KR20120077555A - 컬러필터층 및 이를 구비한 액정표시소자 - Google Patents

컬러필터층 및 이를 구비한 액정표시소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20120077555A
KR20120077555A KR1020100139551A KR20100139551A KR20120077555A KR 20120077555 A KR20120077555 A KR 20120077555A KR 1020100139551 A KR1020100139551 A KR 1020100139551A KR 20100139551 A KR20100139551 A KR 20100139551A KR 20120077555 A KR20120077555 A KR 20120077555A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
color filter
liquid crystal
crystal panel
light
blue
Prior art date
Application number
KR1020100139551A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101717652B1 (ko
Inventor
안병건
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020100139551A priority Critical patent/KR101717652B1/ko
Publication of KR20120077555A publication Critical patent/KR20120077555A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101717652B1 publication Critical patent/KR101717652B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133524—Light-guides, e.g. fibre-optic bundles, louvered or jalousie light-guides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 질화물계 형광체가 구비된 백색LED 사용시 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 액정표시소자에 관한 것으로, 화상을 구현하는 액정패널; 상기 액정패널에 형성되고 R-컬러필터, G-컬러필터 및 B-컬러필터로 이루어진 컬러필터층; 및 상기 액정패널에 광을 공급하며, 청색 발광부 및 질화물계 형광체로 이루어진 백색 LED로 구성되며, 상기 R-컬러필터의 색도좌표값은 Rx=0.650-0.660, Ry=0.320-0.330이고, G-컬러필터의 색도좌표값은 Gx=0.270-0.290, Gy=0.540-0.560이며, B-컬러필터의 색도좌표값은 Bx=0.134-0.136이고 By=0.080-0.120인 것을 특징으로 한다.

Description

컬러필터층 및 이를 구비한 액정표시소자{COLOR FILTER LAYER AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THEREOF}
본 발명은 순도가 놓은 컬러재현이 가능한 컬러필터층 및 이를 구비한 액정표시소자에 관한 것이다.
근래, 핸드폰(Mobile Phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되었지만, 양산화 기술, 구동수단의 용이성, 고화질의 구현, 대면적 화면의 실현이라는 이유로 인해 현재에는 액정표시소자(LCD)가 주로 각광을 받고 있다.
상기 액정표시소자는 투과형 표시소자로서, 액정분자의 굴절률 이방성에 의해 액정층을 투과하는 광의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 화면상에 표시한다. 따라서, 액정표시소자에서는 화상의 표시를 위해 액정층을 투과하는 광원인 백라이트(back light)가 설치된다. 일반적으로 백라이트는 크게 2종류로 구분될 수 있다.
첫째는 램프가 액정패널의 측면에 설치되어 액정층에 광을 제공하는 측면형 백라이트이고 둘째는 램프가 액정패널의 하부에서 직접 광을 제공하는 직하형 백라이트이다.
측면형 백라이트는 액정패널의 측면에 설치되어 반사판과 도광판을 통해 액정층을 광을 공급할 수 있다. 따라서, 두께를 얇게 할 수 있게 되므로, 얇은 두께의 표시장치가 요구되는 노트북 등에 주로 사용된다. 그러나, 측면형 백라이트는 광을 발광하는 램프가 액정패널의 측면에 위치하므로 대면적의 액정패널에 적용하기 어려울 뿐만 아니라 도광판을 통해 광이 공급되므로 고휘도를 얻기 어렵게 된다. 따라서, 근래 각광받고 있는 대면적의 LCD TV용 액정패널에는 적합하지 않다는 문제가 있었다.
직하형 백라이트는 램프로부터 발광된 광이 직접 액정층에 공급되므로 대면적의 액정패널에 적용될 수 있을 뿐만 아니라 고휘도가 가능하기 때문에, 근래 LCD TV용 액정패널을 제작하는데 주로 사용되고 있다.
한편, 근래 백라이트의 램프로서 형광램프 대신 발광소자(Light Emitting Device)와 같이 자체적으로 광을 발광하는 광원을 사용하고 있다. 이 발광소자는 R, G, B 단색광을 방출하기 때문에, 백라이트에 적용했을 때 색재현율이 좋고 구동전력을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
그러나, 이와 같이 백라이트로서 LED를 사용하는 경우, 다음과 같은 단점이 있다.
