KR20210024526A - Liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층으로 이루어진다.A liquid crystal display is one of the most widely used flat panel displays, and includes two display panels on which electric field generating electrodes such as a pixel electrode and a common electrode are formed, and a liquid crystal layer interposed therebetween.
전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 배향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.An electric field is generated in the liquid crystal layer by applying a voltage to the electric field generating electrode, and the alignment of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is determined through this and the polarization of incident light is controlled to display an image.
액정 표시 장치에서는 색을 표시하기 위하여 컬러 필터를 사용하며, 컬러 필터의 재료로 발광체를 포함시키는 구조가 개발되고 있다. 컬러 필터에 발광체를 포함시키는 경우 광시야각의 액정 표시 장치를 용이하게 제작할 수 있고 소비 전력을 개선할 수 있다는 장점이 있지만, 인접 화소와 혼색으로 인하여 표시 특성이 저하되는 단점이 있다.In a liquid crystal display device, a color filter is used to display colors, and a structure in which a light emitter is included as a material of the color filter has been developed. In the case of including a light emitter in a color filter, there is an advantage in that a liquid crystal display having a wide viewing angle can be easily manufactured and power consumption can be improved, but there is a disadvantage in that display characteristics are deteriorated due to mixing colors with adjacent pixels.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 혼색으로 인한 표시 특성의 저하가 없거나 광시야각을 가지는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a liquid crystal display device having a wide viewing angle or a liquid crystal display device having a wide viewing angle and no deterioration in display characteristics due to color mixture.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 광원을 포함하는 백라이트 유닛; 및 상기 백라이트 유닛의 위에 위치하며, 미세 공간층의 내에 위치하는 액정층, 상기 광원에서 제공되는 빛의 파장을 변경시켜 색을 표시하는 컬러 필터, 상기 액정층의 하부에 위치하는 하부 편광판 및 상기 액정층과 상기 컬러 필터의 사이에 위치하는 상부 편광판을 포함하는 표시판을 포함한다.In order to solve this problem, a liquid crystal display according to an embodiment of the present invention includes a backlight unit including a light source; And a liquid crystal layer positioned above the backlight unit and positioned within the microcavity layer, a color filter that displays a color by changing a wavelength of light provided from the light source, a lower polarizing plate positioned below the liquid crystal layer, and the liquid crystal. And a display panel including an upper polarizing plate positioned between the layer and the color filter.
상기 표시판은 상부 표시판과 하부 표시판을 포함하며, 상기 하부 표시판은 상기 액정층, 상기 하부 편광판을 포함하며, 상기 상부 표시판은 상기 컬러 필터를 포함할 수 있다.The display panel includes an upper panel and a lower panel, the lower panel includes the liquid crystal layer and the lower polarizer, and the upper panel includes the color filter.
상기 상부 편광판은 상기 상부 표시판 또는 상기 하부 표시판에 포함되며, 상기 상부 편광판의 상부에는 상기 상부 표시판이 위치하며, 상기 상부 편광판의 하부에는 상기 하부 표시판이 위치할 수 있다.The upper polarizing plate may be included in the upper or lower panel, the upper panel may be positioned above the upper polarizing plate, and the lower panel may be positioned below the upper polarizing plate.
상기 편광판은 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함할 수 있다.The polarizing plate may include a polarizing element generating polarized light and a tri-acetyl-cellulose (TAC) layer for securing durability.
상기 미세 공간층은 지지층에 의하여 유지되며, 상기 지지층의 내면에 배향막이 형성되고, 상기 배향막에 의하여 상기 액정층이 배향될 수 있다.The microcavity layer may be maintained by a support layer, an alignment layer may be formed on an inner surface of the support layer, and the liquid crystal layer may be aligned by the alignment layer.
상기 지지층의 상부에는 공통 전극 및 패턴된 절연층을 더 포함하며, 상기 패턴된 절연층, 상기 공통 전극 및 상기 지지층에는 액정 주입구가 형성되어 있을 수 있다.A common electrode and a patterned insulating layer may be further included on the support layer, and a liquid crystal injection hole may be formed in the patterned insulating layer, the common electrode, and the support layer.
상기 컬러 필터는 상기 광원에서 제공된 빛을 변환시키는 양자점 입자를 포함할 수 있다.The color filter may include quantum dot particles that convert light provided from the light source.
상기 광원은 청색 광원일 수 있다.The light source may be a blue light source.
상기 컬러 필터 중 청색을 표시하는 컬러 필터는 투명 컬러 필터이며, 상기 투명 컬러 필터는 스캐터링 입자를 포함할 수 있다.Among the color filters, a color filter displaying blue is a transparent color filter, and the transparent color filter may include scattering particles.
상기 컬러 필터의 하부에는 청색 파장 대역의 빛만을 투과시키는 청색광 투과층이 형성되어 있을 수 있다.A blue light transmitting layer that transmits only light in a blue wavelength band may be formed under the color filter.
상기 컬러 필터의 상부에는 청색 파장 대역의 빛을 차단하는 청색광 차단층이 형성되어 있을 수 있다.A blue light blocking layer may be formed on the color filter to block light in a blue wavelength band.
상기 투명 컬러 필터의 상부에는 상기 청색광 차단층이 형성되어 있지 않을 수 있다.The blue light blocking layer may not be formed on the transparent color filter.
상기 광원은 자외선 광원일 수 있다.The light source may be an ultraviolet light source.
상기 컬러 필터의 하부에는 자외선만을 투과시키는 자외선 투과층이 형성되어 있을 수 있다.An ultraviolet transmissive layer that transmits only ultraviolet rays may be formed under the color filter.
상기 컬러 필터의 상부에는 자외선을 차단하는 자외선 차단층이 형성되어 있을 수 있다.An ultraviolet blocking layer for blocking ultraviolet rays may be formed on the color filter.
상기 표시판은 하나의 표시판으로 이루어져 있을 수 있다.The display panel may consist of one display panel.
상기 상부 편광판은 100nm 이하의 간격으로 배열된 금속 배선을 포함할 수 있다.The upper polarizing plate may include metal wires arranged at intervals of 100 nm or less.
본 발명의 실시예에 다른 액정 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 박막 트랜지스터 위에 화소 전극을 형성하는 단계, 상기 화소 전극 위에 희생막을 형성하는 단계, 상기 희생막 위에 지지층을 형성하는 단계, 상기 희생막을 제거하여 액정 주입구를 포함하는 미세 공간층을 형성하는 단계, 상기 미세 공간층에 액정 물질을 주입하는 단계, 상기 지지 부재 위에 상기 액정 주입구를 덮도록 코팅층을 형성하는 단계, 및 광원에서 제공된 빛을 변환시키는 양자점 입자를 포함하는 컬러 필터를 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes forming a thin film transistor on a substrate, forming a pixel electrode on the thin film transistor, forming a sacrificial film on the pixel electrode, and forming a support layer on the sacrificial film. Forming a microcavity layer including a liquid crystal injection hole by removing the sacrificial film, injecting a liquid crystal material into the microcavity layer, forming a coating layer on the support member to cover the liquid crystal injection hole, And forming a color filter including quantum dot particles that convert light provided from the light source.
상기 미세 공간층에 액정 물질을 주입하는 단계 이전에 상기 미세 공간층의 외벽에 배향막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Before the step of injecting the liquid crystal material into the microcavity layer, the step of forming an alignment layer on the outer wall of the microcavity layer may be further included.
상기 지지층과 상기 코팅층의 사이에 공통 전극을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 액정 주입구는 상기 공통 전극에도 형성할 수 있다.The method further includes forming a common electrode between the support layer and the coating layer, and the liquid crystal injection hole may also be formed in the common electrode.
이상과 같이 발광체를 포함하는 컬러 필터를 상부 편광판의 상측에 위치시키고, 액정 주입구를 포함하는 미세 공간층에 액정층을 위치시켜 광시야각을 가지거나 혼색으로 인한 표시 특성의 저하가 없도록 한다.As described above, the color filter including the light emitter is positioned above the upper polarizing plate, and the liquid crystal layer is positioned in the microcavity layer including the liquid crystal injection hole so as to not have a wide viewing angle or deteriorate display characteristics due to mixed colors.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 하부 표시판의 단면도이다.
도 4 내지 도 14는 도 3의 실시예에 따른 하부 표시판의 제조 방법을 순서대로 도시한 도면이다.
도 15는 도 1의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 상부 표시판의 단면도이다.
도 16 내지 도 19는 도 15의 실시예에 다른 상부 표시판의 제조 방법을 순서대로 도시한 도면이다.
도 20 내지 도 31 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 특성을 보여주기 위한 그래프이다.
도 32는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 33은 도 32의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.
도 34는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 35는 도 34의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to the exemplary embodiment of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view of a lower panel in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of FIG. 1.
4 to 14 are views sequentially illustrating a method of manufacturing a lower display panel according to the exemplary embodiment of FIG. 3.
15 is a cross-sectional view of an upper panel in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of FIG. 1.
16 to 19 are diagrams sequentially illustrating a method of manufacturing an upper panel according to the embodiment of FIG. 15.
20 to 31 are graphs showing characteristics of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
32 is an exploded perspective view of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
33 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to the embodiment of FIG. 32.
34 is an exploded perspective view of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention.
35 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to the embodiment of FIG. 34.
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.With reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.
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.In the drawings, the thicknesses are enlarged in order to clearly express various layers and regions. Like reference numerals are attached to similar parts throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the case where the other part is "directly above", but also the case where there is another part in the middle. Conversely, when one part is "directly above" another part, it means that there is no other part in the middle.
이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 하여 상세하게 설명한다.Now, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.1 is an exploded perspective view of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to the exemplary embodiment of FIG. 1.
