KR102075066B1 - Liquid crystal display device - Google Patents

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KR102075066B1
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김훈식
김주호
이종수
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컬러필터층을 구비하는 액정 패널 및 광원을 구비하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은 청색 광원을 구비하며, 상기 백라이트 유닛과 상기 컬러필터층의 적색 및 녹색 패턴 사이에 배치되고 상기 광원에서 조사된 광에 의해 여기되어 상기 조사된 광의 파장보다 긴 파장의 광을 방출하는 광전환층을 포함함으로써, 광변환 효율을 현저히 개선할 수 있고, 이에 따라 고휘도를 구현하며 소비 전력을 감소시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal panel including a color filter layer and a backlight unit including a light source, wherein the backlight unit includes a blue light source, and includes a backlight unit and the color filter layer. By including a light conversion layer disposed between red and green patterns and excited by the light irradiated from the light source to emit light having a wavelength longer than that of the irradiated light, the light conversion efficiency can be significantly improved, and accordingly The present invention relates to a liquid crystal display device capable of realizing high brightness and reducing power consumption.

Description

액정표시장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}Liquid Crystal Display {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 현저히 개선된 휘도를 갖는 액정표시장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a liquid crystal display device having a markedly improved luminance.

일반적으로 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.BACKGROUND ART In general, a liquid crystal display device is a display device in which data signals corresponding to image information are individually supplied to pixels arranged in a matrix form so as to display a desired image by adjusting light transmittance of the pixels.

따라서, 액정표시장치에는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널과 상기 화소들을 구동하기 위한 구동부가 구비된다.Accordingly, the liquid crystal display includes a liquid crystal panel in which pixels are arranged in a matrix and a driver for driving the pixels.

상기 액정패널은 서로 대향하여 균일한 셀갭이 유지되도록 합착된 박막 트랜지스터 어레이(thin film transistor array) 기판과 컬러필터(color filter) 기판 및 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판 사이의 셀갭 내에 형성된 액정층으로 구성된다.The liquid crystal panel includes a thin film transistor array substrate, a color filter substrate, and a liquid crystal layer formed in a cell gap between the array substrate and the color filter substrate, which are bonded to face each other to maintain a uniform cell gap. do.

이때, 상기 어레이 기판과 컬러필터 기판이 합착된 액정패널에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다.In this case, a common electrode and a pixel electrode are formed in the liquid crystal panel where the array substrate and the color filter substrate are bonded to apply an electric field to the liquid crystal layer.

따라서, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정층의 액정은 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.Therefore, when the voltage of the data signal applied to the pixel electrode is controlled while the voltage is applied to the common electrode, the liquid crystal of the liquid crystal layer rotates by dielectric anisotropy according to the electric field between the common electrode and the pixel electrode. Characters or images are displayed by transmitting or blocking light for each pixel.

이때, 상기 액정표시장치는 자체적으로 발광하지 못하고 외부에서 들어오는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 소자이기 때문에 액정패널에 빛을 조사하기 위한 별도의 장치, 즉 백라이트 유닛이 요구된다.In this case, since the liquid crystal display device does not emit light by itself and is a light-receiving element that displays an image by adjusting the transmittance of light coming from the outside, a separate device for illuminating the liquid crystal panel, that is, a backlight unit is required.

이러한 백라이트 유닛의 광원으로는 통상적으로 액정패널의 장변간 거리 또는 단변간 거리에 대응되는 길이를 갖는 튜브(tube) 형태의 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescence Lamp; CCFL)가 적용되며, 상기 냉음극 형광램프는 양단의 배선을 통해 공급되는 전원에 의해 백색광을 발생시킨다.As a light source of the backlight unit, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) in the form of a tube having a length corresponding to the long side distance or the short side distance of the liquid crystal panel is generally applied. The fluorescent lamp generates white light by the power supplied through the wires at both ends.

이때, 상기의 냉음극 형광램프를 백라이트 유닛의 광원으로 적용한 경우, 페닝 효과(penning effect)를 이용하기 위해 아르곤(Ar), 네온(Ne) 등을 첨가한 수은(Hg) 가스를 저압으로 봉입한 형광 방전관을 사용하고 있다. 이때, 상기 형광 방전관의 양단에는 전극이 형성되는데 음극은 판 형태로 넓게 형성되며, 전압이 인가될 경우 스퍼터링 현상에서와 같이 방전관 내의 하전입자가 판 형태의 음극과 충돌하여 이차전자를 발생시키고 이는 주변 원소들을 여기시켜 플라즈마를 형성시킨다. 이 원소들은 강한 자외선을 방출하며 방출된 자외선이 다시 형광체를 여기시켜 형광체가 가시광선을 방출하게 한다.In this case, when the cold cathode fluorescent lamp is applied as a light source of the backlight unit, mercury (Hg) gas containing argon (Ar), neon (Ne), etc., is added at low pressure to use a penning effect. Fluorescent discharge tubes are used. In this case, electrodes are formed at both ends of the fluorescent discharge tube, and the cathode is formed in a wide plate shape, and when voltage is applied, charged particles in the discharge tube collide with the plate-shaped negative electrode to generate secondary electrons, as in the sputtering phenomenon. The elements are excited to form a plasma. These elements emit strong ultraviolet light, which in turn excites the phosphor, causing the phosphor to emit visible light.

