KR100438967B1 - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시소자의 휘도 및 색재현율을 향상시키기 위한 것으로, 광빔의 편광특성을 변환하는 상부 편광판과, 상기 상부 편광판의 상부에 배치되어 칼라필터와 공통전극이 형성된 칼라필터 기판과, 칼라필터 기판의 하부에 마련된 액정층과, 상기 액정층 하부에 배치되어 광빔의 투과량을 조절할 수 있도록 신호를 인가하는 박막트랜지스터가 매트릭스 형태로 마련된 하부기판과, 상부기판의 하부에 배치되어 광빔의 편광특성을 변환하는 하부 편광판과, 상기 하부 편광판의 하부에 배치되어 각각의 화소에 형성된 적(R), 녹(G), 청(B) 칼라필터와 일대일 대응이 되도록 형성된 적(R), 녹(G), 청(B) 발광소자를 포함하는 백라이트 유닛부로 이루어진다.The present invention is to improve the brightness and color reproducibility of the liquid crystal display device, an upper polarizing plate for converting the polarization characteristics of the light beam, a color filter substrate disposed on the upper polarizing plate formed with a color filter and a common electrode, a color filter A liquid crystal layer provided under the substrate, a thin film transistor disposed under the liquid crystal layer to apply a signal to control the amount of light beam transmission, and a lower substrate provided in a matrix form, and disposed under the upper substrate to provide polarization characteristics of the light beam. The lower polarizing plate to be converted, and the red (R) and green (G) which are disposed under the lower polarizing plate and correspond to the red (R), green (G) and blue (B) color filters formed in each pixel. The backlight unit includes a blue (B) light emitting device.
Description
본 발명은 액정표시소자(liquid crystal display device)에 관한 것으로, 특히 휘도 및 색재현율이 향상된 액정표시소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device having improved luminance and color reproducibility.
통상적으로, 액정 표시장치는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기등에 이용되고 있는 실정이다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.In general, liquid crystal display devices have tended to be gradually widened due to their light weight, thinness, and low power consumption. According to this trend, LCD is being used for office automation equipment, audio / video equipment, and the like. On the other hand, the LCD is controlled to display the desired image on the screen by adjusting the transmission amount of the light beam according to the image signal applied to the plurality of control switches arranged in a matrix form.
일반적으로, 액정표시소자는 도1에 도시한 바와 같이 광빔을 발생함과 아울러 균일하게 공급하는 백라이트 유닛(Back Light Unit;10)과, 백라이트 유닛(10)의 상부에 배치되어 광빔의 편광특성을 변환시키는 하부 편광판(22), 하부 편광판(22)의 상부에 배치되어 광빔의 투과량을 조절할 수 있도록 신호를 인가하는 박막트랜지스터(Thin Flim Transistor;38)가 매트릭스 형태로 마련된 하부기판(24)과, 하부기판(24)의 상부에 마련된 액정층(28)과, 액정층(28)의 상부에 형성된 공통전극(30)과, 공통전극(30)의 상부에 형성되고, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 세 가지 기본색깔의 염료나 혹은 안료를 포함하는 수지막의 칼라필터(Color Filter;36)와, 칼라필터(36)의 상부에 배치한 상부기판(32)과, 상부기판(32)의 상부에 배치되어 광빔의 편광특성을 변환하는 상부 편광판(34)을 구비한다. 백라이트 유닛(10)은 광빔을 발생하는 광원과 상기 광원에서 발생된 광빔을 액정패널 쪽으로 균일하게 안내하는 도광판과 상기 도광판의 하부에 위치하여 도광판의 저면 또는 측면으로 진행하는 광빔을 액정패널 방향으로 반사시키는 반사판으로 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해 백라이트 유닛(10)의 광빔은 액정패널 쪽으로 균일하게 진행하게 된다.In general, the liquid crystal display includes a backlight unit 10 that generates a light beam and uniformly supplies the light beam as shown in FIG. 1, and is disposed on the backlight unit 10 to improve polarization characteristics of the light beam. A lower substrate 24 disposed on the lower polarizing plate 22 to convert the lower polarizing plate 22 and having a thin film transistor 38 having a matrix to apply a signal to control a transmission amount of the light beam; The liquid crystal layer 28 provided on the lower substrate 24, the common electrode 30 formed on the liquid crystal layer 28, and the upper portion of the common electrode 30 are formed of red (R) and green ( G), a color filter 36 of a resin film containing dyes or pigments of three basic colors of blue (B), an upper substrate 32 disposed above the color filter 36, and an upper portion An upper polarizer 34 is disposed on the substrate 32 to convert polarization characteristics of the light beam. The backlight unit 10 reflects a light source for generating a light beam, a light guide plate for uniformly guiding the light beam generated by the light source toward the liquid crystal panel, and a light beam positioned below the light guide plate and traveling toward the bottom or side of the light guide plate in the direction of the liquid crystal panel. It is composed of a reflector. By this configuration, the light beam of the backlight unit 10 proceeds uniformly toward the liquid crystal panel.
