KR101200408B1 - Liquid crystal display using phosphor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 청색 LED와 기판위에 위치한 이색 반사 필터와 그 위에 설치된 형광막, 형광막에서 발생한 광을 전방으로 산란시키는 반사 격벽, 그리고 그 위에 설치된 컬러 필터로 구성된다. 청색 LED에서 나온 광은 기판을 통과하여 기판 위에 설치된 이색 반사 필터를 통과하고 형광막에 포함된 형광체를 여기하게 된다. 형광체에서 변환된 광은 대부분 컬러 필터를 통과하기 때문에 기존의 백색 LED에서 나온 광이 컬러 필터를 통과할 때 발생하는 입사광의 2/3에 해당하는 광 손실을 큰 폭으로 줄일 수 있다. 형광체에서 방출하는 광 중에서 후방으로 방사하는 광은 이색 반사 필터가 다시 앞으로 반사하므로, 이로 인한 전방 방사 효율 감소를 줄일 수 있다. 반사 격벽은 형광체에서 발생하는 광이 내부 전반사에 의하여 전방으로 향하지 않고 측면으로 진행되는 것을 산란현상을 이용하여 전방으로 되돌리는 역할을 한다. The present invention consists of a blue LED, a dichroic reflective filter positioned on a substrate, a fluorescent film provided thereon, a reflective partition wall for scattering light generated from the fluorescent film to the front, and a color filter provided thereon. The light from the blue LED passes through the substrate, through a dichroic reflective filter installed on the substrate, and excites the phosphor contained in the fluorescent film. Since most of the light converted from the phosphor passes through the color filter, the light loss corresponding to two thirds of the incident light generated when the light from the conventional white LED passes through the color filter can be greatly reduced. Of the light emitted from the phosphor, the light emitted backward is reflected back by the dichroic reflecting filter, thereby reducing the decrease in front emission efficiency. The reflective partition wall serves to return the light generated from the phosphor to the front side by using scattering phenomena rather than forwarding due to total internal reflection.
Description
본 발명은 액정 패널 및 액정 표시 장치에 대한 것으로서, 보다 상세하게는, 광원에서 조사된 광(光)의 패널 투과율을 향상시켜 선명한 광화상 및 증가된 광 이용율을 얻을 수 있는 액정 패널 및 표시장치에 대한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal panel and a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal panel and a display device which can improve the panel transmittance of light irradiated from a light source to obtain a clear light image and increased light utilization. It is about.
기존의 LED 백라이트 유닛을 사용하는 액정 패널은 도 1에서와 같이 백색 LED(101)에서 나온 광(光)이 컬러 필터(102)를 통과하여 적색, 녹색, 청색의 광을 구현한다. 그러나 이 방식은 컬러 필터(206)가 흡수형 안료로 이루어지기 때문에, 백색 LED에서 나오는 광 중 1/3만 패널을 통과하고 나머지 2/3 가량이 흡수된다. 예를 들어 적색 픽셀은 청색광과 녹색광을 흡수하고 적색광만을 통과시키기 때문에 입사광의 2/3 는 손실된다. 이것은 액정 패널의 광 효율을 감소시키는 주요 원인이 되고 있으며, 같은 밝기의 디스플레이 화면을 구현하기 위해서 LED 백라이트 유닛의 광 출력이 더 증가해야 하므로, 전기 에너지 소모가 증가될 뿐 아니라 LED의 개수 증가 또는 LED 성능 향상으로 인한 방열 문제 및 가격 상승이라는 여러 가지 문제점이 파생된다. 이에 시야각과 콘트라스트비, 응답속도와 같은 전기광학적 특성을 개선하기 위한 노력이 활발하게 진행되고 있으며, 동시에 액정의 소비전력 및 광손실을 줄이기 위한 연구가 다양한 형태로 활발하게 이루어지고 있다. In the liquid crystal panel using the conventional LED backlight unit, light emitted from the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 형광막과 이색 반사 필터를 포함하는 광 변환 효율이 높은 액정 패널 및 이를 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a liquid crystal panel having a high light conversion efficiency including a fluorescent film and a dichroic reflection filter and a liquid crystal display device including the same.