통상적으로 LED로는 백색광을 발광하는 백색LED를 사용하는데, 이러한 백색LED는 청색 LED와 적색 및 청색 질화물계 형광체를 조합하여 형성한다. 즉, 청색 LED 위에 적색 및 녹색 질화물계 형광체를 형성하는데, 이러한 구성의 백색LED에서는 청색 LED에서 발광된 광이 적색 및 녹색 질화물계 형광체에 입사됨에 따라 노랑색(yellow)의 광이 방출하게 되며, 노랑색의 광이 상기 청색 LED에서 발광되는 청색의 광과 혼합되어 백색광이 되는 것이다.
질화물계 형광체를 사용하는 이유는 질화물계 형광체가 열에 안정되고 착색이 용이하며 성형이 용이하기 때문이다. 그러나, 상기와 같이 질화물계 형광체를 사용하는 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 YAG계 형광체나 실리케이트계 형광체를 사용하는 경우에 비해 약 470-510nm의 파장대에서 발광강도가 낮아지는 현상이 발생한다. 따라서, 이러한 질화물계 형광체가 적용된 백색LED를 백라이트로 사용하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 청색 컬러필터를 투과하는 광의 청색좌표가 규격에 비해 우측으로 시프트(shift)되므로, 원하는 청색컬러를 구현하지 못하게 된다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 순도가 높은 컬러재현이 가능한 컬러필터층 및 이를 구비한 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 액정표시소자는 화상을 구현하는 액정패널; 상기 액정패널에 형성되고 R-컬러필터, G-컬러필터 및 B-컬러필터로 이루어진 컬러필터층; 및 상기 액정패널에 광을 공급하며, 청색 발광부 및 질화물계 형광체로 이루어진 백색 LED로 구성되며, 상기 R-컬러필터의 색도좌표값은 Rx=0.650-0.660, Ry=0.320-0.330이고, G-컬러필터의 색도좌표값은 Gx=0.270-0.290, Gy=0.540-0.560이며, B-컬러필터의 색도좌표값은 Bx=0.134-0.136이고 By=0.080-0.120인 것을 특징으로 한다.
상기 백색 LED는 440≤λ1≤450nm에서 제1피크를 갖고, 520≤λ1≤550nm에서 제2피크를 갖으며, 630≤λ1≤650nm에서 제3피크를 가지며, 상기 질화물계 형광체는 녹색 질화물계 및 적색 질화물계의 혼합 형광체이다. 이때, 상기 B-컬러필터는 100%의 청색 안료로 이루어진다.
본 발명에서는 질화물계 형광체가 포함된 백색LED를 사용할 때, 청색 컬러필터층이 Bx=0.134-0.136 및 By=0.080-0.120의 색도좌표값을 갖도록 형성함으로써 백색LED 자체의 결함을 보정함으로써 화질불량이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 질화물계 형광체를 구비한 백색 LED를 사용한 종래 액정표시소자의 색좌표를 나타내는 도면.
도 2은 질화물계 형광체를 구비한 일반적인 백색 LED 및 실리케이트와 YAG계 형광체를 구비한 백색 LED의 스펙트럼을 나타내는 그래프.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 단면도.
도 4a 및 도4b는 본 발명에 따른 액정패널의 구조를 나타내는 도면.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명에 적용되는 백색LED의 단면도 및 파장대 세기 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 청색 컬러필터를 구비한 액정표시소자의 분광 투과율 스펙트럼 및 종래 액정표시소자의 분광 투과율 스펙트럼을 나타내는 그래프.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자는 액정패널(10)과 백라이트로 이루어진다. 액정패널(10)은 제1기판(1) 및 제2기판(3)과 그 사이의 액정층(도면표시하지 않음)으로 이루어져 외부로부터 신호가 인가됨에 따라 화상을 구현한다.
