KR20120074424A - 형광 액정 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광 효율을 향상시킬 수 있는 형광 액정 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 형광 액정 표시 장치는 복수개의 발광 다이오드를 구비한 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛 상에 형성된 형광 패널; 및 상기 형광 패널 상에 형성된 액정 패널을 포함한다.
Description
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히, 광 효율을 향상시킬 수 있는 형광 액정 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있다. 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시 장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 특징 및 장점으로 인하여 이동형 화상 표시 장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 액정 표시 장치가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송 신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비젼 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이러한 액정 표시 장치는 상부 및 하부 기판 사이에 액정을 채운 구조로 되어있다. 액정 분자는 구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 가지고 있어서, 액정층에 전계를 가하면 액정 분자의 배열 방향을 조절할 수 있다.
액정 표시 장치에 전계를 가하면, 액정층에 인가되는 전기장에 의해 액정 분자가 움직이며 광투과율이 달라져 화상이나 문자가 표현된다. 이러한 액정 표시 장치는 화질이 우수하며, 가볍고, 소비 전력이 낮아 차세대 첨단 디스플레이 소자로 각광받고 있다.
한편, 액정 패널은 자체 발광하지 못하므로 별도의 광원을 필요로 한다. 일반적으로 액정 패널 하부에 백라이트 유닛을 구비하여 액정 패널에 광을 조사한다.
그런데, 백라이트 유닛으로부터 액정 패널에 입사되는 백색광은 액정 패널의 적(Red), 녹(Green), 청(Blue) 색의 컬러 필터를 통하여 특정 파장의 광만이 통과된다. 즉, 액정 표시 장치는 백색광의 1/3만 사용하므로 광 손실이 큰 단점이 있다.
따라서, 상기와 같은 단점을 극복하기 위해 UV(Ultra Violet)로 형광체를 여기시키는 구조의 형광 액정 표시 장치가 개발되었다. 형광 액정 표시 장치는 UV(Ultra Violet) 광 또는 청색 광과 같은 저 파장대의 광을 형광체에 조사하여 발생되는 가시광을 이용하여 영상을 표시하는 장치로, 일반적인 액정 표시 장치에 비해 색재현율과 소비전력이 우수하다.
일반적인 형광 액정 표시 장치는 액정 패널, 액정 패널 상에 형성된 형광 패널, 그리고, 액정 패널 하부에 구비된 백라이트 유닛을 포함한다. 그런데, 일반적인 형광 액정 표시 장치는 백라이트 유닛의 광원에서 출사되는 광이 액정 패널 상, 하부에 각각 형성된 상부 및 하부 편광판을 통과한 후 형광 패널에 입사되므로 광 효율이 낮다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 액정 패널 하부에 형광층을 형성하여 광 효율을 향상시킬 수 있는 형광 액정 표시 장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형광 액정 표시 장치는, 복수개의 발광 다이오드를 구비한 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛 상에 형성된 형광 패널; 및 상기 형광 패널 상에 형성된 액정 패널을 포함한다.
상기 발광 다이오드는 UV광 또는 청색광을 출사한다.
상기 형광 패널은 제 1 기판과, 상기 제 1 기판 상에 형성된 형광층을 포함한다.
상기 형광 패널은 상기 형광층 하부에 형성된 밴드 패스 필터를 더 포함한다.
상기 액정 패널 상에 형성된 UV 차단 필터를 더 포함한다.
상기 UV 차단 필터는 상기 형광 패널로 입사되는 외부광 중 UV를 흡수하거나 반사시킨다.
상기 액정 패널은 서로 대향된 제 2 기판 및 제 3 기판; 상기 제 2 기판과 제 3 기판 사이에 형성된 액정층; 및 상기 제 2 기판 상에 형성된 화소 전극과 상기 제 3 기판 상에 형성된 공통 전극을 포함한다.
상기 액정 패널의 상부 및 하부에 각각 형성된 상부 편광판과 하부 편광판을 더 포함한다.
상기 액정 패널은 상기 하부 편광판 상에 형성된 화소 전극; 상기 하부 편광판과 대향된 제 3 기판; 상기 제 3 기판 상에 형성된 공통 전극; 및 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 형성된 액정층을 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 형광 액정 표시 장치는, 백라이트 유닛에서 출사되는 광이 액정 패널을 통과한 후 형광 패널에 입사되는 것이 아니라, 바로 형광 패널로 입사되므로 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 형광 액정 표시 장치의 단면도.