그러나, 상기의 냉음극 형광램프를 사용한 백라이트 유닛은 광원 자체의 발광 특성이 좋지 않기 때문에 색재현이 좋지 않으며, 또한 형광램프의 크기 및 용량의 제약 때문에 고휘도를 구현하기 어려운 단점이 있다.However, the backlight unit using the cold cathode fluorescent lamp has a disadvantage in that color reproduction is not good because the light emission characteristics of the light source itself are not good, and it is difficult to realize high brightness due to the limitation of the size and capacity of the fluorescent lamp.

또한, 상기 냉음극 형광램프에 형광체로 적용되는 수은은 인체에 유해하기 때문에, 점차 강화되고 있는 환경 규제에 대응할 수 없는 문제점이 있다.In addition, mercury applied as a phosphor to the cold cathode fluorescent lamp is harmful to the human body, and thus there is a problem in that it cannot cope with the stricter environmental regulations.

최근 발광 다이오드가 백라이트 유닛의 광원으로 각광을 받고 있는데, 발광 다이오드는 냉음극 형광램프보다 긴 수명을 갖고 있으며 5V의 DC에서 작동하기 때문에 별도의 인버터를 필요로 하지 않는 이점을 가지고 있다.Recently, a light emitting diode has been spotlighted as a light source of a backlight unit, which has a longer lifespan than a cold cathode fluorescent lamp and has an advantage of not requiring a separate inverter because it operates at a DC of 5V.

즉, 고휘도 발광 다이오드는 기존의 냉음극 형광램프보다 수명이 길고 전력 소모량도 기존 제품의 20% 수준에 지나지 않으며, 인버터 등 별도의 부가장비가 필요가 없어 제품 박형화 및 내부 면적 효율화에도 유리하다.In other words, high-brightness LEDs have a longer lifespan than conventional cold-cathode fluorescent lamps and consume only 20% of the power of existing products, and do not require additional equipment such as inverters.

일반적인 발광소자는 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)색의 단색광을 방출하기 때문에, 백라이트 유닛에 적용했을 때 색재현이 좋고 구동전력을 절감할 수 있다는 장점이 있다.The general light emitting device emits monochromatic light of red (R), green (G), and blue (B) colors, and thus has excellent color reproduction and reduced driving power when applied to a backlight unit. There is this.

그러나, 상기와 같이 발광소자를 백라이트의 광원으로 사용하는 경우 다음과 같은 문제가 발생한다.However, when the light emitting device is used as a light source of the backlight as described above, the following problem occurs.

일반적으로 발광소자에서 발광된 광이 액정패널로 공급될 때는 단색광이 직접 공급되는 것이 아니라 백색광이 공급된다. 따라서, 발광소자에서 발광하는 단색광을 백색광으로 만들어 액정패널로 공급해야만 한다.Generally, when light emitted from a light emitting device is supplied to a liquid crystal panel, monochromatic light is not directly supplied but white light is supplied. Therefore, the monochromatic light emitted from the light emitting device must be made into white light and supplied to the liquid crystal panel.

백라이트 유닛에서 이러한 발광소자의 단색광을 백색광으로 전환하는 방법으로는 대표적으로 단색광 발광 소자와 형광체를 사용하는 방법, 적외선 파장대의 발광소자와 형광체를 사용하는 방법, 적, 녹 및 청색의 발광소자에서 발광하는 단색광을 혼합하는 방법 등을 들 수 있다.As a method of converting monochromatic light of such a light emitting device into white light in a backlight unit, a method using a monochromatic light emitting device and a phosphor, a method of using a light emitting device and a phosphor of an infrared wavelength band, and emitting light from red, green, and blue light emitting devices The method of mixing the monochromatic light, etc. are mentioned.

그러나, 백색광은 가시광 전 범위의 스펙트럼을 가지는 광이므로, 단색광을 백색광으로 전환하면 각각의 색상의 파장에서의 강도는 저하되므로 휘도가 저하되는 문제가 있다.However, since white light is a light having a spectrum of the entire visible light, when monochromatic light is converted into white light, the intensity at the wavelength of each color is lowered.

한국공개특허 제2008-88855호에는 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치가 개시되어 있다.
Korean Patent Publication No. 2008-88855 discloses a backlight unit and a liquid crystal display device having the same.

한국공개특허 제2008-88855호Korean Laid-Open Patent No. 2008-88855

본 발명은 광전환 효율이 현저히 개선된 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device with remarkably improved light conversion efficiency.

본 발명은 고휘도를 구현하고, 이에 따라 소비전력을 절감할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can implement high brightness and, accordingly, reduce power consumption.

1. 컬러필터층을 구비하는 액정 패널 및 광원을 구비하는 백라이트 유닛을 포함하고,1. A liquid crystal panel including a color filter layer and a backlight unit including a light source,

상기 백라이트 유닛은 청색 광원을 구비하며,The backlight unit has a blue light source,

상기 백라이트 유닛과 상기 컬러필터층의 적색 및 녹색 패턴 사이에 배치되고 상기 광원에서 조사된 광에 의해 여기되어 상기 조사된 광의 파장보다 긴 파장의 광을 방출하는 광전환층을 포함하는, 액정표시장치.And a light conversion layer disposed between the red and green patterns of the backlight unit and the color filter layer and excited by light irradiated from the light source to emit light having a wavelength longer than that of the irradiated light.

