KR101513157B1

KR101513157B1 - 백라이트 및 이를 구비한 액정표시소자

Info

Publication number: KR101513157B1
Application number: KR1020070121735A
Authority: KR
Inventors: 전욱; 배준호; 김한희
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2015-04-17
Also published as: KR20090054840A

Abstract

본 발명은 액정패널에 단순화된 구조의 발광소자에 의해 색재현률이 높은 백색광을 공급하여 고화질의 화상을 구현하는 액정표시소자에 관한 것으로, 액정패널과, 상기 액정패널에 광을 공급하며, 적색, 녹색 및 청색에 대응하는 파장대에 가장 큰 피크를 갖는 백색광을 각각 출력하는 복수의 광원으로 이루어진 백라이트로 구성된다

액정표시소자, 백라이트, 발광소자, 색재현률, 형광층

Description

백라이트 및 이를 구비한 액정표시소자{BACK LIGHT AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THEREOF}

본 발명은 액정표시소자의 백라이트에 관한 것으로, 특히 간단한 구조로 완전한 백색광을 구현할 수 있는 백라이트 및 이를 구비한 액정표시소자에 관한 것이다.

근래, 휴대폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 각광을 받고 있다.

상기 액정표시소자는 투과형 표시소자로서, 액정분자의 굴절율 이방성에 의해 액정층을 투과하는 광의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 화면상에 표시한다. 따라서, 액정표시소자에서는 화상의 표시를 위해 액정층을 투과하는 광원인 백라이 트(back light)가 설치된다. 일반적으로 백라이트는 크게 2종류로 구분될 수 있다.

첫째는 램프가 액정패널의 측면에 설치되어 액정층에 광을 제공하는 측면형 백라이트이고 둘째는 램프가 액정패널의 하부에서 직접 광을 제공하는 직하형 백라이트이다.

측면형 백라이트는 액정패널의 측면에 설치되어 반사판과 도광판을 통해 액정층을 광을 공급할 수 있다. 따라서, 두께를 얇게 할 수 있게 되므로, 얇은 두께의 표시장치가 요구되는 노트북 등에 주로 사용된다. 그러나, 측면형 백라이트는 광을 발광하는 램프가 액정패널의 측면에 위치하므로 대면적의 액정패널에 적용하기 어려울 뿐만 아니라 도광판을 통해 광이 공급되므로 고휘도를 얻기 어렵게 된다. 따라서, 근래 각광받고 있는 대면적의 LCD TV용 액정패널에는 적합하지 않다는 문제가 있었다.

직하형 백라이트는 램프로부터 발광된 광이 직접 액정층에 공급되므로 대면적의 액정패널에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 고휘도가 가능하기 때문에, LCD TV용 액정패널을 제작하는데 주로 사용되고 있다.

한편, 근래 백라이트의 램프로서 형광램프 대신 발광소자(Light Emitting Device)와 같이 자체적으로 광을 발광하는 광원을 사용하고 있다. 이 발광소자는 R, G, B 단색광을 방출하기 때문에, 백라이트에 적용했을 때 색재현율이 좋고 구동전력을 절감할 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 상기와 같이 발광소자를 백라이트로 사용하는 경우 다음과 같은 문제가 발생한다.

통상적으로 발광소자에서 발광된 광이 액정패널로 공급될 때 단색광이 직접 공급되는 것이 아니라 백색광이 공급된다. 따라서, 발광소자에서 발광하는 단색광을 백색광으로 만들어 액정패널로 공급해야만 한다.

발광소자에서 발광하는 단색광을 백색광으로 만드는 방법으로는 단색광 발광소자와 형광체를 사용하는 방법, 적외선파장대의 발광소자와 형광체를 사용하는 방법 및 적(R),녹(G),청(B)색의 발광소자에서 발광하는 단색광을 혼합하는 방법 등이 있다.

