KR20160090967A - 액정표시장치 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1 기판과, 상기 제1 기판 상에 위치한 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소 전극과, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판과, 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성된 액정층과, 상기 액정층과 상기 제2 기판 사이에 위치한 발광층과, 상기 발광층 및 상기 액정층 사이에 위치한 제2 편광판 및 상기 제1 기판 배면에 위치하며 콜리메이터(collimator) 필름을 구비한 제1 편광판을 포함한 액정표시장치에 관한 것이다.
Description
본 발명의 실시예는 액정표시장치에 관한 것으로, 화질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 두 기판 사이에 형성된 이방성 유전율을 갖는 액정에 세기가 조절된 전계를 인가하여 기판에 투과되는 광량을 조절함으로써 원하는 영상 신호를 얻는 표시장치이다. 이러한 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정패널과, 액정패널로 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다.
액정패널은 복수의 박막트랜지스터 및 화소 전극이 형성된 제1 기판과, 컬러필터 및 공통전극이 형성된 제2 기판 및 두 기판 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 액정패널의 상부 및 하부 면 각각에는 백라이트 유닛에서 제공된 광을 특정 방향으로 편광시키는 상부 및 하부 편광판이 배치될 수 있다.
백라이트 유닛에서 발생된 광은 미편광된 상태이므로 하부 편광판과, 액정패널 및 상부 편광판을 통과한 이후에 원하는 방향으로 편광된 광 특성을 가질 수 있다.
한편, 액정패널을 구성하는 제1 및 제2 기판의 두께에 따라 액정패널의 전체 두께(thickness)가 결정될 수 있다. 특히, 복수의 박막트랜지스터 및 화소 전극이 형성된 제1 기판의 두께가 두꺼울수록 백라이트 유닛과 컬러필터 사이의 거리가 증가하게 된다.
백라이트 유닛과 컬러필터 사이의 거리가 증가하면, 백라이트 유닛에서 발생된 광은 제1 기판 및 액정층을 통과하면서 분산될 수 있다. 이로 인해, 백라이트 유닛에서 발생된 광이 원하는 화소와 대응하는 컬러필터에만 도달하는 것이 아니라, 인접한 컬러필터까지 도달하여 크로스 토크(cross talk) 현상이 발생하여 화질 저하를 초래할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 크로스 토크(crosstalk)를 최소화하여 화질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예는, 제1 기판과, 상기 제1 기판 상에 위치한 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터에 연결된 화소 전극과, 상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판과, 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성된 액정층과, 상기 액정층과 상기 제2 기판 사이에 위치한 발광층과, 상기 발광층 및 상기 액정층 사이에 위치한 제2 편광판 및 상기 제1 기판 배면에 위치하며 콜리메이터(collimator) 필름을 구비한 제1 편광판을 포함한다.
상기 제1 기판은 200㎛ 정도의 두께를 갖는다.
상기 발광층은 양자 도트(Quantum dot), 인광체(phosphor), 양자 로드(Quantum rod) 중 선택된 어느 하나를 포함한다.
상기 제2 편광판은 자성체 특성을 갖는 무기 나노 재료를 포함한다.
상기 무기 나노 재료는 Fe3O4를 포함한다.
상기 제2 편광판은 자성체 특성을 갖는 자성 코어 및 상기 자성 코어를 둘러싸는 투명한 절연성 물질을 포함한다.
상기 제2 편광판은 상기 자성 코어를 고정시키기 위한 광경화성 재료를 포함한다.
상기 광경화성 재료는 폴리머를 포함한다.
상기 액정층은 수직 배향(Vertical Alignment, VA) 모드를 포함한다.
상기 제2 기판과 상기 발광체 사이에 형성된 공통전극을 더 포함한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는, 제1 기판 상에 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 제1 기판 배면에 콜리메이터(collimator) 필름을 포함한 제1 편광판을 형성하는 단계와, 제2 기판 상에 발광층을 형성하는 단계와, 상기 발광층 상에 제2 편광판을 형성하는 단계와, 상기 제2 편광판 상에 공통전극을 형성하는 단계 및 상기 제1 기판 및 제2 기판을 합착하여 그 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 발광층 상에 제2 편광판을 형성하는 단계는, 자성체 특성을 갖는 물질에 광경화성 재료를 첨가한 후 UV 조사 하는 단계를 포함한다.
상기 자성체 특성을 갖는 물질은 Fe3O4의 무기 나노 재료를 포함한다.
