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KR20130009022A - 광학 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

광학 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20130009022A
KR20130009022A KR1020110069799A KR20110069799A KR20130009022A KR 20130009022 A KR20130009022 A KR 20130009022A KR 1020110069799 A KR1020110069799 A KR 1020110069799A KR 20110069799 A KR20110069799 A KR 20110069799A KR 20130009022 A KR20130009022 A KR 20130009022A
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이재홍
김자람
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

광학 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법이 개시된다. 광학 부재는 다수 개의 파장 변환 입자들; 상기 파장 변환 입자들을 둘러싸고 일 방향으로 연장되는 수용부; 및 상기 수용부의 끝단에 배치되고, 상기 수용부의 내부를 밀봉하고, 무기 물질을 포함하는 밀봉부를 포함한다.

Description

광학 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법{OPTICAL MEMBER, DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
실시예는 광학 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
표시장치들 중에는 영상을 표시하기 위해서, 광을 발생시킬 수 있는 백라이트 유닛을 필요로 하는 장치가 있다. 백라이트 유닛은 액정 등을 포함하는 표시패널에 광을 공급하는 장치로서, 발광장치와 발광장치에서 출력된 광을 액정 측에 효과적으로 전달하기 위한 수단들을 포함한다.
이러한 표시장치의 광원으로서, LED(Light Emitted Diode)등이 적용될 수 있다. 또한, 광원으로부터 출력된 광이 표시패널 측에 효과적으로 전달되기 위해, 도광판과 광학시트 등이 적층되어, 사용될 수 있다.
이때, 광원으로부터 발생되는 광의 파장을 변화시켜서, 상기 도광판 또는 상기 표시패널에 백색광을 입사시키는 광학 부재 등이 이러한 표시장치에 적용될 수 있다. 특히, 광의 파장을 변화시키기 위해서, 양자점 등이 사용될 수 있다.
양자점은 10nm 이하의 입자 크기를 가지며, 그 크기에 따라 독특한 전기적 광학적 특성을 갖는다. 예컨대, 대략적인 크기가 55 ~ 65Å인 경우 적색계열, 40 ~ 50Å은 녹색계열, 20 ~ 35Å은 청색계열의 색을 발할 수 있으며, 황색은 적색과 녹색을 발하는 양자점의 중간 크기를 갖는다. 빛의 파장에 따른 스펙트럼이 적색에서 청색으로 변하는 추세에 따라 양자점의 크기는 65Å 정도에서 20Å 정도로 순차적으로 변하는 것으로 파악할 수 있으며, 이 수치는 약간의 차이가 있을 수 있다.
양자점을 포함하는 광학 부재를 형성하기 위해서는, 빛의 삼원색인 RGB 혹은, RYGB를 발하는 양자점을 글래스(glass) 등의 투명 기판에 스핀코팅 하거나 프린팅하여 형성할 수 있다. 여기서, 황색(Y)을 발하는 양자점을 더 포함하는 경우 좀 더 천연광에 가까운 백색광을 얻을 수 있다. 양자점을 분산 담채하는 매트릭스(매질)은 가시광 및 자외선 영역(Far UV 포함)의 빛을 발하거나 또는 가시광 영역의 빛에 관하여 투과성이 뛰어난 무기물이나 고분자를 적용할 수 있다. 예컨대, 무기질 실리카, PMMA(polymethylmethacrylate), PDMS(polydimethylsiloxane), PLA(poly lactic acid), 실리콘 고분자 또는 YAG 등이 될 수 있다. 특히, 이와 같은 양자점 및 매질은 열에 의해서 변성되거나, 손상될 수 있다.
이와 같은 양자점이 적용된 표시장치에 관하여, 한국 특허 공개 공보 10-2011-0012246 등에 개시되어 있다.
실시예는 향상된 내구성 및 신뢰성을 가지는 광학 부재, 이를 포함하는 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 광학 부재는 다수 개의 파장 변환 입자들; 상기 파장 변환 입자들을 둘러싸고 일 방향으로 연장되는 수용부; 및 상기 수용부의 끝단에 배치되고, 상기 수용부의 내부를 밀봉하고, 무기 물질을 포함하는 밀봉부를 포함한다.
