KR100608890B1 - Liquid Crystal Display Panel And Liquid Crystal Display Device Including the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 액정표시패널 및 그를 구비하는 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display panel and a liquid crystal display device having the same.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널은 상기 제1 기판과; 상기 제1 기판 상에 각기 다른 두께로 형성되어 외부로부터 조사되는 광 중에 특정 파장의 빛만을 선택적으로 투과시키고 그 외의 파장을 가지는 빛을 반사시키는 선택반사막과, 상기 제1 기판과 대향되게 배치되는 제2 기판과, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 주입되는 액정과, 상기 제2 기판 상에 부분적으로 형성되는 블랙매트릭스와; 상기 제1 및 제2 기판 중 어느 하나에 형성되는 박막트랜지스터를 구비한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display panel includes: the first substrate; A selective reflection film formed to have a different thickness on the first substrate to selectively transmit only light having a specific wavelength among light emitted from the outside, and to reflect light having a different wavelength; A second substrate, liquid crystal injected between the first and second substrates, and a black matrix partially formed on the second substrate; A thin film transistor is formed on any one of the first and second substrates.
Description
도 1은 종래의 액정표시장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional liquid crystal display device.
도 2는 종래의 액정표시패널을 상세히 나타낸 도면이다.2 is a view showing a conventional liquid crystal display panel in detail.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 액정표시패널을 상세히 나타낸 도면이다.4 is a view illustrating in detail the liquid crystal display panel of FIG. 3.
도 5는 파장별 투과율을 나타낸 도면이다.5 is a view showing transmittance for each wavelength.
도 6은 두께별 각 칼라 투과율을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating each color transmittance for each thickness.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ'를 절단한 단면을 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line VII-VII ′ of FIG. 8.
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다.10 is a view showing a liquid crystal display according to a fourth embodiment of the present invention.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 각 실시 예에 따른 백 라이트 유닛의 예를 나타낸 도면이다. 11A and 11B illustrate examples of a backlight unit according to various embodiments of the present disclosure.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
2, 102, 202, 302, 402 : 액정표시패널 8, 18 : 편광 시이트2, 102, 202, 302, 402: liquid
150, 250, 350, 450 : 선택반사막150, 250, 350, 450: selective reflection film
101, 201, 301, 401 : 백 라이트 유닛101, 201, 301, 401: backlight unit
본 발명은 액정표시패널 및 그를 구비하는 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 고 휘도를 실현할 수 있는 액정표시패널 및 그를 구비하는 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display panel and a liquid crystal display device having the same, and more particularly, to a liquid crystal display panel capable of realizing high luminance and a liquid crystal display device having the same.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display ; 이하 "LCD"라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.In general, liquid crystal displays (hereinafter referred to as "LCDs") have tended to be increasingly wider in application due to features such as light weight, thinness, and low power consumption. According to this trend, LCDs are used for office automation equipment, audio / video equipment, and the like. On the other hand, the LCD is controlled to display the desired image on the screen by adjusting the transmission amount of the light beam according to the image signal applied to the plurality of control switches arranged in a matrix form.
이와 같은 LCD은 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백 라이트(Back Light)와 같은 광원이 필요하게 된다. 이러한, LCD용 백 라이트는 직하형 방식과 에지형 방식 등이 있다. 에지형 방식은 평판 외곽에 램프를 설치한 것으로, 램프로부터 투명한 도광판을 이용하여 액정표시패널 전체의 면으로 빛이 입사된다. 직하형은 평 면에 램프를 여러 개 배치한다. 그리고 램프와 액정표시패널 사이에 확산판을 설치하여 액정표시패널과 램프 사이를 일정하게 유지한다. 램프의 유리관 양 끝단에 전극을 삽입하여 전원을 공급하는 냉음극관("Cold Cathode Fluorescent Lamp: 이하 "CCFL")방식과, 램프의 유리관 양 끝단을 메탈재질로 감싸는 전극부에 전원을 공급하는 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lighting : 이하 "EEFL")방식이 있다. Since the LCD is not a self-luminous display device, a light source such as a back light is required. Such LCD backlight has a direct type and an edge type. In the edge type system, a lamp is installed outside the flat plate, and light is incident from the lamp onto the entire surface of the liquid crystal display panel using a transparent light guide plate. The direct type places several lamps on the plane. A diffusion plate is provided between the lamp and the liquid crystal display panel to maintain a constant space between the liquid crystal display panel and the lamp. Cold Cathode Fluorescent Lamp ("CCFL") method that supplies power by inserting electrodes at both ends of the glass tube of the lamp, and external electrode that supplies power to the electrode part that surrounds both ends of the glass tube of the lamp with metal material Fluorescent lamp (External Electrode Fluorescent Lighting: "EEFL") is a method.
