KR20020041158A - Liquid crystal display of back light and manufacturing method there of - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치의 백라이트 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정표시장치에 사용되는 광원인 백라이트를 편광판을 하부기판으로 하여 유기 면발광 재료층을 도포 형성함으로써, 액정표시장치의 백라이트 박막화 및 광효율을 증대시킬 수 있도록 한 액정표시장치의 백라이트 및 그 제조 방법에 관한것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight of a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same. More particularly, the organic light emitting material layer is coated with a polarizer as a lower substrate to form a backlight as a light source used in a liquid crystal display device. The present invention relates to a backlight of a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which enable thinning of the backlight and increasing light efficiency.
일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없었다.CRT (Cathode Ray Tube), one of the commonly used display devices, is mainly used for monitors such as TVs, measuring devices, and information terminal devices.However, due to the weight and size of the CRT itself, Could not respond actively to the demand.
이러한, CRT를 대체하기 위해 경박 단순화 및 저소비전력 등의 장점을 갖고 있는 평판 표시장치가 활발하게 개발되고 있으며, 그 수요도 계속적으로 증가하고 있다.In order to replace the CRT, flat panel display devices having advantages such as light simplification and low power consumption are being actively developed, and demand thereof is continuously increasing.
현재까지는 평판 표시장치들 중에서 액정의 전기 광학적 성질을 이용하여 정보를 표시하는 액정표시장치의 수요가 가장 많아 액정표시장치 위주로 기술 개발이 이루어지고 있다.Until now, the demand for liquid crystal display devices for displaying information using the electro-optical properties of liquid crystals among flat panel display devices has been the highest, and technology development has been focused on liquid crystal display devices.
그러나, 액정표시장치는 하부기판과, 이 하부기판 배면에 편광판과, 이 편광판의 배면에 백 라이트를 사용하여 상기 백라이트에서 발생되는 빛으로 보다 선명한 표시를 할 수 있도록 한 것으로, 이때 사용되는 백라이트는 냉음극관과 도파관을 사용하여 상기 도파관에서 발생되는 빛으로 상기 액정표시장치의 하부 유리판의 배면에서 조사하도록 되어 있다.However, the liquid crystal display device uses a lower substrate, a polarizing plate on the bottom of the lower substrate, and a back light on the rear of the polarizing plate to enable a clear display of light generated by the backlight. The cold cathode tube and the waveguide are used to radiate the light generated from the waveguide from the rear surface of the lower glass plate of the liquid crystal display.
이와 같이 액정표시장치는 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치이기 때문에 그 구동이 복잡할 뿐만 아니라 액정패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백라이트 어셈블리가 반드시 필요하기 때문에 액정표시장치의 무게와 부피를 증가시킬 뿐만 아니라, 소비전력이 높아져 경박 단소화등여러 가지 면에서 불리한 요소가 많다.Since the LCD is a light-receiving device that displays an image by adjusting the amount of light coming from the outside, its driving is complicated and a separate light source for illuminating the liquid crystal panel, that is, a backlight assembly, is necessary. In addition to increasing the weight and volume of the liquid crystal display device, power consumption is increased, so there are many disadvantages in various aspects such as light and small size.
이로 인해 최근에는 수광성 소자인 액정표시장치에 비해 응답속도가 빠르고, 휘도가 우수하며, 구조가 간단하여 가격경쟁력 면에서 유리하고 경박 단소화 등을 용이하게 실현할 수 있는 자체 발광 소자인 유기 전계 발광 표시장치의 개발이 활발히 진행되고 있다.As a result, organic electroluminescence, which is a self-luminous device that has a fast response speed, excellent brightness, and a simple structure, is advantageous in terms of price competitiveness and can be easily and lightly shortened, compared to a liquid crystal display device, which is a light receiving device. The development of display devices is actively progressing.
