KR20160084794A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 위에 위치하는 색변환 패널을 포함하고, 상기 색변환 패널은 색변환 매개층, 및 산란체와 상기 산란체에 흡착된 염료 및 안료 중 적어도 하나를 포함하는 산란층을 포함한다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 전극이 배치되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
액정 표시 장치 중에서도 현재 주로 사용되는 것은 전기장 생성 전극이 두 표시판에 각각 구비되어 있는 구조이다. 이 중에서도, 하나의 표시판(이하 '박막 트랜지스터 표시판'이라 한다)에는 복수의 박막 트랜지스터와 화소 전극이 행렬의 형태로 배열되어 있고, 다른 표시판(이하 '공통 전극 표시판'이라 한다)에는 적색, 녹색 및 청색의 색 필터가 배치되어 있고 그 전면을 공통 전극이 덮고 있는 구조가 주류이다.
하지만, 이러한 액정 표시 장치는 편광판과 색필터에서 광 손실이 발생한다. 이러한 광 손실을 줄이고 고효율의 액정 표시 장치를 구현하기 위하여 색변환 재료를 포함하는 PL-액정 표시 장치(Photo-Luminescent LCD)가 제안되고 있다.
PL-액정 표시 장치는 색필터 대신 색변환 매개체(Color Conversion Media, CCM)을 사용하는데, 광원으로부터 발광한 광이 색변환 매개체에 공급될 때, 광원으로부터 발광한 광의 일부가 경사 방향으로 확산되어 인접한 화소에 공급될 수 있다. 이러한 현상을 광학적 크로스-토크라 칭하며, 이에 따라 색 재현성이 떨어지는 문제점이 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 색변환 패널의 혼색을 방지하고 출광 효율을 증대시켜 명암비가 향상된 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 위에 위치하는 색변환 패널을 포함하고, 상기 색변환 패널은, 색변환 매개층, 및 산란체와 상기 산란체에 흡착된 염료 및 안료 중 적어도 하나를 포함하는 산란층을 포함한다.
상기 색변환 매개층은 형광체 및 퀀텀닷 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 색변환 매개층은 감광성 수지를 포함하며, 상기 형광체 및 상기 퀀텀닷 중 적어도 어느 하나는 상기 감광성 수지에 분산되어 있을 수 있다.
상기 산란체는 TiO2, ZrO2, Al2O3, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3 및 ITO 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 산란층의 밀도는 상기 색변환 매개층의 밀도보다 클 수 있다.
상기 산란층의 굴절률은 약 1.5 이상일 수 있다.
상기 색변환 매개층은 적색 색변환 매개층, 녹색 색변환 매개층 및 투명층을 포함할 수 있다.
인접한 상기 적색 색변환 매개층, 상기 녹색 색변환 매개층 및 상기 투명층 사이에 위치하는 차광 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 투명층은 상기 형광체 및 상기 퀀텀닷을 포함하지 않을 수 있다.
상기 투명층 위에 위치하는 상기 산란층은 상기 염료 및 안료를 포함하지 않을 수 있다.
상기 염료 및 안료는 청색 광을 흡수할 수 있다.
상기 표시 패널 및 상기 색변환 패널에 광을 공급하는 라이트 어셈블리를 더 포함할 수 있다.
상기 라이트 어셈블리는 발광 다이오드일 수 있다.
상기 발광 다이오드는 자외선 또는 청색광과 같이 특정 파장 대역을 방출할 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 라이트 어셈블리와 상기 색변환 패널 사이에 위치할 수 있다.
상기 표시 패널은 액정 패널 및 상기 액정 패널의 양 면에 위치하는 편광판을 더 포함할 수 있다.
상기 액정 패널은 제1 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극, 상기 제1 절연 기판과 이격되어 마주하는 제2 절연 기판, 상기 제2 절연 기판 위에 위치하는 공통 전극, 및 상기 화소 전극 및 공통 전극 사이에 위치하는 액정층을 포함할 수 있다.
상기 액정 패널은 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극과 마주하며 위치하는 지붕층, 및 상기 화소 전극과 상기 지붕층 사이에 위치하는 복수의 미세 공간을 채우는 액정층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 액정 표시 장치는 향상된 색재현율 및 명암비를 통해 보다 나은 표시 품질을 제공하고 퀀텀닷을 통해 광시야각을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적색 색변환 매개층의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹색 색변환 매개층의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명층의 단면도이다.
도 6, 도 7, 도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 제조 공정에 따른 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.
도 11은 도 10의 XI-XI'에 따라 자른 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 화소를 나타낸 평면도이고, 도 13는 도 12의 XIII-XIII'에 따라 자른 단면도이다.
도 14 내지 도 15는 본 발명의 실시예 및 비교예에 대한 색 좌표 이미지이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적색 색변환 매개층의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹색 색변환 매개층의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명층의 단면도이다.
우선 도 1 내지 도 2를 참조하여 간략하게 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 살펴보면, 액정 표시 장치는 색변환 패널(30), 표시 패널(10) 및 라이트 어셈블리(500)를 포함한다.