도 2는 일반적인 형광 액정 표시 장치와 본 발명의 형광 액정 표시 장치의 광 효율을 비교한 표.
도 3a 및 도 3b는 일반적인 액정 표시 장치와 본 발명의 형광 액정 표시 장치의 휘도를 측정한 데이터.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 형광 액정 표시 장치의 단면도.
도 2는 일반적인 형광 액정 표시 장치와 본 발명의 형광 액정 표시 장치의 광 효율을 비교한 표.
도 3a 및 도 3b는 일반적인 액정 표시 장치와 본 발명의 형광 액정 표시 장치의 휘도를 측정한 데이터.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 형광 액정 표시 장치의 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 형광 액정 표시 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
* 제 1 실시예 *
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 형광 액정 표시 장치의 단면도이며, 도 2는 일반적인 형광 액정 표시 장치와 본 발명의 형광 액정 표시 장치의 광 효율을 비교한 표이다. 그리고, 도 3a 및 도 3b는 일반적인 액정 표시 장치와 본 발명의 형광 액정 표시 장치의 휘도를 측정한 데이터이다.
도 1과 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 형광 액정 표시 장치는, 백라이트 유닛(100), 백라이트 유닛(100) 상에 형성된 형광 패널(200), 그리고, 형광 패널(200) 상에 형성된 액정 패널(300)을 포함한다.
즉, 본 발명의 형광 액정 표시 장치는, 백라이트 유닛(100) 상에 형광 패널(200)이 형성되어 액정 패널(300)을 거치지 않고 백라이트 유닛(100)의 광원에서 출사되는 광이 형광 패널(200)에 입사되므로 광 효율을 향상시킬 수 있다.
백라이트 유닛(100)은 복수개의 발광 다이오드(100a), 회로 기판(미도시) 그리고, 확산판(미도시)을 포함한다. 확산판(미도시)은 발광 다이오드(100a)에서 출사된 광이 균일한 휘도를 가지며 형광 패널(200)에 입사시키는 기능을 한다.
발광 다이오드(100a)는 UV(Ultra Violet)광을 출사하는 UV LED(Ultra Violet Light Emitting Diode) 또는 청색광을 출사하는 청색 LED인 것이 바람직하다. UV광은 200㎚ 내지 400㎚의 파장 대역을 갖는 자외선이며, 청색광은 400㎚ 내지 500㎚의 파장 대역을 갖는다.
형광 패널(200)은 제 1 기판(210) 및 제 1 기판(210) 상의 화소 영역 각각에 형성된 적색 형광층(220a), 녹색 형광층(220b) 및 청색 형광층(220c)으로 구성된 형광층(220) 포함한다. 도시하지는 않았지만, 화소 영역은 차광층에 의해 이웃한 화소 영역과 구획된다.
발광 다이오드(100a)가 청색 LED일 때는, 적색 형광층(220a)은 청색 광을 이용하여 적색을 발현하는 형광 물질로 형성되고, 녹색 형광층(220b)은 청색 광을 이용하여 녹색을 발현하는 형광 물질로 형성되며, 청색 형광층(220c)은 청색 광을 이용하여 청색을 발현하는 형광 물질로 형성되어 형광 패널(200)에 백라이트 유닛(100)에서 출사된 광이 입사되면 형광층(220)이 여기(Exite)되어 광이 발생한다.
형광 패널(200)은 형광층(220) 하부에 형성된 밴드 패스 필터(Band Pass Filter)(230)를 더 포함한다. 밴드 패스 필터(230)는 백라이트 유닛(100)으로부터 출사되는 광의 파장을 선택적으로 투과하고 나머지는 컷 오프(cut off)한다. 밴드 패스 필터(230)는 제 1 기판(210)의 상부 또는 하부에 형성되어, 선택적으로 광을 형광층(220)으로 입사시켜 색 순도를 향상시킬 수 있다.
