JP2016126352A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色変換パネルの混色を防止し出光効率を増大させ明暗比が向上した液晶表示装置を提供する。
【解決手段】表示パネル、および表示パネルの上に位置する色変換パネル３０を含み、色変換パネル３０は、色変換媒介層３３０、および散乱体と散乱体に吸着された顔料および染料のうちの少なくとも一つを含む散乱層３４０を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、現在最も広く使用されている平板表示装置の一つであって、電極が配置されている二枚の表示パネルとその間に挿入されている液晶層からなり、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることによって透過する光の量を調節する表示装置である。

液晶表示装置の中でも現在主に使用されているものは、電場生成電極が二つの表示パネルにそれぞれ備えられている構造である。この中でも、一つの表示パネル（以下、「薄膜トランジスタパネル」という）には複数の薄膜トランジスタと画素電極が行列形態に配列されており、他の表示パネル（以下、「共通電極パネル」という）には赤色、緑色および青色のカラーフィルタが配置されており、その全面を共通電極が覆っている構造が主流である。

しかし、このような液晶表示装置は、偏光板とカラーフィルタで光損失が発生する。このような光損失を減らし高効率の液晶表示装置を実現するために色変換材料を含むＰＬ−液晶表示装置（Ｐｈｏｔｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ＬＣＤ）が提案されている。

ＰＬ−液晶表示装置は、カラーフィルタの代わりに色変換媒介体（Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｍｅｄｉａ、ＣＣＭ）を使用し、光源から発光した光が色変換媒介体に供給される時、光源から発光した光の一部が傾斜方向に拡散されて隣接の画素に供給される。このような現象を光学的クロストルクと称し、これにより色再現性が低下する問題が発生する。

本発明が解決しようとする技術的課題は、色変換パネルの混色を防止し出光効率を増大させ明暗比が向上した液晶表示装置を提供することである。

このような課題を解決するために本発明の一実施形態による液晶表示装置は、表示パネル、および前記表示パネルの上に位置する色変換パネルを含み、前記色変換パネルは、色変換媒介層、および散乱体と前記散乱体に吸着された顔料および染料のうちの少なくとも一つを含む散乱層を含む。

前記色変換媒介層は、蛍光体および量子ドットのうちの少なくともいずれか一つを含んでもよい。

前記色変換媒介層は感光性樹脂を含み、前記蛍光体および前記量子ドットのうちの少なくともいずれか一つは前記感光性樹脂に分散していてもよい。

前記散乱体は、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３およびＩＴＯのうちの少なくともいずれか一つを含んでもよい。

前記散乱層の密度は、前記色変換媒介層の密度より大きくてもよい。

前記散乱層の屈折率は、約１．５以上であってもよい。

前記色変換媒介層は、赤色色変換媒介層、緑色色変換媒介層および透明層を含んでもよい。

隣接した前記赤色色変換媒介層、前記緑色色変換媒介層および前記透明層の間に位置する遮光部材をさらに含んでもよい。

前記透明層は、前記蛍光体および前記量子ドットを含まなくてもよい。

前記透明層の上に位置する前記散乱層は、前記染料および前記顔料を含まなくてもよい。

前記染料および前記顔料は、青色光を吸収することができる。

前記表示パネルおよび前記色変換パネルに光を供給するライトアセンブリをさらに含んでもよい。

前記ライトアセンブリは、発光ダイオードであってもよい。

前記発光ダイオードは、紫外線または青色光のように特定波長帯域を放出することができる。

前記表示パネルは、前記ライトアセンブリと前記色変換パネルの間に配置されてもよい。

前記表示パネルは、液晶パネルおよび前記液晶パネルの両面に位置する偏光板をさらに含んでもよい。

前記液晶パネルは、第１絶縁基板の上に位置する薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタと接続された画素電極、前記第１絶縁基板と離隔して対向する第２絶縁基板、前記第１絶縁基板に向かう前記第２絶縁基板の一面に位置する共通電極、および前記画素電極および共通電極の間に位置する液晶層を含んでもよい。

前記液晶パネルは、絶縁基板、前記絶縁基板の上に位置する薄膜トランジスタ、前記薄膜トランジスタと接続された画素電極、前記画素電極と対向して位置するルーフ層、および前記画素電極と前記ルーフ層の間に位置する複数の微細空間を満たす液晶層を含んでもよい。