단색광 발광소자과 형광체를 사용하는 방법은 청색(R)의 발광소자에 노란색 형광체를 도포한 것으로, 청색 발광소자에서 발광하는 청색의 단색광의 일부가 상기 노란색 형광체에 흡수됨에 따라 상기 형광체로부터 노란색광이 발광되므로 상기 청색광과 노란색광이 혼합되어 백색광이 출력되는 것이다. 그러나, 단색광 발광소자와 형광체를 사용하는 방법에서는 도 1에 도시된 바와 같이 청색에 대응하는 파장(λ)에서의 광의 세기(I)와 녹색 및 적색에 대응하는 파장(λ)에서의 광의 세기(I)가 다르게 되므로, 색재현의 범위가 좁게 되며, 그 결과 화질을 저하시키는 중요한 원인이 되었다.

또한, 적외선파장대의 발광소자와 형광체를 사용하는 방법에서는 비록 색재현률을 좋지만 광효율이 낮기 때문에 실제 백라이트에 적용하기가 실질적으로 어렵게 된다.

그리고, 단색광을 혼합하여 백색광을 형성하는 방법은 적,녹,청색의 발광소자를 교대로 배열하여 각각의 발광소자에서 발광하는 단색광이 자연적으로 혼합됨 으로써 백색광을 만드는 것이다. 이 방법에 의해 형성된 백색광은 색재현율이 좋기 때문에 고화질의 액정표시소자에 적용될 수 있다. 그러나, 이러한 방법에서는 적,녹,청색의 발광소자에서 발광된 광이 백색광으로 혼합되어 액정패널에 공급되기 위해서는 발광소자와 액정패널 사이의 간격이 설정 거리 이상으로 되어야만 하기 때문에, 얇은 두께로 형성해야만 하는 액정표시소자와 같은 평판표시소자에는 적합하지 않게 된다. 물론, 도광판이나 확산판 또는 렌즈 등의 광학소자를 이용하면 발광소자와 액정패널 사이의 간격을 좁힐 수 있지만, 이 경우 제조비용을 증가할 뿐만 아니라 실질적으로 적,녹,청색의 단색광이 완전하게 혼합되지 않고 각각의 색이 액정표시소자의 표면에 분리되어 나타나게 되는 문제가 있었다.

또한, 단색광을 혼합하여 백색광을 형성하는 방법은 액정패널의 가장자리 근처에서 적,녹,청색의 광이 완전하게 혼합되지 않으므로, 액정패널의 가장자리 영역에는 백색광이 공급되지 않게 되어 원하는 컬러를 구현할 수 없다는 문제도 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 액정패널에 단순화된 구조의 발광소자에 의해 색재현률이 높은 백색광을 공급할 수 있는 백라이트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 상기 백라이트가 구비된 액정표시소자를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 백라이트는 적색광을 발광하는 적색 발광소자 및 녹색 형광물질과 청색 형광물질로 이루어진 제1형광층을 구비하여 적색 파장대의 피크를 갖는 백색광을 발광하는 복수의 제1광원; 녹색광을 발광하는 녹색 발광소자 및 적색 형광물질과 청색 형광물질로 이루어진 제2형광층을 구비하여 녹색 파장대의 피크를 갖는 백색광을 발광하는 복수의 제2광원; 및 청색광을 발광하는 청색 발광소자 및 적색 형광물질과 녹색 형광물질로 이루어진 제3형광층을 구비하여 청색 파장대의 피크를 갖는 백색광을 발광하는 복수의 제3광원으로 구성되며, 상기 적색 파장대의 피크를 갖는 백색광, 녹색 파장대의 피크를 갖는 백색광, 청색 파장대의 피크를 갖는 백색광이 혼합되어, 적색 파장대, 녹색파장대, 청색 파장대의 피크를 갖는 백색광을 출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1광원, 제2광원 및 제3광원은 교대로 형성되며, 상기 제1광원은 상기 적색 발광소자가 형성되는 형성되는 제1기판과, 내부에 적색 발광소자가 형성되는 제1몰드프레임과, 상기 제1몰드프레임 내부에 형성되는 제1보호층을 추가로 포함한다.

삭제

본 발명에서는 본 발명에서는 서로 다른 파장대에 피크를 갖는 백색광을 혼합하여 적색, 녹색 및 청색에 대응하는 파장대의 피크가 동일한 백색광을 액정패널에 공급하므로 액정표시소자의 색재현율이 뛰어나고 고화질의 화상을 구현할 수 있게 된다.