액정 패널(300)은 서로 대향된 제 2 기판(310) 및 제 3 기판(350)과 제 2 기판(310)과 제 3 기판(350) 사이에 형성된 액정층(330)을 포함한다. 구체적으로 제 2 기판(310) 상에는 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 복수개의 게이트 라인(미도시)과 데이터 라인(미도시), 게이트 라인(미도시)과 데이터 라인(미도시)의 교차점에 형성되며 게이트 전극(미도시), 액티브층(미도시), 소오스 전극(미도시) 및 드레인 전극(미도시)을 포함하여 형성된 박막 트랜지스터, 그리고, 드레인 전극(미도시)에 전기적으로 접속된 화소 전극(320)을 포함한다. 그리고, 제 3 기판(350) 상에는 공통 전극(340)이 형성된다.
제 2 기판(310)은 액티브층(미도시) 상부에 게이트 전극(미도시)이 위치하는 탑(top) 게이트 구조일 수도 있고, 액티브층(미도시) 하부에 게이트 전극(미도시)이 위치하는 바텀(bottom) 게이트 구조일 수 있다. 또한, 도면에서는 박막 트랜지스터가 제 2 기판(310)상에 형성된 것을 도시하였으나, 박막 트랜지스터는 제 3 기판(350) 상에 형성되고, 공통 전극이 제 2 기판(310) 상에 형성될 수도 있다.
액정 패널(300)의 상부 및 하부에는 각각 상부 편광판(300b)과 하부 편광판(300a)이 형성된다. 그리고, 상부 편광판(300b) 상에는 UV 차단 필터(370)가 형성된다. UV 차단 필터(370)는 외부로부터 형광 패널(200)에 입사될 수 있는 UV를 차단하는 기능을 한다.
일반적으로 외부광에 UV가 포함되어 있으므로 형광층(220)은 외부광에 의해서도 발광할 수 있다. 상기와 같이 외부광에 의해 형광층(220)이 화면의 표시와는 상관없는 발광을 하면 콘트라스트가 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, UV를 흡수하는 화학적 차단제 또는 입사하는 UV를 반사 및 분산시키는 물리적 차단제로 UV 차단 필터(370)를 형성하여 외부광으로 인해 형광층(220)이 여기(Exite)되어 발광하는 것을 방지한다.
화학적 차단제로는 파라아미노벤조산(Para-Aminobenzoic Acid) 유도체와 신나메이트(Cinnamate) 유도체, 살리실산(Salicylic acid) 유도체, 벤조페논(Benzophenone) 및 이의 유도체, 안스라닐레이트(Anthranilate) 및 이의 유도체 등이 있다. 그리고, 물리적 차단제로는 아연산화물, 티타늄 산화물, 철산화물, 마그네슘 산화물 등이다.
상기와 같은 UV 차단 필터(370)는 형광층(220)을 자극하여 불필요한 발광을 유발하는 UV가 형광층(220)으로 입사되는 것을 방지할 수 있다.
도 2를 참조하면, 일반적인 형광 액정 표시 장치는 적색 형광층과 녹색 형광층의 휘도가 각각 183cd/㎡, 1583cd/㎡인데 반해, 본 발명의 형광 액정 표시 장치는 적색 형광층과 녹색 형광층의 휘도가 각각 303cd/㎡, 2564cd/㎡이다. 즉, 본 발명의 형광 액정 표시 장치의 광 효율이 일반적인 형광 액정 표시 장치에 비해 약 1.6배 이상 향상된다. 이는, 본 발명의 형광 액정 표시 장치는 백라이트 유닛에서 출사된 광이 바로 형광 패널로 입사되었기 때문이다.
또한, 도 3a와 같이, TN 모드(Twisted Nematic Mode) 액정 표시 장치는 시야각이 작아 액정 표시 장치의 휘도가 불균일하다. 따라서, 이를 방지하기 위해 액정 표시 장치는 액정 패널의 상부 및 하부에 각각 시야각 보상 필름을 형성하여 시야각을 보상한다. 따라서, 액정 표시 장치는 시야각 보상 필름을 부착하는 공정이 추가되어 제조 비용이 증가한다.
그러나, 형광 액정 표시 장치는 도 3b와 같이 TN 모드일 때도, 휘도가 균일하다. 즉, 형광 액정 표시 장치는 시야각을 향상시키기 위해 별도의 시야각 보상 필름을 부착할 필요가 없어 액정 표시 장치에 비해 제조 비용을 감소할 수 있으며 액정 표시 장치의 두께보다 두께가 얇다.
