KR102113644B1

KR102113644B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR102113644B1
Application number: KR1020130167395A
Authority: KR
Inventors: 문제영; 한상호
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2020-05-22
Also published as: KR20150080135A

Abstract

본 발명에 따른 액정표시장치는 상부 기판, 상기 상부 기판에 형성된 발광 컬러 필터, 상기 상부 기판과 소정 간격 이격되어 배치되는 하부 기판, 및 상기 상부 기판과 하부 기판 사이에 위치한 액정층을 구비한 액정표시패널, 및 상기 액정표시패널에 청색 광을 방출하는 광원을 구비하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 발광 컬러 필터는 하나의 픽셀마다 상기 청색 광에 반응하여 적색 광을 방출하는 제1 형광체가 형성된 제1 서브픽셀, 상기 청색 광에 반응하여 녹색 광을 방출하는 제2 형광체가 형성된 제2 서브픽셀, 및 상기 청색 광을 투과시키는 제3 서브픽셀로 이루어진 것을 특징으로 하여, 광 손실을 줄이고, 소비 전력을 감축하고, 제조 비용을 절감할 수 있으며 색 재현성을 향상시킬 수 있다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Device}

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 발광 컬러 필터를 이용하여 색 재현성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)는 액정분자의 광학적 이방성과 복굴절 특성을 이용하여 화상을 표현하는 것으로, 전계가 인가되면 액정의 배열이 달라지고 달라진 액정의 배열 방향에 따라 빛이 투과되는 특성 또한 달라진다.

일반적으로 액정표시장치는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 상기 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 1에서 알 수 있듯이, 종래 기술에 따른 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)는, 화상을 표시하는 액정표시패널(40)과, 액정표시패널(40)을 구동하는 구동회로(미도시)와, 액정표시패널(40)에 광을 제공하는 광원(51)을 구비하는 백라이트 유닛(40)을 포함한다.

상기 액정표시패널(40)은 액정층(30)을 사이에 두고 합착된 하부 기판(10)과 상부 기판(20)을 포함한다.

상기 하부 기판(10)은 제1 기판(11) 상에 형성된 박막 트랜지스터(12), 및 상기 제1 기판(11)의 하면에 형성된 제1 편광판(13)을 포함하여 이루어진다.

도시하지는 않았지만, 상기 박막 트랜지스터(12)는 게이트 배선으로부터의 온/오프 전압에 응답하여 데이터 배선으로부터의 데이터 전압을 화소전극에 공급한다. 이를 위해, 상기 박막 트랜지스터(12)는 게이트 배선과 접속된 게이트 전극, 게이트 전극을 보호하는 게이트 절연막, 데이터 배선과 접속된 소스 전극, 상기 소스 전극과 마주보고 형성되어 있으며 상기 화소전극과 접속된 드레인 전극, 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 상기 게이트 전극과 중첩된 액티브층을 포함할 수 있다.

상기 제1 편광판(13)은 광을 선편광으로 투과 시켜준다.

상기 상부 기판(20)은 제2 기판(21)의 하부 면에 형성되어 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 색구현을 위한 칼라필터(22), 및 상기 제2 기판(21)의 상부 면에 형성된 제2 편광판(23)을 포함하여 이루어진다.

상기 칼라필터(22)는 색을 구현하기 위해 적색, 녹색 및 청색 칼라필터를 포함하고 있다. 적색, 녹색, 및 청색 칼라필터는 비발광 재료를 사용하여 선택적으로 광을 투과한다. 즉, 각각 자신이 포함하고 있는 적색, 녹색, 및 청색안료를 통해 파장의 광을 흡수 또는 투과시킴으로써 적색, 녹색, 및 청색을 띄게 된다. 이때, 적색, 녹색 및 청색 칼라필터를 각각 투과한 적색, 녹색, 및 청색광의 가법혼색을 통해 다양한 색상이 구현된다.