이러한 유기 전계 발광 표시장치는 액정표시장치의 백라이트, 휴대용 단말기, 자동차 항법 시스템, 랩탑형 컴퓨터 및 벽걸이용 TV까지 그 용도가 다양하여 액정표시장치의 뒤를 이은 차세대 평판 표시장치로 주목받고 있다.The organic light emitting display device is attracting attention as a next-generation flat panel display device following the liquid crystal display device because of its various uses such as a backlight of a liquid crystal display device, a portable terminal, an automobile navigation system, a laptop computer, and a wall-mounted TV.
상기 유기 전계 발광 표시장치는 플러스 전원이 인가되는 애노드 전극과 마이너스 전원이 인가되는 캐소드 전극 사이에 전원을 인가하면 전자가 이동하면서 전류가 흐르게 되는데, 이때 캐소드 전극에서는 전자(-)가 전자 수송 층의 도움으로 발광층으로 이동하고, 상대적으로 애노드 전극에서는 정공(+)이 정공 수송층의 도움으로 발광층으로 이동하게 된다.In the organic light emitting diode display, when power is applied between the anode electrode to which positive power is applied and the cathode electrode to which negative power is applied, electrons move while a current flows. At this time, electrons (-) are formed in the electron transport layer. With the help of the light emitting layer, relatively positive holes in the anode move to the light emitting layer with the help of the hole transport layer.
이때 유기물질인 발광층에서 만난 전자와 정공은 높은 에너지를 갖는 여기자를 생성하게 되는데, 상기 여기자는 낮은 에너지로 떨어지면서 빛을 발광하게 된다.At this time, electrons and holes encountered in the emission layer, which is an organic material, generate excitons having high energy, and the excitons fall to low energy and emit light.
이러한 유기 전계 발광 표시장치에 대해 개략적으로 설명하면 다음과 같다.The organic electroluminescent display is briefly described as follows.
먼저, 빛을 투과시키는 베이스 기판, 예를 들어 투명성, 표면의 평활성, 취급용이성, 방수성 등의 이유로 유리기판 상에 ITO 금속을 패터닝하여 화면이 표시되는 부분인 화면 표시영역에는 플러스 전원이 인가되는 애노드 전극들을 형성하고, 이후에, 포토레지스트를 두껍게 코팅하고, 포토레지스트를 사진 현상하여 화면표시 영역의 소정부분에 높이가 높은 격벽들을 애노드 전극들과 교차되도록 형성한 다음에 소정의 색을 갖는 유기 물질을 증착시켜 격벽들 사이에 전류의 흐름에 의해 빛을 발산시키는 유기 전계 발광부를 형성한다.First, an anode to which positive power is applied to a screen display area, which is a part of which a screen is displayed by patterning ITO metal on a glass substrate for reasons of transparency, for example, transparency, surface smoothness, ease of handling, and waterproofness. Forming electrodes, and then thickly coating the photoresist and photodeveloping the photoresist to form high-thick bulkheads at certain portions of the display area so as to intersect the anode electrodes and then to have an organic material having a predetermined color. Is deposited to form an organic electroluminescent portion that emits light by the flow of current between the partition walls.
이어서, 유기 전계 발광부의 상부면에 캐소드 형성 금속, 즉 알루미늄을 증착시켜 격벽들 사이에 애노드 전극들과 교차되는 캐소드 전극들을 형성한다.Subsequently, a cathode forming metal, that is, aluminum, is deposited on the upper surface of the organic electroluminescent portion to form cathode electrodes crossing the anode electrodes between the partition walls.
상기와 같이 형성되는 유기 전계 발광 표시장치를 최근에 도 1 에 도시한 바와 같이 액정표시장치의 하부 기판(10)배면상에 부착되는 편광판(11)에 부착하되, ITO 금속전극, 유기 전계 발광부, 캐소드 전극이 차례로 형성된 면광원 재료층(13)이 도포된 베이스 기판인 제조용 유리기판(12)을 부착하여 백라이트로 사용해 오고 있다.The organic electroluminescent display device formed as described above is recently attached to the polarizing plate 11 attached to the bottom substrate 10 of the liquid crystal display device as shown in FIG. And a glass substrate 12 for manufacturing, which is a base substrate coated with a surface light source material layer 13 on which cathode electrodes are formed in turn, has been attached and used as a backlight.