우선 표시 패널(10)은 영상을 나타내는 액정 패널(50) 및 액정 패널(50)의 양 면에 위치하는 편광판(12, 22)을 포함할 수 있다. 액정 패널(50)의 양면에 라이트 어셈블리(500)에서 입사되는 빛을 편광시키기 위한 제1 편광판(12) 및 제2 편광판(22)이 위치한다. 액정 패널(50)은 이하에서 도 10 내지 도 13을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
라이트 어셈블리(500)은 제1 편광판(12) 아래에 위치하며 광을 발생하는 광원 및 상기 광을 수신하고 수신된 광을 표시 패널(10) 및 색변환 패널(30) 방향으로 가이드하는 도광판(미도시)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일례로써, 라이트 어셈블리(500)은 적어도 하나의 발광 다이오드(light emitting diode)를 포함할 수 있으며 일례로써 청색 발광 다이오드일 수 있다. 본 발명에 따른 광원은 도광판의 적어도 하나의 측면에 배치되는 에지형 라이트 어셈블리이거나, 라이트 어셈블리(500)의 광원이 도광판(미도시)의 직하부에 위치하는 직하형일 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 표시 패널(10) 위에 위치할 수 있으며, 보다 구체적으로는 제2 편광판(22) 위에 위치하며 접촉할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 색변환 패널(30)은 기판(310) 위에 위치하는 복수의 색변환 매개층(330, 330R, 330G, 330W) 및 복수의 색변환 매개층(330, 330R, 330G, 330W) 사이에 위치하는 차광 부재(320)를 포함한다.
차광 부재(320)는 적색 색변환 매개층(330R), 녹색 색변환 매개층(330G) 및 투명층(330W)이 배치되는 영역을 구획하며, 적색 색변환 매개층(330R), 녹색 색변환 매개층(330G) 및 투명층(330W)은 차광 부재(320) 사이에 위치한다.
적색 색변환 매개층(330R)은 라이트 어셈블리(500)에서 공급된 청색광을 적색으로 변환한다. 이를 위해 적색 색변환 매개층(330R)은 적색 형광체를 포함할 수 있으며, 적색 형광체는 (Ca, Sr, Ba)S, (Ca, Sr, Ba)2Si5N8, 카즌(CaAlSiN3), CaMoO4, Eu2Si5N8 중 적어도 하나의 물질일 수 있다.
녹색 색변환 매개층(330G)은 라이트 어셈블리(500)에서 공급된 청색광을 녹색으로 변환한다. 녹색 색변환 매개층(330G)은 녹색 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 녹색 형광체는 이트륨 알루미늄 가닛(yttrium aluminum garnet, YAG), (Ca, Sr, Ba)2SiO4, SrGa2S4, BAM, 알파 사이알론(α-SiAlON), 베타 사이알론(β-SiAlON), Ca3Sc2Si3O12, Tb3Al5O12, BaSiO4, CaAlSiON, (Sr1 - xBax)Si2O2N2 중 적어도 하나의 물질일 수 있다. 이때 상기 x는 0 내지 1 사이의 임의의 수일 수 있다.
또한, 적색 색변환 매개층(330R) 및 녹색 색변환 매개층(330G)은 형광체 대신 색을 변환하는 퀀텀닷(Quantum Dot)을 포함할 수 있다. 퀀텀닷(Quantum Dot)은 II-VI족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 퀀텀닷이 다른 퀀텀닷을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
퀀텀닷은 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있다. 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 퀀텀닷을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 퀀텀닷의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
투명층(330W)은 투명 폴리머로 이루어져 있으며, 라이트 어셈블리(500)에서 공급된 청색광이 투과하며 청색을 나타낸다. 청색을 출광하는 영역에 투명층(330W)은 별도의 형광체 또는 퀀텀닷 없이 입사된 청색을 그대로 출광할 수 있다.
이때 적색 색변환 매개층, 녹색 색변환 매개층 및 투명층의 재질은 감광성 수지일 수 있으며, 이에 따라 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 수 있다.
다음 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 기판(310) 위에 위치하는 산란층(340)을 더 포함한다. 산란층(340)은 산란체(345)와 산란체(345)에 흡착된 안료 및 염료(347R, 347G) 중 적어도 하나를 포함한다.
산란층(340)은 색변환 패널(30)의 제조 공정 중에 색변환 매개층(330)과 상 분리되어 형성된다. 산란층(340)은 색변환 매개층(330)과 상분리되기 위해 보다 큰 밀도를 가지거나 서로 다른 특성을 가지도록 표면 처리될 수 있다.
산란체(345)의 재질은 TiO2, ZrO2, Al2O3, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3 및 ITO 중 어느 하나일 수 있으며, 이에 제한되지 않고 입사되는 광을 산란시키는 어떠한 물질도 가능하다. 산란체(345)는 입사되는 광을 산란시켜 색변환 패널(30)을 통과하는 광의 출광량을 증가시키거나 정면 휘도와 측면 휘도를 균일하게 만든다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산란체(345)는 약 1.5 이상의 굴절률을 가진다. 이러한 굴절률을 가지는 산란체(345)를 포함하는 산란층(340)은 출광되는 광의 일부를 다시 색변환 매개층(330R, 330G)으로 향하게 하여 출광 효율을 높일 수 있다. 즉, 산란층(340)은 입사되는 청색을 산란시켜 보다 향상된 광효율을 가지도록 더 많은 광을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 안료 및 염료(347R, 347G) 중 적어도 하나는 산란체(345)와 연결(또는 흡착)되어 색변환 매개층(330R, 330G)을 통과한 청색광을 흡수한다.
