KR100583559B1 - Electroluminescent type back light source device and liquid crystal display module using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전계 발광을 이용한 후면광원장치와, 후면광원장치를 채용한 액정표시기 모듈을 개시한다. 후면광원장치는, 외표면과 내표면을 갖는 투광성의 절연기판; 상기 절연기판의 외표면 상에 매트릭스 배열되어, 다수의 단위 셀들을 정의하는 블랙 매트릭스; 상기 블랙 매트릭스를 커버하도록 상기 외표면 상에 형성된 전계발광층과, 상기 전계발광층을 발광시키도록 상기 전계발광층에 전계를 인가하기 위한 수단을 포함한다. 상기 전계 발광층으로부터 발광된 광은 상기 단위 셀을 통하여 상기 기판의 내표면측으로 출사된다. The present invention discloses a back light source device using electroluminescence and a liquid crystal display module employing the back light source device. The back light source device includes a translucent insulating substrate having an outer surface and an inner surface; A black matrix arranged on an outer surface of the insulating substrate and defining a plurality of unit cells; An electroluminescent layer formed on the outer surface to cover the black matrix, and means for applying an electric field to the electroluminescent layer to emit the electroluminescent layer. Light emitted from the electroluminescent layer is emitted to the inner surface side of the substrate through the unit cell.
Description
본 발명은 후면 광원 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전계 발광을 이용한 후면 광원 장치 및 이를 채용한 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rear light source device, and more particularly, to a rear light source device using electroluminescence and a liquid crystal display device employing the same.
액정표시기는 경박단소의 장점으로 휴대용 정보기기의 표시소자로서 널리 사용되고 있다. 근래에 와서는 보다 박형의 그리고 보다 경량의 액정표시기를 요구하는 경향이다. Liquid crystal displays are widely used as display elements of portable information devices due to the advantages of light and thin. In recent years, there has been a tendency to require thinner and lighter liquid crystal displays.
이러한 요구를 만족시키기 위하여, 액정 표시기의 표시소자 부분의 두 유리기판의 두께를 얇게 하는 방법 등이 강구되고 있다. In order to satisfy such a demand, a method of thinning the thickness of two glass substrates of the display element portion of the liquid crystal display has been devised.
경량화와 박형화의 큰 장애요소중에 또 다른 요소는 액정표시기의 표시소자 부분에 후면으로부터 빛을 조사해주는 후면 광원 장치인 백 라이트(Back Light) 기구이다. 이하, 액정표시기에 후면광원장치가 부착된 장치를 액정표시기 모듈로 언급한다.Another major obstacle to weight reduction and thinning is the Back Light mechanism, which is a rear light source device that irradiates light from the back to the display element portion of the liquid crystal display. Hereinafter, a device having a back light source device attached to the liquid crystal display will be referred to as a liquid crystal display module.
종래에 통상 사용되는 백 라이트 기구는 광원으로서 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp:이하 CCFL로 언급함) 등을 사용하며, 램프의 위치에 따라 직하 방식과 에지(Edge) 방식으로 분류된다.Background Art [0002] Conventionally used backlight devices use a cold cathode fluorescent lamp (hereinafter referred to as CCFL) as a light source, and are classified into a direct method and an edge method according to the lamp position.
직하 방식은 액정표시기 패널의 밑면에 광원을 두어, 패널 전면을 직접 조광하는 방식으로, 양산화가 용이하며, 경량화를 기대할 수 있고, 고 휘도를 얻을 수 있는 특징을 가진다. The direct method is a method in which a light source is placed on the bottom of the liquid crystal display panel to directly illuminate the front surface of the panel, so that mass production is easy, light weight can be expected, and high luminance can be obtained.
에지 방식은, 액정표시기 패널의 한 측면 혹은 양측면에 광원을 두고, 도광판 및 반사판에 광선을 반사, 확산하는 방식으로서, 휘도 광 지향 조절이 용이하고 패널 대형화가 유리하며, 내구 수명이 긴 특징을 가진다.The edge method includes a light source on one side or both sides of the liquid crystal display panel, and reflects and diffuses light rays on the light guide plate and the reflecting plate. The edge method is easy to adjust the luminance light directivity, favorably enlarges the panel, and has a long service life. .
에지 방식의 백 라이트에 있어서, 도광판은, 측면으로부터 표시영역 전체에 빛을 전달하기 위하여 사용되는 것으로서, 일반적으로 아크릴제로 만들어지며, 액정표시소자의 전체 무게중에서 차지하는 비중이 매우 크다. 또한 도광판에 의해 내부로 전달된 빛을 표시소자 내부로 전달하기 위한 반사판이 사용되고, 표시소자 광 입사 부분에는 빛을 모으기 위한 프리즘 층과 빛을 골고루 분산시키기 위한 확산판 등이 사용된다. In the edge type backlight, the light guide plate is used to transmit light from the side surface to the entire display area. The light guide plate is generally made of acrylic and has a large proportion of the total weight of the liquid crystal display device. In addition, a reflecting plate for transmitting the light transmitted inside the light guide plate to the inside of the display element is used, and a prism layer for collecting light and a diffusion plate for evenly dispersing the light are used for the light incident portion of the display element.
이러한 여러 가지 필름의 사용은 광 효율을 향상시키지만, 원가 상승과 생산성 저하를 가져오며 또한 액정표시장치의 두께 및 무게 증가의 한 원인이 된다. The use of these various films improves the light efficiency, but leads to an increase in cost and a decrease in productivity, and is also a cause of an increase in thickness and weight of the liquid crystal display.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 액정표시기 모듈의 경량 박형화, 생산성 향상 및 제조원가의 저감을 이루는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to achieve a light weight, a productivity improvement, and a reduction in manufacturing cost of a liquid crystal display module.