도 1 및 도 2는 종래의 LCD를 나타낸 도면이다.1 and 2 show a conventional LCD.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 LCD는 화상을 표시하기 위한 액정표시패널(2)과, 액정표시패널(2)에 균일한 광을 조사하기 위한 백 라이트 유닛(1)을 구비한다.1 and 2, a conventional LCD includes a liquid
액정표시패널(2)은 상부 및 하부기판의 사이에 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열되고, 이 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 마련되게 된다. 이러한 화소전극들 각각은 스위치 소자로 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)에 접속되게 된다. 화소전극은 박막 트랜지스터를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀을 구동하여 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다. 이 액정표시패널(2)의 전면 및 배면에는 편광 방향이 각기 다른 편광판(8, 18)이 배치된다.In the liquid
백 라이트 유닛(1)은 케이스와, 케이스의 전면에 적층되는 반사 시이트와, 반사 시이트의 상부에 위치하는 다수의 램프와, 다수의 램프 상부에 배치되는 확산판 및 광학 시이트를 구비한다.The
이와 같은 구조를 가지는 종래의 액정표시장치는 백 라이트 유닛(1)으로부터 조사된 백색광(W)을 이용하여 칼러필터 층을 활성화함으로써 화상을 구현하게 된다. 이를 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이 백 라이트 유닛(1)으로부터 조사된 백색광(W)은 액정표시패널(2)의 하부기판을 통하여 상부기판에 형성된 삼색 칼러필터(R,G,B)에 도달하게 된다. 이때, 각 칼러필터(R,G,B)는 자신의 고유색 즉, R,G,B 중 어느 하나를 제외하고 나머지 색을 모두 흡수함으로써 색을 표현하게 된다. 이에 따라, 백 라이트 유닛(1)으로부터 조사된 백색광(W) 중 색을 표현하는데 사용되는 광의 효율이 대략 1/3정도에 머무를수 밖에 없어 광 효율이 극감하는 문제점이 발생한다. 이러한 광 효율 특히, 광 투과율을 개선하기 위하여 고 휘도를 가지는 백 라이트 유닛을 구비하려는 노력이 진행되고 있으나, 이는 소비전력 및 기타 LCD 모듈의 구성에 대한 부담으로 작용하게 된다.A conventional liquid crystal display having such a structure realizes an image by activating the color filter layer using the white light W irradiated from the
따라서, 본 발명의 목적은 고 휘도를 달성할 수 있는 액정표시패널 및 그를 구비하는 액정표시장치를 제공하는데 있다.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display panel capable of achieving high luminance and a liquid crystal display device having the same.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 상기 제1 기판과; 상기 제1 기판 상에 각기 다른 두께로 형성되어 외부로부터 조사되는 광 중에 특정 파장의 빛만을 선택적으로 투과시키고 그 외의 파장을 가지는 빛 을 반사시키는 선택반사막과, 상기 제1 기판과 대향되게 배치되는 제2 기판과, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 주입되는 액정과, 상기 제2 기판 상에 부분적으로 형성되는 블랙매트릭스와; 상기 제1 및 제2 기판 중 어느 하나에 형성되는 박막트랜지스터를 구비한다.In order to achieve the above object, the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention and the first substrate; A selective reflection film formed to have a different thickness on the first substrate to selectively transmit only light having a specific wavelength among the light irradiated from the outside, and to reflect light having a different wavelength, and a second material disposed to face the first substrate; A second substrate, liquid crystal injected between the first and second substrates, and a black matrix partially formed on the second substrate; A thin film transistor is formed on any one of the first and second substrates.
상기 선택반사막은 상기 기판 상에 형성되는 제1 반투과막과; 상기 제1 반투곽막 상에 형성되어 상기 광을 다중 간섭일으키는 매질과, 상기 매질 상에 형성되는 제2 반투과막을 구비한다.The selective reflection film is a first semi-transmissive film formed on the substrate; And a medium formed on the first semi-permeable membrane to cause multiple interference of light, and a second semi-permeable membrane formed on the medium.