안료 및 염료(347R, 347G)는 청색광을 흡수하기 위한 어떠한 물질도 가능하다. 염료 또는 안료는 색변환 매개층(330)을 통과한 청색광이 적색 색변환 매개층(330R) 또는 녹색 색변환 매개층(330G) 등에서 그대로 출광될 경우 혼색이 발생하여 표시 품질이 저하되는 것을 방지한다.
정리하면, 본 발명의 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 색변환 매개층(330) 및 산란층(340)을 포함한다. 색변환 매개층(330)과 산란층(340)의 구성요소는 출광하는 광의 색상에 따라 서로 다를 수 있다. 즉, 적색, 녹색 및 청색을 출광하는 영역에 따라 색변환 매개층(330) 및 산란층(340)의 구성이 일부 상이할 수 있다. 이하에서 출광하는 색상에 따른 색변환 매개층(330) 및 산란층(340)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
우선 도 3을 참조하여 적색을 출광하는 색변환 패널(30) 영역을 살펴보면, 적색 색변환 매개층(330R)은 입사되는 청색광을 적색광으로 변환하는 형광체 및 퀀텀닷(331R) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
적색 색변환 매개층(330R)과 접촉하는 산란층(340R)은 적색 색변환 매개층(330R)에서 출광되는 광을 산란시키거나 형광체 또는 퀀텀닷(331R)에 의해 적색으로 변환되지 않은 청색광을 다시 적색 색변환 매개층(330R)으로 산란시킬 수 있다. 다시 적색 색변환 매개층(330R)으로 산란된 광은 형광체 또는 퀀텀닷(331R)에 의해 적색으로 변환되어 출광될 수 있다.
또한 산란층(340R)에 위치하며 산란체(345)에 흡착된 안료 또는 염료(347R)는 적색 색변환 매개층(330R)에 위치하는 형광체 또는 퀀텀닷(331R)에 의해 적색으로 변환되지 않은 청색광을 흡수하여, 적색이 발광되는 영역에서 청색이 출광되는 것을 방지한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따라 적색을 출광하는 색변환 패널은 혼색 없이 우수한 색 재현성을 가지고 산란체에 의해 향상된 출광 효율을 가질 수 있다.
다음, 도 4를 참조하여 녹색을 출광하는 색변환 패널(30)을 살펴본다. 우선 청색광이 입사되는 녹색 색변환 매개층(330G)은 입사되는 청색광을 녹색광으로 변환하는 형광체 또는 퀀텀닷(331G)을 포함한다.
녹색 색변환 매개층(330G)과 접촉하는 산란층(340G)은 녹색 색변환 매개층(330G)에서 출광되는 광을 산란하거나 형광체 또는 퀀텀닷(331G)에 의해 녹색으로 변환되지 않은 청색광을 다시 색변환 매개층(330G)으로 산란시킬 수 있다. 다시, 녹색 색변환 매개층(330G)으로 산란된 광은 형광체 또는 퀀텀닷(331G)에 의해 녹색으로 변환되어 출광될 수 있다.
또한, 산란층(340G)에 위치하는 산란체(345)에 흡착된 안료 또는 염료(347G)는 녹색 색변환 매개층(330G)에 위치하는 형광체 또는 퀀텀닷(331G)에 의해 녹색으로 변환되지 않은 청색광을 흡수하여, 녹색이 발광되는 영역에서 청색 광이 출광되는 것을 방지한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따라 녹색을 출광하는 색변환 패널은 혼색 없이 우수한 색 재현성을 가지고 산란체에 의해 향상된 출광 효율을 가질 수 있다.
다음, 도 5를 참조하여 청색을 출광하는 색변환 패널(30)을 살펴본다. 청색을 출광하는 영역에 해당하는 색변환 매개층(330W)은 별도의 형광체 또는 퀀텀닷 없이 입사된 청색을 출광하는 물질(일례로써 감광성 수지 등의 폴리머)을 포함한다.
이와 같이 입사된 광이 그대로 출광되는 영역에서는 별도의 형광체 또는 퀀텀닷이 위치하지 않으며, 청색 광을 흡수하는 안료 및 염료 또한 위치하지 않는다. 따라서, 청색을 출광하는 색변환 패널(30)은 입광되는 광을 산란시키는 산란체(345)를 포함하는 산란층(340W)을 포함한다. 이와 같은 실시예에 따르면 색변환 매개층(330W)과 산란층(340W)이 별도의 층 구분 없이 형성될 수 있다.
전술한 표시 장치에 따르면, 본 발명의 일 실시예는 출광 효율이 증가되고 혼색을 방지하여 색 재현성이 향상된 색변환 패널을 제공하는바, 보다 나은 표시 품질의 표시 장치를 제공할 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 제조 방법에 대해 살펴본다. 도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널의 제조 공정에 따른 단면도이다.