본 발명의 다른 목적은, 컬러 필터층의 사용으로 인한 공정의 복잡화와 컬러 필터층의 잔류물의 존재로 인한 불량을 방지하는데 있다. Another object of the present invention is to prevent the complexity of the process due to the use of the color filter layer and the failure due to the presence of residues in the color filter layer.
본 발명의 또 다른 목적은, 전계 발광을 이용하는 후면 광원 장치에서 휘도를 향상시키는데 있다.It is still another object of the present invention to improve luminance in a back light source device using electroluminescence.
본 발명에 따르면, 후면광원장치는, 외표면과 내표면을 갖는 투광성의 절연기판; 상기 절연기판의 외표면 상에 매트릭스 배열되어, 다수의 단위 셀들을 정의하는 블랙 매트릭스; 상기 블랙 매트릭스를 커버하도록 상기 외표면 상에 형성된 전계발광층과, 상기 전계발광층을 발광시키도록 상기 전계발광층에 전계를 인가하기 위한 수단을 포함한다. 상기 전계 발광층으로부터 발광된 광은 상기 단위 셀을 통하여 상기 기판의 내표면측으로 출사된다.According to the present invention, a back light source device includes: a transparent insulating substrate having an outer surface and an inner surface; A black matrix arranged on an outer surface of the insulating substrate and defining a plurality of unit cells; An electroluminescent layer formed on the outer surface to cover the black matrix, and means for applying an electric field to the electroluminescent layer to emit the electroluminescent layer. Light emitted from the electroluminescent layer is emitted to the inner surface side of the substrate through the unit cell.
상기 후면광원장치는, 상기 전계발광층의 표면에 도포되며, 상기 전계발광층을 보호하는 보호층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 보호층은 상기 전계발광층으로부터 발광된 광을 상기 단위 셀 측으로 반사시킨다.The back light source device may further include a protective layer applied to the surface of the electroluminescent layer and protecting the electroluminescent layer. The protective layer reflects light emitted from the electroluminescent layer toward the unit cell.
또한, 상기 절연기판은, 상기 전계발광층으로부터 입사된 광을 집중 및 확산시키는 프리즘 기능을 갖도록 외표면에 요철을 가질 수 있다.In addition, the insulating substrate may have irregularities on the outer surface to have a prism function for concentrating and diffusing light incident from the electroluminescent layer.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 액정표시기 모듈은, 상기한 후면노광장치를 채용한다. 상기 후면 광원 장치의 제 1 절연기판의 내표면과 부착되는 외표면과, 대향하는 내표면을 갖는 투광성의 제 2 절연기판의 내표면 상에는 박막 트랜지스터가 배치되고, 박막 트랜지스터는 화소전극, 신호선 및 주사선에 연결되어 있다.According to another aspect of the present invention, the liquid crystal display module employs the above-described back exposure apparatus. A thin film transistor is disposed on an inner surface of the first insulating substrate of the rear light source device and an inner surface of the second insulating substrate having a transmissive inner surface, and a thin film transistor, wherein the thin film transistor includes a pixel electrode, a signal line, and a scanning line. Is connected to.
상기 제 2 절연기판의 내표면과 대향하도록, 내표면과, 외표면을 갖는 제 3 절연기판이 배치된다. 제 3 절연기판의 내표면에는 대향전극이 배치되어 있고, 제 3 절연기판과 제 2 절연기판의 내표면 사이에는 액정층이 개재된다.A third insulating substrate having an inner surface and an outer surface is disposed so as to face the inner surface of the second insulating substrate. An opposing electrode is disposed on the inner surface of the third insulating substrate, and a liquid crystal layer is interposed between the inner surface of the third insulating substrate and the second insulating substrate.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기한 후면광원장치를 갖는 액정표시기 모듈은 상기 후면광원장치의 내표면을 액정표시기 패널의 일측 기판으로 채용한다. 상기 후면장치의 제 1 절연기판의 내표면 상에는 박막 트랜지스터, 화소전극, 신호선 및 주사선이 형성되어 있다. According to another aspect of the present invention, the liquid crystal display module having the rear light source device employs the inner surface of the rear light source device as one substrate of the liquid crystal display panel. A thin film transistor, a pixel electrode, a signal line, and a scan line are formed on an inner surface of the first insulating substrate of the rear device.
상기 제 1 절연기판의 내표면과 대향하도록, 내표면과, 외표면을 갖는 제 2 절연기판이 배치된다. 제 2 절연기판의 내표면에는 대향전극이 배치되어 있고, 제 2 절연기판과 제 1 절연기판의 내표면 사이에는 액정층이 개재된다.A second insulating substrate having an inner surface and an outer surface is disposed so as to face the inner surface of the first insulating substrate. A counter electrode is disposed on an inner surface of the second insulating substrate, and a liquid crystal layer is interposed between the second insulating substrate and the inner surface of the first insulating substrate.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 첨부한 도면을 참고로 한 발명의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전계발광형 후면 광원장치의 개략적 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of an electroluminescent back light source device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 외표면과 내표면을 갖는 투광성의 기판(2)이 제공된다. 기판(2)의 외표면 상에는, 차광성의 물질(4)이 매트릭스 배열되어 있다. 차광성 물질(4)은 일반적으로 크롬(Cr)이며, 블랙 매트릭스로 호칭된다. 블랙 매트릭스(4)는, 행 방향 또는 열 방향의 피치(Pitch)가 "P"인 단위 영역의 경계면을 따라서 배치된다. 블랙 매트릭스를 포함하는 기판(2)의 외표면의 전 영역에는 전계의 인가에 따라 발광하는 전계발광층(6)이 배치된다. Referring to FIG. 1, a light transmissive substrate 2 having an outer surface and an inner surface is provided. On the outer surface of the board | substrate 2, the light-shielding substance 4 is arranged in matrix. The light blocking material 4 is generally chromium (Cr) and is called a black matrix. The black matrix 4 is arranged along the boundary surface of the unit region in which the pitch in the row direction or the column direction is "P". The electroluminescent layer 6 which emits light in response to the application of an electric field is disposed in the entire region of the outer surface of the substrate 2 including the black matrix.