실시예에 따른 표시장치는 광원; 상기 광원으로부터 출사되는 광의 파장을 변환시키는 파장 변환 부재; 및 상기 파장 변환 부재로부터 출사되는 광이 입사되는 표시패널을 포함하고, 상기 파장 변환 부재는 상기 광이 입사되는 다수 개의 파장 변환 입자들; 상기 파장 변환 입자들을 둘러싸고 일 방향으로 연장되는 수용부; 및 상기 수용부의 끝단에 배치되고, 상기 수용부의 내부를 밀봉하고, 무기 물질을 포함하는 밀봉부를 포함한다.
실시예에 따른 광학 부재의 제조방법은 수용부 내에 다수 개의 파장 변환 입자들을 주입시키고, 상기 수용부의 입구에 무기 물질을 포함하는 밀봉부를 배치시키고, 상기 수용부 및 상기 밀봉부를 서로 접합시키는 것을 포함한다.
실시예에 따른 광학 부재는 상기 수용부 및 무기 물질을 포함하는 밀봉부를 사용하여, 상기 파장 변환 입자들을 밀봉시킬 수 있다. 상기 밀봉부는 무기 물질을 포함하기 때문에, 상기 수용부에 용이하게 접합될 수 있다.
특히, 상기 밀봉부 및 상기 수용부 모두 무기 물질을 포함하는 경우, 레이저 등에 의해서, 상기 밀봉부 및 상기 수용부는 서로 접합될 수 있다. 이에 따라서, 밀봉부는 상기 수용부의 내부를 효과적으로 밀봉할 수 있다.
따라서, 상기 수용부 내의 파장 변환 입자들은 외부의 습기 및 산소 등에 의해서 손상되지 않는다. 따라서, 실시예에 따른 광학 부재 및 표시장치는 외부의 화학적인 충격으로부터 파장 변환 입자들을 효과적으로 보호할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 광학 부재 및 표시장치는 향상된 신뢰성 및 내 화학성을 가질 수 있다.
또한, 상기 밀봉부는 레이저 등에 의해서, 상기 수용부와 용이하게 접합될 수 있다. 즉, 상기 수용부의 입구 및 상기 밀봉부의 일부가 레이저에 의해서 녹아서, 상기 밀봉부 및 상기 수용부가 접합될 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 광학 부재 및 표시장치는 간단한 공정으로 향상된 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 실시예에 따른 파장 변환 부재를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에서 B-B`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 파장 변환 부재의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 파장 변환 부재의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 실시예에 따른 파장 변환 부재를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등이 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 3은 제 1 실시예에 따른 파장 변환 부재를 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3에서 B-B`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 5는 다른 실시예에 따른 파장 변환 부재의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 6은 또 다른 실시예에 따른 파장 변환 부재의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 7 내지 도 9는 실시예에 따른 파장 변환 부재를 제조하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 액정표시장치는 몰드 프레임(10), 백라이트 어셈블리(20) 및 액정패널(30)을 포함한다.
상기 몰드 프레임(10)은 상기 백라이트 어셈블리(20) 및 상기 액정패널(30)을 수용한다. 상기 몰드 프레임(10)은 사각 틀 형상을 가지며, 상기 몰드 프레임(10)으로 사용하는 물질의 예로서는 플라스틱 또는 강화 플라스틱 등을 들 수 있다.
또한, 상기 몰드 프레임(10) 아래에는 상기 몰드 프레임(10)을 감싸며, 상기 백라이트 어셈블리(20)를 지지하는 샤시가 배치될 수 있다. 상기 샤시는 상기 몰드 프레임(10)의 측면에도 배치될 수 있다.
상기 백라이트 어셈블리(20)는 상기 몰드 프레임(10) 내측에 배치되며, 광을 발생시켜 상기 액정패널(30)을 향하여 출사한다. 상기 백라이트 어셈블리(20)는 반사시트(100), 도광판(200), 발광다이오드(300), 파장 변환 부재(400), 다수 개의 광학 시트들(500) 및 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board;FPCB)(600)을 포함한다.
