KR20020049397A - a color LCD display panel using a ultra violet back-light and fluorecent layers - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자외선 백라이트와 형광체를 이용한 칼라 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 칼라 형광체를 자외선 백라이트로 발광시켜 칼라 화상을 발생시키는 자외선 백라이트와 형광체를 이용한 칼라 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color liquid crystal display device using an ultraviolet backlight and a phosphor, and more particularly, to a color liquid crystal display device using an ultraviolet backlight and a phosphor that emit a color phosphor by an ultraviolet backlight to generate a color image.
액정표시장치는 3개의 유니트로 구성되는데, 첫째 유니트는 유리로 된 두개의 기판사이에 액정이 주입된 판넬이고, 둘째 유니트는 판넬을 구동시키기 위한 구동회로이고, 셋째 유니트는 백라이트를 포함한 샤시 구조물이다.The liquid crystal display is composed of three units. The first unit is a panel in which liquid crystal is injected between two glass substrates, the second unit is a driving circuit for driving the panel, and the third unit is a chassis structure including a backlight. .
도 1에 종래의 칼라 액정표시장치의 구성을 나타내는 구성도가 도시되어 있다.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional color liquid crystal display device.
백라이트(11)는 빛을 발생시켜 확산판(12)를 통해 액정 판넬에 제공한다. 후면 유리기판(13)과 전면 유리기판(18)은 그 사이에 액정(22)이 주입되어 있고, 후면 유리기판(14)에 박막 트랜지스터 어레이(13)가 배열되어 액정에 전전압을 인가하는 스위치 역할을 한다. 배향막(15)은 폴리이미드(POLYIDE)로 구성된 얇은 유기막으로 액정(22)을 배향하기 위하여 형성된다. 공통전극(16)은 전기 전도체인 ITO(Indium Tantal Oxide)로 만들어진 전극으로 액정(22)에 전압을 인가한다. 칼라 필터(17)는 액정을 통과한 빛 중에서 그 특성에 따라 빨강색, 초록색, 파랑색의 빛만을 통과시킨다. 편광판(19, 23)은 빛이 액정(22)에 입사하거나 투과하여 나갈 때 진동방향을 변경시 한 방향으로 진동하게 한다. 고정격벽(20)은 판넬의 가장자리를밀봉하여 박막 트랜지스터 어레이(13)와 칼라 필터(17)를 고정시키고 액티브 셀 영역을 구성한다. 액정(22)은 공통전극(16)과 박막 트랜지스터 어레이(13) 사이에 인가되는 전압에 따라 그 백라이트(11)에서 입사되는 빛을 통과시킨다.The backlight 11 generates light and provides the light to the liquid crystal panel through the diffusion plate 12. The rear glass substrate 13 and the front glass substrate 18 have liquid crystals 22 injected therebetween, and a thin film transistor array 13 is arranged on the rear glass substrate 14 to apply full voltage to the liquid crystals. Play a role. The alignment film 15 is formed to align the liquid crystal 22 with a thin organic film made of polyimide (POLYIDE). The common electrode 16 is an electrode made of indium tantalum oxide (ITO), which is an electrical conductor, and applies a voltage to the liquid crystal 22. The color filter 17 passes only red, green, and blue light according to its characteristics among the light passing through the liquid crystal. The polarizing plates 19 and 23 allow the light to vibrate in one direction when the vibration direction is changed when light enters or passes through the liquid crystal 22. The fixed barrier rib 20 seals the edge of the panel to fix the thin film transistor array 13 and the color filter 17 to form an active cell region. The liquid crystal 22 passes light incident from the backlight 11 according to a voltage applied between the common electrode 16 and the thin film transistor array 13.