그러나 상기 액정표시장치의 경우 편광판(11)배면상에 백 라이트부분이 유리기판(12)과 접착제에 의하여 두꺼워져 액정표시장치의 전체 두께가 두꺼워지는 문제점이 있는가 하면, 상기 면광원 재료층(13)에서 발생된 광이 접착제 및 베이스 기판인 제조용 유리기판(12)에 의하여 흡수되어 광효율이 저하되는 문제점을 가지게 되었다.However, in the case of the liquid crystal display device, there is a problem in that the backlight portion is thickened by the glass substrate 12 and the adhesive on the rear surface of the polarizing plate 11, so that the overall thickness of the liquid crystal display device is thickened. The light generated in the) is absorbed by the glass substrate 12 for manufacturing, which is an adhesive and a base substrate, thereby causing a problem in that light efficiency is lowered.
따라서 본 발명의 목적은 액정표시장치의 하부기판 배면에 편광판을 하부기판으로 하여 투명도전막, 유기 면발광층, 금속막 및 보호층을 차례로 형성한 유기 면발광 재료층의 백라이트를 부착하여 줌으로써, 상기 백라이트의 전체 두께를 줄여주어 액정표시장치의 콤팩트화 및 광효율을 향상하고자 하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to attach a backlight of an organic surface light emitting material layer in which a transparent conductive film, an organic surface light emitting layer, a metal film, and a protective layer are sequentially formed with a polarizing plate as a lower substrate on a lower substrate back of the liquid crystal display device. In order to reduce the overall thickness of the liquid crystal display device and to improve the compactness and light efficiency.
도 1 은 종래 액정표시장치의 백라이트 종단면도1 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device
도 2 은 본 발명 액정표시장치의 백라이트의 종단면도2 is a longitudinal sectional view of a backlight of the liquid crystal display of the present invention;
도 3 은 본 발명 액정표시장치의 백라이트 제조 공정 흐름도3 is a flowchart of a backlight manufacturing process of a liquid crystal display of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *
10; 하부 기판 11; 편광판10; Lower substrate 11; Polarizer
12; 유리 기판 20; 백라이트12; Glass substrate 20; Backlight
21; 투명도전막 22; 유기 면발광층21; Transparent conductive film 22; Organic surface emitting layer
23; 금속막 24; 보호층23; Metal film 24; Protective layer
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 편광판을 하부기판으로 하고 이 편광판의 상면에 유기 면발광 재료층을 직접 형성하여 액정표시장치의 하부 유리기판에 상기 유기 면발광 재료층이 형성된 편광판의 이면을 직접 부착하여 액정표시장치의 백라이트를 형성하여서 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a polarizing plate as a lower substrate, and directly forms an organic surface light emitting material layer on an upper surface of the polarizing plate, so that the rear surface of the polarizing plate having the organic surface light emitting material layer is formed on a lower glass substrate of a liquid crystal display device. It is characterized in that it is attached directly to form the backlight of the liquid crystal display device.
그러므로 본 발명은 상기 액정표시장치 구동시 하부기판 배면에 광원인 백 라이트로 부터 직접 발생되는 광을 디스플레이하게 되므로 광효율을 증대시킨 액정표시장치를 제공하게 되는 것이다.Therefore, the present invention displays the light generated directly from the back light as a light source on the bottom of the lower substrate when driving the liquid crystal display device, thereby providing a liquid crystal display device having increased light efficiency.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention.