상기 반사시트(100)는 상기 발광다이오드(300)로부터 발생하는 광을 상방으로 반사시킨다.
상기 도광판(200)은 상기 반사시트(100) 상에 배치되며, 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 광을 입사받아, 반사, 굴절 및 산란 등을 통해서 상방으로 가이드한다.
상기 도광판(200)은 상기 발광다이오드(300)를 향하는 입사면을 포함한다. 즉, 상기 도광판(200)의 측면들 중 상기 발광다이오드(300)를 향하는 면이 입사면이다.
상기 발광다이오드(300)는 상기 도광판(200)의 측면에 배치된다. 더 자세하게, 상기 발광다이오드(300)는 상기 입사면에 배치된다.
상기 발광다이오드(300)는 광을 발생시키는 광원이다. 더 자세하게, 상기 상기 발광다이오드(300)는 상기 파장 변환 부재(400)를 향하여 광을 출사한다.
상기 발광다이오드(300)는 청색 광을 발생시키는 청색 발광다이오드 또는 자외선을 발생시키는 UV 발광다이오드일 수 있다. 즉, 상기 발광다이오드(300)는 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광 또는 약 300㎚ 내지 약 400㎚ 사이의 파장대를 가지는 자외선을 발생시킬 수 있다.
상기 발광다이오드(300)는 상기 연성인쇄회로기판(600)에 실장된다. 상기 발광다이오드(300)는 상기 연성인쇄회로기판(600) 아래에 배치된다. 상기 발광다이오드(300)는 상기 연성인쇄회로기판(600)을 통하여 구동신호를 인가받아 구동된다.
상기 파장 변환 부재(400)는 상기 발광다이오드(300) 및 상기 도광판(200) 사이에 개재된다. 상기 파장 변환 부재(400)는 상기 도광판(200)의 측면에 접착된다. 더 자세하게, 상기 파장 변환 부재(400)는 상기 도광판(200)의 입사면에 부착된다. 또한, 상기 파장 변환 부재(400)는 상기 발광다이오드(300)에 접착될 수 있다.
상기 파장 변환 부재(400)는 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 광을 입사받아, 파장을 변환시킨다. 예를 들어, 상기 파장 변환 부재(400)는 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 청색광을 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 파장 변환 부재(400)는 상기 청색광의 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 청색광의 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 파장 변환 부재(400)는 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 자외선을 청색광, 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 파장 변환 부재(400)는 상기 자외선의 일부를 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광으로 변환시키고, 상기 자외선의 다른 일부를 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 자외선의 또 다른 일부를 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
이에 따라서, 상기 파장 변환 부재(400)를 통과하는 광 및 상기 파장 변환 부재(400)에 의해서 변환된 광들은 백색광을 형성할 수 있다. 즉, 청색광, 녹색광 및 적색광이 조합되어, 상기 도광판(200)에는 백색광이 입사될 수 있다. 즉, 상기 파장 변환 부재(400)는 입사되는 광의 파장을 변환 시키는 광학 부재이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 파장 변환 부재(400)는 튜브(410), 밀봉부(420), 다수 개의 파장 변환 입자들(430) 및 호스트(440)를 포함한다.
상기 튜브(410)는 상기 파장 변환 입자들(430) 및 상기 호스트(440)를 수용한다. 즉, 상기 튜브(410)는 상기 파장 변환 입자들(430) 및 상기 호스트(440)를 수용하는 용기이다. 또한, 상기 튜브(410)는 일 방향으로 길게 연장되는 형상을 가진다.
상기 튜브(410)의 양 끝단은 밀봉된다. 상기 튜브(410)의 일 끝단은 상기 밀봉부(420)에 의해서 밀봉된다. 상기 튜브(410)는 상기 파장 변환 입자들(430) 및 상기 호스트(440)를 둘러싼다. 상기 튜브(410)는 상기 파장 변환 입자들(430) 및 상기 호스트(440)를 수용한다. 즉, 상기 튜브(410)는 내부에 빈 공간을 형성하고, 상기 빈 공간에 상기 파장 변환 입자들(430) 및 상기 호스트(440)를 수용한다. 상기 튜브(410)는 상기 파장 변환 입자들(430)을 수용하는 수용부이다.
