KR20050110791A - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)에 관한 것으로, 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자로 구현된 면광원을 액정표시장치의 백라이트를 사용하므로써 도광판, 편광판, 프리즘 시트 등의 부품뿐만 아니라 봉지판(seal cover)없이도 액정표시장치의 백라이트를 제공할 수 있도록 하는 기술이다.

이 같이 액정표시장치를 구성하면, 면발광의 장점이 있어 휘도 차이가 거의 없어지고, 두께가 얇아지고, 구성이 간단해지며, 제조 비용이 저렴해지는 효과가 있다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정표시장치의 백라이트에 관한 것이다.

최근 정보화 사회로 시대가 발전함에 따라 박막화, 경량화, 저소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었는데, 이 중 액정표시장치(liquid crystal display)가 해상도, 컬러표시, 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.

현재에는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(Active Matrix LED : AM-LED)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.

상기 액정표시장치는 공통전극이 형성된 컬러필터 기판(상부기판)과 화소전극이 형성된 어레이기판(하부기판)과, 이 상부 및 하부기판 사이에 충진된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통전극과 화소전극이 상-하로 걸리는 수직 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 수직 전기장에 의해 액정의 배향방향이 바뀌게 되고 이로 인해 광원에서 조사된 빛의 양이 조절되어 화상이 표시되게 된다.

이와 같은 액정은 스스로 발광하는 능력이 없기 때문에 별도의 광원을 구성하여야 한다.

액정표시장치에서 광원은 액정패널의 뒷면에 구성되기 때문에 배광장치(Backlight : 이하, '백라이트'라 한다)라고 하며, 이러한 백라이트는 그 표시방식에 따라 크게 직하방식과 에지(edge) 방식으로 나뉘어 진다.

직하 방식은 백라이트에 구성되는 램프를 액정표시장치 밑면에 두어 기판 전면을 직접 조광하는 방식이며, 에지 방식은 상기 램프를 기판의 일 측면 또는 양측면에 두어 도광판 및 반사판 등에 의해 광선을 반사하여 확산되도록 하는 방식이다.

상기 두 가지 방식 중 부피를 감소시킬 수 있는 에지 방식의 백라이트가 주로 사 용되고 있다.

이하, 종래 기술에 따른 액정표시장치에 대해 설명한다.

도 1은 에지 방식의 백라이트를 포함하는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도시된 바에 따르면, 액정표시장치는 크게 액정표시 패널(100)과, 백라이트(200)로 이루어져 있다.

도시된 백라이트(200)는 에지 방식으로, 도광판(16)을 중심으로 일측에 램프(14)가 구성되고, 램프(14)를 감싸면서 램프(14)에서 조사된 빛을 모두 도광판(16)으로 향하도록 하는 램프 하우징(12)이 구성된다.

이때, 상기 도광판(16)은 램프(14)에서 조사된 빛을 액정패널(미도시) 전면으로 입사하도록 하기 위해 선형광원을 면광원으로 바꾸는 역할을 하는 것으로, 도시하는 바와 같이 도광판(16)의 하부면에는 빛을 확산시켜 균일한 면광원을 만들기 위해 다수의 도트(18)가 구성되며, 이는 일반적인 인쇄 방식으로 형성한다.

이러한 도광판(16)의 하부에는 빛이 새는 것을 방지하기 위한 목적으로 반사판(20)이 추가로 구성된다.

그리고, 상기 도광판(16)의 상부에는 시야각 확보를 위해 확산판(22)과 두 장의 프리즘 시트(24a)(24b), 그리고 보호 필름(26)이 순차적으로 배치되어 있다.

여기서, 상기 프리즘 시트(24a)(24b)는 상부에 삼각형 모양의 선형 프리즘을 다수개 가지고 있으며, 이러한 선형 프리즘이 서로 수직이 되도록 배치되어 있다.

이와 같이, 기존의 백라이트는 그 구성품이 많기 때문에 복잡하고, 두께가 두꺼울 뿐만 아니라, 가격도 비싼 단점이 있다.