이러한 종래의 액정표시장치는 입사된 빛의 3∼10 %만 투과하는 매우 비효율적인 광변조기이다. 백라이트에서 발생한 빛은 두장의 편광판에서 약 45%의 투과도, 두장의 유리 기판에서 약 94% 투과도, 박막 트랜지스터 어레이및 화소에서 약 65%의 투과도, 칼라 필터에서 약 27%의 투과도를 가져서 그 광투과도는 대략 7.4%이다. 또한, 칼라 필터와 편광판에 의해 특정 색과 방향의 빛만을 통과시키는 구조로 되어 있기 때문에 필터와 편광판을 통과한 빛은 일정방향으로 직진하여 시야각이 좁은 문제와 효율이 낮다는 문제가 있었다.Such a conventional liquid crystal display device is a very inefficient optical modulator that transmits only 3 to 10% of incident light. The light emitted from the backlight has about 45% transmission in two polarizers, about 94% transmission in two glass substrates, about 65% transmission in thin film transistor arrays and pixels, and about 27% transmission in color filters. Is about 7.4%. In addition, since the color filter and the polarizing plate is configured to pass only light of a specific color and direction, the light passing through the filter and the polarizing plate has a problem of having a narrow viewing angle and low efficiency because the light passes through a certain direction.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 시야각이 종래의 음극선관과 같으며 휘도도 종래의 액정표시장치에 비해 현저하게 개선된 자외선 백라이트와 형광체를 이용한 칼라 액정표시장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is a color liquid crystal display using an ultraviolet backlight and a phosphor whose viewing angle is the same as that of a conventional cathode ray tube and the luminance is remarkably improved compared to a conventional liquid crystal display. To provide.
도 1은 종래의 칼라 액정표시장치의 구성을 나타내는 구성도,1 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional color liquid crystal display device;
도 2는 본 발명에 의한 칼라 액정표시장치의 구성을 나타내는 구성도,2 is a configuration diagram showing a configuration of a color liquid crystal display device according to the present invention;
도 3은 다수의 자외선등으로 백라이트수단을 구성한 본 발명에 의한 칼라 액정표시장치의 다른 실시예,3 is another embodiment of a color liquid crystal display device according to the present invention in which a backlight means is formed of a plurality of ultraviolet lights;
도 4a 및 4b는 본 발명에 의한 화소 형광판에서 빛을 발생하는 원리를 설명하는 설명도이다.4A and 4B are explanatory views for explaining the principle of generating light in the pixel fluorescent plate according to the present invention.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
11 : 백라이트 12 : 확상판11: backlight 12: expansion board
13 : 박막 트랜지스터 어레이 14 : 후면 유리기판13 thin film transistor array 14 rear glass substrate
15 : 배향판 16 : 공통 전극15: alignment plate 16: common electrode
17 : 칼라 필터 18 : 전면 유리기판17 color filter 18 front glass substrate
19, 23 : 편광판 20 : 고정격벽19, 23: polarizer 20: fixed partition
21 : 구동장치 22 : 액정21: drive device 22: liquid crystal
25 : 자외선 백라이트수단 27 : 액정판넬25 ultraviolet ray back light means 27 liquid crystal panel
29 : 화소 형광판29: pixel fluorescent plate
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 액정표시장치는 자외선 발생장치를 구비하여 자외선을 백라이트로서 제공하는 자외선 백라이트 수단과; 상기 자외선 백라이트 수단에서 발생한 자외선을 그 인가된 전압에 따라 투과되는 정도를 다르게 하는 액정판넬과; 상기 액정판넬을 투과한 자외선에 의해 그 특유의 색을 갖는 빛을 발생시키는 화소 형광판으로 구성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising: an ultraviolet backlight means for providing ultraviolet light as a backlight including an ultraviolet light generator; A liquid crystal panel for varying the degree of transmission of ultraviolet rays generated by the ultraviolet backlight means according to the applied voltage; It consists of the pixel fluorescent plate which generate | occur | produces the light which has the characteristic color by the ultraviolet-ray which permeate | transmitted the said liquid crystal panel.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2에 본 발명에 의한 액정표시장치의 구성을 나타내는 구성도가 도시되어 있다.2 is a block diagram showing the configuration of a liquid crystal display device according to the present invention.