상기 제2 편광판(23)은 상기 제1 편광판(13)과 투과축이 서로 90도 교차되도록 상기 제2 기판(21)의 상부 면 즉, 바깥면에 형성되어 광을 선편광으로 투과 시켜준다.

즉, 상기 액정층(30)의 상하로 편광축이 서로 직교하도록 하부 기판(11) 및 상부 기판(21)에 제1 및 제2 편광판(13, 23)이 부착되기 때문에, 상기 액정층(30)을 통과하는 동안 편광축의 회전 정도에 따라 투과광의 세기가 조절되어 블랙(black)과 화이트(white) 사이의 그레이(gray) 표현이 가능하게 된다.

이와 같은 종래 기술에 따른 액정표시장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 상기 제1 및 제2 편광판(13, 23)은 가시광선에 대한 총 투과율이 30 내지 40%로 광효율이 낮고, 고온에서 수축하는 특성에 의해 블랙(black) 화면에서의 빛샘 현상이 발생하는 문제점이 있다.

둘째, 상기 칼라필터(22)는 비발광 재료인 적색, 녹색, 및 청색안료를 사용하여 선택적으로 광을 투과하는데, 이는 가시광선에 대한 총 투과율이 20 내지 30%로 광효율이 낮다는 문제점이 있다.

즉, 종래 기술에 따른 액정표시장치는 액정표시패널의 전체 투과율이 낮으므로, 액정표시장치의 소비전력을 저감하기 위해서는 전체 투과율을 향상시켜야 한다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 액정표시장치의 소비전력을 저감하기 위해서는 전체 투과율을 향상시키고, 색 재현성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 상부 기판, 상기 상부 기판에 형성된 발광 컬러 필터, 상기 상부 기판과 소정 간격 이격되어 배치되는 하부 기판, 및 상기 상부 기판과 하부 기판 사이에 위치한 액정층을 구비한 액정표시패널, 및 상기 액정표시패널에 청색 광을 방출하는 광원을 구비하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 발광 컬러 필터는 하나의 픽셀마다 상기 청색 광에 반응하여 적색 광을 방출하는 제1 형광체가 형성된 제1 서브픽셀, 상기 청색 광에 반응하여 녹색 광을 방출하는 제2 형광체가 형성된 제2 서브픽셀, 및 상기 청색 광을 투과시키는 제3 서브픽셀로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.

상기 상부 기판 및 하부 기판은 편광 기능이 내재된 유리 또는 필름으로 형성될 수 있다.

상기 상부 기판 및 하부 기판은 제1 기판, 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판, 및 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 형성된 편광판으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 및 제2 형광체는 QD(Quantum Dot) 형광체를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 광원은 청색 광을 방출하는 발광 다이오드 칩을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 광원은 청색 광을 방출하는 발광 다이오드 패키지를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 광원은 POB 타입 또는 COB 타입이 발광 다이오드 패키지로 제조될 수 있다.

상기 백라이트 유닛은 액정표시패널의 측면에 광원을 배치한 에지 방식 또는 액정표시패널의 배면에 광원을 배치한 직하 방식으로 제조될 수 있다.

상기 발광 컬러 필터 상에 보호층을 더 포함할 수 있다.

위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 편광 기능이 내재된 상부 기판 및 하부 기판을 형성함으로써, 공정이 단순화되어 제조 비용을 감축하고, 고온에서의 편광판 수축에 의한 블랙(black) 빛샘을 개선할 수 있다.

본 발명은 상부 기판 상에 하나의 픽셀마다 상기 청색 광에 반응하여 적색 광을 방출하는 제1 형광물이 형성된 제1 서브픽셀, 상기 청색 광에 반응하여 녹색 광을 방출하는 제2 형광물이 형성된 제2 서브픽셀, 및 상기 청색 광을 투과시키는 제3 서브픽셀로 이루어진 발광 컬러 필터를 형성함으로써, 광 손실을 줄이고, 소비 전력을 감축하고, 제조 비용을 절감할 수 있으며 색 재현성을 향상시킬 수 있다.