백라이트는 상기 액정패널(10)의 하부 측면에 배치되어 광을 발광하는 복수의 LED(Light Emitting Device;34)가 실장되는 LED기판(32)과, 상기 액정패널(10)의 하부에 배치되어 LED(34)에서 발광된 광을 인도하여 상기 액정패널(10)로 공급하는 도광판(35)과, 상기 액정패널(10)과 도광판(35) 사이에 구비되어 도광판(135)에서 인도되어 액정패널(10)로 공급되는 광을 확산하고 집광하는 확산시트(38a) 및 프리즘시트(38b,38c)로 이루어진 광학시트(38)와, 상기 도광판(35) 하부에 배치되어 도광판(35)의 하부로 인도되는 광을 반사시키는 반사판(36)으로 이루어진다.
상기 백라이트의 반사판(36), 도광판(35), 광학시트(38) 및 LED기판(32)은 하부커버(40)에 수납된 후, 하부커버(40)와 가이드패널(42)이 결합됨에 따라 조립된다.
상기 가이드패널(42)의 상부에는 액정패널(10)이 놓인다. 상기 가이드패널(42)은 사각형상으로 형성되어 액정패널(10)의 가장자리영역이 상기 가이드패널(42)에 놓이게 된다.
액정패널(10)의 상부 가장자리영역에는 상부커버(46)가 놓이며, 이 상부커버(46)가 하부커버(40) 및 가이드패널(42)과 결합됨으로써, 액정패널(10)과 백라이트가 조립되어 액정표시소자가 완성된다.
도 4a는 상기 액정패널(10)의 구조를 나타내는 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 I-I'선 단면도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 액정패널(10)의 화소는 종횡으로 배치된 게이트라인(103) 및 데이터라인(104)에 의해 정의된다. 도면에는 비록 (n,m)번째의 화소만을 도시하고 있지만 실제의 액정패널(10)에는 상기한 게이트라인(103)과 데이터라인(104)이 각각 n개 및 m개 배치되어 액정패널(10) 전체에 걸쳐서 n×m개의 화소를 형성한다.
상기 화소내의 게이트라인(103)과 데이터라인(104)의 교차영역에는 박막트랜지스터(110)가 형성되어 있다. 상기 박막트랜지스터(110)는 게이트라인(103)으로부터 주사신호가 인가되는 게이트전극(111)과, 상기 게이트전극(111) 위에 형성되어 주사신호가 인가됨에 따라 활성화되어 채널층을 형성하는 반도체층(112)과, 상기 반도체층(112) 위에 형성되어 데이터라인(104)을 통해 화상신호가 인가되는 소스전극(113) 및 드레인전극(114)으로 구성되어 외부로부터 입력되는 화상신호를 액정층(140)에 인가한다.
화소내에는 데이터라인(104)과 실질적으로 평행하게 배열된 복수의 공통전극(105)과 화소전극(107)이 배치되어 있다. 또한, 화소의 중간에는 상기 공통전극(105)과 접속되는 공통라인(116)이 배치되어 있으며, 상기 공통라인(116) 위에는 화소전극(107)과 접속되는 화소전극라인(118)이 배치되어 상기 공통라인(116)과 오버랩되어 있다. 상기 공통라인(116)과 화소전극라인(118)의 오버랩에 의해 횡전계모드 액정표시소자에는 축적용량(storage capacitance)이 형성된다.
박막트랜지스터(110)가 작동하여 화소전극(107)에 신호가 인가되면, 공통전극(105)과 화소전극(107) 사이에는 액정패널(10)과 실질적으로 평행한 횡전계가 발생하게 된다. 액정분자는 상기 횡전계를 따라 액정패널(10)과 평행하게 회전하게 되므로, 액정분자의 굴절율 이방성에 의한 계조반전을 방지할 수 있게 된다.
상기한 구조의 액정표시소자를 도 4b의 단면도를 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 제1기판(120) 위에는 게이트전극(111)이 형성되어 있으며, 상기 제1기판(120) 전체에 걸쳐 게이트절연층(122)이 적층되어 있다. 상기 게이트절연층(122) 위에는 반도체층(112)이 형성되어 있으며, 그 위에 소스전극(113) 및 드레인전극(114)이 형성되어 있다. 또한, 상기 제1기판(120) 전체에 걸쳐 보호층(passivation layer;124)이 형성되어 있으며, 그 위에 러빙 등의 방법에 의해 액정분자를 특정 방향으로 배향하기 위한 배향방향이 결정된 제1배향막(128a)이 형성되어 있다.