도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 하부 표시판(100), 상부 표시판(200) 및 백라이트 유닛(500)을 포함한다.As shown in FIG. 1, a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
백라이트 유닛(500)은 청색 광원(510)과 도광판(520)을 포함한다. 그 위에 위치하는 하부 표시판(100)은 하부 편광판(11), 하부 기판(110), 배선층(111), 미세 공간층에 형성된 액정층(3), 상부 절연층(310) 및 상부 편광판(21)을 포함한다. 그 위에 위치하는 상부 표시판(200)은 상부 기판(210), 청색광 차단층(231), 컬러 필터(230), 청색광 투과층(232)을 포함한다.The
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고하여 살펴본다.First, the
도 3은 도 1의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 하부 표시판의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a lower panel in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of FIG. 1.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 기판(110) 위에 박막 트랜지스터(도시하지 않음) 따위를 포함하는 배선층(111)이 형성되어 있다. 배선층(111)에는 게이트선(121), 유지 전압선(131), 게이트 절연막(140), 데이터선(도시하지 않음), 보호막(도시하지 않음) 및 화소 전극(190)을 포함하며, 박막 트랜지스터는 게이트선(121) 및 데이터선에 연결되어 있다. 배선층(111)에 형성되는 화소 전극(190), 게이트선(121) 및 데이터선의 구조는 실시예에 따라서 다양할 수 있다.1 to 3, a
게이트선(121)과 유지 전압선(131)은 게이트 절연막(140)의 하부에 위치하며 서로 전기적으로 분리되어 있으며, 데이터선은 게이트선(121) 및 유지 전압선(131)과 절연 교차하고 있다. 게이트선(121) 상의 게이트 전극과 데이터선 상의 소스 전극은 각각 박막 트랜지스터의 제어 단자 및 입력 단자를 구성한다. 또한, 박막 트랜지스터의 출력 단자(드레인 전극)은 화소 전극(190)과 연결되어 있으며, 화소 전극(190)은 게이트선(121), 유지 전압선(131) 및 데이터선과 절연되어 있다.The
화소 전극(190) 및 보호막의 위에는 지지층(311)이 위치한다. 지지층(311)은 지지층(311)의 내부이면서 화소 전극(190) 및 보호막의 상부의 공간(이하 미세 공간층(도 11의 305 참고이라 함)이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 한다. 본 실시예에 따른 지지층(311)의 단면은 사다리꼴 모양을 가지며, 미세 공간층(305)에 액정을 넣을 수 있도록 하기 위하여 일측면에 액정 주입구(도 14의 335 참고)를 가질 수 있다. 지지층(311)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.A
또한, 미세 공간층(305)에 주입되는 액정 분자를 배열시키기 위하여 지지층(311)의 내부, 화소 전극(190) 및 보호막의 상부에 배향막(12)이 형성되어 있다. 배향막(12)은 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane) 또는 폴리 이미드(Polyimide) 등의 액정 배향막으로써 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.In addition, in order to arrange liquid crystal molecules injected into the
미세 공간층(305)의 배향막(12) 내부에는 액정층(3)이 형성되어 있으며, 배향막(12)에 의하여 액정 분자(31)가 초기 배열한다. 액정층(3)의 두께는 약 5~6㎛로 형성될 수 있다.A
인접하는 지지층(311)의 사이에는 차광 부재(BM; 220)이 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 빛을 투과시키지 않는 물질을 포함하며, 개구부를 가지며, 개구부는 미세 공간층(305)에 대응할 수 있다.A light blocking member (BM) 220 is formed between the adjacent support layers 311. The
지지층(311) 및 차광 부재(220)의 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)과 화소 전극(190)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질로 형성되며, 전계를 발생시켜 액정 분자(31)의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다.A
공통 전극(270)의 위에는 평탄화층(312)가 형성되어 있다. 평탄화층(312)는 차광 부재(220)로 인하여 공통 전극(270) 상에 발생한 단차를 제거하기 위한 층으로 유기 물질을 포함할 수 있다. 평탄화층(312)의 위치는 도 1과 달리 공통 전극(270)의 하부에 위치할 수도 있으며, 생략될 수도 있다.A
평탄화층(312)의 위에는 패턴된 절연층(313)이 형성되어 있다. 패턴된 절연층(313)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 평탄화층(312)과 패턴된 절연층(313)은 지지층(311)과 함께 패터닝되어 액정 주입구(335)를 형성한다. 실시예에 따라서는 패턴된 절연층(313)도 생략될 수 있다.A patterned insulating
도 1에서는 지지층(311), 평탄화층(312) 및 패턴된 절연층(313)을 합하여 하나의 상부 절연층(310)으로 도시하였다. 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이 도 2의 실시예에서는 공통 전극(270)이 지지층(311)과 평탄화층(312)의 사이에 위치하고 있다. 하지만 실시예에 따라서 공통 전극(270)은 지지층(311)의 상부이기만 하면 되고, 평탄화층(312) 또는 패턴된 절연층(313)의 상부에 위치할 수도 있다.In FIG. 1, the
패턴된 절연층(313)의 상부에는 상부 편광판(21)이 위치하고 있다. 상부 편광판(21)은 얇게 형성되는 것이 바람직하며, 150~200㎛의 두께를 가질 수 있다. 상부 편광판(21)은 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함한다.An upper
한편, 기판(110)의 배면에는 하부 편광판(11)이 부착되어 있다. 하부 편광판(11)은 얇게 형성되지 않아도 되며, 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함한다. 다만, 하부 편광판(11)이 형성되는 위치는 기판(110)과 배선층(111)의 사이에 형성될 수도 있고, 그 외의 위치에 형성될 수도 있다. Meanwhile, the lower
이하에서는 하부 표시판(100)의 제조 방법에 대하여 도 4 내지 도 14를 통하여 상세하게 살펴본다.Hereinafter, a method of manufacturing the
도 4 내지 도 14는 도 3의 실시예에 따른 하부 표시판의 제조 방법을 순서대로 도시한 도면이다.4 to 14 are views sequentially illustrating a method of manufacturing a lower display panel according to the exemplary embodiment of FIG. 3.
먼저 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이 하부 기판(110)위에 박막 트랜지스터 따위를 포함하는 배선층(111)을 형성한다.First, as shown in FIG. 4, a
하부 기판은 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 이루어져 있으며, 배선층(111)에는 게이트선(121), 유지 전압선(131), 게이트 절연막(140), 데이터선(도시하지 않음), 보호막(도시하지 않음) 및 화소 전극(190)을 포함하며, 박막 트랜지스터는 게이트선(121) 및 데이터선에 연결되어 있다. The lower substrate is made of transparent glass or plastic, and the
도 4에서는 하부 기판(110)위에 배선층(111)을 형성하는 것으로 간단하게 설명하고 있지만, 실제로는 복수의 공정이 포함되어 있다.In FIG. 4, it is briefly described that the
예를 들면 아래와 같다.For example:
하부 기판(110)위에 게이트선(121)과 유지 전압선(131)을 형성하고, 그 후, 하부 기판(110)및 게이트선(121)과 유지 전압선(131)을 덮는 게이트 절연막(140)을 형성한다.A
게이트 절연막(140)의 위에 게이트선(121)과 유지 전압선(131)과 교차하는 방향으로 데이터선을 형성하며, 박막 트랜지스터의 출력 단자인 드레인 전극도 형성한다. 그 후 데이터선 및 드레인 전극을 덮는 보호막을 형성하며, 보호막에는 드레인 전극의 일부를 노출시키는 접촉 구멍도 형성한다.A data line is formed on the
보호막의 위에는 화소 전극(190)이 형성되며, 보호막의 접촉 구멍을 통하여 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있다.A
도 4에서는 이상과 같은 복수의 공정이 함축적으로 도시된 것이며, 배선층(111)에 형성되는 화소 전극(190), 게이트선(121) 및 데이터선의 구조는 실시예에 따라서 다양할 수 있다.In FIG. 4, a plurality of processes as described above are implicitly illustrated, and structures of the
그 후, 도 5를 참고하면, 미세 공간층이 형성될 영역에 희생층(300)을 형성한다. 희생층은 포토 레지스트 물질로 형성할 수 있으며, 미세 공간층이 형성될 위치, 크기 및 모양에 맞추어 식각되어 형성된다. 미세 공간층은 추후 액정층(3)이 형성될 위치이므로, 화소 영역에 대응한다.Thereafter, referring to FIG. 5, a
그 후, 도 6을 참고하면, 희생층(300) 및 노출된 배선층(111)을 덮는 지지층(311)을 형성한다. 지지층(311)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있으며, 약 2000Å의 두께로 형성될 수 있다. 또한, 지지층(311)은 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이 희생층(300)의 표면을 따라 희생층(300)을 전부 덮도록 형성한다. 도 6에서 도시하고 있는 바와 같이 희생층(300) 및 지지층(311)의 단면은 사다리꼴을 이룰 수 있다.Thereafter, referring to FIG. 6, a
그 후, 도 7에서 도시하고 있는 바와 같이 인접하는 지지층(311)의 사이에 차광 부재(BM; 220)를 형성한다. 차광 부재(220)는 빛을 투과시키지 않는 물질을 포함하며, 개구부를 가진다. 차광 부재(220)의 개구부는 희생층(300) 또는 미세 공간층(305)에 대응한다. Thereafter, as shown in FIG. 7, a light blocking member (BM) 220 is formed between the adjacent support layers 311. The
그 후, 도 8에서 도시하고 있는 바와 같이 지지층(311) 및 차광 부재(220)를 덮는 공통 전극(270)을 형성한다. 공통 전극(270)은 화소 전극(190)과 같이 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질로 형성되며, 화소 전극(190)과 함께 전계를 발생시켜 액정 분자(31)의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다.Thereafter, as shown in FIG. 8, a