本発明の一実施形態による液晶表示装置は、向上した色再現率および明暗比を通じてさらに改善された表示品質を提供し、量子ドットを通じて広視野角を提供することができる。

本発明の一実施形態による表示装置の概略的な断面図である。 本発明の一実施形態による色変換パネルの断面図である。 本発明の一実施形態による赤色色変換媒介層の断面図である。 本発明の一実施形態による緑色色変換媒介層の断面図である。 本発明の一実施形態による透明層の断面図である。 本発明の一実施形態による色変換パネルの製造工程による断面図である。 本発明の一実施形態による色変換パネルの製造工程による断面図である。 本発明の一実施形態による色変換パネルの製造工程による断面図である。 本発明の一実施形態による色変換パネルの製造工程による断面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の平面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ’線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による液晶表示装置の画素を示す平面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ’線に沿った断面図である。 本発明の比較例に対する色座標イメージである。 本発明の実施例に対する色座標イメージである。

添付した図面を参照して本発明の実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は様々な形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。

図面において様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体にわたって類似の部分については同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、基板などの部分が他の部分の“上”にあるという時、これは他の部分の“直上”にある場合だけでなく、その中間に他の構成要素がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の“直上”にあるという時はその中間に他の構成要素がないことを意味する。

以下、図１乃至図５を参照して本発明の一実施形態による液晶表示装置を説明する。図１は本発明の一実施形態による液晶表示装置の概略的な断面図であり、図２は本発明の一実施形態による色変換パネルの断面図であり、図３は本発明の一実施形態による赤色色変換媒介層の断面図であり、図４は本発明の一実施形態による緑色色変換媒介層の断面図であり、図５は本発明の一実施形態による透明層の断面図である。

先ず、図１乃至図２を参照して簡略に本発明の実施形態による液晶表示装置を説明すれば、液晶表示装置は、色変換パネル３０、表示パネル１０およびライトアセンブリ５００を含む。

先ず、表示パネル１０は、画像を示す液晶パネル５０および液晶パネル５０の両面に位置する偏光板１２、２２を含んでもよい。液晶パネル５０の両面にライトアセンブリ５００から入射される光を偏光させるための第１偏光板１２および第２偏光板２２が位置する。液晶パネル５０は以下で図１０乃至図１３を参照してより具体的に説明する。

ライトアセンブリ５００は、第１偏光板１２の下に位置し光を発生させる光源および光を受信し受信された光を表示パネル１０および色変換パネル３０方向にガイドする導光板（図示せず）を含んでもよい。

本発明の一例として、ライトアセンブリ５００は少なくとも一つの発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）を含んでもよく、一例として青色発光ダイオードであってもよい。本発明による光源は、導光板の少なくとも一つの側面に配置されるエッジ型ライトアセンブリであってもよく、ライトアセンブリ５００の光源が導光板（図示せず）の直下部に位置する直下型であってもよいが，これに制限されるわけではない。

本発明の実施形態による色変換パネル３０は表示パネル１０の上に配置されてもよく、より具体的には第２偏光板２２の上に位置して第２偏光板２２に接触してもよい。

図２に示されているように、色変換パネル３０は基板３１０の上に位置する複数の色変換媒介層３３０、３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｗおよび複数の色変換媒介層３３０、３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｗの間に位置する遮光部材３２０を含む。

遮光部材３２０は赤色色変換媒介層３３０Ｒ、緑色色変換媒介層３３０Ｇおよび透明層３３０Ｗが配置される領域を区画し、赤色色変換媒介層３３０Ｒ、緑色色変換媒介層３３０Ｇおよび透明層３３０Ｗは遮光部材３２０の間に位置する。

赤色色変換媒介層３３０Ｒはライトアセンブリ５００から供給された青色光を赤色に変換する。このために、赤色色変換媒介層３３０Ｒは赤色蛍光体を含んでもよく、赤色蛍光体は（Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）Ｓ、（Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８、ＣＡＳＮ（ＣａＡｌＳｉＮ_３）、ＣａＭｏＯ_４、Ｅｕ_２Ｓｉ_５Ｎ_８のうちの少なくとも一つの物質であってもよい。

