KR100237218B1 - 형광체 발광을 이용한 액정 표시장치 - Google Patents

Abstract

형광체의 발광을 이용하여 화상 구현을 이루도록 하는 액정 표시장치로서, 형광막에서 발광된 빛을 손실을 줄여 화면의 휘도 개선이 이루어질 수 있도록 함으로써 품질 향상에 효과를 가져오기 위해, 액정 표시소자와; 이 액정 표시소자의 일측면으로 배치되는 형광막과; 이 형광막의 후면으로 배치되어 이 형광막에서 발광되는 빛을 전방으로 반사시키는 반사 필터층과; 상기 액정 표시소자의 후면으로 배치되어 상기 형광막을 여기시켜 발광토록 하는 광원이 포함된 형광체 발광을 이용한 액정 표시장치를 제안한다.

Description

형광체 발광을 이용한 액정 표시장치

본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형광체의 발광으로 칼라 화상을 구현할 수 있는 구조를 가지면서 화면 휘도를 향상시키도록 하고 있는 형광체 발광을 이용한 액정 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)에서 칼라 화상은, 액정 물질 양단에 배열되어 있는 투명 도전막에 의해 액정 물질의 배향이 변화되면서 투과정도가 조정된 광이 칼라 필터층을 지날 대에 각 필터의 고유색으로 바뀌어 방출됨으로서 구현될 수 있게 된다.

즉, 종래의 칼라 액정 표시장치는, 혼수염료로 이루어진 칼라 필터를 사용하여 그 작용을 이루고 있는데, 이러한 액정 표시장치에서는 상기 칼라 필터가 광원으로부터나온 빛의 광량을 ⅓ 정도만 방출되도록 하고 있어, 에너지 이용이 비효율적이다.

이에, 종래에는 칼라 필터를 사용하여 액정 표시장치를 구성할 경우 충분한 광량을 확보하기 위해 높은 와트수를 지닌 광원을 사용하고 있는 실정이다.

한편, 상기한 문제점을 해결하기 위해 종래의 다른 액정 표시장치에서는, 칼라 필터를 대신 R. G. B 형광체층을 이용하여 칼라 화상 구현을 이룰 수 있도록 하고 있는 바, 상기에서 형광체층은 액정셀의 구동전극 매트릭스와 동일한 위치에 R. G. B 형광체가 도트 또는 스프라이프 형태로 마련되어 구성되는 층으로서, 이는 특정 파장수를 지닌 광원에 의해 여기되는 것이 일반적이다.

즉, 종래에 형광체의 발광을 이용하여 칼라 화상을 구현할 수 있도록 하고 있는 액정 표시장치는, 기본적인 구성을 지닌 액정셀의 후면으로 상기한 형광체층을 배치하고, 이 형광체층의 후면으로는 통상 자외선의 빛을 발할 수 있는 광원을 배치하여, 그 작용시 상기 관원에서 나온 특정 파장수의 빛이 상기 형광체층을 여기시킴으로써, 칼라 화상을 구현할 수 있도록 하고 있다.

이와 같이 종래의 형광체 발광을 이용한 액정 표시장치는, 액정셀의 전면으로 발광되는 형광체층의 특성으로 인해 시야각의 확대와 색순도의 개선 등의 이점을 지니고 작용하게 된다.

그러나, 이러한 액정 표시장치에서는 문제점이 발생하고 있는 바, 이는 구현되는 화면의 휘도를 극대화시키지 못하고 있다는 점이다.

즉, 상기한 액정 표시장치의 작용시, 상기 형광체층의 전, 후면으로 각 형광체가 여기되어 발광되는 빛이 나오게 되는데, 이 빛은 모두 액정셀의 전면으로 투여되어야만 하는 것이 바람직하다.