더욱이, 각각의 광원에서 출력되는 광은 그 자체가 백색광을 출력하므로, 단색광을 혼합하여 백색광을 액정패널에 공급하는 종래 기술에 비해 백라이트와 액정패널 사이의 간격을 더 좁게 구성할 수 있게 된다.

또한, 액정표시소자의 가장자리영역에도 백색광이 공급되므로, 혼합되지 않은 단색광이 공급됨에 따라 발생하는 화질불량을 방지할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 발광소자(Light Emitting Device)로 이루어진 백라이트를 구비한 액정표시소자를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 액정표시소자(1)는 액정패널(3)과 상기 액정패널(3)에 광을 공급하는 복수의 광원(100a,100b,100c)으로 이루어진 백라이트(10)로 구성된다.

액정패널(3)은 유리와 같은 투명한 제1기판(3a) 및 제2기판(3b)과 그 사이의 형성된 액정층(도면표시하지 않음)으로 이루어지는데, 제1기판(3a)은 박막트랜지스터 및 화소전극이 형성되는 TFT기판이고 제2기판(3b)은 컬러필터층이 형성되는 컬 러필터기판이다. 또한, 상기 제1기판(3a)의 측면에는 구동회로부(5)가 구비되어 하부기판(3a)에 형성된 박막트랜지스터와 화소전극에 각각 신호를 인가한다.

도면에는 도시하지 않았지만, 제1기판(3a)에는 복수의 화소를 정의하는 복수의 게이트라인 및 데이터라인이 형성되고, 각각의 화소에는 박막트랜지스터가 구비되어 게이트라인을 따라 외부로부터 주사신호가 인가됨에 따라 구동된다. 또한, 상기 화소에는 각각 화소전극이 형성되어 박막트랜지스터가 구동됨에 따라 상기 데이터라인을 따라 외부로부터 화상신호가 입력된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 제2기판에는 화상비표시영역으로 광이 투과하는 것을 차단하는 블랙매트릭스와 실제 컬러를 구현하는 컬러필터층이 형성되며, 제1판 및 제2기판 사이에 액정층이 형성된다.

상기 백라이트(10)는 차례로 배치되는 복수의 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 제1광원(100a), 제2광원(100b) 및 제3광원(100c)으로 이루어져 액정패널(3)에 광을 공급한다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 제1광원(100a)은 제1기판(115a) 상에 형성되는 제1발광소자(110a)와 상기 제1발광소자(110a)를 수용하는 제1몰드프레임(130a)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 제1발광소자(110a)의 상부와 대응하는 제1몰드프레임(130a) 내부에는 제1발광소자(110a)를 보호하는 실리콘에폭시 등이 충진되어 제1보호층(140a)이 형성된다. 이때, 상기 제1기판(115a)은 PCB(printed circuit boad)가 사용될 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1몰드프레임(130a) 내부 또는 외부 표면에는 정전기방지막이 형성되어 제1발광소자(110a) 내 부에 정전기가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 제1발광소자(110a)는 제1반도체기판(101a) 상에 N형 불순물이 주입된 반도체층과 P형 불순물이 주입된 반도체층으로 이루어진 제1반도체층(103a)과 상기 제1반도체층의 N형 반도체응과 P형 반도체층에 각각 형성된 제1패드(105a,107a) 및 상기 제1패드(105a,107a)와 제1기판(115a)을 전기적으로 연결하는 제1와이어(109a)로 이루어진 적색 발광소자(111a)와, 상기 적색 발광소자(111a) 위에 형성된 제1형광층(104a)으로 구성된다.

상기 제1형광층(104a)는 녹색 형광물질과 청색 형광물질이 혼합된 층으로 광이 입사됨에 따라 청녹색(cyan)의 광이 방출하게 된다. 이 청녹색의 광은 상기 적색 발광소자(111a)에서 발광되는 적색의 광과 혼합되어 상기 제1발광소자(110a)로부터 백색광이 출력된다.