緑色色変換媒介層３３０Ｇはライトアセンブリ５００から供給された青色光を緑色に変換する。緑色色変換媒介層３３０Ｇは緑色蛍光体を含んでもよく、緑色蛍光体はイットリウムアルミニウムガーネット（ｙｔｔｒｉｕｍ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｒｎｅｔ、ＹＡＧ）、（Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）_２ＳｉＯ_４、ＳｒＧａ_２Ｓ_４、ＢＡＭ、アルファサイアロン（α−ＳｉＡｌＯＮ）、ベータサイアロン（β−ＳｉＡｌＯＮ）、Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２、Ｔｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＢａＳｉＯ_４、ＣａＡｌＳｉＯＮ、（Ｓｒ_１−ｘＢａ_ｘ）Ｓｉ_２Ｏ_２Ｎ_２のうちの少なくとも一つの物質であってもよい。この時、ｘは０乃至１の間の任意の数であってもよい。

また、赤色色変換媒介層３３０Ｒおよび緑色色変換媒介層３３０Ｇは、蛍光体の代わりに色を変換する量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ）を含んでもよい。量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ）は、ＩＩ−ＶＩ族化合物、ＩＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＶ−ＶＩ族化合物、ＩＶ族元素、ＩＶ族化合物およびこれらの組み合わせから選択され得る。

ＩＩ−ＶＩ族化合物は、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳおよびこれらの混合物からなる群より選択される二元素化合物；ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＭｇＺｎＳｅ、ＭｇＺｎＳおよびこれらの混合物からなる群より選択される三元素化合物；およびＨｇＺｎＴｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅおよびこれらの混合物からなる群より選択される四元素化合物からなる群より選択され得る。ＩＩＩ−Ｖ族化合物は、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂおよびこれらの混合物からなる群より選択される二元素化合物；ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＳｂ、ＧａＰＡｓ、ＧａＰＳｂ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＮＳｂ、ＡｌＰＡｓ、ＡｌＰＳｂ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＮＳｂ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＰＳｂ、ＧａＡｌＮＰおよびこれらの混合物からなる群より選択される三元素化合物；およびＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＮＳｂ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＡｌＰＳｂ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＳｂ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＧａＩｎＰＳｂ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＮＳｂ、ＩｎＡｌＰＡｓ、ＩｎＡｌＰＳｂおよびこれらの混合物からなる群より選択される四元素化合物からなる群より選択され得る。ＩＶ−ＶＩ族化合物は、ＳｎＳ、ＳｎＳｅ、ＳｎＴｅ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅおよびこれらの混合物からなる群より選択される二元素化合物；ＳｎＳｅＳ、ＳｎＳｅＴｅ、ＳｎＳＴｅ、ＰｂＳｅＳ、ＰｂＳｅＴｅ、ＰｂＳＴｅ、ＳｎＰｂＳ、ＳｎＰｂＳｅ、ＳｎＰｂＴｅおよびこれらの混合物からなる群より選択される三元素化合物；およびＳｎＰｂＳＳｅ、ＳｎＰｂＳｅＴｅ、ＳｎＰｂＳＴｅおよびこれらの混合物からなる群より選択される四元素化合物からなる群より選択され得る。ＩＶ族元素としては、Ｓｉ、Ｇｅおよびこれらの混合物からなる群より選択され得る。ＩＶ族化合物としてはＳｉＣ、ＳｉＧｅおよびこれらの混合物からなる群より選択される二元素化合物であり得る。

この時、二元素化合物、三元素化合物または四元素化合物は、均一な濃度で粒子内に存在するか、濃度分布が部分的に異なる状態に分けられて同一粒子内に存在するものであり得る。また、一つの量子ドットが他の量子ドットを囲むコア／シェル構造を有してもよい。コアとシェルの界面は、シェルに存在する元素の濃度が中心に行くほど低くなる濃度勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を有してもよい。

量子ドットは、約４５ｎｍ以下、好ましくは約４０ｎｍ以下、さらに好ましくは約３０ｎｍ以下の発光波長スペクトルの半値幅（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ｏｆ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ、ＦＷＨＭ）を有してもよい。この範囲で色純度や色再現性を向上させることができる。また、このような量子ドットを通じて発光される光は全方向に放出されるところ、光視野角が向上される。

また、量子ドットの形態は、当分野で一般に使用される形態のものであって特に限定されないが、より具体的には、球形、ピラミッド形、多重枝形（ｍｕｌｔｉ−ａｒｍ）、または立方体（ｃｕｂｉｃ）のナノ粒子、ナノチューブ、ナノワイヤー、ナノ繊維、ナノ板状粒子などの形態のものを使用することができる。

