 보호부재(300U)는 상측면부(300U-10) 및 상부(300U-20)를 포함한다. 상부(300U-20)에는 소정의 개구부가 정의된다. 표시 부재(100)가 생성하는 영상은 개구부를 통해 외부에서 시인될 수 있다.
상측면부(300U-10)는 상부(300U-20)로부터 하측으로 절곡된다. 상부 보호부재(300U)와 하부 보호부재(300L)는 결합되어 표시 부재(100)와 백라이트 유닛(200)을 보호하고 표시장치의 외형을 정의할 수 있다.
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ'를 따라 자른 단면도이다. 도 5는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 자른 단면도이다. 도 6은 도 3의 Ⅲ-Ⅲ'를 따라 자른 단면도이다.
도 3 내지 도 6에는 용이한 설명을 위해 하나의 화소를 기준으로 도시하였다. 이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 부재(100)에 대해 보다 상세히 살펴본다. 한편, 도 1 내지 도 2b에 도시된 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 중복된 설명은 생략한다.
일 화소는 화소 영역(PA)에 배치된 표시 소자(DSP) 및 표시 소자(DSP)에 연결된 적어도 하나의 박막 트랜지스터(TFT)를 포함한다. 본 실시예에서, 박막 트랜지스터(TFT)는 주변 영역(SA)에 배치된다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 박막 트랜지스터(TFT)는 표시 소자(DSP)와 다른 층상에 배치되되, 화소 영역(PA)에 중첩하여 배치될 수도 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 베이스 기판(BS: 도 2b 참조)을 구성할 수 있다. 베이스 기판(BS)은 제1 기판(SUB1), 제1 절연층(INL1), 제2 절연층(INL2), 및 박막 트랜지스터(TFT)를 포함할 수 있다.
제1 기판(SUB1)은 투명한 절연 물질로 구성될 수 있다. 제1 기판(SUB1)의 배면에 배치되는 백라이트 유닛(미도시)에 의해 생성되어 편광 부재(PLM)에 의해 편광된 광이 표시 소자(DSP)에 용이하게 도달하도록 높은 광 투과율을 가질 수 있다. 도시되지 않았으나, 편광 부재(PLM)와 제1 기판(SUB1) 사이에는 접착 부재가 더 포함될 수 있으며, 이 경우, 접착 부재는 광 투과율이 높은 물질로 구성될 수 있다.
제1 기판(SUB1) 상에 박막 트랜지스터(TFT)의 제어 전극(GE)이 배치된다. 이때, 신호 배선들 중 게이트 라인(GL)은 제어 전극(GE)과 동일한 층상에 배치될 수 있다. 제어 전극(GE)은 게이트 라인(GL)과 연결되어 게이트 신호를 수신할 수 있다.
제1 절연층(INL1)은 제어 전극(GE) 및 게이트 라인(GL)을 커버한다. 제1 절연층(INL2) 상에는 박막 트랜지스터(TFT)의 반도체 패턴(SM)이 배치된다. 반도체 패턴(SM)은 적어도 제어 전극(GE)에 중첩한다.
반도체 패턴(SM) 상에 박막 트랜지스터TFT)의 입력 전극(SE) 및 출력 전극(DE)이 배치된다. 이때, 신호 배선들 중 데이터 라인(DL)은 제1 절연층(INL1) 중 반도체 패턴(SM)이 배치되지 않은 영역에 배치될 수 있다.
입력 전극(SE)은 데이터 라인(DL)과 연결되어 데이터 라인(DL)으로부터 데이터 신호를 수신한다. 제어 전극(GE) 및 입력 전극(SE)에 소정의 신호들이 각각 제공되면, 반도체 패턴(SM)에 채널이 형성된다. 채널에 의해 데이터 신호는 입력 전극(SE)으로부터 출력 전극(DE)으로 전달될 수 있다.
제2 절연층(INL2)은 박막 트랜지스터(TFT) 및 데이터 라인(DL)을 커버한다. 제2 절연층(INL2)은 유기막 및/또는 무기막을 포함할 수 있다. 또는 제2 절연층(INL2)은 복수의 유기막 및 무기막들이 교번하여 적층될 수도 있다.
제2 절연층(INL2)은 패시베이션막일 수 있다. 이에 따라, 제2 절연층(INL2)은 박막 트랜지스터(TFT)를 다른 구성들로부터 절연시키고, 박막 트랜지스터(TFT)를 수분 등으로부터 보호한다.
한편, 제2 절연층(INL2)은 평탄한 상면을 제공하는 평탄화층일 수 있다. 제2 절연층(INL2)은 박막 트랜지스터(TFT)가 생성하는 단차들을 보완하여 박막 트랜지스터(TFT) 상측에 배치되는 전자소자가 안정적으로 배치될 수 있도록 한다.
