KR100878279B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

적색, 녹색, 청색 색필터를 가지는 액정 표시 패널, 액정 표시 패널의 일측에 배치되어 있는 백라이트 유닛을 포함하고, 백라이트 유닛이 내는 빛의 색좌표는 x값이 0.30에서 0.34, y값이 0.29에서 0.35이고, 적색 색필터의 적색 빛에 대한 흡수 계수를 OR, 녹색 색필터의 녹색 빛에 대한 흡수 계수를 OG, 청색 색필터의 청색 빛에 대한 흡수 계수를 OB라 하면, OR ≥ OB 또는 OG ≥ O B를 만족하는 액정 표시 장치를 마련한다.
액정표시장치, 백라이트, 색좌표, 색필터, 흡수계수

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAYS}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 휘도가 향상되는 원리를 종래 기술에 따른 액정 표시 장치와 비교한 것이고,
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 나오는 빛과 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 나오는 빛의 스펙트럼을 비교한 것이다.
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 백라이트를 사용하는 투과형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 일반적으로 전기장을 생성하는 전극을 가지고 있는 두 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 두 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표현하는 장치이다.
이러한 액정 표시 장치는 화소 전극과 적색(R:red), 녹색(G:green), 청색(B:blue)의 색필터가 형성되어 있는 다수의 화소를 가지며, 배선을 통하여 인가되는 신호에 의하여 각 화소들이 구동되어 표시 동작이 이루어진다. 배선에는 주사 신호를 전달하는 게이트선(또는 주사 신호선), 화상 신호를 전달하는 데이터선(또는 화상 신호선)이 있으며, 각 화소는 하나의 게이트선 및 하나의 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터가 형성되어 있으며 이를 통하여 화소에 형성되어 있는 화소 전극에 전달되는 화상 신호가 제어된다.
그러나, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 삼색 화소를 토대로 하나의 도트를 표시하는 액정 표시 장치에서는 표현하려는 색 이외의 빛을 흡수함으로써 색을 표현하기 때문에 휘도가 낮은 것이 문제점이다.
본 발명의 기술적 과제는 액정 표시 장치의 휘도를 향상하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 백라이트의 광원이 내는 빛의 청색 성분을 줄이고 녹색 및 적색 성분은 늘이며, 청색 색필터의 청색 흡수 계수를 낮춘다.
구체적으로는, 적색, 녹색, 청색 색필터를 가지는 액정 표시 패널, 상기 액정 표시 패널의 일측에 배치되어 있는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛이 내는 빛의 색좌표는 x값이 0.30에서 0.34, y값이 0.29에서 0.35이고, 상기 적색 색필터의 적색 빛에 대한 흡수 계수를 OR, 상기 녹색 색필터의 녹색 빛에 대한 흡수 계수를 OG, 상기 청색 색필터의 청색 빛에 대한 흡수 계수를 OB라 하면, O R ≥ OB 또는 OG ≥ OB를 만족하는 액정 표시 장치를 마련한다.
또는, 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판의 내측면에 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 상기 제1 절연 기판이 내측면에 형성되어 있으며 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극, 상기 제1 절연 기판의 내측면과 마주보고 있는 내측면을 가지는 제2 절연 기판, 상기 제2 절연 기판의 내측면에 형성되어 있으며 화소를 정의하는 블랙 매트릭스, 상기 블랙 매트릭스가 정의하는 화소에 형성되어 있는 적색, 녹색 및 청색 색필터, 상기 색필터 위에 형성되어 있는 기준 전극, 상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 충진되어 있는 액정을 포함하고, 상기 적색 색필터의 적색 빛에 대한 흡수 계수를 OR, 상기 녹색 색필터의 녹색 빛에 대한 흡수 계수를 OG, 상기 청색 색필터의 청색 빛에 대한 흡수 계수를 OB라 하면, O R ≥ OB 또는 OG ≥ OB를 만족하는 액정 표시 장치를 마련한다.
이 때, 상기 제1 절연 기판의 외측면에 배치되어 있는 백라이트 유닛을 더 포함하고, 상기 백라이트 유닛이 내는 빛의 색좌표는 x값이 0.30에서 0.34, y값이 0.29에서 0.35인 것이 바람직하다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명 하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치는 하부 표시판, 이와 마주보고 있는 상부 표시판, 하부 표시판과 상부 표시판 사이에 충진되어 있고 소정 방향으로 배향되어 있는 액정 분자를 포함하는 액정층(3), 상하부 편광판(12, 22), 상하부 보상판(13, 23) 및 백라이트 유닛(350) 등으로 이루어진다. 액정 분자는 전계 인가에 따라 배향이 변하게 되는데 배향이 변하는 정도에 따라 광의 투과량이 달라진다.