상기한 바와같이 액정 표시장치는 자체적으로 발광하지 못하고, 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 특성을 갖기 때문에 액정 패널에 빛을 조사하기 위해 별도로 구비되는 백라이트 유닛은 광원이 액정표시소자의 밑면에 배치되어 빛이 액정 패널의 전면에 직접 투과되도록 하는 직하 방식과, 도광판의 일측면 또는 양측면에 배치되어, 빛이 도광판, 반사판 및 시트들(sheets)을 통해 반사, 확산 및 집광됨으로써, 액정 패널의 전면에 투과되도록 하는 에지(edge) 방식으로 나뉘어지며, 현재는 주로 에지 방식이 사용되고 있다.As described above, the liquid crystal display does not emit light by itself, and has a characteristic of displaying an image by adjusting light transmittance, so that a backlight unit provided separately for irradiating light onto the liquid crystal panel has a light source disposed on the bottom of the liquid crystal display. Disposed directly so that light is transmitted directly to the front side of the liquid crystal panel, and disposed on one or both sides of the light guide plate such that the light is reflected, diffused and collected through the light guide plate, the reflecting plate and the sheets, thereby It is divided into the edge (edge) method to be transmitted to the front surface, and currently the edge method is mainly used.
그러나, 에지 방식은 직하 방식에 비해 휘도가 떨어지므로, 이를 조금이라도 보상하기 위해 프리즘 시트를 사용함으로써, 빛을 집광하려는 시도를 하고 있다.However, since the edge method has a lower luminance than the direct method, an attempt is made to condense light by using a prism sheet to compensate for this.
도 2의 도면을 참조하여 에지 방식의 백라이트 유닛부의 구조 및 그 역할에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the drawings of Figure 2 will be described in detail with respect to the structure and its role of the edge-type backlight unit.
에지 방식의 백라이트 유닛부는 램프(41)로부터 발생된 빛을 안내하기 위한 도광판(42)과; 상기 램프(41)를 감싸는 형태로 도광판(42)의 측면에 설치되는 램프 하우징(43)을 구비한다. 여기서, 램프(41)는 주로 냉음극관이 사용된다.The edge unit backlight unit includes a light guide plate 42 for guiding light generated from the lamp 41; It is provided with a lamp housing 43 which is installed on the side of the light guide plate 42 to surround the lamp 41. Here, the cold cathode tube is mainly used for the lamp 41.
상기 램프(41)에서 발생된 빛은 도광판(42)의 측면 쪽으로 입사되며, 상기 램프 하우징(43)의 내면 표면은 빛을 반사시킬 수 있도록 처리되어, 램프(41)로부터 발생된 빛을 도광판(42)의 측면 쪽으로 반사시킴으로써, 램프(41)에서 발생된 빛의 이용률을 향상시키게 된다.The light generated by the lamp 41 is incident toward the side of the light guide plate 42, and the inner surface of the lamp housing 43 is processed to reflect the light, so that light generated from the lamp 41 may be reflected by the light guide plate ( By reflecting toward the side of 42, the utilization of the light generated in the lamp 41 is improved.
한편, 상기 도광판(42)은 경사진 하면과 수평한 상면(또는, 경사진 상면과 수평한 하면)의 패널 형태를 갖도록 PMMA와 같은 플라스틱 계열의 투명한 물질로 형성되며, 그 도광판(42)의 경사진 면은 빛을 균일하게 반사시키기 위하여 다수의 도트(dot)나 V형태의 홈이 구비됨에 따라 램프(41)로부터 발생된 빛이 상면을 경유하여 위쪽으로 균일하게 진행되도록 한다.On the other hand, the light guide plate 42 is formed of a plastic-based transparent material such as PMMA to have a panel form of the inclined lower surface and the horizontal upper surface (or, the inclined upper surface and the horizontal lower surface), the slope of the light guide plate 42 As the photograph surface is provided with a plurality of dots or V-shaped grooves to uniformly reflect the light, the light generated from the lamp 41 is uniformly advanced upwards through the upper surface.