커버층(CVL)은 제2 절연층(INL2) 상에 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 커버층(CVL)은 부분적으로 베이스 기판(BS)과 접촉하거나 베이스 기판(BS)으로부터 이격되어 공동(CAV)을 정의한다.
공동(CAV)은 화소 영역(PA)에 정의된다. 이에 따라, 표시 소자(DSP)는 화소 영역(PA) 내에 배치될 수 있다. 표시 소자(DSP)는 제2 절연층(INL2) 상에 배치될 수 있다.
표시 소자(DSP)는 제1 전극(EL1), 제2 전극(EL2), 및 액정(LC)을 포함할 수 있다. 제1 전극(EL1)은 화소 영역(PA)에 대응되는 형상으로 패터닝되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(EL1)은 복수로 제공되어 화소 영역들 각각에 배치될 수 있다.
제1 전극(EL1)은 제2 절연층(INL2) 상에 배치되어 제1 전극(EL1)은 제2 절연층(INL2)을 관통하는 관통부(CH)를 통해 출력 전극(DE)에 연결된다. 이에 따라, 제1 전극(EL1)은 박막 트랜지스터(TFT)에 의해 구동될 수 있다.
이때, 패널 부재(PNL)는 제3 절연층(INL3)을 더 포함할 수 있다. 제3 절연층(INL3)은 제1 전극(EL1)을 다른 구성들로부터 절연시킨다. 제3 절연층(INL3)은 제1 전극(EL1)의 형상에 대응되는 형상으로 패터닝될 수 있다.
또는, 도 4 내지 도 6에 도시된 것과 같이, 제3 절연층(INL3)은 베이스 기판(BS) 전면을 커버할 수도 있다. 이때, 커버층(CVL)은 제3 절연층(INL3)과 부분적으로 접촉하거나 제3 절연층(INL3)으로부터 부분적으로 이격되어 공동(CAV)을 정의한다. 본 발명에 따른 제3 절연층(INL3)은 다양한 실시예를 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예에 한정되지 않는다.
제2 전극(EL2)은 공동(CAV) 내에 배치된다. 커버층(CVL)이 공동이 정의되는 내면 및 외부로 노출되는 외면을 포함한다고 할 때, 제2 전극(EL2)은 커버층(CVL)의 내면에 배치된다.
도시되지 않았으나, 제2 전극(EL2)은 베이스 기판(BS)의 가장자리 영역에 배치된 공통 전압 라인(미 도시)에 연결된다. 제2 전극(EL2)은 제1 전극(EL1)과 대향하는 공통 전압을 공통 전압 라인으로부터 인가 받는다.
본 실시예에서, 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL1) 각각은 투명한 전도성 물질로 구성될 수 있다. 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL1) 각각의 광 투과율이 높을수록 표시소자(DSP)에 의한 광량 손실률이 감소될 수 있다.
액정(LC)은 공동(CAV) 내에 충진된다. 액정(LC)은 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2) 사이의 전압 차이에 따라 특정 방향으로 배열될 수 있는 복수의 액정 분자들을 포함한다. 표시 소자(DSP)는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이의 전압 차이를 제어하여 백라이트 유닛(200)에서 생성된 광 중 공동(CAV)을 투과하는 광량을 제어할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 패널 부재(PNL)는 배향막(ALN)을 더 포함할 수 있다. 배향막(ALN)은 복수로 구비되어 제1 전극(EL1) 측 및 제2 전극(EL2) 측에 각각 배치될 수 있다.
한편, 도시되지 않았으나, 배향막(ALN)은 제1 방향(DR1)을 따라 오픈된 공동(CAV)의 적어도 일측을 차폐할 수 있다. 이때, 공동(CAV)은 배향막(ALN)에 의해 정의되어 일측이 오픈되고 일측이 폐쇄된 형상을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 배향막(ALN)은 다양한 실시예를 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예에 한정되지 않는다.
패널 부재(PNL)는 제4 절연층(INL4)을 더 포함할 수 있다. 제4 절연층(INL4)은 제3 절연층(INL3) 상에 배치되어 커버층(CVL)을 커버한다.
제4 절연층(INL4)은 베이스 기판(BS)의 화소 영역(PA) 및 주변 영역(SA) 모두를 커버한다. 이에 따라, 제4 절연층(INL4)은 커버층(CVL) 중 오픈된 양단을 차폐하여 공동(CAV)을 밀봉할 수 있다.
제4 절연층(INL4)은 투명한 절연 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제4 절연층(INL4)은 유기물 및/또는 무기물로 구성될 수 있다. 또는 제4 절연층(INL4)은 복수의 유기막 및 무기막들이 교번하여 적층될 수도 있다.
