JP2017161884A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】第１副画素領域、第２副画素領域及び第３副画素領域を含む下部基板と、下部基板上に配置された液晶層と、液晶層上に、下部基板と対向するように配置されたカラーフィルタ基板と、を含み、カラーフィルタ基板は、下部基板に対向する上部基板と、上部基板の下部基板に対向する面上に配置された電極パターンと、電極パターン上にあって、第１副画素領域、第２副画素領域及び第３副画素領域にそれぞれ対応するように配置された、第１量子ロッドを含む第１光変換部、第２量子ロッドを含む第２光変換部、及び第３光変換部と、を含む液晶表示装置である。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に係り、さらに詳細には、量子ロッドを含む液晶表示装置及びその製造方法に関する。

携帯電話、ＰＤＡ（personal digital assistant）、コンピュータ、大型ＴＶ（television）といった各種電子機器の発展につれ、それらに適用される平板表示装置への要求がだんだんと増大している。平板表示装置のうち、液晶表示装置（ＬＣＤ：liquid crystal display）は、低い電力消耗、容易な動画表示及び高いコントラスト比などの長所を有する。

液晶表示装置は、２枚の表示基板の間に配置された液晶層を含み、液晶層に電場を印加して液晶分子の配列方向を変化させ、入射光の偏光を変化させるのであり、それを偏光子と連動させて、画素別に入射光の透過いかんを制御することによって映像を表示する。

国際公開第2015/012260号（PCT/JP2014/069310)

本発明は、偏光子及びカラーフィルタの機能を代替することができる整列された量子ロッドを具備することによって製造コストを節減させ、色再現率を向上させた液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。しかし、かような課題は、例示的なものであり、それによって、本発明の範囲が限定されるものではない。

本発明の一実施形態は、第１副画素領域、第２副画素領域及び第３副画素領域を含む下部基板；前記下部基板上に配置された液晶層；並びに前記液晶層上に、前記下部基板と対向するように配置されたカラーフィルタ基板；を含み、前記カラーフィルタ基板は、前記下部基板に対向する上部基板；前記上部基板の前記下部基板に対向する面上に配置された電極パターン；及び前記電極パターン上にて、前記第１副画素領域、前記第２副画素領域及び第３副画素領域にそれぞれ対応するように配置された、第１量子ロッド（quantum rod）を含む第１光変換部、第２量子ロッドを含む第２光変換部及び第３光変換部；を含む液晶表示装置を開示する。

一実施形態において、前記カラーフィルタ基板は、前記上部基板上に、前記電極パターンの少なくとも一部を覆うように配置された配向膜；前記電極パターン上における、前記第１光変換部と前記第２光変換部との間、及び前記第２光変換部と前記第３光変換層との間に配置された隔壁；並びに前記第１光変換部、前記第２光変換部、前記第３光変換部及び前記隔壁を覆う平坦化層；をさらに含んでもよい。

一実施形態において、前記第１量子ロッド及び前記第２量子ロッドは、短軸方向及び／または長軸方向の長さが互いに異なり、前記第１量子ロッド及び前記第２量子ロッドの長軸は、所定方向に整列される。

一実施形態において、前記第１光変換部、前記第２光変換部及び前記第３光変換部は、それぞれ、前記第１量子ロッド及び前記第２量子ロッドが整列されている方向と実質的に同一方向に整列されている液晶、並びに前記第１量子ロッド、前記第２量子ロッド及び前記液晶の整列状態を維持させる高分子化合物をさらに含んでもよい。

一実施形態において、前記下部基板における前記カラーフィルタ基板に対向する面とは反対側の面上に配置された偏光子をさらに含み、前記偏光子の偏光軸は、前記第１量子ロッド及び前記第２量子ロッドの整列方向と実質的に垂直でありうる。

一実施形態において、前記第１副画素領域、前記第２副画素領域及び前記第３副画素領域は、それぞれ赤色光、緑色光及び青色光を放出する赤色副画素領域、緑色副画素領域及び青色副画素領域である。

一実施形態において、前記下部基板における前記カラーフィルタ基板に対向する面とは反対側の面上に配置され、前記下部基板へと青色光を照射するバックライトユニットをさらに含み、前記第３光変換部は、整列された異方性物質を含んでもよい。

一実施形態において、前記下部基板における前記カラーフィルタ基板に対向する面とは反対側の面上に配置され、前記下部基板へと紫外光を照射するバックライトユニットをさらに含み、前記第３光変換部は、前記第１量子ロッド及び前記第２量子ロッドと、短軸及び／または長軸の方向長が異なる第３量子ロッドを含んでもよい。

一実施形態において、前記上部基板と前記電極パターンとの間にて、少なくとも前記第１光変換部及び前記第２光変換部に対応するように配置されたノッチフィルタをさらに含んでもよい。

一実施形態において、前記ノッチフィルタは、青色光を遮断し、前記第３光変換部に対応する領域には配置されない。

一実施形態において、前記ノッチフィルタは、紫外光を遮断し、前記第１光変換部、前記第２光変換部及び前記第３光変換部上に配置されてもよい。

一実施形態において、前記カラーフィルタ基板と前記液晶層との間に配置された共通電極をさらに含んでもよい。

一実施形態において、前記配向膜は、前記隔壁によって分離され、前記第１副画素領域、前記第２副画素領域及び前記第３副画素領域にそれぞれ配置された、複数のパターンを含んでもよい。

本発明の他の実施形態は、カラーフィルタ基板を形成する段階；前記カラーフィルタ基板に対向するように下部基板を配置した後、前記下部基板と前記カラーフィルタ基板を貼り合わせる段階；並びに前記下部基板と前記カラーフィルタ基板との間に液晶を注入することによって液晶層を形成する段階；を含み、前記カラーフィルタ基板を形成する段階は、第１副画素領域、第２副画素領域及び第３副画素領域を含む上部基板上に電極パターンを形成する段階；前記電極パターン上の第１副画素領域、前記第２副画素領域及び前記第３副画素領域にそれぞれ第１量子ロッド及び液晶を含む第１物質、第２量子ロッド及び前記液晶を含む第２物質、及び前記液晶を含む第３物質を配置または形成する段階；並びに前記電極パターンに電圧を印加することによって、前記液晶、前記第１量子ロッド及び前記第２量子ロッドの長軸を所定方向に整列させることによって、第１光変換部、第２光変換部及び第３光変換部を形成する段階；を含む液晶表示装置の製造方法を開示する。

一実施形態において、前記電極パターンを形成する段階の後に、前記上部基板上に、前記電極パターンの少なくとも一部を覆う配向膜、及び前記第１副画素領域、前記第２副画素領域及び前記第３副画素領域の輪郭・境界をなす隔壁を形成する段階をさらに含んでもよい。

一実施形態において、前記配向膜を形成する段階は、前記上部基板上に、前記電極パターンを覆うように前記配向膜を構成する物質をコーティングする段階；及び前記配向膜を構成する物質を整列させることによって、前記配向膜を形成する段階；を含んでもよい。

一実施形態において、前記第１物質、第２物質及び第３物質を配置または形成する段階は、前記第１量子ロッド、前記液晶及び単量体を含む前記第１物質；前記第２量子ロッド、前記液晶及び前記単量体を含む前記第２物質；並びに前記液晶及び前記単量体を含む前記第３物質；を配置または形成する段階を含んでもよい。