도 3b는 상기 제1광원(100a)에서 출력되는 백색광의 파장에 대한 세기를 나타내는 도면이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1광원(100a)으로부터 출력되는 백색광은 적색과 녹색 및 청색에 대응하는 파장대(즉, λr=450nm, λg=530nm, λb=620nm)에서 각각 피크(peak)가 생기지만, 적색에 대응하는 파장대(λr)에서 피크(peak)가 가장 크게 된다. 다시 말해서, 상기 제1광원(100a)으로부터는 비록 백색광이 출력되지만 상기 백색광은 적색에 대응하는 파장(λr)에서의 광의 세기와 녹색에 대응하는 파장(λg) 및 적색에 대응하는 파장(λb)에서의 광의 세기가 다르게 된다.

제2광원(I00b)은 도 4a에 도시된 바와 같이 제2기판(115b) 상에 형성된 제2 발광소자(110b)와 상기 제2발광소자(110b)를 수용하는 제2몰드프레임(130b)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 제2발광소자(110b)의 상부와 대응하는 제2몰드프레임(130b) 내부에는 제2발광소자(110b)를 보호하는 제2보호층(140b)이 형성되어 있다.

상기 제2발광소자(110b)는 제2반도체기판(101b) 상에 형성된 제2반도체층(103b)과, 상기 제2반도체층(103b)의 N형 반도체층과 P형 반도체층에 각각 형성된 제2패드(105b,107b)와, 상기 제2패드(105b,107b)와 제2기판(115b)을 전기적으로 연결하는 제2와이어(109b)로 이루어진 적색 발광소자(111b)와, 상기 적색 발광소자(111b) 위에 형성된 제2형광층(104b)으로 구성된다.

상기 제2형광층(104b)은 적색 형광물질과 청색 형광물질이 혼합된 층으로 광이 입사됨에 따라 다홍색(magenta)의 광이 방출하게 된다. 이 다홍색의 광이 상기 녹색 발광소자(111b)에서 발광되는 녹색의 광과 혼합되어 백색광이 되어 상기 제2발광소자(110b)로부터 출력된다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 제2광원(100b)으로부터 출력되는 백색광은 녹색에 대응하는 파장대(λg=530nm)에서 피크(peak)가 가장 크고, 적색에 대응하는 파장대(λr=450nm)와 청색에 대응하는 파장대(λb=620nm)에서 그 피크가 상대적으로 작게 된다.

제3광원(I00c)은 도 5a에 도시된 바와 같이 제3기판(115c) 상에 형성된 제3발광소자(110c)와, 상기 제3발광소자(110c)를 수용하는 제3몰드프레임(130c)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 제3발광소자(110c)의 상부와 대응하는 제3몰드프레 임(130c) 내부에는 제3발광소자(110c)를 보호하는 제3보호층(140c)이 형성되어 있다.

상기 제3발광소자(110c)는 제3반도체기판(101c) 상에 형성된 제3반도체층(103c)과, 상기 제3반도체층(103c)의 N형 반도체층과 P형 반도체층에 각각 형성된 제3패드(105c,107c)와, 상기 제3패드(105c,107c)와 제3기판(115c)을 전기적으로 연결하는 제3와이어(109c)로 이루어진 청색 발광소자(111c)와, 상기 청색 발광소자(111c) 위에 형성된 제3형광층(104c)으로 구성된다.

상기 제3형광층(104c)은 적색 형광물질과 녹색 형광물질이 혼합된 층으로 광이 입사됨에 따라 노랑색(yellow)의 광이 방출하게 된다. 이 노랑색의 광이 상기 청색 발광소자(111c)에서 발광되는 청색의 광과 혼합되어 백색광이 되어 상기 제3발광소자(110c)로부터 출력된다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 제3광원(100c)으로부터 출력되는 백색광은 청색에 대응하는 파장대(λb=620nm)에서 피크(peak)가 가장 크고, 적색에 대응하는 파장대(λr=450nm)와 녹색에 대응하는 파장대(λg=530nm)에서 그 피크가 상대적으로 작게 된다.

상기와 같이, 각각의 제1광원(100a)과 제2광원(100b) 및 제3광원(100c)은 모두 백색광을 출력하지만 각각의 광원(100a,100b,100c)로부터 발광되는 광은 특정 주파수대의 피크가 다른 주파수대 보다 더 큰 백색광이다.

