KR100811477B1 - 디스플레이 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 색발현물들을 사용하는 디스플레이 소자에 관한 것이다. 상기 디스플레이 소자는 백라이트 유닛, 액정층 및 색 발현부를 포함한다. 상기 백라이트 유닛은 소정 파장을 가지는 빛을 발생시킨다. 상기 액정층은 복수의 제 1 액정들을 가진다. 상기 색 발현부는 상기 액정층의 상부에 위치하며, 백라이트 유닛으로부터 제 1 액정들을 투과하여 진행된 빛에 반응하여 소정 색의 광을 발생시키는 색발현물들을 가진다. 여기서, 상기 각 색발현물들은 전기장에 반응하여 일정한 방향으로 각기 배열된다. 상기 디스플레이 소자에서, 색 발현물들 사이에 경계가 없으므로, 발광시 색 발현물들 사이에 데드 스페이스가 생기지 않는다.

액정 표시 소자, LCD, 은나노 파티클, 액정

Description

디스플레이 소자{DISPLAY DEVICE}

도 1은 일반적인 액정 표시 소자를 도시한 도면이다.

도 2는 도 1의 액정 표시 패널을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디스플레이 소자를 도시한 단면도이다.

도 4는 도 3의 색발현물들을 도시한 도면이다.

본 발명은 디스플레이 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 색발현물들을 사용하는 디스플레이 소자, 바람직하게는 액정 표시 소자에 관한 것이다.

액정 표시 소자는 소정 이미지를 디스플레이할 수 있는 소자이다.

도 1은 일반적인 액정 표시 소자를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 패널을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 상기 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display, LCD)는 자체 발광 소자가 아니므로, 액정 표시 패널(100, LCD 패널) 및 LCD 패널(100)에 소 정 파장을 가지는 빛을 제공하는 백라이트 유닛(102)으로 이루어진다.

LCD 패널(100)은 백라이트 유닛(102)으로부터 제공되는 빛을 이용하여 소정 이미지를 디스플레이하는 소자로서, 도 2에 도시된 바와 같이 하부 편광필름(204), 상부 편광필름(206), 하부기판(208), 상부기판(210), 칼라필터(212), 블랙매트릭스(214), 화소전극(216), 공통전극(218), 액정층(220) 및 TFT 어레이(222)를 포함한다.

LCD 패널(100)에 사용되는 구성 요소들은 널리 사용되는 소자들이므로, 이하 자세한 설명은 생략하겠다.

백라이트 유닛(102)으로부터 제공된 빛은 공통전극(218)과 화소전극(216)에 인가되는 전압에 따라 일정하게 배열되는 액정층(220)에 포함된 액정들(224)을 통과한 후 칼라필터(212)에 입사된다. 여기서, 칼라필터(212)는 레드 색을 발현시키는 레드 서브 칼라필터(R), 그린 색을 발현시키는 그린 서브 칼라필터(G) 및 블루 색을 발현시키는 블루 서브 칼라필터(B)로 이루어진다.

결과적으로, 레드 서브 칼라필터(R)에 입사되어 레드 서브 칼라필터(R)를 통과한 빛은 레드 색으로 변화되고, 그린 서브 칼라필터(G)에 입사되어 그린 서브칼라 필터(G)를 통과한 빛은 그린 색으로 변화된다. 또한, 블루 서브 칼라필터(B)에 입사되어 블루 서브 칼라필터(B)를 통과한 빛은 블루 색으로 변화된다. 여기서, 서브 칼라 필터들(R, G 및 B)이 각기 하나씩 배열되어 하나의 픽셀을 이루며, 그래서 레드, 그린 및 블루 색을 조합함에 의해 다양한 색의 구현이 가능해진다.

그러나, LCD 패널(100)에 이미지 구현시 서브 칼라필터들(R, G 및 B) 사이의 경계에 해당하는 위치에 원하는 색이 정확하게 구현되지 못하는 현상이 발생되었다. 즉, 서브 칼라필터들(R, G 및 B) 사이의 경계에서 데드 스페이스(dead space)가 발생될 수 있었다.

본 발명의 목적은 데드 스페이스가 나타나지 않는 디스플레이 소자를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디스플레이 소자는 백라이트 유닛, 액정층 및 색 발현부를 포함한다. 상기 백라이트 유닛은 소정 파장을 가지는 빛을 발생시킨다. 상기 액정층은 복수의 제 1 액정들을 가진다. 상기 색 발현부는 상기 액정층의 상부에 위치하며, 백라이트 유닛으로부터 제 1 액정들을 투과하여 진행된 빛에 반응하여 소정 색의 광을 발생시키는 색발현물들을 가진다. 여기서, 상기 각 색발현물들은 전기장에 반응하여 일정한 방향으로 각기 배열된다.