透明層３３０Ｗは透明ポリマーにより形成され、ライトアセンブリ５００から供給された青色光が透過され青色を示す。青色を出光する領域の透明層３３０Ｗでは別途の蛍光体または量子ドットを用いることなく，入射された青色をそのまま出光してもよい。

この時、赤色色変換媒介層、緑色色変換媒介層および透明層の材質は感光性樹脂であってもよく、これによりフォトリソグラフィ工程を通じて形成することができる。

その次に、図２に示されているように、本発明の一実施形態による色変換パネル３０は基板３１０の上に位置する散乱層３４０をさらに含む。散乱層３４０は散乱体３４５と散乱体３４５に吸着された顔料および染料３４７Ｒ、３４７Ｇのうちの少なくとも一つを含む。

散乱層３４０は、色変換パネル３０の製造工程中に色変換媒介層３３０と相分離されて形成される。散乱層３４０は、色変換媒介層３３０と相分離されるために、より大きい密度を有してもよく，互いに異なる特性を有するように表面処理されてもよい。

散乱体３４５の材質は、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３およびＩＴＯのうちのいずれか一つであってもよく、これに制限されず、入射される光を散乱させるいかなる物質も可能である。散乱体３４５は、入射される光を散乱させて色変換パネル３０を通過する光の出光量を増加させるか正面輝度と側面輝度を均一にする。

本発明の一実施形態による散乱体３４５は、約１．５以上の屈折率を有する。このような屈折率を有する散乱体３４５を含む散乱層３４０は、出光される光の一部を再び色変換媒介層３３０Ｒ、３３０Ｇに向かうようにして出光効率を高めることができる。即ち、散乱層３４０は入射される青色を散乱させてより向上した光効率を有するようにさらに多くの光を提供することができる。

本発明の実施形態による顔料および染料３４７Ｒ、３４７Ｇのうちの少なくとも一つは、散乱体３４５と接触（または吸着）されて色変換媒介層３３０Ｒ、３３０Ｇを通過した青色光を吸収する。

顔料および染料３４７Ｒ、３４７Ｇは、青色光を吸収するためのいかなる物質も可能である。染料または顔料は、色変換媒介層３３０を通過した青色光が赤色色変換媒介層３３０Ｒまたは緑色色変換媒介層３３０Ｇなどからそのまま出光される場合、混色が発生し表示品質が低下することを防止する。

整理すると、本発明の実施形態による色変換パネル３０は、色変換媒介層３３０および散乱層３４０を含む。色変換媒介層３３０と散乱層３４０の構成要素は出光する光の色によって互いに異なってもよい。即ち、赤色を出光する領域、緑色を出光する領域および青色を出光する領域によって色変換媒介層３３０および散乱層３４０の構成が一部異なってもよい。以下で出光する色に応じた色変換媒介層３３０および散乱層３４０についてより具体的に説明する。

先ず、図３を参照して赤色を出光する色変換パネル３０の領域を説明すれば、赤色色変換媒介層３３０Ｒは入射される青色光を赤色光に変換する蛍光体および量子ドット３３１Ｒのうちの少なくともいずれか一つを含む。

赤色色変換媒介層３３０Ｒと接触する散乱層３４０Ｒは、赤色色変換媒介層３３０Ｒから出光される光を散乱させるか蛍光体または量子ドット３３１Ｒによって赤色に変換されない青色光を再び赤色色変換媒介層３３０Ｒに散乱させることができる。再び赤色色変換媒介層３３０Ｒに散乱された光は蛍光体または量子ドット３３１Ｒによって赤色に変換されて出光される。

また、散乱層３４０Ｒに位置し散乱体３４５に吸着された顔料または染料３４７Ｒは、赤色色変換媒介層３３０Ｒに位置する蛍光体または量子ドット３３１Ｒによって赤色に変換されない青色光を吸収して、赤色が発光される領域で青色が出光されることを防止する。

したがって、本発明の実施形態によって赤色を出光する色変換パネルは混色なく優れた色再現性を有し散乱体によって向上された発光効率を有し得る。

その次に、図４を参照して緑色を出光する色変換パネル３０を説明する。先ず、青色光が入射される緑色色変換媒介層３３０Ｇは入射される青色光を緑色光に変換する蛍光体または量子ドット３３１Ｇを含む。

