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KR20070029526A - 자발광형 액정 표시장치 - Google Patents

자발광형 액정 표시장치 Download PDF

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Publication number
KR20070029526A
KR20070029526A KR1020050084422A KR20050084422A KR20070029526A KR 20070029526 A KR20070029526 A KR 20070029526A KR 1020050084422 A KR1020050084422 A KR 1020050084422A KR 20050084422 A KR20050084422 A KR 20050084422A KR 20070029526 A KR20070029526 A KR 20070029526A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phosphor
liquid crystal
layer
green
red
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020050084422A
Other languages
English (en)
Inventor
임승재
김병기
샤오칭 쳉
최재영
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050084422A priority Critical patent/KR20070029526A/ko
Priority to US11/497,041 priority patent/US20070058107A1/en
Priority to EP06254300A priority patent/EP1762887A1/en
Priority to JP2006239228A priority patent/JP2007079565A/ja
Publication of KR20070029526A publication Critical patent/KR20070029526A/ko
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

자발광형 액정 표시장치가 개시된다. 개시된 액정 표시장치는, 서로 이격되어 대향되게 배치되는 하부기판 및 상부기판; 하부기판과 상부기판 사이에 형성되는 액정층; 하부기판의 하부에 마련되는 것으로, 청색광을 방출하는 백라이트 유닛; 상부기판의 상부에 형성되어 백라이트 유닛으로부터 출사되어 액정층 및 상부기판을 통과한 청색광에 의하여 여기되어 발광하는 것으로, 적색 픽셀영역 및 녹색 픽셀영역에 각각 적색 형광체 및 녹색 형광체가 형성된 형광체층; 및 형광체층의 상부에 형성되어 외부광에 의하여 적색 형광체 및 녹색 형광체가 여기되어 발광하는 것을 방지하기 위한 것으로, 적색 형광체 및 녹색 형광체의 상부에 각각 적색 필터 및 녹색 필터가 형성된 컬러 필터층;를 구비한다.

Description

자발광형 액정 표시장치{Photoluminescent liquid crystal display}
도 1은 종래 자발광형 액정 표시장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자발광형 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자발광형 액정 표시장치의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자발광형 액정 표시장치의 다른 변형예를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자발광형 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자발광형 액정 표시장치의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자발광형 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100,200,400... 하부기판 102,202,402... 하부전극
104,204,404... 하부 배향막 106,206,406... 하부 편광판
122,222,422... 상부전극 124,224,424... 상부 배향막
126,226,426... 상부 편광판 127,227,327,427... 형광체층
127R,227R,327R,427R... 적색 형광체 127G,227G,327G,427G... 녹색 형광체
127',227',327',427'... 확산재 128,228,328,428... 컬러 필터층
128R,228R,328R,428R... 적색 필터 128G,228G,328G,428G... 녹색 필터
131,132,231,232,331,332,431,432... 블랙매트릭스
150,250,450... 백라이트 유닛 230,330... 투명기판
본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로, 상세하게는 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 자발광형 액정 표시장치에 관한 것이다.
종래에는 TV와 컴퓨터의 정보를 디스플레이하기 위해 CRT 모니터가 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 화면의 크기가 커지고 슬림화됨에 따라 액정 표시장치(LCD; Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP; Plasma Display Panel), 전계방출 표시장치(FED; Field Emission Display) 등과 같은 평판 표시장치가 사용되고 있다. 이러한 평판 표시장치 중에서 소비 전력이 적어 TV, 컴퓨터 모니터 등에 주로 사용되는 액정 표시장치(LCD)가 각광을 받고 있다.
종래에는 액정층에 의하여 변조된 백색광을 통과시켜 원하는 색상의 화상을 형성하는 컬러 필터를 구비하는 수광형 액정 표시장치가 사용되었다. 여기서, 상기 컬러 필터는 예를 들면 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 필터들로 이루어진다. 그러나, 이러한 수광형 액정 디스플레이에서는 컬러 필터를 구성하는 각 색상의 필터가 색상의 소정 색상의 광만을 통과시키게 되므로, 백색광의 1/3 만이 사용되어 광손실이 커지게 된다. 따라서, 상기와 같은 수광형 액정 표시장치는 충분한 밝기의 화상을 구현하기에는 한계가 있다.