전계 발광층(6)은 대향하는 전극들 사이에 개재된 형광 물질을 포함한다. 대향하는 전극들에 전압이 인가됨에 따라 형성된 전계에 의해 형광 물질이 발광하여 광을 발생한다. 상기 전계 발광층(6)은 적, 녹, 청의 형광 물질을 포함하며, 이에 의해 백색광을 발생한다.The electroluminescent layer 6 comprises a fluorescent material interposed between opposing electrodes. As the voltage is applied to the opposite electrodes, the fluorescent material emits light by the formed electric field to generate light. The electroluminescent layer 6 includes red, green, and blue fluorescent materials, thereby generating white light.
전계 발광층(6) 위에는 전계 발광층(6)의 보호를 위한 보호층(8)이 배치된다. 여기서, 보호층(8)은 전계발광층(6)으로부터 발광된 광을 기판(2)의 내표면 측으로 반사시키는 기능을 수행한다. 이에 따라 보호층(8)은 반사물질로 형성되거나, 합성수지에 별도의 반사물질을 포함하여 형성할 수도 있다. The protective layer 8 for protecting the electroluminescent layer 6 is disposed on the electroluminescent layer 6. Here, the protective layer 8 functions to reflect the light emitted from the electroluminescent layer 6 to the inner surface side of the substrate 2. Accordingly, the protective layer 8 may be formed of a reflective material, or may include a separate reflective material in the synthetic resin.
상기한 구조를 갖는 후면 광원 장치는, 전압의 인가에 따라 전계발광층이 발광하여, 제 1 유리기판의 내표면을 향하여 빛을 조사한다. 여기서, 보호층(8) 측으로 조사된 광은 보호층(8) 자체 또는 보호층(8) 내에 함유된 반사물질에 의하여 반사되어 기판(2)의 내표면 측으로 향한다. In the back light source device having the above structure, the electroluminescent layer emits light in response to the application of voltage, and irradiates light toward the inner surface of the first glass substrate. Here, the light irradiated to the protective layer 8 side is reflected by the protective layer 8 itself or the reflective material contained in the protective layer 8 and directed to the inner surface side of the substrate 2.
액정표시기 패널에 상기한 구조의 후면 광원 장치가 적용된 경우를 도 2에 도시하였다. 2 illustrates a case where the rear light source device having the above structure is applied to the liquid crystal display panel.
도 2를 참조하면, 도 1의 후면 광원 장치(10)의 기판(2)의 내표면은 투사형 액정표시기의 박막 트랜지스터 기판(30)의 외표면에 부착된다. 박막 트랜지스터 기판(30)과 대향하도록 컬러 필터 기판(40)이 위치하고, 컬러 필터 기판(40)과 박막 트랜지스터 기판(30)의 사이에는 액정층(26)이 개재된다. Referring to FIG. 2, an inner surface of the substrate 2 of the rear light source device 10 of FIG. 1 is attached to an outer surface of the thin film transistor substrate 30 of the projection liquid crystal display. The color filter substrate 40 is positioned to face the thin film transistor substrate 30, and the liquid crystal layer 26 is interposed between the color filter substrate 40 and the thin film transistor substrate 30.
박막 트랜지스터 기판(30)은, 내표면과 외표면을 갖는 유리기판(12)과, 스위칭 소자로서 유리기판(12)의 내표면에 배치된 박막 트랜지스터(18)를 포함한다. 박막 트랜지스터(14)는 유리기판(12)의 내표면 상에 배치된 화소전극(16)과 전기적으로 연결된다. 도시되지는 않았지만, 화소전극(16)에 데이터 신호를 공급하기 위한 데이터 라인과, 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 제어신호를 박막 트랜지스터에 공급하는 주사선이 서로 수직으로 배열된다. 도면 중 미설명부호 18은 절연막, 20은 배향막을 각각 나타낸다.The thin film transistor substrate 30 includes a glass substrate 12 having an inner surface and an outer surface, and a thin film transistor 18 disposed on the inner surface of the glass substrate 12 as a switching element. The thin film transistor 14 is electrically connected to the pixel electrode 16 disposed on the inner surface of the glass substrate 12. Although not shown, a data line for supplying a data signal to the pixel electrode 16 and a scan line for supplying a control signal for controlling the thin film transistor to the thin film transistor are vertically arranged. In the drawings, reference numeral 18 denotes an insulating film, and 20 denotes an alignment film.
외표면과 내표면을 갖는 컬러 필터 기판(40)의 내표면 상에는 적, 녹, 청의 컬러 필터층(26)이 도포되고, 컬러 필터층(26) 위에는 대향전극(28)이 배치된다. On the inner surface of the color filter substrate 40 having an outer surface and an inner surface, red, green, and blue color filter layers 26 are applied, and the counter electrode 28 is disposed on the color filter layers 26.
도 2에 도시한 것처럼, 선택적으로, 컬러 필터층 사이에, 박막 트랜지스터 기판의 박막 트랜지스터(18)로 입사하는 광을 차단하기 위한 광 차단막(29)이 배치될 수 있다. As shown in FIG. 2, optionally, a light blocking film 29 for blocking light incident to the thin film transistor 18 of the thin film transistor substrate may be disposed between the color filter layers.
