KR20140089014A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

한 실시예에 따른 표시 장치는, 영상을 표시하는 표시 부재, 빛을 생성하는 광원 부재, 그리고 상기 광원 부재와 상기 표시 부재 사이에 위치하며 상기 빛을 상기 표시 부재로 안내하는 도광 부재를 포함하며, 상기 표시 부재, 상기 광원 부재 및 상기 도광 부재는 일체로 형성되며, 상기 광원 부재는 청색 광을 생성하며, 상기 도광 부재는, 도광층, 그리고 상기 도광층의 윗면 또는 아랫면에 위치하며 상기 청색 광을 백색 광으로 변환하는 형광막을 포함한다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치 등의 수광형 표시 장치는 자연광을 사용하거나 빛을 생성하는 별도의 광원을 필요로 한다. 이러한 표시 장치는 소비자의 요구에 의해 점점 더 가볍고, 더 얇아지고 있다.
또한, 가볍고 얇은 표시 장치를 구현하기 위하여 구동부의 일부분을 표시 패널에 집적하는 등의 방법이 제시되고 있으나, 수광형 표시 장치의 특성 상 필요한 별도의 광원, 예를 들면 백라이트 유닛 등으로 인하여 한계가 있다.
가볍고 얇은 표시 장치를 제공하고자 한다.
한 실시예에 따른 표시 장치는, 영상을 표시하는 표시 부재, 빛을 생성하는 광원 부재, 그리고 상기 광원 부재와 상기 표시 부재 사이에 위치하며 상기 빛을 상기 표시 부재로 안내하는 도광 부재를 포함하며, 상기 표시 부재, 상기 광원 부재 및 상기 도광 부재는 일체로 형성되며, 상기 광원 부재는 청색 광을 생성하며, 상기 도광 부재는, 도광층, 그리고 상기 도광층의 윗면 또는 아랫면에 위치하며 상기 청색 광을 백색 광으로 변환하는 형광막을 포함한다.
상기 도광층은 아랫 면에 형성되어 있으며 렌즈의 역할을 수행하는 복수의 홈을 가질 수 있다.
상기 도광 부재는 상기 도광층 위에 위치하는 확산층을 더 포함할 수 있다.
상기 형광막은 상기 홈의 표면에 도포될 수 있다.
상기 형광막은 상기 확산층의 윗면에 위치할 수 있다.
상기 형광막은 양자점을 포함할 수 있다.
상기 광원 부재는 상기 홈 내에 위치하는 광원 칩을 포함할 수 있다.
상기 광원 부재는, 상기 광원 칩이 장착되어 있는 회로 기판, 그리고 상기 회로 기판 상부에 위치하는 반사층을 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 표시 장치는, 영상을 표시하는 표시 부재, 빛을 생성하며 상기 표시 부재의 가장자리에 부착되어 있는 광원 부재, 그리고 상기 표시 부재의 하부에 위치하며 상기 빛을 상기 표시 부재로 안내하는 도광 부재를 포함한다.
상기 도광 부재는, 도광층, 상기 도광층의 윗면에 위치하는 확산층, 상기 도광층과 상기 확산층 사이에 위치하는 접착층, 그리고 상기 도광층의 하부에 위치하는 반사층을 포함할 수 있다.
상기 도광 부재는 상기 확산층과 상기 접착층 사이에 위치하는 역프리즘층을 더 포함할 수 있다.
상기 표시 부재는 서로 결합되어 있는 제1 표시판과 제2 표시판을 포함하고, 상기 제1 표시판은 상기 제2 표시판보다 크며, 상기 광원 부재는 상기 제1 표시판에 부착될 수 있다.
한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은, 서로 반대쪽에 위치한 제1면과 제2면을 가지는 도광층의 제1면에 복수의 홈을 형성하는 단계, 상기 홈에 형광막을 형성하는 단계, 상기 도광층의 제2면 위에 확산층을 적층하여 도광 부재를 형성하는 단계, 복수의 광원 칩을 포함하는 광원 부재를 상기 광원 칩이 상기 홈과 대응되도록 상기 도광 부재와 정렬시키는 단계, 상기 홈에 상기 광원 칩에 수용되도록 상기 도광 부재와 상기 광원 부재를 접착하는 단계, 그리고 상기 도광 부재에 표시 부재를 부착하는 단계를 포함한다.
