KR20060000990A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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김성진
고정훈
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 광차단 필터를 채용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 다수의 박막 트랜지스터가 형성된 제 1 기판과, 상기 제 1 기판과 대향하며 컬러 필터가 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진 액정 패널과; 상기 액정 패널의 상, 하면에 부착된 제 1, 2 편광판과; 상기 액정 패널의 하부에 형성된 백라이트와; 상기 액정 패널과 백라이트 사이에 형성되어 특정 파장을 차단하는 광 필터층을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 액정 표시 장치에서 백라이트에서 나오는 빛에서 액티브층의 광학 밴드 갭(optical band gap)에 해당되는 파장 영역을 차단하여 박막트랜지스터에서 발생하는 광 누설 전류가 발생되지 않도록 하여 잔상 및 플리커를 개선하여 화질을 향상시킨다.
광 필터, 광 누설 전류, 광학 밴드 갭

Description

액정 표시 장치{Liquid Crystal Display device}
도 1은 종래의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
201 : 백라이트 유닛 202 : 디스플레이 유닛
210 : 램프 220 : 반사판
230 : 확산판 240 : 광학 시트
250 : 보호 시트 260 : 액정 패널
261 : 제 1 기판 262 : 제 2 기판
263 : 액정층 264 : 제 2 편광판
265 : 제 1 편광판 280 : 광필터층
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 광차단 필터를 채용한 액정 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 전자산업의 발달과 함께 TV 브라운관 등에 제한적으로 사용되었던 디 스플레이 장치가 개인용 컴퓨터, 노트북, 무선 단말기, 자동차 계기판, 전광판 등에 까지 확대 사용되고, 정보통신 기술의 발달과 함께 대용량의 화상정보를 전송할 수 있게 됨에 따라 이를 처리하여 구현할 수 있는 차세대 디스플레이 장치의 중요성이 커지고 있다.
이와 같은 차세대 디스플레이 장치는 경박단소, 고휘도, 대화면, 저소비전력 및 저가격화를 실현할 수 있어야 하는데, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 그 중 하나로 최근에 액정 표시 장치(LCD)가 주목을 받고 있다.
상기 액정 표시 장치는 해상도가 다른 평판 표시 장치보다 뛰어나고, 동화상을 구현할 때 그 품질이 브라운관에 비할 만큼 응답 속도가 빠른 특성을 나타내고 있다.
또한, 상기 액정 표시 장치는 고휘도, 고콘트라스트, 저소비전력성 등이 우수한 특성을 가지므로 데스크탑 컴퓨터 모니터, 노트북 컴퓨터 모니터, TV 수상기, 차량 탑재용 TV 수상기, 네비게이션 등 광범위한 분야에서 활용되고 있다.
일반적으로 액정 표시 장치는 일측에 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 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다.
이때, 상기 액정 표시 장치는 두 기판의 바깥쪽에 특정 방향의 빛만을 통과시키는 편광판을 각각 가지고 있어, 투과되는 광의 그레이(gray) 표현이 가능하도록 한다.
한편, 액정 표시 장치는 스스로 빛을 발하지 못하므로 별도의 광원이 필요하다.
따라서, 액정 패널 뒷면 즉, 하부 편광판 밑에 백라이트(backlight)를 배치하고, 상기 백라이트로부터 나오는 빛을 액정 패널에 입사시켜, 액정의 배열에 따라 빛의 양을 조절함으로써 화상을 표시하는데, 이때 상기 액정 표시 장치의 전계 생성 전극은 투명 도전성 물질로 형성하고, 두 기판 또한 투명 기판으로 이루어진다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 종래 액정 표시 장치의 구조에 대해서 설명한다.
도 1은 종래의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 액정 표시 장치(100)는 광을 발생하는 백 라이트 유닛(101) 및 상기 광을 제공받아 영상을 표시하는 디스플레이 유닛(102)으로 이루어진다.
상기 백 라이트 유닛(101)은 상기 광을 발생하는 다수의 램프(110), 상기 광을 액정 패널(160) 측으로 반사하기 위한 램프 반사판(120) 및 상기 광을 확산하여 상기 액정 패널(160)로 제공하기 위한 확산판(130)을 포함한다.
상기 램프들(110)은 상기 램프 반사판(120)의 반사면 상에 나란하게 배치되 고, 상기 램프 반사판(120)은 상기 반사면을 통해 상기 램프들(110)로부터 누설되는 광을 상기 액정 패널(102) 측으로 진행시킨다.
상기 확산판(130)은 상기 램프들(110)과 소정의 간격을 유지하면서 상기 램프들(110)의 상부에 배치되어, 상기 광이 균일한 휘도 분포를 갖도록 상기 광을 확산시킨다. 또한, 상기 확산판(130)의 상면에는 광학 시트(140)가 구비된다.
상기 광학 시트(140)는 상기 확산된 광을 집광하여 상기 액정 표시 장치(100)의 정면 휘도를 증가시켜면서, 집광된 광을 확산시켜 상기 액정 표시 장치(100)의 시야각을 향상시킨다.