이러한 수광형 액정 표시장치의 낮은 휘도 문제를 해결하기 위하여 브레덜스 등(Breddels et al.)은 형광체를 이용한 자발광형 액정 표시장치를 제안하였다. 브레델스가 제안한 자발광형 액정 표시장치는 전면기판의 내면에 형광체가 형성되는 구조를 가지며, 광원으로는 360 ~ 370nm 정도의 파장을 가지는 UV를 방출하는 수은 램프가 사용된다. 그러나, 이와 같은 자발광형 액정 표시장치에서는 360 ~ 370nm 대역의 파장을 가지는 UV가 액정층에 의해 일부 흡수됨에 따라 형광체를 여기시키는 UV의 여기에너지가 감소하게 된다. 또한, 상기 액정층은 흡수된 UV에 의하여 열화되어 수명이 단축될 염려가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도 1에는 미국특허 제6,844,903호에 개시된 자발광형 액정 표시장치가 개시되어 있다. 도 1을 참조하면, 백라이트 유닛으로는 460nm 정도의 파장을 가지는 청색광을 방출하는 청색 광원(34)이 사용되었으며, 형광체로는 적색 및 녹색 형광체(40,42)가 사용되었다. 이에 따라, 적색 및 녹색 픽셀 영역에서는 청색 광원(34)으로부터 방출된 빛에 의하여 적색 및 녹색 형광체(40,42)가 여기되어 각각 적색광(R) 및 녹색광(G)이 방출하게 된다. 그리고, 청색 픽셀 영역에서는 청색 광원(34)으로부터의 빛이 그대로 사용되어 청색광(B)이 방출하게 된다. 그러나, 상기와 같은 구조의 액정 표시장치에서는, 외부의 가시광에 포함되어 있는 청색광이 적색 및 녹색 형광체(40,42)를 여기시키게 된다. 이에 따라, 불필요한 적색광 및 녹색광을 방출됨으로써 화상의 콘트라스트(contrast)가 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 자발광형 액정 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 구현예에 따른 자발광형 액정 표시장치는,
서로 이격되어 대향되게 배치되는 하부기판 및 상부기판;
상기 하부기판과 상부기판 사이에 형성되는 액정층;
상기 하부기판의 하부에 마련되는 것으로, 청색광을 방출하는 백라이트 유닛;
상기 상부기판의 상부에 형성되어 상기 백라이트 유닛으로부터 출사되어 상기 액정층 및 상부기판을 통과한 청색광에 의하여 여기되어 발광하는 것으로, 적색 픽셀영역 및 녹색 픽셀영역에 각각 적색 형광체 및 녹색 형광체가 형성된 형광체층; 및
상기 형광체층의 상부에 형성되어 외부광에 의하여 상기 적색 형광체 및 녹색 형광체가 여기되어 발광하는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 적색 형광체 및 녹색 형광체의 상부에 각각 적색 필터 및 녹색 필터가 형성된 컬러 필터층;를 구비한다.
여기서, 상기 형광체층의 청색 픽셀영역은 상기 백라이트 유닛으로부터 출사되어 상기 액정층 및 상부기판을 통과한 청색광이 그대로 투과하는 것이 바람직하다.
상기 형광체층과 컬러 필터층 사이 또는 상기 컬러 필터층의 상부에는 투명기판이 더 마련될 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 420nm ~ 500nm, 바람직하게는 435nm ~ 470nm의 파장을 가지는 청색광을 방출할 수 있다. 상기 백라이트 유닛은 청색 발광다이오드(Blue LED) 또는 청색광을 방출하는 유기 EL(OLED; Organic Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다.