상기 튜브(410)는 일 방향으로 연장되는 형상을 가진다. 상기 튜브(410)는 파이프 형상을 가진다. 상기 튜브(410)는 사각 파이프 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 튜브(410)의 길이 방향에 대하여 수직한 단면은 직사각형 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 튜브(410)의 폭은 약 0.6㎜이고, 상기 튜브(410)의 높이는 약 0.2㎜일 수 있다. 즉, 상기 튜브(410)는 모세관일 수 있다.
상기 튜브(410)는 투명하다. 상기 튜브(410)로 사용되는 물질의 예로서는 유리 등을 들 수 있다. 즉, 상기 튜브(410)는 유리 모세관일 수 있다.
상기 밀봉부(420)는 상기 튜브(410)의 일 끝단에 배치된다. 상기 밀봉부(420)는 상기 튜브(410)의 입부에 배치된다. 더 자세하게, 상기 밀봉부(420)는 상기 튜브(410)의 입구(411) 부분에 채워진다. 즉, 상기 밀봉부(420)는 상기 튜브(410)의 입구(411)를 밀봉할 수 있다. 더 자세하게, 상기 밀봉부(420)는 상기 튜브(410)의 내부에 배치되어, 상기 튜브(410)에 접합되어, 상기 튜브(410)의 내부를 밀봉할 수 있다. 상기 밀봉부(420)는 상기 파장 변환 입자들(430) 및 상기 호스트(440)를 상기 튜브(410)의 내부에서 밀봉할 수 있다. 상기 밀봉부(420)는 상기 튜브(410)에 접합될 수 있다. 더 자세하게, 상기 밀봉부(420)는 상기 튜브(410)와 일체화될 수 있다.
상기 밀봉부(420)는 무기 물질을 포함한다. 더 자세하게, 상기 밀봉부(420)는 상기 무기 물질로 이루어질 수 있다. 상기 무기 물질로 사용되는 물질의 예로서는 금속 또는 글래스 프릿(glass frit) 등을 들 수 있다.
상기 금속의 예로서는 알루미늄, 은, 구리, 징크(Zn), 주석(Sn) 또는 납 등을 들 수 있다. 또한, 상기 무기 물질로 상기 금속의 합금 등이 사용될 수 있다.
상기 글래스 프릿으로 실리콘 옥사이드계 글래스 프릿이 사용될 수 있다. 즉, 상기 무기 물질을 실리콘 옥사이드를 주성분으로하는 글래스 프릿이 사용될 수 있다. 또한, 상기 글래스 프릿은 바륨 옥사이드, 징크 옥사이드, 리튬 옥사이드, 칼슘 옥사이드, 소듐 옥사이드, 포타슘 옥사이드 또는 틴 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 밀봉부(420) 및 상기 튜브(410)의 내부면 사이에 전처리층(421)이 개재될 수 있다. 상기 전처리층(421)은 상기 튜브(410)의 입구(411) 부분에 배치될 수 있다. 또한, 상기 전처리층(421)은 상기 튜브(410)의 외부면에도 형성될 수 있다. 즉, 상기 전처리층(421)은 상기 튜브(410)의 입구(411)의 내부면 및 외부면에 코팅될 수 있다. 또한, 상기 전처리층(421)은 상기 밀봉부(420) 및 상기 튜브(410)에 직접 접촉될 수 있다.
상기 전처리층(421)은 유기 물질을 포함할 수 있다. 상기 전처리층(421)은 실리콘계 수지 등을 포함할 수 있다. 상기 전처리층(421)은 상기 밀봉부(420) 및 상기 튜브(410)에 향상된 접착력을 가질 수 있다. 이에 따라서, 상기 전처리층(421)은 상기 밀봉부(420) 및 상기 튜브(410) 사이의 접착력 및 밀봉력을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 전처리층(421)은 상기 밀봉부(420) 및 상기 튜브(410) 사이에서 버퍼 기능을 수행하는 버퍼층이다.