입사광의 세기는 I0, 매질의 굴절율은 n, R은 반투과막의 반사율, 투과되는 빛의 세기는 I, 입사광의 각도는 θ, T는 반투과막의 투과율, λ0는 진공에서의 빛의 파장, F 값은 입사파장의 반폭치 값이라고 하면, 상기 매질의 두께 d는The intensity of incident light is I 0 , the refractive index of the medium is n, R is the reflectance of the transflective film, the intensity of transmitted light is I, the angle of incident light is θ, T is the transmittance of the transflective film, and λ 0 is the wavelength of light in vacuum. , F value is the half-width value of the incident wavelength, the thickness d of the medium
이다.to be.
상기 매질의 굴절율은 1.8 이상으로 형성된다.The refractive index of the medium is formed to be 1.8 or more.
상기 선택반사막은 적색화소영역과 녹색화소영역과 청색화소영역의 두께 비율이 6.6~7.5 : 5.6~6.5 : 4.6~5.5 범위에서 형성된다.The selective reflection film has a thickness ratio of the red pixel area, the green pixel area, and the blue pixel area in a range of 6.6 to 7.5: 5.6 to 6.5: 4.6 to 5.5.
상기 제2 기판 상에 형성되는 칼라필터를 더 구비한다.A color filter is formed on the second substrate.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널은 상기 제1 기판과; 상기 제1 기판 상에 각기 다른 두께로 형성되어 외부로부터 조사되는 광 중에 특정 파장의 빛만을 선택적으로 투과시키고 그 외의 파장을 가지는 빛을 반사시키는 선택반사막과, 상기 제1 기판과 대향되게 배치되는 제2 기판과, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 주입되는 액정과, 상기 제2 기판 상에 부분적으로 형성되는 블랙매트릭스와; 상기 제2 기판 상에 형성되는 박막트랜지스터 및 칼라필터를 구비한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display panel includes: the first substrate; A selective reflection film formed to have a different thickness on the first substrate to selectively transmit only light having a specific wavelength among light emitted from the outside, and to reflect light having a different wavelength; A second substrate, liquid crystal injected between the first and second substrates, and a black matrix partially formed on the second substrate; A thin film transistor and a color filter formed on the second substrate are provided.
상기 제1 기판 상 및 상기 선택반사막 상 중 어느 하나에 형성되는 공통전극을 더 구비한다.A common electrode is formed on any one of the first substrate and the selective reflection film.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널은 상기 제1 기판과; 상기 제1 기판 상에 각기 다른 두께로 형성되어 외부로부터 조사되는 광 중에 특정 파장의 빛만을 선택적으로 투과시키고 그 외의 파장을 가지는 빛을 반사시키는 선택반사막과, 상기 제1 기판 및 상기 선택반사막 중 어느 하나에 형성되는 블랙매트릭스와, 상기 블랙매트릭스 상부에 형성되는 칼라필터와, 상기 제1 기판과 대향되게 배치되는 제2 기판과, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 주입되는 액정과, 상기 제2 기판 상에 형성되는 박막트랜지스터를 구비한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a liquid crystal display panel includes: the first substrate; A selective reflection film formed on the first substrate with a different thickness to selectively transmit only light having a specific wavelength among the light irradiated from the outside, and reflecting light having a different wavelength; any one of the first substrate and the selective reflection film; A black matrix formed on one, a color filter formed on the black matrix, a second substrate disposed to face the first substrate, a liquid crystal injected between the first and second substrates, and the second And a thin film transistor formed on the substrate.
상기 제1 기판에 형성되는 공통전극을 더 구비한다.A common electrode is formed on the first substrate.