상기 형광체층의 청색 픽셀영역에는 입사된 광을 확산시켜 출사시키는 확산재가 채워질 수 있다. 그리고, 상기 컬러 필터층 중 상기 확산재의 상부에는 청색 필터가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 자발광형 액정 표시장치는,
서로 이격되어 대향되게 배치되는 하부기판 및 상부기판;
상기 하부기판과 상부기판 사이에 형성되는 액정층;
상기 하부기판의 하부에 마련되는 것으로, 청색광을 방출하는 백라이트 유닛;
상기 액정층과 상부기판 사이에 형성되어 상기 백라이트 유닛으로부터 출사 되어 상기 액정층을 통과한 청색광에 의하여 여기되어 발광하는 것으로, 적색 픽셀영역 및 녹색 픽셀영역에 각각 적색 형광체 및 녹색 형광체가 형성된 형광체층; 및
상기 형광체층과 상부기판 사이에 형성되어 외부광에 의하여 상기 적색 형광체 및 녹색 형광체가 여기되어 발광하는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 적색 형광체 및 녹색 형광체의 상부에 각각 적색 필터 및 녹색 필터가 형성된 컬러 필터층;를 구비한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자발광형 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상부기판(120)과 하부기판(100)이 서로 소정 간격으로 이격되어 대향되게 배치되어 있다. 여기서, 상부기판(120) 및 하부기판(100)은 일반적으로 투명한 유리기판으로 이루어진다. 상기 상부기판(120)과 하부기판(100) 사이에는 액정층(140)이 마련되어 있다. 상기 액정층(140)에는 후술하는 하부전극(102)과 상부전극(122) 사이에 전압이 인가됨에 따라 소정 형태로 배열됨으로써 백라이트 유닛(150)으로부터 출사된 광을 각 픽셀 별로 스위칭하는 액정 분자들이 포함되어 있다. 그리고, 상기 액정층(140)의 하면 및 상면에는 각각 하부 배향막(104) 및 상부 배향막(124)이 형성되어 있다. 이러한 하부 배향막(104) 및 상부 배향막(124)은 액정층(140) 내부의 액정 분자들을 균일하게 배향시키기 위한 것으로, 산화규소, 산화마그네슘, 불화마그네슘, 금 등과 같은 무기 물질이나 폴리이미드, 폴리비닐알코올 등과 같은 유기 물질로 이루어질 수 있다.
상기 하부기판(100)과 하부 배향막(104) 사이 및 상부 배향막(104)과 상부기판(120) 사이에는 각각 복수의 하부전극(102) 및 상부전극(122)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 하부전극들(102)과 상부전극들(122)은 서로 교차하는 방향으로 형성된다. 상기 하부전극들(102) 및 상부전극들(122)은 광을 투과시키는 투명한 도전성 물질, 예를 들면 인듐주석산화물(ITO; Indium Tin Oxide), 주석산화물(TO; Tin Oxide), 인듐아연산화물(IZO; Indium Zinc Oxide) 등으로 이루어질 수 있다.
상기 하부기판(100)의 하부에는 상기 액정층(140)을 향하여 광을 출사시키는 광원으로서 청색광을 방출시키는 백라이트 유닛(backlight unit,150)이 마련되어 있다. 여기서, 상기 백라이트 유닛(150)은 대략 420nm ~ 500nm, 바람직하게는 435nm ~ 470nm 범위의 파장을 가지는 청색광을 방출하게 된다. 이러한 백라이트 유닛(150)으로는 청색 발광다이오드(Blue diode) 또는 청색광을 방출하는 유기 EL(OLED; Organic Light Emitting Diode)이 사용될 수 있다.
상기 백라이트 유닛(150)과 하부기판(100) 사이에는 하부 편광판(106)이 마련되어 있으며, 이러한 하부 편광판(106)은 백라이트 유닛(150)으로부터 출사된 청색광을 편광시켜 액정층(140) 쪽으로 보내게 된다. 그리고, 상기 상부전극(122)과 상부기판(120) 사이에는 상부 편광판(126)이 마련되어 있으며, 이러한 상부 편광판(126)은 액정층(140)을 통과한 청색광을 편광시켜 상부기판(120) 쪽으로 보내게 된다. 여기서, 상기 하부 편광판(106) 및 상부 편광판(126)의 적층 위치는 도시된 바와 달리할 수 있다.