2. 위 1에 있어서, 상기 광원에서 조사된 광의 파장은 350 내지 450nm인, 액정표시장치.2. In the above 1, the wavelength of the light emitted from the light source is 350 to 450nm, the liquid crystal display device.

3. 위 1에 있어서, 상기 광전환층에서 방출되는 광의 파장은 450 내지 700nm인, 액정표시장치.3. In the above 1, wherein the wavelength of the light emitted from the light conversion layer is 450 to 700nm, the liquid crystal display device.

4. 위 1에 있어서, 상기 광원에서 조사된 광과 상기 광전환층이 방출하는 광이 혼합되면 백색광이 형성되는, 액정표시장치.4. In the above 1, wherein the light emitted from the light source and the light emitted from the light conversion layer is mixed with the white light is formed, the liquid crystal display device.

5. 위 1에 있어서, 상기 백라이트 유닛은 광전환층을 포함하지 않는, 액정표시장치.5. In the above 1, wherein the backlight unit does not include a light conversion layer, the liquid crystal display device.

6. 위 1에 있어서, 상기 광전환층은 상기 액정 패널의 액정층을 기준으로 컬러필터 측에 구비되는, 액정표시장치.6. In the above 1, wherein the light conversion layer is provided on the color filter side based on the liquid crystal layer of the liquid crystal panel, the liquid crystal display device.

7. 위 1에 있어서, 상기 광전환층은 상기 액정 패널의 액정층을 기준으로 백라이트 유닛 측에 구비되는, 액정표시장치.7. In the above 1, wherein the light conversion layer is provided on the backlight unit side with respect to the liquid crystal layer of the liquid crystal panel, the liquid crystal display device.

8. 위 1에 있어서, 상기 광전환층은 상기 액정 패널의 백라이트 유닛 측 편광판 하부에 구비되는, 액정표시장치.8. In the above 1, wherein the light conversion layer is provided under the backlight unit side polarizer of the liquid crystal panel, the liquid crystal display device.

9. 위 1에 있어서, 상기 컬러필터층은 투명 패턴을 더 포함하는, 액정표시장치.9. In the above 1, wherein the color filter layer further comprises a transparent pattern, the liquid crystal display device.

10. 위 9에 있어서, 광전환층은 백라이트 유닛과 컬러필터층의 적색, 녹색 및 투명 패턴 사이에 배치되는, 액정표시장치.10. In the above 9, the light conversion layer is disposed between the red, green and transparent patterns of the backlight unit and the color filter layer, the liquid crystal display device.

11. 위 1에 있어서, 상기 광전환층은 YAG:Ge, YAG:Ce 또는 실리케이트 계열 형광체를 포함하는, 액정표시장치.
11. The liquid crystal display device of 1, wherein the light conversion layer comprises YAG: Ge, YAG: Ce or silicate-based phosphors.

본 발명의 액정표시장치는 광 전환 효율을 현저히 개선할 수 있다. 이에 따라 고휘도를 구현할 수 있으며, 소비 전력을 감소시킬 수 있다.
The liquid crystal display device of the present invention can significantly improve the light conversion efficiency. Accordingly, high brightness can be realized and power consumption can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 컬러필터층을 구비하는 액정 패널 및 광원을 구비하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은 청색 광원을 구비하며, 상기 백라이트 유닛과 상기 컬러필터층의 적색 및 녹색 패턴 사이에 배치되고 상기 광원에서 조사된 광에 의해 여기되어 상기 조사된 광의 파장보다 긴 파장의 광을 방출하는 광전환층을 포함함으로써, 광변환 효율을 현저히 개선할 수 있고, 이에 따라 고휘도를 구현하며 소비 전력을 감소시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention includes a liquid crystal panel having a color filter layer and a backlight unit having a light source, the backlight unit having a blue light source, disposed between the backlight unit and the red and green patterns of the color filter layer, By including a light conversion layer that is excited by the irradiated light and emits light having a wavelength longer than the irradiated light, it is possible to significantly improve the light conversion efficiency, thereby realizing high brightness and reducing power consumption It relates to a liquid crystal display device.

이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.

통상의 액정표시장치의 경우 백색광을 방출하는 백색 광원을 사용하고, 백색광을 각각의 서브 픽셀 영역에 대응되는 적, 녹, 청의 패턴을 갖는 컬러필터층에 통과시킴으로써 색상을 구현한다.In a typical liquid crystal display device, a color is realized by using a white light source that emits white light and passing the white light through a color filter layer having a red, green, and blue pattern corresponding to each sub-pixel area.

그런데, 백색광은 가시광 전 범위의 스펙트럼을 가지는 광이므로, 백색광을 구현하기 위해서는 단일 색상의 파장만 나타내는 광을 전 범위의 스펙트럼이 나타나도록 파장을 변환해야 한다. 이에 따라 광 전환 효율이 떨어져, 액정표시장치가 고휘도를 구현할 수 없는 문제가 있다.However, since white light is a light having a spectrum of the full range of visible light, in order to implement white light, wavelengths of only a single color wavelength should be converted so that the spectrum of the full range appears. Accordingly, there is a problem in that the light conversion efficiency is low and the liquid crystal display cannot implement high brightness.

그러나, 본 발명의 액정표시장치는 청색광을 방출하는 백라이트 유닛을 포함하여, 청색의 발현시에 광전환을 요하지 않으므로 현저히 개선된 휘도의 청색을 발현할 수 있다.However, the liquid crystal display of the present invention includes a backlight unit that emits blue light, and thus does not require light conversion at the time of the expression of blue, so that the blue color of the markedly improved luminance can be expressed.

