KR20130058264A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 광원인 LED와 컬러필터를 최적으로 조합하여 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다. A liquid crystal display device (LCD), which is advantageous for moving picture display and has a large contrast ratio and is actively used in TVs and monitors, exhibits optical anisotropy and polarization properties of a liquid crystal, And the like.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다. Such a liquid crystal display is an essential component of a liquid crystal panel bonded through a liquid crystal layer between two side-by-side substrates, and realizes a difference in transmittance by changing an arrangement direction of liquid crystal molecules with an electric field in the liquid crystal panel. do.
하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 광원(光源)이 내장된 백라이트(backlight) 유닛이 배치된다. However, since the liquid crystal panel does not have its own light emitting element, a separate light source is required in order to display the difference in transmittance as an image. To this end, a backlight unit in which a light source is embedded is disposed on the back of the liquid crystal panel.
여기서, 백라이트 유닛의 광원으로는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)나 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp:EEFL)와 같은 형광램프가 많이 사용되어 왔으나, 최근 액정표시장치의 박형화, 경량화 추세에 따라 소비전력, 무게, 휘도 등에서 장점을 가지는 발광 다이오드(Light Emitting Diode:LED)가 형광램프를 대체해 가고 있다. Here, as a light source of the backlight unit, fluorescent lamps such as Cold Cathode Fluorescent Lamps (CCFLs) and External Electrode Fluorescent Lamps (EEFLs) have been widely used. BACKGROUND With light weight trends, light emitting diodes (LEDs), which have advantages in power consumption, weight, and brightness, are replacing fluorescent lamps.
이러한 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형(Direct Type)과 측면형(Edge Type)으로 구분되는데, 직하형 방식의 백라이트 유닛은 광원을 액정패널 하부에 배치함으로써 광원으로부터 출사되는 빛을 직접적으로 액정패널에 공급하는 방식이고, 측면형 방식의 백라이트 유닛은 액정패널 하부에 도광판을 배치하고, 광원을 도광판의 적어도 일측면에 배치함으로써 도광판에서의 굴절 및 반사를 이용하여 광원으로부터 출사되는 빛을 간접적으로 액정패널에 공급하는 방식이다.The backlight unit is classified into a direct type and an edge type according to the position of the light source. The direct type backlight unit directly disposes light emitted from the light source by arranging the light source under the liquid crystal panel. The backlight unit of the side-type type is disposed in the light guide plate below the liquid crystal panel, and the light source is disposed on at least one side of the light guide plate to indirectly emit light emitted from the light source by using the refraction and reflection of the light guide plate. It is a method of supplying to a liquid crystal panel.
특히, 측면형 백라이트 유닛은 직하형 백라이트 유닛에 비해 제작이 용이하며, 박형으로 무게가 가볍고 소비전력이 낮은 이점으로 인해 많이 사용되고 있다.
In particular, the side type backlight unit is easier to manufacture than the direct type backlight unit, and has been widely used due to its light weight and low power consumption.
도 1은 종래 측면형 백라이트 유닛을 포함한 액정표시장치의 단면을 보여주는 도면이다. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device including a conventional side type backlight unit.
도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(1)는 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성되는 액정패널(10)과 이의 후방에 위치하는 백라이트 유닛(20)을 포함한다. As shown in FIG. 1, the liquid
이러한 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 탑커버(40)와 서포트메인(30) 그리고 커버버툼(50)을 통해 모듈화된다. The
상기 액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 이를 구성하는 제1 및 제2기판(12, 14)의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제1 및 제2편광판(19a, 19b)이 각각 부착된다. The
백라이트 유닛(20)은 LED 어셈블리(29)와, 커버버툼(50) 상에 안착되는 반사판(25)과, 반사판(25) 상부에 위치하는 도광판(23)과 그리고 도광판(23)의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(21)을 포함한다.The
상기 LED 어셈블리(29)는 다수의 LED(29a) 각각이 LED인쇄회로기판(29b)에 장착됨으로써 이루어진다. The
이러한 LED 어셈블리(29)는 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어 다수의 LED(29a)로부터 출사되는 광이 도광판(23)의 입광면과 대면되도록 한다. The
여기서, 다수의 LED(29a) 각각은 백색 LED(29a)로, 상기 백색 LED(29a)는 청색칩(blue chip)에 적색(red), 옐로우(yellow) 및 녹색(green) 형광체 중 하나 이상을 포함하여 형성할 수 있다. Here, each of the plurality of
이때, 형광체 물질로서 실리케이트(silicate)를 주로 사용하는데, 실리케이트 형광체를 적용한 LED는 구동 시에 열화되는 특성으로 인하여 색좌표 변동이 심하고, 휘도가 저하되는 문제점이 있다. In this case, silicate is mainly used as the phosphor material, and the LED to which the silicate phosphor is applied has a problem that the color coordinate variation is severe and the luminance is lowered due to deterioration in driving.