본원 발명의 상기 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 액정패널을 광원에서 발광된 1차광을 투과시키는 투명 기판; 상기 투명 기판을 투과한 1차광에 의해 여기되어 1차광의 파장과 같거나 다른 2차광을 발광하는 형광체를 포함하는 형광막; 및 상기 투명 기판과 상기 형광막 사이에 배치되는 이색 반사 필터;를 포함하여 이루어지며, 상기 이색 반사 필터는 형광막에서 발광된 2차광 중 이색 반사 필터의 공진 파장의 광은 투과시키고 나머지 파장의 광은 반사시키는 것이고, 상기 형광체는 적색, 녹색 및 청색의 형광체가 한 공간에 서로 혼재되어 있지 않고 형광막 내부에 구비된 격벽에 의해 분리되어 있는 것이다. In order to achieve the above object of the present invention, a liquid crystal panel transparent substrate for transmitting the primary light emitted from the light source; A fluorescent film comprising a phosphor which is excited by the primary light transmitted through the transparent substrate and emits secondary light equal to or different from the wavelength of the primary light; And a dichroic reflection filter disposed between the transparent substrate and the fluorescent film, wherein the dichroic reflection filter transmits light of a resonant wavelength of the dichroic reflection filter of secondary light emitted from the fluorescent film and transmits light of the remaining wavelength. The light is reflected, and the phosphors are separated by partitions provided inside the phosphor film without red, green, and blue phosphors mixed in one space.
상기 액정 패널은 상기 형광막에서 발광된 2차광인 적색광, 녹색광, 청색광의 순도를 향상시키기 위해 형광막 상부에 배치된 컬러 필터를 더 포함할 수 있다.The liquid crystal panel may further include a color filter disposed on the fluorescent film to improve purity of red light, green light, and blue light, which are secondary light emitted from the fluorescent film.
만일, 상기 광원으로 청색광을 사용하는 경우, 상기 형광막은 청색 형광체를 포함하지 않을 수 있다.If blue light is used as the light source, the fluorescent film may not include a blue phosphor.
상기 이색 반사 필터는 굴절율이 서로 다른 물질의 박막을 교대로 여러 층 적층하여 형성된 것일 수 있다.The dichroic reflective filter may be formed by alternately stacking a plurality of thin films of materials having different refractive indices.
또한, 본원 발명은 상기 액정 패널; 및 상기 액정 패널의 후방에 배치되고 상기 1차광이 출사되는 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다. In addition, the present invention is the liquid crystal panel; And a backlight unit disposed behind the liquid crystal panel and emitting the primary light.
상기 백라이트 유닛은 청색광을 발광하는 광원을 포함할 수 있다.The backlight unit may include a light source emitting blue light.
상기 광원은 청색광을 발광하는 LED일 수 있다.The light source may be an LED emitting blue light.
마지막으로 상기 백라이트 유닛은 상기 광원에서 발광된 1차광이 상기 투명 기판에 수직으로 입사하도록 상기 광을 배향시키는 프리즘 시트를 더 포함할 수 있다.Finally, the backlight unit may further include a prism sheet for orienting the light such that the primary light emitted from the light source is incident perpendicularly to the transparent substrate.
본 발명에 따른 액정 패널은 형광막에서 여기되어 변환된 광의 대부분이 컬러 필터를 통과하여 패널 전면으로 출사되므로 종래 기술에 비해 광손실이 현저하게 감소되는 장점이 있다. 또한, 형광막에서 방사되는 광 중에서 패널의 후방으로 방사되는 광은 형광막 후방에 배치된 이색 반사 필터에 의해 반사되어 패널 전면 방향으로 출사되고, 형광막과 평행하게 조사되는 광은 형광막 내부의 격벽에 의해 반사되어 패널 전면 방향으로 출사되므로 패널 전방 방사 효율이 증가하게 되고 따라서 광 이용율 증가 효과가 더욱 두드러진다.The liquid crystal panel according to the present invention has the advantage that the light loss is significantly reduced compared to the prior art since most of the light excited and converted in the fluorescent film is passed through the color filter to the front of the panel. In addition, among the light emitted from the fluorescent film, the light emitted to the rear of the panel is reflected by a dichroic reflective filter disposed behind the fluorescent film and is emitted toward the front of the panel, and the light irradiated in parallel with the fluorescent film is As reflected by the partition wall and emitted toward the front side of the panel, the panel front radiation efficiency is increased, and thus the effect of increasing light utilization is more pronounced.