제4 절연층(INL4)은 외부 환경으로부터 표시 소자(DSP)를 차단하는 봉지층일 수 있다. 또는 제4 절연층(INL4)은 평탄한 상면을 제공하는 평탄화층일 수 있다. 제4 절연층(INL4)은 다양한 실시예를 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예에 한정되지 않는다.
광학 부재(OPL)는 제4 절연층(INL4) 상에 배치된다. 광학 부재(OPL)는 제4 절연층(INL4) 상에 직접 형성될 수도 있고, 별도로 형성되어 제4 절연층(INL4) 상에 배치될 수도 있다. 광학 부재(OPL)가 별도로 형성되어 패널 부재(PNL)에 조립되는 경우, 광학 부재(OPL)와 패널 부재(PNL) 사이에는 소정의 접착층 또는 공기층이 더 배치될 수도 있다.
컬러 변환 필터(CCF)는 제2 기판(SUB2) 및 광학 부재(OPL) 사이에 배치된다. 컬러 변환 필터(CCF)는 필터(CF) 및 블랙 매트릭스(BM)를 포함한다.
필터(CF)는 광학 부재(OPL)를 통해 입사되는 광의 에너지에 따라 색상을 변환시키거나 그대로 투과시킬 수 있다. 필터(CF)는 적어도 하나의 광 변환 입자를 포함할 수 있다.
광 변환 입자는 입사되는 광의 적어도 일부를 흡수하여 특정 색상을 지닌 광을 방출하거나, 그대로 투과시킨다. 입사되는 광이 광 변환 입자를 여기(excitation) 시키기에 충분한 에너지를 가진 경우, 광 변환 입자는 입사되는 광의 적어도 일부를 흡수하여 들뜬 상태가 된 후, 안정화되면서 특정 색상의 광을 방출한다. 이와 달리, 입사되는 광이 광 변환 입자를 여기 시키기 어려운 에너지를 가진 경우, 입사되는 광은 필터(CF)를 그대로 통과하여 외부에서 시인될 수 있다.
광 변환 입자는 입자 크기에 따라 방사시키는 광의 색상이 결정될 수 있다. 대체적으로, 입자 크기가 클수록 긴 파장의 광이 생성되고, 입자 크기가 작을수록 짧은 파장의 광이 생성된다. 본 실시예에서, 광 변환 입자는 양자점(quantum dot, QD)일 수 있다.
한편, 필터(CF)로부터 방출되는 광은 다양한 방향으로 방사된다. 이에 따라, 필터(CF)에 의해 생성된 광은 제2 기판(SUB2), 블랙 매트릭스(BM), 및 광학 부재(OPL)를 향해 방사될 수 있다.
블랙 매트릭스(BM)는 필터(CF)에 인접하여 배치된다. 블랙 매트릭스(BM)는 차광 물질로 구성될 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 주변 영역(SA)에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 블랙 매트릭스(BM)는 광이 표시되는 화소 영역(PA) 이외의 영역으로의 빛샘 현상을 방지하고, 인접하는 화소 영역들 사이의 경계를 명확히 구분 짓는다.
제2 기판(SUB2)은 컬러 변환 필터(CCF) 상에 배치되어 컬러 변환 필터(CCF)를 보호한다. 제2 기판(SUB2)은 투명한 절연 물질로 구성될 수 있다. 컬러 변환 필터(CCF)는 광학 부재(OPL) 상에 직접 형성되거나, 제2 기판(SUB2)에 형성되어 패널 부재(PNL) 상에 조립될 수도 있다. 한편, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 부재(100)에 있어서, 제2 기판(SUB2)은 생략될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 부재를 간략히 도시한 단면도이다. 도 7을 참조하여, 표시 부재(100)에 대해 보다 상세히 살펴본다. 한편, 도 1 내지 도 6에 도시된 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 중복된 설명은 생략한다.
도 7에는 공동(CAV)이 복수로 구비되고, 이에 대응되도록 복수의 필터들을 포함하는 컬러 변환 필터(CCF)를 도시하였다. 한편, 용이한 설명을 위해 패널 부재(PNL)의 일부 구성들은 생략하여 도시하였다.
도 7에 도시된 것과 같이, 복수의 필터들은 제1 필터(CF1), 제2 필터(CF2), 및 제3 필터(CF3)를 포함할 수 있다. 제1 필터(CF1), 제2 필터(CF2), 및 제3 필터(CF3) 사이에는 블랙 매트릭스(BM)가 배치되어 제1 필터(CF1), 제2 필터(CF2), 및 제3 필터(CF3) 사이의 경계를 정의한다.