이에 따라, 열화에 비교적 안정적인 형광체 물질을 LED에 적용하기 위한 연구를 활발히 진행하고 있는데, 액정표시장치는 HDTV(High Definition Television)의 색재현율을 나타내주는 색좌표 규격인 BT 709 기준을 만족하도록 구현해야 하기 때문에 힘든 문제점이 있다.
Accordingly, studies are being actively conducted to apply phosphor materials that are relatively stable to degradation to LEDs, and the liquid crystal display device must satisfy BT 709 standard, which is a color coordinate standard representing color reproduction ratio of HDTV (High Definition Television). Because of the hard problem.
이에 따라 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 열화에 안정적인 형광체 물질을 LED에 적용하고, 이러한 LED에 적합한 색좌표를 가지는 적, 녹, 청 컬러필터 패턴을 함께 적용함으로써 신뢰성 및 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 있다.
Accordingly, an object of the present invention for solving the above problems, by applying a phosphor material stable to degradation to the LED, and by applying a red, green, blue color filter pattern having a color coordinate suitable for such LED, reliability and brightness The present invention provides a liquid crystal display device that can be improved.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치는, 다수의 박막트랜지스터를 구비한 제1기판과 순차 반복하는 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴이 형성된 컬러필터층을 포함한 제2기판이 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 액정패널과; 다수의 LED를 포함하여 상기 액정패널의 배면에 위치하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 다수의 LED 각각은 청색칩(blue chip)에 적색 및 옐로우 나이트라이드(Nitride) 형광체 중 하나 이상을 적용한 백색 LED이고, 상기 녹색의 컬러필터 패턴은 xy 색도 좌표계에서 x축이 0.270에서 0.280의 색도 범위를 가지고, y축이 0.555에서 0.565의 색도 범위를 가지는 것을 특징으로 한다. According to a preferred embodiment of the present invention, a liquid crystal display device includes a first substrate including a plurality of thin film transistors and a color filter layer having red, green, and blue color filter patterns which are sequentially repeated. A liquid crystal panel bonded together when two substrates face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween; Including a plurality of LEDs including a backlight unit located on the back of the liquid crystal panel, each of the plurality of LEDs is a white LED applying one or more of red and yellow nitride phosphor to a blue chip (blue chip) The green color filter pattern has a chromaticity range of 0.270 to 0.280 in the x-axis and a y-axis range of 0.555 to 0.565 in the xy chromaticity coordinate system.
상기 백색 LED의 발광 스펙트럼은 제1피크 파장이 440nm 이상 450nm이하의 범위를 가지고, 제2피크 파장이 530nm 이상 540nm이하의 범위를 가지며, 제3피크 파장이 580nm 이상 590nm이하의 범위를 가지며, 제4피크 파장이 630nm 이상 650nm이하의 범위를 가지는 것을 특징으로 한다. The emission spectrum of the white LED has a first peak wavelength range of 440 nm to 450 nm, a second peak wavelength range of 530 nm to 540 nm, and a third peak wavelength range of 580 nm to 590 nm. Four-peak wavelength is characterized by having a range of 630nm or more and 650nm or less.
상기 적, 청색의 컬러필터 패턴은 각각 xy 색도 좌표계에서 (0.661, 0.323), (0.138, 0.093)의 색도점을 가지는 것을 특징으로 한다. The red and blue color filter patterns have chromaticity points of (0.661, 0.323) and (0.138, 0.093) in the xy chromaticity coordinate system, respectively.
상기 녹색 컬러필터 패턴은 G58 안료와 Y150안료를 혼합 배합하여 형성된 것을 특징으로 한다. The green color filter pattern is formed by mixing and mixing a G58 pigment and Y150 pigment.
또는, 상기 녹색 컬러필터 패턴은 G58안료와 Y138안료를 혼합 배합하여 형성된 것을 특징으로 한다.
Alternatively, the green color filter pattern is formed by mixing and mixing a G58 pigment and a Y138 pigment.
이와 같은 본 발명에 따르면, 열화에 안정적인 형광체 물질을 사용한 LED와 이에 적합한 컬러필터를 함께 적용함으로써 휘도를 향상시킴과 동시에 HDTV 규격인 BT 709기준을 만족시킬 수 있게 된다. According to the present invention, it is possible to improve brightness while satisfying the BT 709 standard, which is an HDTV standard, by applying an LED using a phosphor material stable to deterioration and a color filter suitable thereto.
특히, 열화에 따른 색좌표 변동 및 휘도 감소를 방지함으로써 액정표시장치의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.
In particular, it is possible to increase the reliability of the liquid crystal display by preventing color coordinate variation and luminance decrease due to deterioration.