그리고, 상기 도광판(42)의 아래쪽에는 반사판(44)이 설치되고, 위쪽에는 확산판(45), 제1 및 제2프리즘 시트들(46a,46b), 그리고 보호 시트(48)가 순차적으로 설치된다. 여기서, 반사판(44)은 도광판(42)의 하면을 통해 아래쪽으로 투과되는 빛을 다시 도광판(42)쪽으로 반사시킴으로써, 빛의 손실을 줄임과 아울러 도광판(42)의 위쪽으로 투과되는 빛의 균일도를 향상시키는데 기여한다.In addition, a reflecting plate 44 is disposed below the light guide plate 42, and a diffusion plate 45, first and second prism sheets 46a and 46b, and a protective sheet 48 are sequentially installed above. do. Here, the reflecting plate 44 reflects the light transmitted downward through the lower surface of the light guide plate 42 toward the light guide plate 42, thereby reducing the loss of light and improving the uniformity of the light transmitted above the light guide plate 42. Contribute to improvement.
따라서, 상기 도광판(42)은 반사판(44)과 함께 램프(41)로부터 발생된 빛을 위쪽방향으로 안내하게 된다.Therefore, the light guide plate 42 guides the light generated from the lamp 41 along with the reflecting plate 44 upward.
그리고, 상기 도광판(42)과 제1프리즘 시트(46a) 사이에 설치된 확산판(45)은 도광판(42)로부터 입사되는 빛을 분산시킴으로써, 빛의 부분적인 밀집으로 인한 얼룩이 발생되지 않도록 한다. 또한, 확산판(45)은 제1프리즘 시트(46a)쪽으로 진행하는 빛의 방향을 수직하게 일으켜 세우는 역할도 수행한다.In addition, the diffusion plate 45 disposed between the light guide plate 42 and the first prism sheet 46a disperses the light incident from the light guide plate 42, so that spots due to partial concentration of light may not be generated. In addition, the diffusion plate 45 also plays a role of vertically raising the direction of the light traveling toward the first prism sheet 46a.
그리고, 상기 제1프리즘 시트(46a)는 평평한 하면과 전후방향으로 주름진 주름면을 갖는 반면에, 제2프리즘 시트(47)는 평평한 하면과 좌우방향으로 주름진 주름면을 갖는다. 따라서, 제1프리즘 시트(46a)는 제2프리즘 시트(47)쪽으로 진행하는 빛을 전후방향에서 집광하고, 제2프리즘 시트(47)는 보호 시트(48)쪽으로 진행하는 빛을 좌우방향에서 집광함으로써, 결과적으로 확산판(45)으로부터 보호 시트(48)쪽으로 진행되는 빛을 일으켜 세워 수직하게 진행될 수 있도록 한다.In addition, the first prism sheet 46a has a flat lower surface and a corrugated surface corrugated in the front and rear directions, while the second prism sheet 47 has a flat lower surface and a corrugated surface corrugated in the left and right directions. Accordingly, the first prism sheet 46a condenses the light traveling toward the second prism sheet 47 in the front and rear directions, and the second prism sheet 47 condenses the light traveling toward the protective sheet 48 in the left and right directions. As a result, the light propagating toward the protective sheet 48 from the diffusion plate 45 is raised so that it can proceed vertically.
이에 따라, 상기 제1 및 제2프리즘 시트들(46a,46b)을 통과하는 빛은 수직하게 진행되어 보호 시트(48)의 전표면에 대하여 균일하게 분포하게 됨으로써, 휘도가 향상된다.Accordingly, the light passing through the first and second prism sheets 46a and 46b is vertically distributed and uniformly distributed with respect to the entire surface of the protective sheet 48, thereby improving luminance.
그리고, 상기 보호 시트(48)는 백라이트 어셈블리의 최상층에 형성되어, 먼지나 긁힘(scratch)에 민감한 하부 시트들을 보호하고, 백라이트 어셈블리만을 운반하는 경우에 하부 시트들의 유동을 방지하는 역할을 하며, 그 외에 빛의 분포가 보다 균일해지도록 빛을 확산시키는 특성을 갖도록 할 수 있다.In addition, the protective sheet 48 is formed on the top layer of the backlight assembly to protect the lower sheets sensitive to dust or scratches, and to prevent the flow of the lower sheets when only the backlight assembly is transported. In addition, the light distribution may have a property of diffusing light to make the distribution of light more uniform.
그리고, 메인 지지대(49)는 상기 램프(41), 도광판(42), 램프 하우징(43), 반사판(44), 확산판(45), 제1 및 제2프리즘 시트들(46a,46b), 그리고 보호 시트(48)들을 지지함과 아울러 각 부재들을 안착시키는 역할을 한다.The main support 49 may include the lamp 41, the light guide plate 42, the lamp housing 43, the reflecting plate 44, the diffusion plate 45, the first and second prism sheets 46a and 46b, In addition, the protective sheet 48 is supported and serves to seat each member.