본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 각기 다른 두께로 형성되어 외부로부터 조사되는 광 중에 특정 칼라파장만을 투과시키고 그 외 칼라파장은 반사시키는 선택반사막을 가지는 액정표시패널과, 상기 선택반사막으로부터 반사된 칼라파장을 재반사함과 아울러 상기 액정표시패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛을 구비한다.The liquid crystal display according to the embodiment of the present invention is a liquid crystal display panel having a selective reflection film which is formed to have a different thickness to transmit only a specific color wavelength in the light irradiated from the outside and reflects the other color wavelengths, and the reflection from the selective reflection film And a backlight unit for irradiating light to the liquid crystal display panel while reflecting back the color wavelength.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시장치는 광을 발생하는 백 라이트 유닛(101)과, 백 라이트 유닛(101)으로부터 광을 조사받는 액정표시패널(102)을 구비한다.Referring to FIG. 2, the liquid crystal display according to the first exemplary embodiment of the present invention includes a
백 라이트 유닛(101)은 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 액정표시패널(102)에 광을 조사하는 램프와, 램프를 수납하는 케이스와, 램프와 케이스 사이에 설치되어 램프로부터 발생된 광의 누설을 방지함과 아울러 확산시키는 반사판과, 램프로부터 발생되는 광을 액정표시패널(102) 방향으로 진행시킴과 아울러 광의 효율을 향상시켜 액정표시패널(102)에 조사하는 광학 부재를 구비한다.The
액정표시패널(102)은 액정(86)을 사이에 두고 합착된 컬러필터 어레이 기판(81)과 박막트랜지스터 어레이 기판(91)을 구비한다. The liquid crystal display panel 102 includes a color
액정(86)은 자신에게 인가된 전계에 응답하여 회전됨으로써 박막트랜지스터 어레이 기판(91)을 경유하여 입사되는 빛의 투과량을 조절하게 된다. The
컬러필터 어레이 기판(81)은 상부기판(80a)의 배면 상에 형성되는 블랙매트릭스(96), 컬러필터(82), 공통전극(84)을 구비한다. 블랙매트릭스(96)는 불투명물질로 형성되어 인접한 셀로부터 입사되는 빛을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지하게 된다. 컬러필터(82)는 적(82R), 녹(82G) 및 청(82B) 색의 컬러필터층이 스트라이프(Stripe) 형태로 배치되어 특정 파장대역의 빛을 투과시킴으로써 컬러표시를 가능하게 한다.The color
박막트랜지스터 어레이 기판(91)은 하부기판(80b)의 전면에 데이터라인(98)과 게이트라인(94)이 상호 교차되도록 형성되며, 그 교차부에 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)(90)가 형성된다. 박막트랜지스터(90)는 게이트라인(94)에 접속된 게이트전극, 데이터라인(98)에 접속된 소스전극, 채널을 사이에 두고 소스전극과 마주보는 드레인전극으로 이루어진다. 이 박막트랜지스터(90)는 드레인전극을 관통하는 접촉홀을 통해 화소전극(92)과 접속된다. 이러한 박막트랜지스터(90)는 게이트라인(94)으로부터의 게이트신호에 응답하여 데이터라인(98)으로부터의 데이터신호를 선택적으로 화소전극(92)에 공급한다. 또한, 박막트랜지스터 어레이 기판(91)상에는 특정파장만을 투과시키는 선택반사막(150)을 형성하게 된다. 여기서, 선택반사막(150)에 관하여 도 4를 참조하여 후에 자세히 상술하기로 한다.The thin film
화소전극(92)은 데이터라인(98)과 게이트라인(94)에 의해 분할된 셀 영역에 위치하며 광투과율이 높은 투명전도성물질로 이루어진다. 이 화소전극(92)은 드레인전극을 경유하여 공급되는 데이터신호에 의해 상부기판(80a)에 형성되는 공통전극(84)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 하부기판(80b)과 상부기판(80a) 사이에 위치하는 액정(86)은 유전율이방성에 의해 회전하게 된다. 이에 따라, 광원으로부터 화소전극(92)을 경유하여 공급되는 광이 상부기판(80a) 쪽으로 투과된다. The pixel electrode 92 is formed in a cell region divided by the data line 98 and the gate line 94 and is made of a transparent conductive material having high light transmittance. The pixel electrode 92 generates a potential difference from the
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시패널(102)의 하판 박막트랜지스터 어레이 기판(91) 중 상판 칼라필터 어레이 기판(81)에 각각 형성된 각 칼라필터(82a, 82b, 82c)에 대응되는 영역에 두께가 각기 다르게 형성되는 선택 반사막(150)을 구비한다.Referring to FIG. 4, each of the color filters 82a, 82b, respectively formed on the upper color