상기 도광층의 제1면에 복수의 홈을 형성하는 단계는, 상기 도광층의 홈과 동일한 모양과 배치를 가지는 홈을 몰드 제작용 판에 형성하는 단계, 광경화성 수지를 상기 몰드 제작용 판에 도포하는 단계, 상기 광경화성 수지를 경화시켜 몰드를 형성하는 단계, 그리고 상기 몰드를 사용하여 상기 도광층에 홈을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 몰드는 가요성 재질을 포함할 수 있으며, 상기 몰드를 사용하여 상기 도광층에 홈을 형성하는 단계는 상기 몰드를 롤의 외주면에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치에서는 표시 부재, 도광 부재 및 광원 부재를 일체형으로 형성함과 동시에 청색 광을 사용하여 얇고 가벼운 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2 내지 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 1을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(100)는 차례로 부착되어 있는 표시 부재(display member)(110), 도광 부재(light guiding member)(120) 및 광원 부재(light source member)(130)를 포함한다. 표시 부재(110), 도광 부재(120) 및 광원 부재(130)는 평판 또는 필름 형태를 가지며 일체로 결합되어 있다. 표시 부재(110)는 영상을 표시하고, 광원 부재(130)는 빛을 생성하며, 도광 부재(120)는 광원 부재(130)로부터의 빛을 표시 부재(110)로 안내한다.
표시 부재(110)는 액정(liquid crystal) 표시판 등 평판 형태의 수광형 영상 표시 부재일 수 있다.
광원 부재(130)는 회로 기판(circuit board)(132), 반사층(reflective layer)(134) 및 복수의 광원 칩(light source chip)(136)을 포함한다.
회로 기판(132)은 광원 칩(136)과 전기적으로 연결되는 복수의 회로들(도시하지 않음)을 포함하며, 가요성(flexible)일 수 있다. 회로 기판(132)은 규격화된 크기, 예를 들면 약 10.1 인치의 크기로 만들어질 수 있으며, 표시 부재(110)의 크기가 큰 경우, 복수의 회로 기판(132)이 사용될 수 있다.
광원 칩(136)은 빛을 생성하는 광원을 포함하며, 회로 기판(132) 위에 위치한다. 광원 칩(136)은 일정 간격, 예를 들면, 약 5 mm × 5 mm 의 면적 당 하나씩 장착될 수 있다. 광원 칩(136)은 회로 기판(132)의 회로들과 연결될 수 있으며, LED(light emitting diode) 칩일 수 있다. 광원 칩(136)에서 생성되는 빛은 청색 광일 수 있다.
반사층(134)은 광원 칩(136)을 제외한 회로 기판(132)의 부분 위에 도포될 수 있으며, 반사성 재료들로 만들어질 수 있다.
도광 부재(120)는 도광층(light guide layer)(122), 확산층(diffusion layer)(124) 및 복수의 형광막(126)을 포함한다.
도광층(122)은 투명 또는 반투명한 절연체로 만들어질 수 있으며, 아래 표면에는 일정한 간격으로 배열된 대체로 반구형인 복수의 홈(123)이 형성되어 있다. 이러한 홈은 광원 칩(136)에 대응하는 위치에 있으며, 광원 칩(136)에서 생성된 빛을 여러 방향으로 분산시키는 렌즈의 역할을 할 수 있다. 도광층(122)의 아랫면에서 홈(123)을 제외한 부분은 반사층(134)에 접착되어 있다.
각 홈(123)의 표면에는 형광막(126)이 도포되어 있다. 형광막(126)은 광원 칩(136)의 청색 광을 백색 광으로 변환한다.
확산층(124)은 도광층(122)의 윗면에 도포되어 있다.
그러면, 도 2 내지 도 9를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
먼저, 도광 부재(120)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 2를 참고하면, 레이저빔 등을 사용하여 도광층(122)의 홈(123)과 동일한 모양과 배치의 홈(153)을 몰드 제작용 판(150)에 형성한다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 예를 들면 자외선 경화성 수지를 몰드 제작용 판(150) 위에 도포하고 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 홈(153)과 역상인 반구형 돌기를 포함하는 몰드(160)를 형성한다. 몰드(160)는 연성 또는 가요성 재질일 수 있으며, 이 경우 롤(도 5의 170)의 외주면에 부착될 수 있다.
도 5를 참고하면, 외주면에 몰드(160)가 부착된 롤(170)을 사용하여 도광층(122)에 압력을 가하여 도광층(122)의 표면에 홈(123)을 형성한다.
