KR20010068549A - flat panel display device having antireflection layer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반사방지막을 가지는 평판표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 칼라필터의 블랙매트릭스에 의한 빛의 흡수 또는 저반사 기능을 보완하는 반사방지막이 형성되어 있는 평판표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat panel display device having an antireflection film, and more particularly, to a flat panel display device in which an antireflection film is provided to compensate for a function of absorbing light or low reflection by a black matrix of a color filter.
평판표시장치는 부피가 큰 캐쏘오드 레이 튜브의 단점을 개선한 화상표시장치로서, 대표적으로는 액정표시장치, 전계발광디스플레이(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display panel: PDP), 진공형광 디스플레이(Vacuum fluorescent display) 등이 개발되고 있다.The flat panel display device is an image display device which improves the disadvantages of a bulky cathode ray tube, and is typically a liquid crystal display device, a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), Vacuum fluorescent displays are being developed.
대표적인 평판표시장치의 하나인 액정표시장치는 기판에 형성된 한쌍의 투명 전극 사이에 액정을 주입하고, 상기 전극에 전압을 인가하여 액정의 배열을 변동시키면 빛의 투과율이 변화되는 것을 이용하여 화상을 표시한다. 이와 같은 액정표시장치의 구조를 도 1을 참조하여 간략히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 통상적인 액정표시장치(100)의 단면도로서, 액정표시장치(100)는 소정 간격을 두고 서로 평행하게 형성된 제1 및 제2 유리기판(12)(14)을 포함한다. 상기 제1 유리기판(12)에는 다수의 화소전극(16)이 평행하게 형성되어 있으며, 그 위에는 액정을 배향시키기 위한 제1 배향막(18)이 도포되어 있다. 또한 제2 유리기판(14)의 내면에는 상기 화소전극(16)의 대향되는 위치에 형성된 R, G, B 화소(22, 24, 26) 및 상기 R, G, B 화소(22, 24, 26)사이에 형성된 블랙매트릭스(20)로 이루어지는 칼러필터(28)가 형성되어 있으며, 그 하부에 순차적으로 보호층(30), 상기 화소전극(16)과 수직으로 형성되어 있는 공통전극(32) 및 제2 배향막(34)이 형성되어 있다. 상기 제1 및 제2 배향막(18, 34) 내부에는 액정화합물(36)이 충진되고, 제1 및 제2 유리기판(12, 14)의 바깥 면에는 제1 및 제2 편광판(38, 40)이 각각 형성되어 있다.One of the representative flat panel display devices injects liquid crystal between a pair of transparent electrodes formed on a substrate, and displays an image by changing the transmittance of light when the arrangement of the liquid crystals is changed by applying a voltage to the electrodes. do. The structure of such a liquid crystal display is briefly described with reference to FIG. 1 as follows. 1 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device 100, wherein the liquid crystal display device 100 includes first and second glass substrates 12 and 14 formed in parallel with each other at predetermined intervals. A plurality of pixel electrodes 16 are formed in parallel on the first glass substrate 12, and a first alignment layer 18 for aligning liquid crystals is coated thereon. In addition, R, G, B pixels 22, 24, 26 and R, G, B pixels 22, 24, 26 formed on opposite surfaces of the pixel electrode 16 are formed on the inner surface of the second glass substrate 14. And a color filter 28 formed of a black matrix 20 formed therebetween, and a protective layer 30 and a common electrode 32 formed perpendicularly to the pixel electrode 16 in the lower portion thereof. The second alignment film 34 is formed. The liquid crystal compound 36 is filled in the first and second alignment layers 18 and 34, and the first and second polarizing plates 38 and 40 are formed on the outer surfaces of the first and second glass substrates 12 and 14. These are formed, respectively.
이와 같은 액정표시장치(100)에서 화소 전극(16) 및 공통전극(32)에 걸리는 전압을 조절함으로서 액정화합물(36)의 배향이 바뀌고, 이에 따라 백라이트(미도시)에서 발생한 빛의 투과율이 변동되어 칼라필터(28)를 통과함으로서 화상을 표시하게 된다.By adjusting the voltage applied to the pixel electrode 16 and the common electrode 32 in the liquid crystal display device 100, the alignment of the liquid crystal compound 36 is changed, and thus the transmittance of light generated in the backlight (not shown) is changed. The image is displayed by passing through the color filter 28.