우선, 도 6과 같이 안료 및 염료(347) 중 적어도 어느 하나가 흡착된 상태의 산란체(345)를 준비한다. 그리고 적색 또는 녹색 형광체(또는 퀀텀닷)(331)을 포함하는 감광성 수지를 준비한다. 한편 투명층을 제조하기 위한 감광성 수지는 형광체 또는 퀀텀닷을 포함하지 않을 수 있다.
이와 같이 준비된 감광성 수지와 안료 또는 염료가 흡착된 산란체를 분산시켜, 색변환 매개층을 제조하기 위한 감광성 수지를 준비한다.
다음, 도 7과 같이 차광 부재(320)가 위치하는 절연 기판(310) 위에 형광체(또는 퀀텀닷)(331) 및 안료 또는 염료(347)가 흡착된 산란체(345)가 분산된 감광성 수지를 도포한다.
그리고 나서 소정의 시간이 지면, 도 8과 같이 감광성 수지 내에 분산된 산란체(345) 및 이에 흡착된 안료 또는 염료(347)는 밀도 또는 표면 성질의 차이 등에 따라 절연 기판(310) 위로 상분리 된다.
일반적인 감광성 수지의 밀도는 약 1.1 내지 1.2 g/cm3이고, 본 발명의 일 실시예에 따른 산화티타늄 재질의 산란체(345)는 약 4.3g/cm3의 밀도를 가질 수 있다. 또한 일반적인 감광성 수지는 무극성이나, 안료 또는 염료가 흡착된 산란체는 극성을 가질 수 있다. 따라서 이러한 물성 차이는 시간 경과에 따른 상분리를 유발할 수 있다.
다음, 도 9와 같이 포토리소그라피(photo lithography) 법을 사용하여 차광 부재(320) 사이에 위치하는 산란층(340) 및 색변환 매개층(330)을 형성한다. 이상에서는 포토리소그라피 법을 사용하여 형성하는 색변환 매개층 및 산란층에 대해 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 프린팅(printing) 법을 사용하여 제조할 수 있음은 물론이며 어떠한 제조 방법에도 제한되지 않는다.
이하에서는 도 10 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명한다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이고, 도 11은 도 10의 XI-XI'선을 따라 자른 단면도이다.
도 10 내지 도 11을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 라이트 어셈블리(500), 라이트 어셈블리(500) 위에 위치하는 표시 패널(10) 및 표시 패널(10) 위에 위치하는 색변환 패널(30)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 라이트 어셈블리(500)와 색변환 패널(30)은 도 1을 참조하여 전술한 라이트 어셈블리 및 색변환 패널과 동일한바, 이하에서 설명을 생략한다.
우선, 표시 패널(10)은 영상을 나타내기 위해 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판(100), 하부 표시판(100)과 마주하는 제2 절연 기판(210)을 포함하는 상부 표시판(200) 및 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 개재된 액정층(3)을 포함하는 액정 패널(50)을 포함한다.
액정 패널(50)의 양면에는 편광판(12, 22)이 위치하며, 이때 편광판(12)은 코팅형 편광판, 와이어 그리드 편광판(wire grid polarizer) 중 하나 이상이 사용될 수 있다. 이러한 편광판(12)은 필름 형태, 도포 형태, 부착 형태 등 다양한 방법으로 상부 표시판(200)의 일면에 위치할 수 있다. 그러나 이러한 설명은 일례에 해당하는바 이에 한정되지 않는다.
하부 표시판(100)이 포함하는 제1 절연 기판(110)의 위에는 다수의 화소 전극이 매트릭스 형태로 위치한다.
제1 절연 기판 (110) 위에는 행 방향으로 연장되며 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121), 게이트선(121) 위에 위치하는 게이트 절연막(140), 게이트 절연막(140) 위에 위치하는 반도체층(154), 반도체층(154) 위에 위치하며 열 방향으로 연장되며 소스 전극(173)을 포함하는 데이터선(171) 및 드레인 전극(175), 및 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에 위치하는 보호막(180) 및 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되는 화소 전극(191)이 위치한다.
게이트 전극(124) 위에 위치하는 반도체층(154)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)에 의해 노출된 영역에서 채널층을 형성하며, 게이트 전극(124), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 하나의 박막 트랜지스터를 형성한다.
다음, 제1 절연 기판(110)과 마주하며 이격된 제2 절연 기판(210) 위에는 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220) 위에는 평평한 면을 제공하는 평탄막(250)이 위치할 수 있으며, 이 위에 공통 전극(270)이 위치한다. 발명의 실시예에 따라 평탄막(250)은 생략될 수 있다.
공통 전압을 인가받는 공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 전계를 형성하여, 액정층(3)에 위치하는 액정 분자(31)들을 배열시킨다.
액정층(3)은 다수의 액정 분자(31)들을 포함하고, 액정 분자(31)들은 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이의 전계에 의해서 배열 방향이 제어된다. 액정 분자들의 배열에 따라 라이트 어셈블리(500)로부터 수신된 광의 투과율을 제어하여 영상을 표시할 수 있다.
본 실시예에서는 액정 패널이 수직 전계를 이루는 액정 표시 패널을 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 수평 전계를 이루는 액정 표시 패널, 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode Display, OLED), 표면 전도형 전자 방출 소자 표시 장치(Surface conduction Electron-emitter Display, SED), 전계방출 표시 장치(Field Emission Display, FED), 진공 형광 표시 장치(Vacuum Fluorescent Display, VFD), 전자 페이퍼(E-Paper) 등과 같은 표시 장치일 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 출광율이 향상되고 색재현성이 향상되어 우수한 표시 품질의 표시 장치를 제공할 수 있다.