또한, 상기 제1기판(120) 위에는 복수의 공통전극(105)이 형성되어 있고 게이트절연층(122) 위에는 화소전극(107) 및 데이터라인(104)이 형성되어, 상기 공통전극(105)과 화소전극(107) 사이에 횡전계(E)가 발생한다.
제2기판(130)에는 블랙매트릭스(132)와 컬러필터층(134)이 형성되어 있다. 상기 블랙매트릭스(132)는 액정분자가 동작하지 않는 영역으로 광이 누설되는 것을 방지하기 위한 것으로, 도면에 도시한 바와 같이 박막트랜지스터(110) 영역 및 화소와 화소 사이(즉, 게이트라인 및 데이터라인 영역)에 주로 형성된다. 컬러필터층(134)은 R(Red), B(Blue), G(Green)로 구성되어 실제 컬러를 구현하기 위한 것이다. 컬러필터층(134) 위에는 상기 컬러필터층(134)을 보호하고 기판의 평탄성을 향상시키기 위한 오버코트층(overcoat layer;36)가 형성되어 있으며, 그위에 배향방향이 결정된 제2배향막(128b)이 형성되어 있다.
상기 제1기판(120) 및 제2기판(130) 사이에는 액정층(140)이 형성되어 액정패널(10)이 완성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 백색LED(32)는 기판(215) 상에 형성된 발광소자(210)와, 상기 발광소자(210)를 수용하는 몰드프레임(230)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 발광소자(210)의 상부와 대응하는 몰드프레임(230) 내부에는 발광소자(210)를 보호하는 보호층(240)이 형성되어 있다.
상기 발광소자(210c)는 반도체기판(201) 상에 형성된 반도체층(203)과, 상기 반도체층(203)의 N형 반도체층과 P형 반도체층에 각각 형성된 패드(205,207)와, 상기 패드(205,207)와 기판(215)을 전기적으로 연결하는 와이어(209)로 이루어진 청색 발광소자(211)와, 상기 청색 발광소자(211) 위에 형성된 형광층(204)으로 구성된다.
상기 형광층(204)은 질화물계 적색 형광물질과 녹색 형광물질이 혼합된 층으로 광이 입사됨에 따라 노랑색(yellow)의 광이 방출하게 된다. 이 노랑색의 광이 상기 청색 발광소자(211)에서 발광되는 청색의 광과 혼합되어 백색광이 되어 상기 LED(32)로부터 출력된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 백색LED(34)으로부터 출력되는 백색광은 3개의 피크를 갖는다. 이때, 청색에 대응하는 파장대(λ1)인 440≤λ1≤450nm에서 제1피크를 갖고, 녹색에 대응하는 파장대(λ2)인 520≤λ1≤550nm에서 제2피크를 갖으며, 적색에 대응하는 파장대(λ3)인 630≤λ1≤650nm에서 제3피크를 갖는다. 이때, 피크의 높이는 제1피크(λ1)에서 가장 높고 제2피크(λ2) 및 제3피크(λ3)는 상대적으로 작으므로, 상기 백색LED(32)로부터 발광하는 광은 청색의 주파수대의 피크가 다른 주파수대 보다 더 큰 백색광이다.
이때, 상기 컬러필터층(134)은 R-컬러필터, G-컬러필터, B-컬러필터로 이루어진다. 이때, R-컬러필터의 색도좌표값은 Rx=0.650-0.660, Ry=0.320-0.330이고, G-컬러필터의 색도좌표값은 Gx=0.270-0.290, Gy=0.540-0.560이며, B-컬러필터의 색도좌표값은 Bx=0.134-0.136이고 By=0.080-0.120이다.
종래 액정표시소자의 경우 B-컬러필터의 색도좌표값은 Bx=0.138-0.143 및 By=0.080-0.100이지만, 본 발명에서는 상기 B-컬러필터의 색도좌표값이 Bx=0.134-0.136 및 By=0.080-0.120로 된다.