그런데, 종래의 형광체 발광을 이용한 액정 표시장치에서는, 형광체층의 후면으로 방사되는 빛을 다시 액정셀의 전면으로 반사시켜 줄만한 특별한 부재가 구비되어 있지 않은 관계로, 상기한 빛을 무방비하게 손실시킴에 따라 이로 인해 화면의 휘도를 떨어뜨리고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명은 목적은 형광체층의 후면으로 방사되는 빛도 양호하게 액정셀 전면으로 보내 구현 화상의 휘도 특성을 향상시킬 수 있도록 한 형광체 발광을 이용한 액정 표시장치를 제공함에 있다.

이에, 본 발명은 상기 목적을 실현하기 위하여, 액정 표시소자와; 이 액정 표시소자의 일측면으로 배치되는 형광막과; 이 형광막의 후면으로 배치되어 이 형광막에서 발광되는 빛을 전방으로 반사시키는 반사 필터층과; 상기 액정 표시소자의 후면으로 배치되어 상기 형광막을 여기시켜 발광토록 하는 광원이 포함된 형광체 발광을 이용한 액정 표시장치를 제안한다.

상기에서 광원은 본 발명에 따라 바람직하게 주발광 피크가 365~410㎜ 영역의 자외선을 발광할 수 있는 광원으로 구비된다.

또한, 상기 형광막을 구성하는 적, 녹, 청색 형광체는, 본 발명에 따라 주발광 피크가 주발광 피크가 365~410㎜ 영역의 자외선에 의해 여기되는 모든 형광체로 구비됨이 가능하다.

제1도는 본 발명에 따른 액정 표시장치의 구성 배열을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

이하, 본 발명을 명확히 하기 위한 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 설명하도록 한다.

제1도는 본 발명에 따른 액정 표시장치의 각 구성부를 알 수 있도록 도시한 도면으로서, 도면에서 도면부호 1은 액정 표시소자를 지칭하고 있다.

이 액정 표시소자(1)는, 통상과 마찬가지로 양 기판(10a, 12a) 사이에 액정층(14a)이 자리하고, 상기 양 기판(10a, 12a)의 측면에는 편광판(16a, 18a)이 각기 부착됨으로써 이루어지고 있는 바, 물론, 상기 양 기판(10a, 12a)의 내면에는 투명 도전막으로 이루어진 전극이 소정의 패턴으로 형성되어 있다.

상기에서 액정층(14a)은, 통상의 TN 이나 STN의 액정은 물론, FLC 이나 PDLC 액정이 사용되어도 무방하다.

본 발명의 액정 표시장치는, 이러한 액정 표시소자(1)와 함께 이 액정 표시소자(1)의 일측면으로 배치되는 형광막(3)을 포함하여 형성되는데, 여기서 이 형광막(3)은 R. G. B 형광체가 상기 액정 표시소자(1)의 구동전극 매트릭스와 일치하는 위치에 도트 또는 스프라이프 형태를 유지하여 형성됨으로써 이루어지고 있다.

이 때, 상기 형광막(3)을 구성하는 R. G. B 형광체는, 본 발명에 따라 특정파장을 지닌 즉, 상기 액정 표시소자(1)의 후면으로 배치되는 광원(5)에서 방출되는 주발광피크가 365~410㎜ 영역의 자외선에 의해 여기될 수 있는 모든 형광체로 사용됨이 가능하다.

본 실시예에서 사용된 상기 형광체를 구체적으로 알아 보면, 우선 적색 형광체로는 6MgO·As₂O₅:Mn, 3.5MgO0,5MgH₂·GeO₂:Mn, SrY₂S₄:Eu, SrY₂S₄:Mn, Y₂O₃:Eu 등이, 또한 녹색 형광체로는 SrAl₂O₄:Eu²⁺, SrGa₂S₄:Eu²⁺, Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺, ZnS:Cu, ZnS:Cu, Cl, ZnS:Cu, Cl, Al 등이, 아울러 청색 형광체로는 Sr₁₀(PO₄)₆Cl₂:Eu²⁺, Sr₃MgSi₂O₈:EU²⁺, Ba₃MgSiO₈:Eu²⁺, ZnS:Agm Al 등이 사용되었다.