그리고 백라이트 유닛과 컬러필터층의 적색 및 녹색 패턴 사이에 배치되어, 광원이 조사하는 광에 의해 여기되어 백색광을 형성하는 광전환층을 포함함으로써, 적색 및 녹색의 휘도도 현저히 개선할 수 있다. 이는, 색변환시에 청색의 파장은 최대한 배제하고 이를 제외한 파장으로 전환시켜도, 전환된 광이 광원으로부터 조사된 광과 혼합되어 백색광을 형성할 수 있기 때문인 것으로 판단된다.
Further, by including a light conversion layer disposed between the backlight unit and the red and green patterns of the color filter layer and excited by the light emitted by the light source to form white light, the luminance of the red and green can also be remarkably improved. This is considered to be because the converted light can be mixed with the light irradiated from the light source to form white light even when the wavelength of blue is excluded and converted to the wavelength except this.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 액정표시장치의 단면을 개략적으로 나타낸 것으로, 이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 액정표시장치는 컬러필터층(160)을 구비하는 액정 패널(100) 및 광원을 구비하는 백라이트 유닛(200)을 포함한다.The liquid crystal display of the present invention includes a liquid crystal panel 100 having a color filter layer 160 and a backlight unit 200 having a light source.

액정 패널(100)은 액정층(110)을 사이에 두고 서로 대면 합착되는 제1 기판(120, 어레이 기판)과 제2 기판(130, 컬러필터 기판)을 포함한다. 제1 기판(120)은 백라이트 유닛(200)측, 제2 기판(130)은 컬러필터측에 위치한다.The liquid crystal panel 100 includes a first substrate 120 (array substrate) and a second substrate 130 (color filter substrate) bonded to each other with the liquid crystal layer 110 interposed therebetween. The first substrate 120 is located at the backlight unit 200 side, and the second substrate 130 is located at the color filter side.

액정층(110)에는 액정이 충진되어 있고, 상하부에는 액정을 일정방향으로 배향하는 배향막(140a. 140b)을 포함한다. 제1 배향막(140a)은 백라이트 유닛(200)측, 제2 배향막(140b)는 컬러필터측에 위치한다.The liquid crystal layer 110 is filled with a liquid crystal, and upper and lower portions include alignment layers 140a and 140b for aligning the liquid crystal in a predetermined direction. The first alignment layer 140a is positioned at the backlight unit 200 side, and the second alignment layer 140b is positioned at the color filter side.

액정층(110)은 제1 기판(120)과 제2 기판(130) 사이의 수직 전계, 또는 제 1 기판(120) 내부의 수평 전계 등에 따라 액정 분자들의 배향을 달리하며, 액정 분자들의 배향에 의해 투과되는 광의 양(量)을 변화시킴으로써 다양한 영상 정보를 표시하도록 한다.The liquid crystal layer 110 varies the alignment of liquid crystal molecules according to a vertical electric field between the first substrate 120 and the second substrate 130, or a horizontal electric field inside the first substrate 120. Various image information is displayed by changing the amount of light transmitted.

이러한 액정층(110)은 트위스티드 네마틱(twisted nemastic; TN) 방식, 수직 전계(vertical alignment; VA) 방식, 횡전계(In-Plane Switching; IPS 또는 Fringe Field Switching; FFS) 방식 등에 의해 동작할 수 있다.The liquid crystal layer 110 may operate by a twisted nemastic (TN) method, a vertical alignment (VA) method, an in-plane switching (IPS or Fringe Field Switching (FFS) method, etc.). have.

제1 기판(120)은 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인이 서로 교차되게 배열되고, 교차에 의해 단위 픽셀 영역이 정의되며, 정의된 픽셀 영역은 매트릭스 형태로 형성된다.In the first substrate 120, a plurality of gate lines and a plurality of data lines are arranged to cross each other, and a unit pixel area is defined by the crossing, and the defined pixel areas are formed in a matrix form.

그리고, 상기 각 픽셀 영역에는 화소 전극이 형성되고, 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하는 지점에는 박막 트랜지스터가 형성된다.A pixel electrode is formed in each pixel area, and a thin film transistor is formed at a point where each gate line and data line cross each other.

박막 트랜지스터는 스위칭 소자로, 게이트 라인의 게이트 신호에 응답하여 데이터 라인에 인가되는 데이터 신호를 화소 전극으로 전달한다.The thin film transistor is a switching element and transmits a data signal applied to the data line to the pixel electrode in response to the gate signal of the gate line.

화소 전극은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명 도전 물질로 이루어질 수 있으며, 박막 트랜지스터의 스위칭 동작에 의해 전계를 발생시켜 액정층(110)의 배향을 조절하게 된다The pixel electrode may be made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), and generates an electric field by switching a thin film transistor to control the alignment of the liquid crystal layer 110.

제2 기판(130)은 액정층(110)을 사이에 두고 제1 기판(120)과 서로 대향되면서 일정 갭(gap)을 유지하도록 형성된다.The second substrate 130 is formed to maintain a predetermined gap while facing the first substrate 120 with the liquid crystal layer 110 therebetween.