도 2 는 본 발명 액정표시장치의 백라이트의 종단면도 로서, 액정표시장치하부기판(10)의 배면 상에 편광판(11)의 하부 기판으로 하여 유기 면발광 재료층을 형성한 백라이트(20)를 직접 부착하여서 된 것이다.FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a backlight of the liquid crystal display according to an embodiment of the present invention, in which a backlight 20 having an organic surface light emitting material layer formed directly on the rear surface of the liquid crystal display lower substrate 10 is formed as a lower substrate. It was attached.
상기 유기 면발광 재료층인 백 라이트(20)는 편광판(11)의 하면에 플러스 전극용 투명도전막(21)을 형성하고, 이 투명도전막(21)의 하면에 상하면으로 정공수송층과 전자수송층이 도포된 유기 면발광층(22)을 형성하며, 상기 유기 면발광층(22)의 하면에 전극용 금속막(23)을 형성하고, 상기 금속막(23)의 하면에는 외부환경으로 부터 보호층(24)을 차례로 형성하여서 된 것이다.In the backlight 20, which is the organic surface light emitting material layer, a transparent conductive film 21 for positive electrodes is formed on a lower surface of the polarizing plate 11, and a hole transport layer and an electron transport layer are applied on the lower surface of the transparent conductive film 21 on the lower surface. The organic surface emitting layer 22 is formed, and an electrode metal film 23 is formed on the bottom surface of the organic surface light emitting layer 22, and a protective layer 24 is formed on the bottom surface of the metal film 23 from an external environment. It is formed by forming in order.
도 3 은 본 발명 액정표시장치의 백라이트 제조 공정 흐름도 로서, 액정표시장치의 하부기판(10)에 부착되어 다층 박막 필름으로 일방향 연신 축으로 빛이 흡수되고, 수직축으로 빛을 투과하는 편광판(11)의 상면에 전극용 투명도전막(21)을 형성한다.3 is a flowchart illustrating a backlight manufacturing process of a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein the polarizer 11 is attached to the lower substrate 10 of the liquid crystal display device and absorbs light in a unidirectional stretching axis as a multilayer thin film and transmits light in a vertical axis. The transparent conductive film 21 for electrodes is formed on the upper surface of the electrode.
상기 투명도전막(ITO: 21)는 전도성 고분자인 세라믹, 폴리아닐린, 폴리모 등의 재료로 하며, 저 저항화를 위하여 300℃ 이하로 기판 가열하여 스파터링법 또는 화학증착법으로 투명전극막을 형성하되, 상기 투명 전극막 형성은 막 두께가 100 ~ 200nm, 투광율이 60% 이상이고, 면저항이 50 Ω이하로 형성한다.The transparent conductive film (ITO) 21 is made of a conductive polymer such as ceramic, polyaniline, polymo, and the like, and a transparent electrode film is formed by spattering or chemical vapor deposition by heating the substrate at 300 ° C. or lower for low resistance. The transparent electrode film is formed to have a film thickness of 100 to 200 nm, a light transmittance of 60% or more, and a sheet resistance of 50 kPa or less.
이때 상기 투광율이 60% 이하 이거나 면저항이 50 Ω이상이면 투명도가 저하되기 때문이다.This is because the transparency decreases when the light transmittance is 60% or less or the sheet resistance is 50 kPa or more.
이어서 상기 투명도전막(21)의 상면에는 광원으로 사용되는 복합의 화합물로 고분자 또는 저분자의 유기물질인 유기 면발광층(22)을 형성하게 되는데, 상기 유기 면발광층(22)은 상면에 전공수송층과 하면에 전자수송층을 갖는 발광층으로 형성한다.Subsequently, the organic surface light emitting layer 22, which is a polymer or a low molecular organic material, is formed on the upper surface of the transparent conductive film 21 as a compound used as a light source. It is formed as a light emitting layer having an electron transport layer.