이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도.
도 5a 및 도 5b는 백라이트 유닛의 구조에 대한 단면도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 색 재현 특성을 나타내는 도면.
도 7은 QD(Quantum Dot) 형광체 이용에 따른 색 재현 특성을 나타내는 도면.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

"상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 상기 문제점을 해결하기 위해 고안된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.

도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 컬러필터 기판(200)과 상기 컬러필터 기판(200)과 소정 간격 이격되어 배치되는 박막 트랜지스터 기판(100)과 상기 컬러필터 기판(200)과 박막 트랜지스터 기판(100) 사이에 위치한 액정층을 구비한 액정표시패널(1000) 및 상기 액정표시패널(1000)에 청색 광(B)을 방출하는 광원(420)을 구비하는 백라이트 유닛(2000)을 포함하여 이루어진다.

상기 백라이트 유닛(2000)은 상기 액정표시패널(1000)의 배면에서 청색 광(B)을 방출하는 광원(420)을 배치하여 직하에서 청색 광(B)을 직접 조사하는 직하 방식(direct type)으로 제조될 수 있다.

상기 백라이트 유닛(2000)은 인쇄회로기판(410)에 형성된 광원(420), 상기 광원(420) 상에 차례로 형성된 확산판(430), 및 광학시트(440)를 포함하여 이루어진다.

상기 인쇄회로기판(410)은 방열기능을 구비한 메탈코어인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board)로 형성될 수 있다.

상기 광원(420)은 상기 인쇄회로기판(410) 상부면에 나란하게 배열된 다수의 발광 다이오드(LED)로 형성될 수 있다. 이때, 상기 발광 다이오드(LED)는 405 내지 460nm 파장의 청색 광(B)을 방출한다.

상기 광원(420)은 발광 다이오드 칩을 상기 인쇄회로기판(410)에 부착하는 COB(Chip on Board) 타입 또는 발광 다이오드 패키지를 상기 인쇄회로기판(410)에 장착하는 POB(Package on Board) 타입으로 형성될 수 있다. 이에 대한 설명은 도 5a 및 도 5b를 참조하여 후술하기로 한다.

상기 확산판(430)은 상기 광원(420)에서 출사된 청색 광(B)을 분산 및 확산시킬 수 있다.

상기 광학시트(440)는 상기 확산판(430)에서 출사된 청색 광(B)의 휘도 특성을 향상시킬 수 있다.

상기 박막 트랜지스터 기판(100)은 하부 기판(110)과 상기 하부 기판(110) 상에 형성된 박막 트랜지스터층(120)을 포함하고, 상기 컬러필터 기판(200)은 상부 기판(210) 상에 형성된 발광 컬러 필터(220)와 보호층(230)을 포함하여 이루어진다.

상기 하부 기판(110) 및 상부 기판(210)은 편광 기능이 내재된 유리 또는 편광 기능이 내재된 필름으로 형성될 수 있다.

상기 하부 기판(110)은 편광자를 이용하여 편광상태가 무질서하게 섞여있는 편광 안 된 빛에서 한 방향의 선형 편광의 빛을 선택적으로 흡수하거나 굴절시켜서 그 방향에 수직한 선형편광만을 통과시킨다.

상기 상부 기판(210)은 상기 하부 기판(110)과 투과축이 서로 90도로 교차되도록 형성되어 광을 선편광으로 투과 시켜준다.

종래 기술에서는 하부 기판(110) 및 상부 기판(210)의 바깥 면에 편광판(미도시)을 부착하였는데 반하여, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 편광 기능이 내재된 하부 기판(110) 및 상부 기판(210)을 형성함으로써, 공정이 단순화되어 제조 비용이 감축되고, 고온에서의 편광판 수축에 따른 블랙(black) 화면의 빛샘 현상이 발생하는 문제점을 개선할 수 있다.