상기 전처리층(421)은 상기 밀봉부(420) 및 상기 튜브(410)에 화학적으로 결합될 수 있다. 이에 따라서, 상기 밀봉부(420)는 상기 전처리층(421)을 통하여 상기 튜브(410)에 접합될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 밀봉부(420)는 상기 튜브(410)에 직접 접촉될 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전처리층(421)이 상기 밀봉부(420) 및 상기 튜브(410) 사이에 개재되지 않고, 상기 밀봉부(420)는 상기 튜브(410)에 직접 접합될 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 밀봉부(420)가 상기 튜브(410)에 접합되는 과정에서, 상기 전처리층(421)에 포함된 물질은 상기 튜브(410) 및/또는 상기 밀봉부(420)와 결합되어, 상기 전처리층(421)은 제거될 수 있다. 이에 따라서, 상기 밀봉부(420)는 상기 튜브(410)에 직접 접합될 수 있다.
상기 파장 변환 입자들(430)은 상기 튜브(410)의 내부에 배치된다. 더 자세하게, 상기 파장 변환 입자들(430)은 상기 호스트(440)에 균일하게 분산되고, 상기 호스트(440)는 상기 튜브(410)의 내부에 배치된다.
상기 파장 변환 입자들(430)은 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 광의 파장을 변환시킨다. 상기 파장 변환 입자들(430)은 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 광을 입사받아, 파장을 변환시킨다. 예를 들어, 상기 파장 변환 입자들(430)은 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 청색광을 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 파장 변환 입자들(430) 중 일부는 상기 청색광을 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시키고, 상기 파장 변환 입자들(430) 중 다른 일부는 상기 청색광을 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
이와는 다르게, 상기 파장 변환 입자들(430)은 상기 발광다이오드(300)로부터 출사되는 자외선을 청색광, 녹색광 및 적색광으로 변환시킬 수 있다. 즉, 상기 파장 변환 입자들(430) 중 일부는 상기 자외선을 약 430㎚ 내지 약 470㎚ 사이의 파장대를 가지는 청색광으로 변환시키고, 상기 파장 변환 입자들(430) 중 다른 일부는 상기 자외선을 약 520㎚ 내지 약 560㎚ 사이의 파장대를 가지는 녹색광으로 변환시킬 수 있다. 또한, 상기 파장 변환 입자들(430) 중 또 다른 일부는 상기 자외선을 약 630㎚ 내지 약 660㎚ 사이의 파장대를 가지는 적색광으로 변환시킬 수 있다.
즉, 상기 발광다이오드(300)가 청색광을 발생시키는 청색 발광다이오드인 경우, 청색광을 녹색광 및 적색광으로 각각 변환시키는 파장 변환 입자들(430)이 사용될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 발광다이오드(300)가 자외선을 발생시키는 UV 발광다이오드인 경우, 자외선을 청색광, 녹색광 및 적색광으로 각각 변환시키는 파장 변환 입자들(430)이 사용될 수 있다.
상기 파장 변환 입자들(430)은 양자점(QD, Quantum Dot)일 수 있다. 상기 양자점은 코어 나노 결정 및 상기 코어 나노 결정을 둘러싸는 껍질 나노 결정을 포함할 수 있다. 또한, 상기 양자점은 상기 껍질 나노 결정에 결합되는 유기 리간드를 포함할 수 있다. 또한, 상기 양자점은 상기 껍질 나노 결정을 둘러싸는 유기 코팅층을 포함할 수 있다.
상기 껍질 나노 결정은 두 층 이상으로 형성될 수 있다. 상기 껍질 나노 결정은 상기 코어 나노 결정의 표면에 형성된다. 상기 양자점은 상기 코어 나오 결정으로 입광되는 빛의 파장을 껍질층을 형성하는 상기 껍질 나노 결정을 통해서 파장을 길게 변환시키고 빛의 효율을 증가시길 수 있다.
상기 양자점은 Ⅱ족 화합물 반도체, Ⅲ족 화합물 반도체, Ⅴ족 화합물 반도체 그리고 VI족 화합물 반도체 중에서 적어도 한가지 물질을 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 상기 코어 나노 결정은 Cdse, InGaP, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS를 포함할 수 있다. 또한, 상기 껍질 나노 결정은 CuZnS, CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe 또는 HgS를 포함할 수 있다. 상기 양자점의 지름은 1 nm 내지 10 nm일 수 있다.