선택반사막(150)은 Al 등의 금속 또는 유전체 등을 이용하여 외부로부터 조사되는 광의 일부는 반사하며, 일부는 투과하는 제1 및 제2 반투과막(152, 156)을 복층으로 구비하고, 제1 및 제2 반투과막(152, 156) 사이에 특정 두께와 굴절율을 가지는 매질(154)을 구비한다. 이와 같은 구조를 가지는 매질(154)은 입사한 광이 다중 간섭을 일으키게 한다. 또한, 제1 및 제2 반투과막(152, 156) 사이에 배치되는 매질(154)의 각기 다른 두께에 의해 선택된 파장의 빛만 투과하게 되고, 선택된 파장 의 빛 이외의 빛은 백 라이트 유닛(101)을 이용하여 반사시켜 재사용되도록 한다. 이때, 투과되는 빛의 세기(I)는 수학식 1을 만족하게 된다.The
, ,
여기서, I0는 입사광의 세기이며, n은 매질의 굴절율, d는 매질의 두께, R은 반투과막의 반사율, θ는 입사광의 각도(수직으로부터의 빛의 진행각), λ0는 진공에서의 빛의 파장, T는 반투과막의 투과율, F 값은 입사파장의 반폭치인 FWHM(Full-Width Half-Maximum)값이며 제1 및 제2 반투과막(152, 156)의 반사율을 결정하는 요소이다.Where I 0 is the intensity of the incident light, n is the refractive index of the medium, d is the thickness of the medium, R is the reflectance of the semi-transmissive film, θ is the angle of incident light (the advancing angle of light from the vertical), and λ 0 is the vacuum The wavelength of light, T is the transmittance of the semi-transmissive layer, F is the full-width half-maximum (FWHM) value, which is the half-width of the incident wavelength, and determines the reflectance of the first and second
투과광의 세기는 수학식 1에서 입사광의 각도(θ)와 F 값에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 파장별 투과율 그래프로 나타나게 된다. 여기서, 각도(θ) 의존성을 줄이기 위해서는 매질(154)내에서의 각도가 작게 되어야 하므로, 매질(154)의 굴절율(n)을 증가시키는 것이 바람직하며, 이에 따라, 매질(154)의 굴절율은 1.8이상으로 형성된다. 수학식 1을 이용하여, 매질(154)의 두께(d)를 조정함으로써 각 칼라에 맞는 파장 피크가 되도록 매질(154)의 두께(d)를 설계하면, 도 6에 도시된 바와 같은 결과를 얻을 수 있다. 도 6을 참조하면, 각 칼라에 맞는 조건은 대략 F = 8(R=0.5) 일때, n = 2.3 이며, 액정표시패널(102)의 박막화 및 각 칼라는 빨강의 파장이 가장길고 파랑의 파장이 가장 짧은 가시광선의 특성을 고려하여 빨강:녹색:파랑의 빛을 투과하는 매질(154)의 두께 비율이 6.6~7.5 : 5.6~6.5 : 4.5~5.5의 비율이 되도록 형성하며, 바람직하게는 7:6:5의 비율이 되도록 형성한다. 또한, 반투과막의 반사율은 0.4 ~ 0.9 정도가 바람직하다.The intensity of the transmitted light is represented as a graph of transmittance for each wavelength as shown in FIG. 5 according to the angle θ and the F value of the incident light. In this case, since the angle in the medium 154 needs to be small in order to reduce the angle θ dependency, it is preferable to increase the refractive index n of the medium 154, so that the refractive index of the medium 154 is 1.8. It is formed as above. Using
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정표시패널(102)은 백 라이트 유닛(101)으로부터 조사된 백색광을 각기 두께가 다른 매질(154)을 가지는 선택반사막(150)을 이용하여 각 칼라의 파장대별로 빛을 분리한 후, 특정 파장의 빛만을 투과시키고 나머지 파장의 빛은 반사시켜 재사용함으로써 광 투과율을 종래의 광 투과율에 비하여 약 3배 정도 향상시킬 수 있게 된다.The liquid crystal display panel 102 according to the first exemplary embodiment of the present invention having the structure as described above uses the
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다. 7 is a diagram illustrating a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치는 화상을 구현하는 칼라필터가 제거된 액정표시패널(202)과, 액정표시패널(202)에 광을 조사하는 백 라이트 유닛(201)을 구비한다. 여기서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 백 라이트 유닛(201)은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백 라이트 유닛(101)과 그 구성 및 작용이 동일하므로 그에 관한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 7, a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal display panel 202 from which a color filter for implementing an image is removed, and a backlight unit for irradiating light to the liquid crystal display panel 202. 201). Here, since the