이와 같이, 본 발명에서 B-컬러필터의 색도좌표값을 Bx=0.138-0.143 및 By=0.080-0.100에서 Bx=0.134-0.136 및 By=0.080-0.120로 변경하는 것은 청색 발광부와 적색 및 녹색 질화물계 형광물질로 이루어진 백색 LED(134)를 사용하기 때문이다. 이전에 언급한 바와 같이, 질화물계 형광물질을 이용한 백색LED(134)에서는 470-510nm의 파장대에서 발광강도가 낮아지는 현상이 발생하게 되어, 이러한 백색LED(134)를 백라이트로 사용하여 액정패널에 백색광을 공급하는 경우, 액정패널의 청색 컬러필터를 투과하는 광의 청색좌표가 규격에 비해 우측으로 시프트되므로, 원하는 청색컬러를 구현하지 못하게 된다.
본 발명에서는 액정패널(10)의 컬러필터층, 특히 청색 컬러필터의 색도좌표값을 Bx=0.134-0.136 및 By=0.080-0.120로 설계함으로써 백색LED(134)에서 공급되는 광의 470-510nm의 파장대에서 발광강도가 낮아지는 현상에 의한 화질불량을 방지할 수 있게 된다. 다시 말해서, 본 발명에서는 백색LED(134)에서 발광하는 광의 단점을 컬러필터층에서 보상함으로써 원하는 순도의 컬러를 구현할 수 있는 것이다.
이를 위해, 즉 청색 컬러필터의 색도좌표값을 Bx=0.134-0.136 및 By=0.080-0.120로 하기 위해, 본 발명에서는 컬러필터를 청색안료로만 형성하고 바이올렛안료를 첨가하지 않는다. 통상적으로 청색 컬러필터를 제조하기 위해서는 제품명 B15-6인 청색안료와 제품명 V23인 바이올렛안료를 약 9:1-8:2의 비율로 혼합하지만, 본 발명에서는 청색 컬러필터의 형성시 바이올렛안료의 첨가없이 제품명 B15-6 청색안료 100%에 의해 컬러필터를 제조함으로써 Bx=0.134-0.136 및 By=0.080-0.120의 색도좌표값을 얻을 수 있게 된다.
도 7은 본 발명에 따라 제작된 컬러필터가 형성된 액정표시소자에서의 청색 투과율 스펙트럼 및 종래 액정표시소자에서의 청색 투과율 스펙트럼의 관계를 나타내는 도면이다.
이때, 도면에서 점선은 본 발명과 같이 바이올렛안료의 첨가없이 100% 청색안료만으로 형성하여 색도좌표값이 Bx=0.134-0.136 및 By=0.080-0.120인 컬러필터를 투과하는 청색 투과율을 나타내고 점선은 청색안료:바이올렛안료=9:1의 비율로 첨가되어 색도좌표값이 Bx=0.138 및 By=0.099인 컬러필터를 투과하는 청색 투과율을 나타내며, 이점쇄선은 청색안료:바이올렛안료=8:2의 비율로 첨가되어 색도좌표값이 Bx=0.143 및 By=0.096인 컬러필터를 투과하는 청색 투과율을 나타낸다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 청색 컬러필터에서는 약 445-450nm의 파장에서 최대 투과율이 나타낸다. 질화물계 형광체를 사용하는 경우 LED(34)에서 출력되는 백색광이 470-510nm의 파장대에서 발광강도가 낮아지지만, 본 발명에 따른 청색 컬러필터를 광이 투과했을 때에는 470-510nm의 파장대에서 투과율이 급격히 낮아지지 않는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명과 같이 색도좌표값이 Bx=0.134-0.136 및 By=0.080-0.120인 청색 컬러필터를 사용하는 경우, LED(34)로서 질화물계 형광체를 사용하여도 특정 파장대에서 투과율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 400nm 이하의 파장대 및 650nm 이상의 파장대의 투과율이 청색안료:바이올렛안료=9:1의 비율로 첨가된 청색 컬러필터 및 청색안료:바이올렛안료=8:2의 비율로 첨가된 청색 컬러필터를 사용했을 때에 비해 크게 감소한 것을 알 수 있다. 이것은 본 발명에 의해 제작된 청색 컬러필터를 투과했을 때의 광의 컬러가 청색안료:바이올렛안료=9:1의 비율로 첨가된 청색 컬러필터 및 청색안료:바이올렛안료=8:2의 비율로 첨가된 청색 컬러필터를 사용했을 때에 비해 다른 컬러의 파장대에 광성분이 거의 포함되어 있지 않으므로, 순도 높은 청색컬러를 구현할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 질화물계 형광체가 포함된 백색LED를 사용할 때, 백색LED 자체의 결함에 의한 화질불량을 개선하기 위해, 컬러필터층을 종래와 다르게 형성한다. 즉, 본 발명에서는 질화물계 형광체가 포함된 백색LED에서 발광된 광이 청색 컬러 근처의 파장대에서 강도가 저하되는 것을 보정하기 위해 청색 안료로만 청색 컬러필터를 형성하여 청색 컬러필터가 Bx=0.134-0.136 및 By=0.080-0.120의 색도좌표값을 갖도록 한다.