이와 같은 액정 표시장치에 있어서, 상기 R, G, B 화소(22, 24, 26)사이에 형성된 블랙매트릭스(20)는 백라이트로부터 방출된 빛을 화소부위별로 차폐시켜 각 화소의 색상을 선명하게 하며, 또한 외부로부터 입사되는 광의 반사를 최소화시켜화질을 선명하게 하는 기능을 한다. 일반적으로 블랙매트릭스(20)는 광 반사율이 적은 유기 고분자 수지를 사용하여 제조하거나, 광의 간섭 작용을 이용하여 광 반사율을 줄이기 위하여 Cr 및 Cr의 산화물과 같은 금속재료를 사용하여 제조한다.In such a liquid crystal display device, the black matrix 20 formed between the R, G, and B pixels 22, 24, and 26 shields light emitted from the backlight for each pixel area to make the color of each pixel clear. In addition, the image quality is reduced by minimizing the reflection of light incident from the outside. In general, the black matrix 20 is manufactured by using an organic polymer resin having a low light reflectance or using a metal material such as Cr and an oxide of Cr in order to reduce the light reflectance by using the interference of light.
이와 같이 Cr 및 Cr의 산화물을 이용한 블랙매트릭스의 광 반사율을 400 내지 700nm의 파장대에서 측정하면, 약 550nm 근처에서는 적어도 6% 이상의 반사율을 나타내는데, 이는 제2 유리 기판(14)의 표면에서 반사되는 광의 반사율이 약 6%의 값을 가지기 때문이다. 즉, 광 반사율을 감소시키기 위하여 블랙매트릭스(20)의 재질을 변경하더라도, 블랙매트릭스(20)가 제2 유리기판(14)의 하부에 위치하므로 제2 유리기판(14)의 표면에서 발생하는 빛의 반사율을 6%이하로 감소시키는 것은 불가능하다.As described above, when the light reflectance of the black matrix using Cr and Cr oxides is measured at a wavelength in the range of 400 to 700 nm, at least about 6% or more is reflected around about 550 nm, which indicates that the light reflected from the surface of the second glass substrate 14 This is because the reflectance has a value of about 6%. That is, even if the material of the black matrix 20 is changed in order to reduce the light reflectance, the light generated from the surface of the second glass substrate 14 because the black matrix 20 is positioned below the second glass substrate 14. It is not possible to reduce the reflectance below 6%.
이와 같이 모든 평판표시장치는 상부기판과 하부기판사이에 화소를 표시하기 위한 다수의 서브-픽셀(sub-pixel) 영역 및 상기 서브-픽셀 영역을 분리하는 불투명 그물그조의 블랙매트릭스들이 형성되어 있으며, 외부로부터 입사되는 광의 반사를 최소화시키기 위하여 블랙매트릭스의 재질을 변경하려는 시도가 계속되가 있으나, 본질적으로 유리기판의 표면에서 발생하는 빛의 반사 때문에 광반사율을 저하시키는데에는 한계가 있었다.As described above, all flat panel display devices have a plurality of sub-pixel regions for displaying pixels between the upper substrate and the lower substrate and opaque mesh-like black matrices separating the sub-pixel regions. Attempts have been made to change the material of the black matrix to minimize the reflection of light incident from the outside, but there is a limit to lowering the light reflectivity due to the reflection of light generated from the surface of the glass substrate.
따라서, 본 발명은 평판표시장치의 유리 기판 표면에서 발생하는 광의 반사를 최소화하는 평판표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a flat panel display device which minimizes the reflection of light generated on the glass substrate surface of the flat panel display device.
본 발명의 또 다른 목적은 기존 블랙매트릭스의 광 반사 방지 효과를 더욱상승시킬 수 있는 평판표시장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a flat panel display device that can further enhance the light reflection prevention effect of the existing black matrix.
또한, 본 발명은 광 반사 방지효과를 가지는 다양한 종류의 평판표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Also, an object of the present invention is to provide various kinds of flat panel display devices having an antireflection effect.
도 1은 종래의 액정표시장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도.2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계방출디스플레이의 단면도.3 is a cross-sectional view of a field emission display according to an embodiment of the present invention.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일측면에 소정 패턴의 블랙매트릭스가 형성되어 있으며, 타 측면에 반사방지막이 코팅되어 있는 유리기판을 포함하는 평판표시장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a flat panel display device including a glass substrate having a black matrix having a predetermined pattern formed on one side thereof and an antireflection coating coated on the other side thereof.