상기 상부기판(120)의 상면에는 액정층(140) 및 상부기판(120)을 통과한 청색광에 의하여 여기되어 발광하는 형광체층(127)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 형광체층(127)은 적색 픽셀영역 및 녹색 픽셀영역에 각각 형성되는 적색 형광체(127R) 및 녹색 형광체(127G)를 포함한다. 여기서, 상기 적색 형광체(127R)는 액정층(140) 및 상부기판(120)을 통과한 청색광에 의하여 여기되어 적색광(R)을 방출시키며, 상기 녹색 형광체(127G)는 액정층(140) 및 상부기판(120)을 통과한 청색광에 의하여 여기되어 녹색광(G)을 방출시키게 된다. 그리고, 상기 형광체층(127)의 청색 픽셀영역은 액정층(140) 및 상부기판(120)을 통과한 청색광(R)이 그대로 투과하게 된다. 여기서, 상기 형광체층(127)의 청색 픽셀영역에는 액정층(140) 및 상부기판(120)으로부터 입사된 청색광을 확산시켜 출사시키는 확산재(127')가 채워질 수 있다. 한편, 상기 형광체층(127)의 각 형광체들 사이에는 각각 제1 블랙매트릭스(black matrix,131)가 형성되어 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 수 있다.
상기 형광체층(127)의 상부에는 컬러 필터층(128)이 형성되어 있다. 이러한 컬러 필터층(128)은 외부광(ambient light), 특히 외부광에 포함된 청색광에 의하여 형광체층(127)의 적색 형광체(127R) 및 녹색 형광체(127G)가 여기되어 발광되는 것을 방지하기 위한 것이다. 여기서, 상기 컬러 필터층(128)은 적색 형광체(127R)의 상부에 형성되는 적색 필터(128R)와, 녹색 형광체(127G)의 상부에 형성되는 녹색 필터(128G)를 포함한다. 상기 적색 필터(128R)는 적색 형광체(127R)로부터 방출되는 적색광(R)을 대부분 투과시키는 동시에 외부광에 포함된 청색광을 차단함으로써 상기 적색 형광체(127R)가 외부광에 의하여 여기되어 발광하는 것을 방지한다. 그리고, 상기 녹색 필터(128G)는 녹색 형광체(127G)로부터 방출되는 녹색광(G)을 대부분 투과시키는 동시에 외부광에 포함된 청색광을 차단함으로써 녹색 형광체(127G)가 외부광에 의하여 여기되어 발광하는 것을 방지한다. 한편, 상기 컬러 필터층(128)에서 상기 형광체층(127)의 청색 픽셀 영역에 채워진 확산재(127')의 상부는 비어있다. 따라서, 액정층(140) 및 상부기판(120)을 통과한 청색광(R)은 확산재(127')를 통과하면서 외부로 확산되어 출사된다. 한편, 상기 컬러 필터층(128)에는 각 필터들 사이에 제2 블랙매트릭스(132)가 형성되어 콘트라스트를 더욱 향상시킬 수 있다. 본 발명에서 사용되는 컬러필터층(128)은 기존의 액정표시장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PD) 등과 같은 디스플레이 장치에 사용되는 컬러필터층이 될 수 있다.