그 후, 도 9에서 도시하고 있는 바와 같이 하부 평탄화층(312)을 형성한다. 하부 평탄화층(312)는 차광 부재(220)로 인하여 공통 전극(270) 상에 발생한 단차를 제거하기 위한 층으로 유기 물질을 포함한다. After that, as shown in FIG. 9, a
그 후, 도 10에서 도시하고 있는 바와 같이 하부 평탄화층(312)의 위에 패턴된 절연층(313)을 형성한다. 패턴된 절연층(313)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 약 2000Å 적층한 후, 하부 평탄화층(312) 및 지지층(311)과 함께 적층된 질화 규소(SiNx)층을 패터닝하여 액정 주입구(도 14의 335 참고)를 형성한다. 도 10에서는 액정 주입구가 도시되어 있지 않은데, 이는 절단 부분이 액정 주입구를 지나지 않기 때문일 뿐이다.Thereafter, as shown in FIG. 10, a patterned insulating
그 후, 액정 주입구를 통하여 식각액을 제공하여 지지층(311)의 내부에 위치하는 희생층(300)을 제거하여 지지층(311)에 의하여 지지되는 미세 공간(305; Microcavity)을 형성한다. (도 11 참고) 이와 같은 공정은 도 10까지 제작된 하부 표시판(100)을 PR 스트립퍼와 같은 식각액에 일정 시간 담궈두는 습식 식각 방법을 통하여 수행할 수 있다.Thereafter, an etchant is provided through the liquid crystal injection hole to remove the
그 후, 도 12에서 도시하고 있는 바와 같이 미세 공간(305)내에 배향막(12)을 형성한다. 미세 공간(305)에 배향막(12)을 형성하는 방법은 액체 상태의 배향액을 잉크젯 또는 스핀 코팅 방식으로 액정 주입구를 통하여 미세 공간(305)내를 가득 채운 후, 약 210도의 온도에서 1시간 가량 경화시키면, 배향액에 포함되어 있던 용제(solvent)는 날아가고 폴리 이미드(PI)만 지지층(311)의 내면에 경화되어 배향막(12)이 형성된다. 그 외의 배향액은 액정 주입구를 통하여 배출시켜 제거한다.Thereafter, as shown in FIG. 12, an
그 후, 도 13에서 도시하고 있는 바와 같이 배향막(12)이 형성된 미세 공간(305)에 액정층(3)을 채운다. 액정층(3)을 미세 공간(305)에 채우는 방식은 스핀 코팅이나 잉크젯 방식으로 액정 물질을 제공하고, 지지층(311) 및 패턴된 절연층(313)을 구성하는 질화 규소(SiNx)의 표면 에너지와 액정 주입구에서 발생하는 모관력(capillary force)의 상호 작용에 의하여 액정 물질이 미세 공간(305)으로 주입된다. 주입된 액정 분자(31)는 배향막(12)에 의하여 일정 방향으로 배향된다. 주입된 액정층(3)의 두께는 약 5~6㎛로 형성될 수 있다.Thereafter, as illustrated in FIG. 13, the
그 후, 도 14에서 도시한 바와 같이 액정 주입구(335)를 외부와 차단하기 위하여 하부 표시판(100)에 자외선 슬릿 코팅을 통하여 코팅층(340)을 형성한다. 코팅층(340)은 투명 유기 물질로 슬릿 코팅하면서 자외선을 조사하는 방법으로 형성하며, 그 결과 액정 주입구(335)는 막히게 된다. 도 14에서 도시된 코팅층(340)은 액정 주입구(335)를 차단하기 위한 한 가지 방법이므로 반드시 코팅층이 필요한 것은 아니며, 그 외 다른 방법으로 액정 주입구(335)를 막거나 외부와 차단하지 않아도 되는 구조에서는 액정 주입구(335)를 차단하는 별도의 장치를 형성하지 않을 수도 있다.Thereafter, as shown in FIG. 14, in order to block the liquid
그 후, 도 3에서 도시한 바와 같이 상부 편광판(21)을 코팅층(340)의 상부에 형성한다. 상부 편광판(21)은 얇게 형성되는 것이 바람직하며, 100~200㎛의 두께를 가질 수 있다. 상부 편광판(21)은 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함한다.Thereafter, as shown in FIG. 3, the upper
또한, 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이 하부 기판(110)의 배면에는 하부 편광판(11)이 부착되어 있다. 하부 편광판(11)은 얇게 형성되지 않아도 되며, 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함한다. In addition, as shown in FIG. 1, a lower
이상과 같은 방법에 의하여 하부 표시판(100)이 완성된다. 완성된 하부 표시판(100)에는 액정층(3), 공통 전극(270), 배향막(12), 화소 전극(190), 하부 편광판(11) 및 상부 편광판(21)이 모두 포함되어 있어 액정 표시 장치로서의 기본적인 동작은 하부 표시판(100)으로도 모두 가능하다. 다만, 색을 표시할 수 있는 컬러 필터(230)가 없어 색을 표시할 수 없어, 이하에서는 하부 표시판(100)을 흑백 액정 표시판이라고도 한다. The
이하에서는 컬러 필터(230)를 포함하는 상부 표시판(200)에 대하여 도 1, 도 2 및 도 15를 참고하여 상세하게 살펴본다.Hereinafter, the
도 15는 도 1의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 상부 표시판의 단면도이다.15 is a cross-sectional view of an upper panel in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of FIG. 1.
상부 편광판(21)의 위에는 상부 표시판(200)이 위치한다.The
상부 표시판(200)은 도 1 및 도 2를 참고하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 상부 기판(210) 아래에 청색광 차단층(231)이 형성되어 있다. 청색광 차단층(231)은 청색을 표시하는 화소 영역에만 개구부(231-1)를 가져 형성되어 있지 않으며, 적색 및 녹색을 표시하는 화소 영역에 형성되어 있다. 청색광 차단층(231)은 굴절율이 다른 적어도 두 개의 층을 교대로 적층하여 형성할 수 있으며, 청색의 파장 대역을 제외한 파장은 투과시키고 청색 파장 대역은 차단한다. 차단된 청색 파장은 반사되어 광 리사이클이 이루어 질 수도 있다. 청색광 차단층(231)은 청색 광원(510)에서 방출된 빛이 직접적으로 외부로 방출되지 않도록 차단하는 역할을 하므로, 청색을 표시하는 화소 영역에만 형성하지 않고, 적색 및 녹색을 표시하는 화소 영역에는 형성하고 있다.In the
본 발명의 실시예에서는 청색광을 광원으로 사용하고 있어 청색을 표시 하는 화소 영역에 개구부(231-1)가 형성되어 있다. 하지만, 실시예에 따라서는 적색 또는 녹색의 광원을 사용할 수도 있으며, 이 경우에는 해당 색을 표시하는 화소 영역에 개구부가 형성된다.In the exemplary embodiment of the present invention, blue light is used as a light source, and thus the opening 231-1 is formed in a pixel area displaying blue color. However, depending on the embodiment, a red or green light source may be used, and in this case, an opening is formed in a pixel area displaying a corresponding color.
상부 기판(210) 및 청색광 차단층(231)의 아래에는 상부 차광 부재(221)가 형성되어 있다. 상부 차광 부재(221)도 개구부를 가지며, 각 개구부에는 해당 화소가 표시하는 색에 대응하는 컬러 필터가 형성되어 있다.An upper
먼저, 적색 화소에는 적색 컬러 필터(230R)가 형성되어 있으며, 녹색 화소에는 녹색 컬러 필터(230G)가 형성되어 있고, 청색 화소에는 투명 컬러 필터(230T)가 형성되어 있다. 청색 화소에서 투명 컬러 필터(230T)를 사용하는 이유는 도 1 및 도 2의 실시예에서 사용하는 백라이트(500)의 광원(510)으로 청색 광원을 사용하기 때문이다.First, a
적색 컬러 필터(230R)는 적색의 양자점(Quantum Dot; QD) 입자(230RQD)을 포함할 수 있으며, 청색의 광원(510)에서 제공된 파장의 빛을 적색으로 변환한다.The
또한, 녹색 컬러 필터(230G)는 녹색의 양자점(QD) 입자(230GQD)을 포함할 수 있으며, 청색의 광원(510)에서 제공된 파장의 빛을 녹색으로 변환한다.In addition, the
그리고, 투명 컬러 필터(230T)는 청색의 광원(510)에서 제공된 파장의 빛의 파장을 변환시키지 않고 빛의 진행 방향을 변화시키는 스캐터링 입자(235)를 포함한다. 스캐터링 입자(235)는 TiO2 등의 입자일 수 있으며, 그 크기도 적색 양자점(QD) 입자(230RQD)나 녹색 양자점(QD) 입자(230GQD)의 크기에 준할 수 있다.In addition, the
본 발명의 실시예에서는 백라이트의 광원(510)에서 제공된 빛이 적색 양자점(QD) 입자(230RQD), 녹색 양자점(QD) 입자(230GQD) 및 스캐터링 입자(235)에서 빛이 산란된 후 외부로 방출되어 화상을 표시하기 때문에 외부로 방출되는 빛의 진행 방향이 넓고 위치에 따라서 빛의 계조가 변하지 않아 광시야각을 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, light provided from the
컬러 필터(230)는 화소 전극(190)의 열을 따라서 길게 뻗어 열방향으로 동일한 색의 화소가 배치되어 있을 수 있으며, 실시예에 따라서는 적색, 녹색, 및 청색의 삼원색에 제한되지 않고, 청록색(cyan), 자홍색(magenta), 옐로(yellow), 화이트 계열의 색 중 하나를 표시할 수도 있다. The
상부 차광 부재(221), 적색 컬러 필터(230R), 녹색 컬러 필터(230G) 및 투명 컬러 필터(230T)의 아래에는 상부 평탄화층(250)이 형성되어 있다. 상부 평탄화층(250)은 유기 물질로 형성될 수 있으며, 실시예에 따라서는 생략될 수도 있다.An
상부 평탄화층(250)의 아래에는 청색광 투과층(232)이 형성되어 있으며, 청색광 차단층(231)과 달리 청색을 표시하는 화소에도 형성되어 있다. 즉, 상부 표시판(200)의 전체 영역에 형성되어 있다. 청색광 투과층(232)도 굴절율이 다른 적어도 두 개의 층을 교대로 적층하여 형성할 수 있으며, 청색 파장 대역만을 투과시키고 그 외의 파장 대역은 차단한다. 차단된 파장 대역의 빛은 반사되어 광 리사이클이 이루어 질 수도 있다. 청색광 투과층(232)은 청색 광원(510)으로부터 입사되는 청색의 빛을 그대로 투과시키고, 그 외 불필요한 파장의 빛은 차단하기 위하여 형성되어 있다. A blue
청색광 투과층(232)의 아래에는 하부 표시판(100)이 위치하여, 하부 표시판(100)의 상부 편광판(21)과 청색광 투과층(232)이 부착되며, 서로 직접적으로 부착되거나 별도의 접착제를 통하여 접착될 수도 있다.The
이하에서는 도 16 내지 도 19를 이용하여 상부 표시판(200)의 제조 방법에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a method of manufacturing the
도 16 내지 도 19는 도 15의 실시예에 다른 상부 표시판의 제조 방법을 순서대로 도시한 도면이다.16 to 19 are diagrams sequentially illustrating a method of manufacturing an upper panel according to the embodiment of FIG. 15.