상기 양자점에서 방출되는 빛의 파장은 상기 양자점의 크기 또는 합성 과정에서의 분자 클러스터 화합물(molecular cluster compound)와 나노입자 전구체 (precurser)의 몰분율 (molar ratio)에 따라 조절이 가능하다. 상기 유기 리간드는 피리딘(pyridine), 메르캅토 알콜(mercapto alcohol), 티올(thiol), 포스핀(phosphine) 및 포스핀 산화물(phosphine oxide) 등을 포함할 수 있다. 상기 유기 리간드는 합성 후 불안정한 양자점을 안정화시키는 역할을 한다. 합성 후에 댕글링 본드(dangling bond)가 외곽에 형성되며, 상기 댕글링 본드 때문에, 상기 양자점이 불안정해 질 수도 있다. 그러나, 상기 유기 리간드의 한 쪽 끝은 비결합 상태이고, 상기 비결합된 유기 리간드의 한 쪽 끝이 댕글링 본드와 결합해서, 상기 양자점을 안정화 시킬 수 있다.
특히, 상기 양자점은 그 크기가 빛, 전기 등에 의해 여기되는 전자와 정공이 이루는 엑시톤(exciton)의 보어 반경(Bohr raidus)보다 작게 되면 양자구속효과가 발생하여 띄엄띄엄한 에너지 준위를 가지게 되며 에너지 갭의 크기가 변화하게 된다. 또한, 전하가 양자점 내에 국한되어 높은 발광효율을 가지게 된다.
이러한 상기 양자점은 일반적 형광 염료와 달리 입자의 크기에 따라 형광파장이 달라진다. 즉, 입자의 크기가 작아질수록 짧은 파장의 빛을 내며, 입자의 크기를 조절하여 원하는 파장의 가시광선영역의 형광을 낼 수 있다. 또한, 일반적 염료에 비해 흡광계수(extinction coefficient)가 100~1000배 크고 양자효율(quantum yield)도 높으므로 매우 센 형광을 발생한다.
상기 양자점은 화학적 습식방법에 의해 합성될 수 있다. 여기에서, 화학적 습식방법은 유기용매에 전구체 물질을 넣어 입자를 성장시키는 방법으로서, 화학적 습식방법에 의해서, 상기 양자점이 합성될 수 있다.
상기 호스트(440)는 상기 파장 변환 입자들(430)을 둘러싼다. 즉, 상기 호스트(440)는 상기 파장 변환 입자들(430)을 균일하게 내부에 분산시킨다. 상기 호스트(440)는 폴리머로 구성될 수 있다. 상기 호스트(440)는 투명하다. 즉, 상기 호스트(440)는 투명한 폴리머로 형성될 수 있다.
상기 호스트(440)는 상기 튜브(410) 내부에 배치된다. 즉, 상기 호스트(440)는 전체적으로 상기 튜브(410) 내부에 채워진다. 상기 호스트(440)는 상기 튜브(410)의 내면(410b)에 밀착될 수 있다.
상기 밀봉부(420) 및 상기 호스트(440) 사이에는 공기층(450)이 형성된다. 상기 공기층(450)에는 질소로 채워진다. 상기 공기층(450)은 상기 밀봉부(420) 및 상기 호스트(440) 사이에서 완충 기능을 수행한다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 파장 변환 부재(400)는 다음과 같은 방법에 의해서 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 수지 조성물(440a)에 상기 파장 변환 입자들(430)이 균일하게 분산된다. 상기 수지 조성물(440a)은 투명하다. 상기 수지 조성물(440a)은 광 경화성을 가질 수 있다.
이후, 상기 산란 패턴(411)이 형성된 튜브(410)의 내부는 감압되고, 상기 파장 변환 입자들(430)이 분산된 수지 조성물(440a)에 상기 튜브(410)의 입구(411)가 딥핑되고, 주위의 압력이 상승된다. 이에 따라서, 상기 파장 변환 입자들(430)이 분산된 수지 조성물(440a)은 상기 튜브(410) 내부로 유입된다.