하부 표시판은 유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 하부 기판(110), 그 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있으며 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있는 화소 전극(190)을 포함한다. 이 때, 박막 트랜지스터는 화소 전극(190)에 인가되는 화상 신호 전압을 스위칭한다. 박막 트랜지스터는 절연 기판(110) 위에 형성되어 있는 게이트 전극(123), 게이트 전극(123)을 덮고 있는 게이트 절연막(140), 게이트 절연막(140) 위에 형성되어 있는 비정질 규소층(154), 비정질 규소층(154) 위에 형성되어 있는 저항성 접촉층(163, 164), 저항성 접촉층(163, 164) 위에 형성되어 있는 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 등으로 이루어져 있고, 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)을 보호막(180)이 덮고 있다. 보호막(180)에는 접촉구(181)가 형성되어 있어서 이를 통하여 화소 전극(190)이 드레인 전극(175)과 연결되어 있다.
하부 기판(110)의 아래 면에는 하부 보상판(13)과 하부 편광판(12)이 부착되어 있다. 여기서 하부 보상판(13)은 이축성 보상 필름 또는 일축성 보상 필름이 사용될 수 있고, 또 때에 따라서는 생략될 수도 있다.
하부 편광판(12)의 아래에는 백라이트 유닛(350)이 배치되어 있다. 백라이트 유닛(350)은 냉음극관을 사용하는 광원(351) 및 도광판(352) 등으로 구성되어 있다. 이 때, 광원(351)이 내는 빛은 색좌표상 x값이 0.30에서 0.34, y값이 약 0.29에서 0.35이다. 이는 종래의 백라이트 광원이 내던 빛에 비하여 청색 성분이 감소한 것이다. 즉, 종래의 액정 표시 장치용 백라이트로써 일반적으로 사용되는 광원이 색좌표 (x=0.29/y=0.28) 정도의 빛을 내던 것에 비하여 청색 성분이 감소한 것이다. 이러한 광원을 얻기 위하여는 광원(351)이 포함하는 청색 발광 물질의 양을 일정량 감소시키고 적색과 녹색 발광 물질의 양을 일정량 증가시키면 된다.
상부 표시판은 유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 상부 기판(210), 그 아래 면에 형성되어 있으며 매트릭스형으로 화소를 정의하는 블랙 매트릭스(220), 블랙 매트릭스(220)가 정의하는 화소에 형성되어 있는 적, 녹, 청색의 색필터(230R, 230G, 230B) 및 ITO 또는 IZO 등의 투명한 도전 물질로 이루어져 있는 기준 전극(270)이 형성되어 있다.
여기서, 블랙 매트릭스(220)가 정의하는 화소에는 적색, 녹색, 청색 색필터(230R, 230G, 230B)가 반복적으로 형성되어 있다. 이 때, 적색, 녹색, 청색 색필터(230R, 230G, 230B)에 의하여 걸러져 나오는 적색, 녹색, 청색 각 빛의 휘도는 이들 3색 성분을 균등하게 포함하는 백색 광이 입사하였을 때, 거의 동등하거나 적어도 청색 색필터(230B)에 의하여 걸러진 청색 빛의 휘도(이하 "청색 휘도"라 한다.)가 적색 색필터(230R)에 의하여 걸러진 적색 빛의 휘도(이하 "적색 휘도"라 한다.) 또는 녹색 색필터(230G)에 의하여 걸러진 녹색 빛의 휘도(이하 "녹색 휘도"라 한다.)에 비하여 같거나 높아야 한다. 즉, 적색 색필터(230R)의 적색 빛에 대한 흡수 계수를 OR, 녹색 색필터(230G)의 녹색 빛에 대한 흡수 계수를 OG, 청색 색필터(230B)의 청색 빛에 대한 흡수 계수를 OB라 하면, OR ≥ OB 또는 OG ≥ OB를 만족한다. 이는 종래의 액정 표시 장치에서 청색 휘도가 가장 낮았던 것, 즉 OR < OB 이고 OG < OB인 것과는 구별되는 것이다. 이와 같이, 색필터(230R, 230G, 230B)의 청색 휘도를 적색 휘도 또는 녹색 휘도보다 높게 하면, 백라이트가 내는 빛의 적, 녹, 청색 성분을 조정한 것과 결합하여 액정 표시 장치의 휘도가 향상된다. 이에 대하여는 후술한다.