도 16에서 도시한 바와 같이 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 상부 기판(210)의 아래에 청색광 차단층(231)을 형성한다. 청색광 차단층(231)은 개구부(231-1)를 가지며, 청색을 표시하는 화소 영역에만 개구부(231-1)가 형성되어 있다. 즉, 청색광 차단층(231)은 적색 및 녹색을 표시하는 화소 영역에 형성한다. 청색광 차단층(231)은 굴절율이 다른 적어도 두 개의 층을 교대로 적층하여 형성된 필름일 수 있으며, 이를 상부 기판(210)의 하부면에 부착하여 형성한다. 청색광 차단층(231)은 청색의 파장 대역을 제외한 파장은 투과시키고 청색 파장 대역은 차단하며, 차단된 청색 파장은 반사되어 광 리사이클이 이루어 질 수도 있다.As shown in FIG. 16, a blue
그 후, 도 17에서 도시하고 있는 바와 같이 청색광 차단층(231) 및 개구부(231-1)에 의하여 노출된 상부 기판(210)의 아래에 컬러 필터(230)를 형성한다. 컬러 필터(230)의 제조 공정은 동일한 색을 나타내는 컬러 필터끼리 함께 형성하여 3색 컬러 필터의 경우 총 3번의 컬러 필터 생성 공정을 진행한다.Thereafter, as shown in FIG. 17, a
먼저, 적색 화소에는 적색 컬러 필터(230R)가 형성 방법을 살펴본다.First, a method of forming a
적색 컬러 필터(230R)는 투명한 유기 물질 또는 투명한 포토 레지스트에 청색광을 적색광으로 변경시키는 복수의 적색 양자점(QD) 입자(230RQD)를 포함하는 물질을 적층하고 적색 화소 영역에만 남기는 패터닝을 하여 형성한다.The
그 후, 투명한 유기 물질 또는 투명한 포토 레지스트에 청색광을 녹색광으로 변경시키는 복수의 녹색 양자점(QD) 입자(230GQD)를 포함하는 물질을 적층하고 녹색 화소 영역에만 남기는 패터닝을 하여 녹색 컬러 필터(230G)를 형성한다.Thereafter, a material including a plurality of green quantum dot (QD) particles 230GQD that converts blue light into green light is stacked on a transparent organic material or a transparent photoresist, and patterning remaining only in the green pixel area is performed to form a
그 후, 투명한 유기 물질 또는 투명한 포토 레지스트에 입사광을 분산시키는 스캐터링 입자(235)를 포함하는 물질을 적층하고 청색 화소 영역에만 남기는 패터닝을 하여 투명 컬러 필터(230T)를 형성한다. 스캐터링 입자(235)는 빛을 분산시키는 입자면 충분하며, 그 일예로 TiO2 입자가 있다.Thereafter, a transparent organic material or a material including scattering
그 후, 도 18에서 도시하고 있는 바와 같이, 인접한 컬러 필터(230)의 사이에 상부 차광 부재(221)를 형성한다. 상부 차광 부재(221)는 개구부를 가지며, 개구부에는 컬러 필터(230)가 위치하고 있다. 상부 차광 부재(221)는 빛을 투과시키지 않는 물질을 포함한다. 그 후, 도 18에서 도시하고 있는 바와 같이 상부 평탄화층(250)을 상부 차광 부재(221), 적색 컬러 필터(230R), 녹색 컬러 필터(230G) 및 투명 컬러 필터(230T)의 아래에 형성한다. 상부 평탄화층(250)은 유기 물질로 형성될 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 18, an upper
그 후, 도 19에서 도시하고 있는 바와 같이 상부 평탄화층(250)의 아래에 청색광 투과층(232)을 형성한다. 청색광 투과층(232)도 굴절율이 다른 적어도 두 개의 층을 교대로 적층하여 형성한 필름일 수 있다. 청색광 투과층(232)은 청색광 차단층(231)과 달리 청색을 표시하는 화소에도 형성하므로 상부 표시판(200)의 전체 영역에 부착한다. 청색광 투과층(232)은 청색 파장 대역만을 투과시키고 그 외의 파장 대역은 차단한다. 차단된 파장 대역의 빛은 반사되어 광 리사이클이 이루어 질 수도 있다. 청색광 투과층(232)은 밀폐(hermetic sealing) 특성을 가질 수도 있다.Thereafter, as shown in FIG. 19, a blue
그 후, 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이 청색광 투과층(232)의 아래에 하부 표시판(100)을 부착한다. 하부 표시판(100)의 상부 편광판(21)과 상부 표시판(200)의 청색광 투과층(232)은 직접 부착되거나 별도의 접착제를 통하여 접착될 수도 있다.After that, as shown in FIG. 2, the
다시 도 1을 참고하면, 하부 편광판(11)의 아래에는 백라이트 유닛(500)이 위치하고 있으며, 백라이트 유닛은 청색 광원(510) 및 도광판(520)을 포함한다. 도광판(520)의 상부이며, 하부 편광판(11)의 아래에는 도시하고 있지 않으나 광학 필름이 복수개 형성될 수 있다.Referring back to FIG. 1, a
또한, 도 1의 실시예에서는 청색 광원(510)이 도광판(520)의 일측에 위치하고 있는 실시예로 도시하고 있지만, 도광판(520)의 하부면 아래에 위치하는 직하형으로도 설계될 수 있다.In addition, in the embodiment of FIG. 1, although the blue
이상과 같은 액정 표시 장치에 의하면, 하부 표시판(100)에 형성된 흑백 액정 표시판은 일반적인 흑백 액정 표시 패널에 비하여 그 두께가 얇다. 일반적인 액정 표시 패널의 경우 상부 편광판(21)은 그대로 가지며, 유리 등의 투명 기판이 포함되어 기판의 두께만큼의 두께를 더 가진다. 그 결과 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상부 표시판(200)의 컬러 필터(230)와 하부 표시판(100)의 액정층(3)간의 간격이 일반적인 경우에 비하여 좁아 혼색의 가능성이 적다.According to the liquid crystal display as described above, the black-and-white liquid crystal panel formed on the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 양자점(QD) 컬러 필터(230)를 사용함에 의하여 빛이 진행되는 방향이 보다 넓어 광시야각 특성을 가진다.In addition, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention has a wide viewing angle characteristic because the direction in which light travels is wider by using the quantum dot (QD)
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 표시 특성에 대해서는 아래의 도 20 내지 도 33을 통하여 살펴본다.Such display characteristics according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 20 to 33 below.
도 20 내지 도 33은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 특성을 보여주기 위한 그래프이다.20 to 33 are graphs for showing characteristics of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
먼저, 도 20 및 도 21을 통하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 시야각 특성을 살펴본다.First, viewing angle characteristics of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 20 and 21.