컬러 필터 기판에 블랙 매트릭스가 배치되는 일반적인 액정표시기에서, 블랙 매트릭스는 인접한 컬러필터층간의 색 혼입 뿐만 아니라 외부 입사광에 의하여 박막 트랜지스터가 오동작하여 오프 전류가 발생하는 것을 방지하는 역할도 한다. 그러므로, 박막 트랜지스터(14)와 대향하는 컬러 필터 기판(40)의 투광성 기판(24)의 표면에 박막 트랜지스터 부분만을 가려주는 광 차단막(29)이 선택적으로 설치된다. In a general liquid crystal display in which a black matrix is disposed on a color filter substrate, the black matrix not only prevents color mixing between adjacent color filter layers but also prevents the thin film transistor from malfunctioning due to external incident light, thereby generating off current. Therefore, a light blocking film 29 that selectively covers only the thin film transistor portion is selectively provided on the surface of the light transmissive substrate 24 of the color filter substrate 40 facing the thin film transistor 14.
광 차단막(29)은 일반적인 액정표시기와는 달리, 적, 녹, 청의 컬러 필터층(26)들간의 빛의 혼입을 방지하기 위한 블랙 매트릭스와는 다른 구조를 가진다. 이는 후면 광원 장치에 설치된 블랙 매트릭스(4)가 그러한 역할을 수행하므로, 본 실시예에서, 광 차단막(29)은, 외부 입사광이 박막 트랜지스터(14)로 입사하는 것을 차단하는 구조를 가진다. Unlike the general liquid crystal display, the light blocking layer 29 has a structure different from that of the black matrix for preventing the mixing of light between the color filter layers 26 of red, green, and blue. This is because the black matrix 4 installed in the rear light source device plays such a role, and in this embodiment, the light blocking film 29 has a structure that blocks external incident light from entering the thin film transistor 14.
아울러, 후면 광원 장치에 설치된 블랙 매트릭스(4)는 상기한 역할 외에도 전계 발광층(6)에서 발광된 광이 박막 트랜지스터 기판(30)의 화소전극(16) 영역으로 집중되도록 하므로, 휘도의 향상을 이룰 수 있다. In addition, the black matrix 4 installed in the rear light source device allows the light emitted from the electroluminescent layer 6 to be concentrated in the pixel electrode 16 region of the thin film transistor substrate 30 in addition to the above-described role, thereby improving luminance. Can be.
현재의 실시예에 따르면, 후면 노광 장치의 블랙 매트릭스는 박막 트랜지스터 기판(30)의 화소전극(16)의 경계면을 따라 배열되어야 한다. 그러므로, 액정표시기의 박막 트랜지스터 기판의 외표면에 후면 광원 장치의 내표면을 부착할 때, 이들간의 정렬을 위한 정렬 키를 후면 광원 장치의 기판의 내표면에 구비하면, 부착시 오정렬을 방지할 수 있다.According to the present embodiment, the black matrix of the back exposure apparatus should be arranged along the interface of the pixel electrode 16 of the thin film transistor substrate 30. Therefore, when attaching the inner surface of the rear light source device to the outer surface of the thin film transistor substrate of the liquid crystal display, if the alignment key for alignment between them is provided on the inner surface of the substrate of the rear light source device, misalignment at the time of attachment can be prevented. have.
도 2에서 사용된 후면 노광 장치의 기판으로는, 유리와 같은 투광성의 절연기판이나 투광성의 석영기판이 사용될 수 있고, 전체적인 두께와 무게를 줄이기 위하여 박막의 투광성 필름을 사용하는 것이 바람직하다. As the substrate of the back exposure apparatus used in FIG. 2, a transparent insulating substrate such as glass or a transparent quartz substrate may be used, and in order to reduce the overall thickness and weight, it is preferable to use a thin transparent film.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 것으로서, 도 1의 후면 광원 장치의 내표면을 박막 트랜지스터 기판으로 사용한 경우를 보여준다.3 illustrates a case in which an inner surface of the rear light source device of FIG. 1 is used as a thin film transistor substrate according to another exemplary embodiment of the present invention.
후면 광원 장치의 기판(2)은 액정표시기를 위한 박막 트랜지스터 기판으로도 사용이 되므로, 투광성의 절연기판이 사용될 수 있고, 바람직하게는 유리기판이나 석영기판이 사용된다.Since the substrate 2 of the rear light source device is also used as a thin film transistor substrate for a liquid crystal display, a transparent insulating substrate can be used, preferably a glass substrate or a quartz substrate.
기판(2, 52)의 내표면상에 배치된 요소들의 구성은 도 2와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.Since the configuration of the elements disposed on the inner surfaces of the substrates 2 and 52 is the same as that of FIG. 2, the description is omitted here.
한편, 지금까지의 실시예들은, 스위칭 소자가 박막 트랜지스터이고, 컬러 표시가 가능한 경우를 보이고 설명하였지만, 바리스터(Varistor), 금속-절연물-금속(Metal-Insulator-Metal; 이하 "MIM"으로 언급함) 소자, 다이오드와 같은 2단자 소자나, 실리콘을 이용하는 금속산화물반도체(Metal Oxide Semiconductor; 이하 "MOS"로 언급함)와 같은 3단자 소자를 사용하는 액정표시기에도 물론 적용될 수 있다.On the other hand, the embodiments up to now, although the switching element is a thin film transistor, and has been shown and described the possible color display, but referred to as a varistor (Varistor), metal-insulator-metal (hereinafter referred to as "MIM") ), A two-terminal device such as a diode, or a liquid crystal display using a three-terminal device such as a metal oxide semiconductor (hereinafter referred to as "MOS") using silicon.