도 1은 종래 측면형 백라이트 유닛을 포함한 액정표시장치의 단면을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 분해 사시도.
도 3은 도 2의 액정패널을 일부 보여주는 사시도.
도 4는 LED 적용에 따른 액정표시장치의 색좌표를 비교 설명하기 위한 그래프.
도 5는 도 4의 백라이트 유닛 간에 스펙트럼을 비교 설명하기 위한 그래프.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 색좌표를 설명하기 위한 그래프.
도 7은 일반적인 녹색 컬러필터 패턴과 본 발명에 따른 녹색 컬러필터 패턴의 분광 투과율 스펙트럼을 비교 설명하기 위한 그래프.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 컬러필터기판의 제조공정을 도시한 도면. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device including a conventional side type backlight unit.
2 is an exploded perspective view showing a liquid crystal display according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a part of the liquid crystal panel of FIG. 2;
4 is a graph for comparing and comparing the color coordinates of the liquid crystal display according to the LED application.
FIG. 5 is a graph illustrating a comparison of spectra between the backlight units of FIG. 4; FIG.
6 is a graph for explaining color coordinates of the liquid crystal display according to the present invention;
7 is a graph for comparing and comparing spectral transmittance spectra of a general green color filter pattern and a green color filter pattern according to the present invention;
8A to 8E are views illustrating a manufacturing process of a color filter substrate according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정표시장치를 보여주는 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 액정패널을 일부 보여주는 사시도이다. 2 is an exploded perspective view illustrating a liquid crystal display according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view partially showing the liquid crystal panel of FIG. 2.
도 2에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(100)는 액정패널(110)과, 백라이트 유닛(120), 그리고 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 모듈화하기 위한 서포트메인(130)과 탑커버(140) 및 커버버툼(150)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the liquid
액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층(190)을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제1 및 제2기판(112, 114)으로 구성된다.The
이러한 액정패널(110)을 도 3을 참조하여 살펴보면, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제1기판(112)은 제1투명절연기판(112a) 상에 제1방향으로 연장되는 다수의 게이트 배선(113)과, 제1방향과 직교하는 제2방향으로 연장되는 다수의 데이터 배선(115)이 형성되어 다수의 게이트 배선(113)과 데이터 배선(115)은 서로 교차되며 다수의 화소영역(P)을 정의한다. Referring to FIG. 3, the
그리고, 다수의 화소영역(P)마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor:TFT)(Tr)와, 화소 전극(117)이 구성되는데, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 다수의 게이트 배선(113)과 데이터 배선(115)의 교차지점에 형성되어 상기 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(117)과 일대일 대응 접속되게 된다. Each of the pixel regions P includes a thin film transistor TFT and a
상기 게이트 배선(113) 및 데이터 배선(115)은 전기 전도도가 우수하고 비교적 비저항이 작은 특성을 가지는 금속을 주로 사용한다. The
이와 같은 구성을 가지는 제1기판(112)과 마주보며 상부기판 또는 컬러기판이라 불리는 제2기판(114)은, 제 2 투명절연기판(114a)의 하부로 상기 게이트 배선(113)과 데이터 배선(115) 그리고 박막트랜지스터(Tr) 등에 대응되는 비표시요소를 가리기 위해 각 화소영역(P)을 두르는 격자 형상의 블랙매트릭스(122)가 형성되어 있으며, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(126a, 126b, 126c)으로 이루어지는 컬러필터층(126)이 형성되어 있다.The
여기서, 컬러필터층(126)에 포함된 적색 컬러필터 패턴(126a)은 xy 색도 좌표계에서 (0.661, 0.323)의 색도점을 가지고, 청색 컬러필터 패턴(126c)은 xy 색도 좌표계에서 (0.138, 0.093)의 색도점을 가진다. 그리고, 녹색 컬러필터 패턴(126b)은 xy 색도 좌표계에서 x축은 0.270에서 0.280의 범위를 가지고, y축은 0.555에서 0.565의 범위를 가지는데, 가장 바람직하게는 xy 색도 좌표계에서 (0.277, 0.560)의 색도점을 가지는 것을 특징으로 한다. Here, the red