도 20은 청색광의 파장 스펙트럼과, 적색 컬러 필터(230R)와 녹색 컬러 필터(230G)를 지나서 파장이 변환된 빛의 스펙트럼을 도시하고 있으며, 도 21에서는 백라이트에서 방출된 청색광의 시야각 특성 및 적색 컬러 필터(230R)와 녹색 컬러 필터(230G)를 지난 빛의 시야각 특성을 도시하고 있다.FIG. 20 shows a wavelength spectrum of blue light and a spectrum of light whose wavelength has been converted after passing through the
먼저, 도 20에서 도시하고 있는 바와 같이 백라이트 유닛(500)의 청색 광원(510)에서 방출된 빛은 450nm의 파장을 중심으로 인접한 파장값을 가진다. 또한, 적색 컬러 필터(230R)와 녹색 컬러 필터(230G)를 지난 빛은 각각 630nm의 파장을 중심으로 인접한 파장값 및 530nm의 파장을 중심으로 인접한 파장값을 가지는 것을 알 수 있다. 각 중심 파장값을 청색, 적색 및 녹색을 나타내는 파장값이므로 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 해당 파장을 중심으로 색을 표시하게 된다.First, as illustrated in FIG. 20, light emitted from the blue
또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서는 청색 광원(510)에서 제공된 빛이 적색 양자점(QD) 입자(230RQD), 녹색 양자점(QD) 입자(230GQD) 및 스캐터링 입자(235)에서 굴절, 분산되어 빛이 외부로 진행되기 때문에 광시야각을 가지게 된다.In addition, in the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention, light provided from the blue
도 21에서는 청색 광원(510)에서 제공된 빛과 적색 컬러 필터(230R) 및 녹색 컬러 필터(230G)를 투과한 빛의 시야각을 보여주고 있다. 적색 컬러 필터(230R) 및 녹색 컬러 필터(230G)를 투과한 빛은 적색 양자점(QD) 입자(230RQD) 및 녹색 양자점(QD) 입자(230GQD)에서 빛의 진행 방향이 변경되면서 측면으로 진행하는 빛이 증가하여 도 21과 같이 좌우 60도에서도 최대 휘도의 70%정도의 휘도를 나타낼 수 있다. 한편, 도 21에서는 청색 광원(510)의 빛만을 도시하고 있어 시야각이 좁은 것으로 보이지만, 실제 투명 컬러 필터(230T)를 투과하는 빛은 스캐터링 입자(235)에 의하여 빛이 굴절, 분산되므로 도 21의 적색, 녹색의 광과 유사한 시야각을 가진다. 즉, 일반적인 액정 표시 장치는 광원에서 제공된 빛의 진행 방향이 변경되지 않지만, 본 발명의 실시예와 같은 형광체를 포함하는 컬러 필터(230)를 사용하는 경우에는 형광체(양자점 입자 또는 스캐터링 입자 등)로 인하여 빛의 진행 방향이 변경되면서 측면에서의 시야각이 향상된다.21 shows viewing angles of light provided from the blue
이하에서는 도 22 및 도 23을 통하여 청색광 투과층(232) 및 청색광 차단층(231)의 광 특성을 살펴본다. Hereinafter, light characteristics of the blue
먼저 도 22에서는 청색광 차단층(231)의 특성을 도시하고 있다. 청색광 차단층(231)은 청색광은 차단하므로 투과시키지 않고, 그 대신 청색광은 반사시키는 특성을 가진다. 즉, 도 22에서는 각 색에 대응하는 파장 스펙트럼과 함께 청색광 차단층(231)의 투과율 및 반사율이 도시되어 있다. 그 결과 청색광 차단층(231)은 적색 및 녹색의 빛은 투과시키지만, 청색의 빛은 차단하고 반사시킨다.First, in FIG. 22, characteristics of the blue
한편, 도 23에서는 청색광 투과층(232)의 투과율 특성이 도시되어 있다. 도 23에 의하면 450nm를 중심으로 인접하는 빛을 투과하는 특성이 도시되어 있다. 그 외의 적색 및 녹색 파장의 빛은 차단한다.Meanwhile, in FIG. 23, transmittance characteristics of the blue
도 22 및 도 23의 특성에 기초하면, 본 발명의 실시예에서 사용되고 있는 청색광 차단층(231) 및 청색광 투과층(232)은 각각 청색광을 차단시켜 적색 및 녹색을 표시하는 곳에서 청색 파장의 빛이 포함되지 않도록 하고, 광원에서 제공되는 청색광 외의 성분은 차단하여 컬러 필터(230)로 인가되는 빛의 순도를 향상시킨다.Based on the characteristics of FIGS. 22 and 23, the blue
이하에서는 도 24 내지 도 31 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 빛의 혼색을 막는 방식에 대하여 상세하게 살펴본다.Hereinafter, a method of preventing light mixing in a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 24 to 31.
먼저 도 24 및 도 25에서는 청색광이 상부 표시판(200)의 청색광 투과층(232)에 대하여 입사하는 각도에 따른 투과광의 특성을 도시하고 있다.First, in FIGS. 24 and 25, characteristics of transmitted light according to an angle at which blue light enters the blue
도 24 및 도 25에서 입사각도가 0인 경우는 청색광 투과층(232)에 수직으로 입사하는 경우이며, 80인 경우는 청색광 투과층(232)에 수직인 법선에 대하여 80도의 각도로 입사하는 것을 나타낸다.In FIGS. 24 and 25, when the incident angle is 0, the incident angle is perpendicular to the blue
도 24에서는 입사각에 따른 투과광의 파장 변화를 보여주고 있으며, 도 25에서는 입사각에 따른 청색광의 투과율을 도시하고 있다.FIG. 24 shows the wavelength change of transmitted light according to the incident angle, and FIG. 25 shows the transmittance of blue light according to the incident angle.
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*도 24에서는 입사각이 0도인 경우에는 입사광의 파장은 청색 파장대역을 그대로 유지하지만, 입사각도가 커질수록 입사되는 빛의 파장이 상대적으로 짧아져 청색광 투과층(232)을 투과하지 못하게 되는 것을 알 수 있다. 그 결과 청색광 투과층(232)으로 수직(0도 입사각)하게 입사하는 광만이 투과되며, 입사각이 큰 경우에는 청색광 투과층(232)을 투과하지 못하고 반사되어 광 리사이클에 사용된다. 또한, 도 25에서는 입사각이 0도인 경우에는 백라이트 유닛(500)의 청색 광원(510)에서 방출된 광의 90%가 투과되는 것을 확인할 수 있지만, 입사각도가 커질수록 투과된 빛의 투과율은 작으며, 나머지는 반사되는 것을 알 수 있다.* In Fig. 24, when the incident angle is 0 degrees, the wavelength of the incident light remains in the blue wavelength band, but as the incident angle increases, the wavelength of the incident light becomes relatively short, making it impossible to transmit the blue
이상과 같은 청색광 투과층(232)의 특성에 의하여 청색광만이 투과되고 그외의 파장의 빛(일정 각도 이상으로 기울어져 입사되는 빛)은 반사되도록 하여 수직에 준하는 빛만 컬러 필터(230)로 입사되어 혼색이 발생하지 않도록 한다. 즉, 혼색이라 함은 인접한 화소를 투과한 빛이 본 화소의 컬러 필터(230)로 입사되는 경우인데, 이러한 빛은 청색광 투과층(232)으로 기울어져 입사되므로 청색광 투과층(232)을 투과하지 못하므로 혼색을 방지한다.Due to the characteristics of the blue
이하에서는 도 26 내지 도 31을 통하여 혼색에 대하여 좀 더 상세하게 살펴본다.Hereinafter, the mixed colors will be described in more detail through FIGS. 26 to 31.
도 26에서는 혼색(parallax)을 명확하게 살펴보기 위하여 주변의 층상 관계를 도시하였다. 하부 표시판(100)의 액정층(3)을 지난 빛이 상부 편광판(21)을 지나 컬러 필터(230)로 입사하는 다양한 경우를 나타내었으며, 지나는 컬러 필터(230)의 색에 의하여 표현되는 색이 변한다. 즉, 해당 화소의 컬러 필터(230)를 지나는 경우에는 문제가 없지만, 빛이 측면으로 진행하는 경우에는 인접하는 컬러 필터(230)를 지나게 되면서 혼색이 발생한다. 본 발명의 실시예에서는 청색광 투과층(232)이 이러한 혼색을 어느 정도 막고 있지만, 청색광 투과층(232)에 무관하게 혼색을 방지할 수 있는 수치를 구해보고자 한다.In FIG. 26, a layered relationship around the periphery is shown in order to clearly examine the color mixture (parallax). Various cases of light passing through the
도 26에서 도시된 실시예에서는 컬러 필터(230)의 폭은 Wp로 105.5㎛이고, 차광 부재(220)의 폭은 Wb로 29㎛이며, PPI(pixel per inch)는 63이고, 화소의 크기(pixel size)는 403.5㎛이고, 부화소의 크기(sub pixel size)는 134.5㎛이다.In the embodiment shown in FIG. 26, the width of the
이러한 도 26의 실시예에서 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d) 및 퍼짐각(divergence half angle)에 따른 특성을 도 27 및 도 28에서 도시하였다.In the embodiment of FIG. 26, characteristics according to a vertical distance d and a divergence half angle between the
도 27은 퍼짐각이 80도 인 경우 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)의 변화에 따라 시야각(viewing angle)에 대한 빛의 강도(intensity)의 변화를 도시한 것이다. 빛의 강도가 0인 경우는 해당 시야각에서는 차광 부재(220)에 의하여 빛이 가려지는 것을 의미하므로 빛의 강도가 0이 되었다가 다시 증가하는 것은 인접한 컬러 필터(230)로 빛이 진행하는 것을 의미한다. 그러므로 도 27에서 강도가 일정하게만 줄어드는 경우는 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)가 10㎛인 경우뿐이며, 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)는 짧을수록 혼색의 가능성이 적음을 명확하게 보여준다.FIG. 27 shows a change in intensity of light with respect to a viewing angle according to a change in the vertical distance d between the
또한, 도 28에서는 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)를 200㎛로 고정한 상태에서 퍼짐각에 따라 시야각(viewing angle)에 대한 빛의 강도(intensity)의 변화를 도시한 것이다. 도 28의 그래프에서도 빛의 강도가 0이 되었다가 다시 증가하는 것은 인접한 컬러 필터(230)로 빛이 진행하는 것을 의미하므로 강도가 일정하게 줄어드는 경우가 혼색이 발생하지 않는 경우이다. 이 경우도 도 28에서 퍼짐각이 20도인 경우뿐이며, 퍼짐각이 작을수록 혼색의 가능성이 적음을 명확하게 보여준다.In addition, FIG. 28 shows the change in intensity of light with respect to the viewing angle according to the spreading angle in a state where the vertical distance d between the
이러한 내용을 기준으로 도 29 및 도 30에서도 퍼짐각에 따른 혼색의 발생 빈도를 도시하고 있다. Based on these contents, the frequency of occurrence of color mixture according to the spreading angle is also shown in FIGS. 29 and 30.