그러나, 본 발명에서는 복수의 제1광원(100a)와 제2광원(100b) 및 제3광원(100c)이 교대로 배치되므로, 실제로 백라이트로부터 액정패널로 입력되는 광은 상기 제1광원(100a)와 제2광원(100b) 및 제3광원(100c)으로부터 발광된 백색광이 혼합된 광이다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이 혼합된 백색광은 청색에 대응하는 파장대(λb=620nm)와 적색에 대응하는 파장대(λr=450nm) 및 녹색에 대응하는 파장대(λg=530nm)에서 그 피크가 동일한 크기로 백색광으로 된다. 그 결과 색재현율이 뛰어나며 고화질의 화상을 구현할 수 있게 된다.

더욱이, 상기 제1광원(100a)와 제2광원(100b) 및 제3광원(100c)으로부터 출력되는 광은 그 자체가 백색광을 출력하므로, 단색광을 혼합하여 백색광을 액정패널에 공급하는 종래 기술에 비해 백라이트와 액정패널 사이의 간격을 더 좁게 구성할 수 있게 되므로, 박형의 액정표시소자를 제작할 수 있게 된다. 또한, 액정표시소자의 가장자리영역에도 백색광이 공급되므로, 혼합되지 않은 단색광이 공급됨에 따라 발생하는 화질불량을 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 제1광원(100a)과 제2광원(100b) 및 제3광원(100c)의 배치 순서는 임의로 설정할 수 있을 것이다. 즉, R, G, B의 순서로 광원(100a,100b,100c)을 배치할 수도 있고 다른 순서로 광원(100a,100b,100c)을 배치할 수도 있을 것이다.

발광소자(111a,111b,111c)로는 주로 무기발광층을 구비한 무기발광소자나 유기발광층을 구비한 유기발광소자를 사용하지만, 단색광을 출력할 수만 있다면 어떠한 발광소자도 가능할 것이다.

또한, 상기 하나의 광원에 복수의 발광소자를 구비할 수도 있는데, 이러한 구조의 광원이 도 7에 도시되어 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제1∼3영역으로 이루어진 PCB 기판(215)의 각각의 영역에는 제1발광소자(210a)와 제2발광소자(210b) 및 제3발광소자(210c)가 형성되어 있다. 상기 기판(215)의 외곽에는 몰드프레임(230)이 형성되고 그 내부에는 실리콘에폭시 등으로 이루어진 보호층(240)이 형성되어 상기 제1발광소자(210a)와 제2발광소자(210b) 및 제3발광소자(210c)를 보호하며, 상기 제1∼3영역의 경계에는 각각 격벽(225)이 형성된다.

상기 제1발광소자(210a)는 제1반도체기판(201a) 상에 형성된 N형 반도체층과 P형 반도체층으로 이루어진 제1반도체층(2103a)과, 상기 N형 반도체층 및 P형 반도체층에 각각 형성된 제1패드(205a,207a)와, 상기 제1패드(205a,207a)와 PCB기판(115)을 전기적으로 연결하는 제1와이어(209a)로 이루어진 적색 발광소자(211a)와, 상기 적색 발광소자(211a) 위에 형성된 제1형광층(204a)으로 구성된다.

이때, 상기 제1형광층(204a)는 녹색 형광물질과 청색 형광물질이 혼합된 층으로 광이 입사됨에 따라 청녹색(cyan)의 광이 방출하게 되므로, 상기 청녹색의 광이 상기 적색 발광소자(211a)에서 발광되는 적색의 광과 혼합되어 백색광이 되어 상기 제1발광소자(210a)로부터 출력된다.

상기 제2발광소자(210b) 및 제3발광소자(210c)도 제1발광소자(210a)와 동일한 구성으로 형성되어 있다. 다만, 제2발광소자(210b)는 녹색 발광소자(211b)를 구비함과 더불어 제2형광층(204b)이 적색 형광물질과 청색 형광물질이 혼합된 층으로 형성되므로 광이 입사됨에 따라 다홍색(magenta)의 광이 방출하게 된다. 따라서, 이 다홍색의 광이 상기 녹색 발광소자(211b)에서 발광되는 녹색의 광과 혼합되어 백색광이 되어 상기 제2발광소자(210b)로부터 출력된다.

