KR20060007161A - 액정표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD)에 관한 것으로, 투명기판을 기반으로 형성되는 유기 EL 소자를 액정표시장치의 백라이트(Backlight)로 사용하는 기술로, 면발광의 장점이 있어 휘도 차이가 거의 없으며, 도광판, 편광판, 프리즘 시트 등의 부품 없이도 백라이트를 구성할 수 있어 간단하고, 얇고, 저비용으로 제조가 가능한 효과가 있다.
또한, 백라이트로 사용되는 유기 EL 소자를 2중으로 봉지시키어 유기 EL 소자로의 수분 침투를 차단시킴으로써 아웃 커플링에 유리한 물질(고분자 물질, 무기물 등)을 사용하여 기판을 구성하는 경우에도 유기 EL 소자의 수명이 단축되는 문제를 해결할 수 있다.
따라서, 면발광의 장점이 있어 휘도 차이가 거의 없고, 간단하고, 얇고, 저비용이며, 고효율이고, 수명이 긴 액정표시장치의 백라이트를 제조할 수 있는 효과가 있다.
LCD, 백라이트(Backlight)
Description
도 1은 일반적인 액정표시장치용에 대한 단면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제작 과정을 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 봉지판의 단차 상관관계를 나타낸 도면
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 다른 실시예들을 도시한 도면
**도면의 주요 부분에 대한 부호 설명**
300 : 액정표시패널 400 : 백라이트
31 : 유기 EL 소자 31a : 투명기판
31b : 어노드 전극 31c : 유기 EL층
31d : 캐소드 전극 32 : 봉지판
33a, 33b : 봉지재 34 : 게터
35 : 접착층
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 사용되고 있다.
이하, 종래 기술에 따른 액정표시장치에 대해 설명한다.
도 1은 에지 방식의 백라이트를 포함하는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시된 바에 따르면, 액정표시장치는 크게 액정표시패널(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, 투명기판을 기반으로 형성된 유기 EL 소자로 상기 백라이트를 구성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 유기 EL 소자는 상기 투명기판상에 차례로 적층되는 투명 전극, 유기 EL층, 캐소드 전극으로 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 유기 EL 소자의 발광부를 가운데 두고 유기 EL 소자의 테두리에 도포되는 제 1 봉지재와, 상기 제 1 봉지재를 통해 상기 유기 EL 소자의 투명 전극과 합착되어 유기 EL 소자의 발광부를 봉지하는 봉지판과, 상기 유기 EL 소자를 가운데 두고 봉지판의 테두리에 도포되어 상기 액정표시패널과 봉지판을 합착시키는 제 2 봉지재를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 봉지판에 의해 봉지되는 공간 내부에 게터를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 액정표시패널의 후면과 유기 EL 소자의 투명전극 사이에 개재되어 이들간을 접착시키는 접착층(adhesive)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 투명기판은 고분자 필름, 고분자 필름의 적층막, 무기물막, 무기물막의 적층막, 고분자 필름과 무기물막의 혼합 적층막 중 어느 하나를 재료로 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 투명 전극은 ITO, 유기물, 금속, 무기물 또는 이들 중 2가지 이상 이용하여 형성한 혼합물 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 캐소드 전극은 Mg-Ag, Al, 도전성의 금속막 또는 이들 중 2가지 이상을 재료로 하는 합금 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 봉지판을 상기 제 2 봉지재가 도포되는 부분이 그 외의 부분보다 돌출되게 구성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 봉지판을 상기 제 1, 제 2 봉지재가 도포되는 부분과 그 외의 부분이 단차를 갖지 않도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 봉지판을 상기 제 1, 제 2 봉지재가 도포되는 부분이 그 외의 부분보다 돌출되게 구성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 봉지판을 상기 제 2 봉지재가 도포되는 부분이 제 1 봉지재가 도포되는 부분보다 더 돌출되게 구성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 봉지판을 상기 제 1 봉지재가 도포된 부분과 제 2 봉지재가 도포된 부분이 단차를 갖지 않도록 구성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 봉지판을 상기 게터가 위치되는 부분이 다른 부분에 비해서 돌출되지 않도록 구성하는 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도시된 바에 따르면 본 발명의 액정표시장치는 액정표시패널(300)과, 상기 액정표시패널(300) 후면에서 액정표시패널(300)을 직하방식으로 조명하는 유기 EL 소자(31)로 구성된 백라이트(400)로 이루어진다.
상기 유기 EL 소자(31)는 투명기판(31a)을 기반으로 형성되어 있으며, 상기 투명기판(31a)은 유기 EL 소자(31)의 아웃 커플링(out coupling) 효과를 극대화할 수 있도록 고분자막('플라스틱'이라고도 한다), 고분자의 멀티 적층 레이어(multi laminate layer), 무기물막, 무기물의 멀티 레이어, 고분자와 무기물의 혼합형 멀티 레이어 중 어느 하나를 재료로 구성하였다.