상기와 같은 컬러 필터층(128)을 형성하기 위해서 염색법(dyeing method), 안료분산법(pigment dispersion method), 스크린 프린팅법(screen printing method), 전착법(electrodeposition method), 스핀 코팅법(spin coating method) 또는 잉크젯 프린팅법(inkjet printing method) 등이 사용될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 자발광형 액정 표시장치에서, 백라이트 유닛(150)으로부터 출사되어 액정층(140) 및 상부기판(120)을 통과한 청색광은 형광체층(127)의 적색 형광체(127R) 및 녹색 형광체(127G)를 여기시켜 각각 적색광(R) 및 녹색광(G)을 방출시키게 되고, 이렇게 방출된 적색광(R) 및 녹색광(G)은 각각 컬러 필터층(128)의 적색 필터(128R) 및 녹색 필터(128G)를 통과하여 대부분 외부로 출사된다. 그리고, 형광체층(127)의 확산재(127')로 입사되는 청색광(R)은 확 산되어 외부로 출사된다. 여기서, 컬러 필터층(128)의 적색 필터(128R) 및 녹색 필터(128G)가 외부광에 포함된 청색광를 차단함으로써 상기 형광체층(127)의 적색 형광체(127R) 및 녹색 형광체(127G)가 외부광에 의하여 여기되어 발광되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자발광형 액정 표시장치의 변형예를 도시한 것으로서, 도 3을 참조하면 컬러 필터층(128)에서 상기 형광체층(127)의 확산재(127') 상부에는 청색 필터(128B)가 더 마련될 수 있다. 이 경우, 액정층(140) 및 상부기판(120)을 통과하여 상기 확산재(127')로 입사되는 청색광(B)은 컬러 필터층(128)의 청색 필터(128B)를 대부분 투과하여 외부로 출사된다. 그리고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자발광형 액정 표시장치의 다른 변형예를 도시한 것으로, 도 4를 참조하면 형광체층(127)의 청색 픽셀영역 및 그 상부는 비어있다. 이 경우, 액정층(140) 및 상부기판(120)을 통과하여 형광체층(127)의 청색 픽셀영역으로 입사되는 청색광은 형광체층(127) 및 컬러 필터층(128)을 그대로 통과하여 외부로 출사된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자발광형 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 상부기판(220)과 하부기판(200)이 서로 이격되어 대향되게 배치되어 있으며, 상기 상부기판(220)과 하부기판(200) 사이에는 액정층(240)이 마련되어 있다. 그리고, 상기 액정층(240)의 하면 및 상면에는 각각 하부 배향막 (204) 및 상부 배향막(224)이 형성되어 있다. 상기 하부기판(200)과 하부 배향막(204) 사이 및 상부 배향막(204)과 상부기판(220) 사이에는 각각 복수의 하부전극(202) 및 상부전극(222)이 형성되어 있다. 여기서, 상기 하부전극들(202) 및 상부전극들(222)은 광을 투과시키는 투명한 도전성 물질로 이루어진다.
상기 하부기판(200)의 하부에는 상기 액정층(240)을 향하여 청색광을 방출시키는 백라이트 유닛(250)이 마련되어 있다. 여기서, 상기 백라이트 유닛(250)은 대략 420nm ~ 500nm, 바람직하게는 435nm ~ 470nm 범위의 파장을 가지는 청색광을 방출하게 된다. 이러한 백라이트 유닛(250)으로는 청색 발광다이오드(Blue diode) 또는 청색광을 방출하는 유기 EL(OLED; Organic Light Emitting Diode)이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 백라이트 유닛(250)과 하부기판(200) 사이 및 상부기판(220)의 상면에는 각각 하부 편광판(206) 및 상부 편광판(226)이 마련되어 있다. 여기서, 상기 하부 편광판(206) 및 상부 편광판(226)의 적층 위치는 도시된 바와 달리할 수 있다.
상기 상부 편광판(226)의 상면에는 액정층(240) 및 상부기판(220)을 통과한 청색광에 의하여 여기되어 발광하는 형광체층(227)이 형성되어 있다. 상기 형광체층(227)은 적색 픽셀영역 및 녹색 픽셀영역에 각각 형성되는 적색 형광체(227R) 및 녹색 형광체(227G)를 포함한다. 여기서, 상기 적색 형광체(227R) 및 녹색 형광체는 액정층(240)을 통과한 청색광에 의하여 여기되어 각각 적색광(R) 및 녹색광(G)을 방출시킨다. 그리고, 상기 형광체층(227)의 청색 픽셀영역은 액정층(240) 및 상부기판(220)을 통과한 청색광(R)이 그대로 투과하게 된다. 여기서, 상기 형광체층 (227)의 청색 픽셀영역에는 입사된 청색광을 확산시켜 출사시키는 확산재(227')가 채워질 수 있다. 그리고, 상기 형광체층(227)의 각 형광체들 사이에는 각각 제1 블랙매트릭스(231)가 형성될 수 있다.