제1 필터(CF1), 제2 필터(CF2), 및 제3 필터(CF3)는 컬러 변환 필터(CCF)에 입사되는 광을 각각 서로 다른 파장 범위를 가진 광으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 필터(CF1), 제2 필터(CF2), 및 제3 필터(CF3)는 각각 적색, 녹색, 및 청색을 가진 광들을 생성할 수 있다.
레드, 그린, 및 블루는 각각 서로 다른 파장을 가진다. 이에 따라, 제1 필터(CF1)는 약 640㎚ 이상 780㎚ 이하의 파장 범위를 가진 광을 생성하고, 제2 필터(CF2)는 약 480㎚ 이상 560㎚ 이하의 파장 범위를 가진 광을 생성하고, 제3 필터(CF3)는 약 430㎚ 이상 500㎚ 이하 파장 범위를 가진 광을 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 양자점은 입자 크기에 따라 생성되는 광의 파장이 결정될 수 있다. 이에 따라, 제1 필터(CF1), 제2 필터(CF2), 및 제3 필터(CF3) 중 제1 필터(CF1)가 가장 큰 입자 크기를 가진 양자점을 포함하고, 제3 필터(CF3)가 가장 작은 입자 크기를 가진 양자점을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 필터(CF3)는 무색 필터 또는 그레이 필터(gray filter)일 수 있다. 미 도시된 백라이트 유닛이 블루 색상을 가진 광을 생성하는 경우, 제3 필터(CF3)는 색상 변환 없이 입사된 광을 그대로 투과시켜도 블루 색상의 광을 출광하게 된다. 이때, 제3 필터(CF3)는 입사되는 광의 적어도 일부를 투과시킬 수 있다면 다양한 물질로 구성될 수 있으며, 어느 하나의 실시예에 한정되지 않는다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 부재를 간략히 도시한 단면도이다. 도 8에 도시된 것과 같이, 광학 부재(OPL)는 편광층(POL) 및 선택적 투과 반사층(SRL)을 포함할 수 있다.
편광층(POL)은 입사되는 광 중 특정 방향으로 편광된 광만을 투과 시킨다. 편광층(POL)은 편광 특성을 가진 폴리 비닐 알코올(PVA)을 포함할 수 있다.
이때, 편광층(POL)은 상술한 바와 같이, 편광 부재(PLM, 도 2a 참조)와 대향될 수 있다. 이에 따라, 편광층(POL)은 편광 부재(PLM)가 가진 투과축과 직교하는 방향의 투과축을 가질 수 있다.
선택적 투과 반사층(SRL)은 편광층(POL)의 일면 상에 배치된다. 선택적 투과 반사층(SRL)은 복수의 절연막들을 포함할 수 있다. 절연막은 제1 절연막(IL1) 및 제2 절연막(IL2)을 포함한다. 제1 절연막(IL1) 및 제2 절연막(IL2) 각각은 복수로 구비되어 교번하여 적층될 수 있다.
분산 브래그 반사 소자(distributed Bragg reflector, DBR)일 수 있다. 이에 따라, 하프 미러층은 적어도 하나의 다층 박막 쌍(DBP)을 포함한다. 도 7에는 n 개의 다층 박막 쌍(DBP)을 포함하는 하프 미러층(HM2)을 예시적으로 도시하였다.
제1 절연막(IL1) 및 제2 절연막(IL2)은 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 투과 반사층(SRL)은 분산 브래그 반사 소자(distributed Bragg reflector, DBR) 또는 향상된 거울 반사 소자(Enhanced specular reflector, ESR)일 수 있다.
이에 따라, 선택적 투과 반사층(SRL)은 브래그 법칙(Bragg's law)을 근거로 반사시키고자 하는 파장 범위 및 투과시키고자 하는 파장 범위를 제어할 수 있다. 선택적 투과 반사층(SRL)의 투과 및 반사 파장 범위는 제1 절연막(IL1) 및 제2 절연막(IL2) 사이의 굴절률 차이, 제1 절연막(IL1) 및 제2 절연막(IL2)의 두께 차이, 및 제1 절연막(IL1) 및 제2 절연막(IL2) 적층 수에 의해 결정될 수 있다.
한편, 선택적 투과 반사층(SRL)은 콜레스테릭 액정 필름(Cholesteric Liquid Crystal film) 또는 광 결정 필름(Photonic Crystal film)일 수 있다. 이때, 선택적 투과 반사층(SRL)은 폴리 비닐 알코올(PVA)과 용이하게 결합될 수 있어, 편광 기능과 반사 기능을 동시에 가질 수 있다.
선택적 투과 반사층(SRL)은 전압의 인가에 따라 투과 반사 정도를 제어할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 투과 반사층(SRL)은 다양한 실시예를 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예에 한정되지 않는다.