도 6을 참고하면, 도광층(122)의 홈(123) 표면에 형광막(126)을 도핑하고, 도 7을 참고하면, 도광층(122)의 홈(123) 반대쪽 면에 확산층(124)을 적층함으로써 도광 부재(120)를 완성한다.
도 8을 참고하면, 도광 부재(120)의 홈(123)이 광원 부재(130)의 광원 칩(136)과 마주보도록 도광 부재(120)와 광원 부재(130)를 정렬한 다음, 도광 부재(120)를 광원 부재(130)에 접착한다.
도 9를 참고하면, 도광 부재(120)에 표시 부재(110)를 부착함으로써 본 실시예에 따른 표시 장치를 완성한다.
다음, 도 10을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 10을 참고하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(200)는 도 1에 도시한 표시 장치(100)와 마찬가지로 차례로 부착되어 있는 표시 부재(210), 도광 부재(220) 및 광원 부재(230)를 포함하며, 이들은 평판 또는 필름 형태로서 일체로 결합되어 있다. 표시 부재(210)는 영상을 표시하고, 광원 부재(230)는 빛을 생성하며, 도광 부재(220)는 광원 부재(230)로부터의 빛을 표시 부재(210)로 안내한다.
본 실시예에 따른 도광 부재(220)는 아래에서부터 차례로 적층된 도광층(222), 확산층(224) 및 형광막(226)을 포함한다. 도광층(222)의 아래면에는 복수의 홈이 형성되어 있다. 형광막(226)은 예를 들어 양자점(QD)을 포함할 수 있다.
도 1에 도시한 표시 장치(100)의 도광 부재(120)는 아랫면의 홈(223) 내에 위치하는 복수의 형광막(126)을 포함하는 것에 비하여, 본 실시예에 따른 표시 장치(200)의 도광 부재(220)는 윗면에 도포되어 있는 형광막(226)을 포함한다.
본 실시예에 따른 표시 부재(210)와 광원 부재(230)는 도 1에 도시한 표시 장치(100)와 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 광원 부재(230)는 아래에서부터 차례로 적층된 회로 기판(232), 반사층(234) 및 복수의 광원 칩(236)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 표시 장치(200)는 도 2 내지 도 9에 도시한 것과 유사한 방법으로 제작될 수 있는데, 도광층(222) 내부에 형광막을 형성하는 대신 확산층(224) 위에 형광막(226)을 형성한다는 점에서 도 2 내지 도 9에 도시한 것과 다르다.
다음, 도 11을 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 11을 참고하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(300)는 표시 부재(310), 도광 부재(320) 및 광원 부재(330)를 포함한다. 표시 부재(310)는 영상을 표시하고, 광원 부재(330)는 빛을 생성하며, 도광 부재(320)는 광원 부재(330)로부터의 빛을 표시 부재(310)로 안내한다.
표시 부재(310)는 서로 결합되어 있는 제1 표시판(312)과 제2 표시판(314)을 포함하며, 제1 표시판(312)과 제2 표시판(314) 사이에 위치하는 액정층을 더 포함할 수 있다. 두 표시판(312, 314)은 크기가 서로 다를 수 있는데, 예를 들면 화소 전극(도시하지 않음)과 스위칭 소자(도시하지 않음) 등이 위치한 제1 표시판(312)이 공통 전극(도시하지 않음)이 위치한 제2 표시판(314)보다 클 수 있다.
광원 부재(330)는 광원 칩(332)과 광원 지지 부재(334)를 포함한다. 광원 지지 부재(334)는 표시 부재(310)의 제1 표시판(312)의 가장자리에 부착되어 있으며, 광원 칩(332)과 전기적으로 연결되는 복수의 회로들(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 광원 칩(332)은 광원 지지 부재(334)와 결합되어 있다.
본 실시예에 따른 도광 부재(320)는 아래에서부터 차례로 적층된 도광층(322)과 그 위에 차례로 적층되어 있는 접착층(323), 역프리즘층(325) 및 확산층(324), 그리고 도광층(322) 하부에 위치하는 반사층(327)을 포함한다.
접착층(323)은 굴절률이 낮은 물질을 포함할 수 있다.
역프리즘층(325)은 거꾸로 배치된 복수의 미세 프리즘을 포함한다.
이와 같이 본 실시예에 따른 표시 장치에서는 표시 부재, 도광 부재 및 광원 부재를 일체형으로 형성함과 동시에 청색 광을 사용하여 얇고 가벼운 표시 장치를 제공할 수 있다.