도 1은 기존에 사용하고 있는 액정 디스플레이를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널 및 액정 표시 장치 및 광의 진행방향을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널 및 액정 표시 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4은 파브리-패로 공진기 구조를 이용한 이색 반사 필터를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5은 파브리-패로 공진기를 이용한 필터의 반사율 및 투과율 그래프를 나타낸 것이다.
도 6는 다층 박막을 이용한 이색 반사 필터의 반사율 그래프를 나타낸 것이다.1 is a conceptual diagram for explaining a liquid crystal display used in the prior art.
2 is a conceptual diagram illustrating a liquid crystal panel, a liquid crystal display, and a traveling direction of light according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating a liquid crystal panel and a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram illustrating a dichroic reflection filter using a Fabry-Faro resonator structure.
Figure 5 shows the reflectance and transmittance graph of the filter using a Fabry-Faro resonator.
6 shows a reflectance graph of the dichroic reflection filter using a multilayer thin film.
이하 도면 및 실시예를 통하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 다음에 기재되는 설명 및 실시예 들은 본 발명에 대한 이해를 높이기 위해 예시되는 것으로서 하기 내용에 의해서 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 목적 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 용이하게 본 발명에 대한 간단한 설계 변경이나 구조 변경이 가능하다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 이러한 관점에서 본 발명의 액정 패널의 경우 통상의 액정층을 구비하고 있으나, 액정층에 대한 설명 및 도시는 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings and examples. However, the following description and examples are provided to enhance the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following contents. In addition, those skilled in the art to which the present invention pertains can easily make simple design changes or structural changes to the present invention without departing from the scope of the present invention. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of related known functions or components may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description and the detailed illustration will be omitted. In this regard, the liquid crystal panel of the present invention is provided with a conventional liquid crystal layer, but the description and illustration of the liquid crystal layer are omitted.
본 발명은 광원(201)에서 발광된 1차광을 투과시키는 투명 기판(203); 상기 투명 기판(203)을 투과한 1차광에 의해 여기되어 1차광의 파장과 같거나 다른 파장을 갖는 2차광을 발광하는 형광체를 포함하는 형광막(205); 및 상기 투명 기판(203)과 상기 형광막(205) 사이에 배치되는 이색 반사 필터(204);를 포함하는 액정 패널을 제공한다. The present invention is a
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
상기 기판(203)은 액정 패널의 기재로 사용되는 것이다. 광원(201)으로부터 발광된 광이 투과되어 기판(203) 전면으로 출사될 수 있도록 투명한 재질인 것이 바람직하다. 일반적으로 유리 또는 투명한 재질의 합성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.The