一実施形態において、前記第１光変換部、前記第２光変換部及び前記第３光変換部を形成する段階は、前記電極パターンに電圧を印加し、前記第１量子ロッド、前記第２量子ロッド及び前記液晶を整列する段階；並びに前記第１物質、前記第２物質及び前記第３物質に光を照射すること、及び/または、熱を加えることにより、前記単量体を、前記第１量子ロッド、前記第２量子ロッド及び前記液晶の整列状態を維持させる高分子化合物で重合させる段階；を含んでもよい。

一実施形態において、前記第３物質は異方性物質をさらに含み、前記第３光変換部を形成する段階は、前記電極パターンに電圧を印加することによって、前記異方性物質を所定方向に整列する段階をさらに含んでもよい。

一実施形態において、前記電極パターンを形成する段階前に、前記上部基板上の少なくとも前記第１副画素領域及び前記第２副画素領域にノッチフィルタを形成する段階をさらに含んでもよい。

本発明の一実施形態によれば、偏光子及びカラーフィルタの機能を代替することができる整列された量子ロッドを具備することによって、製造コストを節減させ、色再現率を向上させた液晶表示装置及びその製造方法を提供することができる。ただし、かような効果によって、本発明の範囲が限定されるものではないということは言うまでもない。

一実施形態によるカラーフィルタ基板を概略的に示した断面図である。 他の実施形態によるカラーフィルタ基板を概略的に示した断面図である。 図２のカラーフィルタ基板を含む一実施形態による液晶表示装置を概略的に示した断面図である。 図３の液晶表示装置を製造する方法を順次に示した断面図である。 図３の液晶表示装置を製造する方法を順次に示した断面図である。 図３の液晶表示装置を製造する方法を順次に示した断面図である。 図３の液晶表示装置を製造する方法を順次に示した断面図である。 図３の液晶表示装置を製造する方法を順次に示した断面図である。 図３の液晶表示装置を製造する方法を順次に示した断面図である。 図３の液晶表示装置を製造する方法を順次に示した断面図である。 図３の液晶表示装置を製造する方法を順次に示した断面図である。 図３の液晶表示装置を製造する方法を順次に示した断面図である。 図３の液晶表示装置を製造する方法を順次に示した断面図である。 図３の液晶表示装置を製造する方法を順次に示した断面図である。 図３の液晶表示装置を製造する方法を順次に示した断面図である。 図３の液晶表示装置を製造する方法を順次に示した断面図である。 他の実施形態によるカラーフィルタ基板を概略的に示した断面図である。 図５のカラーフィルタ基板を製造する方法の一部を順次に示した断面図である。 図５のカラーフィルタ基板を製造する方法の一部を順次に示した断面図である。 図５のカラーフィルタ基板を製造する方法の一部を順次に示した断面図である。 他の実施形態による液晶表示装置を概略的に示した断面図である。

本発明は、多様な変換を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができるが、特定実施形態を図面に例示し、詳細な説明によって詳細に説明する。本発明の効果、特徴、及びそれらを達成する方法は、図面と共に詳細に説明する実施形態を参照すれば、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、多様な形態によって具現されるのである。

以下の実施形態において、第１、第２のような用語は、限定的な意味ではなく、１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的に使用されている。

以下の実施形態において、単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。

以下の実施形態において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴または構成要素が存在するということを意味するものであり、１以上の他の特徴または構成要素が付加されもするということをあらかじめ排除するものではない。

以下の実施形態において、膜、領域、構成要素などの部分が、他の部分の上にまたは上部にあるとするとき、他の部分の真上にある場合だけではなく、その中間に、他の膜、領域、構成要素などが介在されている場合も含む。

図面では、説明の便宜のために、構成要素の大きさが誇張または縮小されてもいる。例えば、図面に示された各構成の大きさ及び厚みは、説明の便宜のために任意に示されてもあり、本発明は、必ずしも図示されているところに限定されるものではない。

以下、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明するが、図面を参照して説明するとき、同一であるか、あるいは対応する構成要素は、同一図面符号を付し、それについての重複説明は省略する。

図１は、一実施形態によるカラーフィルタ基板を概略的に示した断面図である。

図１を参照すれば、一実施形態によるカラーフィルタ基板１１００は、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３を含む上部基板１１１０；上部基板１１１０上に配置された電極パターン１１２０；並びに電極パターン１１２０上に、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３にそれぞれ対応するように配置され、第１量子ロッド（quantum rod）１１４１ａを含む第１光変換部１１４１、第２量子ロッド１１４２ａを含む第２光変換部１１４２、及び第３光変換部１１４３を含む。

液晶表示装置は、複数の画素を含み、複数の画素により画像を表示する。前記画素は、画像を表示する最小単位を示し、複数の画素のそれぞれが、複数の副画素を含んでもよい。複数の副画素は、それぞれ互いに異なる色相の光を放出し、前記色相の選択的組み合わせによって、画素は、所定色相の光を具現することができる。

前記カラーフィルタ基板１１００に入射された光は、前記カラーフィルタ基板１１００を通過することで、所定色相の光に変換される。一実施形態によれば、１画素は、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３を含み、カラーフィルタ基板１１００の第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３を透過した光は、それぞれ第１色相、第２色相及び第３色相の光である。前記第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３には、光が選択的に入射され、従って、第１色相、第２色相及び第３色相の光を選択的に組み合わせることにより、所定色相の光を具現することができる。

前記第１光変換部１１４１、第２光変換部１１４２及び第３光変換部１１４３は、それぞれ第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３に対応するように配置され、第１光変換部１１４１は、第１量子ロッド１１４１ａを含み、第２光変換部１１４２は、第２量子ロッド１１４２ａを含んでもよい。

量子ロッドは、半導体ナノ粒子であり、量子ドット（quantum dot）のように、ナノサイズのＩＩ−ＶＩ族、ＩＩＩ−Ｖ族、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族、ＶＩ−ＩＶ族の半導体から構成されたコア（core）、及びコアを取り囲んでいるシェル（shell）を含んでもよい。前記量子ロッドは、球形ナノ粒子である量子ドットと異なり、短軸及び長軸を含むロッド状でもある。

かような量子ロッドは、コアの組成及び大きさによって、特定バンドギャップ（bandgap）を有し、所定波長を有する光を吸収した後、バンドギャップエネルギーに対応する波長の光を放出することができる。

前記量子ロッドは、入射される光の波長を変換させるだけではなく、量子ロッドの長軸に沿って偏光された光を放出することができる。従って、複数の量子ロッドの長軸が一方向に整列された場合、複数の量子ロッドで構成された層は、偏光子として機能することができる。

前記上部基板１１１０は、ガラスまたはプラスチックなどから構成された基板でもあり、上部基板１１１０上には、電極パターン１１２０、及び電極パターン１１２０を覆う配向膜１１３０が配置されてもよい。前記電極パターン１１２０は、ＩＴＯ（indium tin oxide）などの透明な物質から構成されたパターニングされた電極でもあり、電極パターン１１２０に電圧を印加することによって、電極パターン１１２０周辺に電場を形成し、第１量子ロッド１１４１ａ及び第２量子ロッド１１４２ａなどを一方向に整列させることができる。前記第１量子ロッド１１４１ａ及び第２量子ロッド１１４２ａは、電場及び配向膜１１３０の整列方向によって、所定方向に整列される。前記電極パターン１１２０がパターニングされていない場合、電極パターンに電圧を印加しても、電場が形成されない。従って、電極パターン１１２０は、パターニングされた電極、すなわち、互いに離隔されている複数個の電極から構成される。一実施形態によれば、前記複数個の電極は、いずれも電気的に連結されてもよい。図示の例では、前記電極パターン１１２０がストライプ状に配列されている。図示の例では、電極パターン１１２０の幅よりも、間のスリットの幅が少し狭い。しかし、これらは、適宜に決定・変更が可能である。また、場合によっては、隔壁の箇所で、電極パターンの幅や間隔を変更することができる。また、例えば、隣接する電極パターン１１２０に異なる電位を印加できるように、２つの電位供給部から延びる枝電極が、互い違いに延びるのであっても良い。