도 8을 참조하면, 상기 튜브(410) 내로 유입된 수지 조성물(440a)의 일부가 제거되고, 상기 튜브(410)의 입구(411) 부분이 비워진다.
이후, 상기 튜브(410) 내로 유입된 수지 조성물(440a)은 자외선 등에 의해서 경화되고, 상기 호스트(440)가 형성된다.
이후, 상기 튜브(410)의 입구(411)에 전처리층(421)이 형성될 수 있다. 상기 전처리층(421)을 형성하기 위해서, 상기 튜브(410)의 입구(411)에 실리콘계 수지를 포함하는 수지 조성물이 코팅된다. 이후, 코팅된 수지 조성물은 자외선에 의해서 경화된다. 이에 따라서, 상기 튜브(410)의 입구(411)에 상기 전처리층(421)이 형성된다. 상기 전처리층(421)의 두께는 약 0.1㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 튜브(410)의 입구(411)에 밀봉부(420)를 형성하기 위한 무기 물질이 삽입된다. 상기 무기 물질은 페이스트 형태로 삽입되거나, 상기 튜브(410)의 입구(411)에 대응하는 형상의 부재로 삽입될 수 있다.
이후, 상기 튜브(410)의 입구(411)에 레이저가 조사된다. 또한, 상기 무기 물질에도 레이저가 조사된다. 이에 따라서, 상기 튜브(410)의 일부가 연화 또는 용융되어 상기 무기 물질에 접합될 수 있다. 또한, 상기 무기 물질도 연화 또는 융용될 수 있다. 이후, 상기 튜브(410)의 끝단은 냉각되고, 상기 밀봉부(420)가 형성된다.
이때, 상기 전처리층(421)은 상기 밀봉부(420) 및 상기 튜브(410)에 접합될 수 있다. 이와는 다르게, 상기 전처리층(421)에 포함된 물질은 상기 밀봉부(420) 및 상기 튜브(410)에 확산되어, 상기 전처리층(421)은 제거될 수 있다. 즉, 상기 전처리층(421)은 상기 튜브(410)의 끝단에 조사되는 레이저의 세기 및 조사 시간에 따라서, 제거되거나, 남아 있을 수 있다.
이때, 상기 레이저가 상기 튜브(410)의 끝단에 조사되는 과정에서, 상기 튜브(410)는 자체적으로 회전될 수 있다. 즉, 상기 튜브(410)가 연장되는 방향을 회전축으로, 상기 튜브(410)가 회전될 수 있다.
또한, 상기 레이저는 상기 튜브(410)의 끝단에 약 0.5초 동안 조사될 수 있다. 또한, 상기 레이저의 파워는 약 1kW 내지 약 10kW일 수 있다. 상기 레이저는 CO2 레이저일 수 있다.
상기 밀봉부(420)가 형성되는 공정은 질소 분위기에서 진행되고, 이에 따라서, 질소를 포함하는 공기층(450)이 상기 밀봉부(420) 및 상기 호스트(440) 사이에 형성될 수 있다.
이와 같이, 상기 밀봉부(420)는 레이저에 의해서 용이하게 형성될 수 있다. 특히, 상기 밀봉부(420)는 레이저에 의해서 상기 튜브(410)의 일부가 연화 또는 용융되어 형성되므로, 상기 튜브(410)의 내부를 견고하게 밀봉할 수 있다.
특히, 상기 밀봉부(420)는 레이저에 의해서 형성되므로, 상기 튜브(410)는 상기 밀봉부(420)에 견고하게 접합될 수 있다. 즉, 상기 밀봉부(420)는 레이저에 의해서 상기 튜브(410)의 입구(411)를 용이하게 밀봉시킬 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 광학 시트들(500)은 상기 도광판(200) 상에 배치된다. 상기 광학 시트들(500)은 통과하는 광의 특성을 향상시킨다.
상기 연성인쇄회로기판(600)은 상기 발광다이오드(300)에 전기적으로 연결된다. 상기 발광다이오드(300)를 실장할 수 있다. 상기 연성인쇄회로기판(600)은 연성인쇄회로기판이며, 상기 몰드 프레임(10) 내측에 배치된다. 상기 연성인쇄회로기판(600)은 상기 도광판(200) 상에 배치된다.