한편, 본 발명에 의한 액정 표시장치에는, 상기한 구성이외에 상기 형광막(3)의 후면으로 배치되는 반사 필터층(7)이 더욱 포함되어 있는 바, 이 반사 필터층(7)은 상기 광원(5)에서 나오는 빛에 대한 투과율을 바람직하게 90% 이상으로 하면서, 액정 표시장치의 작용시, 상기 형광막(7)의 후면으로 나오는 빛을 상기 액정 표시소자(1)의 전면측으로 반사시키는 역할을 담당하게 된다.

이에, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 액정 표시장치는, 상기 광원(5)에서 방출된 자외선이 상기 형광막(3)을 통과하게 되면, 이 형광막(4)에서는 상기 자외선에 의해 형광체가 여기되면서 소정의 빛을 발하게 되고, 이 빛은 상기 액정 표시소자(1)를 통과하면서 이 액정 표시소자(1)의 작용에 따라 화상을 구현하도록 하게 된다.

이러한 상기 액정 표시장치의 작용시, 상기 반사 필터층(7)은, 상기 형광막(3)의 후면으로 새어 나가게 되는 빛을 상기 액정 표시소자(1) 전면 측으로 반사시키게 되는 바, 이로 인해 상기 액정 표시소자(1) 측으로 유입되는 광량은 증대되게 된다.

즉, 상기 액정 표시소자(1)에서 최종적으로 구현되는 화상은, 상기 반사 필터층(7)의 작용으로 상기 형광막(3)을 통해 나오는 빛의 발광 효율이 증대됨으로써 그 휘도를 향상시킬 수 있게 된다.

실질적으로 본 실시예에서는 상기 반사 필터층(7)의 사용 유뮤에 따른 액정 표시장치에 대한 각 형광체의 휘도를 비교한 결과, 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

예 1)

예 2)

상기 표를 보면 대략 상기 필터층(7)의 사용 유뮤에 따라, 형광체의 휘도 다시 말해, 상기 액정 표시장치로 구현되는 화면의 휘도가 대략 20% 정도 상승됨을 알 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 형광막(3)과 상기 반사 필터층(7)을 상기 액정 표시소자(1)의 후면 측으로 배치시켜 상기 액정 표시장치를 구성한 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 형광막(3)과 반사 필터층(7)을 상기 액정 표시소자(1)의 전면측으로 배치시킨 다른 실시예를 통해서 구성되는 것도 가능하다.

아울러, 본 발명에서는 상기 형광막(3)을 구성시, 각 형광체의 패턴 사이에 블랙매트릭스를 형성하게 되면, 액정 표시장치가 칼라 화상을 구현시, 화면의 컨트라스 향상에 효과를 거둘 수 있게 된다.

이상의 설명을 통해 알아 본 바와 같이, 본 발명에 의한 형광체를 이용한 액정 표시장치는, 형광체의 발광에 의해 화상이 구현될 때 얻을 수 있는 이점인 시야각의 확대와 색순도 개선 이외도, 상기 반사 필터층에 의한 휘도 상승의 효과로 품질 향상에 이점을 지닐 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 액정 표시소자와; 이 액정 표시소자의 일측면으로 배치되는 형광막과; 이 형광막의 후면으로 배치되어 이 형광막에서 발광되는 빛을 전방으로 반사시키는 반사 필터층과; 상기 액정 표시소자의 후면으로 배치되어 상기 형광막을 여기시켜 발광토록 하는 광원을 포함하고, 상기 광원이 주발광 피크를 365~410㎜의 파장대로 이루는 형광체 발광을 이용한 액정 표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 형광막을 구성하는 적, 녹, 청색 형광체는 주발광 피크가 365~410㎚의 파장대를 이루는 빛에 의해 여기되는 모든 형광체로 구비되는 형광체 발광을 이용한 액정 표시장치.