본 발명에 따른 디스플레이 소자, 바람직하게는 액정 표시 소자가 칼라필터를 사용하지 않고 색 발현물들을 사용하므로, 원색을 발광시키고자 할 때 원색의 휘도가 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 디스플레이 소자, 바람직하게는 액정 표시 소자에서, 색 발현물들 사이에 경계가 없으므로, 발광시 색 발현물들 사이에 데드 스페이스가 생기지 않는다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 디스플레이 소자, 예를 들어 액정 표시 소자를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 색발현물들을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 디스플레이 소자, 바람직하게는 액정 표시 소자(Liquid Crystal Display, 이하 "LCD"라 함)는 디스플레이 패널(300) 및 백라이트 장치(Back Light Unit, 이하 "BLU"라 함, 302)를 포함한다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여 디스플레이 패널(300)을 액정 표시 패널(LCD 패널, 300)로 가정하겠다.

BLU(302)는 소정의 광원, 예를 들어 선광원으로서 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL), 면광원으로서 외부전극형광램프(External Electrode Flourescent Lamp, EEFL) 또는 점광원으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등을 이용하여 소정 파장을 가지는 빛을 발생시킨다. 그런 후, BLU(302)는 상기 발생된 빛, 바람직하게는 백색광을 LCD 패널(300)에 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 BLU(302)는 유기물을 이용하는 장치일 수 있으며, 예를 들어 적어도 하나의 유기 전계 발광 소자(Organic Electroluminescent Device)를 이용하는 장치일 수 있다. 이러한 BLU(302)는 종래에 많이 공지되어 있 으므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

즉, 본 발명의 디스플레이 소자에서는, 종래에 사용되던 다양한 종류의 BLU가 본 발명의 BLU(302)로서 사용될 수 있다.

LCD 패널(300)은 BLU(302)로부터 제공되는 빛을 이용하여 다양한 색을 발현시키는 소자로서, 구동 드라이버(미도시)로부터 입력되는 디스플레이 데이터에 해당하는 이미지를 디스플레이시킨다.

이하, LCD 패널(300)의 구성 요소들에 대하여 상술하겠다.

LCD 패널(300)은 하부 편광필름(304), 상부 편광필름(306), 하부기판(308), 상부기판(310), 색 발현부(311), 블랙매트릭스(314), 색발현전극(316), 화소전극(318), 공통전극(320), TFT 어레이(322) 및 액정층(324)을 포함한다.

색 발현부(311)는 전도성 폴리머(Polymer)로 채워져 있으며, 레드광에 해당하는 레드 색발현물(312a), 그린광에 해당하는 그린 색발현물(312b) 및 블루광에 해당하는 블루 색발현물(312c)을 포함한다. 여기서, 색발현물들(312a, 312b 및 312c)은 하나의 픽셀을 구성하며, 각기 레드 색, 그린 색 및 블루 색을 모두 생성시킬 수 있다. 이하, 색발현물들(312a, 312b 및 312c)에 대한 자세한 설명은 이하 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.

TFT 어레이(322)는 스위칭 소자로서 화소전극(318)을 스위칭한다.

공통전극(320)은 색발현부(311)에 공통적으로 전압을 인가하는 전극으로서, 화소전극(318)과 함께 작용하여 액정층(324)에 포함된 액정들(326)을 소정 방향으로 배열시키고, 색발현전극(316)과 함께 작용하여 색발현부(311)에 포함된 색발현 물들(312a, 312b 및 312c)이 특정 색을 발광시키도록 색발현물들(312a, 312b 및 312c)을 특정 방향으로 배열시킨다.

액정층(324)은 화소전극(318)과 공통전극(320) 사이의 전압차에 상응하여 소정 패턴으로 배열되는 투명한 액정들(326)을 포함한다. 여기서, 액정들(326)은 화소전극(318)과 공통전극(320)에 인가되는 전압에 따라 발생되는 전기장에 반응하는 물질들로서, 상기 전기장의 세기에 따라 소정 방향으로 배열된다. 즉, 액정들(326)은 회전 가능한 물질이다.

이하, 본 발명의 디스플레이 소자, 바람직하게는 액정 표시 소자의 이미지 구현 동작을 살펴보겠다.

BLU(302)는 소정 파장을 가지는 빛을 LCD 패널(300)에 제공한다.

이어서, TFT 어레이(322)가 화소전극(318)을 스위치시킨다. 결과적으로, 화소전극(318) 중 턴-온된 화소전극에 해당하는 액정들로 BLU(302)로부터 제공된 빛이 입사된다. 이 경우, 상기 액정들은 공통전극(320)과 해당 화소전극의 전압에 따라 특정 방향으로 배열, 즉 회전되며, BLU(302)로부터 제공된 빛이 이렇게 배열된 액정들을 통과한다. 여기서, 상기 액정들이 소정 각도로 회전되므로, 회전 각도에 따라 BLU(302)로부터 제공된 빛의 투광량이 달라지며, 그래서 LCD 패널(300)로부터 출력되는 이미지의 휘도가 변화된다.

계속하여, 액정들(326)을 통과한 빛은 턴-온된 화소전극에 상응하는 색발현물들로 입사된 후 색발현물들을 통과한다. 여기서, 상기 색발현물들을 통과한 빛은 이하에서 설명하는 바와 같이 상기 색발현물들의 회전 각도에 따라 특정 색을 가지 는 빛으로 변화된다.