상기 형광체층(227)의 상면에는 소정 두께의 투명기판(230)이 마련된다. 여기서, 상기 투명기판(230)으로는 일반적으로 유리기판이 사용된다. 상기 투명기판(230)의 상면에는 컬러 필터층(228)이 형성되어 있다. 상기 컬러 필터층(228)은 외부광, 특히 외부광에 포함된 청색광에 의하여 형광체층(227)의 적색 형광체(227R) 및 녹색 형광체(227G)가 여기되어 발광되는 것을 방지하기 위한 것이다. 여기서, 상기 컬러 필터층(228)은 적색 형광체(227R)의 상부에 형성되는 적색 필터(228R)와, 녹색 형광체(227G)의 상부에 형성되는 녹색 필터(228G)를 포함한다. 상기 적색 필터(228R)는 적색 형광체(227R)로부터 방출되어 투명기판(230)을 투과한 적색광(R)을 대부분 투과시키는 동시에 외부광에 포함된 청색광을 차단함으로써 상기 적색 형광체(227R)가 외부광에 의하여 여기되어 발광하는 것을 방지한다. 그리고, 상기 녹색 필터(228G)는 녹색 형광체(227G)로부터 방출되어 투명기판(230)을 투과한 녹색광(G)을 대부분 투과시키는 동시에 외부광에 포함된 청색광을 차단하여 녹색 형광체(227G)가 외부광에 의하여 여기되어 발광하는 것을 방지한다. 한편, 상기 컬러 필터층(228)에서 상기 형광체층(227)의 청색 픽셀 영역에 채워진 확산재(227')의 상부는 비어있다. 따라서, 액정층(240) 및 상부기판(220)을 통과하여 확산재(227')로 입사한 청색광(R)은 투명기판(230)을 통하여 외부로 출사된다. 한편, 상기 컬러 필터층(228)에는 상기 형광체층(227)의 확산재(227') 상부에 청색 필터(미 도시)가 형성될 수도 있다. 상기 컬러 필터층(228)에는 각 필터들 사이에 제2 블랙매트릭스(232)가 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자발광형 액정 표시장치의 변형예를 도시한 단면도이다. 도 6을 참조하면, 상부 편광판(226)의 상면에 형광체층(327)이 형성되어 있으며, 상기 형광체층(327)은 적색 픽셀영역 및 녹색 픽셀영역에 각각 형성되는 적색 형광체(327R) 및 녹색 형광체(327G)를 포함한다. 그리고, 상기 형광체층(327)의 청색 픽셀영역에는 입사된 청색광을 확산시켜 외부로 출사시키는 확산재(327')가 채워질 수 있다. 상기 형광체층(327)의 상면에는 컬러 필터층(328)이 형성되어 있다. 상기 컬러 필터층(328)은 적색 형광체(327R)의 상부에 형성되는 적색 필터(328R)와, 녹색 형광체(327G)의 상부에 형성되는 녹색 필터(328G)를 포함한다. 한편, 상기 컬러 필터층(328)에는 상기 형광체층(327)의 확산재(327') 상부에 청색 필터(미도시)가 형성될 수도 있다. 상기 컬러 필터층(328)의 상면에는 소정 두께의 투명기판(330)이 마련된다. 여기서, 상기 투명기판(330)으로는 일반적으로 유리기판이 사용된다. 도 7에서 참조부호 331,332는 각각 제1 및 제2 블랙매트릭스를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자발광형 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하에서는 전술한 실시예들과 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 7을 참조하면, 상부기판(420)과 하부기판(400)이 서로 이격되어 대향되게 배치되어 있으며, 상기 상부기판(420)과 하부기판(400) 사이에는 액정층(440)이 마 련되어 있다. 여기서, 상기 상부기판(420) 및 하부기판(400)은 투명한 유리기판이 일반적으로 사용된다. 그리고, 상기 액정층(440)의 하면 및 상면에는 각각 하부 배향막(404) 및 상부 배향막(424)이 형성되어 있다. 상기 하부기판(400)과 하부 배향막(404) 사이 및 상부 배향막(404)과 상부기판(420) 사이에는 각각 복수의 하부전극(402) 및 상부전극(422)이 형성되어 있다.