한편, 상술한 상세한 설명에서는 본 발명을 설정하기 위해 특정 구조를 제시하고 있다. 예를 들면, 액정패널로서, IPS모드 액정패널이 제안되고 있지만, 본 발명에 적용되는 액정패널이 이러한 구조에만 적용되는 것은 아니다. 예를 들면, TN(Twisted Nematic)모드 액정패널이나 VA(Vertical Alignment)모드 액정패널과 같이 다양한 모드의 액정패널이 적용될 수 있으며, 액정패널 내부의 전극 구조 등도 다양하게 적용될 수 있을 것이다.
또한, 컬러필터층이 제2기판이 아니라 박막트랜지스터가 형성되는 제1기판에 형성되는 구조의 액정패널도 적용될 수 있을 것이다.
그리고, 상술한 상세한 설명에서는 LED가 도광판 측면에 배치되는 측면형 백라이트만이 개시되어 있지만, LED가 액정패널 하부에 배치되어 LED에서 발광된 광이 직접 액정패널로 공급되는 직하형 백라이트에도 적용될 수 있을 것이다.
다시 말해서, 본 발명은 청색 발광부와 질화물계 형광체를 구비한 백색LED와 색도좌표값이 Bx=0.134-0.136 및 By=0.080-0.120인 청색 컬러필터를 구비한 모든 액정표시소자에 적용될 수 있을 것이다. 더욱이, 청색 컬러필터의 색도좌표값을 Bx=0.134-0.136 및 By=0.080-0.120으로 설계할 수만 있다면 청색 컬러필터의 구성이나 두께 등은 다양하게 설정할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 다른 예나 변형예는 본 발명의 기본적인 개념을 이용한 액정표시소자는 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 사람이라면 누구나 용이하게 창안할 수 있을 것이다.
10 : 액정패널 34 : 백색LED
35 : 도광판 110 : 박막트랜지스터
105,107 : 전극 136 : 컬러필터
204 : 형광층

Claims (9)

  1. 화상을 구현하는 액정패널;
    상기 액정패널에 형성되고 R-컬러필터, G-컬러필터 및 B-컬러필터로 이루어진 컬러필터층; 및
    상기 액정패널에 광을 공급하며, 청색 발광부 및 질화물계 형광체로 이루어진 백색 LED로 구성되며,
    상기 R-컬러필터의 색도좌표값은 Rx=0.650-0.660, Ry=0.320-0.330이고, G-컬러필터의 색도좌표값은 Gx=0.270-0.290, Gy=0.540-0.560이며, B-컬러필터의 색도좌표값은 Bx=0.134-0.136이고 By=0.080-0.120인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 백색 LED는 440≤λ1≤450nm에서 제1피크를 갖고,520≤λ1≤550nm에서 제2피크를 갖으며, 630≤λ1≤650nm에서 제3피크를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 질화물계 형광체는 녹색 질화물계 및 적색 질화물계의 혼합 형광체인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 B-컬러필터는 100%의 청색 안료로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 액정패널은 IPS(In Plane Switching) 모드 액정패널, TN(Twisted Nematic)모드 액정패널 또는 VA(Vertical Alignment)모드 액정패널인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 백색LED는 액정패널 하부에 배치되어 액정패널에 백색광을 공급하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  7. 제1항에 있어서, 상기 액정패널 하부에 배치되어 측면의 입광면을 통해 입력되는 백색LED의 백색광을 액정패널에 공급하는 도광판을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  8. R-컬러필터, G-컬러필터 및 B-컬러필터로 이루어지며, R-컬러필터의 색도좌표값은 Rx=0.650-0.660, Ry=0.320-0.330이고, G-컬러필터의 색도좌표값은 Gx=0.270-0.290, Gy=0.540-0.560이며, B-컬러필터의 색도좌표값은 Bx=0.134-0.136이고 By=0.080-0.120인 것을 특징으로 하는 표시소자의 컬러필터층.