이하에서는 도 12 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대해 설명한다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치의 화소를 나타낸 평면도이고, 도 13은 도 12의 XIII-XIII' 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 표시 패널(10), 색변환 패널(30) 및 라이트 어셈블리(500)를 포함한다. 라이트 어셈블리(500) 위에 표시 패널(10)이 위치하고, 표시 패널(10) 위에 색변환 패널(30)이 위치할 수 있다.
표시 패널(10)은 액정 패널(50) 및 액정 패널(50)의 양면에 위치하는 편광판(12, 22)을 포함할 수 있다. 이때 편광판(12)은 코팅형 편광판, 와이어 그리드 편광판(wire grid polarizer) 중 하나 이상이 사용될 수 있으며, 이러한 편광판(12, 22)은 필름 형태, 도포 형태, 부착 형태 등 다양한 방법으로 액정 패널(50)의 양면에 위치할 수 있다. 그러나 이러한 설명은 일례에 해당하는바 이에 한정되지 않는다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치가 포함하는 색변환 패널(30) 및 라이트 어셈블리(500) 역시 전술한 실시예와 동일한바, 이하에서 구체적인 설명을 생략한다.
다음 도 12 및 도 13을 참고하여 보다 상세하게 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널(50)을 설명한다.
액정 패널(50)은 절연 기판(110) 위에 위치하는 복수의 게이트선(121), 복수의 감압 게이트선(123) 및 복수의 유지 전극선(131)을 포함하는 복수의 게이트 도전체를 포함한다.
게이트선(121) 및 감압 게이트선(123)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다. 게이트 도전체는 게이트선(121)으로부터 위아래로 돌출한 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)을 더 포함하고, 감압 게이트선(123)으로부터 위로 돌출한 제3 게이트 전극(124c)을 더 포함한다. 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)은 서로 연결되어 하나의 돌출부를 이룬다. 이때, 제1, 제2, 및 제3 게이트 전극(124h, 124l, 124c)의 돌출 형태는 변경이 가능하다.
유지 전극선(131)도 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 공통 전압(Vcom) 등의 정해진 전압을 전달한다. 유지 전극선(131)은 위 아래로 돌출한 유지 전극(129), 게이트선(121)과 실질적으로 수직하게 아래로 뻗은 한 쌍의 세로부(134) 및 한 쌍의 세로부(134)의 끝을 서로 연결하는 가로부(127)를 포함한다. 가로부(127)는 아래로 확장된 용량 전극(137)을 포함한다.
게이트 도전체(121, 123, 124h, 124l, 124c, 131) 위에는 게이트 절연막(gate insulating layer)(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트 절연막(140)은 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 제1 반도체층(154h), 제2 반도체층(154l), 및 제3 반도체층(154c)이 위치한다. 제1 반도체층(154h)은 제1 게이트 전극(124h) 위에 위치할 수 있고, 제2 반도체층(154l)은 제2 게이트 전극(124l) 위에 위치할 수 있으며, 제3 반도체층(154c)은 제3 게이트 전극(124c) 위에 위치할 수 있다. 제1 반도체층(154h)과 제2 반도체층(154l)은 서로 연결될 수 있고, 제2 반도체층(154l)과 제3 반도체층(154c)도 서로 연결될 수 있다. 또한, 제1 반도체층(154h)은 데이터선(171)의 아래까지 연장되어 위치할 수도 있다. 제1 내지 제3 반도체층(154h, 154l, 154c)은 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon), 금속 산화물(metal oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
제1 내지 제3 반도체층(154h, 154l, 154c) 위에는 각각 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(도시하지 않음)가 더 위치할 수 있다. 저항성 접촉 부재는 실리사이드(silicide) 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어질 수 있다.
제1 내지 제3 반도체층(154h, 154l, 154c) 위에는 데이터선(data line)(171), 제1 소스 전극(173h), 제2 소스 전극(173l), 제3 소스 전극(173c), 제1 드레인 전극(175h), 제2 드레인 전극(175l), 및 제3 드레인 전극(175c)을 포함하는 데이터 도전체가 위치한다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121) 및 감압 게이트선(123)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 제1 게이트 전극(124h) 및 제2 게이트 전극(124l)을 향하여 뻗으며 서로 연결되어 있는 제1 소스 전극(173h) 및 제2 소스 전극(173l)을 포함한다.
제1 드레인 전극(175h), 제2 드레인 전극(175l) 및 제3 드레인 전극(175c)은 넓은 한 쪽 끝 부분과 막대형인 다른 쪽 끝 부분을 포함한다. 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)의 막대형 끝 부분은 제1 소스 전극(173h) 및 제2 소스 전극(173l)으로 일부 둘러싸여 있다. 제2 드레인 전극(175l)의 넓은 한 쪽 끝 부분은 다시 연장되어 'U'자 형태로 굽은 제3 소스 전극(173c)을 이룬다. 제3 드레인 전극(175c)의 넓은 끝 부분(177c)은 용량 전극(137)과 중첩하여 감압 축전기(Cstd)를 이루며, 막대형 끝 부분은 제3 소스 전극(173c)으로 일부 둘러싸여 있다.