緑色色変換媒介層３３０Ｇと接触する散乱層３４０Ｇは、緑色色変換媒介層３３０Ｇから出光される光を散乱するか蛍光体または量子ドット３３１Ｇによって緑色に変換されない青色光を再び色変換媒介層３３０Ｇに散乱させることができる。再び、緑色色変換媒介層３３０Ｇに散乱された光は蛍光体または量子ドット３３１Ｇによって緑色に変換されて出光される。

また、散乱層３４０Ｇに位置する散乱体３４５に吸着された顔料または染料３４７Ｇは、緑色色変換媒介層３３０Ｇに位置する蛍光体または量子ドット３３１Ｇによって緑色に変換されない青色光を吸収して、緑色が発光される領域で青色光が出光されることを防止する。

したがって、本発明の実施形態によって緑色を出光する色変換パネルは混色なく優れた色再現性を有し散乱体によって向上された出光効率を有し得る。

その次に、図５を参照して青色を出光する色変換パネル３０を説明する。青色を出光する領域に該当する色変換媒介層３３０Ｗは別途の蛍光体または量子ドットを含まず，入射された青色を出光する物質（一例として感光性樹脂などのポリマー）を含む。

このように入射された光がそのまま出光される領域では別途の蛍光体または量子ドットが配置されず、青色光を吸収する顔料および染料も配置されない。したがって、青色を出光する色変換パネル３０は入射される光を散乱させる散乱体３４５を含む散乱層３４０Ｗを含む。このような実施形態によれば、色変換媒介層３３０Ｗと散乱層３４０Ｗが別途の層区分なく形成されてもよい。

前述の表示装置によれば、本発明の一実施形態は出光効率が増加し混色を防止して色再現性が向上された色変換パネルを提供するところ、さらに改善された表示品質の表示装置を提供することができる。

以下、図６乃至図９を参照して本発明の一実施形態による色変換パネルの製造方法について説明する。図６乃至図９は、本発明の一実施形態による色変換パネルの製造工程による断面図である。

先ず、図６のように顔料および染料３４７のうちの少なくともいずれか一つが吸着された状態の散乱体３４５を準備する。そして赤色または緑色蛍光体（または量子ドット）３３１を含む感光性樹脂を準備する。一方、透明層を製造するための感光性樹脂は蛍光体または量子ドットを含まなくてもよい。

このように準備された感光性樹脂と顔料または染料が吸着された散乱体を分散させて、色変換媒介層を製造するための感光性樹脂を準備する。

その次に、図７のように遮光部材３２０が位置する絶縁基板３１０の上に蛍光体（または量子ドット）３３１および顔料または染料３４７が吸着された散乱体３４５が分散された感光性樹脂を塗布する。

その後、所定の時間が経過すると、図８のように感光性樹脂内に分散された散乱体３４５およびこれに吸着された顔料または染料３４７は密度または表面性質の差などによって絶縁基板３１０の上で相分離される。

一般的な感光性樹脂の密度は約１．１乃至１．２ｇ／ｃｍ^３であり、本発明の一実施形態による酸化チタン材質の散乱体３４５は約４．３ｇ／ｃｍ^３の密度を有し得る。また、一般的な感光性樹脂は無極性であるが、顔料または染料が吸着された散乱体は極性を有し得る。したがって、このような物性差は時間経過による相分離を誘発することができる。

その次に、図９のようにフォトリソグラフィ（ｐｈｏｔｏ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）法を用いて遮光部材３２０の間に位置する散乱層３４０および色変換媒介層３３０を形成する。以上ではフォトリソグラフィ法を用いて形成する色変換媒介層および散乱層について説明したが、これに制限されず、プリンティング（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）法を用いて製造できるのはもちろんであり、いかなる製造方法にも制限されない。

以下、図１０乃至図１１を参照して本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。図１０は本発明の一実施形態による液晶表示装置の平面図であり、図１１は図１０のＸＩ−ＸＩ’線に沿った断面図である。

図１０乃至図１１を参照すれば、本発明の実施形態による液晶表示装置はライトアセンブリ５００、ライトアセンブリ５００の上に位置する表示パネル１０および表示パネル１０の上に位置する色変換パネル３０を含む。本発明の実施形態によるライトアセンブリ５００と色変換パネル３０は図１を参照して前述したライトアセンブリおよび色変換パネルと同一なので、以下で説明を省略する。