본 발명은 또한, 내면에 제1 투명 전극 및 배향막이 형성되어 있는 제1 유리기판, 상기 제1 유리기판과 소정 간격을 두고 평행하게 형성되어 있으며 내면에 제2 투명 전극 및 배향막이 형성되어 있는 제2 유리기판, 상기 제1 및 제2 투명전극 사이에 충진되어 있는 액정화합물, 및 상기 제2 유리기판의 외면에 코팅된 반사방지막을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.The present invention also provides a first glass substrate having a first transparent electrode and an alignment film formed on an inner surface thereof, a first glass substrate formed parallel to the first glass substrate at a predetermined interval, and a second transparent electrode and an alignment film formed on an inner surface thereof. 2 is a liquid crystal display device including a glass substrate, a liquid crystal compound filled between the first and second transparent electrodes, and an anti-reflection film coated on an outer surface of the second glass substrate.
여기서 상기 반사방지막은 SiO2, TiO2, ZrO2, 및 TaO2로 이루어진 군중에서 선택되는 투명 절연 물질 또는 폴리이미드, 폴리아마이드, 폴리비닐수지 및 폴리비닐클로라이드로 이루어진 군중에서 선택되는 절연성 유기 고분자 재료로 이루어지거나, In2O3, 인듐틴옥사이드, SnO2, ZnO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는 전도성 금속산화물 또는 폴리아닐린으로 이루어진 것이 바람직하다.Wherein the antireflection film is an insulating organic polymer material selected from the group consisting of polyimide, polyamide, polyvinyl resin and polyvinyl chloride or a transparent insulating material selected from the group consisting of SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , and TaO 2 Or a conductive metal oxide or polyaniline selected from the group consisting of In 2 O 3 , indium tin oxide, SnO 2 , ZnO, and mixtures thereof.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치(100)는 제2 유리기판(14)의 외부 표면에 반사방지막(50)을 코팅함으로서 제2 유리기판(14)의 표면에서 발생하는 광의 반사를 최소화시킨다. 본 발명의 반사방지막(50)이 사용되는 액정표시장치(100)로는 반사형 액정표시장치, 칼러필터가 제1 유리기판(12)상에 위치하는 것 등 다양한 구조의 통상적인 액정표시장치를 모두 사용할 수 있다.2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the liquid crystal display device 100 of the present invention may have an anti-reflection film on 50) minimizes the reflection of light generated on the surface of the second glass substrate 14. As the liquid crystal display device 100 in which the anti-reflection film 50 of the present invention is used, all of the conventional liquid crystal display devices having various structures, such as a reflective liquid crystal display device and a color filter, are disposed on the first glass substrate 12. Can be used.
본 발명에 사용되는 대표적인 액정표시장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 유리기판(12)(14), 다수의 화소전극(16) 및 제1 배향막(18)을 포함한다. 또한 상부 유리기판(12)에는 상기 화소전극의 대향되는 위치에 형성된 R, G, B 화소(22, 24, 26) 및 상기 R, G, B 화소(22, 24, 26)사이에 형성된 블랙매트릭스(20)로 이루어지는 칼러필터(28)가 형성되어 있으며, 그 하부에 순차적으로 보호층(30), 상기 화소전극과 수직으로 형성되어 있는 공통전극(32) 및 제2 배향막(34)이 형성되어 있다. 상기 제1 및 제2 배향막(18, 34) 내부에는 액정화합물(36)이 충진되어 있고, 제1 및 제2 유리기판(12, 14)의 바깥 면에는 제1 및 제2 편광판(38, 40)이 각각 형성되어 있다.As shown in FIG. 2, a representative liquid crystal display device used in the present invention includes first and second glass substrates 12 and 14, a plurality of pixel electrodes 16, and a first alignment layer 18. In addition, the upper glass substrate 12 has a black matrix formed between the R, G, and B pixels 22, 24, and 26 and the R, G, and B pixels 22, 24, and 26 formed at opposite positions of the pixel electrode. A color filter 28 formed of 20 is formed, and a protective layer 30, a common electrode 32 and a second alignment layer 34 formed perpendicular to the pixel electrode are sequentially formed under the color filter 28. have. The liquid crystal compound 36 is filled in the first and second alignment layers 18 and 34, and the first and second polarizing plates 38 and 40 are formed on the outer surfaces of the first and second glass substrates 12 and 14. ) Are formed respectively.