액정표시패널(202)은 액정(286)을 사이에 두고 합착된 상부 어레이 기판(281)과 박막트랜지스터 어레이 기판(291)을 구비한다. 박막트랜지스터 어레이 기판(291)은 하부기판(280b) 상에 형성되는 박막트랜지스터(290)와, 박막트랜지스터(290) 상부에 형성되는 선택반사막(250)을 구비한다. 선택반사막(250)은 제1 반투과막(252)과 각 화소영역별로 두께(d)가 다른 매질(254)과, 매질(254) 상부에 형성되는 제2 반투과막(256)을 구비한다. 여기서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판(291)은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 박막트랜지스터 어레이 기판(191)과 동일한 구성을 가짐으로 그에 관한 설명은 생략하기로 한다.The liquid crystal display panel 202 includes an
상부 어레이 기판(281)은 상부기판(280a)의 배면 상에 형성되는 블랙매트릭스(296), 공통전극(284)을 구비한다. 블랙매트릭스(296)는 불투명물질로 형성되어 인접한 셀로부터 입사되는 빛을 흡수함으로써 콘트라스트의 저하를 방지하게 된다. 공통전극(284)은 공통전압이 인가되어 박막 트랜지스터 기판에 형성된 데이터 라인에 인가되는 데이터 전압과 전계를 형성함으로서 액정(286)을 활성화시키게 된다.The
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정표시장치는 백 라이트 유닛(201)으로부터 조사된 광을 박막트랜지스터 어레이 기판(291)에 형성된 선택반사막(250)을 이용하여 세가지 칼라(RGB)로 구분한 후, 상부 어레이 기판(281)에 조사함으로써 칼라화상을 구현하게 된다. 이를 구체적으로 설명하면, 박 막트랜지스터 어레이 기판(291)에 형성된 선택반사막(250)은 각 서브화소(RGB)에 대응되는 영역이 각 서브화소(RGB)에 대응되는 칼라파장의 빛만을 투과시키도록 설계되므로 별도의 칼라필터의 구비 없이 칼라를 구현하게 된다. In the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention having the structure as described above, three colors (RGB) are formed by using the
한편, 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 액정표시패널(102, 202)은 박막트랜지스터(90, 190) 상부에 선택반사막(150, 250)을 형성하게 됨으로, 박막트랜지스터(90, 190) 불량이 발생할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정표시장치에서는 박막트랜지스터와 선택반사막이 각기 다른 층에 형성된 구조를 제안하기로 한다.Meanwhile, the liquid crystal display panels 102 and 202 according to the first and second embodiments of the present invention form the
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정표시패널의 일부를 나타낸 도면이다. 8 is a diagram illustrating a portion of a liquid crystal display panel according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ'의 선을 따라 절단한 단면을 나타내는 도면이다.FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII ′ of FIG. 8.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정표시장치는 화상을 구현하는 액정표시패널(302)과, 액정표시패널(302)에 광을 조사하는 백 라이트 유닛(301)을 구비한다. 여기서, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 백 라이트 유닛(301)은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백 라이트 유닛(101)과 동일한 구성 및 작용을 가짐으로 그에 관한 설명을 생략하기로 한다.8 and 9, a liquid crystal display according to a third exemplary embodiment of the present invention includes a liquid
액정표시패널(302)은 COT(Color Filter On Thin Film Transistor : COT) 기판(381)과 COT 기판(381)과 대향되는 하판(391)을 구비한다. 여기서 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정표시장치는 COT 구조 뿐만 아니라 TOC(Thin Film Transistor On Color Filter) 구조에서도 COT와 동일한 방식으로 화상을 구현할 수 있다.The liquid
COT 기판(381)은 상부기판(380a) 상에 형성되는 게이트 라인(302) 및 데이터 라인(304)과 박막 트랜지스터(330) 및 보호막(318)을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이와; 그 박막 트랜지스터 어레이 위에 형성된 칼라 필터(R, G, B)(334) 및 블랙 매트릭스(332)와, 평탄화층(352)을 사이에 두고 칼라 필터(R, G, B)와 중첩되는 화소 전극(322)을 구비한다. The