한편, 상기 디스플레이 유닛(102)은 액정 패널(160), 상기 액정 패널(160)의 상부에 구비되는 제1 편광판(165), 상기 액정 패널(160)의 하부에 구비되는 제2 편광판(164) 및 상기 제2 편광판(164) 상에 구비되는 보호시트(150)를 포함한다.
상기 액정 패널(160)은 제1 기판(161)과, 상기 제1 기판(161)에 대향하는 제2 기판(162)과, 상기 제1 기판(161)과 제2 기판(162)과의 사이에 개재된 액정층(163)으로 이루어진다.
이때, 상기 제1 기판(161)은 기판 상에 스위칭 소자의 하나인 박막트랜지스터(미도시)와 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; 이하, ITO)와 같은 도전성 산화막으로 이루어져 상기 박막 트랜지스터에 접속된 투명 전극(미도시)으로 이루어진 단위 화소가 매트릭스 형태로 다수개 형성된 기판이다.
이와 같이 구성되는 액정 표시 장치를 구동하는 데 있어서 백라이트에서 나오는 빛에 의해 박막 트랜지스터에서 광 누설 전류가 발생하게 된다.
즉, 상기 백라이트로부터 발생된 광이 확산판 및 광학 시트들을 거쳐 액정 패널로 입사하게 되며 상기 박막 트랜지스터의 회로와 구동에 의한 화상 신호에 의해 액정들이 반응하여 우리가 원하는 화상을 구현한다.
그러나, 상기 박막 트랜지스터의 채널 영역에 사용하는 액티브층의 경우 증착하는 온도와 압력, 가스 혼합비에 따라 밴드 갭(band gap)이 달라지긴 하지만, 상기 백라이트에서 출사되는 빛 에너지에 의해 가전자대에서 전도대로 캐리어(carrier)들이 이동하게 되어 광 누설 전류(photo leakage current)가 발생하는 원인이 된다.
따라서, 이러한 광 누설 전류에 의해서 VHR(voltage holding ratio)과 박막 트랜지스터가 턴-오프(turn-off) 되는 경우에 충전된 화소 전극으로부터 기생 용량에 의해 발생하는 전압 강하인 △Vp의 변동을 유발하게 되어 플리커(fliker), 잔상 등의 화질 불량을 가져 올 수 있다.
본 발명은 액정 표시 장치에서 백라이트에서 나오는 빛에서 액티브층의 광학 밴드 갭(optical band gap)에 해당되는 파장 영역을 차단하여 박막트랜지스터에서 발생하는 광 누설 전류가 발생되지 않도록 하여 화질을 향상시키는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 다수의 박막 트랜지스터가 형성된 제 1 기판과, 상기 제 1 기판과 대향하며 컬러 필터가 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진 액정 패널과; 상기 액정 패널의 상, 하면에 부착된 제 1, 2 편광판과; 상기 액정 패널의 하부에 형성된 백라이트와; 상기 액정 패널과 백라이트 사이에 형성되어 특정 파장을 차단하는 광 필터층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 박막 트랜지스터는 소정 간격 이격하는 소스 및 드레인 전극과 채널을 형성하는 액티브층으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 광 필터층은 500nm ~ 1500nm 파장을 필터링하는 것을 특징으로 한다.
상기 광 필터층은 자외선 영역을 필터링하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 기판과 백라이트 사이에 광학 필름을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 구체적인 실시예에 대해서 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 액정 표시 장치(200)는 광을 발생하는 백 라이트 유닛(201) 및 상기 광을 제공받아 영상을 표시하는 디스플레이 유닛(202)으로 이루어진다.
상기 백 라이트 유닛(201)은 상기 광을 발생하는 다수의 램프(210), 상기 광을 액정 패널(260) 측으로 반사하기 위한 램프 반사판(220) 및 상기 광을 확산하여 상기 액정 패널(260)로 제공하기 위한 확산판(230)을 포함한다.
상기 램프들(210)은 상기 램프 반사판(220)의 반사면 상에 나란하게 배치되 고, 상기 램프 반사판(220)은 상기 반사면을 통해 상기 램프들(210)로부터 누설되는 광을 상기 액정 패널(202) 측으로 진행시킨다.
상기 확산판(230)은 상기 램프들(210)과 소정의 간격을 유지하면서 상기 램프들(210)의 상부에 배치되어, 상기 광이 균일한 휘도 분포를 갖도록 상기 광을 확산시킨다. 또한, 상기 확산판(230)의 상면에는 광학 시트(240)가 구비된다.
상기 광학 시트(240)는 상기 확산된 광을 집광하여 상기 액정 표시 장치(200)의 정면 휘도를 증가시켜면서, 집광된 광을 확산시켜 상기 액정 표시 장치(200)의 시야각을 향상시킨다.
그리고, 상기 광학 시트(240)와 액정 패널(202) 사이에는 특정 파장의 빛을 차단하는 광 필터층(280)이 형성되어 있다.
한편, 상기 디스플레이 유닛(202)은 액정 패널(260), 상기 액정 패널(260)의 상부에 구비되는 제1 편광판(265), 상기 액정 패널(260)의 하부에 구비되는 제2 편광판(264) 및 상기 제2 편광판(264) 상에 구비되는 보호시트(250)를 포함한다.