한편, 선택적 투과 반사층(SRL)은 편광층(POL)을 보호하는 보호층 역할과 동시에 편광층(POL)을 지지하는 지지체(supporter) 역할을 할 수 있다. 선택적 투과 반사층(SRL)은 습도에 의한 편광층(POL)의 변형을 방지한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 광학 부재(OPL)는 편광 기능과 선택적 투과 반사 기능을 동시에 수행하면서도 두께가 절감되는 효과를 가질 수 있다. 구체적으로, 일반적인 편광 필름에서의 TAC필름은 약 50~60㎛의 두께를 가진다. 이와 달리, 복수의 절연막들로 구성된 선택적 투과 반사층(SRL)은 약 10㎛ 이하의 두께를 가질 수 있어, 박형 표시장치 구현에 유리하다.
한편, 본 발명에 따른 광학 부재(OPL)는 별도로 생성되어 컬러 변환 필터(CCF: 도 7 참조)나 패널 부재(PNL: 도 7 참조)에 부착됨으로써 표시부재(100: 도 7 참조)로 조립될 수 있다. 이에 따라, 컬러 변환 필터(CCF)와 독립된 공정에 의해 형성됨으로써, 컬러 변환 필터(CCF)의 손상이 방지될 수 있고, 공정상의 리워크(rework) 특성이 향상될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에서의 광 경로를 간략히 도시한 단면도이다. 도 10a 내지 도 10d는 각 층에서의 광 경로를 간략히 도시한 단면도들이다.
이하, 도 9 내지 도 10d를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 효과를 살펴본다. 한편, 도 1 내지 도 8에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 중복된 설명은 생략한다.
도 9에 도시된 것과 같이, 백라이트 유닛(200)에서 생성된 광은 상측에 배치된 표시 부재(100)에 제공된다. 도 9 내지 도 10d에는 블루 광(BL)을 생성하는 백라이트 유닛(200)을 포함하는 실시예를 예시적으로 도시하였다.
블루 광(BL)은 편광 부재(PLM)를 통과하면서 일 방향으로 진동하는 편광된 제1 블루 광(BL-P1)이 된다. 편광된 제1 블루 광(BL-P1)은 표시 소자(DSP)를 거쳐 편광된 제2 블루 광(BL-P2)으로 진동 방향이 변화할 수 있다.
편광된 제2 블루 광(BL-P2)은 편광된 제1 블루 광(BL-P1)의 진동 방향과 직교하는 방향으로 진동하는 광일 수 있다. 본 실시예에서, 표시 소자(DSP)는 광 손실 없이 모든 광을 투과시켰다는 전제로 설명될 수 있다.
상술한 바와 같이, 편광층(POL)은 편광 부재(PLM)의 투과축과 직교하는 방향의 투과축을 가지므로, 편광된 제2 블루 광(BL-P2)은 편광층(POL)을 용이하게 통과하여 선택적 투과 반사층(SRL)에 도달할 수 있다.
선택적 투과 반사층(SRL)은 입사되는 광의 파장 범위에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시킨다. 본 실시예에서, 선택적 투과 반사층(SRL)은 블루 색상의 광은 투과시키고, 레드 색상의 광이나 그린 색상의 광은 반사시키도록 디자인될 수 있다.
선택적 투과 반사층(SRL)에 입사되는 광은 편광된 제2 블루 광(BL-P2)으로 백라이트 유닛(200)에서 생성된 블루 광(BL)으로부터 편광 특성만 변화했을 뿐, 색상 변화 없이 블루 색상을 가진다. 이에 따라, 편광된 제2 블루 광(BL-P2)은 선택적 투과 반사층(SRL)을 용이하게 통과하여 컬러 변환 필터(CCF)에 도달한다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 편광된 제2 블루 광(BL-P2)은 컬러 변환 필터(CCF)에 입사되어 컬러 변환 필터(CCF) 내의 광 변환 입자들에 에너지를 제공한다. 본 실시예에서, 컬러 변환 필터(CCF)는 레드 색상의 광을 생성하는 제1 입자(CCP-R) 및 그린 색상의 광을 생성하는 제2 입자(CCP-G)를 포함할 수 있다.
한편, 컬러 변환 필터(CCF)는 블루 색상의 광을 생성하는 입자를 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 편광된 제2 블루 광(BL-P2) 중 제3 필터에 입사된 광은 컬러 변환 필터(CCF)를 통과하여 외부에서 시인될 수 있다. 이때, 블루 영상 광(LT-B)은 편광된 제2 블루 광(BL-P2)과 실질적으로 동일한 광량 및 편광 특성을 가질 수 있다.