제1 게이트 전극(124h), 제1 소스 전극(173h), 및 제1 드레인 전극(175h)은 제1 반도체층(154h)과 함께 제1 박막 트랜지스터(Qh)를 형성하고, 제2 게이트 전극(124l), 제2 소스 전극(173l), 및 제2 드레인 전극(175l)은 제2 반도체층(154l)과 함께 제2 박막 트랜지스터(Ql)를 형성하며, 제3 게이트 전극(124c), 제3 소스 전극(173c), 및 제3 드레인 전극(175c)은 제3 반도체층(154c)과 함께 제3 박막 트랜지스터(Qc)를 형성한다.
제1 반도체층(154h), 제2 반도체층(154l), 및 제3 반도체층(154c)은 서로 연결되어 선형으로 이루어질 수 있으며, 소스 전극(173h, 173l, 173c)과 드레인 전극(175h, 175l, 175c) 사이의 채널 영역을 제외하고는 데이터 도전체(171, 173h, 173l, 173c, 175h, 175l, 175c) 및 그 하부의 저항성 접촉 부재와 실질적으로 동일한 평면 모양을 가질 수 있다.
제1 반도체층(154h)에는 제1 소스 전극(173h)과 제1 드레인 전극(175h) 사이에서 제1 소스 전극(173h) 및 제1 드레인 전극(175h)에 의해 가리지 않고 노출된 부분이 있고, 제2 반도체층(154l)에는 제2 소스 전극(173l)과 제2 드레인 전극(175l) 사이에서 제2 소스 전극(173l) 및 제2 드레인 전극(175l)에 의해 가리지 않고 노출된 부분이 있으며, 제3 반도체층(154c)에는 제3 소스 전극(173c)과 제3 드레인 전극(175c) 사이에서 제3 소스 전극(173c) 및 제3 드레인 전극(175c)에 의해 가리지 않고 노출된 부분이 있다.
데이터 도전체(171, 173h, 173l, 173c, 175h, 175l, 175c) 및 각 소스 전극(173h/173l/173c)과 각 드레인 전극(175h/175l/175c) 사이로 노출되어 있는 반도체층(154h, 154l, 154c) 위에는 보호막(180)이 위치한다. 보호막(180)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다.
보호막(180) 위에는 차광 부재(220)가 위치한다. 차광 부재(220)는 화소 영역(PX)의 경계부와 박막 트랜지스터 위에 형성되어 빛샘을 방지할 수 있다.
차광 부재(220) 위에는 제1 절연층(240)이 위치할 수 있다. 제1 절연층(240)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화산화물(SiOxNy) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제1 절연층(240)은 유기 물질로 이루어진 차광 부재(220)를 보호하는 역할을 하며, 필요에 따라 생략될 수도 있다.
제1 절연층(240), 차광 부재(220), 보호막(180)에는 제1 드레인 전극(175h)의 넓은 끝 부분과 제2 드레인 전극(175l)의 넓은 끝 부분을 각각 드러내는 복수의 제1 접촉 구멍(185h) 및 복수의 제2 접촉 구멍(185l)이 형성되어 있다.
다음 제1 절연층(240) 위에는 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 물질로 이루어질 수 있다.
화소 전극(191)은 게이트선(121) 및 감압 게이트선(123)을 사이에 두고 서로 분리되어, 게이트선(121) 및 감압 게이트선(123)을 중심으로 화소 영역(PX)의 위와 아래에 배치되어 열 방향으로 이웃하는 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)을 포함한다. 즉, 제1 부화소 전극(191h)과 제2 부화소 전극(191l)은 제1 골짜기(V1)를 사이에 두고 분리되어 있으며, 제1 부화소 전극(191h)은 제1 부화소 영역(PXa)에 위치하고, 제2 부화소 전극(191l)은 제2 부화소 영역(PXb)에 위치한다.
제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 제1 접촉 구멍(185h) 및 제2 접촉 구멍(185l)을 통하여 각기 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)과 연결되어 있다. 따라서, 제1 박막 트랜지스터(Qh) 및 제2 박막 트랜지스터(Ql)가 온 상태일 때 제1 드레인 전극(175h) 및 제2 드레인 전극(175l)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l) 각각의 전체적인 모양은 사각형이며 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l) 각각은 가로 줄기부(193h, 193l), 가로 줄기부(193h, 193l)와 교차하는 세로 줄기부(192h, 192l)로 이루어진 십자형 줄기부를 포함한다. 또한, 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 각각 복수의 미세 가지부(194h, 194l), 부화소 전극(191h, 191l)의 가장자리 변에서 아래 또는 위로 돌출된 돌출부(197h, 197l)를 포함한다.
화소 전극(191)은 가로 줄기부(193h, 193l)와 세로 줄기부(192h, 192l)에 의해 4개의 부영역으로 나뉘어진다. 미세 가지부(194h, 194l)는 가로 줄기부(193h, 193l) 및 세로 줄기부(192h, 192l)로부터 비스듬하게 뻗어 있으며 그 뻗는 방향은 게이트선(121) 또는 가로 줄기부(193h, 193l)와 대략 45도 또는 135도의 각을 이룰 수 있다. 또한 이웃하는 두 부영역의 미세 가지부(194h, 194l)가 뻗어 있는 방향은 서로 직교할 수 있다.