먼저, 도 29에서는 PPI값을 63으로 한 경우 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)를 변화시키면서 측정하였다. 도 29에서 도시하고 있는 바와 같이 혼색이 발생하지 않는 경우는 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)는 10㎛인 경우뿐임을 알 수 있다.First, in FIG. 29, when the PPI value is set to 63, the measurement was performed while changing the vertical distance d between the
또한, 도 30에서는 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)를 200㎛으로 고정하고 PPI를 변화시키면서 측정한 것이다. 도 30에 의하면 혼색은 모두 발생하고 있지만, 퍼짐각이 작을수록 혼색이 PPI값에 상관없이 발생하지 않음을 알 수 있으며, PPI값이 작으면, 화소의 크기가 커지므로 혼색이 더 적게 발생하는 것을 확인할 수 있다.In addition, in FIG. 30, the vertical distance (d) between the
본 발명에서는 혼색을 방지하기 위하여 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)를 작게 형성한 것이 특징이다. 즉, 도 2를 참고하면, 컬러 필터(230)와 액정층(3) 사이에는 상부 편광판(21)이 가장 두께를 많이 차지하고 있으며, 그 두께가 100~200㎛이다. 그러므로 본 발명의 도 2의 실시예에서는 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)를 100~200㎛로 볼 수 있고, 이는 사이에 절연 기판이 형성되지 않아 수직 거리(d)를 급감시킨 장점이 있다. In the present invention, the vertical distance d between the
이와 같이 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)를 급감시킴으로 인하여 혼색이 얼마나 향상될 수 있는지는 도 31에서 도시되어 있다.As such, it is shown in FIG. 31 how much color mixing can be improved by sharply decreasing the vertical distance d between the
도 31에서는 퍼짐각이 80도 이하이고, 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)가 500㎛이하인 경우와 퍼짐각이 55도 이하이고, 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)가 100㎛이하인 경우 혼색의 발생 여부가 도시되어 있다.In FIG. 31, the spreading angle is 80 degrees or less, the vertical distance d between the
도 31에서 도시하고 있는 바와 같이 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)가 500㎛이하인 경우에는 시야각이 변함에 따라서 혼색이 수차례 발생하는 것이 도시되어 있지만, 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 수직 거리(d)가 100㎛이하인 경우에는 혼색이 거의 발생하지 않는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 31, when the vertical distance d between the
도 31에서 도시하고 있는 바와 같이 본 발명에서는 컬러 필터(230)와 액정층(3)간의 사이에 두께가 큰 층으로는 상부 편광판(21)만을 형성하여 간격을 급감시키고 혼색을 방지시키는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 31, in the present invention, it can be seen that only the upper
이하에서는 도 1 및 도 2의 실시예와 다른 또 다른 실시예에 대하여 도 32 내지 도 35를 참고로 하여 살펴본다.Hereinafter, another embodiment different from the embodiment of FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIGS. 32 to 35.
먼저, 도 32 및 도 33에 따른 또 다른 실시예를 살펴본다.First, another embodiment according to FIGS. 32 and 33 will be described.
도 32는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 33은 도 32의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.32 is an exploded perspective view of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 33 is a cross-sectional view of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of FIG. 32.
도 32의 실시예는 도 1의 실시예와 달리 광원으로 자외선 광원(510’)을 포함한다. 그 결과 편광판(11’, 21’)은 자외선을 편광시키는 특성을 가지며, 상부 표시판(200)에 자외선 차단층(231’) 및 자외선 투과층(232’)을 포함한다. 또한, 컬러 필터(230’)에 포함된 양자점 입자는 자외선의 파장을 변경하여 적색, 녹색 및 청색으로 변경시킨다. 또한, 도 32의 실시예에서는 상부 편광판(21’)이 상부 표시판(200)에 포함되어 있다.Unlike the embodiment of FIG. 1, the embodiment of FIG. 32 includes an ultraviolet light source 510' as a light source. As a result, the
도 32에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 하부 표시판(100), 상부 표시판(200) 및 백라이트 유닛(500)을 포함한다.As shown in FIG. 32, a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention includes a
백라이트 유닛(500)은 자외선 광원(510’)과 도광판(520)을 포함한다. 그 위에 위치하는 하부 표시판(100)은 하부 편광판(11’), 하부 기판(110), 배선층(111), 미세 공간층에 형성된 액정층(3), 상부 절연층(310)을 포함한다. 또한, 그 위에 위치하는 상부 표시판(200)은 상부 편광판(21’), 상부 기판(210), 자외선 차단층(231’), 컬러 필터(230’), 자외선 투과층(232’)을 포함한다.The
이와 같은 도 32의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도 33을 통하여 보다 상세하게 살펴본다.The liquid crystal display according to the embodiment of FIG. 32 will be described in more detail with reference to FIG. 33.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 도 33을 참고하여 살펴본다.First, the
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 기판(110) 위에 박막 트랜지스터(도시하지 않음) 따위를 포함하는 배선층(111)이 형성되어 있다. 배선층(111)에는 게이트선(121), 유지 전압선(131), 게이트 절연막(140), 데이터선(도시하지 않음), 보호막(도시하지 않음) 및 화소 전극(190)을 포함하며, 박막 트랜지스터는 게이트선(121) 및 데이터선에 연결되어 있다. 배선층(111)에 형성되는 화소 전극(190), 게이트선(121) 및 데이터선의 구조는 실시예에 따라서 다양할 수 있다.A
게이트선(121)과 유지 전압선(131)은 게이트 절연막(140)의 하부에 위치하며 서로 전기적으로 분리되어 있으며, 데이터선은 게이트선(121) 및 유지 전압선(131)과 절연 교차하고 있다. 게이트선(121) 상의 게이트 전극과 데이터선 상의 소스 전극은 각각 박막 트랜지스터의 제어 단자 및 입력 단자를 구성한다. 또한, 박막 트랜지스터의 출력 단자(드레인 전극)은 화소 전극(190)과 연결되어 있으며, 화소 전극(190)은 게이트선(121), 유지 전압선(131) 및 데이터선과 절연되어 있다.The
화소 전극(190) 및 보호막의 위에는 지지층(311)이 위치한다. 지지층(311)은 지지층(311)의 내부이면서 화소 전극(190) 및 보호막의 상부의 공간(이하 미세 공간층(도 11의 305 참고이라 함)이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 한다. 본 실시예에 따른 지지층(311)의 단면은 사다리꼴 모양을 가지며, 미세 공간층(305)에 액정을 넣을 수 있도록 하기 위하여 일측면에 액정 주입구를 가질 수 있다. 지지층(311)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.A
또한, 미세 공간층(305)에 주입되는 액정 분자를 배열시키기 위하여 지지층(311)의 내부, 화소 전극(190) 및 보호막의 상부에 배향막(12)이 형성되어 있다. 배향막(12)은 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane) 또는 폴리 이미드(Polyimide) 등의 액정 배향막으로써 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.In addition, in order to arrange liquid crystal molecules injected into the
미세 공간층(305)의 배향막(12) 내부에는 액정층(3)이 형성되어 있으며, 배향막(12)에 의하여 액정 분자(31)가 초기 배열한다. 액정층(3)의 두께는 약 5~6㎛로 형성될 수 있다.A
인접하는 지지층(311)의 사이에는 차광 부재(BM; 220)이 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 빛을 투과시키지 않는 물질을 포함하며, 개구부를 가지며, 개구부는 미세 공간층(305)에 대응할 수 있다.A light blocking member (BM) 220 is formed between the adjacent support layers 311. The
지지층(311) 및 차광 부재(220)의 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)과 화소 전극(190)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질로 형성되며, 전계를 발생시켜 액정 분자(31)의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다.A
공통 전극(270)의 위에는 평탄화층(312)가 형성되어 있다. 평탄화층(312)는 차광 부재(220)로 인하여 공통 전극(270) 상에 발생한 단차를 제거하기 위한 층으로 유기 물질을 포함할 수 있다. A
평탄화층(312)의 위에는 패턴된 절연층(313)이 형성되어 있다. 패턴된 절연층(313)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 평탄화층(312)과 패턴된 절연층(313)은 지지층(311)과 함께 패터닝되어 액정 주입구(335)를 형성한다. 실시예에 따라서는 패턴된 절연층(313)도 생략될 수 있다. 도 32에서는 지지층(311), 평탄화층(312) 및 패턴된 절연층(313)을 합하여 하나의 상부 절연층(310)으로 도시하였다. A patterned insulating
한편, 기판(110)의 배면에는 하부 편광판(11’)이 부착되어 있다. 하부 편광판(11’)도 자외선 중 일 방향의 편광 방향만 투과시킨다. 또한, 하부 편광판(11’)은 얇게 형성되지 않아도 되며, 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함한다. Meanwhile, a lower
이하에서는 상부 표시판(200)에 대하여 살펴본다.Hereinafter, the
**
*패턴된 절연층(313)의 위에는 상부 표시판(200)이 위치한다.* The
상부 표시판(200)은 도 33 및 도 34를 참고하면, 투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 상부 기판(210) 아래에 자외선 차단층(231’)이 형성되어 있다. 자외선 차단층(231’)은 청색, 적색 및 녹색을 표시하는 화소 영역 상에 모두 형성되어 있다. 자외선 차단층(231’)은 굴절율이 다른 적어도 두 개의 층을 교대로 적층하여 형성할 수 있으며, 자외선 파장 대역을 제외한 파장은 투과시키고 자외선 파장 대역은 차단한다. 차단된 자외선은 반사되어 광 리사이클이 이루어 질 수도 있다. 자외선 차단층(231’)은 자외선 광원(510’)에서 방출된 빛이 직접적으로 외부로 방출되지 않도록 차단하는 역할을 한다.In the
상부 기판(210) 및 자외선 차단층(231’)의 아래에는 상부 차광 부재(221)가 형성되어 있다. 상부 차광 부재(221)도 개구부를 가지며, 각 개구부에는 해당 화소가 표시하는 색에 대응하는 컬러 필터(230’)가 형성되어 있다.An upper
먼저, 적색 화소에는 적색 컬러 필터(230R’)가 형성되어 있으며, 녹색 화소에는 녹색 컬러 필터(230G’)가 형성되어 있고, 청색 화소에는 청색 컬러 필터(230B’)가 형성되어 있다. First, a
적색 컬러 필터(230R’)는 적색의 양자점(Quantum Dot; QD) 입자(230RQD’)을 포함할 수 있으며, 자외선 광원(510’)에서 제공된 파장의 빛을 적색으로 변환한다.The
또한, 녹색 컬러 필터(230G’)는 녹색의 양자점(QD) 입자(230GQD’)을 포함할 수 있으며, 자외선 광원(510’)에서 제공된 파장의 빛을 녹색으로 변환한다.In addition, the
그리고, 청색 컬러 필터(230B’)는 청색의 양자점(QD) 입자(230BQD’)을 포함할 수 있으며, 자외선 광원(510’)에서 제공된 파장의 빛을 청색으로 변환한다.In addition, the
본 발명의 실시예에서는 백라이트의 자외선 광원(510’)에서 제공된 빛이 적색 양자점(QD) 입자(230RQD), 녹색 양자점(QD) 입자(230GQD) 및 청색의 양자점(QD) 입자(230BQD’)에서 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛으로 변환된 후 외부로 방출되어 화상을 표시하기 때문에 외부로 방출되는 빛의 진행 방향이 넓고 위치에 따라서 빛의 계조가 변하지 않아 광시야각을 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, light provided from the ultraviolet light source 510' of the backlight is from the red quantum dot (QD) particles 230RQD, the green quantum dot (QD) particles 230GQD, and the blue quantum dot (QD) particles 230BQD'. Since each is converted into red, green, and blue light and then emitted to the outside to display an image, the traveling direction of the light emitted to the outside is wide, and the gradation of the light does not change depending on the location, so that it can have a wide viewing angle.