상기 제2 편광판은 자성체 특성을 갖는 자성 코어 및 상기 자성 코어를 둘러싸는 투명한 절연성 물질을 포함한다.
상기 제1 기판은 200㎛ 정도의 두께를 갖는다.
상기 발광층은 양자 도트(Quantum dot), 인광체(phosphor), 양자 로드(Quantum rod) 중 선택된 어느 하나를 포함한다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 원하는 화소에 대응되는 색만을 발광하여 인접 화소에 광이 전달되는 것을 최소화하여 크로스 토크(cross talk) 현상을 방지하여 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 발광층 하부에 자성체 입자를 구비한 제2 편광판을 배치하여 편광 특성을 향상시켜 광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 간략한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액정표시장치의 화소 구조를 간략히 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅰ ~ Ⅰ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제2 편광판의 상세 단면도이다.
도 5 내지 도 8은 도 3에 도시된 상부 표시판의 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도들이다.
도 2는 도 1에 도시된 액정표시장치의 화소 구조를 간략히 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅰ ~ Ⅰ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제2 편광판의 상세 단면도이다.
도 5 내지 도 8은 도 3에 도시된 상부 표시판의 제조방법을 순차적으로 나타낸 단면도들이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 간략한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 액정표시장치의 화소 구조를 간략히 나타낸 평면도이며 도 3은 도 1의 Ⅰ ~ Ⅰ'을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 하부 표시 기판(10)과, 상부 표시 기판(20)과, 두 표시 기판(10, 20) 사이에 형성된 액정층(300) 및 하부 표시 기판(10)으로 광을 제공하는 백라이트 유닛(100)을 포함한다.
먼저, 하부 표시 기판(10)에 대하여 설명한다.
하부 표시 기판(10)은 다수의 박막트랜지스터(TFT) 및 화소 전극(350)을 구비한 제1 기판(300) 및 제1 기판(300) 배면에 위치한 제1 편광판(200)을 포함한다.
제1 기판(300)은 주사 신호가 공급되는 주사 라인(SL)과, 주사 라인(SL)과 교차하며 데이터 신호가 공급되는 데이터 라인(DL)과, 주사 라인(SL) 및 데이터 라인(DL)의 교차 영역에 형성된 박막트랜지스터(TFT) 및 박막트랜지스터(TFT)와 전기적으로 접속된 화소 전극(350)을 포함한다. 주사 라인(SL)과 데이터라인(DL)의 교차부에는 화소 영역(P)이 형성될 수 있다.
화소 영역(P)은 시인성 개선을 위해 2개의 서브 픽셀로 구분되지 않고 하나의 픽셀 구조로 이루어질 수 있다.
박막트랜지스터(TFT)는 제1 기판(300) 상에 형성된 게이트 전극(310)과, 게이트 전극(310) 상에 형성된 게이트 절연층(315)과, 게이트 절연층(315) 상에 형성된 반도체층(320)과, 반도체층(320) 상에 형성된 소스 및 드레인 전극(330a, 330b)과, 소스 및 드레인 전극(330a, 330b) 상에 형성된 보호층(340)과, 보호층(340) 상에 형성되어 드레인 전극(330b)과 전기적으로 접속된 화소 전극(350)을 포함한다.
제1 기판(300)은 소자를 형성하기 위한 재료로 기계적 강도나 치수 안정성이 우수한 것을 선택할 수 있다. 제1 기판(300)의 재료로는 유리판, 금속판, 세라믹판 또는 플라스틱(폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 불소 수지 등) 등을 예로 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제1 기판(300)은 200㎛ 내지 500㎛ 정도의 두께를 가질 수 있다. 제1 기판(300)이 55인치 이상의 대형 TV에 적용될 경우 200㎛ 이하의 박형화 기판(thin glass)으로 구성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서 제1 기판(300)은 박형화 기판(thin glass)으로 구성되므로 200㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
게이트 전극(310)은 몰리브덴, 티탄, 크롬, 탄탈, 텅스텐, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 스칸듐 등의 금속 재료 또는 이것들을 주성분으로 하는 합금 재료를 이용하여 단층 또는 적층 구조를 포함한 형태의 도전 패턴으로 형성할 수 있다.
게이트 전극(310)을 적층 구조로 하는 경우, 일 예로 알루미늄 층 상에 몰리브덴 층이 적층된 이중 구조 또는 구리층 상에 몰리브덴층을 적층한 이중 구조, 또는 구리층 상에 질화티탄층 혹은 질화탄탈을 적층한 이중 구조, 질화티탄층과 몰리브덴층을 적층한 이중 구조 중 선택된 어느 하나로 구성될 수 있다.