자외선 백라이트 수단(25)은 액정판넬(27)의 후방에서 자외선을 발생시켜 액정판넬(27)에 자외선을 입사시킨다. 자외선 백라이트 수단(25)은 종래의 백라이트와 같이 도광판, 확산판, 반사판 및 프리즘 등을 구비할 수 있으며, 백라이트로서 자외선을 발생시키는 자외선 발생장치를 구비한다. 액정판넬(27)은 두장의 유리기판 사이에 액정물질을 구비하며, 박막 트랜지스터 어레이가 후면판에 배치되어 상기 액정물질에 인가되는 전압을 조절함으로써 상기 자외선의 투과량을 조절한다. 화소 형광판(29)은 R, G, B 형광체의 3 화소를 하나의 셀로하여 640×480, 800×600 등의 셀들을 구비하며, 액정판넬(27)을 통과한 자외선에 의해 R,G,B 중 하나의 색깔로 빛을 발한다.The ultraviolet backlight means 25 generates ultraviolet rays behind the liquid crystal panel 27 to inject ultraviolet rays into the liquid crystal panel 27. The ultraviolet backlight means 25 may be provided with a light guide plate, a diffusion plate, a reflecting plate, a prism, and the like as a conventional backlight, and includes an ultraviolet generating device for generating ultraviolet light as a backlight. The liquid crystal panel 27 includes a liquid crystal material between two glass substrates, and a thin film transistor array is disposed on the rear plate to control the transmission amount of the ultraviolet rays by controlling a voltage applied to the liquid crystal material. The pixel phosphor 29 has cells of 640 × 480, 800 × 600, etc., using three pixels of R, G, and B phosphors as one cell, and R, G, B by ultraviolet rays passing through the liquid crystal panel 27. Light in one of the colors.
자외선 백라이트수단(25)은 하나의 유리관에 전압을 인가할 수 있는 두개의 전극을 구비하고, 그 내부에 플라즈마 상태에서 자외선을 발생할 수 있는 가스들 또는 상기 두개의 전극 사이에 발생하는 방전에 의해 이온화되어 자외선을 발생시키는 가스들을 채운다. 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 다수의 자외선등(31)으로 백라이트수단(25)을 구성하여 액정판넬(27)에 자외선을 제공하여 전체 면에서 고르게 자외선이 입사되게 할 수 있다.The ultraviolet backlight means 25 has two electrodes capable of applying a voltage to one glass tube, and is ionized by a gas generated within the plasma state or a discharge generated between the two electrodes. To fill the gases that generate ultraviolet radiation. Alternatively, as shown in FIG. 3, the backlight unit 25 may be configured by a plurality of ultraviolet lamps 31 to provide ultraviolet rays to the liquid crystal panel 27 so that the ultraviolet rays may be incident on the entire surface evenly.
자외선 백라이트수단(25)에서 발생한 빛은 액정판넬(27)에 입사되어 액정의 배열 방향에 따라 투과량이 달라지게 된다. 후면 유리기판(14)에 형성된 박막 트랜지스터 어레이는 그것을 구성하는 각 트랜지스터가 화소 형광판(29)의 각 화소와 대응되어 있다. 한편, 상기 트랜지스터의 소스에 인가되는 전압의 세기에 따라 공통전극(16)과 박막 트랜지스터 어레이(13) 사이의 액정의 회전이 다르게 되어 투과되는 자외선이 다르게 된다. 즉 전압이 세어짐에 따라 전면, 후면 유리기판(14, 18)에 평행하게 배열된 액정 분자들이 세워져서 어떤 전압의 세기에서는 90°로 세워져서 자외선이 최대로 투과하게 되고, 상기 전압의 세기에서 점차 약하게 전압을 인가하면 액정 분자들은 점차로 눕게되어 어느 전압에서 유리기판(14, 18)과 평행하게 되어 완전히 자외선을 차단하게 된다. 이렇게 변화하는 자외선의 투과량에 따라 그 자외선을 입사받은 화소 형광판(29)의 R,G,B 화소들에서 발생하는 빛의 세기가 다르게 된다.Light generated from the ultraviolet backlight means 25 is incident on the liquid crystal panel 27 so that the amount of transmission varies depending on the alignment direction of the liquid crystal. In the thin film transistor array formed on the rear glass substrate 14, each transistor constituting the thin film transistor corresponds to each pixel of the pixel fluorescent plate 29. On the other hand, the rotation of the liquid crystal between the common electrode 16 and the thin film transistor array 13 is different according to the intensity of the voltage applied to the source of the transistor, the ultraviolet light transmitted is different. That is, as the voltage is counted, the liquid crystal molecules arranged in parallel to the front and rear glass substrates 14 and 18 are erected, and are set at 90 ° at the intensity of a certain voltage so that ultraviolet rays can be transmitted through the maximum. When the voltage is gradually applied, the liquid crystal molecules are gradually laid down, and at a certain voltage, the liquid crystal molecules are parallel to the glass substrates 14 and 18 to completely block ultraviolet rays. The intensity of light generated in the R, G, and B pixels of the pixel fluorescent plate 29 that receives the ultraviolet light varies according to the amount of the ultraviolet light that is changed.