前記配向膜１１３０上の、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３には、それぞれ第１光変換部１１４１、第２光変換部１１４２及び第３光変換部１１４３が配置される。前記第１光変換部１１４１は、第１量子ロッド１１４１ａ及び液晶１１４１ｂを含み、第２光変換部１１４２は、第２量子ロッド１１４２ａ及び液晶１１４２ｂを含み、第３光変換部１１４３は、異方性物質１１４３ａ及び液晶１１４３ｂを含んでもよい。前記異方性物質１１４３ａは、方向によって、物理的に異なる性質を有する物質を意味し、第３光変換部１１４３に含まれた異方性物質１１４３ａが所定方向に整列されることにより、偏光機能を遂行することができる物質を意味する。

液晶１１４１ｂ，１１４２ｂ，１１４３ｂは、双極子（dipole）物質であり、電場によって所定方向に整列され、低い電圧でも、液晶１１４１ｂ，１１４２ｂ，１１４３ｂは、容易に整列される。すなわち、第１量子ロッド１１４１ａ、第２量子ロッド１１４２ａ及び異方性物質１１４３ａは、液晶１１４１ｂ，１１４２ｂ，１１４３ｂが整列されることにより、液晶１１４１ｂ，１１４２ｂ，１１４３ｂの整列方向と同一方向に整列される。

一実施形態によれば、前記異方性物質１１４３ａは、特定方向の偏光成分のみを吸収する異方性染料、または第１量子ロッド１１４１ａ及び第２量子ロッド１１４２ａと異なる第３量子ロッドである。一実施形態によれば、前記異方性染料は、ヨード（ヨウ素）分子である。前記整列によって、前記カラーフィルタ基板１１００は、別途の偏光子なしに、第１量子ロッド１１４１ａ、第２量子ロッド１１４２ａ及び異方性物質１１４３ａの長軸方向に偏光された光のみを透過させる機能を遂行することができる。すなわち、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３に含まれた第１量子ロッド１１４１ａ、第２量子ロッド１１４２ａ、異方性物質１１４３ａ、及び液晶１１４１ｂ，１１４２ｂ，１１４３ｂは、いずれも同一方向に整列されており、かような整列によって、第１光偏光部１１４１、第２光偏光部１１４２及び第３光変換部１１４３は、特定方向の偏光のみを透過させる偏光子として機能することができる。

前記第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３は、それぞれ互いに異なる色相の光を放出することができ、第１量子ロッド１１４１ａと第２量子ロッド１１４２ａとの短軸方向及び／または長軸方向の長さは、互いに異なってもよい。一実施形態によれば、第１量子ロッド１１４１ａの長軸方向長は、第２量子ロッド１１４２ａの長軸方向長より長く、第１光変換部１１４１から放出される光の波長は、第２光変換部１１４２から放出される光の波長より長くてもよい。

一実施形態によれば、前記第３光変換部１１４３は、異方性物質１１４３ａを含み、異方性物質１１４３ａが色変換を行わないで整列された状態で、特定偏光の光のみを透過する物質である場合、カラーフィルタ基板１１００の第３副画素領域Ｓｕｂ３に入射される光は、第３光変換部１１４３によって波長が変換されず、そのまま通過する。また、前記異方性物質１１４３ａは、第１量子ロッド１１４１ａ及び第２量子ロッド１１４２ａと異なる第３量子ロッドを含んでもよい。一実施形態によれば、第３量子ロッドの長軸方向長は、第１量子ロッド１１４１ａ及び第２量子ロッド１１４２ａの長軸方向長より短く、第３量子ロッドから放出される光の波長は、第１光変換部１１４１及び第２光変換部１１４２から放出される光の波長より短い。

かような構成によって、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３は、それぞれ互いに異なる色相の光を放出することができる。

前記電極パターン１１２０上の第１光変換部１１４１と第２光変換部１１４２との間、及び第２光変換部１１４２と第３光変換部１１４３との間には、それぞれ隔壁１１５０が配置されてもよい。前記隔壁１１５０は、光を吸収する物質から構成され、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３の輪郭・境界を定める機能を遂行することができる。一実施形態によれば、前記隔壁１１５０と配向膜１１３０が、電極パターン１１２０上の同一層に配置されており、配向膜１１３０は、隔壁１１５０によって互いに分離され、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３にそれぞれ配置されたパターンを含んでもよい。

前記第１光偏光部１１４１、第２光偏光部１１４２及び第３光変換部１１４３、並びに隔壁１１５０の上には、透明な絶縁物質から構成された平坦化層１１６０が配置され、平坦化層１１６０によって、第１光偏光部１１４１、第２光偏光部１１４２及び第３光変換部１１４３が密封されうる。前記平坦化層１１６０は、オーバーコート層、または平坦化機能を遂行するのに適する多様な有機物から構成されうる。

図２は、他の実施形態によるカラーフィルタ基板を概略的に示した断面図であり、図３は、図２のカラーフィルタ基板を含む一実施形態による液晶表示装置を概略的に示した断面図である。

図２及び図３を参照すれば、一実施形態による液晶表示装置１は、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３を含む下部基板２２００；下部基板２２００上に配置された液晶層２４００；及び液晶層２４００上に、下部基板２２００と対向するように配置されたカラーフィルタ基板２１００；を含み、カラーフィルタ基板２１００は、下部基板に対向する上部基板２１１０；上部基板２１１０の下部基板２２００に対向する面上に配置された電極パターン２１２０；並びに電極パターン２１２０上にあって、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３にそれぞれ対応するように配置される、第１量子ロッド２１４１ａを含む第１光変換部２１４１、第２量子ロッド２１４２ａを含む第２光変換部２１４２、及び第３光変換部２１４３を含む。

前記下部基板２２００は、ゲート線（図示せず）及びデータ線（図示せず）などの複数の配線、それぞれの画素を駆動するためのスイッチング素子（図示せず）を含む駆動回路部、並びに画素電極（図示せず）などを含むアレイ基板でありうる。

一実施形態によれば、前記下部基板２２００における、カラーフィルタ基板２１００に対向する面とは反対の面上には、偏光子（polarizer）２５００が配置されてもよい。前記偏光子２５００は、偏光軸を含み、偏光子２５００に入射された光のうち、前記偏光軸に対応する成分だけが偏光子２５００を通過することができる。

前記偏光子２５００の下部には、下部基板２２００に光を照射するバックライトユニット２６００が配置され、一実施形態によれば、前記バックライトユニット２６００は、青色光を放出することができる。前記青色光とは、可視光のうち約４５０ｎｍないし約４９５ｎｍの波長を有する光を意味しうる。

バックライトユニット２６００から放出された光は、前記偏光子２５００に入射されて特定方向に偏光された後、下部基板２２００を通過し、液晶層２４００に入射される。液晶層２４００は、印加される電圧によって分子の配列が変わる液晶２４１０を含み、前記液晶２４１０の配列によって、液晶層２４００に入射された光の偏光方向が異なる。液晶層２４００を通過した光は、カラーフィルタ基板２１００に入射される。