또한, 선형광원을 면광원으로 바꾸어 사용해야 하므로 도광판이 반드시 있어야 하고, 휘도 편차가 큰 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 그 구성이 간단하고, 얇고, 저렴한 백라이트를 구비하는 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 휘도 차이가 거의 없는 백라이트를 구비하는 액정표시장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시패널과, 상기 액정표시패널 후면에서 상기 액정표시패널에 광을 조명하는 백라이트로 구성되는 액정표시장치에 있어서, 탑 이미션 방식의 유기 EL 소자를 사용하여 상기 백라이트를 구성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 탑 이미션 방식의 유기 EL 소자가 형성된 기판 상면과 상기 액정표시패널의 후면을 서로 마주보게 접착시키는 접착층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 탑 이미션 방식의 유기 EL 소자를 덮는 보호층을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 유기 EL 소자의 발광 영역을 가운데 두고 그 테두리에 도포되어 상기 액정표시패널과 유기 EL 소자의 어노드 전극간을 합착시켜 유기 EL 소자의 발광부를 봉지하는 봉지재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 유기 EL 소자의 캐소드 전극은 광투과성을 갖는 전도성 물질을 재료로 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 캐소드 전극은 1~1000Å 이하의 두께를 갖는 Al 또는 Mg-Ag와, ITO 또는 무기물의 적층막을 재료로 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 접착층은 UV-큐어링(curing) 유기물, 히트 큐어링(heat curing) 유기물 또는 이들의 혼합형 유기물 중 어느 하나를 재료로 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 보호층은 유기물 또는 무기물을 재료로 하는 막이거나 유기물과 무기물을 이용하여 구성한 적층막 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

도 2b에 도시된 바에 따르면 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(300)과, 상기 액정표시패널(300) 후면에서 액정표시패널(300)을 직하방식으로 조명하는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자(31)로 구성된 백라이트(400)와, 상기 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자(31) 상면과 액정표시패널(300)의 후면을 접착시키는 접착층(adhesive)(500)으로 이루어져 있다.

상기 접착층(500)은 UV-큐어링(curing) 접착제, 히트-큐어링(heat curing) 접착제 또는 이들의 혼합형 유기물 접착제를 재료로 한다. 특히, UV-큐어링 접착제를 재료로 하는 것이 좋다.

그리고, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 액정표시패널(300)은 TFT 어레이가 형성된 하판, 상판, 하판과 상판 사이에 충진된 액정층 그리고, 하판 후면에 배치되어 상기 백라이트(400)로부터 입사되는 광을 편광시키는 편광판으로 구성된다.

상기 탑-이미션 방식의 유기 EL소자(31)는 기판(31a)상에 적층되는 어노드 전극(31b), 유기 EL층(31c), 캐소드 전극(31d)으로 이루어진다.

상기 기판(31a)으로는 통상적으로 기판 재료로 많이 사용되는 유리 기판(glass substrate)을 사용하는 것이 좋으나, 탑-이미션 방식의 경우 빛이 기판(31a)의 반대쪽으로 나오기 때문에 기판(31a)의 재료에 제한을 둘 필요는 없다.

그리고, 상기 어노드 전극(31b)의 재료로는 전도성 물질이기만 하면 되나, ITO, 유기 전도성 물질, 금속, 금속의 합금, 금속 적층막 또는 이들의 혼합형을 사용하면 된다. 특히, Al, AlNd, Ag 중 어느 하나 위에 크롬(Cr)을 1∼1000Å 두께로 얇게 입힌 것을 사용하는 것이 좋다. 즉, Al/Cr 적층막, AlNd/Cr 적층막, Ag/Cr 적층막 중 어느 하나를 사용하는 것이 좋다.

상기 유기 EL층(31c)은 소자의 용도에 맞게 다양한 색상으로 구현할 수 있으나, 컬러 액정표시장치를 구현하기 위해서는 화이트(white)의 빛을 낼 수 있는 재료로 구성하고, 상기 캐소드 전극(31d)은 광투과성이 좋은 전도성 물질을 재료로 구성한다. 예를 들어, ITO, 유기 전도성 물질, 금속, 금속의 합금, 금속 적층막 또는 이들의 혼합형을 재료로 한다. 특히, Al, Mg-Ag를 1∼1000Å 두께로 얇게 입히고, 그 위에 ITO나 무기물을 입힌 것을 사용하는 것이 좋다.

이와 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치의 제작 과정은 다음과 같다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 기판(31a)위에 어노드 전극(31b), 유기 EL층(31c), 캐소드 전극(31d)을 순차적으로 적층하여 유기 EL 소자(31)를 형성한다.

그리고, 진공 또는 수분과 산소량을 조절할 수 있는 분위기에서 도 2b에 도시된 바와 같이, 접착층(500)을 이용하여 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자(31)를 액정표시패널(300)의 후면에 접착시키어 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 EL 소자를 완성한다.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면으로, 상기 제 1 실시예에서보다 유기 EL 소자(31)를 덮는 보호층(32)을 더 구비한다.

상기 보호층(32)으로는 유기물 또는 무기물을 재료로 하는 막, 유기물과 유기물을 이용하여 구성한 적층막 중 어느 하나를 사용한다.

그 제작 과정은 우선, 도 3a에 도시된 바와 같이 기판(31a)위에 어노드 전극(31b), 유기 EL층(31c), 캐소드 전극(31d)을 순차적으로 적층하여 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자(31)를 형성한 다음에 상기 유기 EL소자(31)가 감싸지도록 보호층(32)을 형성한다.