상기 형광막(205)은 형광체를 포함하며, 상기 형광체는 상기 기판(203)을 투과한 1차광에 의해 여기되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 광을 발광할 수 있는 적색, 녹색 및 청색의 형광 발광 재료를 포함하여 이루어진다.The
상기 형광막(205) 중 형광체에서 발광된 2차광은 사방으로 발산된다. 상기 2차광 중 패널 후방으로 출사되는 광량이 많아지면 광효율이 저하되므로 본 발명은 상기 2차광이 패널 전면 방향으로 출사되도록 하기 위해 상기 형광막(205)과 상기 투명 기판(203) 사이에 이색 반사 필터(204)를 배치하였다. Secondary light emitted from the phosphor in the
본 발명에 따른 액정 패널의 일 실시형태에 있어서, 상기 이색 반사 필터(dichroic filter)(204)는 상기 2차광 중 입사된 1차광의 파장과 다른 파장을 갖는 광은 반사하고 1차광과 동일한 파장을 갖는 광은 선택적으로 투과시키는 역할을 한다. 이에 따라 상기 형광막(205)에서 방사되는 2차광 중 패널 후방으로 방사되는 광은 형광막(205) 후방에 배치된 상기 이색 반사 필터(204)에 의해 반사되어 패널 전방으로 출사된다. In one embodiment of the liquid crystal panel according to the present invention, the
상기 이색 반사 필터(204)는 굴절율이 물질과 굴절율이 낮은 물질의 박막을 교대로 여러 층 적층한 것이다. 이의 선택적 광투과 기능은 다층막간섭 현상에 의한 높은 반사율에 의하여 달성될 수 있다. 낮은 굴절율을 갖는 물질은 금속 또는 금속 산화물로 예를 들어, MgF2 이나 SiO2 등 이며, 높은 굴절율을 갖는 물질은 금속 또는 금속 산화물로 예를 들어, Ag, TiO2, Ti2O3, Ta2O3 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 각 박막의 두께는 투과되는 광의 파장의 1/8 내지 1/2의 범위에서 설계에 따라 결정될 수 있다. The dichroic
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 이색 반사 필터(204)는 굴절률이 서로 다른 복수의 유전체 박막이 적층되어 이루어진 구조를 가진다. 이 경우, 상기 이색 반사 필터(204)는 금속보다 훨씬 높은 반사율을 가진 거울면에 의한 다층막간섭 현상이 발생한다. 이러한 이색 반사 필터는 광학 분야에서 에지 필터라고도 불리며 설계에 따라서 특정 파장을 경계로 반사율이 급격하게 변하도록 설계할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the dichroic
본 발명의 일 실시형태에 따르면 상기 이색 반사 필터(204)는 상기 이색 반사 필터(204)를 구성하는 유전체 박막의 구성에 따라 자유로이 임의의 파장 영역의 광을 선택적으로 투과/반사시켜 광이용율을 향상시킬 수 있게 한다. 가령 상기 액정 패널로 입사되는 1차광이 청색광인 경우, 상기 이색 반사 필터(204)는 청색광은 투과시키지만 녹색광과 적색광에 대해서는 반사하도록 설계할 수 있다. 따라서 형광막(205)에서 방사되는 녹색광 및 적색광 중 패널 후방으로 방사되는 광은 상기 이색 반사 필터(204)에 의해 반사되어 패널 전방으로 출사된다. 이러한 방식으로 이색 반사 필터는 형광체의 광 효율을 증가시킬 수 있다. According to the exemplary embodiment of the present invention, the
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 액정 패널에 사용된 이색 반사 필터(204)의 모식도이다.4 is a schematic diagram of a dichroic
상기 도 4의 이색 반사 필터(204)는 은 박막을 이용한 것으로서 파브리-패로(Fabry-Perot) 공진기 구조의 특징을 갖는다. 상기 이색 반사 필터(204)는 유리 기판(301), 은(Ag)층(302), SiO2 스페이서 층(303) 및 은층(302)을 순차적으로 적층한 것인데, 이는 청색광 파장에 대한 공진 파장만 투과시키고 나머지 파장의 광은 반사하는 이색 반사 필터(204)이다. The dichroic
도 5는 유리 기판의 상부에 20nm의 은층, 260nm의 SiO2 스페이서층 및 20nm의 은층을 순차적으로 증착한 이색 반사 필터(204)의 반사율 곡선(R)과 투과율 곡선(T)을 도시한 것이다. 이에 따르면, 상기 필터가 460nm 파장 근방에서는 약 80% 의 투과율을 보이고 있고 나머지 파장에 대해서는 반사하고 있음을 알 수 있다.5 is a 20 nm silver layer on top of a glass substrate, 260 nm SiO 2. The reflectance curve R and the transmittance curve T of the