여기서, 적색 컬러필터 패턴(126a)은 R254 안료와 R177 안료를 적절히 혼합 배합함으로써 xy 색도 좌표계에서 (0.661, 0.323)의 색도점을 가지도록 형성할 수 있다. 그리고, 청색 컬러필터 패턴(126c)은 B15-6안료와 V23안료를 적절히 혼합 배합함으로써 xy 색도 좌표계에서 (0.138, 0.093)의 색도점을 가지도록 형성할 수 있다. 또한, 녹색 컬러필터 패턴(126b)은 G58 안료와 Y150안료 또는 G58안료와 Y138안료를 적절히 혼합 배합함으로써 xy 색도 좌표계에서 (0.277, 0.56)의 색도점을 가지도록 형성할 수 있다. 또한, 청색 컬러필터 패턴(126c)은 B15-6안료와 V23안료를 적절히 혼합 배합함으로써 xy 색도 좌표계에서 x축은 0.270에서 0.280의 범위를 가지고, y축은 0.555에서 0.565의 범위를 가지도록 형성할 수 있다.Here, the red
이러한 컬러필터층(126)의 전면에 투명한 공통전극(128)을 형성함으로써 제2기판(114) 상의 공통전극(128)과 제1기판(112) 상의 화소전극(117) 간에 수직 전계가 발생되도록 할 수 있는데, 이에 한정되지 않고 공통전극(128)은 화소전극(117)과 함께 제1기판(112)에 형성됨으로써 수평 전계가 발생되도록 할 수도 있다. By forming the transparent
이와 같은 제1기판(112)과 제2기판(114)의 이격된 사이 공간에 개재된 액정층(190)의 유출을 방지하기 위해 제1기판(112)과 제2기판(114) 사이의 최외곽 가장자리를 따라 인쇄된 씰 패턴(미도시)을 포함함으로써 제1기판(112)과 제2기판(114)이 합착되어 액정패널(110)을 이루게 된다.In order to prevent leakage of the
이러한 제1기판(112)과 제2기판(114) 각각의 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제1 및 제2편광판(미도시)이 구비된다. The outer surfaces of each of the
또한, 이 같은 액정패널(110)의 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판이나 테이프케리어패키지(Tape Carrier Package:TCP) 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(118)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 적절하게 젖혀 밀착된다. In addition, the printed
이에 상술한 구조의 액정패널(110)은, 상기 인쇄회로기판(118)을 통해 전달되는 게이트 구동회로의 온 또는 오프 신호에 의해 각 게이트 배선(113) 별로 선택된 박막트랜지스터(Tr)가 온(on) 되면 데이터 구동회로의 신호전압이 데이터 배선(115)을 통해서 해당 화소전극(117)으로 전달되고, 이에 따른 화소전극(117)과 공통전극(128) 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다.In the
이러한 액정패널(110)의 배면에는, 투과율의 차이를 화상으로 표시할 수 있도록 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다. On the rear surface of the
백라이트 유닛(120)은 커버버툼(150)의 일 내측면을 따라 배치되는 광원과, 커버버툼(150) 상에 안착되는 반사판(125)과, 이러한 반사판(125) 상에 안착되는 도광판(123)과, 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트들(121)을 포함한다.The
상기 광원으로는 LED(129a)를 사용하는데, 다수의 LED(129a) 각각이 일정 간격 이격되어 인쇄회로기판(Printed Circuit Board:PCB)(129b)에 장착됨으로써 LED 어셈블리(129)를 이룬다. An
이때, 각 LED(129a)는 청색칩(blue chip)에 적색(red) 및 옐로우(yellow) 형광체 중 하나 이상을 사용한 백색 LED일 수 있는데, 상기 형광체 물질은 열에 안정적인 나이트라이드(Nitride) 형광체를 사용한 것을 특징으로 한다. 이러한 나이트라이트 형광체를 적용한 LED(129a)와, 전술한 컬러필터층(126)을 함께 적용함으로써 HDTV(High Definition Television)의 색재현율을 나타내주는 색좌표 규격인 BT 709 기준을 만족할 수 있게 된다. 이에 대해서는 차후에 상세히 설명한다. In this case, each
LED 어셈블리(129)는 접착 등의 방법으로 위치가 고정되어 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 광이 도광판(123)의 입광부와 대면되도록 한다. The
이에 따라, LED 어셈블리(129)의 다수의 LED(129a)로부터 출사되는 빛은 도광판(123)에서의 굴절 및 반사를 이용하여 간접적으로 액정패널(110)에 공급되게 된다.The light emitted from the plurality of
여기서, 상기 인쇄회로기판(129b)은 방열기능을 구비한 메탈코어인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board)에 해당될 수 있으며, 이러한 메탈코어인쇄회로기판의 배면에는 방열판(미도시)을 구비하여 다수의 LED(129a) 각각으로부터 발생되는 열이 외부로 방출되도록 할 수 있다. Here, the printed
반사판(125)은 도광판(123)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(110)쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.The
도광판(123)은 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 빛을 도광하여 보다 고품질의 면광원으로 구현하는 역할을 한다. The
이러한 도광판(123)은 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate: PMMA) 또는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 폴리스틸렌(polystyren: PS)이 혼합된 폴리메타크릴스틸렌(polymethacrylstyrene: MS) 수지로 이루어질 수 있다. The
한편, 도광판(123)의 배면에는 빛을 가이드하기 위한 패턴이 형성될 수 있는데, 상기 패턴은 인쇄방식 또는 사출방식을 통해 음각 또는 양각의 형태로 형성될 수 있으며, 원형의 패턴(circular pattern), 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양하게 구성할 수 있다. On the other hand, a pattern for guiding light may be formed on the back surface of the