그리고, 탑 케이스(top case, 21)가 설치되어 상기 액정 패널(50)의 상면 가장자리 전체를 눌러 고정시킨다.In addition, a top case 21 is installed to press and fix the entire upper edge of the liquid crystal panel 50.
직하방식의 백라이트는 에지방식에 비해 광 이용 효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다.The direct type backlight is mainly used for a large screen liquid crystal display device requiring high brightness because the light utilization efficiency is higher than that of the edge method.
직하 방식의 백라이트 유닛부는 빛을 발생시키는 램프부와 상기 램프부 하부에 빛을 반사하는 반사판과, 상기 램프부와 소정간격 이격되어 램프부 상부에 설치되어 램프에서 발산된 빛을 확산시켜 액정 패널로 보내는 확산판과, 상기 램프부, 반사판, 확산판들을 지지함과 아울러 각 부재들을 안착시키는 메인 지지대로 구성되어 있다.The direct light type backlight unit includes a lamp unit for generating light, a reflecting plate for reflecting light under the lamp unit, and is installed on the lamp unit at a predetermined distance from the lamp unit to diffuse light emitted from the lamp into the liquid crystal panel. It consists of a sending diffuser, a main support for supporting the lamp unit, the reflecting plate, and the diffusing plates, and for seating the members.
한편, 상기와 같이 구성된 백라이트 유닛부에서 도1 에 도시한 액정패널(50) 쪽으로 진행하는 백색 광빔은 하부 편광판(22)에 의해 편광되게 된다. 이렇게 편광된 광빔이 박막트랜지스터(38)에 의해 조절된 액정을 지나면서 편광상태가 바뀌게 된다. 이를 상세히 설명하면, 박막트랜지스터(38)가 온 되면 영상신호가 박막트랜지스터(38)를 경유하여 화소전극(26)에 인가되게 된다. 이때, 화소전극(26)과 공통전극(30) 간의 전위에 대응하여 액정의 배열형태가 바뀌게 된다.On the other hand, the white light beam traveling from the backlight unit configured as described above toward the liquid crystal panel 50 shown in FIG. 1 is polarized by the lower polarizer 22. As the polarized light beam passes through the liquid crystal controlled by the thin film transistor 38, the polarization state is changed. In detail, when the thin film transistor 38 is turned on, an image signal is applied to the pixel electrode 26 via the thin film transistor 38. At this time, the arrangement of the liquid crystals is changed in response to the potential between the pixel electrode 26 and the common electrode 30.
액정층(28)에 의해 편광상태가 바뀐 광빔은 칼라필터(36)을 경유하여 각각의 칼라필터에 해당하는 색의 파장을 가지게 된다. 이 경우, 칼라필터를 투과한 광빔의 스펙트럼 특성이 도 3에 도시되어 있다. 또한, 하나의 화소에는 적(R), 녹(G), 청(B)에 해당하는 부화소(sub-pixel)가 각각 마련되어 있다. 즉, 적(R), 녹(G), 청(B)을 포함한 3개의 부화소가 하나의 화소(pixel)를 이루게 된다.The light beam whose polarization state is changed by the liquid crystal layer 28 has a wavelength of a color corresponding to each color filter via the color filter 36. In this case, the spectral characteristics of the light beam transmitted through the color filter are shown in FIG. In addition, one pixel is provided with sub-pixels corresponding to red (R), green (G), and blue (B), respectively. That is, three subpixels including red (R), green (G), and blue (B) form one pixel.
이와 같이, 칼라필터(36)에 의해 소정의 색으로 구현된 광빔은 상부기판(32)을 경유한 후 상부 편광판(34)으로 진행하여 영상신호에 대응하는 화상을 나타내게 된다.As such, the light beam implemented in the predetermined color by the color filter 36 passes through the upper substrate 32 and then proceeds to the upper polarizing plate 34 to display an image corresponding to the image signal.
그러나, 백라이트부(10)에서 입사되는 백색광이 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 칼라필터를 통과시킴으로써 색상을 구현하기 때문에 색의 순도가 떨어지는 문제점이 있었다.However, since the white light incident from the backlight unit 10 passes through the red (R), green (G), and blue (B) color filters, the color is realized, thereby degrading the purity of the color.