상부 차광 부재(221), 적색 컬러 필터(230R’), 녹색 컬러 필터(230G’) 및 청색 컬러 필터(230B’)의 아래에는 상부 평탄화층(250)이 형성되어 있다. 상부 평탄화층(250)은 유기 물질로 형성될 수 있으며, 실시예에 따라서는 생략될 수도 있다.An
상부 평탄화층(250)의 아래에는 자외선 투과층(232’)이 형성되어 있으며, 자외선 차단층(231’)과 같이 모든 화소 영역에 형성되어 있다. 자외선 투과층(232’)도 굴절율이 다른 적어도 두 개의 층을 교대로 적층하여 형성할 수 있으며, 자외선 파장 대역만을 투과시키고 그 외의 파장 대역은 차단한다. 차단된 파장 대역의 빛은 반사되어 광 리사이클이 이루어 질 수도 있다. An ultraviolet transmissive layer 232' is formed under the
자외선 투과층(232’)의 아래에는 상부 편광판(21’)이 위치하고 있다. 상부 편광판(21’)은 자외선 중 일 방향의 편광 방향만 투과시킨다. 또한, 상부 편광판(21’)은 얇게 형성되는 것이 바람직하며, 150~200㎛의 두께를 가질 수 있다. 상부 편광판(21)은 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함한다.An upper polarizing plate 21' is located under the ultraviolet transmitting layer 232'. The upper polarizing plate 21' transmits only the polarization direction in one direction of ultraviolet rays. In addition, the upper
상부 편광판(21’)의 아래에는 하부 표시판(100)이 위치하여, 하부 표시판(100)의 제일 윗층인 패턴된 절연층(313)과 상부 편광판(21’)은 서로 직접적으로 부착되거나 별도의 접착제를 통하여 접착될 수도 있다.The
도 1 및 도 32의 실시예를 비교하면, 상부 편광판(21, 21’)은 상부 표시판 또는 하부 표시판에 포함된다는 것을 알 수 있으며, 상부 편광판(21, 21’)의 상부에는 상부 표시판이 위치하고, 상부 편광판(21, 21’)의 하부에는 하부 표시판이 위치한다고 말할 수도 있다.Comparing the embodiments of FIGS. 1 and 32, it can be seen that the upper
다시 도 32를 참고하면, 하부 편광판(11)의 아래에는 백라이트 유닛(500)이 위치하고 있으며, 백라이트 유닛은 자외선 광원(510’) 및 도광판(520)을 포함한다. 도광판(520)의 상부이며, 하부 편광판(11)의 아래에는 도시하고 있지 않으나 광학 필름이 복수개 형성될 수 있다.Referring back to FIG. 32, the
이상과 같은 액정 표시 장치에 의하면, 기판을 추가적으로 포함하지 않아 그 두께가 얇다. 그 결과 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 상부 표시판(200)의 컬러 필터(230’)와 하부 표시판(100)의 액정층(3)간의 간격이 일반적인 경우에 비하여 좁아 혼색의 가능성이 적다.According to the liquid crystal display device as described above, the thickness is thin because the substrate is not additionally included. As a result, in the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention, the possibility of color mixing is less because the gap between the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 양자점(QD) 컬러 필터(230’)를 사용함에 의하여 빛이 진행되는 방향이 보다 넓어 광시야각 특성을 가진다.In addition, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention has a wide viewing angle characteristic because the direction in which light travels is wider by using the quantum dot (QD) color filter 230'.
이하에서는 도 34 및 도 35에 따른 또 다른 실시예를 살펴본다.Hereinafter, another embodiment according to FIGS. 34 and 35 will be described.
도 34는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 35은 도 34의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.34 is an exploded perspective view of a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 35 is a cross-sectional view of the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of FIG. 34.
도 34 및 도 35의 실시예는 도 1의 실시예와 달리 광원으로 자외선 광원(510’)을 포함한다. 하부 편광판(11’)은 자외선을 편광시키는 특성을 가지며, 상부 편광판(21-1)은 그 두께를 줄이기 위하여 알루미늄 등의 금속 배선(21-2)이 100nm 이하의 간격으로 위치하고 있어 빛을 편광하는 특성을 가진다. 도 34 및 도 35의 실시예는 상부 편광판(21)을 형성하지 않고, 그 대신 금속 배선을 포함하는 편광판을 사용하기 때문에 편광판의 두께를 5~10㎛정도로 줄일 수 있어 혼색의 가능성이 대폭 줄어드는 장점이 있다.Unlike the embodiment of FIG. 1, the embodiments of FIGS. 34 and 35 include an ultraviolet light source 510' as a light source. The lower polarizing plate 11' has a characteristic of polarizing ultraviolet rays, and the upper polarizing plate 21-1 has metal wiring 21-2 such as aluminum positioned at intervals of 100 nm or less in order to reduce its thickness. Have characteristics. In the embodiments of FIGS. 34 and 35, since the upper
또한, 상부 표시판(200)에 자외선 차단층(231’)을 포함한다. 또한, 컬러 필터(230’)에 포함된 양자점 입자는 자외선의 파장을 변경하여 적색, 녹색 및 청색으로 변경시킨다. 또한, 도 34 및 도 35의 실시예에서는 하나의 기판에 모든 층이 적층되어 하나의 표시판으로 구성되어 있다. In addition, a
도 34 및 도 35에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 표시판(100’) 및 백라이트 유닛(500)을 포함한다.As shown in FIGS. 34 and 35, a liquid crystal display according to another exemplary embodiment of the present invention includes a display panel 100' and a
백라이트 유닛(500)은 자외선 광원(510’)과 도광판(520)을 포함한다. 그 위에 위치하는 표시판(100’)은 하부 편광판(11’), 하부 기판(110), 배선층(111), 미세 공간층에 형성된 액정층(3), 상부 절연층(310), 상부 편광판(21-1), 컬러 필터(230’), 자외선 차단층(231’)을 포함한다. 도 35 및 도 36의 실시예에서는 도 33의 실시예와 달리 자외선 투과층은 생략되어 있다.The
이와 같은 도 34의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도 35를 통하여 보다 상세하게 살펴본다.The liquid crystal display according to the embodiment of FIG. 34 will be described in more detail with reference to FIG. 35.