또한, 본 발명에 따른 일 실시형태에 따르면 TiO2와 SiO2 박막을 순차적으로 적층함으로써 청색광 파장대의 광은 통과시키고 그 나머지 파장대의 광은 반사시키는 이색 반사 필터(204)가 포함된다. 도 6은 유리 기판 위에 TiO2와 SiO2 박막을 순차적으로 적층했을 때 반사율 변화에 대한 그래프를 도시한 것이다. 도 6의 그래프에서 1.5p는 유리기판 상부에 TiO2/SiO2/TiO2의 순으로 적층된 이색 반사 필터의 반사율 변화 곡선을 나타낸 것이며, 2.5p는 유리기판 상부에 TiO2/SiO2/TiO2/SiO2/TiO2의 순서로 적층되어 이루어진 이색 반사 필터의 반사율 변화 곡선을 나타낸 것이다. 상기 두 이색 반사 필터에 있어서, SiO2의 두께는 108nm으로 하며, TiO2의 두께는 60nm로 하여 적층하였다. 상기 두 곡선 모두 460 nm 근방에서 반사율이 매우 작고, 녹색 파장 영역과 적색 파장 영역에서는 반사율이 매우 높음을 알 수 있다. In addition, according to the exemplary embodiment of the present invention, the TiO 2 and SiO 2 thin films are sequentially stacked to include a
최근 액정 표시 장치에 있어서 광원(201)으로서 종래에 일반적으로 LED 청색 광원을 사용하며, LED 청색광은 405nm 내지 460 nm 대역의 파장을 방출하는데, 상기 파장 대역은 형광막(205)에 포함된 형광체를 여기 시켜 각각 적색, 녹색, 청색의 광을 발산한다. 따라서, 상기 예시된 이색 반사 필터(204)의 구조는 LED 청색광을 사용하는 액정 표시 장치에서 효과적으로 광 이용율을 증가시킬 수 있다.In the recent liquid crystal display device, a LED blue light source is generally used as the
본 발명에 따른 액정 패널은 상기 형광막(205) 내부에 반사 격벽(207)을 구비하여 적색, 청색 및 녹색의 형광체가 혼재되어 있지 않고 서로 분리되어 있는 것을 특징으로 한다(도 2 참조). 상기 형광체는 형광막(205) 내에서 상기 액정 패널의 각 화소의 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀의 위치에 대응되도록 서로 분리되어 위치할 수 있으며 이는 상기 반사 격벽(207)을 구비함으로써 달성된다. 이 경우 형광막(205) 내부에 형광막(205)을 형광막(205)에 대해 수직 방향으로 분할하는 다수의 반사 격벽(207)을 구비하여 각 서브 픽셀에 대응되도록 공간을 분리하고 상기 각각 분리된 공간에 서브 픽셀의 R,G 및 B 위치에 대응되도록 R, G 및 B 형광체를 분리시켜둔다. The liquid crystal panel according to the present invention is characterized in that the
만일, 광원으로 약 460nm 대역의 청색광을 사용하게 되면 청색 형광체를 사용할 필요가 없으므로 형광막(205)에서 청색 픽셀 위치를 투명층으로 사용하면 된다. 이 경우 형광체에 의한 광 손실은 없으므로 효율은 더욱 향상된다. If blue light having a band of about 460 nm is used as the light source, the blue phosphor does not need to be used, and thus, the blue pixel position may be used as the transparent layer in the
상기 반사 격벽(207)은 형광막(205) 중 형광체에서 발광되는 2차광이 내부 전반사에 의해 기판(203) 표면에 대해 평행하게 전파되는 것을 방지하며 상기 2차광이 패널 전면 방향으로 조사되도록 한다(도 2 참조). 상기 형광막(205)의 재료로서 사용되는 합성 수지나 형광체의 평균 굴절율은 2.0정도 이므로 이에 따른 내부 전반사각은 30°가 된다. 즉, 탈출 원뿔(escape cone)의 꼭지각이 60°가 되므로 이보다 큰 각도로 경계면에 입사하는 광은 기판(203)에 평행하게 진행한다. 따라서, 굴절율이 2.0인 경우 약 80%의 광이 내부 전반사에 의해 형광막(205)에 갇히게 된다. 따라서, 반사 격벽(207) 구조는 내부 전반사에 의해 형광막(205)에 갇힌 2차광을 패널면에 대해 수직방향으로 추출하여 패널 전면 방향으로 조사되도록 한다. The
상기 반사 격벽(207)은 은 또는 알루미늄과 같은 금속 재질, 반사율이 높은 세라믹 재질인 것이 바람직하다. 상기 반사 격벽(207)의 두께는 상기 형광막(205) 두께에 비해 약 1% 내지 10% 두껍게 형성하는 것이 바람직하다.The
본 발명의 일 실시형태에 따르면 본 발명의 액정 패널은 상기 형광막(205) 전방에 컬러 필터(206)를 구비할 수 있다. 상기 형광막(205)에서 발생한 광은 컬러 필터(206)를 통과하여 색 순도가 높은 광으로 변환된다. According to an embodiment of the present invention, the liquid crystal panel of the present invention may include a
또한, 본 발명은 상기 액정 패널; 및 상기 액정 패널의 후방에 배치되고 상기 1차광이 조사되는 광원(201)이 포함된 백라이트 유닛을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다. In addition, the present invention is the liquid crystal panel; And a backlight unit disposed behind the liquid crystal panel and including a
도 2는 본 발명의 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 2 schematically illustrates a liquid crystal display of the present invention.