또한, 색의 순도를 향상시키기 위해서 광중합 개시제, 모노머(monomer), 바인더(binder) 등의 광중합형 감광 조성물과 색상을 구현하는 유기 안료로 구성되어 있는 칼라필터를 두껍게 형성하게 되면 빛의 투과량이 감소하여 휘도가 감소하는 문제가 발생하게 된다.In addition, in order to improve the purity of the color to form a thick color filter consisting of a photopolymerization photosensitive composition, such as a photoinitiator, a monomer, a binder and an organic pigment that implements color, the amount of light transmitted decreases. This causes a problem of decreasing luminance.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 액정 패널의 상부 기판에 형성된 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 칼라필터에 대응되도록 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 발광다이오드(Light Emitting Diode)를 구성하여 광원으로 사용함으로써, 색재현 범위가 넓고 휘도가 향상된 액정표시장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to correspond to the color filters of red (R), green (G), and blue (B) formed on the upper substrate of the liquid crystal panel. ) And a green (G) and blue (B) light emitting diode (Light Emitting Diode) to be used as a light source, to provide a liquid crystal display device having a wide color reproduction range and improved brightness.
도 1은 일반적인 액정표시장치의 구성을 도시한 도면.1 is a diagram illustrating a configuration of a general liquid crystal display device.
도 2는 에지 방식의 백라이트 유닛부를 도시한 도면.2 is a view showing the edge unit of the backlight unit.
도 3은 칼라필터를 투과한 광빔의 스펙트럼 특성을 도시한 도면.3 shows the spectral characteristics of a light beam passing through a color filter.
도 4는 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 칼라필터와 동일하게 배치된 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 발광소자가 광원으로 구성된 본 발명의 액정표시장치를 도시한 도면.Figure 4 is a red (R), green (G), blue (B) color of the red (R), green (G), blue (B) color light emitting elements arranged in the same manner as the light source is configured as a light source Fig. 2 shows a liquid crystal display device.
도 5a 내지 도 5c는 광원에 배치될 수 있는 발광소자의 배치 구조를 도시한 도면.5A to 5C are diagrams illustrating an arrangement structure of a light emitting device that may be disposed in a light source.
도 6은 도 4에 있어서, 백라이트부를 상세하게 도시한 상세도.FIG. 6 is a detailed view of the backlight unit of FIG. 4 in detail. FIG.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
51: 상부 편광판 52: 칼라필터51: upper polarizing plate 52: color filter
53: 공통 전극 61: 박막트랜지스터53: common electrode 61: thin film transistor
62: 하부 편광판 63: 게이트 라인62: lower polarizer 63: gate line
65: 데이터 라인 67: 화소 전극65 data line 67 pixel electrode
83: 광원 85: 광원부83: light source 85: light source
84: 메인 지지대 87: 반사판84: main support 87: reflector
89: 확산판 88: 탑 게이스89: diffuser 88: top gay
90: 액정패널90: liquid crystal panel
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자는 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 칼라필터가 구비된 칼라필터 기판; 상기 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 칼라필터에 대응하는 적(R), 녹(G), 청(B) 화소의 액정셀들이 액티브 매트릭스 형태로 배열되며, 각각의 액정셀에 박막 트랜지스터(TFT)가 구비된 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판; 상기 칼라필터 기판과 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판 사이에 형성된 액정층; 및 상기 박막 트랜지스터의 어레이 기판 하부에 적(R), 녹(G), 청(B) 칼라필터의 색상과 일치하도록 배치된 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 발광소자가 광원으로 구성된 백라이트부로 이루어진다.Liquid crystal display device of the present invention for achieving the above object is a color filter substrate having a color filter of red (R), green (G), blue (B) color; The liquid crystal cells of the red (R), green (G), and blue (B) pixels corresponding to the color filters of the red (R), green (G), and blue (B) colors are arranged in an active matrix form. A thin film transistor (TFT) array substrate having a thin film transistor (TFT) in a liquid crystal cell; A liquid crystal layer formed between the color filter substrate and the thin film transistor (TFT) array substrate; And red (R), green (G), and blue (B) light emitting devices disposed under the array substrate of the thin film transistor so as to match the colors of the red (R), green (G), and blue (B) color filters. Consists of a backlight unit composed of a light source.
또한, 상기 칼라필터 기판 상부에 배치된 상부 편광판과 박막트랜지스터 어레이 기판의 하부에 배치된 하부 편광판을 추가로 포함한다.The apparatus may further include an upper polarizer disposed on the color filter substrate and a lower polarizer disposed below the thin film transistor array substrate.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 상기한 바와 같은 본 발명의 액정표시소자에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a liquid crystal display of the present invention as described above with reference to the accompanying drawings in detail as follows.