상부 기판(210)의 윗면에는 상부 보상판(23)과 상부 편광판(22)이 부착되어 있다. 여기서 상부 보상판(23)으로는 이축성 보상 필름이나 일축성 보상 필름이 사용될 수 있고, 또 때에 따라서는 생략될 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 휘도가 향상되는 원리를 종래 기술에 따른 액정 표시 장치와 비교한 것이다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치에서는 백라이트의 광원이 내는 백색 광에 청색 성분이 적색이나 녹색 성분에 비하여 많이 포함되어 있고, 색필터는 청색 휘도가 적색 휘도나 녹색 휘도에 비하여 낮게 되도록 설정되어 있다. 따라서 액정 표시 장치 제품에 있어서는 청색은 색필터에 의하여 흡수되는 양이 많아서 휘도가 낮아지고, 적색과 녹색은 백라이트 광원이 내는 빛의 양이 적어서 휘도가 낮아진다. 이와 같이 청색 색필터로 하여금 청색 빛을 많이 흡수하도록 한 것은 백라이트의 광원이 내는 백색 광과 액정 표시 장치의 제품(모니터 등)이 요구하는 백색 광의 각색 성분비가 서로 다르기 때문이다.
이에 반하여, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 백라이트의 광원이 내는 백색 광에 포함되어 있는 청색 성분을 종래에 비하여 감소시키고, 적색과 녹색 성분은 종래에 비하여 증가시켜 3색 성분이 거의 동등하게 포함되도록 한다. 색필터는 청색 휘도가 종래에 비하여 증가하여, 청색 휘도, 적색 휘도 및 녹색 휘도가 거의 동등한 수준으로 설정되어 있다. 따라서, 청색 성분은 백라이트의 광원이 내는 양은 줄어들었으나 색필터에 흡수되는 양이 감소하여 전체적으로는 휘도가 약간 증가하고, 적색과 녹색은 백라이트의 광원이 내는 빛에 포함되어 있는 양이 증가하여 휘도가 증가한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 나오는 빛과 종래 기술에 따른 액정 표시 장치에서 나오는 빛의 스펙트럼을 비교한 것이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 스펙트럼이 적, 녹, 청색 파장 대역 모두에서 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치에 비하여 높게 나타남을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이상과 같이 청색 성분이 강화된 백라이트를 사용함으로써 4색 구동시 황색화 현상을 방지할 수 있고, 액정 표시 장치의 셀갭을 균일하게 형성하여 백색 화소의 황색화 현상과 단차 부분에서 발생하는 디스클리네이션 선의 발생을 방지할 수 있을뿐더러 응답 속도를 최적화 할 수 있다.

Claims (3)

  1. 적색, 녹색, 청색 색필터를 가지는 액정 표시 패널,
    상기 액정 표시 패널의 일측에 배치되어 있는 백라이트 유닛
    을 포함하고, 상기 백라이트 유닛이 내는 빛의 색좌표는 x값이 0.30에서 0.34, y값이 0.29에서 0.35이고, 상기 적색 색필터의 적색 빛에 대한 흡수 계수를 OR, 상기 녹색 색필터의 녹색 빛에 대한 흡수 계수를 OG, 상기 청색 색필터의 청색 빛에 대한 흡수 계수를 OB라 하면, OR ≥ OB 또는 OG ≥ O B를 만족하는 액정 표시 장치.
  2. 제1 절연 기판,
    상기 제1 절연 기판의 내측면에 형성되어 있는 박막 트랜지스터,
    상기 제1 절연 기판이 내측면에 형성되어 있으며 상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극,
    상기 제1 절연 기판의 내측면과 마주보고 있는 내측면을 가지는 제2 절연 기판,
    상기 제2 절연 기판의 내측면에 형성되어 있으며 화소를 정의하는 블랙 매트릭스,
    상기 블랙 매트릭스가 정의하는 화소에 형성되어 있는 적색, 녹색 및 청색 색필터,
    상기 색필터 위에 형성되어 있는 기준 전극,
    상기 제1 절연 기판과 상기 제2 절연 기판 사이에 충진되어 있는 액정
    을 포함하고, 상기 적색 색필터의 적색 빛에 대한 흡수 계수를 OR, 상기 녹색 색필터의 녹색 빛에 대한 흡수 계수를 OG, 상기 청색 색필터의 청색 빛에 대한 흡수 계수를 OB라 하면, OR ≥ OB 또는 OG ≥ OB 를 만족하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제1 절연 기판의 외측면에 배치되어 있는 백라이트 유닛을 더 포함하고, 상기 백라이트 유닛이 내는 빛의 색좌표는 x값이 0.30에서 0.34, y값이 0.29에서 0.35인 액정 표시 장치.
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