상기 박막 트랜지스터층(120)은 하부 기판(110) 상에 형성되어 있다.

도시하지는 않았지만, 상기 박막 트랜지스터층(120)은 박막 트랜지스터를 포함하고 있다. 상기 박막 트랜지스터는 게이트 배선으로부터의 온/오프 전압에 응답하여 데이터 배선으로부터의 데이터 전압을 화소전극에 공급한다. 이를 위해, 상기 박막 트랜지스터는 게이트 배선과 접속된 게이트 전극, 게이트 전극을 보호하는 게이트 절연막, 데이터 배선과 접속된 소스 전극, 상기 소스 전극과 마주보고 형성되어 있으며 상기 화소전극과 접속된 드레인 전극, 상기 게이트 절연막을 사이에 두고 상기 게이트 전극과 중첩된 액티브층을 포함할 수 있다.

상기 상부 기판(210) 상에 형성된 발광 컬러 필터(220)는 하나의 픽셀(PXL)마다 상기 백라이트 유닛(2000)에 포함된 광원(420)에서 방출되는 청색 광(B)에 반응하여 적색 광(R)을 방출하는 제1 형광체(221)가 형성된 제1 서브픽셀(SP1), 상기 청색 광(B)에 반응하여 녹색 광(G)을 방출하는 제2 형광체(222)가 형성된 제2 서브 픽셀(SP2), 및 상기 청색 광(B)을 투과시키는 제3 서브 픽셀(SP3)을 포함하여 이루어진다.

상기 제1 형광체(221)는 상기 백라이트 유닛(2000)에 포함된 광원(420)에서 방출되는 405 내지 460nm 단파장의 청색 광(B)을 흡수하여 에너지 천이에 따라 파장을 쉬프트(shift) 시켜 620 내지 680nm 파장의 적색 광(R)을 방출하게 된다.

상기 제2 형광체(222)는 상기 백라이트 유닛(2000)에 포함된 광원(420)에서 방출되는 405 내지 460nm 단파장의 청색 광(B)을 흡수하여 에너지 천이에 따라 파장을 쉬프트(shift) 시켜 500 내지 560nm 파장의 녹색 광(G)을 방출하게 된다.

상기 보호층(230)은 상기 발광 컬러 필터(220) 상에 형성되어 상기 발광 컬러 필터(220)를 보호할 수 있다.

상기 보호층(230)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 무기계 절연물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 포토아크릴(Photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB) 등과 같은 유기계 절연물질로 이루어질 수도 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 백라이트 유닛(2000)에 포함된 광원(420)에서 방출되는 청색 광(B)을 하부 기판(110)을 통과하면서 제1차 선형 편광으로 변경되고, 박막 트랜지스터의 구동에 의해 액정층(3000)을 지나면서 온/오프 광을 만들게 된다. 이후, 상부 기판(210)을 통과하면서 청색 광(B)의 온/오프가 결정되고, 발광 컬러 필터(220)를 통과하면서 특히, 제1 서브픽셀(SP1)에 형성된 제1 형광체(221)에 의해 적색 광(R)이 방출되고, 제2 서브픽셀(SP2)에 형성된 제2 형광체(222)에 의해 녹색 광(G)이 방출되고, 제3 서브픽셀(SP3)에는 형광체가 형성되어 있지 않아 청색 광(B)이 통과되어 적색, 녹색, 및 청색을 구현할 수 있다.

이와 같은 본 발명은 종래 기술은 비하여 광 손실을 줄이고, 소비 전력을 감축하고, 제조 비용을 절감할 수 있으며 색 재현성을 향상시킬 수 있다.