도 4는 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 칼라필터와 동일하게 배치된 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 발광소자가 광원으로 구성된 본 발명의 액정표시장치를 도시한 것이다.Figure 4 is a red (R), green (G), blue (B) color of the red (R), green (G), blue (B) color light emitting elements arranged in the same manner as the light source is configured as a light source Shows a liquid crystal display device.
도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 칼라필터(52)가 구비된 상부 기판(50)과; 상기 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 칼라필터(52)에 대응하는 적(R), 녹(G), 청(B) 화소의 액정셀들이 액티브 매트릭스 형태로 배열되며, 각각의 액정셀에 박막 트랜지스터(TFT)(61)가 구비된 하부 기판(60)과; 상기 상부 기판(50)과 하부 기판(60) 사이에 형성된 액정층(70)과; 상기 하부 기판(60) 하부에 적(R), 녹(G), 청(B) 칼라필터(52)의 색상과 일치하도록 동일하게 배치된 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 발광소자(83)가 광원으로 형성된 백라이트부(80)로 구성되어 있다.As shown in the figure, the liquid crystal display of the present invention comprises: an upper substrate 50 provided with color filters 52 of red (R), green (G), and blue (B) colors; The liquid crystal cells of the red (R), green (G), and blue (B) pixels corresponding to the color filters 52 of the red (R), green (G), and blue (B) colors are arranged in an active matrix form. A lower substrate 60 having a thin film transistor (TFT) 61 in each liquid crystal cell; A liquid crystal layer 70 formed between the upper substrate 50 and the lower substrate 60; Red (R), green (G), and blue (B) are disposed under the lower substrate 60 so as to match the colors of the red (R), green (G), and blue (B) color filters (52). The color light emitting device 83 is composed of a backlight unit 80 formed as a light source.
상기 상부 기판(50)은 유리 기판 하부에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 세 가지 기본색깔의 염료나 혹은 안료를 포함하는 수지막의 칼라필터(52)와, 상기의 칼라필터(52)의 평탄화를 위하여 또는 ITO와의 접착력을 향상시키기 위한 오버 코우트(over coat)막(미도시)과, 액정셀에 전압을 인가하기 위해 형성된 투명한 전도체인 ITO로 만들어진 공통전극(53)과, 액정 분자들의 배향을 위해 형성된 배향막으로 구성되어 있으며, 상기 칼라필터(52)의 픽셀 사이에는 빛샘 방지를 위하여 블랙 매트릭스(미도시)가 추가로 형성되어 있으며, 상기 상부 기판(50)의 상부에는 상부 편광판(51)이 구성되어 있다.The upper substrate 50 is a color filter 52 of a resin film containing dyes or pigments of three basic colors of red (R), green (G), and blue (B) below the glass substrate, and the color A common electrode 53 made of an overcoat film (not shown) for flattening the filter 52 or for improving adhesion to the ITO, and ITO, a transparent conductor formed to apply a voltage to the liquid crystal cell. And an alignment layer formed for alignment of liquid crystal molecules, and a black matrix (not shown) is further formed between pixels of the color filter 52 to prevent light leakage, and an upper portion of the upper substrate 50. The upper polarizing plate 51 is comprised.
상기 하부 기판(60)은 다수의 게이트 라인(gate line)(63)과 데이터 라인(data line)(65)이 매트릭스(matrix)형태로 교차되어 정의되는 화소와, 상기 게이트 라인(63)과 데이터 라인(65)이 교차하는 지점에 형성되고 게이트 전극(미도시)과 소스 전극(미도시)과 드레인 전극(미도시)을 포함하는 박막트랜지스터(61)와, 액정셀에 전압을 인가하기 위해 형성된 투명한 전도체인 ITO로 만들어진 화소전극(67)과, 액정 분자들의 배향을 위해 형성된 배향막(미도시)으로 구성되어 있으며, 상기 박막트랜지스터(61)의 구성에서, 게이트전극은 상기 게이트 라인(63)에서 일 방향으로 소정면적 돌출되어 형성되며, 상기 소스전극은 상기 데이터 라인(65)에서 상기 게이트전극 상부로 돌출되어 형성된다.The lower substrate 60 includes pixels in which a plurality of gate lines 63 and data lines 65 cross each other in a matrix form, and the gate lines 63 and data. A thin film transistor 61 formed at a point where the line 65 crosses and including a gate electrode (not shown), a source electrode (not shown), and a drain electrode (not shown), and formed to apply a voltage to the liquid crystal cell And a pixel electrode 67 made of ITO, which is a transparent conductor, and an alignment film (not shown) formed for the alignment of liquid crystal molecules. In the configuration of the thin film transistor 61, a gate electrode is formed at the gate line 63; A predetermined area protrudes in one direction, and the source electrode protrudes from the data line 65 to the upper portion of the gate electrode.