또한, 제3발광소자(210c)는 청색 발광소자(211c)를 구비함과 아울러 제3형광층(204c)이 적색 형광물질과 녹색 형광물질이 혼합된 층으로 형성되므로 광이 입사됨에 따라 노랑색(yellow)의 광이 방출하게 된다. 따라서, 이 노랑색의 광이 상기 청색 발광소자(211c)에서 발광되는 청색의 광과 혼합되어 백색광이 되어 상기 제3발광소자(210c)로부터 출력된다.

상기와 같이, 이러한 구조의 백라이트에서는 3개의 발광소자(210a,210b,210c)가 하나의 광원으로 구성된다. 이때 상기 제1발광소자(210a)는 적색에 대응하는 파장대(λr)의 피크가 녹색에 대응하는 파장대(λg)나 청색에 대응하는 파장대(λb)에 비해 크게 되며, 상기 제2발광소자(210b)는 녹색에 대응하는 파장대(λg)의 피크가 적색에 대응하는 파장대(λr)나 청색에 대응하는 파장대(λb)에 비해 크게 된다. 또한, 상기 제3발광소자(210c)는 청색에 대응하는 파장대(λb)의 피크가 적색에 대응하는 파장대(λr)나 녹색에 대응하는 파장대(λg)에 비해크게 된다.

이들 3개의 발광소자(210a,210b,210c)는 동일한 기판(215) 위에 근접하여 형성되는 것으로, 이들 발광소자(210a,210b,210c)에서 발광된 광이 서로 혼합되어 액정패널로 공급된다. 즉, 광원으로부터 출력되는 백색광은 3개의 발광소자(210a,210b,210c)에서 출력된 백색광이 혼합된 백색광으로 청색에 대응하는 파장대(λb)와 적색에 대응하는 파장대(λr) 및 녹색에 대응하는 파장대(λg)에서 그 피크가 동일한 크기인 백색광이다.

물론, 광원은 복수개 형성되어 각각의 광원에서 출력된 백색광이 다른 광원 에서 출력된 백색광과 다시 한번 혼합되어 액정패널에 공급되지만, 광원에서 출력할 때에도 이미 혼합된 백색광이다. 이것은 상기 구조의 백라이트에서 출력되는 백색광의 색재현율이 뛰어나며 그 결과 액정표시소자의 고화질 화상을 구현할 수 있게 된다는 것을 의미한다.

상기 격벽(225)은 광원의 기판(215)에 형성되어 상기 제1발광소자(210a)와 제2발광소자(210b) 및 제3발광소자(210c)를 구획한다. 즉, 상기 격벽(225)은 상기 제1발광소자(210a)와 제2발광소자(210b) 및 제3발광소자(210c)가 각각 형성되는 제1영역, 제2영역 및 제3영역의 경계에 형성되어 형광층(204a,204b,204c)이 몰드프레임(230)과 격벽(225) 사이 및 격벽(225)과 격벽(225) 사이에 형성된다.

또한, 상기 격벽(225)은 불투명한 유기물질로 형성되어 해당 영역에 형성된 광이 다른 영역으로 침투하는 것을 방지하는데, 그 이유는 다음과 같다. 상기 격벽(225)이 형성되지 않거나 격벽(225) 투명한 물질로 형성된다고 가정하는 경우, 예를 들어, 제1영역에 형성된 제1발광소자(210a)의 적색 발광소자(211a)에서 발광된 광이 제2영역으로 침투하여 제2영역에 형성된 제2발광소자(210b)의 제2형광층(204b), 즉 적색 형광물질과 청색 형광물질이 혼합된 형광층(204b)으로 침투하는 경우 적색광과 다홍색(magenta)의 광이 혼합되므로 백색광이 아닌 광이 액정패널에 공급되게 된다. 따라서, 액정표시소자의 색재현에 문제가 발생하게 된다.

제2영역에 형성된 제2발광소자(210b)의 녹색 발광소자(211b)에서 발광된 광이 제1영역이나 제3영역으로 침투하여 제1발광소자(210a)의 제1형광층(204a)이나 제3발광소자(210c)의 제3형광층(204c)을 투과하는 경우, 상기 제1형광층(204a)에서 는 청녹색(cyan)의 광이 출력되고 제3형광층(204c)에서는 노란색광이 출력하게 된다. 따라서, 녹색광과 청녹색 광이 혼합된 광과 녹색광과 노란색 광이 혼합된 광은 백색광이 아니므로, 이 백색이 아닌 광이 액정패널에 공급되므로, 색재현에 문제가 발생한다.