まず、表示パネル１０は画像を表示するために薄膜トランジスタを含む下部表示板１００、下部表示板１００と対向する第２絶縁基板２１０を含む上部表示板２００、および下部表示板１００と上部表示板２００の間に介された液晶層３を含む液晶パネル５０を含む。

液晶パネル５０の両面には偏光板１２、２２が位置し、この時、偏光板１２はコーティング型偏光板、付着型偏光板、ワイヤーグリッド偏光板（ｗｉｒｅ ｇｒｉｄ ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）のうちの一つ以上を用いることができる。このような偏光板１２は、フィルム形態、塗布形態、付着形態など多様な方法で上部表示板２００の一面に配置されてもよい。しかし、このような説明は一例に該当するところ、これに限定されない。

下部表示板１００が含む第１絶縁基板１１０の上には多数の画素電極がマトリックス形態で配置される。

第１絶縁基板１１０の上には、行方向に延長されゲート電極１２４を含むゲート線１２１、ゲート線１２１の上に位置するゲート絶縁膜１４０、ゲート絶縁膜１４０の上に位置する半導体層１５４、半導体層１５４の上に位置し列方向に延長されソース電極１７３を含むデータ線１７１およびドレイン電極１７５、およびデータ線１７１およびドレイン電極１７５の上に位置する保護膜１８０および接触孔１８５を通じてドレイン電極１７５と物理的電気的に接続される画素電極１９１が位置する。画素電極１９１の上に第１配向膜１１が位置する。

ゲート電極１２４の上に位置する半導体層１５４はソース電極１７３とドレイン電極１７５によって露出された領域でチャネル層を形成し、ゲート電極１２４、半導体層１５４、ソース電極１７３およびドレイン電極１７５は一つの薄膜トランジスタを形成する。

その次に、第１絶縁基板１１０と対向し離隔した第２絶縁基板２１０が位置する。遮光部材２２０は第１絶縁基板１１０に向かう第２絶縁基板２１０の一面に位置する。第１絶縁基板１１０に向かう遮光部材２２０の一面には平らな面を提供する平坦膜２５０が配置されてもよく、第１絶縁基板１１０に向かう平坦膜２５０の一面に共通電極２７０が配置される。発明の実施形態によって平坦膜２５０は省略されてもよい。第１絶縁基板１１０に向かう共通電極２７０の一面に第２配向膜２２が配置される。

共通電圧の印加を受ける共通電極２７０は、画素電極１９１と電界を形成して、液晶層３に位置する液晶分子３１を配列させる。

液晶層３は多数の液晶分子３１を含み、液晶分子３１は画素電極１９１と共通電極２７０の間の電界によって配列方向が制御される。液晶分子の配列によってライトアセンブリ５００から受信された光の透過率を制御して画像を表示することができる。

本実施形態では液晶パネルが垂直電界を成す液晶表示パネルを説明したが、これに制限されず、水平電界を成す液晶表示パネル、プラズマ表示パネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ、ＰＤＰ）、有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＯＬＥＤ）、表面伝導型電子放出素子表示装置（Ｓｕｒｆａｃｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＳＥＤ）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＦＥＤ）、真空蛍光表示装置（Ｖａｃｕｕｍ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＶＦＤ）、電子ペーパー（Ｅ−Ｐａｐｅｒ）などのような表示装置であり得る。

以上のような本発明の一実施形態による液晶表示装置は、発光率が向上し色再現性が向上して優れた表示品質の表示装置を提供することができる。

以下、図１２乃至図１３を参照して本発明の一実施形態による液晶表示装置について説明する。図１２は本発明の一実施形態による液晶表示装置の画素を示す平面図であり、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ’線による断面図である。

本発明の一実施形態による液晶表示装置は、表示パネル１０、色変換パネル３０およびライトアセンブリ５００を含む。ライトアセンブリ５００の上に表示パネル１０が配置され、表示パネル１０の上に色変換パネル３０が配置されてもよい。

表示パネル１０は、液晶パネル５０および液晶パネル５０の両面に位置する偏光板１２、２２を含んでもよい。この時、偏光板１２はコーティング型偏光板、付着型偏光板、ワイヤーグリッド偏光板（ｗｉｒｅ ｇｒｉｄ ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）のうちの一つ以上を用いることができ、このような偏光板１２、２２はフィルム形態、塗布形態、付着形態など多様な方法で液晶パネル５０の両面に配置され得る。しかし、このような説明は一例に該当するところ、これに限定されない。