또한, 상기 하부 기판(60)의 하면에는 하부 편광판(62)이 구성되어 있다.In addition, a lower polarizer 62 is formed on the lower surface of the lower substrate 60.
상기 백라이트부(80)에는 상부 기판(50)에 형성된 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 칼라필터(52)와 동일하게 배치된 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 발광소자(83)가 배치된 광원부(85)이 형성되어 있다.The backlight unit 80 includes red (R), green (G), and red (R), green (G), and blue (B) color filters 52 that are disposed in the same manner as the color filter 52 formed on the upper substrate 50. A light source unit 85 in which a light emitting element 83 of blue (B) color is disposed is formed.
이하, 상기 백라이트부(80)를 상세하게 도시한 도 5를 참조하여 상기 백라이트부(80)의 구조 및 작용에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the structure and operation of the backlight unit 80 will be described in detail with reference to FIG. 5 showing the backlight unit 80 in detail.
상기 백라이트부(80)에는 광원(83)을 안착시키고 있으면서 광원(83)의 하부 또는 측면으로 진행하는 광빔을 액정 패널 방향으로 반사시키는 반사판(87)과, 상기 광원(83)과 소정간격 이격되어 광원(83) 상부에 설치되어 광원(83)에서 발산된 빛을 확산시켜 칼라필터가 형성된 상부 기판(50)과 박막트랜지스터 어레이가 형성된 하부 기판(60)으로 이루어진 액정 패널(90)로 보내는 확산판(89)으로 구성되어 있다.The backlight unit 80 is spaced apart from the light source 83 by a reflecting plate 87 for reflecting a light beam traveling toward the liquid crystal panel while the light source 83 is seated on the lower side or the side of the light source 83. A diffusion plate installed on the light source 83 to diffuse the light emitted from the light source 83 to the liquid crystal panel 90 including an upper substrate 50 having a color filter and a lower substrate 60 having a thin film transistor array; It consists of 89.
이때, 반사판(87)은 광원(83))으로부터 발생하는 빛을 효율적으로 반사시키기 위해서 주기적인 "V" 굴곡 형상으로 형성되어 있으며, 각각의 "V" 굴곡 내부에는 상부 기판(50)의 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 칼라필터와 1:1 대응하는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 발광소자(83)가 배치되어 있다.At this time, the reflective plate 87 is formed in a periodic "V" bend shape in order to efficiently reflect the light generated from the light source 83, each red "V" of the upper substrate 50 inside the "V" bend ( Red (R), green (G), and blue (B) light emitting elements 83 corresponding to the color filters R, green, and blue (B) 1: 1 are disposed.
또한, 상기 광원(83), 반사판(87), 확산판(89) 그리고 액정 패널(90)은 메인 지지대(84)에 안착되어 있으며, 탑 케이스(top case, 88)가 설치되어 상기 액정 패널(90)의 상면 가장자리 전체를 눌러 고정시킨다.In addition, the light source 83, the reflecting plate 87, the diffusion plate 89, and the liquid crystal panel 90 are mounted on the main support 84, and a top case 88 is installed to provide the liquid crystal panel ( Press the entire top edge of 90) to fix it.
상기한 바와 같이 구성된 백라이트부의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the backlight unit configured as described above are as follows.