상기 몰드 프레임(10) 및 상기 백라이트 어셈블리(20)에 의해서, 백라이트 유닛이 구성된다. 즉, 상기 백라이트 유닛은 상기 몰드 프레임(10) 및 상기 백라이트 어셈블리(20)를 포함한다.
상기 액정패널(30)은 상기 몰드 프레임(10) 내측에 배치되고, 상기 광학시트들(500)상에 배치된다.
상기 액정패널(30)은 통과하는 광의 세기를 조절하여 영상을 표시한다. 즉, 상기 액정패널(300)은 영상을 표시하는 표시패널이다. 더 자세하게, 상기 액정패널은 상기 파장 변환 부재(400)에 의해서 파장이 변환된 광을 이용하여 영상을 표시한다.
상기 액정패널(30)은 TFT기판, 컬러필터기판, 두 기판들 사이에 개재되는 액정층 및 편광필터들을 포함한다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 밀봉부(420) 및 상기 튜브(410)는 모두 무기 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 밀봉부(420)는 상기 튜브(410)와 레이저에 의해서 서로 접합될 수 있다. 특히, 상기 밀봉부(420)는 튜브(410)와 일체로 형성되어, 상기 튜브(410)의 내부를 효과적으로 밀봉할 수 있다.
따라서, 상기 파장 변환 입자들(430)은 외부의 습기 및 산소 등에 의해서 손상되지 않는다. 따라서, 상기 파장 변환 부재(400)는 외부의 화학적인 충격으로부터 파장 변환 입자들(430)을 효과적으로 보호할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 액정표시장치는 향상된 신뢰성 및 내 화학성을 가질 수 있다.
또한, 상기 밀봉부(420)는 레이저 등에 의해서 용이하게 상기 튜브(410)에 접합될 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 액정표시장치는 간단한 공정으로 향상된 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 다수 개의 파장 변환 입자들;
    상기 파장 변환 입자들을 둘러싸고 일 방향으로 연장되는 수용부; 및
    상기 수용부의 끝단에 배치되고, 상기 수용부의 내부를 밀봉하고, 무기 물질을 포함하는 밀봉부를 포함하는 광학 부재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉부는 상기 수용부 입구에 배치되고,
    상기 밀봉부는 상기 수용부에 접합되는 광학 부재.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 수용부는 파이프 형상을 가지는 광학 부재.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 무기 물질은 금속 또는 글래스 프릿을 포함하는 광학 부재.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 밀봉부 및 상기 수용부 사이에 개재되는 버퍼층을 포함하는 광학 부재.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 버퍼층은 실리콘계 수지를 포함하는 광학 부재.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 수용부는 유리를 포함하는 광학 부재.
  8. 광원;
    상기 광원으로부터 출사되는 광의 파장을 변환시키는 파장 변환 부재; 및
    상기 파장 변환 부재로부터 출사되는 광이 입사되는 표시패널을 포함하고,
    상기 파장 변환 부재는
    상기 광이 입사되는 다수 개의 파장 변환 입자들;
    상기 파장 변환 입자들을 둘러싸고 일 방향으로 연장되는 수용부; 및
    상기 수용부의 끝단에 배치되고, 상기 수용부의 내부를 밀봉하고, 무기 물질을 포함하는 밀봉부를 포함하는 표시장치.
  9. 수용부 내에 다수 개의 파장 변환 입자들을 주입시키고,
    상기 수용부의 입구에 무기 물질을 포함하는 밀봉부를 배치시키고,
    상기 수용부 및 상기 밀봉부를 서로 접합시키는 것을 포함하는 광학 부재의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 수용부의 입구의 내부면에 유기 물질을 포함하는 전처리층이 형성되고,
    상기 밀봉부는 상기 전처리층 상에 배치되는 광학 부재의 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 수용부 및 상기 밀봉부는 레이저에 의해서 접합되는 광학 부재의 제조방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 수용부는 파이프 형상을 가지고,
    상기 밀봉부는 상기 수용부의 내부면에 접합되는 광학 부재의 제조방법.
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