또한, 상기한 실시예들은 액정표시기 뿐만 아니라 여타의 평탄 표시기에도 적용이 가능하다. In addition, the above embodiments are applicable to other flat display as well as the liquid crystal display.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 후면 노광 장치의 개략적 단면도로서, 전계 발광층(66)은 적은 형광 물질을 포함하는 적의 전계 발광층(66a)과 녹의 형광 물질을 포함하는 녹의 전계 발광층(66b) 및 청의 형광 물질을 포함하는 청의 전계 발광층(66c)을 포함한다.4 is a schematic cross-sectional view of a backside exposure apparatus according to another embodiment of the present invention, in which the electroluminescent layer 66 is a red electroluminescent layer 66a containing less fluorescent material and a rust electroluminescent layer 66b including fluorescence fluorescent material. And a blue electroluminescent layer 66c including a blue fluorescent material.
적, 녹, 청의 전계 발광층(66a, 66b, 66c)은 스트리이프 구조로 형성함으로 써, 도 2와 도 3의 컬러 필터 기판(24, 52)에 배치된 컬러 필터층(26, 56)을 제거하는 것이 가능하다. The red, green, and blue electroluminescent layers 66a, 66b, and 66c have a stripe structure to remove the color filter layers 26 and 56 disposed on the color filter substrates 24 and 52 of FIGS. 2 and 3. It is possible.
전계 발광층(66)은 블랙 매트릭스(64)에 비하여 후막이므로, 전계발광층(66)과 블랙 매트릭스(64)의 두께 차이로 인한 적, 녹, 청의 전계발광층(66a, 66b, 66c) 사이의 공간은 보호층(68)으로 메워진다. 아울러, 보호층(68)은 적, 녹, 청의 전계발광층(66a, 66b, 66c) 사이의 공간 뿐만 아니라, 전계 발광층(66)의 상부에도 도포되어, 외부 환경으로부터 전계 발광층을 보호한다. 게다가, 보호막(68)은, 도 1의 실시예에서 언급한 것과 마찬가지로, 전계발광층(66)으로부터 발광된 광을 기판(62)의 내표면 측으로 반사시키는 기능을 수행한다. 이에 따라 보호층(68)은 반사물질로 형성되거나, 합성수지에 별도의 반사물질을 포함하여 형성할 수 있다. Since the electroluminescent layer 66 is thicker than the black matrix 64, the space between the red, green, and blue electroluminescent layers 66a, 66b, and 66c due to the difference in thickness between the electroluminescent layer 66 and the black matrix 64 is It is filled with a protective layer 68. In addition, the protective layer 68 is applied not only to the space between the red, green, and blue electroluminescent layers 66a, 66b, and 66c, but also to the upper portion of the electroluminescent layer 66 to protect the electroluminescent layer from the external environment. In addition, the protective film 68 performs the function of reflecting the light emitted from the electroluminescent layer 66 to the inner surface side of the substrate 62, as mentioned in the embodiment of FIG. 1. Accordingly, the protective layer 68 may be formed of a reflective material or may include a separate reflective material in the synthetic resin.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 후면 노광 장치의 개략적 단면도로서, 전계 발광층(76)을 스트라이프 구조로 형성한 다음, 적, 녹, 청의 색조를 갖도록 하고, 적, 녹, 청의 전계발광층(76a, 76b, 76c) 사이의 공간을 차광 기능을 갖는 보호층(78)으로 메우므로써, 도 2와 도 3의 컬러 필터 기판(24, 52)에 배치된 컬러 필터층(26, 56)과, 도 4의 실시예에서 구비된 블랙 매트릭스(64)를 제거하는 것이 가능하다. 5 is a schematic cross-sectional view of a backside exposure apparatus according to another embodiment of the present invention, in which the electroluminescent layer 76 is formed in a stripe structure, and then has red, green, and blue hue, and an electroluminescent layer of red, green, and blue. By filling the space between the 76a, 76b, and 76c with the protective layer 78 having a light shielding function, the color filter layers 26 and 56 disposed on the color filter substrates 24 and 52 of Figs. It is possible to remove the black matrix 64 provided in the embodiment of FIG. 4.
아울러, 보호층(78)은 적, 녹, 청의 전계발광층(76a, 76b, 76c) 사이의 공간 뿐만 아니라, 전계 발광층(76)의 상부에도 도포되어, 외부 환경으로부터 전계 발광층을 보호한다. 게다가, 보호층(68)은, 도 1 내지 도 4의 실시예에서 언급한 것과 마찬가지로, 전계발광층(76)으로부터 발광된 광을 기판(72)의 내표면 측으로 반사시키는 기능을 수행한다. 이에 따라 보호층(68)은 반사물질로 형성되거나, 합성수지에 별도의 반사물질을 포함하여 형성할 수도 있다. In addition, the protective layer 78 is applied not only to the space between the red, green, and blue electroluminescent layers 76a, 76b, and 76c, but also to the upper portion of the electroluminescent layer 76 to protect the electroluminescent layer from the external environment. In addition, the protective layer 68 performs a function of reflecting light emitted from the electroluminescent layer 76 to the inner surface side of the substrate 72, as mentioned in the embodiment of FIGS. 1 to 4. Accordingly, the protective layer 68 may be formed of a reflective material or may include a separate reflective material in the synthetic resin.