도 4a 및 4b에 본 발명에 의한 화소 형광판에서 빛을 발생하는 원리를 설명하는 설명도가 도시되어 있다.4A and 4B are explanatory views for explaining the principle of generating light in the pixel fluorescent plate according to the present invention.
도 4a에서, 박막 트랜지스터 어레이(13)의 트랜지스터 중에서 온상태로 스위치된 것이 없으므로 자외선 백라이트수단(25)에서 발생한 자외선이 액정판넬(27)을 통과하지 못하여 액정판넬(27)의 전면에 부착된 화소 형광판(29)의 화소들은 빛을 발생시키지 못한다.In FIG. 4A, since none of the transistors of the thin film transistor array 13 are switched on, the ultraviolet rays generated by the ultraviolet light backlight means 25 do not pass through the liquid crystal panel 27, and thus the pixels attached to the front surface of the liquid crystal panel 27. The pixels of the fluorescent plate 29 do not generate light.
도 4b에서는 박막 트랜지스터 어레이(13)의 트랜지스터 중에서 좌측에서 2번째, 우측에서 3번째 및 4번째 트랜지스터가 온상태로 스위치되어 액정판넬(27)의 액정 분자들이 그 인가된 전압에 따라 일정한 각도로 세워져서 자외선 백라이트수단(25)에서 발생한 자외선이 액정판넬(27)을 통과하며, 액정 분자들에 인가된 전압의 세기에 따라 그 세워지는 각도가 다르게 된다. 예를 들면, 도 4b에서 알 수 있는 바와 같이, 좌측에서 2번째 트랜지스터에 인가된 전압이 우측에서 3번째 및 4번째 트랜지스터에 인가된 전압보다 작아서 세워진 각이 작게되고, 그에 따라 투과되는 자외선의 량이 작게된다. 액정판넬(27)을 투과한 자외선은 그 전면에 부착된 화소 형광판(29)에 부딪쳐 각 R,G,B 화소들에 해당하는 색깔의 빛을 발생시키게된다. 이렇게 전면 유리기판(18)의 전면에 형광판(29)이 부착되어 빛을 발하게 됨으로써 빛을 발생하는 각도가 커서 시야각이 종래보다 현저하게 커진다.In FIG. 4B, among the transistors of the thin film transistor array 13, the second to the left, the third to the fourth and the fourth to the right are switched on so that the liquid crystal molecules of the liquid crystal panel 27 are set at an angle according to the applied voltage. The ultraviolet rays generated by the ultraviolet light backlight means 25 pass through the liquid crystal panel 27, and the angle of the ultraviolet rays is set different according to the intensity of the voltage applied to the liquid crystal molecules. For example, as can be seen in FIG. 4B, the voltage applied to the second transistor from the left is smaller than the voltage applied to the third and fourth transistors from the right, so that the established angle becomes small, and thus the amount of ultraviolet light transmitted therethrough. Becomes smaller. The ultraviolet rays transmitted through the liquid crystal panel 27 hit the pixel fluorescent plate 29 attached to the front surface to generate light of a color corresponding to each of the R, G, and B pixels. As the fluorescent plate 29 is attached to the front surface of the front glass substrate 18 to emit light, the angle at which light is generated is large, so that the viewing angle is remarkably larger than before.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면 백라이트로서 자외선을 사용하고 전면 유리기판에 형광판을 부착하여 빛을 발생시키므로, 시야각을 향상시킬 수 있으며, 백라이트로서 새로이 개발할 필요없이 종래의 자외선등을 사용할 수 있기 때문에 생산비를 절감할 수 있다.As described above, according to the present invention, since the ultraviolet light is used as the backlight and the fluorescent plate is attached to the front glass substrate to generate light, the viewing angle can be improved, and the conventional ultraviolet light can be used without the need for new development as the backlight. The production cost can be reduced.
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