이러한 도광판(123)의 상부에 개재되는 다수의 광학시트들(121)은 도광판(123)에 의해 면광원으로 변환된 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 한다. The plurality of
이러한 다수의 광학시트들(121)은, 일예로 광을 확산시키는 확산시트와, 광을 집광시키는 프리즘시트 그리고 프리즘시트를 보호하고 광을 확산시키는 보조역할을 하는 보호시트로 이루어질 수 있다. The plurality of
전술한 바와 같은, 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 서포트메인(130)과 탑커버(140) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화된다. As described above, the
상기 탑커버(140)는 액정패널(110)의 전면 가장자리와 서포트메인(130)의 측면 일부를 덮도록 단면이 ㄱ형태로 절곡된 사각테 형상으로 전면이 개구되어 액정패널(110)에서 구현되는 화상이 표시될 수 있도록 한다. The
서포트메인(130)은 사각테 형상으로, 액정패널(110)의 배면 가장자리를 지지하면서 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)을 구분하고, 백라이트 유닛(120)이 안착된 커버버툼(150)과 액정패널(110)의 가장자리를 둘러 감싼다. The support main 130 has a rectangular frame shape and separates the
그리고, 백라이트 유닛(120)이 안착되어 액정표시장치모듈(100) 전체 기구물의 기초가 되는 커버버툼(150)은 사각판 형상으로, 이의 일 내측면을 따라 LED 어셈블리(129)가 배치된다. In addition, the
이에 따라 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 가장자리가 사각테 형상의 서포트메인(130)으로 둘려진 상태로 액정패널(110) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(140) 그리고 백라이트 유닛(120) 배면을 덮는 커버버툼(150)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(130)을 매개로 일체화되어 모듈화된다.Accordingly, the
이와 같이 모듈화됨에 따라 백라이트 유닛(120)의 다수의 LED(129a) 각각으로부터 출사된 빛은 도광판(123)의 내부로 입사된 후, 그 내부에서 액정패널(110)을 향해 굴절되며, 반사판(125)에 의해 반사된 빛과 함께 다수의 광학시트들(121)을 통과하는 동안 보다 균일한 고품위의 면광원으로 가공되어 액정패널(110)로 공급된다.The light emitted from each of the plurality of
여기서, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑 케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버라 일컬어지기도 한다.
Here, the
이하에서는 그래프를 참조하여 본 발명에 따른 LED와 컬러필터층을 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the LED and the color filter layer according to the present invention will be described in more detail with reference to the graph.
도 4는 LED 적용에 따른 액정표시장치의 색좌표를 비교 설명하기 위한 그래프이고, 도 5는 도 4의 백라이트 유닛 간에 스펙트럼을 비교 설명하기 위한 그래프이며, 도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치의 색좌표를 설명하기 위한 그래프이다. 4 is a graph for comparing and comparing the color coordinates of the liquid crystal display according to the LED application, FIG. 5 is a graph for comparing and comparing the spectrum between the backlight units of FIG. 4, and FIG. 6 is a color coordinate of the liquid crystal display according to the present invention. This is a graph to explain.
여기서, HDTV의 색재현율을 나타내주는 색좌표 규격인 BT 709의 색좌표를 기준(A)이라 하고, 열화되는 특성을 가지는 실리케이트(silicate) 형광체를 적용한 LED를 포함한 일반적인 액정표시장치의 색좌표를 비교예1(A1)이라 하며, 열화에 안정적인 나이트라이드 형광체를 적용한 LED를 포함한 액정표시장치의 색좌표를 비교예2(A2)라 하고, 나이트라이드 형광체를 적용한 LED와 이에 적합한 컬러필터층을 포함한 본 발명에 따른 액정표시장치의 색좌표를 실시예(C)라 한다. Here, the color coordinate of BT 709, which is a color coordinate standard representing the color reproduction ratio of HDTV, is referred to as reference (A), and the color coordinates of a general liquid crystal display including a LED to which a silicate phosphor having a deteriorating characteristic is applied are compared. A1), the color coordinates of the liquid crystal display device including the LED to which the nitride phosphor is stable to deterioration is referred to as Comparative Example 2 (A2), the liquid crystal display according to the present invention including an LED to which the nitride phosphor is applied and a color filter layer suitable thereto The color coordinates of the device are referred to as Example (C).