図２を参照すれば、一実施形態によるカラーフィルタ基板２１００は、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３を含む上部基板２１１０；上部基板２１１０上に配置された電極パターン２１２０；並びに電極パターン２１２０上にあって、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３にそれぞれ対応するように配置される、第１量子ロッド２１４１ａを含む第１光変換部２１４１、第２量子ロッド２１４２ａを含む第２光変換部２１４２、及び第３光変換部２１４３；を含む。

以下では、図１のカラーフィルタ基板１１００との差異を中心に、図２のカラーフィルタ基板２１００について説明する。

一実施形態によれば、前記第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３は、それぞれ赤色光、緑色光及び青色光を放出する赤色副画素領域、緑色副画素領域及び青色副画素領域である。

前記上部基板２１１０と電極パターン２１２０との間には、少なくとも第１光変換部２１４１及び第２光変換部２１４２に対応するように配置されたノッチフィルタ２１７０が配置されてもよい。ノッチフィルタ２１７０は、入射される光のうち、特定周波数帯域の成分のみを遮断するフィルタであり、一実施形態によれば、前記ノッチフィルタ２１７０は、青色光を遮断し、第３光変換部２１４３に対応する領域には、配置されない。

前記ノッチフィルタ２１７０は、第１副画素領域Ｓｕｂ１及び第２副画素領域Ｓｕｂ２に配置されており、第１光変換部２１４１及び第２光変換部２１４２によって変換されずに、そのまま透過された青色光、及び変換された光のスペクトルに含まれた青色波長領域を遮断することができる。

前記上部基板２１１０と電極パターン２１２０との間の第３光変換部２１４３に対応する領域には、有機膜２１８０が配置されてもよい。前記有機膜２１８０は、透明な物質から構成され、ノッチフィルタ２１７０と同一層に、実質的に同一厚に形成され、ノッチフィルタ２１７０によって段差が発生しないようにする機能を遂行することができる。

前記ノッチフィルタ２１７０及び有機膜２１８０の上には、電極パターン２１２０及び配向膜２１３０が配置され、配向膜２１３０上には、第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３が配置されてもよい。前記電極パターン２１２０上における、前記第１光変換部２１４１と第２光変換部２１４２との間、及び第２光変換部２１４２と第３光変換部２１４３との間には、隔壁２１５０が配置され、第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３、並びに隔壁２１５０の上には、平坦化層２１６０が配置されてもよい。

一実施形態によれば、前記第１光変換部２１４１は、第１量子ロッド２１４１ａ及び液晶２１４１ｂを含み、第２光変換部２１４２は、第２量子ロッド２１４２ａ及び液晶２１４２ｂを含み、第３光変換部２１４３は、異方性物質２１４３ａ及び液晶２１４３ｂを含んでもよい。

前記第３光変換部２１４３は、バックライトユニット２６００から放出された青色光をそのまま通過させるか、あるいは入射された青色光のうちの半値幅を減少させ、液晶表示装置１の外部に青色光を放出することができる。

前記第１量子ロッド２１４１ａ及び第２量子ロッド２１４２ａは、短軸方向長及び／または長軸方向長が互いに異なってもよい。一実施形態によれば、第１量子ロッド２１４１ａの長軸方向長は、第２量子ロッド２１４２ａの長軸方向長より長く、第１量子ロッド２１４１ａは、入射された青色光を赤色光に変換し、第２量子ロッド２１４２ａは、入射された青色光を緑色光に変換することができる。前記第１光変換部２１４１及び第２光変換部２１４２にそれぞれ含まれた第１量子ロッド２１４１ａ及び第２量子ロッド２１４２によって変換されずにそのまま透過された青色光は、前記ノッチフィルタ２１７０によって遮断され、液晶表示装置１の外部に放出されないのでありうる。

第１量子ロッド２１４１ａ及び第２量子ロッド２１４２によって波長が変換された後で外部に放出される光は、狭い半値幅を有するスペクトルを有し、ノッチフィルタ２１７０によって、第１副画素領域Ｓｕｂ１及び第２副画素領域Ｓｕｂ２の赤色光及び緑色光に対応するスペクトルの半値幅は、さらに細くなりうる。かような構成によって、液晶表示装置１の色再現性が向上される。

前記液晶２１４１ｂ，２１４２ｂ，２１４３ｂ、第１量子ロッド２１４１ａ、第２量子ロッド２１４２ａ及び異方性物質２１４３ａの長軸は、所定方向に整列されており、前記第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３に入射された光のうち、前記整列方向に対応する成分だけが第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３を通過することができる。

一実施形態によれば、前記第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３は、それぞれ高分子化合物２１４１ｃ，２１４２ｃ，２１４３ｃをさらに含み、前記高分子化合物２１４１ｃ，２１４２ｃ，２１４３ｃは、液晶２１４１ｂ，２１４２ｂ，２１４３ｂ、第１量子ロッド２１４１ａ、第２量子ロッド２１４２ａ及び異方性物質２１４３ａの整列状態を維持させる機能を遂行することができる。すなわち、高分子化合物２１４１ｃ，２１４２ｃ，２１４３ｃは、電極パターン２１２０に印加された電圧及び配向膜２１３０によって所定方向に整列された液晶２１４１ｂ，２１４２ｂ，２１４３ｂ、第１量子ロッド２１４１ａ、第２量子ロッド２１４２ａ及び異方性物質２１４３ａについて、電極パターン２１２０により電圧が印加されない状態でも整列状態を維持するように、それらの位置を固定させる役割を行うことができる。

前記第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３は、偏光子と同一機能を遂行し、従って、液晶表示装置１は、液晶層２４００の下部に配置された偏光子２５００のみを含み、液晶層２４００の上部に配置された偏光子を含まない。

液晶表示装置１は、液晶層２４００を挟み、両側に配置された２個の偏光子を用いて、各副画素のオン／オフを制御する。一実施形態によれば、第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３が、カラーフィルタの機能だけではなく、偏光子の機能も遂行するので、１つの偏光子だけで、液晶表示装置１を駆動することができる。

このことにより、液晶表示装置１を製造するコストを節減させることができ、偏光子、それを支持する支持部材、及び接着部材を含む、約６０μｍ厚を有する偏光板を省略することができる。そして、この偏光板に起因する、側面視野角での色偏移及び輝度低下を改善することによって、広視野角を具現することができる。また、高い光吸収率を有する偏光板を省略することによって、高効率を具現することができる。

一実施形態によれば、前記第１量子ロッド２１４１ａ、第２量子ロッド２１４２ａ及び異方性物質２１４３ａの長軸の整列方向は、下部基板２２００の下部に配置された偏光子２５００の偏光軸と実質的に垂直である。

従って、偏光子２５００を通過した光は、液晶層２４００によって偏光方向が変わらない場合、第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３を通過することができずに、オフ状態になる。また、液晶層２４００によって、偏光方向が約９０°だけ回転した場合、第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３を通過することができ、オン状態になる。しかし、本発明は、それに制限されるものではなく、他の液晶モードでは、前記第１量子ロッド２１４１ａ、第２量子ロッド２１４２ａ及び異方性物質２１４３ａの長軸の整列方向は、下部基板２２００の下部に配置された偏光子２５００の偏光軸と実質的に同一である。

前記液晶層２４００は、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３においてそれぞれ制御され、前記液晶層２４００の整列方向によって、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３は、それぞれ光を放出したり光を放出しなかったりもする。