게이트 절연층(315)은 산화실리콘막, 산화질화실리콘막, 질화산화실리콘막, 질화실리콘막, 산화탄탈막 등의 무기 절연막을 이용하여, 이들 재료로 이루어지는 단층 또는 적층 구조로서 형성된다.
반도체층(320)은 비정질 실리콘 물질로 이루어진 액티브층(320a)과, 불순물 비정질 실리콘 물질로 이루어진 오믹 콘택층(320b)이 차례대로 적층된 구조로 이루어진다.
소스 및 드레인 전극(330a, 330b)은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 알루미늄네오디뮴(AlNd), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 단독 또는 이들의 혼합물로 단일층을 형성하거나 라인 저항을 줄이기 위해 저저항 물질인 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)의 이중층 또는 다중층 구조로 형성할 수 있다.
보호층(340)은 드레인 전극(330b)의 일부를 외부로 노출하는 컨택홀(H)을 포함하고, 무기 절여물질 또는 유기 절연물질 중 선택된 어느 하나의 절연물질로 형성될 수 있다.
화소 전극(350)은 컨택홀(H)을 통해 박막트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(330b)과 전기적으로 접속된다. 화소 전극(350)은 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide, IZO)와 같은 투명 금속 물질로 구성될 수 있다.
화소 전극(350) 상에는 액정을 배향하는 제1 배향막(360)이 형성된다.
이러한 박막트랜지스터(TFT)를 구비한 제1 기판(300)과 백라이트 유닛(100) 사이에는 제1 편광판(200)이 형성된다.
제1 편광판(200)은 필름 형태로 구성될 수 있고, 백라이트 유닛(100)에서 제공된 광을 확산시키지 않고 특정 방향으로 시준할 수 있는 콜리메이터 필름(collimator film)을 포함하도록 구성된다.
콜리메이터 필름(collimator film)을 구비한 제1 편광판(200)은 백라이트 유닛(100)으로부터 제공된 광을 분산시키지 않고 집광시켜 특정 방향으로 광을 편광할 수 있다.
이하, 상부 표시 기판(20)에 대해 설명한다.
상부 표시 기판(20)은 블랙 매트릭스(710)를 구비한 제2 기판(700)과, 제2 기판(700) 상에 형성된 발광층(600)과, 발광층(600) 상에 형성된 제2 편광판(500)과, 제2 편광판(500) 상에 형성된 공통전극(480) 및 공통전극(480) 상에 형성된 제2 배향막(450)을 포함한다.
제2 기판(700)은 제1 기판(300)과 마찬가지로 유리 또는 플라스틱 재질로 구성될 수 있다.
발광층(600)은 제2 기판(700) 하부에 위치하며 광 변환 물질을 포함한다. 광 변환 물질은 인광체 물질(phosphor)과, 양자 도트(Quantum dot) 및 양자 로드(Quantum rod)와 같은 비인광체 물질 중 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
양자 도트(Quantum dot) 및 양자 로드(Quantum rod)는 양자 제한(Quantum confinement) 효과를 나타내는 나노 크기의 반도체 물질로서, 인광체 물질(phosphor) 보다 강한 빛을 좁은 파장대에서 발생시키는 특성을 갖는다.
구체적으로, 양자 도트(Quantum dot)의 크기가 작아질수록 짧은 파장의 빛(blue 계열의 빛)을 발광하기 때문에 그 크기를 조절하여 원하는 파장 영역의 빛을 얻을 수 있다. 양자 도트(Quantum dot)는 여기 파장(excitation wavelength)을 임의로 선택해도 발광하므로, 여러 종류의 양자 도트가 존재할 때 하나의 파장으로 여기시켜도 여러 가지 색의 빛을 한번에 관찰할 수 있다. 게다가 양자 도트(Quantum dot)는 전도대의 바닥 진동 상태에서 가전자대의 바닥 진동 상태로만 전이하므로 발광 파장이 거의 단색 광이라는 특성을 가진다.
이러한 양자 도트(Quantum dot)의 특성으로 인해, 백라이트 유닛(100)으로부터 제공된 광이 발광층(600)을 통과하게 되면, 원하는 색(적색, 녹색 및 청색 등)을 선명하게 나타낼 수 있고 휘도가 향상된 빛을 방출할 수 있다.