이에 따라 도 4를 참조하면, 일반적인 액정표시장치인 비교예1(A1)은 기준(A)에 근접하며 BT 709 규격을 만족하지만, 나이트라이드 형광체를 적용한 액정표시장치인 비교예2(A2)는 녹색 색좌표(g2)가 기준(A) 녹색 색좌표(g)에서 1/100 이상 벗어나면서 BT 709 규격을 만족하지 못함을 알 수 있다. 이에 따라 비교예2(A2)는 열화특성을 가지는 비교예1(A1)과 달리 열화에 비교적 안정적이나, 녹색 색좌표(g2)가 BT 709 기준(A)을 만족하지 못하며 액정표시장치 화면에서 실제 색을 표현하지 못하고 특정 색에 치우치거나 부족하게 표현할 수 있는 문제점이 있다. Accordingly, referring to FIG. 4, Comparative Example 1 (A1), which is a general liquid crystal display device, is close to the reference A and satisfies the BT 709 standard. However, Comparative Example 2 (A2), which is a liquid crystal display device to which nitride phosphor is applied, It can be seen that the green color coordinate g2 deviates by 1/100 or more from the reference (A) green color coordinate g and does not satisfy the BT 709 standard. Accordingly, Comparative Example 2 (A2) is relatively stable to deterioration unlike Comparative Example 1 (A1) having deterioration characteristics, but the green color coordinate g2 does not satisfy the BT 709 criterion A and the actual color on the screen of the liquid crystal display. There is a problem that can not express or lack to a specific color to express.
이는 실리케이트 형광체와 나이트라이드 형광체 간의 발광 스펙트럼 차이 때문인데, 도 5에 도시된 바와 같이 비교예1(A1)의 발광 스펙트럼은 제1 내지 제3피크 파장을 가지는데, 제1피크 파장이 440nm 이상 450nm이하의 범위를 가지고, 제2피크 파장이 550nm 이상 560nm이하의 범위를 가지며, 제3피크 파장이 630nm 이상 650nm이하의 범위를 가진다. This is due to the difference in the emission spectrum between the silicate phosphor and the nitride phosphor. As shown in FIG. 5, the emission spectrum of Comparative Example 1 (A1) has a first to third peak wavelength, and the first peak wavelength is 440 nm or more and 450 nm. The second peak wavelength has a range of 550 nm or more and 560 nm or less, and the third peak wavelength has a range of 630 nm or more and 650 nm or less.
반면, 비교예2(A2)의 발광 스펙트럼은 제1 내지 제4피크 파장을 가지며, 제1피크 파장이 440nm 이상 450nm이하의 범위를 가지고, 제2피크 파장이 530nm 이상 540nm이하의 범위를 가지며, 제3피크 파장이 580nm 이상 590nm이하의 범위를 가지며, 제4피크 파장이 630nm 이상 650nm이하의 범위를 가지는 차이를 가진다.On the other hand, the emission spectrum of Comparative Example 2 (A2) has a first to fourth peak wavelength, the first peak wavelength has a range of 440nm or more and 450nm, the second peak wavelength has a range of 530nm or more and 540nm or less, The third peak wavelength has a range of 580 nm or more and 590 nm or less, and the fourth peak wavelength has a difference of 630 nm or more and 650 nm or less.
이에 따라, 본 발명에서는 나이트라이드 형광체를 적용한 LED(도 2의 129a)와 이에 적합한 컬러 색좌표를 가지는 컬러필터층(도 3의 126)을 함께 적용하는 것이 특징이다. 여기서, 컬러필터층(126)에 포함된 적색 컬러필터 패턴(도 3의 126a)은 xy 색도 좌표계에서 (0.661, 0.323)의 색도점을 가지고, 청색 컬러필터 패턴(도 3의 126c)은 xy 색도 좌표계에서 (0.138, 0.093)의 색도점을 가지며, 녹색 컬러필터 패턴(도 3의 126b)은 xy 색도 좌표계에서 x축은 0.270에서 0.280의 색도 범위를 가지고, y축은 0.555에서 0.565의 색도 범위를 가지도록 감광성 착색 조성물을 이용하는데, 특히 녹색의 컬러필터 패턴(도 3의 126c)이 나이트라이드 형광체를 적용한 LED(도 2의 129a)에 적합하도록 감광성 착색 조성물을 조성하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, in the present invention, the LED (129a of FIG. 2) to which the nitride phosphor is applied and the color filter layer (126 of FIG. 3) having color color coordinates suitable for this are applied together. Here, the red color filter pattern (126a of FIG. 3) included in the
이러한 본 발명을 도 6 및 도 7을 참조하여 상세히 설명한다. This invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7.
우선 도 6을 참조하면, 비교예2(A2)는 녹색 색좌표(g2)가 기준(A) 녹색 색좌표(g)에서 1/100 이상 벗어나며 BT 709 규격을 만족하지 못지만, 본 발명에 따른 액정표시장치인 실시예(C)는, 비교예1(A1)과 마찬가지로 기준(A)에 근접하며 BT 709 규격을 만족함을 알 수 있다. First, referring to FIG. 6, in Comparative Example 2 (A2), the green color coordinate g2 deviates by 1/100 or more from the reference color A green color coordinate g and does not satisfy the BT 709 standard. It can be seen that Example (C), which is a device, is close to the reference (A) and satisfies the BT 709 standard as in Comparative Example 1 (A1).