본 발명의 일 실시예에 따른 반사방지막(50)은 상부 유리기판인 제2 유리기판(14)을 중심으로 칼라필터(28)의 반대쪽에 형성되어 있으며, 필요에 따라 제2 편광판(30)과 상부 유리기판(14)사이 또는 제2 편광판(40)의 상부에 형성될 수 있다. 본 발명의 액정표시장치(100)에 사용되는 블랙매트릭스(20)로는 통상적으로 사용되는 블랙매트릭스를 모두 사용할 수 있으나, 저반사 유기물질, 또는 금속, 금속 산화물 및 금속나이트라이트 층으로 이루어진 것이 바람직하다. 여기서 상기 유리기판(12,14)는 반드시 유리(glass)로 한정되는 것은 아니며, 투명고분자 수지 등 통상의 액정표시장치에서 사용되는 다양한 종류 및 재질의 기판을 포함한다.Anti-reflection film 50 according to an embodiment of the present invention is formed on the opposite side of the color filter 28 around the second glass substrate 14, which is the upper glass substrate, and the second polarizing plate 30 and It may be formed between the upper glass substrate 14 or on the second polarizing plate 40. As the black matrix 20 used in the liquid crystal display device 100 of the present invention, all of the commonly used black matrixes may be used. However, the black matrix 20 may be formed of a low reflection organic material, or a metal, metal oxide, and metal nitrite layer. . The glass substrates 12 and 14 are not necessarily limited to glass, and include glass substrates of various kinds and materials used in common liquid crystal display devices such as transparent polymer resins.
본 발명의 액정표시장치에 사용되는 반사방지막(50)은 투명 절연 물질 또는 투명 도전 물질로 이루어져 있다. 상기 투명 절연 물질로는 SiO2, TiO2, ZrO2, TaO2와 같은 금속 산화물 투명 절연 물질 또는 폴리이미드, 폴리아마이드, 폴리비닐수지, 폴리비닐클로라이드와 같은 유기 고분자 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 투명 도전 물질로는 In2O3, 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), SnO2, ZnO, In2O3-ZnO와 같은 금속산화물, 또는 폴리아닐린과 같은 전도성 유기 고분자재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 반사방지막(50)은 필요에 따라 단일막 또는 동일 물질에 의한 다중막, 이종 물질에 의한 다중막으로도 형성시킬 수 있으며, 상기 반사방지막(50)의 총 두께는 50 내지 150nm인 것이 바람직하다. 여기서 상기 반사방지막(50)의 두께가 50nm이하인 경우에는 광 반사방지 효과가 저하되며, 150nm이상인 경우에는 백라이트로부터의 광투과율이 적어져 휘도가 저하된다.The antireflection film 50 used in the liquid crystal display device of the present invention is made of a transparent insulating material or a transparent conductive material. As the transparent insulating material, it is preferable to use a metal oxide transparent insulating material such as SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , TaO 2 , or an organic polymer material such as polyimide, polyamide, polyvinyl resin, or polyvinyl chloride. As the transparent conductive material, a metal oxide such as In 2 O 3 , indium tin oxide (ITO), SnO 2 , ZnO, In 2 O 3 -ZnO, or a conductive organic polymer material such as polyaniline may be used. desirable. In addition, the anti-reflection film 50 may be formed of a single film or multiple films made of the same material or multiple films made of different materials, if necessary, and the total thickness of the anti-reflection film 50 is 50 to 150 nm. desirable. In the case where the thickness of the antireflection film 50 is 50 nm or less, the light reflection prevention effect is lowered, and when the thickness of the antireflection film 50 is 150 nm or more, the light transmittance from the backlight decreases and the luminance decreases.
상기 반사방지막(50)은 스퍼터링법, 화학기상증착법, 스프레이법, 딥 코팅법, 스핀 코팅법 등의 통상의 박막 제조법에 의해 상기 투명 절연 물질 또는 투명 도전 물질을 유리기판(14) 위에 코팅함으로서 형성할 수 있으며, 특히 스퍼터링법을 사용하여 반사방지막(50)을 형성하는 것이 가장 바람직하다.The anti-reflection film 50 is formed by coating the transparent insulating material or the transparent conductive material on the glass substrate 14 by a conventional thin film manufacturing method such as sputtering, chemical vapor deposition, spraying, dip coating, or spin coating. In particular, it is most preferable to form the antireflection film 50 using sputtering.