상기 광원(201)은 바람직하게는 청색광을 발광하는 것이며, 더욱 바람직하게는 청색광을 발광하는 LED인 것이다. 또한, 상기 백라이트 유닛은 상기 광원(201)에서 발광된 1차광이 상기 투명 기판(203)에 수직으로 입사하도록 상기 광의 방향을 변환시키는 프리즘 시트(202)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.Preferably, the
상기 광원(201)에서 조사된 1차광은 프리즘 시트(202)를 통과하여 상기 액정 패널로 입사된다.Primary light emitted from the
상기 프리즘 시트(202)는 광원(201)에서 조사되는 광을 액정 패널 면에 대해 수직 방향으로 배향시켜 패널에 입사되도록 함으로써 정면 휘도를 증가시키는 역할을 한다. 이 경우 형광체로 입사하는 LED의 광량을 증가시켜 전체 광 효율을 증가시킨다. 특히, 광원(201)이 LED 청색광인 경우, LED 광원에서 조사되는 광은 램버시안(Lambertian)으로 반치폭이 60°도 정도이다. 반면에 다층 박막으로 이루어진 이색 반사 필터(204)는 입사각에 따라 특성이 달라지는데, 수직으로 입사되는 청색광은 통과시키지만, 입사각이 50°이상이면 청색광을 반사시킬 수 있다. 따라서 청색 LED 광원의 경우 이색 반사 필터(204)를 통과하지 못하고 반사되므로 광효율이 낮아진다. 따라서, 이러한 점을 방지하기 위해 특히, 청색 LED를 광원(201)으로 사용하는 경우에는 투명 기판(203) 사이에 프리즘 시트(202)를 구비하는 것이 바람직하다. The
본 발명에 따른 일 실시형태에 따르면 상기 액정 패널은 상기 프리즘 시트(202)가 상기 기판(203)의 후면부와 면접함으로써 액정 패널과 일체형으로 이루어지는 형상으로 이루어질 수 있다(도 3). According to the exemplary embodiment of the present invention, the liquid crystal panel may be formed in a shape in which the
본 발명에 따른 액정 패널 및 액정 표시 장치의 일 실시형태에 따른 광의 이동 경로는 다음과 같다. 우선, 광원(201)에서 조사된 1차광은 프리즘 시트(202)를 통과하면서 상기 액정 패널의 패널면에 대해 수직인 방향으로 배향된다. 상기 프리즘 시트를 통과한 1차광은 상기 액정 패널로 입사된다. 상기 입사된 1차광은 투명 기판(203) 및 이색 반사 필터(204)를 통과하여 형광막(205)에 도달하게 된다. 상기 1차광은 형광막(205) 내 형광체를 여기하여 2차광을 발생시킨다. 상기 2차광 중 패널 후방으로 발산되는 광은 투명 기판(203)과 형광막(205) 사이에 배치된 이색 반사 필터(204)에 의해 반사되어 다시 패널 전면으로 출사된다. 한편 형광막(205) 내부에서 패널면에 평행하게 전파되는 광은 상기 형광막(205) 내부에 구비된 반사 격벽(207)에 의해 반사되어 패널 전면으로 출사된다. 이후 형광막(205)에서 출사된 광은 형광막(205) 전방에 배치된 컬러 필터(206)를 통과하면서 광 색상의 순도가 향상된다. 상기 형광체에서 변환된 2차광은 대부분 컬러 필터(206)를 통과하기 때문에 기존의 백색 LED에서 나온 광이 컬러 필터(206)를 통과할 때 발생하는 입사광의 2/3에 해당하는 광 손실을 큰 폭으로 줄일 수 있다. 형광체에서 일어나는 스토크 이동(stoke shift)에 의한 에너지 손실은 광원으로 백색광 LED를 사용하는 경우에도 발생할 수 있지만, 본 발명에 따른 액정 패널은 입사된 1차광이 각 픽셀 별로 컬러 필터(206)에 가까운 파장으로 변환되기 때문에 패널 전체의 에너지 효율은 종래의 액정 패널에 비해 현저하게 향상된다.The movement path of the light according to the embodiment of the liquid crystal panel and the liquid crystal display according to the present invention is as follows. First, the primary light irradiated from the
101... 백색 LED 102... 기판
103... 컬러 필터
201... 광원 202... 프리즘 시트
203... 투명 기판 204... 이색 반사 필터
205... 형광막 206... 컬러 필터
207... 반사 격벽
301... 유리 기판 302... 은층
303... SiO2 스페이서층 101 ...