상기 액정 패널(260)은 제1 기판(261)과, 상기 제1 기판(261)에 대향하는 제2 기판(262)과, 상기 제1 기판(261)과 제2 기판(262)과의 사이에 개재된 액정층(263)으로 이루어진다.
이때, 상기 제1 기판(261)은 제1 유리기판 상에 스위칭 소자의 하나인 TFT(미도시)와 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; 이하, ITO)와 같은 도전성 산화막으로 이루어져 상기 TFT에 접속된 투명 전극(미도시)으로 이루어진 단위 화소가 매트릭스 형태로 다수개 형성된 기판이다. 상기 제1 기판은 상기 투명 전극 상에 형 성된 제1 배향막(미도시)을 더 구비한다.
한편, 상기 제2 기판(262)은 제2 유리기판 상에 RGB 색화소로 이루어진 컬러필터(미도시), 화소들 사이에서 광의 누출을 방지하기 위한 차광막(미도시) 및 컬러필터와 차광막 상에 형성되고 ITO로 이루어진 공통 전극(미도시)이 형성된 기판이다. 상기 제2 기판(262)은 상기 공통전극 상에 형성되어 상기 제1 배향막과 함께 상기 액정층(263)의 프리틸트(Pretilt)각을 결정하는 제2 배향막(미도시)을 더 구비한다.
상기 제1 기판(261)과 제2 기판(262)은 상기 투명 전극과 공통 전극이 서로 마주보도록 배치된다.
또한, 상기 제1 및 제2 편광판(265, 264)은 상기 액정층(263)의 배향 방향에 따라 광의 투과 방향을 일정하게 해준다.
구체적으로, 상기 액정 패널(260)의 상기 제2 기판(262) 상에는 상면, 즉 상기 보호시트(250)와 상기 제2 기판(262)과의 사이에는 상기 제1 편광판(265)이 배치된다.
또한, 상기 액정패널(260)과 상기 백 라이트 유닛(201)과의 사이에는 상기 제2 편광판(264)이 배치된다.
상기 제1 및 제2 편광판(265, 264)은 소정의 편광 성분을 흡수하고 그 밖의 편광 성분을 투과하여 빛의 투과 방향을 일정하게 해주는 역할을 한다.
여기서, 상기 제1 및 제2 편광판(265, 264)의 편광축은 서로에 대해 수직이므로, 상기 제1 및 제2 편광판(265, 264)이 투과하는 광의 편광 성분도 서로 수직 하다.
상기 보호시트(250)는 상기 제1 편광판(265) 상에 배치되어 상기 액정 패널(260) 및 상기 제1 편광판(265)을 외부로부터 가해지는 충격으로부터 보호하는 기능을 수행한다.
상기 광 필터층(280)은 상기 제 1 편광판(265)과 광학 시트(240) 사이에 형성될 수 있으며, 상기 제 1 편광판(265) 상에서 광학 코팅(optical coating)으로 형성될 수 도 있고, 광학 시트(optical sheet) 타입으로 형성될 수도 있다.
이와 같이 상기 광 필터층(280)을 이용하여 박막 트랜지스터의 액티브층에서 발생되는 광 밴드 갭(optical band gap)에 해당되는 파장 영역의 빛을 차단하게 되면, 상기 액티브층의 광 누설 전류가 발생되지 않으므로 VHR(Voltage Holding Ratio)가 좋아지며, 액정 표시 장치를 구동함에 있어 보다 정확한 화상 구현이 이루어진다.
상기 액티브층의 광 밴드 갭은 증착하는 조건, 온도, 압력, 가스 혼합비, 가스 구성 두께, 시간 등에 따라 넓게 분포하지만 특히, IR 영역(500nm ~ 1500nm)과 UV 영역에 대해서 민감하기 때문에 이에 해당하는 영역을 광 필터층(280)을 이용하여 차단한다.
이와 같이 하면 박막 트랜지스터에서의 광 누설 전류를 방지할 수 있어 플리커 현상 및 화면 얼룩과 같은 화질 불량을 방지할 수 있다.
본 발명은 액정 표시 장치에서 백라이트에서 나오는 빛에서 액티브층의 광학 밴드 갭(optical band gap)에 해당되는 파장 영역을 차단하여 박막트랜지스터에서 발생하는 광 누설 전류가 발생되지 않도록 하여 잔상 및 플리커를 개선하여 화질을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 다수의 박막 트랜지스터가 형성된 제 1 기판과, 상기 제 1 기판과 대향하며 컬러 필터가 형성된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 제 2 기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진 액정 패널과;
    상기 액정 패널의 상, 하면에 부착된 제 1, 2 편광판과;
    상기 액정 패널의 하부에 형성된 백라이트와;
    상기 액정 패널과 백라이트 사이에 형성되어 특정 파장을 차단하는 광 필터층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는 소정 간격 이격하는 소스 및 드레인 전극과 채널을 형성하는 액티브층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광 필터층은 500nm ~ 1500nm 파장을 필터링하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광 필터층은 자외선 영역을 필터링하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 기판과 백라이트 사이에 광학 필름을 더 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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