한편, 도 4와 도 5의 실시예들에서의 전계 발광층은 적, 녹, 청의 형광 물질을 혼합하여 백생광을 발생하는 예를 설명하였지만, 도 6에 도시한 것처럼 스트라이프 구조로 블랙 매트릭스(84)를 형성하고, 블랙 매트릭스(84)에 의해 정의된 단위 셀 영역에 적, 녹, 청의 컬러 필터층(85a, 85b, 85c)을 형성한다. 그리고, 블랙 매트릭스(84)와 적, 녹, 청의 컬러 필터층(85a, 85b, 85c) 위에 형광 발광층을 덮고, 형광 발광층의 전면에는 보호층을 덮는 구조로 형성할 수도 있다. 이러한 예는 도 8의 실시예에서 설명될 것이다. On the other hand, the electroluminescent layer in the embodiments of FIGS. 4 and 5 has been described an example of generating white light by mixing red, green, and blue fluorescent materials, but as shown in FIG. The color filter layers 85a, 85b, and 85c of red, green, and blue are formed in the unit cell region defined by the black matrix 84. The fluorescent light emitting layer may be covered on the black matrix 84 and the color filter layers 85a, 85b, 85c of red, green, and blue, and the protective layer may be formed on the entire surface of the fluorescent light emitting layer. This example will be described in the embodiment of FIG. 8.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 후면 광원 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 7 is a schematic cross-sectional view of a rear light source device according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 외표면과 내표면을 갖는 투광성의 기판(72)이 제공된다. 기판(72)의 외표면은, 휘도의 향상을 위하여 요철 구조로 형성한다. 요철 구조는, 형광 램프를 이용한 종래의 후면 광원 장치에서 화소영역으로 광을 집중시키기 위한 프리즘 기판의 기능을 대신할 수 있다. Referring to FIG. 7, a light transmissive substrate 72 having an outer surface and an inner surface is provided. The outer surface of the substrate 72 is formed in a concave-convex structure in order to improve the luminance. The concave-convex structure can replace the function of the prism substrate for concentrating light to the pixel region in a conventional rear light source device using a fluorescent lamp.
요철 구조의 외표면 위에 바로 형광 발광층과 블랙 매트릭스를 형성하게 되면, 요철로 인하여 형광 발광층과 블랙 매트릭스의 패터닝 공정이 어렵게 되고, 이로 인하여 증착된 막의 부착 불량이나 오정렬과 같은 불량이 발생될 수 있다. If the fluorescent light emitting layer and the black matrix are formed directly on the outer surface of the uneven structure, the patterning process of the fluorescent light emitting layer and the black matrix is difficult due to the unevenness, which may cause defects such as adhesion failure or misalignment of the deposited film.
이러한 문제들의 발생을 방지하기 위하여, 요철 구조의 외표면 상에는 평탄화 층(73)이 배치되고, 평탄화 층(73)의 표면에 전계 발광층(76)과 블랙 매트릭스(74)를 배치시킨다. 전계 발광층(76) 위에는 보호층(78)이 덮여진다.In order to prevent the occurrence of such problems, the planarization layer 73 is disposed on the outer surface of the uneven structure, and the electroluminescent layer 76 and the black matrix 74 are disposed on the surface of the planarization layer 73. The protective layer 78 is covered on the electroluminescent layer 76.
블랙 매트릭스(74), 전계 발광층(76) 및 보호층(78)의 구성은 도 1과 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다. Since the structure of the black matrix 74, the electroluminescent layer 76, and the protective layer 78 is the same as FIG. 1, description is abbreviate | omitted here.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 후면 노광 장치의 개략적 단면도이다. 도 8의 후면 노광 장치는 도 7의 구조에서 블랙 매트릭스에 의해 구분된 단위 셀 영역에 적 컬러필터층(85a), 녹 컬러필터층(85b) 및 청 컬러필터층(85c)를 각각 형성한다. 적, 녹, 청의 컬러필터층(85a,85b,85c)위에 전계 발광층(86)을 형성한다. 이에 의해 전압 인가시 전계 발광층(86)이 발광하여 광을 발생하고 발생된 광은 적, 녹, 청의 컬러필터층(85a,86b,85c)에 의해 적, 녹, 청의 광으로 각각 발광한다. 바람직하게 전계 발광층(86)은 백색광을 발생한다. 8 is a schematic cross-sectional view of a backside exposure apparatus according to another embodiment of the present invention. The back exposure apparatus of FIG. 8 forms the red color filter layer 85a, the green color filter layer 85b, and the blue color filter layer 85c in the unit cell region separated by the black matrix in the structure of FIG. The electroluminescent layer 86 is formed on the color filter layers 85a, 85b, 85c of red, green, and blue. As a result, when the voltage is applied, the electroluminescent layer 86 emits light, and the generated light is emitted by the red, green, and blue color filter layers 85a, 86b, and 85c, respectively. Preferably, the electroluminescent layer 86 generates white light.
도 8의 후면 노광 장치를 컬러 표시용 액정표시기에 적용하게 되면, 후면 노광 장치에 적용된 블랙 매트릭스(84)와 적, 녹, 청의 컬러필터층(85)에 의하여, 컬러 필터 기판으로부터 컬러 필터층과 블랙 매트릭스를 제거할 수 있다. When the back exposure apparatus of FIG. 8 is applied to the liquid crystal display for color display, the color filter layer and the black matrix are separated from the color filter substrate by the black matrix 84 and the red, green, and blue color filter layers 85 applied to the back exposure apparatus. Can be removed.
여기서도, 상기 컬러 필터 기판의 블랙 매트릭스 중, 어레이 기판의 박막 트랜지스터에 대응하는 영역에는 블랙 매트릭스, 즉 광 차단막이 제거되지 않고 남는 다. 이에 의해 입사된 광이 상기 오프 상태의 박막 트랜지스터에 입사되는 차단하여 광에 의해 박막 트랜지스터가 구동되는 것을 방지한다.Here, the black matrix, that is, the light blocking film, remains in the region corresponding to the thin film transistor of the array substrate among the black matrices of the color filter substrate. As a result, the incident light is blocked from entering the thin film transistor in the off state, thereby preventing the thin film transistor from being driven by the light.