또한, 제3영역에 형성된 제3발광소자(210c)의 청색 발광소자(211c)에서 발광된 광이 제2영역으로 침투하여 제2발광소자(210b)의 제2형광층(204b)을 투과하는 경우, 청색광과 다홍색 광이 혼합된 광이 출력되므로 액정패널에 백색광을 공급할 수 없게 된다.

그러나, 본 발명에서는 제1영역, 제2영역 및 제3영역에 불투명한 격벽을 형성하여, 해당 영역에 형성된 발광소자에서 발광된 광이 다른 영역으로 침투하는 것을 방지함으로써 상기와 같은 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 7에서는 광원에 구비되는 발광소자(210a,210b,21c)가 R,G,B의 순서로 배열되어 있지만, R,B,G로 배열될 수도 있고 R,G,B의 순서로 배열될 수도 있다. 다시 말해서, 본 발명에서의 광원에 형성되는 발광소자(210a,210b,21c)는 백색광을 출력할 수만 있다면 어떠한 순서로 배열될 수도 있을 것이다.

또한, 광원내의 발광소자(210a,210b,21c)의 배열방법도 백색광을 출력할 수만 있다면 어떠한 형태로도 가능하다. 즉, 도 8a에 도시된 바와 같이 청,녹,적 발광소자(211a,211b,211c)가 기판(215) 상에 일렬로 배열될 수도 있고 도 8b에 도시된 바와 같이 삼각형태로 배열될 수도 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 적색 발광소자에서 발광된 광을 녹색 및 청색 형광체에 출력하는 광과 혼합하여 백색광을 형성하고 녹색 발광소자에서 발광된 광을 적색 및 청색 형광체에 출력하는 광과 혼합하여 백색광을 형성하며, 청색 발광소자에서 발광된 광을 적색 및 녹색 형광체에 출력하는 광과 혼합하여 백색광을 형성한 후, 이들 백색광을 다시 혼합하여 액정패널에 공급한다. 따라서, 액정패널에 공급되는 백색광은 적색, 녹색, 청색에 각각 대응하는 파장대에서 그 피크가 동일하게 되므로, 최적의 색재현율을 구현할 수 있게 된다.

한편, 상술한 설명에서는 특정한 구조의 백라이트 및 액정패널이 개시되어 있지만, 본 발명이 이러한 구조에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 액정표시소자는 TN(Twisted Nematic)모드 액정표시소자나 IPS(In Plane Switching)모드 액정표시소자 및 VA(Vertical Alignment)모드 액정표시소자에 모두 적용 가능할 것이다.

또한, 본 발명의 다양한 변형례나 본 발명을 기초로 용이하게 창안할 수 있는 구조 등도 본 발명의 범위에 포함되어야만 할 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상술한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부한 특허청구범위에 의해 결정되어야만 할 것이다.

도 1은 종래 발광소자를 구비한 종래 백라이트로부터 출력되는 백색광의 파장대 세기의 관계를 나타내는 그래프.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면.

도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트의 제1광원의 구조를 나타내는 도면.

도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트의 제1광원에서 출력되는 백색광의 파장대 세기의 관계를 나타내는 그래프.

도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트의 제2광원의 구조를 나타내는 도면.

도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트의 제2광원에서 출력되는 백색광의 파장대 세기의 관계를 나타내는 그래프.

도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트의 제3광원의 구조를 나타내는 도면.

도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트의 제3광원에서 출력되는 백색광의 파장대 세기의 관계를 나타내는 그래프.

도 6은 본 발명의 일시예에 따른 백라이트의 제1광원, 제2광원 및 제3광원에서 출력된 백색광이 혼합된 백색광의 파장대 세기의 관계를 나타내는 그래프.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 백라이트의 광원의 구조를 나타내는 도면.

도 8a 및 도 8b는 백라이트의 광원의 배치를 나타내는 도면.