제2 편광판(500)은 제2 기판(700) 하부에 위치하고, 액정층(400)을 통과한 광을 특정 방향으로 편광한다.
제2 편광판(500)은 도 4에 도시된 바와 같이 편광 특성을 확보하기 위해 자성체 특성을 갖는 자성체 입자(530)들을 구비할 수 있다.
구체적으로, 제2 편광판(500)은 투명 기판(510)과, 투명 기판(510) 상에 배치된 자성 재료층(520)을 포함한다. 자성 재료층(520)은 예컨대, 코어-쉘(core-shell) 구조의 자성 입자들을 "젤"과 같은 페이스트 상태의 절연성 재료로 뭉침(agglomeration) 없이 분산시킨 후, 이를 투명 기판(510) 위에 얇게 도포하고 경화시켜 형성할 수 있다. 또는 코어-쉘 구조의 자성 입자를 용액 내에 액침시킨 후, 이를 투명 기판(510) 위에 얇게 스핀 코팅(spin coating) 또는 딥 코팅(deep coating)하여 경화시킴으로써, 자성 재료층(520)을 형성할 수도 있다.
특히, 자성 재료층(520)은 코어-쉘 구조의 자성체 입자(530)를 포함한다. 자성체 입자(530)는 전도성 자성체 재료로 된 코어(530a)와, 코어(530a)를 둘러싸는 절연성 쉘(530b)을 포함한다. 이러한 자성체 입자(530)의 형태는 구형, 계란형, 직육면체형, 정육면체형, 타원형, 실린더형일 수도 있으며, 이에 한정되지 않는다.
자성체 입자(530)의 코어(530a)로 사용될 수 있는 재료로는 전도성 자성체로서의 성질을 갖는다면 어떠한 도전성 물질이든 제한이 없다. 예컨대, 코어(530a)의 재료로서, 코발트, 철, 니켈 등과 같은 강자성체 또는 초상자성체(super paramagnetic) 금속 또는 CoxPty나 FeyPtz(여기서, x, y, z는 성분비를 나타냄)와 같은 이들의 합금; 티타늄, 알루미늄, 바륨, 백금, 나트륨, 스트론륨, 마그네슘, 디스프로슘, 망간 및 가돌리늄 등과 같은 상자성체 금속이나 이들의 합금; 은 또는 구리와 같은 반자성체 금속이나 이들의 합금; 닐 온도(Neel temperature) 이상의 온도에서 상자성체로 변하는 크롬과 반강자성체(anti-ferromagnetic) 금속; 또는 전기 전도도는 비교적 작은 편이지만 자화율(magnetic susceptibility)이 비교적 높은 MnZn(Fe2O4)2, MnFe2O4, Fe3O4, Fe2O3, Sr8CaRe3Cu4O24, CoxZryNbz, NixFeyNbz 및 CoxZryNbzFey 등과 같은 페리자성체(ferromagnetic substance) 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 자성체 입자(530)의 코어(530a)의 재료로는 페리자성체(ferromagnetic substance)인 Fe3O4를 포함하는 무기 나노 재료가 가장 바람직하다.
한편, 코어-쉘 구조의 자성체 입자(530)에 있어서, 쉘(530b)의 역할은 두 코어(530a)들이 서로 뭉치거나 서로 직접적으로 닿지 않게 하는 데 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해, SiO2 또는 ZrO3와 같은 투명한 절연성 재료가 코어(530a)를 둘러싸는 형태의 쉘(530b)로 적용될 수 있다.
또한, 자성 재료층(520)에서 자성체 입자(530) 사이에 형성된 공간은 폴리머와 같은 광경화성 물질(520a)로 채워질 수 있다. 광경화성 물질(520a)은 자성 재료층(520)을 형성하는 과정에서 UV 조사에 의해 경화되어 자성체 입자(530)를 자성 재료층(520) 내에서 고정시킨다.
제2 편광판(500)의 자성 재료층(520)은 외부에서 인가되는 자기장(또는 전계)의 세기에 따라 자성체 입자(530)의 배열을 조절하여 액정층(400)을 통과한 광의 편광 특성을 향상시킬 수 있다.
제2 편광판(500) 상에는 공통전극(480)이 형성되고, 공통전극(480) 상에는 제1 배향막(360)과 더불어 액정층(400)의 액정분자들을 특정 각도로 프리틸팅 시키는 제2 배향막(450)이 형성된다.
액정층(400)은 제1 기판(300)에 구비된 화소 전극(350)의 형태에 따라 그 배향 방법이 상이한 액정분자를 포함할 수 있다.