게이트 라인(302)과 데이터 라인(304)은 기판(381) 위에서 게이트 절연막(312)을 사이에 두고 교차하는 구조로 형성되어 화소 영역을 정의한다.The
박막 트랜지스터(330)는 게이트 라인(302)에 접속된 게이트 전극(306), 데이터 라인(304)에 접속된 소스 전극(308), 소스 전극(308)과 마주하는 드레인 전극(310)을 구비한다. 그리고, 박막 트랜지스터(330)는 게이트 전극(306)과 게이트 절연막(312)을 사이에 두고 중첩되어 소스 전극(308)과 드레인 전극(310) 사이에 채널을 형성하는 활성층(314), 그 활성층(314)과 소스 및 드레인 전극(308,310)과의 콘택 저항을 줄이기 위한 오믹 접촉층(316)을 구비한다.The
보호막(318)은 박막 트랜지스터(330)와 데이터 라인(304)을 덮도록 게이트 절연막(312) 위에 형성된다.The
R, G, B 칼라 필터(334)는 화소 영역별로 구분되도록 도트형으로 보호막(318) 위에 형성된다. 이 경우, 칼라 필터(334)는 게이트 라인(302) 및 데이터 라인(304)과 중첩되지 않도록 이격되거나 부분적으로 중첩되게 형성된다.The R, G, and
블랙 매트릭스(332)는 칼라 필터(334)가 형성된 보호막(318) 상에 게이트 라인(302) 및 데이터 라인(304)을 따라 인접한 칼라 필터(334)에 걸치도록 형성됨과 아울러 박막 트랜지스터(330)와 중첩되게 형성된다. 이러한 블랙 매트릭스(332)는 칼라 필터들(334) 사이를 빛샘, 외부광 반사, 그리고 박막 트랜지스터(330)의 채널부가 외부광에 노출됨으로 인한 광 누설 전류 등을 방지하게 된다.The
칼라 필터(334) 및 블랙 매트릭스(332) 위에는 유기 절연물로 이루어진 평탄화층(352)이 형성된다. 평탄화층(352)은 칼라 필터(334)와 블랙 매트릭스(332)의 단차를 보상하여 평탄한 표면을 제공하고, 그 칼라 필터(334) 및 블랙 매트릭스(332)로부터의 불순물이 액정으로 유입되는 것을 방지한다.A
화소 전극(322)은 평탄화층(352) 위에서 칼라 필터(334)와 중첩되도록 각 화소 영역에 독립적으로 형성된다. 그리고, 화소 전극(322)은 평탄화층(352), 칼라 필터(334), 보호막(318)을 관통하는 콘택홀(320)을 통해 노출된 드레인 전극(310)과 접속된다. The
하판(391)은 하부기판(380b) 전면에 공통전극(384)이 형성되며, 공통전극(384) 상에는 선택반사막(350)이 형성된다. 하부기판(380a)에 형성되는 선택반사막(350)은 본 발명의 제1 및 제2 실시 예에 따른 선택반사막(350)과 동일한 구조 및 형상을 가짐으로 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 여기서, 공통전극(384)은 선택반사막(350) 상에 형성될 수 있다.The
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정표시패널(302)은 박막트랜지스터(330)와 선택반사막(350)이 각기 다른 층에 형성됨으로 박막트랜지스터(330) 불량을 최소화할 수 있으며, 백 라이트 유닛(301)으로부터 조사된 광과 박막트랜지스터(330) 간의 충돌에 의한 오프-커런트(Off-Currnet) 발생을 방지 할 수 있어 안정적인 화상 구현이 가능하다. 또한, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정표시패널(302)은 백 라이트 유닛(301)으로부터 조사된 백색광(W)을 각기 두께가 다른 매질(354)을 가지는 선택반사막(350)을 이용하여 각 칼라의 파장대별로 분리한 후, 특정 파장의 빛만을 투과시키고 나머지 파장의 빛은 백라이트 유닛(301)을 이용하여 반사시켜 재사용함으로써 광 투과율을 종래의 광 투과율에 비하여 약 3배 정도 향상시킬 수 있게 된다.In the liquid
도 10은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 액정표시장치를 나타낸 도면이다. 10 is a view showing a liquid crystal display according to a fourth embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 액정표시장치는 화상을 구현하는 칼라필터와 블랙매트릭스 및 백색광의 부분적으로 투과시키는 선택반사막이 동일 기판에 형성되는 액정표시패널(202)과, 액정표시패널(202)에 광을 조사하는 백 라이트 유닛(201)을 구비한다. 여기서, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 백 라이트 유닛(401)은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 백 라이트 유닛(101)과 그 구성 및 작용이 동일하므로 그에 관한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 10, a liquid crystal display according to a fourth exemplary embodiment of the present invention includes a liquid crystal display panel 202 having a color filter for realizing an image, and a selective reflection film that partially transmits black matrix and white light formed on the same substrate. And a
액정표시패널(202)은 액정(486)을 사이로 합착되는 상판(481)과 하판(491)을 구비한다.The liquid crystal display panel 202 includes an