이상에서 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
100, 200, 300: 표시 장치
110, 210, 310: 표시 부재
120, 220, 320: 도광 부재
122, 222, 322: 도광층
123, 223: 도광층의 홈
124, 224, 324: 확산층
126, 226: 형광막
130, 230, 330: 광원 부재
132, 232: 회로 기판
134, 234, 327: 반사층
136, 236, 332: 광원 칩
150: 몰드 제작용 판
153: 몰드 제작용 판의 홈
160: 몰드
170: 롤
312, 314: 표시판
323: 접착층
325: 역프리즘층
334: 광원 지지 부재

Claims (15)

  1. 영상을 표시하는 표시 부재,
    빛을 생성하는 광원 부재, 그리고
    상기 광원 부재와 상기 표시 부재 사이에 위치하며 상기 빛을 상기 표시 부재로 안내하는 도광 부재
    를 포함하고,
    상기 표시 부재, 상기 광원 부재 및 상기 도광 부재는 일체로 형성되고,
    상기 광원 부재는 청색 광을 생성하며,
    상기 도광 부재는,
    도광층, 그리고
    상기 도광층의 윗면 또는 아랫면에 위치하며 상기 청색 광을 백색 광으로 변환하는 형광막
    을 포함하는
    표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 도광층은 아랫 면에 형성되어 있으며 렌즈의 역할을 수행하는 복수의 홈을 가지는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 도광 부재는 상기 도광층 위에 위치하는 확산층을 더 포함하는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 형광막은 상기 홈의 표면에 도포되어 있는 표시 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 형광막은 상기 확산층의 윗면에 위치하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 형광막은 양자점을 포함하는 표시 장치.
  7. 제2항에서,
    상기 광원 부재는 상기 홈 내에 위치하는 광원 칩을 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 광원 부재는,
    상기 광원 칩이 장착되어 있는 회로 기판, 그리고
    상기 도광층 상부에 위치하는 반사층
    을 더 포함하는
    표시 장치.
  9. 영상을 표시하는 표시 부재,
    빛을 생성하며 상기 표시 부재의 가장자리에 부착되어 있는 광원 부재, 그리고
    상기 표시 부재의 하부에 위치하며 상기 빛을 상기 표시 부재로 안내하는 도광 부재
    를 포함하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 도광 부재는,
    도광층,
    상기 도광층의 윗면에 위치하는 확산층,
    상기 도광층과 상기 확산층 사이에 위치하는 접착층, 그리고
    상기 도광층의 하부에 위치하는 반사층
    을 포함하는
    표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 도광 부재는 상기 확산층과 상기 접착층 사이에 위치하는 역프리즘층을 더 포함하는 표시 장치.
  12. 제9항에서,
    상기 표시 부재는 서로 결합되어 있는 제1 표시판과 제2 표시판을 포함하고,
    상기 제1 표시판은 상기 제2 표시판보다 크며,
    상기 광원 부재는 상기 제1 표시판에 부착되어 있는
    표시 장치.
  13. 서로 반대쪽에 위치한 제1면과 제2면을 가지는 도광층의 제1면에 복수의 홈을 형성하는 단계,
    상기 홈에 형광막을 형성하는 단계,
    상기 도광층의 제2면 위에 확산층을 적층하여 도광 부재를 형성하는 단계,
    복수의 광원 칩을 포함하는 광원 부재를 상기 광원 칩이 상기 홈과 대응되도록 상기 도광 부재와 정렬시키는 단계,
    상기 홈에 상기 광원 칩에 수용되도록 상기 도광 부재와 상기 광원 부재를 접착하는 단계, 그리고
    상기 도광 부재에 표시 부재를 부착하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 도광층의 제1면에 복수의 홈을 형성하는 단계는,
    상기 도광층의 홈과 동일한 모양과 배치를 가지는 홈을 몰드 제작용 판에 형성하는 단계,
    광경화성 수지를 상기 몰드 제작용 판에 도포하는 단계,
    상기 광경화성 수지를 경화시켜 몰드를 형성하는 단계, 그리고
    상기 몰드를 사용하여 상기 도광층에 홈을 형성하는 단계
    를 포함하는
    표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 몰드는 가요성 재질을 포함하며,
    상기 몰드를 사용하여 상기 도광층에 홈을 형성하는 단계는 상기 몰드를 롤의 외주면에 부착하는 단계를 포함하는
    표시 장치의 제조 방법.
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