예를 들어, 화소 전극(350)이 배향 방향을 제어하기 위한 슬릿(slit)과 같은 구성요소를 포함하도록 설계된 경우, 액정층(400)은 수직 배향(Vertical Align, VA)된 액정분자를 포함할 수 있다.
또한, 화소 전극(350)이 배향 방향을 제어하는 구성요소를 포함하지 않는 경우, 액정층(400)은 안티 패럴랠(anti parallel)한 배향 방향을 갖는 액정분자들을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(100)은 발광 다이오드(Light Emitting Diode) 등으로 이루어진 광원(120)과, 광원(120)에서 나오는 점광을 면광으로 변환하여 하부 표시 기판(10)으로 변환된 광을 조사하는 도광판(110) 및 도광판(110)으로부터 출사된 광의 특성을 변환하는 광학시트(130)를 포함한다.
백라이트 유닛(100)의 광원(120)에서 발생된 광은 도광판(110) 및 광학시트(130)를 거쳐 제1 편광판(200)으로 진행한다. 제1 편광판(200)은 콜리메이팅 필름(collimating film)을 포함하므로 광학시트(130)로부터 제공된 광을 확산 및 분산시키지 않고 특정 방향으로 집중하도록 편광시킨다. 제1 편광판(200)에서 편광된 광은 제1 기판(300)을 통해 액정층(400)을 거쳐 제2 편광판(500)으로 진행된다. 제2 편광판(500)에 의해 편광된 광은 발광층(600)으로 최종적으로 제공되어 원하는 색으로 발광하게 된다.
백라이트 유닛(100)으로부터 출사된 광은 제1 편광판(200)을 통과하면서 콜리메이팅 필름(collimating film)에 의해 퍼지지 않고 시준되어 그 세기가 강해질 수 있다. 빛의 세기가 강해진 광이 박형 기판(thin glass)으로 구성된 제1 기판(300)을 통과함에 따라 광 손실을 줄일 수 있다.
즉, 백라이트 유닛(100)으로부터 출사된 광은 제1 편광판(200)에 의해 퍼지지 않으며 특정방향으로 집중되어 그 세기가 강해지고, 박형 기판(thin glass)으로 구성된 제1 기판(300)을 통과하여 광 손실을 최소화할 수 있다.
이러한 특성을 갖는 광은 액정층(400) 및 제2 편광판(500)을 통해 최종적으로 발광층(600)으로 전달되어 원하는 색을 표시하게 된다. 발광층(600)으로 최종적으로 전달되는 광은 제1 편광판(200)에 의해 분산되지 않고 특정 방향으로 집중되기 때문에 원하는 화소에만 전달될 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 원하는 화소에 대응되는 색만을 발광하여 인접 화소에 광이 전달되는 것을 최소화하여 크로스 토크(cross talk) 현상을 방지하여 화질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 발광층(600) 하부에 자성체 입자(530)를 구비한 제2 편광판(500)을 배치하여 편광 특성을 향상시켜 광 효율을 향상시킬 수 있다.
이와 더불어, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 양자 도트(Quantum dot), 양자 로드(Quantum rod) 및 인광체 물질(phosphor)과 같은 광변환 물질을 포함한 발광층(600)을 제2 기판(700) 하부에 배치하여 광의 휘도를 더욱 향상시킬 수 있다.
이하에서는 전술한 구조를 갖는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에서 상부 표시 기판(20)의 제조방법에 대해 설명하기로 한다.
도 5 내지 도 8은 도 3에 도시된 상부 편광판의 표시방법을 순차적으로 나타낸 단면도들이다.
도 5를 참고하면, 제2 기판(70) 상에 블랙 매트릭스(710)를 형성한다.
연속하여 도 6을 참고하면, 블랙 매트릭스(710)를 포함한 제2 기판(700) 상에 발광층(600)을 형성한다. 발광층(600)은 크기에 따라 색이 변환하는 양자 도트(Quantum dot) 또는 양자 로드(Quantum rod)를 포함할 수 있다.
양자 도트(Quantum dot)는 코어(core)와 코어를 둘러싸는 쉘(shell)로 이루어지며, 코어는 ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, 그리고 HgTe를 포함하는 Ⅱ-Ⅳ족 반도체, PbS, PbSe, PbTe을 포함하는 Ⅳ-Ⅵ족 반도체, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, 그리고 InSb를 포함하는 Ⅲ-Ⅴ족 반도체 중 적어도 어느 하나의 물질로 형성한다.