보다 구체적으로, 백색 광(W)을 흡수 및 투과하여 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)을 구현하는 종래 기술은 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 세 파장 즉, 380 내지 780nm의 연속적인 스펙트럼을 모두 액정에서 조절하기 어려워, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 대표 파장에 의해 액정을 조절하게 되므로 편광 손실이 많은데 비하여, 본 발명은 단일 피크 파장인 청색(B)만 조절하게 됨으로써, 광 손실을 줄이고, 소비 전력을 감축할 수 있다.

또한, 제3 서브 픽셀(SP3)은 형광체를 형성하지 않아도 됨으로써 제조 비용을 절감할 수 있으며, 발광 컬러 필터(220)에서 형광 재료에 따른 발광 컬러를 구현할 수 있으므로 색 재현성을 향상시킬 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 색 재현 특성을 나타내는 도면으로, 도 6a는 종래 기술에 따른 색 재현 특성을 나타내고, 도 6b는 본 발명에 따른 색 재현 특성을 나타낸다. 여기서, 가로 축은 파장(nm)을 나타내고, 세로 축은 색의 선명도를 나타낸다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 종래 기술에 따른 액정표시장치는 적색(R)과 녹색(G)은 넓은 파장의 범위에서 색의 선명도 낮게 나타난다. 이에 반하여, 본 본 발명에 따른 액정표시장치는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 모두 좁은 파장의 범위에서 색의 선명도가 높게 나타나 색재현율이 향상됨을 알 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 제1 형광체(221) 및 제2 형광체(222)는 각각 적색 형광체, 녹색 형광체일 수 있으나, QD(Quantum Dot) 형광체를 이용하는 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치는 제1 형광체(221) 및 제2 형광체(222)를 QD(Quantum Dot) 형광체로 형성함으로써, 발광선폭이 기존 형광체에 비해 매우 좁기 때문에 색 재현성이 뛰어나다.

상기 QD 형광체는 코어(core)와 셸(shell)로 이루어진 나노 크리스탈 입자로, 코어의 사이즈가 1 내지 50nm 범위에 있다. QD 형광체는 코어의 사이즈를 조절함으로써 녹색(G), 적색(R)과 같은 색깔을 발광하는 형광 물질로 사용될 수 있으며, Ⅱ-Ⅵ족의 화합물 반도체(ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, MgTe 등), Ⅲ-Ⅴ족의 화합물 반도체(GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, AlAs, AlP, AlSb, AlS 등), 또는 Ⅳ족 반도체(Ge, Si, Pb 등) 중 적어도 두 종류의 반도체를 이종접합 함으로써 QD 형광체의 코어(core)와 셸(shell) 구조를 형성할 수 있다. 상기 QD 형광체의 셸(shell) 외각에 셸 표면의 분자 결합을 종료시키거나 QD 입자간 응집을 억제하고 실리콘 수지나 에폭시 수지 등 수지 내에 분산성을 향상시키거나 또는 형광체 기능을 향상시키기 위해 올리인산(Oleic acid)과 같은 물질을 이용한 유기 리간드(Organic ligand)를 형성할 수도 있다.

도 7은 QD(Quantum Dot) 형광체 이용에 따른 색 재현 특성을 나타내는 도면으로, 삼각형의 넓이는 NTSC 대비 색재현율을 나타낸다.

도 7을 참조하면, 제1 형광체(221) 및 제2 형광체(222)를 QD(Quantum Dot) 형광체로 형성한 본 발명은 미국 텔레비전 방송구격 심의회(National Television System Committee)에서 제정한 컬러 텔레비전 방식인 NTSC 방식에 따른 색재현 범위를 100%라 하였을 때, NTSC 대비 약 108.9%의 색 재현율을 가짐에 비하여, 화이트 광에 의한 적색, 녹색, 및 청색의 컬러필터에 의해 색을 구현하는 종래 기술은 NTSC 대비 약 72%의 색 재현율을 가진다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 종래 기술에 비해서 색 재현성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 각각의 구성의 재료 및 구조 등에 있어서 반복되는 부분에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도로서, 하부 기판(110) 및 상부 기판(120)의 구조를 변경한 것을 제외하고는 전술한 도 2에 따른 액정표시장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도 3을 참조하면, 하부 기판(110)은 제1 기판(111), 상기 제1 기판(111)과 대향하는 제2 기판(112), 및 상기 제1 기판(111)과 제2 기판(112) 사이에 형성된 편광판(113)으로 이루어질 수 있다.