이어서, 상기 특정 색을 가지는 빛이 외부로 발산되며, 그래서 소정 이미지가 LCD 패널(300)에 디스플레이된다.

이하, 색발현물들(312a, 312b 및 312c)의 특징을 도 4를 참조하여 상술하겠다.

우선적으로, 색발현물들(312a, 312b 및 312c)의 구조를 살펴보면, 각 색발현물들(312a, 312b 및 312c)은 액정(400)과 색 발현 파티클(402)로 이루어진다.

액정(400)은 전기장에 반응하여 회전할 수 있는 투명한 물질으로서, 바람직하게는 액정층(324)에 포함된 액정들(326)과 동일한 물질로 이루어진다.

색 발현 파티클(402)은 액정(400) 주변에 형성되고, 그의 장단축 방향과 입사되는 빛의 각도에 따라 특정 색을 발광시킨다. 즉, 색 발현 파티클(402)은 그의 장단축 방향을 조정함에 의해 다양한 색을 발현시킬 수 있다. 여기서, 이러한 장단축 방향은 액정(400)의 회전을 통하여 조정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 색 발현 파티클(402)은 은나노 파티클(Silver Nano Particle)이며, 이 경우 액정(400)과 은나노 파티클(402)은 상호간 작용하는 전기적 힘에 의해 결합된다.

요컨대, 설계자는 색 발현 파티클(402)을 통과하는 빛이 특정 색을 가지도록 색 발현 파티클들(402)이 부착된 액정(400) 양단에 도 4에 도시된 바와 같이 소정 전압을 인가하여 액정(400)을 소정 방향으로 회전시킨다.

예를 들어, 공통전극(320)과 레드 색발현물(312a)에 V1 전압이 인가되는 경 우, V1 전압에 따른 전기장에 의해 액정(400)이 소정 방향으로 회전된다. 결과적으로, 레드 색발현물(312a)을 통과한 빛은 레드 색을 가진다.

공통전극(320)과 그린 색발현물(312b)에 V2 전압이 인가되는 경우, V2 전압에 따른 전기장에 의해 액정(400)이 소정 방향으로 회전되며, 그래서 그린 색의 빛이 그린 색발현물(312b)로부터 발산된다.

공통전극(320)과 블루 색발현물(312c)에 V3 전압이 인가되는 경우, V3 전압에 따른 전기장에 의해 액정(400)이 소정 방향으로 회전되며, 그래서 블루 색의 빛이 블루 색발현물(312c)로부터 발산된다.

위에서 상술한 바와 같이, 색발현물들(312a, 312b 및 312c)은 각기 특정 색을 발현시키도록 배열된다. 다만, 하나의 픽셀을 이루는 색발현물들(312a, 312b 및 312c)이 레드, 그린 및 블루 색 중 어느 하나의 색만을 발현시키고자 하는 경우, 해당 서브 칼라 필터로만 빛을 통과시켰던 종래의 액정 표시 소자와 달리 본 발명의 디스플레이 소자에서는 색발현물들(312a, 312b 및 312c)이 모두 해당 색, 예를 들어 레드 색을 발현하도록 색발현물들(312a, 312b 및 312c) 모두를 동일한 방향으로 회전시킨다. 즉, 본 발명의 디스플레이 소자는 종래의 액정 표시 소자에 비하여 원색의 휘도를 향상시킬 수 있다.

또한, 색발현물들(312a, 312b 및 312c) 사이에 경계가 형성되지 않아, 소정 이미지가 디스플레이될 때 색발현물들(312a, 312b 및 312c) 사이에 종래와 같은 데드 스페이스(dead space)가 발생되지 않는다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 소자, 바람직하게는 액정 표시 소자가 칼라필터를 사용하지 않고 색 발현물들을 사용하므로, 원색을 발광시키고자 할 때 원색의 휘도가 향상될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 디스플레이 소자, 바람직하게는 액정 표시 소자에서, 색 발현물들 사이에 경계가 없으므로, 발광시 색 발현물들 사이에 데드 스페이스가 생기지 않는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 소정 파장의 빛을 발생시키는 백라이트 유닛;

   복수의 제 1 액정들을 가지는 액정층; 및

   상기 액정층의 상부에 위치하며, 상기 백라이트 유닛으로부터 제 1 액정들을 투과하여 진행된 빛에 반응하여 소정 색의 광을 발생시키는 색발현물들을 가지는 색 발현부를 포함하되,

   상기 각 색발현물들은 전기장에 반응하여 일정한 방향으로 각기 배열되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 색발현물들 중 적어도 하나는 상기 빛에 반응하여 레드광, 그린광 또는 블루광을 발생시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 색발현물들 중 적어도 하나는,

   제 2 액정; 및

   상기 제 2 액정의 주변에 부착된 적어도 하나의 색 발현 파티클을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 액정은 상기 제 1 액정과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 색 발현 파티클은 은나노 파티클인 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 색 발현부의 내부는 전도성 폴리머로 채워지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 각 색발현물들은 그의 회전 방향에 따라 다른 색의 광을 발산시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 백라이트 유닛은 적어도 하나의 유기 전계 발광 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 소자.

Images