다만, 이에 한정되지 않고, 컬러 변환 필터(CCF)는 블루 색상의 광을 생성하는 입자를 포함할 수도 있다. 편광된 제2 블루 광(BL-P2)은 블루 색상의 광을 생성하는 입자를 여기시키기에 충분한 에너지를 포함하지 않는다. 이에 따라, 제3 필터가 블루 색상의 광을 생성하는 입자를 포함한다 하더라도 블루 영상 광(LT-B)은 편광된 제2 블루 광(BL-P2)과 실질적으로 동일한 광량 및 편광 특성을 가질 수 있다.
한편, 편광된 제2 블루 광(BL-P2)은 블루 색상 파장 범위의 에너지를 가지므로, 레드 색상 파장 범위 또는 그린 색상 파장 범위보다 짧은 파장 범위를 가진다. 이에 따라, 편광된 제2 블루 광(BL-P2)은 제1 입자(CCP-R)나 제2 입자(CCP-G)를 여기시키기에 충분한 에너지를 가진다.
제1 입자(CCP-R)는 편광된 제2 블루 광(BL-P2)의 적어도 일부를 흡수하여 레드 색상의 광을 생성한다. 생성된 광은 다양한 방향으로 랜덤하게 방사되므로, 생성된 광을 상측으로 방출되는 제1 레드 광(RL1) 및 하측으로 방출되는 제2 레드 광(RL2)으로 구분하여 설명한다.
이와 마찬가지로, 제2 입자(CCP-G)는 편광된 제2 블루 광(BL-P2)의 적어도 일부를 흡수하여 그린 색상의 광을 생성한다. 생성된 광은 상측으로 방출되는 제1 그린 광(GL1) 및 하측으로 방출되는 제2 그린 광(GL2)으로 구분하여 설명한다.
제1 레드 광(RL1)과 제1 그린 광(GL1)은 컬러 변환 필터(CCF)의 상측으로 출사되어 각각 레드 광(LT-R) 및 그린 광(LT-G)이 되어 외부에서 시인될 수 있다. 이와 달리, 제2 레드 광(RL2)과 제2 그린 광(GL2)은 선택적 투과 반사층(SRL)으로 입사된다.
도 10c에 도시된 것과 같이, 제2 레드 광(RL2)과 제2 그린 광(GL2)은 선택적 투과 반사층(SRL)으로부터 반사되어 컬러 변환 필터(CCF)에 입사될 수 있다. 상술한 바와 같이, 선택적 투과 반사층(SRL)은 블루 색상의 광을 투과시키고, 그린 색상의 광 또는 레드 색상의 광은 반사시키도록 설계되었으므로, 컬러 변환 필터(CCF)로부터 방출된 제2 레드 광(RL2)과 제2 그린 광(GL2)은 컬러 변환 필터(CCF)에 재 입사될 수 있다.
도 10d에 도시된 것과 같이, 제2 레드 광(RL2)과 제2 그린 광(GL2)은 컬러 변환 필터(CCF)를 용이하게 통과할 수 있다. 제2 레드 광(RL2) 및 제2 그린 광(GL2)은 각각 레드 및 그린 색상을 가지므로, 제1 입자(CCP-R) 및 제2 입자(CCP-G)를 각각 여기시키기에 충분하지 않은 에너지를 가진다.
이에 따라, 컬러 변환 필터(CCF)에 재 입사된 제2 레드 광(RL2)과 제2 그린 광(GL2)은 제1 입자(CCP-R) 및 제2 입자(CCP-G)에 흡수되지 않고 그대로 통과할 수 있다. 컬러 변환 필터(CCF)를 통과한 제2 레드 광(RL2)과 제2 그린 광(GL2)은 각각 레드 영상 광(LT-R) 및 그린 영상 광(LT-G)을 구성하여 외부에서 시인될 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, 외부에 시인되어 영상을 구성하는 레드 영상 광(LT-R), 그린 영상 광(LT-G), 및 블루 영상 광(LT-B)은 각각 백라이트 유닛(200)으로부터 생성된 광으로부터 실질적인 휘도의 감소 없이 외부에서 시인될 수 있다.
한편, 영상 광(LT-B)의 경우 편광된 광이고, 레드 영상 광(LT-R) 및 그린 영상 광(LT-G)은 컬러 변환 필터(CCF)에 의해 편광이 제거된 광이라는 차이가 있으나, 편광 차이는 사람의 시야를 통해 구분되기 어려우며, 광량에 미치는 영향이 적다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 부재(100)는 광학 부재(OPL)를 더 포함함으로써, 컬러 변환 필터(CCF)가 다양한 방향으로 광을 방출시킴에 따른 광량 저하 현상을 보완할 수 있다. 이에 따라, 컬러 변환 필터(CCF)에 의한 향상된 색 재현성을 구현하면서도 향상된 휘도를 가진 표시 부재(100)가 제공될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다. 도 11에 도시된 표시장치는 도 1에 도시된 표시장치와 백라이트 유닛(200-1)만 차이가 있을 뿐 다른 구성들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1 내지 도 10d에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 중복된 설명은 생략한다.