상기에서 설명한 화소 영역의 배치 형태, 박막 트랜지스터의 구조 및 화소 전극의 형상은 하나의 예에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 다양한 변형이 가능하다.
이어, 화소 전극(191)으로부터 일정한 거리를 가지고 이격되도록 공통 전극(270)이 위치한다. 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에는 미세 공간(microcavity, 105)이 형성되어 있다. 즉, 미세 공간(105)은 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)에 의해 둘러싸여 있다. 미세 공간(105)의 폭과 넓이는 표시 장치의 크기 및 해상도에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
공통 전극(270)은 인듐-주석 산화물(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐-아연 산화물(IZO, Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명한 금속 물질로 이루어질 수 있다. 공통 전극(270)에는 일정한 전압이 인가될 수 있고, 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 전계가 형성될 수 있다.
또한 화소 전극(191) 위에는 제1 배향막(11)이 위치한다. 제1 배향막(11)과 마주보도록 공통 전극(270) 아래에는 제2 배향막(21)이 위치한다.
제1 배향막(11)과 제2 배향막(21)은 수직 배향막으로 이루어질 수 있고, 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane), 폴리 이미드(Polyimide) 등의 배향 물질로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 배향막(11, 21)은 화소 영역(PX)의 가장자리에서 서로 연결될 수 있다.
화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이에 위치한 미세 공간(105) 내에는 액정 분자(31)들로 이루어진 액정층이 위치한다. 액정 분자(31)들은 음의 유전율 이방성을 가지며, 전계가 인가되지 않은 상태에서 절연 기판(110)에 수직한 방향으로 서 있을 수 있다. 즉, 수직 배향이 이루어질 수 있다.
데이터 전압이 인가된 제1 부화소 전극(191h) 및 제2 부화소 전극(191l)은 공통 전극(270)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극(191, 270) 사이의 미세 공간(105) 내에 위치한 액정 분자(31)의 방향을 결정한다. 이와 같이 결정된 액정 분자(31)의 방향에 따라 액정층을 통과하는 빛의 휘도가 달라진다.
공통 전극(270) 위에는 지붕층(106)이 위치한다. 지붕층(106)은 유기 물질로 이루어질 수 있다. 지붕층(106)의 아래에는 미세 공간(105)이 형성되어 있고, 지붕층(106)은 경화 공정에 의해 단단해져 미세 공간(105)의 형상을 유지할 수 있다. 즉, 지붕층(106)은 화소 전극(191)과 미세 공간(105)을 사이에 두고 이격되도록 형성되어 있다.
지붕층(106)은 화소 행을 따라 각 화소 영역(PX) 및 제2 골짜기(V2)에 형성되며, 제1 골짜기(V1)에는 형성되지 않는다. 즉, 지붕층(106)은 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb) 사이에는 형성되지 않는다. 각 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb)에서는 각 지붕층(106)의 아래에 미세 공간(105)이 형성되어 있다. 제2 골짜기(V2)에서는 지붕층(106)의 아래에 미세 공간(105)이 형성되지 않으며, 기판(110)에 부착되도록 형성되어 있다. 따라서, 제2 골짜기(V2)에 위치하는 지붕층(106)의 두께가 각 제1 부화소 영역(PXa) 및 제2 부화소 영역(PXb)에 위치하는 지붕층(106)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 미세 공간(105)의 상부면 및 양측면은 지붕층(106)에 의해 덮여 있는 형태로 이루어지게 된다.
공통 전극(270) 및 지붕층(106)에는 미세 공간(105)의 일부를 노출시키는 입구부(307)가 형성되어 있다. 입구부(307)는 제1 부화소 영역(PXa)과 제2 부화소 영역(PXb)의 가장자리에 서로 마주보도록 형성될 수 있다. 즉, 입구부(307)는 제1 부화소 영역(PXa)의 하측 변, 제2 부화소 영역(PXb)의 상측 변에 대응하여 미세 공간(105)의 측면을 노출시키도록 형성될 수 있다. 입구부(307)에 의해 미세 공간(105)이 노출되어 있으므로, 입구부(307)를 통해 미세 공간(105) 내부로 배향액 또는 액정 물질 등을 주입할 수 있다.
지붕층(106) 위에 덮개층(108)이 위치할 수 있다.
덮개층(108)은 미세 공간(105)의 일부를 외부로 노출시키는 입구부(307)를 덮도록 위치한다. 즉, 덮개층(108)은 미세 공간(105)의 내부에 형성되어 있는 액정 분자(31)가 외부로 나오지 않도록 미세 공간(105)을 밀봉할 수 있다. 덮개층(108)은 액정 분자(31)과 접촉하게 되므로, 액정 분자(31)과 반응하지 않는 물질로 이루어진다.