一方、本発明の一実施形態による液晶表示装置が含む色変換パネル３０およびライトアセンブリ５００も前述の実施形態と同一なので、以下で具体的な説明を省略する。
図１を参照して説明した上記色変換パネルにおいて、一方向に向かって位置する構成要素は他の構成要素の「上に」位置することを示す。
しかし、図１２及び図１３の複数の色変換媒介層３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｗ及び散乱層３４０Ｒ、３４０Ｇ、３４０Ｗは、基板３１０と表示パネル１０との間に位置する。即ち、図１２及び図１３による色変換パネルの構成要素が他の構成要素の上に位置することは、図１とは異なる一方向に向かって位置することを意味する。

その次に、図１２および図１３を参照してより詳細に本発明の一実施形態による液晶パネル５０を説明する。

基板１１０の上にゲート線１２１が位置する。ゲート線１２１はゲート電極１２４を含む。

基板１１０およびゲート線１２１の上にゲート絶縁膜１４０が位置する。ゲート絶縁膜１４０の上には、データ線１７１の下部およびソース／ドレイン電極１７３、１７５の下部および薄膜トランジスタＱのチャネル部分に位置する半導体層１５４が配置される。

各半導体層１５１、１５４およびゲート絶縁膜１４０の上に、ソース電極１７３およびソース電極１７３と接続されるデータ線１７１、ドレイン電極１７５を含むデータ導電体１７１、１７３、１７５が位置する。

ゲート電極１２４、ソース電極１７３、およびドレイン電極１７５は半導体層１５４と共に薄膜トランジスタＱを形成し、薄膜トランジスタＱのチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）はソース電極１７３とドレイン電極１７５の間の半導体層１５４に形成される。

データ導電体１７１、１７３、１７５および露出された半導体層１５４部分の上には第１保護膜１８０が配置されてもよい。第１保護膜１８０の上には遮光部材２２０および第２保護膜２４０が配置される。

遮光部材２２０は画像を表示する領域に対応する開口部を有する格子構造で形成されており、光が透過しない物質で形成されている。

第１および第２保護膜１８０、２４０および遮光部材２２０は、ドレイン電極１７５を露出する接触孔１８５を含む。

第２保護膜２４０の上には画素電極１９１が位置する。画素電極１９１は画素電極１９１からゲート線１２１に向かって延長された突出部１９７を含み、突出部１９７で接触孔１８５を通じてドレイン電極１７５と物理的、電気的に接続されており、ドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。

以上説明した薄膜トランジスタＱおよび画素電極１９１に関する説明は一つの例示であり、薄膜トランジスタの構造および画素電極のデザインは本実施形態で説明した構造に限定されず、変形して本発明の一実施形態による内容を適用することができる。

画素電極１９１の上に下部配向膜１１が配置され、下部配向膜１１は垂直配向膜であってもよい。下部配向膜１１と対向する部分に上部配向膜２１が配置され、下部配向膜１１と上部配向膜２１の間には微細空間３０５が位置する。

本実施形態において下部配向膜１１と上部配向膜２１は位置によって区別されるものに過ぎず、図１３に示したように互いに接続されてもよい。下部配向膜１１と上部配向膜２１は同時に形成されてもよい。

微細空間３０５には液晶分子３１が注入されて液晶層３を形成する。薄膜トランジスタＱが位置する部分には液晶注入部３０７ＦＰが形成されており、液晶注入部３０７ＦＰは、図示されていないが、蓋膜３９０で覆われてもよい。ゲート線１２１と重畳する部分に位置する複数の液晶注入部３０７ＦＰによって微細空間３０５がＹ軸方向に分けられることによって、複数の微細空間３０５を形成することができる。また、以後に説明する隔壁部ＰＷＰによって、微細空間３０５はＸ軸方向に分けられることによって複数個の微細空間３０５を形成することができる。複数個形成された微細空間３０５それぞれは画素領域一つまたは二つ以上に対応し、画素領域は画面を表示する領域に対応する。

上部配向膜２１の上には共通電極２７０が位置する。共通電極２７０は共通電圧の印加を受け、データ電圧が印加された画素電極１９１と共に電場を生成して、二つの電極の間の微細空間３０５に位置する液晶分子３１が傾く方向を決定する。本実施形態では共通電極２７０が微細空間３０５の上に位置すると説明したが、他の実施形態として共通電極２７０が微細空間３０５下部に形成されて水平電界モードによる液晶駆動も可能である。