一実施形態によれば、カラーフィルタ基板２１００と液晶層２４００との間には、共通電極２３００が配置されてもよい。前記共通電極２３００は、下部基板２２００に含まれた画素電極（図示せず）と共に、液晶層２４００に電場を印加する役割を行い、それによって、液晶層２４００に含まれた液晶２４１０は、所定方向に整列される。

図３では、前記共通電極２３００がカラーフィルタ基板２１００と液晶層２４００との間に配置されてパターニングされている場合を例示したが、本発明はそれに制限されるものではなく、共通電極２３００は、下部基板２２００に含まれてもよく、パターニングされずに、カラーフィルタ基板２１００の全面に配置されてもよい。

前述の実施形態による液晶表示装置１は、１枚の偏光板を省略することができ、製造コストを節減させながら、高効率及び広視野角を具現することができるのであり、入射された光の波長を変換させることができる量子ロッド２１４１ａ，２１４２ａ及びノッチフィルタ２１７０を利用して、カラーフィルタの機能を遂行することにより、色再現率を向上させることができる。

図４Ａないし図４Ｍは、図３の液晶表示装置を製造する方法を順に示した断面図である。

図４Ａないし図４Ｍを参照すれば、一実施形態による液晶表示装置１の製造方法は、カラーフィルタ基板２１００を形成する段階、カラーフィルタ基板２１００に対向するように下部基板２２００を配置した後、下部基板２２００とカラーフィルタ基板２１００とを貼り合せる段階、及び下部基板２２００とカラーフィルタ基板２１００との間に液晶を注入することによって、液晶層２４００を形成する段階を含み、カラーフィルタ基板２１００を形成する段階は、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３を含む上部基板２１１０上に、電極パターン２１２０を形成する段階、電極パターン２１２０上における、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３に、それぞれ第１量子ロッド２１４１ａ’及び液晶２１４１ｂ’を含む第１物質２１４１’、第２量子ロッド２１４２ａ’及び液晶２１４２ｂ’を含む第２物質２１４２’、並びに液晶２１４３ｂ’を含む第３物質２１４３’を配置または形成する段階、及び、電極パターン２１２０に電圧を印加することによって、液晶２１４１ｂ’，２１４２ｂ’，２１４３ｂ’、第１量子ロッド２１４１ａ’、及び第２量子ロッド２１４２ａ’の長軸を所定方向に整列させることによってり、第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３を形成する段階を含む。

一実施形態によれば、前記電極パターン２１２０を形成する段階の後、上部基板２１１０上にて、電極パターン２１２０の少なくとも一部を覆う配向膜２１３０、及び、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３を区切る隔壁２１５０を形成する段階をさらに含み、前記第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３を形成する段階の後、第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３、並びに隔壁２１５０を覆う平坦化層２１６０を形成する段階をさらに含んでもよい。

図４Ａ及び図４Ｂを参照すれば、前記電極パターン２１２０を形成する段階の前、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３を含む上部基板２１１０上に、ノッチフィルタ２１７０及び有機膜２１８０を形成することができる。

一実施形態によれば、前記有機膜２１８０を、通常のフォトリソグラフィ工程などにより、第３副画素領域Ｓｕｂ３にだけ形成した後、第１副画素領域Ｓｕｂ１及び第２副画素領域Ｓｕｂ２に対応する開口を含むマスクを利用して、上部基板２１１０の第１副画素領域Ｓｕｂ１及び第２副画素領域Ｓｕｂ２を露出させた後、露出された上部基板２１１０上に、ノッチフィルタ２１７０を形成することができる。前記ノッチフィルタ２１７０は、青色光を遮断するフィルタでありうるのであり、ノッチフィルタ２１７０と有機膜２１８０は、同一層に形成され、実質的に同一厚を有することができる。

前記有機膜２１８０及びノッチフィルタ２１７０を形成する方法及び順序は、前述のところに制限されるものではなく、ノッチフィルタ２１７０をまず形成した後、有機膜２１８０を形成することもでき、有機膜２１８０を形成する段階を省略することもできる。

図４Ｃを参照すれば、ノッチフィルタ２１７０及び有機膜２１８０上に、電極パターン２１２０を形成することができる。前記電極パターン２１２０は、ＩＴＯなどの透明な導電物質から構成され、パターニングされた複数の電極を含んでもよい。

図４Ｄ及び図４Ｅを参照すれば、前記上部基板２１１０上に、電極パターン２１２０を覆うように隔壁２１５０を構成する物質２１５０’をコーティングした後、前記物質２１５０’をパターニングし、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３の輪郭を定める隔壁２１５０を形成することができる。

前記隔壁２１５０は、光を吸収する物質２１５０’から構成され、前記物質２１５０’を、電極パターン２１２０上の全面に形成した後、隔壁２１５０が形成される領域にだけ光を照射した後、現像を行うことができる。前記隔壁２１５０は、現像により、前記物質のうち光が照射されていない領域を除去することによって形成されうる。

図４Ｆ及び図４Ｇを参照すれば、上部基板２１１０上に、電極パターン２１２０の少なくとも一部を覆うように、配向膜２１３０を構成する物質２１３０’をコーティングした後、前記物質２１３０’を整列させることによって、配向膜２１３０を形成することができる。前記整列方法は、ラビング（rubbing）、光またはイオンビームを利用した整列といった通常の方法が利用される。前記配向膜２１３０を構成する物質２１３０’は、隔壁２１５０によって輪郭が定められた領域内にコーティングされうるのであり、この結果として、配向膜２１３０は、隔壁２１５０によって互いに分離された形態のパターン、すなわち、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３にそれぞれ配置されたパターンを含んでもよい。

図４Ｈを参照すれば、隔壁２１５０によって輪郭が定められた、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３に、それぞれ、第１量子ロッド２１４１ａ’と液晶２１４１ｂ’とを含む第１物質２１４１’、第２量子ロッド２１４２ａ’と液晶２１４２ｂ’とを含む第２物質２１４２’、並びに異方性物質２１４３ａ’及び液晶２１４３ｂ’を含む第３物質２１４３’を配置または形成することができる。

一実施形態によれば、前記第１物質２１４１’、第２物質２１４２’及び第３物質２１４３’は、それぞれ単量体２１４１ｃ’，２１４２ｃ’，２１４３ｃ’をさらに含んでもよい。

図４Ｉ及び図４Ｊを参照すれば、前記第１物質２１４１’、第２物質２１４２’及び第３物質２１４３’を形成した後、電極パターン２１２０に電圧を印加することによって、第１量子ロッド２１４１ａ’、第２量子ロッド２１４２ａ’、異方性物質２１４３ａ’及び液晶２１４１ｂ’，２１４２ｂ’，２１４３ｂ’を整列することができ、前記整列後、紫外光などを照射したり、あるいは熱を加えたりすることにより、単量体２１４１ｃ’，２１４２ｃ’，２１４３ｃ’を重合させることができる。前記重合によって、単量体２１４１ｃ’，２１４２ｃ’，２１４３ｃ’は、整列された第１量子ロッド２１４１ａ、第２量子ロッド２１４２ａ、異方性物質２１４３ａ’及び液晶２１４１ｂ，２１４２ｂ，２１４３ｂの整列状態を維持する高分子化合物２１４１ｃ，２１４２ｃ，２１４３ｃに変換される。

前記図４Ｈないし図４Ｊの工程により、配向膜２１３０上に、第１量子ロッド２１４１ａ、液晶２１４１ｂ及び高分子化合物２１４１ｃを含む第１光変換部２１４１；第２量子ロッド２１４２ａ、液晶２１４２ｂ及び高分子化合物２１４２ｃを含む第２光変換部２１４２；並びに異方性物質２１４３ａ、液晶２１４３ｂ及び高分子化合物２１４３ｃを含む第３光変換部２１４３；を形成することができる。