하부기판(480b) 상에 형성되는 선택반사막(450)과, 하부기판(480b)과 선택반사막(450) 사이 또는 선택반사막(450) 상에 형성되는 블랙매트릭스(496)와, 칼라필터(RGB)를 구비하는 하판(491)과, 박막트랜지스터(490)가 형성되는 상판(481)을 구비한다. 선택반사막(450)은 제1 반투과막(452)과 각 화소영역별로 두께(d)가 다른 매질(454)과, 매질(454) 상부에 형성되는 제2 반투과막(456)을 구비한다. 여기서 선택반사막은(450)은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 선택반사막과 동일한 구조를 가짐으로 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 선택반사막(450) 상에는 각 두께에 따른 칼라영역에 칼라필터(RGB)가 형성되며, 하부기판(480b) 상에는 공통전압이 인가되는 공통전극이 형성될 수 있다. 여기서, 블랙매트릭스(496)는 하부기판(480b)과 선택반사막(450) 사이에 형성될 수 있다.The
상판(481)에는 박막트랜지스터(490) 및 박막트랜지스터(490)에 신호를 인가하는 신호라인이 형성된다. 이러한 박막트랜지스터(490) 및 신호라인은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 박막트랜지스터(490)와 동일한 구조를 가짐으로 그에 관한 설명은 생략하기로 한다.The
이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 액정표시패널(401)은 박막트랜지스터(490)가 상판(481)에 형성됨으로, 입사된 광으로부터 박막트랜지스터(490)의 오작동을 방지할 수 있으며, 박막트랜지스터(490)만을 상판(481) 상에 형성함으로 박막트랜지스터(490)의 불량을 방지할 수 있게 된다.In the liquid
한편, 도 11a 및 도 11b는 본 발명의 각 실시 예에 따른 백 라이트 유닛을 나타낸 도면이다. 도 11a는 직하형 백 라이트 유닛의 구조를 도시한 도면이며, 도 11b는 에지(Edge)형 백 라이트 유닛의 구조를 도시한 도면이다. 이러한 백 라이트 유닛을 이용하여 선택반사막으로부터 선택반사된 빛을 재 반사 함으로써 광 효율을 개선하게 된다. 여기서, 본 발명의 각 실시 예에 따른 액정표시장치는 백 라이트 유닛의 구성에 의해 제한 받지 않으며, 광을 발생하여 공급할 수 있는 다양한 형태의 백 라이트 유닛을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 각 실시 예에 따른 액정표 시패널은 상부 및 하부에 편광판을 더 구비할 수 있다.11A and 11B are diagrams illustrating a backlight unit according to each embodiment of the present invention. FIG. 11A illustrates a structure of a direct type backlight unit, and FIG. 11B illustrates a structure of an edge type backlight unit. By using the backlight unit, the light efficiency is improved by re-reflecting the light selectively reflected from the selective reflection film. Here, the liquid crystal display according to each exemplary embodiment of the present invention is not limited by the configuration of the backlight unit, and may include various types of backlight units capable of generating and supplying light. In addition, the liquid crystal display panel according to each embodiment of the present invention may further include a polarizing plate on the top and bottom.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시패널 및 그를 구비하는 액정표시장치는 백 라이트 유닛으로부터 조사되는 광을 선택반사막을 이용하여 각각의 칼라 파장으로 분할하여 각 칼라파장에 대응되는 칼라필터에 조사함으로써 광 효율을 개선시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 액정표시장치는 고 휘도 달성 및 전력소비를 절감할 수 있다.As described above, the liquid crystal display panel and the liquid crystal display device having the same according to the embodiment of the present invention divides the light irradiated from the backlight unit into respective color wavelengths by using a selective reflection film to correspond to each color wavelength. Light efficiency can be improved by irradiating a filter. Accordingly, the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention can achieve high luminance and reduce power consumption.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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