共通電極２７０の上にルーフ層（Ｒｏｏｆ Ｌａｙｅｒ）３６０が位置する。ルーフ層３６０は、画素電極１９１と共通電極２７０の間の空間である微細空間３０５がその形状を維持できるようにする。

本実施形態ではＸ軸方向に隣接する微細空間３０５の間に隔壁部ＰＷＰが位置する。隔壁部ＰＷＰは、データ線１７１が伸びている方向であるＹ軸方向に沿って形成されてもよく、ルーフ層３６０によって覆われてもよい。隔壁部ＰＷＰは共通電極２７０、ルーフ層３６０で満たされているが、このような構造物が隔壁（Ｐａｒｔｉｔｉｏｎ Ｗａｌｌ）を形成することによって微細空間３０５を区画または定義することができる。

ルーフ層３６０の上に蓋膜３９０が位置する。本実施形態において蓋膜３９０は上部絶縁層３８０の上部だけでなく液晶注入部３０７ＦＰに配置されてもよい。この時、蓋膜３９０は液晶注入部３０７ＦＰを覆ってもよい。

以上のような本発明の他の実施形態による液晶表示装置によると、出光率が向上し色再現性が向上して優れた表示品質の表示装置を提供することができるのはもちろん、一枚の基板を使用して製造工程および構造などを単純化することができる。

以下、図１４乃至図１５を参照して、本発明の一実施形態による表示装置の色再現性について説明する。図１４乃至図１５は本発明の実施形態および比較例の色座標イメージである。

先ず、図１４は比較例であって、赤色色変換媒介層に対して青色ダイオード光源を透過させた場合の色座標イメージである。これに示されているように、赤色色変換媒介層の中心部分では青色光（波長４００ｎｍ帯）が透過して青色が視認されるのを確認することができる。即ち、比較例では青色光の混色が発生して色再現率が低くなる。

その次に、図１５は本発明による実施例であって、赤色色変換媒介層に対して青色ダイオード光源を透過させた場合の色座標イメージである。これに示されているように、赤色色変換媒介層の中心部分でも青色がほとんど視認されないことが分かる（波長６００ｎｍ後半帯）。色座標イメージを通じて色再現率が向上したことが分かる。

以下、表１を参照してより詳細に説明する。

比較例は散乱層を含まず、これによる出光率が約１１％であった。反面、本発明の実施形態によって散乱層を含む色変換媒介層は出光率がそれぞれ１８％および１９％であった。即ち、散乱層を含まない比較例に比べて出光率が向上したことが分かる。また、比較例に比べた増加率を確認した結果、それぞれ約６６％および６７％程度出光率が向上したことが確認された。したがって、本発明の実施形態による表示装置によると，出光率が向上し色再現性が向上して、優れた表示品質の表示装置を提供することができることを確認した。

以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

１０ 表示パネル
１２、２２ 偏光板
３０ 色変換パネル
３１０ 基板
３３０ 色変換媒介層
３４０ 散乱層

Claims (10)

1. 表示パネル、および
   前記表示パネルの上に位置する色変換パネルを含み、
   前記色変換パネルは、
   色変換媒介層、および
   散乱体と前記散乱体に吸着された顔料および染料のうちの少なくとも一つを含む散乱層を含む液晶表示装置。
2. 前記色変換媒介層は、蛍光体および量子ドットのうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記色変換媒介層は感光性樹脂を含み、
   前記蛍光体および前記量子ドットのうちの少なくともいずれか一つは前記感光性樹脂に分散していることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記散乱体は、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３およびＩＴＯのうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記散乱層の密度は、前記色変換媒介層の密度より大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記散乱層の屈折率は、約１．５以上であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記色変換媒介層は、赤色色変換媒介層、緑色色変換媒介層および透明層を含み、
   前記液晶表示装置は、隣接した前記赤色色変換媒介層、前記緑色色変換媒介層および前記透明層の間に位置する遮光部材をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
8. 前記透明層は前記蛍光体および前記量子ドットを含まず、前記透明層の上に位置する前記散乱層は前記染料および前記顔料を含まないことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記染料および前記顔料は青色光を吸収することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記表示パネルおよび前記色変換パネルに光を供給するライトアセンブリをさらに含み、前記ライトアセンブリは発光ダイオードであり、前記発光ダイオードは紫外線または青色光のように特定波長帯域を放出することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

Images