여기서도, 블랙 매트릭스(84), 전계 발광층(86) 및 보호층(88)의 구성과 변형은 도 1과 동일하므로, 설명을 생략한다. Here, too, the configuration and modification of the black matrix 84, the electroluminescent layer 86, and the protective layer 88 are the same as those in FIG.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 후면 노광 장치의 개략적 단면도로서, 일측면에 요철 구조를 갖는 기판(92)이 제공된다. 기판(92)의 요철 표면에 평탄화 막(93)이 도포된다. 9 is a schematic cross-sectional view of a backside exposure apparatus according to another embodiment of the present invention, and a substrate 92 having a concave-convex structure on one side thereof is provided. The planarization film 93 is apply | coated to the uneven surface of the board | substrate 92. FIG.
도 4의 실시예처럼, 평탄화 막(93) 위에는 적, 녹, 청의 색조를 가미한 전계 발광층(96a, 96b, 96c)이, 적, 녹, 청의 전계 발광층(96a, 96b, 96c) 사이에는 블랙 매트릭스(94)가 배치된다. As shown in the embodiment of Fig. 4, on the planarization film 93, the electroluminescent layers 96a, 96b, and 96c, which have tints of red, green, and blue, are arranged between the red, green, and blue electroluminescent layers 96a, 96b, and 96c. 94 is disposed.
전계 발광층(96)은 블랙 매트릭스(94)에 비하여 후막이므로, 전계발광층(96)과 블랙 매트릭스(94)의 두께 차이로 인한 적, 녹, 청의 전계발광층(96a, 96b, 96c) 사이의 공간은 보호층(98)으로 메워진다. Since the electroluminescent layer 96 is thicker than the black matrix 94, the space between the red, green, and blue electroluminescent layers 96a, 96b, and 96c due to the difference in thickness between the electroluminescent layer 96 and the black matrix 94 is It is filled with a protective layer 98.
보호층(98)은 적, 녹, 청의 전계발광층(96a, 96b, 96c) 사이의 공간 뿐만 아니라, 전계 발광층(96)의 상부에도 도포되어, 외부 환경으로부터 전계 발광층(96)을 보호한다. 게다가, 보호층(98)은, 도 1의 실시예에서 언급한 것과 마찬가지로, 전계발광층(96)으로부터 발광된 광이 기판(92)의 내표면측으로 반사시키는 기능을 수행한다. 이에 따라 보호층(98)은 반사물질로 형성되거나, 합성수지에 별도의 반사물질을 포함하여 형성할 수도 있다.The protective layer 98 is applied not only to the space between the red, green and blue electroluminescent layers 96a, 96b and 96c but also to the upper portion of the electroluminescent layer 96 to protect the electroluminescent layer 96 from the external environment. In addition, the protective layer 98 performs a function of reflecting light emitted from the electroluminescent layer 96 to the inner surface side of the substrate 92, as mentioned in the embodiment of FIG. 1. Accordingly, the protective layer 98 may be formed of a reflective material, or may be formed by including a separate reflective material in the synthetic resin.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 후면 노광 장치의 개략적 단면도로서, 일측면에 요철 구조를 갖는 기판(102)이 제공된다. 기판(102)의 요철 표면에는 평탄화층(103)이 덮여진다. 10 is a schematic cross-sectional view of a backside exposure apparatus according to another embodiment of the present invention, in which a substrate 102 having a concave-convex structure on one side thereof is provided. The planarization layer 103 is covered on the uneven surface of the substrate 102.
도 5의 실시예처럼, 전계 발광층(106)을 적, 녹, 청의 전계발광층(106a, 106b, 106c)을 포함하는 스트라이프 구조로 형성한 다음, 적, 녹, 청의 전계발광층(106a, 106b, 106c) 사이의 공간을 메우도록 차광 기능을 갖는 보호층(78)을 도포한다. As shown in FIG. 5, the electroluminescent layer 106 is formed into a stripe structure including the red, green, and blue electroluminescent layers 106a, 106b, and 106c, and then the red, green, and blue electroluminescent layers 106a, 106b, and 106c. A protective layer 78 having a light shielding function is applied so as to fill the space therebetween.
도 10의 후면 노광 장치를 액정표시기에 적용하게 되면, 도 2와 도 3의 컬러 필터 기판(24, 52)에 배치된 컬러 필터층(26, 56)과, 도 9의 실시예에서 구비된 블랙 매트릭스(94)를 제거하는 것이 가능하다. When the back exposure apparatus of FIG. 10 is applied to a liquid crystal display, the color filter layers 26 and 56 disposed on the color filter substrates 24 and 52 of FIGS. 2 and 3 and the black matrix provided in the embodiment of FIG. It is possible to remove 94.
아울러, 보호막(108)은 적, 녹, 청의 전계발광층(106a, 106b, 106c) 사이의 공간 뿐만 아니라, 전계 발광층(106)의 상부에도 도포되어, 외부 환경으로부터 전계 발광층(106)을 보호한다. 게다가, 보호막(108)은, 도 1 내지 도 4의 실시예에서 언급한 것과 마찬가지로, 전계발광층(106)으로부터 발광된 광이 기판(102)의 내표면 측으로 반사시키는 기능을 수행한다. 이에 따라 보호층(108)은 반사물질로 형성되거나, 합성수지에 별도의 반사물질을 포함하여 형성할 수도 있다. In addition, the protective film 108 is applied not only to the space between the red, green, and blue electroluminescent layers 106a, 106b, and 106c but also to the upper portion of the electroluminescent layer 106 to protect the electroluminescent layer 106 from the external environment. In addition, the protective film 108 performs a function of reflecting light emitted from the electroluminescent layer 106 to the inner surface side of the substrate 102, as mentioned in the embodiment of FIGS. 1 to 4. Accordingly, the protective layer 108 may be formed of a reflective material, or may include a separate reflective material in the synthetic resin.