이의 일면에는 제1 기판(120)의 게이트 라인과 데이터 라인, 그리고 박막 트랜지스터 등의 비표시 요소를 가리면서 화소 전극만을 노출시키도록 픽셀 영역을 두르는 격자 형상의 블랙매트릭스(170)가 형성된다.A lattice-like black matrix 170 is formed on one surface of the first substrate 120 to cover only the pixel electrode while covering the non-display elements such as the gate line, the data line, and the thin film transistor.

또한, 이들 격자 내부에서 단위 픽셀 영역에 대응되도록 순차적으로 반복 배열되는 적색, 녹색 및 청색의 패턴을 포함하는 컬러필터층(160)이 형성된다.In addition, the color filter layer 160 including the red, green, and blue patterns sequentially arranged to correspond to the unit pixel region in the grid is formed.

컬러필터층(160)은 광원으로부터 입사하는 광의 파장을 일부는 흡수하고 일부는 투과시키는 유기안료 또는 유기염료를 포함하고, 필요에 따라 바인더 수지를 포함할 수 있다The color filter layer 160 may include an organic pigment or an organic dye that partially absorbs and partially transmits wavelengths of light incident from the light source, and may include a binder resin as necessary.

컬러필터층(160) 상에는 추가로 오버코트층(180)이 더 형성될 수 있다. 오버코트층은 컬러필터층(160)을 덮어 이들의 단차를 평탄화하는 역할을 한다. 이러한 오버코트층은 투명의 수지 재질 등으로 구성된다. 그리고 이들 모두를 덮는 투명 공통전극(미도시)을 포함한다.The overcoat layer 180 may be further formed on the color filter layer 160. The overcoat layer covers the color filter layer 160 and serves to planarize these steps. This overcoat layer is comprised from transparent resin materials and the like. And a transparent common electrode (not shown) covering all of them.

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 도 3 및 4에 예시된 바와 같이, 컬러필터층(160)은 투명 패턴을 더 포함할 수 있고, 그러한 경우에는 픽셀이 적색, 녹색, 청색 및 투명의 각각의 서브 픽셀 영역으로 정의된다.According to another embodiment of the invention, as illustrated in FIGS. 3 and 4, the color filter layer 160 may further comprise a transparent pattern, in which case the pixels may be red, green, blue and transparent, respectively. It is defined as a subpixel area.

투명 패턴을 더 포함하는 경우, 후술할 바와 같이 백라이트 유닛(200)과 투명 패턴 사이에도 광전환층(300)이 배치된다. 그러한 경우에 이를 통과한 광은 백색을 나타내며, 이는 적색, 녹색 및 청색의 휘도를 보완하는 역할을 한다.When further including a transparent pattern, the light conversion layer 300 is also disposed between the backlight unit 200 and the transparent pattern as will be described later. In such a case the light passing through it represents white, which serves to complement the luminance of red, green and blue.

제1 기판(120)과 제2 기판(130)의 외면에는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제1 편광판(150a) 및 제2 편광판(150b)이 각각 부착될 수 있다.First and second polarizers 150a and 150b may be attached to the outer surfaces of the first and second substrates 120 and 130, respectively.

백라이트 유닛(200)은 액정 패널(100)에 광을 공급한다.The backlight unit 200 supplies light to the liquid crystal panel 100.

백라이트 유닛(200)은 직하형, 엣지형 또는 듀얼형일 수 있다.The backlight unit 200 may be a direct type, an edge type, or a dual type.

엣지형은 액정 패널(100)의 일측면에 광원이 줄(또는 스트링) 형태로 배치된 것이다. 듀얼형은 액정 패널(100)의 양측면에 광원이 줄(또는 스트링) 형태로 배치된 것이다. 직하형은 액정 패널(100)의 하부에 광원이 블록 또는 매트릭스 형태로 배치된 것이다. 이 중, 박막 경량화 및 대면적화의 측면에서 바람직하게는 엣지형일 수 있다.In the edge type, light sources are arranged in a line (or string) form on one side of the liquid crystal panel 100. In the dual type, light sources are arranged in the form of a string (or a string) on both sides of the liquid crystal panel 100. In the direct type, the light source is disposed in the form of a block or a matrix under the liquid crystal panel 100. Among these, in view of weight reduction and large area of the thin film, it may be preferably an edge type.

이하, 엣지형 백라이트를 예로 들어 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, an edge type backlight will be described as an example, but is not limited thereto.

백라이트 유닛(200)은 광원, 도광판, 반사판, 광학시트 등을 포함한다.The backlight unit 200 may include a light source, a light guide plate, a reflecting plate, an optical sheet, and the like.

광원은 청색광을 방출하는 발광다이오드(LED)일 수 있으며, 방출광의 파장이 예를 들면 350 내지 450nm일 수 있다.The light source may be a light emitting diode (LED) emitting blue light, and the wavelength of the emitted light may be, for example, 350 to 450 nm.

광원으로부터 출사되는 광이 입사되는 도광판은 입사된 광이 여러 번의 전반사에 의해 도광판 내를 진행하면서 도광판의 넓은 영역으로 고루 퍼져 액정 패널(100)에 면광원을 제공한다.The light guide plate into which the light emitted from the light source is incident is spread evenly over a large area of the light guide plate while the incident light propagates through the light guide plate by several total reflections, thereby providing a surface light source to the liquid crystal panel 100.