도 11에 도시된 것과 같이, 표시장치는 에지형 백라이트 유닛(200-1)을 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(200-1)은 복수의 발광 소자들(210), 회로 기판(220), 및 도광판(240)을 포함할 수 있다.
회로 기판(220)은 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 길이를 가진 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 발광 소자들(210)은 회로 기판(220) 상에 실장되어 제1 방향(DR1)을 따라 배열될 수 있다. 이에 따라, 발광 소자들(210)은 표시 부재(100)의 일 측면에서만 광을 제공할 수 잇다.
도광판(240)은 측면으로 수신되는 광의 경로를 변화시켜 표시 부재(100)에 제공한다. 도광판(240)은 표시 부재(100)와 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 발광 소자들(210)은 도광판(240)의 적어도 일 측면을 따라 광을 제공하고, 도광판(240)은 전면을 통해 광을 출광시켜 표시 부재(100)에 제공한다.
본 실시예에서, 발광 소자들(210)이 블루 광을 생성하는 경우, 도광판(240)은 발광 소자들(210)이 생성하는 광의 색상 변화 없이 광 경로만 변화시켜 표시 부재(100)에 제공할 수 있다. 또는, 발광 소자들(210)이 백색 광을 생성하는 경우, 도광판(240)은 광 변환 부재를 더 포함함으로써, 발광 소자들(210)로부터 수신된 광의 경로 및 색상을 변화시켜 표시 부재(100)에 블루 색상의 광을 제공할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 에지형 백라이트 유닛(200-1)을 포함함으로써 소비 전력이 감소된 표시장치를 제공함과 동시에, 박형 표시장치를 제공할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다. 도 11에 도시된 표시장치는 도 1에 도시된 표시장치와 백라이트 유닛(200-1)만 차이가 있을 뿐 다른 구성들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 1 내지 도 10d에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 중복된 설명은 생략한다.
도 11에 도시된 것과 같이, 표시장치는 에지형 백라이트 유닛(200-1)을 포함할 수 있다. 백라이트 유닛(200-1)은 복수의 발광 소자들(210), 회로 기판(220), 및 도광판(240)을 포함할 수 있다.
회로 기판(220)은 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 길이를 가진 바(bar) 형상을 가질 수 있다. 발광 소자들(210)은 회로 기판(220) 상에 실장되어 제1 방향(DR1)을 따라 배열될 수 있다. 이에 따라, 발광 소자들(210)은 표시 부재(100)의 일 측면에서만 광을 제공할 수 잇다.
도광판(240)은 측면으로 수신되는 광의 경로를 변화시켜 표시 부재(100)에 제공한다. 도광판(240)은 표시 부재(100)와 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 발광 소자들(210)은 도광판(240)의 적어도 일 측면을 따라 광을 제공하고, 도광판(240)은 전면을 통해 광을 출광시켜 표시 부재(100)에 제공한다.
본 실시예에서, 발광 소자들(210)이 블루 광을 생성하는 경우, 도광판(240)은 발광 소자들(210)이 생성하는 광의 색상 변화 없이 광 경로만 변화시켜 표시 부재(100)에 제공할 수 있다. 또는, 발광 소자들(210)이 백색 광을 생성하는 경우, 도광판(240)은 광 변환 부재를 더 포함함으로써, 발광 소자들(210)로부터 수신된 광의 경로 및 색상을 변화시켜 표시 부재(100)에 블루 색상의 광을 제공할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 에지형 백라이트 유닛(200-1)을 포함함으로써 소비 전력이 감소된 표시장치를 제공함과 동시에, 박형 표시장치를 제공할 수 있다.