덮개층(108)은 이중막, 삼중막 등과 같이 다중막으로 이루어질 수도 있다. 이중막은 서로 다른 물질로 이루어진 두 개의 층으로 이루어져 있다. 삼중막은 세 개의 층으로 이루어지고, 서로 인접하는 층의 물질이 서로 다르다. 예를 들면, 덮개층(108)은 유기 절연 물질로 이루어진 층과 무기 절연 물질로 이루어진 층을 포함할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 출광율이 향상되고 색재현성이 향상되어 우수한 표시 품질의 표시 장치를 제공할 수 있음은 물론 한 장의 기판을 사용하여 제조 공정 및 구조 등을 단순화할 수 있다.
이하에서는 도 14 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 색 재현성에 대해 살펴본다. 도 14 내지 도 15는 본 발명의 실시예 및 비교예에 대한 색 좌표 이미지이다.
우선 도 14는 비교예로써, 적색 색변환 매개층에 대해 청색 다이오드 광원을 투과시킨 경우에 대한 색 좌표 이미지이다. 이를 살펴보면, 적색 색변환 매개층의 중심 부분에서는 청색 광(파장 400nm 대)이 투과하여 청색이 시인되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 비교예에서는 청색 광의 혼색이 발생하여 색 재현율이 낮아진다.
다음, 도 15는 본 발명에 따른 실시예로써, 적색 색변환 매개층에 대해 청색 다이오드 광원을 투과시킨 경우에 대한 색 좌표 이미지이다. 이를 살펴보면 적색 색변환 매개층의 중심 부분에서도 청색이 거의 시인되지 않음을 알 수 있다(파장 600nm 후반대). 이는 색 좌표 이미지를 통해서도 색 재현율이 향상되었음을 알 수 있다.
이하 표 1을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.
구분 산란층 출광율 증가율
비교예(산란층 없음) - 11 % -
실시예 (산란층 있음) 10 vol% 18% 166%
20 vol% 19% 167%
비교예는 산란층을 포함하지 않으며, 이에 따른 출광율이 약 11%로 나타났다. 반면, 본 발명의 실시예에 따라 산란층을 포함하는 색변환 매개층은 출광율이 각각 18% 및 19%로 나타났다. 즉, 산란층을 포함하지 않는 비교예 대비 출광율이 향상됨을 알 수 있다. 또한, 비교예 대비 증가율을 확인한 결과, 각각 약 66% 및 67% 정도 출광율이 향상되었음을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 출광율이 향상되고 색재현성이 향상되어, 우수한 표시 품질의 표시 장치를 제공할 수 있음을 확인하였다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10 : 표시 패널 12, 22 : 편광판
30 : 색변환 패널 310 : 기판
330 : 색변환 매개층 340 : 산란층

Claims (18)

  1. 표시 패널, 및
    상기 표시 패널 위에 위치하는 색변환 패널을 포함하고,
    상기 색변환 패널은,
    색변환 매개층, 및
    산란체와 상기 산란체에 흡착된 안료 및 염료 중 적어도 하나를 포함하는 산란층을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 색변환 매개층은 형광체 및 퀀텀닷 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 색변환 매개층은 감광성 수지를 포함하며,
    상기 형광체 및 상기 퀀텀닷 중 적어도 어느 하나는 상기 감광성 수지에 분산되어 있는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 산란체는 TiO2, ZrO2, Al2O3, In2O3, ZnO, SnO2, Sb2O3 및 ITO 중 적어도 어느 하나를 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 산란층의 밀도는 상기 색변환 매개층의 밀도보다 큰 액정 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 산란층의 굴절률은 약 1.5 이상인 액정 표시 장치.
  7. 제2항에서,
    상기 색변환 매개층은 적색 색변환 매개층, 녹색 색변환 매개층 및 투명층을 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    인접한 상기 적색 색변환 매개층, 상기 녹색 색변환 매개층 및 상기 투명층 사이에 위치하는 차광 부재를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 투명층은 상기 형광체 및 상기 퀀텀닷을 포함하지 않는 액정 표시 장치.
  10. 제7항에서,
    상기 투명층 위에 위치하는 상기 산란층은 상기 염료 및 상기 안료를 포함하지 않는 액정 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 염료 및 상기 안료는 청색 광을 흡수하는 액정 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 표시 패널 및 상기 색변환 패널에 광을 공급하는 라이트 어셈블리를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 라이트 어셈블리는 발광 다이오드인 액정 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 발광 다이오드는 자외선 또는 청색광과 같이 특정 파장 대역을 방출하는 액정 표시 장치.
  15. 제12항에서,
    상기 표시 패널은 상기 라이트 어셈블리와 상기 색변환 패널 사이에 위치하는 액정 표시 장치.
  16. 제12항에서,
    상기 표시 패널은
    액정 패널, 및
    상기 액정 패널의 양 면에 위치하는 편광판을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 액정 패널은,
    제1 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극,
    상기 제1 절연 기판과 이격되어 마주하는 제2 절연 기판,
    상기 제2 절연 기판 위에 위치하는 공통 전극, 및
    상기 화소 전극 및 공통 전극 사이에 위치하는 액정층을 포함하는 액정 표시 장치.
  18. 제16항에서,
    상기 액정 패널은,
    절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극,
    상기 화소 전극과 마주하며 위치하는 지붕층, 및
    상기 화소 전극과 상기 지붕층 사이에 위치하는 복수의 미세 공간을 채우는 액정층을 포함하는 액정 표시 장치.
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