또한, 상부 기판(210)은 제1 기판(211), 상기 제1 기판(211)과 대향하는 제2 기판(212), 및 상기 제1 기판(211)과 제2 기판(212) 사이에 형성된 편광판(213)으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 기판(111, 211) 및 제2 기판(112, 212)은 투명한 유리 또는 투명한 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET)로 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 단면도로서, 백라이트 유닛(2000)의 구조를 변경한 것을 제외하고는 전술한 도 2에 따른 액정표시장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도 4를 참조하면, 백라이트 유닛(2000)은 평판 측면에 광원을 배치한 에지 방식(edge type)으로 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 백라이트 유닛(2000)은 인쇄회로기판(410), 광원(420), 반사판(450), 도광판(460)을 포함하여 이루어진다. 또한 커버보텀(3000)은 상기 백라이트 유닛(2000)을 수납한다.

상기 광원(420)은 상기 인쇄회로기판(410) 상에 형성되어, 상기 인쇄회로기판(410)과 전기적으로 연결된다.

상기 광원(420)은 상기 도광판(460)의 측면에 배열되어 상기 도광판(460)의 입사면을 통해 광을 전달한다. 이때 상기 광원(420)은 405 내지 460nm 파장의 청색 광(B)을 방출하는 발광 다이오드(LED)로 형성될 수 있다.

상기 도광판(460)은 상기 광원(420)으로부터 출사되는 광을 전달받아 면광원의 광으로 변환하여 출사면 쪽으로 안내한다. 여기서, 출사면은 액정표시패널(1000)을 향하는 면이 된다.

상기 반사판(450)은 상기 도광판(460)의 하부에 위치되며, 상기 도광판(460)에서 후방으로 누설되는 광을 출사면 쪽으로 반사시켜 준다.

상기 커버보텀(3000)은 상기 인쇄회로기판(410)과 부착되어 상기 인쇄회로기판(410), 반사판(450), 및 도광판(460)을 수납한다.

도 5a 및 도 5b는 백라이트 유닛(420)의 구조에 대한 단면도로서, 전술한 도 2에 따른 백라이트 유닛(420)에 포함된 광원(420)의 구조에 대한 설명이다. 도 5a는 인쇄회로기판(410)에 발광 다이오드 패키지(420)가 실장된 POB(Package on Board) 구조에 대한 단면도이고, 도 5b는 인쇄회로기판(410)에 발광 다이오드 칩(420)이 실장된 COB(Chip on Board) 구조에 대한 단면도이다.

도 5a에서 알 수 있듯이, 광원(420)은 POB 타입의 발광 다이오드 패키지로 형성될 수 있다.

상기 광원(420)은 컵 형상의 반사판(418)을 갖는 패키지 본체(416)을 포함한다. 패키지 본체(416)은 인쇄회로기판(410) 상에 형성되며, 패키지 본체(416)가 리드 프레임(414)을 감싸도록 형성되어 있다.

상기 리드 프레임(414) 상면에는 발광 다이오드 칩(422)이 실장되어 있으며, 상기 발광 다이오드 칩(422)은 와이어(424)를 통해 리드 프레임(414)에 연결된다. 이에 따라 와이어(414)를 통해 인쇄회로기판(412)으로부터 전달되는 소정의 전압이 상기 발광 다이오드 칩(422)으로 전달될 수 있다. 리드 프레임(414)의 양쪽 가장자리에는 반사판(418)이 형성되어 있으며, 상기 반사판(418)은 발광 다이오드 칩(422)으로부터 광을 반사하여 광원(420)의 발광효율을 향상시킨다. 반사판(418)은 제조된 광원(420)으로부터 원하는 광의 특성을 고려하여 적절한 경사 각도를 조절할 수 있다.