한편 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
100: 표시 부재 200: 백라이트 유닛
PLM: 편광 부재 PNL: 패널 부재
OPL: 광학 부재 CCF: 컬러 변환 필터
CAV: 공동 DSP: 표시소자

Claims (20)

  1. 영상을 표시하는 표시 부재; 및
    상기 표시 부재에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 표시 부재는,
    베이스 기판;
    상기 베이스 기판 상에 배치되어 제1 방향으로 연장되고, 각각이 상기 베이스 기판으로부터 이격되어 상기 제1 방향에서 서로 인접하는 제1 공동 및 제2 공동을 정의하는 복수의 부분들을 포함하는 커버층;
    상기 제1 공동 및 상기 제2 공동 각각에 대응되어 배치되는 제1 표시 소자 및 제2 표시 소자;
    상기 커버층 상부에 배치되고 상기 제1 공동에 중첩하고, 입사되는 광을 제1 색 광으로 변환시키는 제1 필터, 및 상기 제2 공동에 중첩하고 입사되는 광을 제2 색 광으로 변환시키는 제2 필터를 포함하는 컬러 변환 필터; 및
    상기 컬러 변환 필터 및 상기 커버층 사이에 배치되고 입사되는 광을 색상에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 광학 부재를 포함하는 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛이 제공하는 광은 제3 색을 갖고,
    상기 광학 부재는 입사되는 광 중 상기 제1 색 또는 상기 제2 색을 가진 광은 반사시키고, 상기 제3 색을 가진 광은 투과시키는 표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 광학 부재에 입사되는 광은,
    상기 백라이트 유닛이 제공하는 상기 광 중 상기 제1 공동 및 상기 제2 공동을 통해 상기 광학 부재에 입사하는 광; 및
    상기 컬러 변환 필터에서 생성된 상기 제1 색 광 및 상기 제2 색 광 중 상기 광학 부재에 입사하는 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 필터 및 상기 제2 필터는 각각 상기 광학 부재로부터 반사되어 재 입사된 상기 제1 색 광 및 상기 제2 색 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 컬러 변환 필터는 입사되는 광을 상기 제3 색을 가진 광으로 변환시키는 제3 필터를 더 포함하고,
    상기 제3 필터는 상기 제3 색 광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 광학 부재는,
    소정의 투과축을 가진 편광층; 및
    상기 편광층 상에 배치되고 입사되는 광 중 상기 제1 색을 가진 광 및 상기 제2 색을 가진 광은 반사시키고, 상기 제3 색을 가진 광은 투과시키는 선택적 투과 반사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 표시 부재 및 상기 백라이트 유닛 사이에 배치되고, 상기 편광층의 투과축과 직교하는 방향의 투과축을 가진 편광 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 선택적 투과 반사층은,
    각각이 제1 굴절률을 가진 복수의 제1 절연막; 및
    각각이 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 가진 복수의 제2 절연막을 포함하고,
    상기 제1 절연막들과 상기 제2 절연막들은 교번하여 적층된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 선택적 투과 반사층은 10㎛ 이하의 두께를 가진 것을 특징으로 하는 표시장치.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 선택적 투과 반사층은 콜레스테릭 액정 필름 또는 광 결정 필름인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 부분들 각각은, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향의 일단부로부터 타단부까지 상기 베이스 기판으로부터 이격된 것을 특징으로 하는 표시장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 공동 및 상기 제2 공동 각각은 상기 제2 방향으로 연장된 터널 형상인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 공동 및 상기 제2 공동 각각에는 액정이 충전되고,
    상기 제1 표시 소자 및 상기 제2 표시 소자 각각은 액정 커패시터인 것을 특징으로 하는 표시장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 표시 부재는, 상기 커버층의 내면에 배치되고 상기 제1 공동 및 상기 제2 공동 내에 제공된 배향막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 컬러 변환 필터는 복수의 양자점들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 양자점들은,
    상기 제1 필터에 포함된 복수의 제1 입자들; 및
    상기 제2 필터에 포함된 복수의 제2 입자들을 포함하고,
    상기 제1 입자들 각각의 입자 크기는 제2 입자들 각각의 입자 크기와 상이한 것을 특징으로 하는 표시장치.
  17. 제1 색 광을 제공하는 백라이트 유닛;
    상기 제1 색 광을 수신하고 복수의 화소들을 포함하는 패널 부재;
    상기 패널 부재 상부에 배치되고 입사되는 광 중 상기 제1 색 광은 반사시키고, 상기 제1 색과 상이한 제2 색 광은 투과시키는 광학 부재; 및
    상기 광학 부재 상에 배치되고, 복수의 양자점들을 포함하는 컬러 변환 필터를 포함하고,
    상기 패널 부재에는 상기 화소들 각각에 대응되는 복수의 공동들이 정의되고, 상기 공동들 각각에는 액정이 충전된 표시장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 광학 부재는,
    일 방향으로 진동하는 광을 투과시키는 편광층;
    상기 편광층 상에 배치되고, 각각이 제1 굴절률을 가진 복수의 제1 절연막들; 및
    상기 편광층 상에 배치되고, 각각이 제2 굴절률을 가지며, 상기 제1 절연막들과 교번하여 적층된 복수의 제2 절연막들을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 패널 부재는, 매트릭스 형상으로 배열되어 각각에 액정이 충전된 복수의 공동들을 포함하고,
    상기 컬러 변환 필터는 상기 공동들 각각에 대응하는 복수의 필터들 및 상기 필터들 사이에 배치된 블랙 매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 필터들은,
    상기 양자점들 중 상기 제1 색 광을 수신하여 상기 제2 색 광을 생성하는 양자점들을 포함하는 제1 필터; 및
    상기 제1 색 광을 투과시키는 제2 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
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