이처럼, 고분자막 또는 무기물막을 재료로 하는 기판을 사용할 경우 아웃 커플링(out coupling) 효과를 극대화할 수 있는 있으나, 수분 투과로 인해 유기 EL 소자(31)의 수명 단축 문제가 발생되게 된다.
이에, 상기 유기 EL 소자(31)가 2중으로 봉지(sealing)되게 하여 유기 EL 소자(31)로의 수분 침투를 막도록 구성하였다. 즉, 봉지판(seal cover)(32)을 이용하여 유기 EL 소자(31)를 1차로 봉지시키고, 유기 EL 소자(31)의 투명기판(31a) 하면과 액정표시패널(300) 후면이 서로 대향하도록 정렬시킨 다음 상기 봉지판(32)과 액정표시패널(300)을 합착시키어 유기 EL 소자(31)가 2중으로 봉지되도록 구성하였다.
상기 1차 봉지는 유기 EL 소자(31)의 발광부를 가운데 두고 유기 EL 소자(31)의 테두리에 도포되는 봉지재(33a)를 통해 유기 EL 소자(31)와 봉지판(32)을 합착시켜 이루어지고, 2차 봉지는 유기 EL 소자(31)를 가운데 두고 봉지판(32)의 테두리에 도포되는 봉지재(33b)를 통해 액정표시패널(300)과 봉지판(32)을 합착시켜 이루어진다.
한편, 상기 1차 봉지되는 공간 내부에 산소나 수분을 잡는 게터(getter)(34) 를 넣는 것이 소자 수명에 유리하다.
그리고, 상기 유기 EL 소자(31)의 아웃 커플링 효과를 극대화하기 위해서는 서로 대향하는 유기 EL 소자(31)의 투명기판(31a)면과 액정표시패널(300)의 후면 사이에 접착층(adhesive)(35)을 넣는 것이 좋다.
상기 유기 EL 소자(31)는 투명기판(31a) 위에 적층되는 어노드 전극(31b), 유기 EL층(31c), 캐소드 전극(31d)으로 된 통상적인 구조를 갖는다.
전술한 바와 같이, 상기 투명기판(31a)은 고분자막('플라스틱'이라고도 한다), 고분자의 멀티 적층 레이어, 무기물막, 무기물의 멀티 레이어, 고분자와 무기물의 혼합형 멀티 레이어 중 어느 하나를 이용하여 구성하였다.
그리고, 상기 어노드 전극(31b)은 전도성을 갖는 투명한 물질이면 어느 것이든 사용가능하나, ITO, 유기물, 금속, 무기물 및 이들의 혼합물 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
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)으로는 Mg-Ag, Al, 도전성 메탈 및 이들의 합금 중 어느 하나를 사용하여 구성한다.
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.
이와 같은 액정표시장치의 제작 과정은 다음과 같다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 제작 과정을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이 투명기판(31a)위에 어노드 전극(31b), 유기 EL층(31c), 캐소드 전극(31d)으로 된 유기 EL 소자(31)를 형성한다.
그리고, 도 3b에 도시된 바와 같이 유기 EL 소자(31)의 발광 부분을 가운데 두고 유기 EL 소자(31)의 테두리에 봉지재(33a)를 도포한 다음 봉지판(32)을 합착시켜 유기 EL 소자(31)를 1차로 봉지시킨다.
이때, 소자 수명을 연장시키기 위해서 봉지되는 공간 내부에 산소나 수분을 잡는 게터(getter)(34)를 넣는 것이 좋다.
이어, 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 투명기판(31a)의 하면이 액정표시패널(300)의 후면과 마주보도록 정렬시킨 다음, 접착층(35)을 이용하여 유기 EL 소자(31)와 액정표시패널(300)을 접착시킨다.
그리고, 상기 유기 EL 소자(31)를 가운데 두고 봉지판(32)의 테두리에 봉지재(33b)를 도포하고, 상기 봉지재(33b)를 통해 액정표시패널(300)과 봉지판(32)을 합착시켜 유기 EL 소자(31)를 2차로 봉지시킨다.
이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치가 완성되게 된다.
도 4는 본 발명에 적용 가능한 봉지판의 단차 상관관계를 나타낸 도면이다.
도시된 바에 따르면, 봉지판(32)을 유기 EL 소자(31)의 발광부(A), 봉지재(33a)가 도포되는 영역(B), 봉지재(33b)가 도포되는 영역(C), 봉지재(33a)와 봉지재(33b) 사이의 영역(D), 게터(34)가 위치되는 영역(E)이 단차를 갖게 구성할 수 있다.
도면에서 a, b, c, d, e로 표시된 부분들에 대한 상관 관계는 다음 수학식 1과 같다.
c, d, e ≥ 0
도 5a 내지 도 5e는 상기 수학식 1의 조건을 만족하는 봉지판을 구비하는 액정표시장치를 나타낸 도면이다.
도 5a는 a, b, c, d, e가 모두 0인 경우로, 봉지판이 단차를 갖지 않는다. 이는 도 2, 도 3a 내지 도 3c를 참조로 설명한 실시예와 동일하다.