특히, 본 발명에 따라 녹색의 컬러필터 패턴(126c)의 감광성 착색 조성물을 나이트라이드 형광체를 적용한 LED(도 2의 129a)에 적합하도록 조성함에 따라 비교예1(A1)과 달리 LED(도 2의 129a)의 열화를 방지하면서 액정표시장치(도 2의 100)의 휘도를 더 향상시킬 수 있게 된다. Particularly, according to the present invention, the photosensitive coloring composition of the green
이는 도 7에 도시된 바와 같이, 비교예(A1)의 녹색 컬러필터 패턴의 분광 투과율 보다 본 발명의 실시예(C)에 따른 녹색 컬러필터 패턴(도 3의 126c)의 분광 투과율이 더 높기 때문이다. This is because the spectral transmittance of the green
일예로 아래 표 1을 참조하여 보다 상세히 살펴보면, 녹색 컬러필터 패턴의 감광성 착색 조성물로 G58 안료와 Y150안료를 이용할 시에 비교예(A1)에 포함된 녹색 컬러필터 패턴의 투과율은 59.65이지만, 실시예(C)에 포함된 녹색 컬러필터 패턴(도 3의 126c)의 투과율은 61.3으로 비교예(A1) 보다 약 2.8% 정도 투과율이 향상되며, 그 결과 휘도가 향상된다. For example, referring to Table 1 below, when the G58 pigment and Y150 pigment are used as the photosensitive coloring composition of the green color filter pattern, the transmittance of the green color filter pattern included in Comparative Example (A1) is 59.65. The transmittance of the green color filter pattern (126c of FIG. 3) included in (C) is 61.3, which is about 2.8% higher than that of Comparative Example A1, and as a result, the luminance is improved.
Color
Color
조성물coloring
Composition
컬러별 색좌표Of Comparative Example (A1)
Color coordinates by color
컬러별 색좌표Of Example (C)
Color coordinates by color
또한, 비교예(A1)에서는 사용하지 않는 G58 안료와 Y138안료를 이용하면, 실시예(C)에 포함된 녹색 컬러필터 패턴(도 3의 126c)의 투과율은 63.08로, G58 안료와 Y150안료를 이용한 비교예(A1)의 투과율 보다 약 5.8% 정도 투과율이 향상되며, 그 결과 휘도가 더욱 향상된다. 이는 Y138안료가 Y150안료보다 투과율이 높은 특성을 가지기 때문이다.
In addition, using the G58 pigment and Y138 pigment not used in Comparative Example (A1), the transmittance of the green color filter pattern (126c in Fig. 3) included in Example (C) is 63.08, G58 pigment and Y150 pigment The transmittance is improved by about 5.8% than the transmittance of the comparative example (A1) used, and as a result, the luminance is further improved. This is because Y138 pigment has a higher transmittance than Y150 pigment.
이하에서는, 본 발명에 따른 컬러필터층이 형성된 제2기판을 형성하는 공정을 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a process of forming a second substrate having a color filter layer according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 8a에 도시된 바와 같이, 투명한 절연기판(114a) 상에 금속물질 또는 블랙 수지물질을 도포한 후, 사진식각법(photolithography)을 통하여 순차 반복되는 제1 내지 제3개구부(160a, 160b, 160c)를 갖는 블랙매트릭스(Black Matrix, 122)를 형성한다. As shown in FIG. 8A, after the metal material or the black resin material is coated on the transparent insulating
이어 도 8b에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3개구부(160a, 160b, 160c)를 갖는 블랙매트릭스(122)가 형성된 절연기판(114a) 상에 적, 녹, 청색 중 한 가지, 일예로 적색 감광물질을 전면에 도포하여 적색 감광물질층(133a)을 형성하고, 이에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써, 도 8c에 도시된 바와 같이 블랙매트릭스(122)의 제1개구부(160a)에 적색 컬러필터 패턴(126a)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 8B, one of red, green, and blue colors, for example, red, on the insulating
그리고 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 적색 컬러필터 패턴(도 2의 126a)이 형성된 절연기판(114a) 상에 녹색 포토레지스트를 도포하고 이에 대해 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 상기 적색 컬러필터 패턴(126a)과 이웃하는 블랙매트릭스(122)의 제2개구부(160b)에 녹색 컬러필터 패턴(126b)을 형성하고, 동일한 방법으로 1회의 마스크 공정을 진행하여 녹색 컬러필터 패턴(126b)과 이웃하는 블랙매트릭스(122)의 제3개구부(160c)에 청색 컬러필터 패턴(126c)을 형성함으로써 절연기판(114) 상에 적, 녹, 청색 컬러필터 패턴(126a, 126b, 126c)이 순차 반복하는 형태의 컬러필터층(126)를 완성한다.As shown in FIG. 8D, a green photoresist is applied on the insulating
이어 도 8e에 도시된 바와 같이, 컬러필터층(126)의 단차를 보상하기 위한 평탄화층(127)을 형성할 수 있다. Subsequently, as illustrated in FIG. 8E, the
그리고, 이러한 평탄화층(127)의 상부에 공통전극(도 3의 128)을 형성할 수 있는데, 상기 공통전극(도 3의 128)은 제1기판(도 3의 112) 상에 형성할 수도 있다.