103 ... color filter
201 ...
203 ...
205 ...
207 ... reflective bulkhead
301 ...
303 ... SiO 2 spacer layer
Claims (8)
광원에서 발광된 1차광을 투과시키며 상기 액정층을 지지하는 투명 기판;
상기 투명 기판 및 상기 액정층을 투과한 1차광에 의해 여기되어 1차광의 파장과 같거나 다른 2차광을 발광하는 형광체를 포함하는 형광막; 및
상기 투명 기판과 상기 형광막 사이에 배치되는 이색 반사 필터;
를 포함하여 이루어지며,
상기 이색 반사 필터는 형광막에서 발광된 2차광 중 이색 반사 필터의 공진 파장의 광은 투과시키고 나머지 파장의 광은 반사시키는 것이고,
상기 형광체는 적색, 녹색 및 청색의 형광체가 한 공간에 서로 혼재되어 있지 않고 형광막 내부에 구비된 격벽에 의해 분리되어 있으며,
상기 격벽은 상기 형광체에서 발광되는 2차광을 반사시켜 액정 패널 전면 방향으로 조사하도록 반사체로 이루어지는 액정 패널.In a liquid crystal panel provided with a normal liquid crystal layer,
A transparent substrate that transmits primary light emitted from a light source and supports the liquid crystal layer;
A fluorescent film comprising a phosphor which is excited by the primary light transmitted through the transparent substrate and the liquid crystal layer and emits secondary light equal to or different from the wavelength of the primary light; And
A dichroic reflective filter disposed between the transparent substrate and the fluorescent film;
And,
The dichroic reflection filter is to transmit the light of the resonant wavelength of the dichroic reflection filter of the secondary light emitted from the fluorescent film and to reflect the light of the remaining wavelength,
The phosphors are separated by barrier ribs provided inside the phosphor film without red, green, and blue phosphors mixed in one space.
The partition wall is a liquid crystal panel comprising a reflector to reflect the secondary light emitted from the phosphor to be irradiated in the front direction of the liquid crystal panel.
상기 액정 패널은 상기 형광막에서 발광된 2차광인 적색광, 녹색광, 청색광의 순도를 향상시키기 위해 형광막 상부에 배치된 컬러 필터를 더 포함하는 액정 패널. The method of claim 1,
The liquid crystal panel further comprises a color filter disposed above the fluorescent film to improve the purity of the red light, the green light, and the blue light, which are the secondary light emitted from the fluorescent film.
상기 광원으로 청색광을 사용하는 경우, 상기 형광막은 청색 형광체를 포함하지 않는 액정 패널.The method according to claim 1 or 2,
When blue light is used as the light source, the fluorescent film does not include a blue phosphor.
상기 이색 반사 필터는 굴절율이 서로 다른 물질의 박막을 교대로 여러 층 적층하여 형성된 액정 패널.The method according to claim 1 or 2,
The dichroic reflective filter is a liquid crystal panel formed by alternately stacking a plurality of layers of materials having different refractive indices.
상기 백라이트 유닛은 청색광을 발광하는 광원을 포함하는 액정 표시 장치.The method of claim 5,
The backlight unit includes a light source for emitting blue light.
상기 광원은 청색광을 발광하는 LED인 액정 표시 장치.The method of claim 5,
And the light source is an LED emitting blue light.
상기 백라이트 유닛은 상기 광원에서 발광된 1차광이 상기 투명 기판에 수직으로 입사하도록 상기 광을 배향시키는 프리즘 시트를 더 포함하는 액정 표시 장치.The method of claim 5,
And the backlight unit further comprises a prism sheet for orienting the light such that the primary light emitted from the light source is incident on the transparent substrate vertically.
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