  9. 제8항에 있어서, 상기 B-컬러필터는 100%의 청색 안료로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시소자의 컬러필터층.
KR1020100139551A 2010-12-30 2010-12-30 컬러필터층 및 이를 구비한 액정표시소자 KR101717652B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100139551A KR101717652B1 (ko) 2010-12-30 2010-12-30 컬러필터층 및 이를 구비한 액정표시소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100139551A KR101717652B1 (ko) 2010-12-30 2010-12-30 컬러필터층 및 이를 구비한 액정표시소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120077555A true KR20120077555A (ko) 2012-07-10
KR101717652B1 KR101717652B1 (ko) 2017-03-17

Family

ID=46711015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100139551A KR101717652B1 (ko) 2010-12-30 2010-12-30 컬러필터층 및 이를 구비한 액정표시소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101717652B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140082204A (ko) * 2012-12-24 2014-07-02 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003121838A (ja) * 2001-08-06 2003-04-23 Toray Ind Inc 液晶表示装置
KR20070028358A (ko) * 2004-04-26 2007-03-12 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 컬러 필터용 청색 조성물, 컬러 필터 및 컬러 화상 표시장치
KR20090075799A (ko) * 2006-10-05 2009-07-09 도요 잉키 세이조 가부시끼가이샤 컬러 필터 및 액정 표시 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003121838A (ja) * 2001-08-06 2003-04-23 Toray Ind Inc 液晶表示装置
KR20070028358A (ko) * 2004-04-26 2007-03-12 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 컬러 필터용 청색 조성물, 컬러 필터 및 컬러 화상 표시장치
KR20090075799A (ko) * 2006-10-05 2009-07-09 도요 잉키 세이조 가부시끼가이샤 컬러 필터 및 액정 표시 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140082204A (ko) * 2012-12-24 2014-07-02 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101717652B1 (ko) 2017-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2541312B1 (en) Display device and television receiver
KR20090021912A (ko) 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치
WO2016026181A1 (zh) 彩色液晶显示模组结构及其背光模组
JP4124684B2 (ja) 半透過型液晶表示装置
KR20110075548A (ko) 액정표시장치
JPWO2017002781A1 (ja) 表示装置及びテレビ受信装置
KR101792104B1 (ko) 도광판 및 이를 구비한 액정표시소자
KR20110064741A (ko) 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치
JP2011118139A (ja) カラーフィルタ基板および液晶表示装置
TWI454795B (zh) 液晶顯示裝置
US7639323B2 (en) Liquid crystal display
KR20130003660A (ko) 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치
KR101513157B1 (ko) 백라이트 및 이를 구비한 액정표시소자
KR101946263B1 (ko) 액정표시장치
KR20120047715A (ko) 발광소자와, 이를 구비한 백라이트 및 액정표시장치
KR101717652B1 (ko) 컬러필터층 및 이를 구비한 액정표시소자
US20150009450A1 (en) Double layer liquid crystal (lc) fabry-perot (fp) filter display device
US20090184622A1 (en) Lamp and display device having the same
KR101947073B1 (ko) 액정표시장치
KR101833506B1 (ko) 액정표시장치
KR101684611B1 (ko) 액정표시장치
US7755716B2 (en) Liquid crystal display
CN101178516A (zh) 液晶显示器
KR102130553B1 (ko) 액정표시장치
TW202009571A (zh) 顯示裝置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200219

Year of fee payment: 4