図４Ｋ及び図４Ｌを参照すれば、配向膜２１３０上に、第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２、第３光変換部２１４３及び隔壁２１５０を覆うように、平坦化層２１６０を形成した後、平坦化層２１６０上に、共通電極２３００を形成することができる。

前記平坦化層２１６０は、オーバーコート層、または多種の透明な有機物から構成され、第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３を密封して平坦化する機能を遂行することができる。

前記共通電極２３００は、ＩＴＯなどの透明電極でもあり、前記共通電極２３００に共通電圧を印加することによって、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３のそれぞれに配置された画素電極（図示せず）と共に、液晶層２４００に電場を印加することができる。

一実施形態によれば、共通電極２３００は、パターニングされているが、本発明は、それに制限されるものではないのであり、共通電極２３００は、平坦化層２１６０上の全面に配置されてもよい。

前述の図４Ａから図４Ｋの工程により、カラーフィルタ基板２１００を形成し、図４Ｌの工程により、カラーフィルタ基板２１００上に配置された共通電極２３００を形成することができる。

図４Ｍを参照すれば、前記カラーフィルタ基板２１００に対向するように、下部基板２２００を配置した後、カラーフィルタ基板２１００と下部基板２２００とを貼り合わせることができる。

一実施形態によれば、下部基板２２００における前記カラーフィルタ基板２１００に対向する面とは反対側の面上には、偏光子２５００が配置され、前記偏光子２５００は、下部基板２２００及びカラーフィルタ基板２１００を貼り合わせる前またはその後に、下部基板２２００上に形成される。前記偏光子２５００の偏光軸は、第１量子ロッド２１４１ａ及び第２量子ロッド２１４２ａの長軸の整列方向と実質的に垂直でありうる。

再び図３を参照すれば、下部基板２２００とカラーフィルタ基板２１００との間に液晶を注入することによって、液晶２４１０を含む液晶層２４００を形成することができる。

前述の液晶表示装置１の製造方法によれば、カラーフィルタとして機能することができる第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３を形成する方法を提供する。また、前記製造方法は、前記第１光変換部２１４１、第２光変換部２１４２及び第３光変換部２１４３に偏光機能を付加するために、液晶２１４１ｂ，２１４２ｂ，２１４３ｂ、第１量子ロッド２１４１ａ、第２量子ロッド２１４２ａ及び異方性物質２１４３ａを容易に整列する方法を提供する。

図５は、さらに他の実施形態によるカラーフィルタ基板を概略的に示した断面図であり、図６Ａないし図６Ｃは、図５のカラーフィルタ基板を製造する方法の一部を順次に示した断面図である。

図５を参照すれば、一実施形態によるカラーフィルタ基板３１００は、配向膜３１３０及び隔壁３１５０を除いた他の構成は、図２のカラーフィルタ基板２１００と同一であり、従って、以下では、配向膜３１３０及び隔壁３１５０を中心に、一実施形態によるカラーフィルタ基板３１００について説明する。

一実施形態によるカラーフィルタ基板３１００は、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３を含む上部基板３１１０；上部基板３１１０上に配置された電極パターン３１２０；並びに電極パターン３１２０上にあって、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３に、それぞれ対応するように配置された、第１量子ロッド３１４１ａを含む第１光変換部３１４１、第２量子ロッド３１４２ａを含む第２光変換部３１４２、及び第３光変換部３１４３；を含む。

前記上部基板３１１０上には、電極パターン３１２０を覆うように配置された配向膜３１３０が配置され、配向膜３１３０上の第１光変換部３１４１と第２光変換部３１４２との間、及び第２光変換部３１４２と第３光変換部３１４３との間には、それぞれ隔壁３１５０が配置されてもよい。前記隔壁３１５０は、光を吸収する物質から構成され、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３の輪郭及び境界を定める機能を遂行することができる。

前記上部基板３１１０と電極パターン３１２０との間の前記第１光変換部３１４１、及び第２光変換部３１４２に対応する領域には、ノッチフィルタ３１７０が配置され、上部基板３１１０と電極パターン３１２０との間のノッチフィルタ３１７０が配置されていない領域には、有機膜３１８０が配置されてもよい。

前記第１光変換部３１４１、第２光変換部３１４２及び第３光変換部３１４３、並びに隔壁３１５０の上には、透明な絶縁物質から構成された平坦化層３１６０が配置され、平坦化層３１６０によって、第１光変換部３１４１、第２光変換部３１４２及び第３光変換部３１４３は、密封されうる。前記平坦化層３１６０は、オーバーコート層、または平坦化機能を遂行するのに相応しい多様な有機物から構成されうる。

一実施形態によれば、前記第１光変換部３１４１は、第１量子ロッド３１４１ａ、液晶３１４１ｂ及び高分子化合物３１４１ｃを含み、第２光変換部３１４２は、第２量子ロッド３１４２ａ、液晶３１４２ｂ及び高分子化合物３１４２ｃを含み、第３光変換部３１４３は、異方性物質３１４３ａ、液晶３１４３ｂ及び高分子化合物３１４３ｃを含むというのであってもよい。

図６Ａないし図６Ｃを参照すれば、上部基板３１１０上に、電極パターンを覆うように配向膜３１３０を構成する物質３１３０’をコーティングした後、前記物質３１３０’を整列させることによって、配向膜３１３０を形成することができる。前記整列方法には、ラビング、光またはイオンビームを利用した整列といった通常の方法が利用されうる。前記配向膜３１３０を形成した後、配向膜３１３０上に、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３の輪郭・境界をなす隔壁３１５０を形成することができる。

前記隔壁３１５０は、光を吸収する物質から構成され、前記物質を、配向膜３１３０上の全面に形成した後、隔壁３１５０が形成される領域にだけ光を照射した後、現像を行うことができる。前記隔壁３１５０は、現像により、前記物質のうち光が照射されていない領域を除去することによって形成される。

図６Ａないし図６Ｃは、図５のカラーフィルタ基板３１００を形成する段階のうち一部のみを図示したものであり、残りの段階は、図４Ａないし図４Ｃ、及び図４Ｈないし図４Ｋと同一である。

前記図５、及び図６Ａないし図６Ｃは、配向膜３１３０がまず形成された後、配向膜３１３０上に、隔壁３１５０が形成されたものであり、図２及び図３における、隔壁２１５０をまずパターニングした後、配向膜２１３０を形成した実施形態との間に差が存在する。

図７は、他の実施形態による液晶表示装置を概略的に示した断面図である。

図７を参照すれば、一実施形態による液晶表示装置２は、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３を含む下部基板４２００；下部基板４２００上に配置された液晶層４４００；並びに液晶層４４００上に、下部基板４２００と対向するように配置されたカラーフィルタ基板４１００；を含み、カラーフィルタ基板４１００は、下部基板に対向する上部基板４１１０；上部基板４１１０の下部基板４２００に対向する面上に配置された電極パターン４１２０；上部基板４１１０上に、電極パターン４１２０を覆うように配置された配向膜４１３０；並びに配向膜４１３０上に、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３にそれぞれ対応するように配置された、第１量子ロッド４１４１ａを含む第１光変換部４１４１、第２量子ロッド４１４２ａを含む第２光変換部４１４２、及び第３量子ロッド４１４３ａを含む第３光変換部４１４３；を含む。