도광판은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다. 여기서, 패턴은 도광판 내부로 입사된 광을 가이드하기 위하여, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판의 하부면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성한다.The light guide plate may include a pattern of a specific shape on the back side to supply a uniform surface light source. Here, the pattern may be configured in various ways, such as an elliptical pattern, a polygonal pattern, a hologram pattern, and the like to guide the light incident into the light guide plate. It is formed on the lower surface of the printing method or injection method.

반사판은 도광판의 배면에 위치하여, 도광판의 배면을 통과한 광을 액정 패널(100) 쪽으로 반사시킴으로써 광의 휘도를 향상시킨다.The reflecting plate is positioned on the rear surface of the light guide plate, and reflects light passing through the rear surface of the light guide plate toward the liquid crystal panel 100 to improve the brightness of the light.

도광판 상부의 광학시트는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 도광판을 통과한 광을 확산 또는 집광하여 액정 패널(100)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 한다. 이때, 광학시트는 선형 편광을 재생시켜 광 효율을 향상시키는 반사 편광 시트를 포함할 수도 있다.The optical sheet on the light guide plate includes a diffusion sheet, at least one light collecting sheet, and the like, and diffuses or collects light passing through the light guide plate so that a more uniform surface light source is incident on the liquid crystal panel 100. In this case, the optical sheet may include a reflective polarizing sheet for reproducing linear polarization to improve light efficiency.

후술할 바와 같이 본 발명의 액정표시장치는 백라이트 유닛(200)과 컬러필터층(160)의 적색 및 녹색 패턴 사이에 구비된 광전환층(300)을 포함하므로, 백라이트 유닛(200)은 별도의 광전환층(300)을 포함하지 않아 청색광을 방출한다.As will be described later, the liquid crystal display device of the present invention includes the light conversion layer 300 provided between the backlight unit 200 and the red and green patterns of the color filter layer 160, so that the backlight unit 200 has a separate light. It does not include the conversion layer 300 emits blue light.

본 발명의 액정표시장치는 광전환층(300)을 포함한다.The liquid crystal display of the present invention includes a light conversion layer 300.

광전환층(300)은 백라이트 유닛(200)과 컬러필터층(160)의 적색 및 녹색 패턴 사이에 배치되어, 광원에서 조사된 광에 의해 여기되어 조사된 광의 파장보다 긴 파장의 광을 방출하고, 이는 광원에서 조사된 광과 혼합되어 백색광을 형성한다. 이에 따라 형성된 백색광이 컬러필터층(160)의 적색 패턴, 녹색 패턴을 통과하여, 전술한 바와 같이 휘도가 현저히 개선된 적색 및 녹색을 구현할 수 있다.The light conversion layer 300 is disposed between the red and green patterns of the backlight unit 200 and the color filter layer 160, and is excited by the light irradiated from the light source to emit light having a wavelength longer than that of the irradiated light, It is mixed with the light irradiated from the light source to form white light. The white light thus formed passes through the red pattern and the green pattern of the color filter layer 160, thereby realizing the red and the green with the markedly improved luminance as described above.

광전환층에서 방출되는 광의 파장은 예를 들면 450 내지 700nm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The wavelength of the light emitted from the light conversion layer may be, for example, 450 to 700 nm, but is not limited thereto.

청색 광원을 사용하므로, 청색 패턴측에는 광전환층(300)을 요하지 않는다.Since the blue light source is used, the light conversion layer 300 is not required on the blue pattern side.

광전환층(300)은 백라이트 유닛(200)과 상기 컬러필터층(160)의 적색 및 녹색 패턴 사이에 배치되는 것으로서, 그 위치는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 액정 패널(100)의 액정층(110)을 기준으로 백라이트 유닛(200) 측에 배치될 수 있다.The light conversion layer 300 is disposed between the red and green patterns of the backlight unit 200 and the color filter layer 160, and the position thereof is not particularly limited. For example, the liquid crystal layer of the liquid crystal panel 100 ( It may be disposed on the backlight unit 200 side based on the 110.

보다 구체적으로, 제1 배향막 하부(140a), 제1 기판(120) 하부 또는 도 1 및 도 3에 예시된 바와 같이 제1 편광판(150a) 하부에 배치될 수 있다.More specifically, it may be disposed below the first alignment layer 140a, below the first substrate 120, or below the first polarizer 150a as illustrated in FIGS. 1 and 3.

광전환층(300)은 광 조사를 중단(전원 인가 off)한 이후에도 일정 시간 빛을 방출할 수 있으나, 광전환층(300)이 액정층(110)을 기준으로 백라이트 유닛(200)측에 배치되는 경우, 이러한 광이 차단되므로 바람직하다. 이러한 측면에서 보다 바람직하게는 제1 편광판(150a) 하부에 배치될 수 있다.The light conversion layer 300 may emit light even after the light irradiation is stopped (power supply off), but the light conversion layer 300 is disposed on the backlight unit 200 with respect to the liquid crystal layer 110. If such light is blocked, it is preferable. In this aspect, it may be more preferably disposed below the first polarizer 150a.

또한, 광전환층(300)은 액정층(110)을 기준으로 컬러필터 측에 배치될 수도 있다.In addition, the light conversion layer 300 may be disposed on the color filter side based on the liquid crystal layer 110.

보다 구체적으로, 컬러필터층(160) 하부, 오버코트층(180) 하부 또는 도 2 및 도 4에 예시된 바와 같이 제2 배향막(140b) 상부에 배치될 수도 있다.More specifically, it may be disposed below the color filter layer 160, below the overcoat layer 180, or above the second alignment layer 140b as illustrated in FIGS. 2 and 4.