도 5b는 b, c, e가 0이고, a=d인 경우로, 유기 EL 소자(31)의 발광부 이외의 부분이 발광부(A)에 비해 돌출되게 구성되어 있다. 그리고, 도 5c는 c, d, e가 0이고 a=b인 경우로, 봉지재(33b)가 도포된 영역(C)이 다른 부분에 비해 돌출되게 구성되어 있다.
한편, 도 5d는 b, e가 0이고 a=c=d인 경우로, 봉지재(33a)(33b)가 도포되는 부분(B)(C)을 다른 부분에 비해 돌출되게 구성하되 봉지재(33a)가 도포되는 부분(B)과 봉지재(33b)가 도포되는 부분(C)간에는 단차를 갖지 않게 구성되어 있고, 도 5e는 b, e가 0이고 a > c=d인 경우로, 봉지재(33a)(33b)가 도포되는 부분을 다른 부분에 비해 돌출되게 구성하되 봉지재(33a)가 도포되는 부분(B)보다 봉지재(33b)가 도포되는 부분(C)이 돌출되게 구성되어 있다.
이처럼, 봉지판(32)을 단차를 갖게 구성하면 봉지재(33a)(33b)를 통한 유기 EL 소자(31)와 봉지판(32)간, 봉지판(32)과 액정표시패널(300)간 합착이 용이해져 유기 EL 소자(31)의 봉지가 효과적으로 이루어지게 된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트는 다음과 같은 효과가 있다.
유기 EL 소자로 구현된 면광원을 액정표시장치의 백라이트를 사용하므로써 도광판, 편광판, 프리즘 시트 등의 부품 없이도 백라이트 제공이 가능하다. 따라서, 면발광의 장점이 있어 휘도 차이가 거의 없고, 구성이 간단하고, 저렴하며, 얇은 액정표시장치의 제조가 가능해 진다.
또한, 이중으로 유기 EL 소자를 봉지시키어 소자 침투를 막음으로써 아웃 커플링에 유리한 재료(무기물, 고분자 물질 등)로 기판을 형성하더라도 소자 수명이 단축되는 현상을 방지할 수 있으므로, 고효율이고, 수명이 긴 액정표시장치의 제조가 가능해진다.
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.
Claims (14)
- 액정표시패널과, 상기 액정표시패널 후면에서 상기 액정표시패널에 광을 조명하는 백라이트로 구성되는 액정표시장치에 있어서,투명기판을 기반으로 형성된 유기 EL 소자로 상기 백라이트를 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 1항에 있어서,상기 유기 EL 소자는상기 투명기판상에 차례로 적층되는 투명 전극, 유기 EL층, 캐소드 전극으로 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 1항에 있어서,상기 유기 EL 소자의 발광부를 가운데 두고 유기 EL 소자의 테두리에 도포되는 제 1 봉지재와,상기 제 1 봉지재를 통해 상기 유기 EL 소자의 투명 전극과 합착되어 유기 EL 소자의 발광부를 봉지하는 봉지판과,상기 유기 EL 소자를 가운데 두고 봉지판의 테두리에 도포되어 상기 액정표시패널과 봉지판을 합착시키는 제 2 봉지재를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 3항에 있어서,상기 봉지판에 의해 봉지되는 공간 내부에 게터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 1항에 있어서,상기 액정표시패널의 후면과 유기 EL 소자의 투명전극 사이에 개재되어 이들간을 접착시키는 접착층(adhesive)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 1항에 있어서,상기 투명기판은 고분자 필름, 고분자 필름의 적층막, 무기물막, 무기물막의 적층막, 고분자 필름과 무기물막의 혼합 적층막 중 어느 하나를 재료로 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 2항에 있어서,상기 투명 전극은 ITO, 유기물, 금속, 무기물 또는 이들 중 2가지 이상 이용하여 형성한 혼합물 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 2항에 있어서,상기 캐소드 전극은 Mg-Ag, Al, 도전성의 금속막 또는 이들 중 2가지 이상을 재료로 하는 합금 중 어느 하나로 구성됨을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 3항에 있어서,상기 봉지판을 상기 제 2 봉지재가 도포되는 부분이 그 외의 부분보다 돌출되게 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 3항에 있어서,상기 봉지판을 상기 제 1, 제 2 봉지재가 도포되는 부분과 그 외의 부분이 단차를 갖지 않도록 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 9항에 있어서,상기 봉지판을 상기 제 1, 제 2 봉지재가 도포되는 부분이 그 외의 부분보다 돌출되게 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 11항에 있어서,상기 봉지판을 상기 제 2 봉지재가 도포되는 부분이 제 1 봉지재가 도포되는 부분보다 더 돌출되게 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 11항에 있어서,상기 봉지판을 상기 제 1 봉지재가 도포된 부분과 제 2 봉지재가 도포된 부분이 단차를 갖지 않도록 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
- 제 4항에 있어서,상기 봉지판을 상기 게터가 위치되는 부분이 다른 부분에 비해서 돌출되지 않도록 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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