前記下部基板４２００は、ベース基板４２１０、並びにベース基板４２１０上に配置されたゲート線（図示せず）、データ線ＤＬなどの複数の配線、及びそれぞれの画素を駆動するためのスイッチング素子ＳＤを含んでもよい。図示されていないが、前記スイッチング素子ＳＤは、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３にそれぞれ対応するように配置され、少なくとも１つの薄膜トランジスタを含んでもよい。

前記ベース基板４２１０上には、データ線ＤＬなどの複数の配線、及びスイッチング素子ＳＤを覆う絶縁膜４２２０が配置され、絶縁膜４２２０上には、スイッチング素子ＳＤと電気的に連結され、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３にそれぞれ配置された第１画素電極ＰＸＬ１、第２画素電極ＰＸＬ２及び第３画素電極ＰＸＬ３が配置されてもよい。

前記第１画素電極ＰＸＬ１、第２画素電極ＰＸＬ２及び第３画素電極ＰＸＬ３は、スイッチング素子ＳＤによって電圧が印加されたり電圧が印加されなかったりするように制御される。

一実施形態によれば、前記下部基板４２００におけるカラーフィルタ基板４１００に対向する面とは反対側の面上には、偏光子４５００が配置されており、前記偏光子４５００の下部には、下部基板４２００に光を照射するバックライトユニット４６００が配置されてもよい。一実施形態によれば、前記バックライトユニット４６００は、紫外光を放出することができる。前記紫外光は、約４５０ｎｍ以下の波長を有する光を意味しうる。

前記バックライトユニット４６００から放出された紫外光は、偏光子４５００によって偏光され、下部基板４２００及び液晶層４４００を通過した後、カラーフィルタ基板４１００に入射される。

以下では、図２のカラーフィルタ基板２１００との差異を中心に、図７の液晶表示装置２に含まれたカラーフィルタ基板４１００について説明する。

一実施形態によれば、前記第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３は、それぞれ赤色光、緑色光及び青色光を放出する赤色副画素領域、緑色副画素領域及び青色副画素領域である。

前記上部基板４１１０と電極パターン４１２０との間には、第１光変換部４１４１、第２光変換部４１４２及び第３光変換部４１４３に対応するように配置されたノッチフィルタ４１７０が配置されてもよい。ノッチフィルタ４１７０は、入射される光のうち特定周波数帯域の成分のみを遮断するフィルタであり、一実施形態によれば、前記ノッチフィルタ４１７０は、紫外光を遮断することができる。

前記ノッチフィルタ４１７０は、第１副画素領域Ｓｕｂ１、第２副画素領域Ｓｕｂ２及び第３副画素領域Ｓｕｂ３のいずれにも、特には、これらの全体にわたって配置され、第１光変換部４１４１、第２光変換部４１４２及び第３光変換部４１４３によって変換されずにそのまま透過された紫外光を遮断することができる。

前記ノッチフィルタ４１７０上には、電極パターン４１２０及び配向膜４１３０が配置され、配向膜４１３０上には、第１光変換部４１４１、第２光変換部４１４２及び第３光変換部４１４３が配置されてもよい。前記第１光変換部４１４１と第２光変換部４１４２との間、及び第２光変換部４１４２と第３光変換部４１４３との間には、隔壁４１５０が配置され、第１光変換部４１４１、第２光変換部４１２２及び第３光変換部４１４３及び隔壁４１５０の上には、平坦化層４１６０が配置されてもよい。前記隔壁４１５０は、光を吸収する物質から形成され、下部基板４２００に含まれたデータ線ＤＬと重畳されるように配置されてもよい。すなわち、隔壁４１５０は、ブラックマトリクスの機能を果たすか、または、画素開口率を損なわないものとすることができる。

一実施形態によれば、前記第１光変換部４１４１は、第１量子ロッド４１４１ａ、液晶４１４１ｂ及び高分子化合物４１４１ｃを含み、第２光変換部４１４２は、第２量子ロッド４１４２ａ、液晶４１４２ｂ及び高分子化合物４１４２ｃを含み、第３光変換部４１４３は、第３量子ロッド４１４３ａ、液晶４１４３ｂ及び高分子化合物４１４３ｃを含むというのであってもよい。

前記第１量子ロッド４１４１ａ、第２量子ロッド４１４２ａ及び第３量子ロッド４１４３ａは、それぞれ短軸方向長及び／または長軸方向長が互いに異なってもよい。一実施形態によれば、第１量子ロッド４１４１ａの長軸方向長が最も長く、第３量子ロッド４１４３ａの長軸方向長が最も短く、第１量子ロッド４１４１ａは、入射された紫外光を赤色光に変換し、第２量子ロッド４１４２ａは、入射された紫外光を緑色光に変換し、第３量子ロッド４１４３ａは、入射された紫外光を青色光に変換することができる。

前記液晶４１４１ｂ，４１４２ｂ，４１４３ｂ、第１量子ロッド４１４１ａ、第２量子ロッド４１４２ａ及び第３量子ロッド４１４３ａの長軸は、所定方向に整列され、前記第１光変換部４１２１、第２光変換部４１２２及び第３光変換部４１４３に入射された光のうち、前記整列方向に対応する成分だけが第１光変換部４１２１、第２光変換部４１２２及び第３光変換部４１４３を通過することができる。すなわち、前記第１光変換部４１２１、第２光変換部４１２２及び第３光変換部４１４３は、偏光子と同一の機能を遂行することができる。

一実施形態によれば、カラーフィルタ基板４１００における下部基板４２００に対向する面上には、共通電極４３００が配置され、共通電極４３００は、平坦化層４１６０上の全面に配置されてもよい。前記共通電極４３００には、共通電圧が印加され、共通電極４３００は、画素電極ＰＸＬ１，ＰＸＬ２，ＰＸＬ３と共に、液晶層４４００に電場を印加することができる。

図示されていないが、液晶層４４００の上部及び下部には、電場が印加されていない状態で、液晶４４１０の整列方向を決定する配向膜（図示せず）がさらに配置されてもよい。

前述の実施形態によるカラーフィルタ基板１１００，２１００，３１００，４１００は、所定方向に整列された量子ロッドを含み、量子ロッドを利用して、カラーフィルタの機能、及び偏光子の機能を同時に遂行することができ、液晶表示装置１，２に含まれる。

従って、カラーフィルタ基板１１００，２１００，３１００，４１００に、別途の偏光板を配置する必要がなく、液晶表示装置１，２を製造するコストを節減させることができ、広視野角を具現することができる。また、偏光板による光吸収がなく、液晶表示装置１，２の光効率を向上させることができる。

また、入射された光の波長を変換させ、狭い半値幅を有する光を放出する量子ロッド及びノッチフィルタを利用して、カラーフィルタの機能を遂行することによって、液晶表示装置１，２の色再現率を向上させることができる。

本発明は、図面に図示された実施形態を参照して説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、当該技術分野において当業者であるならば、それらから多様な変形、及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められるものである。