전술한 컬러필터층(160)이 투명 패턴을 더 포함하는 경우에는 광전환층(300)은 백라이트 유닛(200)과 컬러필터층(160)의 투명 패턴 사이에도 배치된다.When the above-described color filter layer 160 further includes a transparent pattern, the light conversion layer 300 is also disposed between the backlight unit 200 and the transparent pattern of the color filter layer 160.

광전환층(300)은 광원에서 조사된 광에 의해 여기되어, 전술한 바와 같이 이보다 긴 파장의 광을 방출할 수 있는 것이라면 그 소재는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 YAG(이트륨 알루미늄 가넷)에 Ge(게르마늄) 또는 Ce(세륨)이 도핑된 YAG:Ge 또는 YAG:Ce 계열의 형광체를 사용하거나, 실리케이트(silicate) 계열의 형광체를 포함할 수 있다.If the light conversion layer 300 is excited by the light irradiated from the light source, and can emit light of a longer wavelength as described above, the material is not particularly limited, for example, YAG (yttrium aluminum garnet) The YAG: Ge or YAG: Ce-based phosphors doped with Ge (germanium) or Ce (cerium) may be used, or may include silicate-based phosphors.

상기 구성을 포함하여 이루어지는 본 발명의 액정표시장치는 광 전환 효율이 현저히 개선된다. 이에 따라 고휘도를 구현할 수 있으며, 소비 전력을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.In the liquid crystal display device of the present invention comprising the above configuration, the light conversion efficiency is remarkably improved. Accordingly, it is possible to implement high brightness and to reduce power consumption.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
Hereinafter, preferred examples are provided to aid the understanding of the present invention, but these examples are merely illustrative of the present invention and are not intended to limit the scope of the appended claims. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made to the present invention, and such modifications and changes belong to the appended claims.

실시예Example 1. 액정표시장치의 제조 1. Manufacturing of LCD

440nm 파장의 광을 방출하는 청색 LED를 광원으로 사용하는 백라이트 유닛에서 광전환층을 제거하여, 백라이트 유닛을 준비하였다.A backlight unit was prepared by removing the light conversion layer from a backlight unit using a blue LED emitting light having a wavelength of 440 nm as a light source.

그리고, 컬러필터층의 적색 및 녹색 패턴에 대응되는 부위의 어레이 기판 하부에 YAG:Ge 형광체층을 형성한 액정 패널을 준비하여, 상기 액정 패널 하부에 백라이트 유닛을 접합하여 액정표시장치를 제조하였다.
Then, a liquid crystal panel in which a YAG: Ge phosphor layer was formed on an array substrate under a portion corresponding to the red and green patterns of the color filter layer was prepared, and a backlight unit was bonded to the lower liquid crystal panel to manufacture a liquid crystal display device.

실시예Example 2. 액정표시장치의 제조 2. Manufacturing of LCD

형광체층을 컬러필터층의 적색 및 녹색 패턴에 대응되는 부위의 오버코트층 하부에 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정표시장치를 제조하였다.
A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the phosphor layer was formed under the overcoat layer of a portion corresponding to the red and green patterns of the color filter layer.

실시예Example 3. 액정표시장치의 제조 3. Manufacturing of LCD

액정 패널에서 컬러필터층에 투명 패턴을 더 형성하고, 투명 패턴에 대응되는 부위의 어레이 기판 하부에 YAG:Ge 형광체층을 더 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정표시장치를 제조하였다.
A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a transparent pattern was further formed on the color filter layer in the liquid crystal panel, and a YAG: Ge phosphor layer was further formed below the array substrate corresponding to the transparent pattern. .

실시예Example 4. 액정표시장치의 제조 4. Manufacturing of LCD

액정 패널에서 컬러필터층에 투명 패턴을 더 형성하고, 투명 패턴에 대응되는 부위의 어레이 기판 하부에 YAG:Ge 형광체층을 더 형성한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 액정표시장치를 제조하였다.
A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 2, except that a transparent pattern was further formed on the color filter layer in the liquid crystal panel, and a YAG: Ge phosphor layer was further formed on the lower portion of the array substrate corresponding to the transparent pattern. .

비교예Comparative example

광전환층을 포함하지 않는 액정 패널에 440nm 파장의 광을 방출하는 청색 LED 광원 및 광전환층을 포함하는 백라이트 유닛을 접합하여 액정표시장치를 제조하였다.
A liquid crystal display device was manufactured by bonding a backlight unit including a blue LED light source and a light conversion layer to a light emitting layer having a wavelength of 440 nm to a liquid crystal panel that does not include a light conversion layer.

실험예Experimental Example . 휘도 측정. Luminance measurement

상기 실시예의 액정표시장치의 적, 녹, 청색광의 휘도를 분광측정기를 사용하여 측정하였다.
The luminance of the red, green, and blue light of the liquid crystal display of the above example was measured using a spectrometer.