일체형 표시판(100’)에 대하여 도 35를 참고하여 살펴본다.The integrated display panel 100' will be described with reference to FIG. 35.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 기판(110) 위에 박막 트랜지스터(도시하지 않음) 따위를 포함하는 배선층(111)이 형성되어 있다. 배선층(111)에는 게이트선(121), 유지 전압선(131), 게이트 절연막(140), 데이터선(도시하지 않음), 보호막(도시하지 않음) 및 화소 전극(190)을 포함하며, 박막 트랜지스터는 게이트선(121) 및 데이터선에 연결되어 있다. 배선층(111)에 형성되는 화소 전극(190), 게이트선(121) 및 데이터선의 구조는 실시예에 따라서 다양할 수 있다.A
게이트선(121)과 유지 전압선(131)은 게이트 절연막(140)의 하부에 위치하며 서로 전기적으로 분리되어 있으며, 데이터선은 게이트선(121) 및 유지 전압선(131)과 절연 교차하고 있다. 게이트선(121) 상의 게이트 전극과 데이터선 상의 소스 전극은 각각 박막 트랜지스터의 제어 단자 및 입력 단자를 구성한다. 또한, 박막 트랜지스터의 출력 단자(드레인 전극)은 화소 전극(190)과 연결되어 있으며, 화소 전극(190)은 게이트선(121), 유지 전압선(131) 및 데이터선과 절연되어 있다.The
화소 전극(190) 및 보호막의 위에는 지지층(311)이 위치한다. 지지층(311)은 지지층(311)의 내부이면서 화소 전극(190) 및 보호막의 상부의 공간(이하 미세 공간층(도 11의 305 참고이라 함)이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 한다. 본 실시예에 따른 지지층(311)의 단면은 사다리꼴 모양을 가지며, 미세 공간층(305)에 액정을 넣을 수 있도록 하기 위하여 일측면에 액정 주입구를 가질 수 있다. 지지층(311)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.A
또한, 미세 공간층(305)에 주입되는 액정 분자를 배열시키기 위하여 지지층(311)의 내부, 화소 전극(190) 및 보호막의 상부에 배향막(12)이 형성되어 있다. 배향막(12)은 폴리 아믹산(Polyamic acid), 폴리 실록산(Polysiloxane) 또는 폴리 이미드(Polyimide) 등의 액정 배향막으로써 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.In addition, in order to arrange liquid crystal molecules injected into the
미세 공간층(305)의 배향막(12) 내부에는 액정층(3)이 형성되어 있으며, 배향막(12)에 의하여 액정 분자(31)가 초기 배열한다. 액정층(3)의 두께는 약 5~6㎛로 형성될 수 있다.A
인접하는 지지층(311)의 사이에는 차광 부재(BM; 220)이 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 빛을 투과시키지 않는 물질을 포함하며, 개구부를 가지며, 개구부는 미세 공간층(305)에 대응할 수 있다.A light blocking member (BM) 220 is formed between the adjacent support layers 311. The
지지층(311) 및 차광 부재(220)의 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)과 화소 전극(190)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명한 도전 물질로 형성되며, 전계를 발생시켜 액정 분자(31)의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다.A
공통 전극(270)의 위에는 평탄화층(312)가 형성되어 있다. 평탄화층(312)는 차광 부재(220)로 인하여 공통 전극(270) 상에 발생한 단차를 제거하기 위한 층으로 유기 물질을 포함할 수 있다. A
평탄화층(312)의 위에는 패턴된 절연층(313)이 형성되어 있다. 패턴된 절연층(313)은 질화 규소(SiNx) 따위의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 평탄화층(312)과 패턴된 절연층(313)은 지지층(311)과 함께 패터닝되어 액정 주입구(335)를 형성한다. 실시예에 따라서는 패턴된 절연층(313)도 생략될 수 있다. 도 34에서는 지지층(311), 평탄화층(312) 및 패턴된 절연층(313)을 합하여 하나의 상부 절연층(310)으로 도시하였다. A patterned insulating
패턴된 절연층(313)의 위에는 상부 편광판(21-1)이 위치하고 있다. 상부 편광판(21-1)은 그 두께를 줄이기 위하여 알루미늄 등의 금속 배선(21-2)이 100nm 이하의 간격으로 위치하고 있어 빛을 편광하는 특성을 가진다. 도 34 및 도 35의 실시예는 상부 편광판(21)을 형성하지 않고, 그 대신 금속 배선을 포함하는 편광판을 사용하기 때문에 편광판의 두께를 5~10㎛정도로 줄일 수 있어 혼색의 가능성이 대폭 줄어드는 장점이 있다.An upper polarizing plate 21-1 is positioned on the patterned insulating
상부 편광판(21-1)의 위에는 상부 차광 부재(221)가 형성되어 있다. 상부 차광 부재(221)도 개구부를 가지며, 각 개구부에는 해당 화소가 표시하는 색에 대응하는 컬러 필터(230’)가 형성되어 있다.An upper
먼저, 적색 화소에는 적색 컬러 필터(230R’)가 형성되어 있으며, 녹색 화소에는 녹색 컬러 필터(230G’)가 형성되어 있고, 청색 화소에는 청색 컬러 필터(230B’)가 형성되어 있다. First, a
적색 컬러 필터(230R’)는 적색의 양자점(Quantum Dot; QD) 입자(230RQD’)을 포함할 수 있으며, 자외선 광원(510’)에서 제공된 파장의 빛을 적색으로 변환한다.The
또한, 녹색 컬러 필터(230G’)는 녹색의 양자점(QD) 입자(230GQD’)을 포함할 수 있으며, 자외선 광원(510’)에서 제공된 파장의 빛을 녹색으로 변환한다.In addition, the
그리고, 청색 컬러 필터(230B’)는 청색의 양자점(QD) 입자(230BQD’)을 포함할 수 있으며, 자외선 광원(510’)에서 제공된 파장의 빛을 청색으로 변환한다.In addition, the
본 발명의 실시예에서는 백라이트의 자외선 광원(510’)에서 제공된 빛이 적색 양자점(QD) 입자(230RQD), 녹색 양자점(QD) 입자(230GQD) 및 청색의 양자점(QD) 입자(230BQD’)에서 각각 적색, 녹색 및 청색의 빛으로 변환된 후 외부로 방출되어 화상을 표시하기 때문에 외부로 방출되는 빛의 진행 방향이 넓고 위치에 따라서 빛의 계조가 변하지 않아 광시야각을 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, light provided from the ultraviolet light source 510' of the backlight is from the red quantum dot (QD) particles 230RQD, the green quantum dot (QD) particles 230GQD, and the blue quantum dot (QD) particles 230BQD'. Since each is converted into red, green, and blue light and then emitted to the outside to display an image, the traveling direction of the light emitted to the outside is wide, and the gradation of the light does not change depending on the location, so that it can have a wide viewing angle.
상부 차광 부재(221), 적색 컬러 필터(230R’), 녹색 컬러 필터(230G’) 및 청색 컬러 필터(230B’)의 위에는 상부 평탄화층(250)이 형성되어 있다. 상부 평탄화층(250)은 유기 물질로 형성될 수 있으며, 실시예에 따라서는 생략될 수도 있다.An
상부 평탄화층(250)의 위에는 자외선 차단층(231’)이 형성되어 있다. 자외선 차단층(231’)은 청색, 적색 및 녹색을 표시하는 화소 영역 상에 모두 형성되어 있다. 자외선 차단층(231’)은 굴절율이 다른 적어도 두 개의 층을 교대로 적층하여 형성할 수 있으며, 자외선 파장 대역을 제외한 파장은 투과시키고 자외선 파장 대역은 차단한다. 차단된 자외선은 반사되어 광 리사이클이 이루어 질 수도 있다. 자외선 차단층(231’)은 자외선 광원(510’)에서 방출된 빛이 직접적으로 외부로 방출되지 않도록 차단하는 역할을 한다.A
한편, 기판(110)의 배면에는 하부 편광판(11’)이 부착되어 있다. 하부 편광판(11’)도 자외선 중 일 방향의 편광 방향만 투과시킨다. 또한, 하부 편광판(11’)은 얇게 형성되지 않아도 되며, 편광을 생성하는 편광 소자와 내구성을 확보하기 위한 TAC(Tri-acetyl-cellulose)층을 포함한다. Meanwhile, a lower
다시 도 34를 참고하면, 하부 편광판(11)의 아래에는 백라이트 유닛(500)이 위치하고 있으며, 백라이트 유닛은 자외선 광원(510’) 및 도광판(520)을 포함한다. 도광판(520)의 상부이며, 하부 편광판(11)의 아래에는 도시하고 있지 않으나 광학 필름이 복수개 형성될 수 있다.Referring back to FIG. 34, the
즉, 도 34 및 도 35의 실시예는 하나의 기판(110)만을 사용하여 전체 액정 표시 장치의 두께를 줄이고 있으며, 액정층(3)과 컬러 필터(230’) 사이에 위치하는 상부 편광판(21-1)을 금속 배선을 포함하는 구조로 변경하여 그 두께를 매우 줄여 혼색의 가능성을 대폭 줄인 실시예이다.That is, in the embodiments of FIGS. 34 and 35, the thickness of the entire liquid crystal display is reduced by using only one
또한, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 양자점(QD) 컬러 필터(230’)를 사용함에 의하여 빛이 진행되는 방향이 보다 넓어 광시야각 특성을 가진다.In addition, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention has a wide viewing angle characteristic because the direction in which light travels is wider by using the quantum dot (QD) color filter 230'.
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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of rights of
100: 하부 표시판
100’: 일체형 표시판
11, 11’, 21, 21’, 21-1: 편광판
12: 배향막
21-2: 금속 배선
110, 210: 절연 기판
111: 배선층
200: 상부 표시판
220, 221: 차광 부재
230, 230’: 컬러 필터
230T: 투명 컬러 필터
235: 스캐터링 입자
231: 청색광 차단층
231-1: 개구부
232: 청색광 투과층
190: 화소 전극
231’: 자외선 차단층
232’: 자외선 투과층
250: 상부 평탄화층
270: 공통 전극
3: 액정층
300: 희생층
305: 미세 공간
31: 액정 분자
310: 상부 절연층
311: 지지층
312: 평탄화층
313: 패턴된 절연층
335: 액정 주입구
340: 코팅층
500: 백라이트 유닛
510: 청색 광원
510’: 자외선 광원
520: 도광판100: lower display panel 100': integrated display panel
11, 11', 21, 21', 21-1: polarizing plate 12: alignment layer
21-2:
111: wiring layer 200: upper panel
220, 221:
230T: transparent color filter 235: scattering particles
231: blue light blocking layer 231-1: opening
232: blue light transmitting layer 190: pixel electrode
231': UV blocking layer 232': UV transmitting layer
250: upper planarization layer 270: common electrode
3: liquid crystal layer 300: sacrificial layer
305: microcavity 31: liquid crystal molecules
310: upper insulating layer 311: support layer
312: planarization layer 313: patterned insulating layer
335: liquid crystal injection port 340: coating layer
500: backlight unit 510: blue light source
510': ultraviolet light source 520: light guide plate
Claims (1)
상기 제1 기판 상에 위치하는 제1 차광 부재;
상기 제2 기판 상에 위치하며, 적색 양자점을 포함하는 제1 컬러 필터, 녹색 양자점을 포함하는 제2 컬러 필터, 및 투명 물질 및 스캐터링 입자를 포함하는 제3 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터;
상기 제2 기판 상에 위치하며, 인접한 컬러 필터 사이에 위치하는 제2 차광 부재; 그리고
상기 제1 차광 부재와 상기 제2 차광 부재 사이에 위치하는 충진재를 포함하며,
상기 제1 차광 부재와 상기 제2 차광 부재가 서로 중첩하는 표시 장치.
A first substrate and a second substrate facing each other and overlapping each other;
A first light blocking member positioned on the first substrate;
A color filter disposed on the second substrate and including a first color filter including a red quantum dot, a second color filter including a green quantum dot, and a third color filter including a transparent material and scattering particles;
A second light blocking member positioned on the second substrate and positioned between adjacent color filters; And
Including a filler positioned between the first light blocking member and the second light blocking member,
The first light blocking member and the second light blocking member overlap each other.
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