本発明の液晶表示装置及びその製造方法は、例えば、ディスプレイ関連の技術分野に効果的に適用可能である。

１，２ 液晶表示装置
１１００，２１００，３１００，４１００ カラーフィルタ基板
１１１０，２１１０，３１１０，４１１０ 上部基板
１１２０，２１２０，３１２０，４１２０ 電極パターン
１１３０，２１３０，３１３０，４１３０ 配向膜
１１４１，２１４１，３１４１，４１４１ 第１光変換部
１１４２，２１４２，３１４２，４１４２ 第２光変換部
１１４３，２１４３，３１４３，４１４３ 第３光変換部
１１４１ａ，２１４１ａ，３１４１ａ，４１４１ａ 第１量子ロッド
１１４２ａ，２１４２ａ，３１４２ａ，４１４１ｂ 第２量子ロッド
１１４３ａ，２１４３ａ，３１４３ａ 異方性物質
１１４１ｂ，１１４２ｂ，１１４３ｂ，２１４１ｂ，２１４２ｂ，２１４３ｂ，３１４１ｂ，３１４２ｂ，３１４３ｂ，４１４１ｂ，４１４２ｂ，４１４３ｂ 液晶
１１５０，２１５０，３１５０，４１５０ 隔壁
１１６０，２１６０，３１６０，４１６０ 平坦化層
２１４１ｃ，３１４１ｃ，４１４１ｃ 高分子化合物
２１７０，３１７０，４１７０ ノッチフィルタ
２２００，４２００ 下部基板
２３００，４３００ 共通電極
２４００，４４００ 液晶層
２５００，４５００ 偏光子
２６００，４６００ バックライトユニット
４１４３ａ 第３量子ロッド
Ｓｕｂ１ 第１副画素領域
Ｓｕｂ２ 第２副画素領域
Ｓｕｂ３ 第３副画素領域

Claims (20)

1. 第１副画素領域、第２副画素領域及び第３副画素領域を含む下部基板と、
   前記下部基板上に配置された液晶層と、
   前記液晶層上に、前記下部基板と対向するように配置されたカラーフィルタ基板と、を含み、
   前記カラーフィルタ基板は、
   前記下部基板に対向する上部基板と、
   前記上部基板における前記下部基板に対向する面上に配置された電極パターンと、
   前記電極パターン上にて、前記第１副画素領域、前記第２副画素領域及び第３副画素領域にそれぞれ対応するように配置された、第１量子ロッドを含む第１光変換部、第２量子ロッドを含む第２光変換部、及び第３光変換部と、を含む液晶表示装置。
2. 前記カラーフィルタ基板は、
   前記上部基板上に、前記電極パターンの少なくとも一部を覆うように配置された配向膜と、
   前記電極パターン上における、前記第１光変換部と前記第２光変換部との間、及び前記第２光変換部と前記第３光変換層との間に配置された隔壁と、
   前記第１光変換部、前記第２光変換部、前記第３光変換部及び前記隔壁を覆う平坦化層と、をさらに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. 前記第１量子ロッド及び前記第２量子ロッドは、短軸方向長及び／または長軸方向長が互いに異なり、前記第１量子ロッド及び前記第２量子ロッドの長軸は、所定方向に整列されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１光変換部、前記第２光変換部及び前記第３光変換部は、それぞれ、前記第１量子ロッド及び前記第２量子ロッドが整列されている方向と実質的に同一方向に整列されている液晶、並びに前記第１量子ロッド、前記第２量子ロッド及び前記液晶の整列状態を維持させる高分子化合物をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記下部基板における前記カラーフィルタ基板に対向する面とは反対側の面上に配置された偏光子をさらに含み、前記偏光子の偏光軸は、前記第１量子ロッド及び前記第２量子ロッドの整列方向と実質的に垂直であることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１副画素領域、前記第２副画素領域及び前記第３副画素領域は、それぞれ赤色光、緑色光及び青色光を放出する赤色副画素領域、緑色副画素領域及び青色副画素領域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. 前記下部基板における前記カラーフィルタ基板に対向する面とは反対側の面上に配置され、前記下部基板へと青色光を照射するバックライトユニットをさらに含み、
   前記第３光変換部は、整列された異方性物質を含むことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記下部基板における前記カラーフィルタ基板に対向する面とは反対側の面上に配置され、前記下部基板へと紫外光を照射するバックライトユニットをさらに含み、
   前記第３光変換部は、前記第１量子ロッド及び前記第２量子ロッドと、短軸及び／または長軸の方向長が異なる第３量子ロッドを含むことを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
9. 前記上部基板と前記電極パターンとの間にて、少なくとも前記第１光変換部及び前記第２光変換部に対応するように配置されたノッチフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
10. 前記ノッチフィルタは、青色光を遮断し、前記第３光変換部に対応する領域には配置されないことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記ノッチフィルタは、紫外光を遮断し、前記第１光変換部、前記第２光変換部及び前記第３光変換部の上に配置されたことを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
12. 前記カラーフィルタ基板と前記液晶層との間に配置された共通電極をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
13. 前記配向膜は、前記隔壁によって互いに分離され、前記第１副画素領域、前記第２副画素領域及び前記第３副画素領域にそれぞれ配置された、複数のパターンを含むことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
14. カラーフィルタ基板を形成する段階と、
    前記カラーフィルタ基板に対向するように下部基板を配置した後、前記下部基板と前記カラーフィルタ基板を貼り合わせる段階と、
    前記下部基板と前記カラーフィルタ基板との間に液晶を注入することによって液晶層を形成する段階と、を含み、
    前記カラーフィルタ基板を形成する段階は、
    第１副画素領域、第２副画素領域及び第３副画素領域を含む上部基板上に電極パターンを形成する段階と、
    前記電極パターン上の第１副画素領域、前記第２副画素領域及び前記第３副画素領域に、それぞれ第１量子ロッド及び液晶を含む第１物質、第２量子ロッド及び前記液晶を含む第２物質、並びに前記液晶を含む第３物質を配置または形成する段階と、
    前記電極パターンに電圧を印加することによって、前記液晶、前記第１量子ロッド及び前記第２量子ロッドの長軸を所定方向に整列させることによって、第１光変換部、第２光変換部及び第３光変換部を形成する段階と、を含む液晶表示装置の製造方法。
15. 前記電極パターンを形成する段階の後に、
    前記上部基板上に、前記電極パターンの少なくとも一部を覆う配向膜、並びに前記第１副画素領域、前記第２副画素領域及び前記第３副画素領域の輪郭を定める隔壁を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
16. 前記配向膜を形成する段階は、
    前記上部基板上に、前記電極パターンを覆うように、前記配向膜を構成する物質をコーティングする段階と、
    前記配向膜を構成する物質を整列させることによって、前記配向膜を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の製造方法。
17. 前記第１物質、第２物質及び第３物質を配置または形成する段階は、
    前記第１量子ロッド、前記液晶及び単量体を含む前記第１物質；前記第２量子ロッド、前記液晶及び前記単量体を含む前記第２物質；並びに前記液晶及び前記単量体を含む前記第３物質；を配置または形成する段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
18. 前記第１光変換部、前記第２光変換部及び前記第３光変換部を形成する段階は、
    前記電極パターンに電圧を印加して、前記第１量子ロッド、前記第２量子ロッド及び前記液晶を整列する段階と、
    前記第１物質、前記第２物質及び前記第３物質に光を照射すること、及び熱を加えることの少なくとも一方により、前記単量体を、前記第１量子ロッド、前記第２量子ロッド及び前記液晶の整列状態を維持させる高分子化合物で重合させる段階と、を含むことを特徴とする請求項１７に記載の液晶表示装置の製造方法。
19. 前記第３物質は、異方性物質をさらに含み、
    前記第３光変換部を形成する段階は、前記電極パターンに電圧を印加することによって、前記異方性物質を所定方向に整列する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
20. 前記電極パターンを形成する段階前に、前記上部基板上の少なくとも前記第１副画素領域及び前記第２副画素領域に、ノッチフィルタを形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置の製造方法。

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