먼저, 반사판(87)의 "V"자 굴곡 내부에 배치된 발광소자의 광원(83)으로부터 발생된 빛은 광원(83)의 상부에 형성된 확산판(89)으로 직접 진행한다. 상기 확산판(89)에 입사된 빛의 일부는 확산판(89)을 통과하여 상부로 진행하고, 나머지 일부는 광원(83)의 하부에 구비된 반사판(87)에 의해 반사된 후, 확산판(89)을 통과하여 상부로 진행하게 된다.그리고, 확산판을 통해 진행되는 빛은 액정 패널의 적(R), 녹(G), 청(B) 화소로 입사되는데 이때, 상기 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광소자는 액정 패널의 상부 기판에 형성된 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 칼라필터와 일대일 대응이 되도록 배치되어 적색(R)의 발광소자에서 발생하는 빛은 적색(R)의 칼라필터로 진행하고, 녹색(G)의 발광소자에서 발생하는 빛은 적색(R)의 칼라필터로 진행하게 된다.따라서, 칼라필터와 동일한 색상의 빛이 투과하기 때문에, 종래 백광색에 의한 투과빛에 비하여 적(R), 녹(G), 청(B) 색상의 순도를 높일 수 있으며, 이에 따라 색재현 범위를 넓힐 수 있다.First, the light generated from the light source 83 of the light emitting element disposed inside the “V” shaped bend of the reflecting plate 87 proceeds directly to the diffuser plate 89 formed on the light source 83. A part of the light incident on the diffuser plate 89 passes through the diffuser plate 89 and proceeds upward, and the other part is reflected by the reflector plate 87 provided under the light source 83, and then diffused. The light proceeds through the upper part 89 and proceeds upward. The light traveling through the diffuser plate is incident on the red, green, and blue pixels of the liquid crystal panel. The light emitting devices of green (G) and blue (B) are disposed in one-to-one correspondence with color filters of red (R), green (G) and blue (B) formed on the upper substrate of the liquid crystal panel. Light from the light emitting device proceeds to the color filter of red (R), and light from the light emitting device of green (G) proceeds to the color filter of red (R). Since light is transmitted, the purity of red (R), green (G), and blue (B) colors can be increased as compared with the conventionally transmitted white light color. It can be widened.
도 5a 내지 도 5c는 광원이 배치될 수 있는 발광소자의 배치 구조를 도시한 것이다.5A to 5C illustrate an arrangement structure of a light emitting device in which a light source may be disposed.
일반적으로, 액정 패널의 상부기판에 형성되는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 칼라필터 배열은 액정 표시장치의 용도에 따라 스트립(strip) 배열, 모자이크(mosaic) 배열, 델타(delta) 배열로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광 소자가 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 칼라필터와 동일한 위치에 형성되는 발광소자의 배열은 도 6a, 도 6b, 도 6c 순으로 스트립 배열, 모자이크 배열, 델타 배열로 형성할 수 있다.In general, the color filter arrangements of red (R), green (G), and blue (B) formed on the upper substrate of the liquid crystal panel are strip array, mosaic array, and delta depending on the purpose of the liquid crystal display. It may consist of a (delta) array. Accordingly, the arrangement of the light emitting devices in which the light emitting devices of red (R), green (G), and blue (B) are formed at the same position as the color filters of red (R), green (G), and blue (B) is illustrated in FIG. 6A, 6B, and 6C may be formed in a strip arrangement, a mosaic arrangement, and a delta arrangement.
본 발명의 백라이트로 적용되는 발광 소자는 매우 얇고, 가벼우며, 균일한 광을 제공하는 EL(electro luminescence)을 사용할 수 있으나, EL의 수명이 짧은 단점으로 인하여 EL에 비해서 밝기가 더 밝으며, 수명이 길고, 전력 소비가 적은 LED(light emitting diode)를 사용하는 것이 바람직하다.The light emitting device applied as the backlight of the present invention may use an EL (electro luminescence) which provides a very thin, light and uniform light, but the brightness is brighter than the EL due to the short lifespan of the EL, the lifetime It is desirable to use this long, low power light emitting diode (LED).
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 액정 표시장치는 백라이트로 EL, 또는 LED를 사용함으로써, 소비 전력을 줄일 수 있고, 적(R), 녹(G), 청(B) 발광소자를 액정 패널의 상부 기판에 형성된 적(R), 녹(G), 청(B) 칼라필터와 일대일 대응이 되도록 배치시켜 적색(R)의 발광소자에서 발생하는 빛은 적색(R)의 칼라필터로 진행 하고, 녹색(G)의 발광소자에서 발생하는 빛은 적색(R)의 칼라필터로 진행하고, 청색(B)의 발광소자에서 발생하는 빛은 청색의 칼라필터로 진행하도록 함으로써, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 순도를 높여 색재현 범위를 넓힐 수 있는 효과가 있다.The liquid crystal display according to the present invention as described above can reduce the power consumption by using the EL or LED as a backlight, and the red (R), green (G), blue (B) light emitting element to the upper portion of the liquid crystal panel The red (R), green (G), and blue (B) color filters formed on the substrate correspond to the one-to-one correspondence, and the light emitted from the red (R) light emitting element proceeds to the red (R) color filter, and green Light emitted from the light emitting device (G) proceeds to the color filter of red (R), and light generated from the light emitting device of the blue (B) proceeds to the color filter of blue, whereby red (R) and green ( G), blue (B) has the effect of increasing the color reproduction range by increasing the purity.
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- 2001-12-29 KR KR10-2001-0088591A patent/KR100438967B1/en active IP Right Grant
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