상기 하부기판(400)의 하부에는 상기 액정층(440)을 향하여 청색광을 방출시키는 백라이트 유닛(450)이 마련되어 있다. 여기서, 상기 백라이트 유닛(450)은 대략 420nm ~ 500nm, 바람직하게는 435nm ~ 470nm 범위의 파장을 가지는 청색광을 방출하게 된다. 이러한 백라이트 유닛(450)으로는 청색 발광다이오드 또는 청색광을 방출하는 유기 EL(OLED; Organic Light Emitting Diode)이 사용될 수 있다. 그리고, 상기 백라이트 유닛(450)과 하부기판(400) 사이 및 상부전극(422)과 상부기판(420) 사이에는 각각 하부 편광판(406) 및 상부 편광판(426)이 마련되어 있다. 여기서, 상기 하부 편광판(406) 및 상부 편광판(426)의 적층 위치는 도시된 바와 달리할 수 있다.
상기 상부 편광판(426)과 상부기판(420) 사이에는 형광체층(427)과 컬러 필터층(428)이 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 상부 편광판(426)의 상면에는 액정층(440)을 통과한 청색광에 의하여 여기되어 발광하는 상기 형광체층(427)이 형성되어 있다. 상기 형광체층(427)은 적색 픽셀영역 및 녹색 픽셀영역에 각각 형성되는 적색 형광체(427R) 및 녹색 형광체(427G)를 포함한다. 여기서, 상기 적색 형광체(427R) 및 녹색 형광체는 액정층(440)을 통과한 청색광에 의하여 여기되어 각각 적색광(R) 및 녹색광(G)을 방출시킨다. 상기 형광체층(427)의 청색 픽셀영역은 액정층(440)을 통과한 청색광이 그대로 투과하게 된다. 여기서, 상기 형광체층(427)의 청색 픽셀영역에는 입사된 청색광을 확산시켜 출사시키는 확산재(427')가 채워질 수 있다. 상기 형광체층(427)의 각 형광체들 사이에는 각각 제1 블랙매트릭스(431)가 형성될 수 있다.
상기 형광체층(427)과 상부기판(420) 사이에는 컬러 필터층(428)이 형성되어 있다. 상기 컬러 필터층(428)은 외부광, 특히 외부광에 포함된 청색광에 의하여 형광체층(427)의 적색 형광체(427R) 및 녹색 형광체(427G)가 여기되어 발광되는 것을 방지하기 위한 것이다. 여기서, 상기 컬러 필터층(428)은 적색 형광체(427R)의 상부에 형성되는 적색 필터(428R)와, 녹색 형광체(427G)의 상부에 형성되는 녹색 필터(428G)를 포함한다. 상기 적색 필터(428R)는 적색 형광체(427R)로부터 방출되는 적색광(R)을 대부분 투과시키는 동시에 외부광에 포함된 청색광을 차단함으로써 상기 적색 형광체(427R)가 외부광에 의하여 여기되어 발광하는 것을 방지한다. 그리고, 상기 녹색 필터(428G)는 녹색 형광체(427G)로부터 방출되는 녹색광(G)을 대부분 투과시키는 동시에 외부광에 포함된 청색광을 차단하여 녹색 형광체(427G)가 외부광에 의하여 여기되어 발광하는 것을 방지한다. 한편, 상기 컬러 필터층(428)에서 상기 형광체층(427)의 확산재(427') 상부는 비어있다. 따라서, 액정층(440)을 통과하여 확산재(427')로 입사한 청색광(R)은 투명한 상부기판(420)을 통하여 외부로 출사된다. 한편, 상기 컬러 필터층(428)에는 상기 형광체층(427)의 확산재(427') 상부에 청색 필터(미도시)가 형성될 수도 있다. 상기 컬러 필터층(428)에는 각 필터들 사이에 제2 블랙매트릭스(432)가 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 자발광형 액정 표시장치에 의하면 외부광에 포함된 청색광을 차단하는 컬러 필터층을 구비함으로써 형광체층의 적색 형광체 및 녹색 형광체가 외부광에 의하여 여기되어 발광되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (16)

  1. 서로 이격되어 대향되게 배치되는 하부기판 및 상부기판;
    상기 하부기판과 상부기판 사이에 형성되는 액정층;
    상기 하부기판의 하부에 마련되는 것으로, 청색광을 방출하는 백라이트 유닛;
    상기 상부기판의 상부에 형성되어 상기 백라이트 유닛으로부터 출사되어 상기 액정층 및 상부기판을 통과한 청색광에 의하여 여기되어 발광하는 것으로, 적색 픽셀영역 및 녹색 픽셀영역에 각각 적색 형광체 및 녹색 형광체가 형성된 형광체층; 및