그리고, 진공 또는 수분과 산소량을 조절할 수 있는 분위기에서 도 3b에 도시된 바와 같이, 접착층(500)을 이용하여 유기 EL 소자(31)를 액정표시패널(300)의 후면에 접착시키어 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 EL 소자를 완성한다.

도 4와 도 5는 본 발명의 제 3, 제 4 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면으로, 상기 제 1, 제 2 실시예에 비해서 접착층을 사용하지 않는 대신 유기 EL 소자(31)의 발광부를 가운데 두고 그 주변부에 도포되어 상기 액정표시패널(300)과 유기 EL 소자(31)의 어노드 전극(31b)간을 합착시켜 유기 EL 소자(31)의 발광부를 봉지하는 봉지재(33)를 사용하고 있다.

즉, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(300)과, 상기 액정표시패널(300) 후면에서 액정표시패널(300)을 직하방식으로 조명하는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자(31)로 구성된 백라이트(400)와, 상기 유기 EL 소자(31)의 발광부를 가운데 두고 그 주변부에 도포되어 액정표시패널(300)과 유기 EL 소자(31)의 어노드 전극(31b)간을 합착시키는 봉지재(33)로 구성된다.

한편, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시패널(300)과, 상기 액정표시패널(300) 후면에서 액정표시패널(300)을 직하방식으로 조명하는 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자(31)와, 상기 유기 EL 소자(31)를 덮는 보호층(32)과, 상기 유기 EL 소자(31)의 발광부를 가운데 두고 그 주변부에 도포되어 상기 액정표시패널(300)과 유기 EL 소자(31)의 어노드 전극(31b)간을 합착시키는 봉지재(33)로 구성된다.

상기 제 3, 제 4 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법은 상기 제 1, 2 실시예에 따른 액정표시장치의 제조방법에서 접착층을 이용하여 유기 EL 소자가 형성된 기판을 액정표시패널 후면에 직접 접착시키는 대신에, 상기 봉지재를 이용하여 테두리만 합착시키는 것만 다를 뿐, 다른 사항은 동일하므로 반복해서 설명하지 않기로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트는 다음과 같은 효과가 있다.

탑-이미션 방식의 유기 EL 소자로 구현된 면광원을 액정표시장치의 백라이트를 사용하므로써 도광판, 편광판, 프리즘 시트 등의 부품뿐만 아니라 봉지판(seal cover)없이도 백라이트 제공이 가능하다. 따라서, 면발광의 장점이 있어 휘도 차이가 거의 없고, 구성이 간단하고, 저렴하며, 얇은 액정표시장치의 제조가 가능해 진다.

그리고, 액정표시패널과 유기 EL 소자를 아웃 커플링에 유리한 접착제를 이용하여 접착시킴으로써, 효율 및 수명이 좋은 액정표시장치 제조가 가능해 진다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구범위에 의해서 정해져야 한다.

도 1은 일반적인 액정표시장치용 백라이트에 대한 단면도

도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면

도 4와 도 5는 본 발명의 제 3, 제 4 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면

**도면의 주요 부분에 대한 부호 설명**

300 : 액정표시패널 400 : 백라이트

500 : 접착층

31 : 탑-이미션 방식의 유기 EL 소자

31a : 기판 31b : 어노드 전극

31c : 유기 EL층 31d : 캐소드 전극

32 : 보호층 33 : 봉지재

Claims (8)

1. 액정표시패널과, 상기 액정표시패널 후면에서 상기 액정표시패널에 광을 조명하는 백라이트로 구성되는 액정표시장치에 있어서,

   탑 이미션 방식의 유기 EL 소자를 사용하여 상기 백라이트를 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 탑 이미션 방식의 유기 EL 소자가 형성된 기판 상면과 상기 액정표시패널의 후면을 서로 마주보게 접착시키는 접착층을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 탑 이미션 방식의 유기 EL 소자를 덮는 보호층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 유기 EL 소자의 발광 영역을 가운데 두고 그 테두리에 도포되어 상기 액정표시패널과 유기 EL 소자의 어노드 전극간을 합착시키어 유기 EL 소자의 발광영역을 봉지하는 봉지재를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 유기 EL 소자의 캐소드 전극은 광투과성을 갖는 전도성 물질을 재료로 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 캐소드 전극은 1~1000Å 이하의 두께를 갖는 Al 또는 Mg-Ag와, ITO 또는 무기물의 적층막을 재료로 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제 2항에 있어서,

   상기 접착층은 UV-큐어링(curing) 유기물, 히트 큐어링(heat curing) 유기물 또는 이들의 혼합형 유기물 중 어느 하나를 재료로 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제 3항에 있어서,

   상기 보호층은 유기물 또는 무기물을 재료로 하는 막이거나 유기물과 무기물을 이용하여 구성한 적층막 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.