도 7 내지 도 10에서 사용된 후면 노광 장치의 기판으로는, 일측 표면에 요철을 갖는 유리와 같은 투광성의 절연기판이나 투광성의 석영기판이 사용될 수 있고, 전체적인 두께를 줄이기 위하여 박막의 투광성 필름을 사용할 수도 있다. As a substrate of the back exposure apparatus used in FIGS. 7 to 10, a transparent insulating substrate or a transparent quartz substrate such as glass having irregularities on one surface thereof may be used, and a thin transparent film may be used to reduce the overall thickness. It may be.
한편, 도 9 및 도 10의 실시예들에서는, 적, 녹, 청의 전계 발광층을 사용한 후면 광원 장치를 예로 설명하였고, 도 8은 도 6에 도시한 것처럼, 적, 녹, 청의 컬러 필터층을 스트라이프 배열로 형성하고, 이들 사이에는 컬러 필터층에 비하여 좁은 폭을 갖는 블랙 매트릭스을 스트라이프 배열로 형성한다. 그리고, 컬러 필터층과 블랙 매트릭스를 포함하는 전면에는 형광 발광층을 덮고, 형광 발광층의 전면에는 보호층을 덮은 구조를 갖는 후면 광원 장치를 설명하였다.Meanwhile, in the embodiments of FIGS. 9 and 10, a back light source device using an electroluminescent layer of red, green, and blue has been described as an example, and FIG. 8 illustrates a stripe arrangement of color filter layers of red, green, and blue, as shown in FIG. 6. And a black matrix having a narrower width than that of the color filter layer is formed in a stripe arrangement between them. In addition, the rear light source device having a structure in which the fluorescent light emitting layer is covered on the front surface including the color filter layer and the black matrix and the protective layer is covered on the front surface of the fluorescent light emitting layer has been described.
도 7 내지 도 10의 실시예들은 액정표시기에 적용될 수 있다. 도 2에 도시한 것처럼, 부착형으로 적용되는 경우에는, 투광성 필름을 기판(72, 82, 92, 102)으로 사용하는 것이 가능하고, 기판(72, 82, 92, 102)의 내표면에 정렬 마크를 형성하여, 부착 공정시 액정패널과의 오정렬을 방지한다. 7 to 10 may be applied to a liquid crystal display. As shown in FIG. 2, when applied in an attachable manner, it is possible to use a light-transmitting film as the substrates 72, 82, 92, 102, and align with the inner surface of the substrates 72, 82, 92, 102. The mark is formed to prevent misalignment with the liquid crystal panel during the attachment process.
한편, 도 3과 같이, 내표면을 박막 트랜지스터 기판으로 적용하는 경우에는, 투광성 절연성 기판을 사용하거나, 유리나 석영을 투광성 기판으로 사용한다. On the other hand, as shown in FIG. 3, when the inner surface is applied to the thin film transistor substrate, a light transmissive insulating substrate is used, or glass or quartz is used as the light transmissive substrate.
여기에서는, 본 발명의 후면 광원 장치가 액정표시기에 적용된 경우를 보이고 설명하였지만, 본 발명의 후면 광원 장치는, 액정표시기 외에도 후면광원을 채용하는 여타 평판 표시기에 적용될 수 있다.Here, although the case where the rear light source device of the present invention is shown and described is applied to the liquid crystal display, the rear light source device of the present invention may be applied to other flat panel display employing a rear light source in addition to the liquid crystal display.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 후면 광원 장치는, 전계 발광층을 광원으로 이용하여 액정표시기 모듈의 박형화와 경량화를 이룩한다. 또한, 후면 광원 장치의 기판 일측면을 액정표시기 패널의 박막 트랜지스터 기판으로 사용할 수 있으므로, 초 박형 모듈을 구성하는 것이 가능하다. 게다가, 액정표시기 패널에서 컬러필터층과 블랙 매트릭스층을 구비하지 않아도 되므로, 구성을 단순화시킬 수 있다.As described above, the rear light source device of the present invention makes the liquid crystal display module thinner and lighter by using the electroluminescent layer as a light source. In addition, since one side of the substrate of the rear light source device can be used as the thin film transistor substrate of the liquid crystal display panel, it is possible to configure an ultra-thin module. In addition, since the color filter layer and the black matrix layer need not be provided in the liquid crystal display panel, the configuration can be simplified.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 후면 광원 장치의 개략적 단면도.1 is a schematic cross-sectional view of a back light source device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 후면 광원 장치를 갖는 액정표시장치의 개략적 부분 단면도.FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view of a liquid crystal display device having the back light source device of FIG.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시기 모듈의 개략적 부분 단면도.3 is a schematic partial cross-sectional view of a liquid crystal display module according to another embodiment of the present invention.
도 4와 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 후면 광원 장치의 개략적 단면도.4 and 5 are schematic cross-sectional views of a rear light source device according to another embodiment of the present invention.
도 6은 도 4의 후면 광원 장치에서, 컬러 필터층과 블랙 매트릭스의 배열 상태를 보여주는 평면도.6 is a plan view illustrating an arrangement of a color filter layer and a black matrix in the rear light source device of FIG. 4.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 후면 광원 장치의 개략적 단면도.7 to 10 are schematic cross-sectional views of a rear light source device according to another embodiment of the present invention.
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