또한, 상기 반사방지막(50)을 유리기판(14)의 외부 표면에 형성한 후, 칼라필터(28)를 내부표면에 형성하기 것이 바람직하며, 칼라필터(28)에 형성되는 블랙매트릭스(20)의 물성은 특히 제한하지 않으나, 통상적인 광 반사 감소 효과를 가진 유기물질, 금속, 금속산화물층 및 금속나이트라이드층으로 이루어진 것을 사용하면 광 반사를 더욱 효과적으로 방지할 수 있으므로 바람직하다.In addition, after forming the anti-reflection film 50 on the outer surface of the glass substrate 14, it is preferable to form a color filter 28 on the inner surface, the black matrix 20 formed on the color filter 28 Although the physical properties of are not particularly limited, the use of an organic material, a metal, a metal oxide layer, and a metal nitride layer having a conventional light reflection reduction effect is preferable because the light reflection can be prevented more effectively.
도 3은 본 발명에 따른 방사방지막을 구비한 평판표시장치의 다른 예인 전계방출디스플레이의 단면도로서, 전계방출디스플레이(200)는 유리기판인 전면 플레이트(64)의 하부에 애노오드 전극(66), 형광체층(68) 및 블랙매트릭스(82)가 형성되어 있으며, 전면 플레이트(64)의 상부에는 반사방지막(90)이 형성되어 있다. 에미터(62)와 형광체층(68)사이에는 스페이서(70)가 형성되어 에미터(62)와 형광체층(68)사이의 갭(69)를 통상 100내지 200㎛로 유지하며, 각각의 에미터(62)는 캐소오드 전극(72)의 상부에 형성되어 있으며, 또한 절연체(74)에 의하여 분리되어 있다. 그리드(76)는 에미터(62)로부터 전자를 방출시키기 위하여 에미터(62)의 주위에 형성되며, 캐소오드 전극(72) 및 에미터(62)는 후면플레이트(30)의 상부에 형성되어 있다.3 is a cross-sectional view of a field emission display, which is another example of a flat panel display device having an anti-radiation film according to the present invention. The field emission display 200 includes an anode electrode 66 under the front plate 64, which is a glass substrate. The phosphor layer 68 and the black matrix 82 are formed, and the antireflection film 90 is formed on the front plate 64. A spacer 70 is formed between the emitter 62 and the phosphor layer 68 to maintain the gap 69 between the emitter 62 and the phosphor layer 68 at 100 to 200 μm, respectively, The rotor 62 is formed on the cathode electrode 72 and is separated by the insulator 74. The grid 76 is formed around the emitter 62 to emit electrons from the emitter 62, and the cathode electrode 72 and the emitter 62 are formed on top of the back plate 30. have.
이와 같은 전계방출디스플레이(200)에서 전원(69)에 의하여 에미터(62)에 음전위가 가해지고, 그리드(76) 및 애노오드 전극(66)에 양전위가 가해지면, 에미터(62)의 팁(78)로부터 전자(79)가 방출되어 전면플레이트(64)의 하부에 형성된 형광체층(68)을 여기시켜 화상을 표시하게 된다. 여기서 반사방지막(90)은 이미 설명한 바와 같은 재질로 이루어지며, 외부로부터 입사되는 빛의 반사를 방지 또는 감소시켜 각 화소의 색상을 더욱 선명하게 한다.In such a field emission display 200, when a negative potential is applied to the emitter 62 by the power source 69, and a positive potential is applied to the grid 76 and the anode electrode 66, the emitter 62 Electrons 79 are emitted from the tip 78 to excite the phosphor layer 68 formed under the front plate 64 to display an image. Here, the anti-reflection film 90 is made of a material as described above, to prevent or reduce the reflection of light incident from the outside to make the color of each pixel more vivid.
상기한 바와 같이, 본 발명은 블랙매트릭스가 형성된 유리기판의 반대 면에 반사방지막을 형성함에 의해, 유리기판 및 블랙매트릭스의 종류에 무관하게 400 내지 700nm의 파장에서 광의 반사율을 5%이하로 감소시킬 수 있다. 또한 이와 같이 반사방지막을 형성함으로 인해, 칼라필터의 광 반사 방지 특성이 보다 향상된 우수한 화질의 액정표시장치를 제공한다.As described above, the present invention forms an anti-reflection film on the opposite side of the glass substrate on which the black matrix is formed, thereby reducing the reflectance of light to 5% or less at a wavelength of 400 to 700 nm regardless of the type of the glass substrate and the black matrix. Can be. In addition, by forming the anti-reflection film as described above, it is possible to provide a liquid crystal display device having excellent image quality with improved light reflection prevention characteristics of the color filter.
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| KR1020000000505A KR20010068549A (en) | 2000-01-06 | 2000-01-06 | flat panel display device having antireflection layer |
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