도 7을 참고하면, 발광층(600) 상에 투명기판(510)을 형성하고, 투명기판(510) 상에 자성 재료 물질층(520')을 얇게 도포한 후 UV 조사를 통해 경화시켜 도 8에 도시된 자성 재료층(520)을 형성한다. 이때, 투명 기판(510)과 투명 기판(510) 상에 형성된 자성 재료층(520)은 제2 편광판(500)을 구성한다.
자성 물질층(520')은 다수의 자성체 입자(530)와, 다수의 자성체 입자(530)들 사이의 공간을 채우며 UV 조사에 의해 경화되는 광 경화성 물질(520a)을 포함한다. 광경화성 물질(520a)은 UV 조사에 의해 경화되어 다수의 자성체 입자(530)들을 자성 재료 물질층(520') 내에서 고정시킨다.
이어, 제2 편광판(500) 상에 순차적으로, 공통전극(480) 및 제2 배향막(450)을 형성한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위에 의하여 나타내어지며, 특히 청구범위의 의미 및 범위 그리고 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 하부 표시 기판
20: 상부 표시 기판
100: 백라이트 유닛 200: 제1 편광판
300: 제1 기판 400: 액정층
500: 제2 편광판 600: 발광층
700: 제2 기판
100: 백라이트 유닛 200: 제1 편광판
300: 제1 기판 400: 액정층
500: 제2 편광판 600: 발광층
700: 제2 기판
Claims (16)
- 제1 기판;
상기 제1 기판 상에 위치한 박막트랜지스터;
상기 박막트랜지스터에 연결된 화소 전극;
상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판;
상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 형성된 액정층;
상기 액정층과 상기 제2 기판 사이에 위치한 발광층;
상기 발광층 및 상기 액정층 사이에 위치한 제2 편광판; 및
상기 제1 기판 배면에 위치하며 콜리메이터(collimator) 필름을 구비한 제1 편광판을 포함한 액정표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 기판은 200㎛ 정도의 두께를 갖는 액정표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 발광층은 양자 도트(Quantum dot), 인광체(phosphor), 양자 로드(Quantum rod) 중 선택된 어느 하나를 포함하는 액정표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 편광판은 자성체 특성을 갖는 무기 나노 재료를 포함하는 액정표시장치. - 제4 항에 있어서,
상기 무기 나노 재료는 Fe3O4를 포함하는 액정표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 편광판은 자성체 특성을 갖는 자성 코어 및 상기 자성 코어를 둘러싸는 투명한 절연성 물질을 포함하는 액정표시장치. - 제6 항에 있어서,
상기 제2 편광판은 상기 자성 코어를 고정시키기 위한 광경화성 재료를 포함하는 액정표시장치. - 제7 항에 있어서,
상기 광경화성 재료는 폴리머를 포함하는 액정표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 액정층은 수직 배향(Vertical Alignment, VA) 모드를 포함하는 액정표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 기판과 상기 발광체 사이에 형성된 공통전극을 더 포함하는 액정표시장치. - 제1 기판 상에 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터에 연결되는 화소 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 기판 배면에 콜리메이터(collimator) 필름을 포함한 제1 편광판을 형성하는 단계;
제2 기판 상에 발광층을 형성하는 단계;
상기 발광층 상에 제2 편광판을 형성하는 단계;
상기 제2 편광판 상에 공통전극을 형성하는 단계; 및
상기 제1 기판 및 제2 기판을 합착하여 그 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함한 액정표시장치의 제조방법. - 제11 항에 있어서,
상기 발광층 상에 제2 편광판을 형성하는 단계는, 자성체 특성을 갖는 물질에 광경화성 재료를 첨가한 후 UV 조사 하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조방법. - 제12 항에 있어서,
상기 자성체 특성을 갖는 물질은 Fe3O4의 무기 나노 재료를 포함하는 액정표시장치의 제조방법. - 제11 항에 있어서,
상기 제2 편광판은 자성체 특성을 갖는 자성 코어 및 상기 자성 코어를 둘러싸는 투명한 절연성 물질을 포함하는 액정표시장치의 제조방법. - 제11 항에 있어서,
상기 제1 기판은 200㎛ 정도의 두께를 갖는 액정표시장치의 제조방법. - 제11 항에 있어서,
상기 발광층은 양자 도트(Quantum dot), 인광체(phosphor), 양자 로드(Quantum rod) 중 선택된 어느 하나를 포함하는 액정표시장치의 제조방법.
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