상기 발광 다이오드 칩(422) 상부에는 발광 다이오드 칩(422)으로부터 광에 영향을 미치지 않고, 발광 다이오드 칩(422)과 와이어(424)를 보호할 수 있는 몰딩층(428)이 형성되어 있다.

이때, 상기 발광 다이오드 칩(422)은 405 내지 460nm 파장의 청색 광(B)을 방출할 수 있다.

도 5b에서 알 수 있듯이, 광원(420)은 COB 타입의 발광 다이오드 패키지로 형성될 수 있다.

상기 광원(420)은 인쇄회로기판(410) 상에 구리 등의 재질로 이루어지는 금속 패드(434)가 형성되고, 중앙부에 형성된 금속 패드(미도시)에는 발광 다이오드 칩(436)이 실장된다. 여기서 도시되지는 않았으나, 상기 발광 다이오드 칩(436)은 다이 접착제에 의해 금속 패드(434)에 부착된다.

상기 발광 다이오드 칩(436)은 와이어(438)를 통해 금속 패드(434)에 전기적으로 연결되며, 발광 다이오드 칩(436) 상부에는 발광 다이오드 칩(436)으로부터 광에 영향을 미치지 않고 발광 다이오드 칩(436)과 와이어(438)을 보호할 수 있는 몰딩층(444)이 형성되어 있다.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100: 박막 트랜지스터 기판 200: 컬러필터 기판
110: 하부 기판 120: 박막 트랜지스터층
210: 상부 기판 220: 발광 컬러 필터
221: 제1 형광체 222: 제2 형광체
230: 보호층 PXL: 픽셀
SP1: 제1 서브픽셀 SP2: 제2 서브픽셀
SP3: 제3 서브픽셀 300: 액정층
310: 액정 분자 1000: 액정표시패널
2000: 백라이트 유닛 410: 인쇄회로기판
420: 광원 430: 확산판
440: 광학시트

Claims

상부 기판, 상기 상부 기판에 형성된 발광 컬러 필터, 상기 상부 기판과 소정 간격 이격되어 배치되는 하부 기판, 및 상기 상부 기판과 하부 기판 사이에 위치한 액정층을 구비한 액정표시패널; 및
상기 액정표시패널에 청색 광을 방출하는 광원을 구비하는 백라이트 유닛을 포함하고,
상기 발광 컬러 필터는 하나의 픽셀마다 상기 청색 광에 반응하여 적색 광을 방출하는 제1 형광체가 형성된 제1 서브픽셀, 상기 청색 광에 반응하여 녹색 광을 방출하는 제2 형광체가 형성된 제2 서브픽셀, 및 상기 청색 광을 투과시키는 제3 서브픽셀로 이루어지고,
상기 상부 기판 및 상기 하부 기판은 편광 기능이 내재된 유리 또는 필름으로 형성되며,
상기 상부 기판과 상기 하부 기판의 투과축은 서로 90도로 교차되는 액정표시장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 형광체는 QD(Quantum Dot) 형광체를 포함하여 이루어진 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광원은 청색 광을 방출하는 발광 다이오드 칩을 포함하여 이루어진 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 광원은 청색 광을 방출하는 발광 다이오드 패키지를 포함하여 이루어진 액정표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 광원은 POB 타입 또는 COB 타입이 발광 다이오드 패키지로 제조되는 액정표시장치.
제 6 항에 있어서,
상기 백라이트 유닛은 액정표시패널의 측면에 광원을 배치한 에지 방식 또는 액정표시패널의 배면에 광원을 배치한 직하 방식으로 제조되는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,
상기 발광 컬러 필터 상에 보호층을 더 포함하는 액정표시장치.