    상기 형광체층의 상부에 형성되어 외부광에 의하여 상기 적색 형광체 및 녹색 형광체가 여기되어 발광하는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 적색 형광체 및 녹색 형광체의 상부에 각각 적색 필터 및 녹색 필터가 형성된 컬러 필터층;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체층의 청색 픽셀영역은 상기 백라이트 유닛으로부터 출사되어 상기 액정층 및 상부기판을 통과한 청색광이 그대로 투과하는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체층과 컬러 필터층 사이에는 투명기판이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컬러 필터층의 상부에는 투명기판이 더 마련되는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 420nm ~ 500nm의 파장을 가지는 청색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 435nm ~ 470nm의 파장을 가지는 청색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  7. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 청색 발광다이오드(Blue LED) 또는 청색광을 방출하는 유기 EL(OLED; Organic Light Emitting Diode)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  8. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 형광체층의 청색 픽셀영역에는 입사된 광을 확산시켜 출사시키는 확산재가 채워지는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 컬러 필터층 중 상기 확산재의 상부에는 청색 필터가 형성되는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  10. 서로 이격되어 대향되게 배치되는 하부기판 및 상부기판;
    상기 하부기판과 상부기판 사이에 형성되는 액정층;
    상기 하부기판의 하부에 마련되는 것으로, 청색광을 방출하는 백라이트 유닛;
    상기 액정층과 상부기판 사이에 형성되어 상기 백라이트 유닛으로부터 출사되어 상기 액정층을 통과한 청색광에 의하여 여기되어 발광하는 것으로, 적색 픽셀영역 및 녹색 픽셀영역에 각각 적색 형광체 및 녹색 형광체가 형성된 형광체층; 및
    상기 형광체층과 상부기판 사이에 형성되어 외부광에 의하여 상기 적색 형광체 및 녹색 형광체가 여기되어 발광하는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 적색 형광체 및 녹색 형광체의 상부에 각각 적색 필터 및 녹색 필터가 형성된 컬러 필터층;를 구비하는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 형광체층의 청색 픽셀영역은 상기 백라이트 유닛으로부터 출사되어 상기 액정층을 통과한 청색광이 그대로 투과하는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 420nm ~ 500nm의 파장을 가지는 청색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 435nm ~ 470nm의 파장을 가지는 청색광을 방출하는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 청색 발광다이오드(Blue LED) 또는 청색광을 방출하는 유기 EL(OLED; Organic Light Emitting Diode)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 형광체층의 청색 픽셀영역에는 입사된 광을 확산시켜 출사시키는 확산재가 채워지는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 컬러 필터층 중 상기 확산재의 상부에는 청색 필터가 형성되는 것을 특징으로 하는 자발광형 액정 표시장치.
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