The
이상과 같은 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
The embodiments of the present invention as described above are merely illustrative, and those skilled in the art can make modifications without departing from the gist of the present invention. Accordingly, the protection scope of the present invention includes modifications of the present invention within the scope of the appended claims and equivalents thereof.
110: 액정패널 112: 제1기판(112a: 제1절연기판)
113: 게이트 배선 115: 데이터 배선
114: 제2기판(114a: 제2절연기판) 122: 블랙매트릭스
126: 컬러필터층(126a: 적색 컬러필터 패턴, 126b: 녹색 컬러필터 패턴, 126c: 청색 컬러필터 패턴)
120: 백라이트 유닛 121: 다수의 광학시트들
123: 도광판 125: 반사판
129: LED 어셈블리(129a: LED, 129b: 인쇄회로기판)110: liquid crystal panel 112: first substrate (112a: first insulating substrate)
113: gate wiring 115: data wiring
114: second substrate (114a: second insulating substrate) 122: black matrix
126: color filter layer (126a: red color filter pattern, 126b: green color filter pattern, 126c: blue color filter pattern)
120: backlight unit 121: multiple optical sheets
123: Light guide plate 125: Reflective plate
129: LED assembly (129a: LED, 129b: printed circuit board)
Claims (5)
다수의 LED를 포함하여 상기 액정패널의 배면에 위치하는 백라이트 유닛을 포함하고,
상기 다수의 LED 각각은 청색칩(blue chip)에 적색 및 옐로우 나이트라이드(Nitride) 형광체 중 하나 이상을 적용한 백색 LED이고,
상기 녹색의 컬러필터 패턴은
xy 색도 좌표계에서 x축이 0.270에서 0.280의 색도 범위를 가지고, y축이 0.555에서 0.565의 색도 범위를 가지는 액정표시장치.
A liquid crystal panel in which a first substrate having a plurality of thin film transistors and a second substrate including a color filter layer in which red, green, and blue color filter patterns are sequentially formed face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween;
It includes a backlight unit located on the back of the liquid crystal panel including a plurality of LEDs,
Each of the plurality of LEDs is a white LED in which at least one of red and yellow nitride phosphors is applied to a blue chip,
The green color filter pattern is
A liquid crystal display device having a chromaticity range of 0.270 to 0.280 in the xy chromaticity coordinate system and a chromaticity range of 0.555 to 0.565 in the y axis.
상기 백색 LED의 발광 스펙트럼은
제1피크 파장이 440nm 이상 450nm이하의 범위를 가지고, 제2피크 파장이 530nm 이상 540nm이하의 범위를 가지며, 제3피크 파장이 580nm 이상 590nm이하의 범위를 가지며, 제4피크 파장이 630nm 이상 650nm이하의 범위를 가지는 액정표시장치.
The method of claim 1,
The emission spectrum of the white LED is
The first peak wavelength ranges from 440 nm to 450 nm, the second peak wavelength ranges from 530 nm to 540 nm, the third peak wavelength ranges from 580 nm to 590 nm, and the fourth peak wavelength ranges from 630 nm to 650 nm. A liquid crystal display device having the following range.
상기 적, 청색의 컬러필터 패턴은 각각
xy 색도 좌표계에서 (0.661, 0.323), (0.138, 0.093)의 색도점을 가지는 액정표시장치.
The method of claim 1,
The red and blue color filter patterns are respectively
A liquid crystal display device having chromaticity points of (0.661, 0.323) and (0.138, 0.093) in an xy chromaticity coordinate system.
상기 녹색 컬러필터 패턴은 G58 안료와 Y150안료를 혼합 배합하여 형성된 액정표시장치.
The method of claim 1,
The green color filter pattern is formed by mixing and mixing a G58 pigment and Y150 pigment.
상기 녹색 컬러필터 패턴은 G58안료와 Y138안료를 혼합 배합하여 형성된 액정표시장치.The method of claim 1,
The green color filter pattern is formed by mixing and mixing a G58 pigment and a Y138 pigment.
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