* 제 2 실시예 *
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 형광 액정 표시 장치의 단면도이다.
본 발명의 제 2 실시예는 하부 편광판 상에 화소 전극이 형성된 것으로, 이를 제외하고는 제 1 실시예에 따른 형광 액정 표시 장치와 구성 요소가 동일하다.
도 4와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 형광 액정 표시 장치는, 액정 패널(400)의 화소 전극(320)이 하부 편광판(300a)상에 형성된다. 즉, 제 1 실시예의 액정 패널(도 1의 300)은 제 2, 제 3 기판(도 1의 310, 350)을 가지나, 제 2 실시예의 액정 패널(400)은 제 3 기판(350)만을 갖는다. 따라서, 제조 비용을 절감할 수 있으며 형광 액정 표시 장치의 두께를 줄일 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 백라이트 유닛 100a: 발광 다이오드
200: 형광 패널 210: 제 1 기판
220: 형광층 220a: 적색 형광층
220b: 녹색 형광층 220c: 청색 형광층
230: 밴드 패스 필터 300, 400: 액정 패널
300a: 하부 편광판 300b: 상부 편광판
310: 제 2 기판 320: 화소 전극
330: 액정층 340: 공통 전극
350: 제 3 기판 370: UV 차단 필터
200: 형광 패널 210: 제 1 기판
220: 형광층 220a: 적색 형광층
220b: 녹색 형광층 220c: 청색 형광층
230: 밴드 패스 필터 300, 400: 액정 패널
300a: 하부 편광판 300b: 상부 편광판
310: 제 2 기판 320: 화소 전극
330: 액정층 340: 공통 전극
350: 제 3 기판 370: UV 차단 필터
Claims (9)
- 복수개의 발광 다이오드를 구비한 백라이트 유닛;
상기 백라이트 유닛 상에 형성된 형광 패널; 및
상기 형광 패널 상에 형성된 액정 패널을 포함하는 형광 액정 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광 다이오드는 UV광 또는 청색광을 출사하는 형광 액정 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 형광 패널은 제 1 기판과, 상기 제 1 기판 상에 형성된 형광층을 포함하는 형광 액정 표시 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 형광 패널은 상기 형광층 하부에 형성된 밴드 패스 필터를 더 포함하는 형광 액정 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 액정 패널 상에 형성된 UV 차단 필터를 더 포함하는 형광 액정 표시 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 UV 차단 필터는 상기 형광 패널로 입사되는 외부광 중 UV를 흡수하거나 반사시키는 형광 액정 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 액정 패널은 서로 대향된 제 2 기판 및 제 3 기판;
상기 제 2 기판과 제 3 기판 사이에 형성된 액정층; 및
상기 제 2 기판 상에 형성된 화소 전극과 상기 제 3 기판 상에 형성된 공통 전극을 포함하는 형광 액정 표시 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 액정 패널의 상부 및 하부에 각각 형성된 상부 편광판과 하부 편광판을 더 포함하는 형광 액정 표시 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 액정 패널은 상기 하부 편광판 상에 형성된 화소 전극;
상기 하부 편광판과 대향된 제 3 기판;
상기 제 3 기판 상에 형성된 공통 전극; 및
상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이에 형성된 액정층을 포함하는 형광 액정 표시 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100136247A KR20120074424A (ko) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | 형광 액정 표시 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100136247A KR20120074424A (ko) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | 형광 액정 표시 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120074424A true KR20120074424A (ko) | 2012-07-06 |
Family
ID=46708541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100136247A KR20120074424A (ko) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | 형광 액정 표시 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20120074424A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150109896A (ko) * | 2014-03-21 | 2015-10-02 | 동우 화인켐 주식회사 | 액정표시장치 |
| KR20200049729A (ko) * | 2020-04-24 | 2020-05-08 | 삼성디스플레이 주식회사 | 양자점 발광 소자 및 표시 장치 |
| KR20210046623A (ko) * | 2020-04-24 | 2021-04-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | 양자점 발광 소자 및 표시 장치 |
-
2010
- 2010-12-28 KR KR1020100136247A patent/KR20120074424A/ko not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| KR20150109896A (ko) * | 2014-03-21 | 2015-10-02 | 동우 화인켐 주식회사 | 액정표시장치 |
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