이때 상기 유기 면발광층(22)은 상기 투명도전막(21)보다 낮은 일함수를 갖는 물질로 하여 스핀 코팅(SPIN COATING) 또는 증발(EVAPORATION)법으로 형성한다In this case, the organic surface emitting layer 22 is formed of a material having a lower work function than the transparent conductive film 21 by spin coating or evaporation.
그리고 상기 유기 면발광층(22)의 상면에는 마이너스 전극용 금속막(23)을 형성하게 되는데, 상기 금속막(23)은 일반적으로 사용되는 모든 종류의 금속이 사용 가능하고, 상기 유기 면발광층(22)에서 사용되는 유기재료 보다 일함수가 낮은 물질로 형성한다.In addition, a negative electrode metal film 23 is formed on an upper surface of the organic surface light emitting layer 22. The metal film 23 may be formed of any metal generally used, and the organic surface light emitting layer 22 may be used. It is formed of a material having a lower work function than the organic materials used in.
이어서 상기 유기 면발광층(22)에 흡습성을 방지하고 상기 금속막(23)을 외부 환경으로 부터 보호하는 보호층(24)을 형성한다.Subsequently, a protective layer 24 is formed on the organic surface emitting layer 22 to prevent hygroscopicity and to protect the metal layer 23 from an external environment.
상기와 같이 제조된 광원인 백라이트(20)를 액정표시장치의 하부기판(10)의 배면상에 상기 편광판(11)의 이면을 접착제 또는 접착성 필름으로 부착시켜 완성하게 된다.The backlight 20, which is the light source manufactured as described above, is attached to the rear surface of the lower substrate 10 of the liquid crystal display by attaching the back surface of the polarizer 11 with an adhesive or an adhesive film.
상기와 같이 제작된 액정표시장치의 백라이트(20)에 직류전압을 인가하되, 상기 투명도전막(21)에 플러스 전원을 인가하고, 금속막(23)에 마이너스 전원을 인가하면 상기 금속막(23)의 전자는 유기 면발광층(22)으로 이동하게 되고, 상기 투명도전막(21)의 정공도 유기 면발광층(22)으로 이동하게 되며, 상기 유기 면발광층(22)에서는 만난 전자와 정공은 높은 에너지를 갖는 여기자를 생성하게 된다.When the direct current voltage is applied to the backlight 20 of the liquid crystal display device manufactured as described above, positive power is applied to the transparent conductive film 21, and negative power is applied to the metal film 23. Electrons in the organic light emitting layer 22 are moved to the organic light emitting layer 22, and the electrons and holes met in the organic surface light emitting layer 22 have high energy. Will generate excitons.
상기 생성된 여기자는 낮은 에너지로 떨어지면서 빛을 발생하게 되고, 이 발생되는 빛은 직접 편광판(11)에 여기되며, 이 여기된 빛은 수직방향으로 투과되면서 하부기판(10)인 화면으로 디스플레이하게 되는 것이다.The generated excitons generate light while falling at low energy, and the generated light is directly excited to the polarizing plate 11, and the excited light is transmitted in the vertical direction to be displayed on the screen of the lower substrate 10. Will be.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 액정표시장치에서 편광판의 배면에 유기 면발광 재료층인 백라이트를 부착하여 줌으로써, 상기 면발광 재료층에서 발생되는 빛이 직접 편광판에 여기되고 투과되어 디스플레이 되게 되므로 광흡수를 방지하게 되므로 광효율을 크게 향상할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 액정표시장치의 백라이트의 두께를 줄일 수 있어 액정표시장치의 전체 두께를 줄일 수 있어 콤팩트화를 기할 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.As described above, the present invention attaches a backlight, which is an organic surface light emitting material layer, to a rear surface of the polarizing plate in the liquid crystal display device, so that light generated in the surface light emitting material layer is directly excited and transmitted through the polarizing plate to be displayed. Since not only can greatly improve the light efficiency, but also reduce the thickness of the backlight of the liquid crystal display device can reduce the overall thickness of the liquid crystal display device to provide an effect that can be made compact.
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