구분division 적색광 휘도(Y)Red light luminance (Y) 녹색광 휘도(Y)Green Light Luminance (Y) 청색광 휘도(Y)Blue Light Luminance (Y) 실시예 1Example 1 24.424.4 72.472.4 13.013.0 실시예 2Example 2 24.424.4 72.572.5 13.313.3 실시예 3Example 3 24.124.1 72.672.6 13.813.8 실시예 4Example 4 24.024.0 72.172.1 13.913.9 비교예Comparative example 17.817.8 64.264.2 11.111.1

상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 4의 액정표시장치는 적색, 녹색 및 청색광 모두 휘도가 현저히 개선되었다.Referring to Table 1, in the liquid crystal display of Examples 1 to 4, the luminance of the red, green, and blue light was remarkably improved.

실시예 2 및 4의 액정표시장치는 광 조사를 중단(전원 인가 off)한 이후에도 2초간의 광이 시인되었으나, 실시예 1 및 3의 액정표시장치는 전원 인가 off 상태 이후에 광이 전혀 확인되지 않았다.In the liquid crystal display of Examples 2 and 4, the light was observed for 2 seconds even after the light irradiation was stopped (power-off). Did.

그러나, 비교예의 액정표시장치는 광의 휘도가 현저히 떨어졌다.
However, in the liquid crystal display device of the comparative example, the brightness of light was remarkably decreased.

100: 액정 패널 110: 액정층
120: 제1 기판 130: 제2 기판
140a: 제1 배향막 140b: 제2 배향막
150a: 제1 편광판 150b: 제2 편광판
160: 컬러필터층 170: 블랙매트릭스
180: 보호층 200: 백라이트 유닛
300: 광전환층
100: liquid crystal panel 110: liquid crystal layer
120: first substrate 130: second substrate
140a: first alignment layer 140b: second alignment layer
150a: first polarizing plate 150b: second polarizing plate
160: color filter layer 170: black matrix
180: protective layer 200: backlight unit
300: light conversion layer

Claims (11)

컬러필터층을 구비하는 액정 패널 및 광원을 구비하는 백라이트 유닛을 포함하고,
상기 백라이트 유닛은 청색 광원을 구비하며,
상기 백라이트 유닛과 상기 컬러필터층 사이에 배치되고 상기 광원에서 조사된 광에 의해 여기되어 상기 조사된 광의 파장보다 긴 파장의 광을 방출하는 광전환층을 포함하고,
상기 광전환층은 상기 컬러필터층의 적색 패턴 및 녹색 패턴 아래에서 상기 적색 패턴 및 상기 녹색 패턴과 공통적으로 중첩되도록 연속적으로 연장하며, 상기 컬러필터층의 청색 패턴 아래에는 형성되지 않고,
상기 광원에서 조사된 광과 상기 광전환층이 방출하는 광이 혼합되면 백색광이 형성되는, 액정표시장치.
A liquid crystal panel having a color filter layer and a backlight unit having a light source,
The backlight unit has a blue light source,
A light conversion layer disposed between the backlight unit and the color filter layer and excited by light irradiated from the light source to emit light having a wavelength longer than that of the irradiated light,
The light conversion layer continuously extends under the red and green patterns of the color filter layer to overlap the red and green patterns in common, and is not formed below the blue pattern of the color filter layer.
And white light is formed when light emitted from the light source and light emitted by the light conversion layer are mixed.
청구항 1에 있어서, 상기 광원에서 조사된 광의 파장은 350 내지 450nm인, 액정표시장치.
The liquid crystal display device of claim 1, wherein a wavelength of light emitted from the light source is 350 to 450 nm.
청구항 1에 있어서, 상기 광전환층에서 방출되는 광의 파장은 450 내지 700nm인, 액정표시장치.
The liquid crystal display device of claim 1, wherein a wavelength of light emitted from the light conversion layer is 450 to 700 nm.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 백라이트 유닛은 광전환층을 포함하지 않는, 액정표시장치.
The liquid crystal display device of claim 1, wherein the backlight unit does not include a light conversion layer.
청구항 1에 있어서, 상기 광전환층은 상기 액정 패널의 액정층을 기준으로 컬러필터 측에 구비되는, 액정표시장치.
The liquid crystal display device of claim 1, wherein the light conversion layer is provided on a color filter side based on the liquid crystal layer of the liquid crystal panel.
청구항 1에 있어서, 상기 광전환층은 상기 액정 패널의 액정층을 기준으로 백라이트 유닛 측에 구비되는, 액정표시장치.
The liquid crystal display device of claim 1, wherein the light conversion layer is provided on a backlight unit side of the liquid crystal layer of the liquid crystal panel.
청구항 1에 있어서, 상기 광전환층은 상기 액정 패널의 백라이트 유닛 측 편광판 하부에 구비되는, 액정표시장치.
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light conversion layer is provided under the backlight unit side polarizer of the liquid crystal panel.
청구항 1에 있어서, 상기 컬러필터층은 투명 패턴을 더 포함하는, 액정표시장치.
The liquid crystal display device of claim 1, wherein the color filter layer further comprises a transparent pattern.
청구항 9에 있어서, 광전환층은 백라이트 유닛과 컬러필터층의 적색, 녹색 및 투명 패턴 사이에 배치되는, 액정표시장치.
The liquid crystal display of claim 9, wherein the light conversion layer is disposed between the red, green, and transparent patterns of the backlight unit and the color filter layer.
청구항 1에 있어서, 상기 광전환층은 YAG:Ge, YAG:Ce 또는 실리케이트 계열 형광체를 포함하는, 액정표시장치.The liquid crystal display device of claim 1, wherein the light conversion layer comprises YAG: Ge, YAG: Ce, or silicate-based phosphors.
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