Claims

적색광을 발광하는 적색 발광소자 및 녹색 형광물질과 청색 형광물질로 이루어진 제1형광층을 구비하여 적색 파장대의 피크를 갖는 제1백색광을 발광하는 복수의 제1광원;

녹색광을 발광하는 녹색 발광소자 및 적색 형광물질과 청색 형광물질로 이루어진 제2형광층을 구비하여 녹색 파장대의 피크를 갖는 제2백색광을 발광하는 복수의 제2광원; 및

청색광을 발광하는 청색 발광소자 및 적색 형광물질과 녹색 형광물질로 이루어진 제3형광층을 구비하여 청색 파장대의 피크를 갖는 제3백색광을 발광하는 복수의 제3광원으로 구성되며,

상기 제1백색광, 제2백색광, 제3백색광이 혼합되어, 적색 파장대, 녹색파장대, 청색 파장대의 피크를 갖는 백색광을 출력하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
제1항에 있어서, 상기 제1광원, 제2광원 및 제3광원은 교대로 형성되는 것을 특징으로 하는 백라이트.
제1항에 있어서, 상기 제1광원은,

상기 적색 발광소자가 형성되는 형성되는 제1기판;

내부에 적색 발광소자가 형성되는 제1몰드프레임; 및

상기 제1몰드프레임 내부에 형성되는 제1보호층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
제3항에 있어서, 상기 적색 발광소자는,

반도체기판;

상기 반도체기판에 형성된 반도체층; 및

상기 반도체층에 형성된 패드로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트.
제1항에 있어서, 상기 제2광원은,

상기 녹색 발광소자가 형성되는 형성되는 제2기판;

내부에 녹색 발광소자가 형성되는 제2몰드프레임; 및

상기 제2몰드프레임 내부에 형성되는 제2보호층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
제5항에 있어서, 상기 녹색 발광소자는,

반도체기판;

상기 반도체기판에 형성된 반도체층; 및

상기 반도체층에 형성된 패드로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트.
제1항에 있어서, 상기 제3광원은,

상기 청색 발광소자가 형성되는 형성되는 제3기판;

내부에 청색 발광소자가 형성되는 제3몰드프레임; 및

상기 제3몰드프레임 내부에 형성되는 제3보호층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
제5항에 있어서, 상기 청색 발광소자는,

반도체기판;

상기 반도체기판에 형성된 반도체층; 및

상기 반도체층에 형성된 패드로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트.
제3항, 제5항, 제7항중 어느 한항에 있어서, 상기 제1보호층, 제2보호층 및 제3보호층은 실리콘에폭시으로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트.
복수의 제1영역, 제2영역 및 제3영역으로 이루어진 기판;

기판의 제1영역에 형성되고 적색광을 발광하는 적색 발광소자 및 녹색 형광물질과 청색 형광물질로 이루어진 제1형광층을 구비 하여 적색 파장대의 피크를 갖는 제1백색광을 발광하는 제1발광소자;

기판의 제2영역에 형성되고 녹색광을 발광하는 녹색 발광소자 및 적색 형광물질과 청색 형광물질로 이루어진 제2형광층을 구비 하여 녹색 파장대의 피크를 갖는 제1백색광을 발광하는 제2발광소자; 및

기판의 제3영역에 형성되고 청색광을 발광하는 청색 발광소자 및 적색 형광물질과 녹색 형광물질로 이루어진 제3형광층을 구비하여 청색 파장대의 피크를 갖는 제3백색광을 발광하는 제3발광소자로 구성되며,

상기 제1백색광, 제2백색광, 제3백색광이 혼합되어, 적색 파장대, 녹색파장대, 청색 파장대의 피크를 갖는 백색광을 출력하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
제10항에 있어서,

상기 기판의 양측에 형성된 몰드프레임; 및

상기 몰드프레임 내부에 형성되는 보호층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
제10항에 있어서, 상기 제1영역, 제2영역 및 제3영역 사이에 형성된 격벽을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트.
제12항에 있어서, 상기 격벽은 불투명한 유기물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 백라이트.
제10항에 있어서, 상기 제1발광소자, 제2발광소자 및 제3발광소자는 일렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트.
제10항에 있어서,

상기 제1발광소자, 제2발광소자 및 제3발광소자는 삼각형상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 백라이트.
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