KR20060059430A - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

표시 특성을 향상시키면서 반사 모드에서 시야각과 시인성을 개선할 수 있는 액정 표시 장치가 개시된다. 조명부와 액정 패널과의 사이에는 광을 일부는 반사시키고 일부는 투과시키는 선택반사형 편광 필름을 배치하고, 액정 패널과 선택반사형 편광 필름 사이에는 확산 부재가 점착된 편광 필름이 배치된다. 확산 부재가 형성된 편광 필름은 선택반사형 편광 필름을 통과한 광을 확산하여 출사한다. 따라서 액정 표시 장치의 표시 특성 및 시야각을 향상시킬 수 있고, 반사 모드에서의 시야각 및 반사율을 증가시켜 시인성을 개선할 수 있다.

반사, 투과, 편광 필름, 확산 부재, 시야각

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 종래의 반사-투과형 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다.

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 액정 패널을 구체적으로 나타낸 단면도이다.

도 5는 도 2 및 도 3에 도시된 선택반사형 필름을 구체적으로 나타낸 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치에 이용되는 확산 부재가 점착된 편광 필름을 나타낸 단면도이다.

도 7은 확산 부재를 적용한 액정 패널에 대한 반사율 데이터를 나타낸 그래프이다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치에서 반사 모드의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치에서 투과 모드의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 조명부 110: 광원

120: 반사판 130: 광학 시트

200: 제1 편광 부재 210: 제1 편광 필름

220: 제2 편광 필름 300: 확산 부재

400: 액정 패널 410: 제1 기판

420: 제2 기판 430: 액정층

500: 제2 편광 부재 510: 제3 편광 필름

520: 저반사 처리막

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 특성을 향상시키면서 반사 모드에서 시야각 및 시인성을 개선할 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

오늘날과 같은 정보화 사회에 있어서 전자 디스플레이 장치(electronic display device)의 역할은 갈수록 중요해지며, 각종 전자 디스플레이 장치가 다양한 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다.

반도체 기술의 급속한 진보에 의해 각종 전자 장치의 고체화, 저 전압 및 저 전력화와 함께 전자 기기의 소형 및 경량화에 따라 새로운 환경에 적합한 전자 디 스플레이 장치, 즉 얇고 가벼우면서도 낮은 구동 전압 및 낮은 소비 전력의 특징을 갖춘 평판 패널(flat panel)형 디스플레이 장치에 대한 요구가 급격히 증대하고 있다.

현재 개발된 여러 가지 평판 디스플레이 장치 중에서 액정 표시 장치는 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 소비 전력 및 낮은 구동 전압을 갖추고 있어서 다양한 전자 장치에 광범위하게 사용되고 있다.

액정 표시 장치는 광원에 따라서 액정 셀의 배면에 위치한 조명부를 이용하여 화상을 표시하는 투과형 액정 표시 장치, 자연 외부광을 이용하여 화상을 표시하는 반사형 액정 표시 장치, 그리고 투과형 액정 표시 장치와 반사형 액정 표시 장치의 구조를 결합시킨 것으로, 실내나 외부 광원이 존재하지 않는 어두운 곳에서는 표시소자 자체의 내장 광원을 이용하여 화상을 표시하는 투과 모드로 작동하고 실외의 고조도 환경에서는 외부광을 반사시켜 화상을 표시하는 반사 모드로 작동하는 반사-투과형 액정 표시 장치로 구분된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 반사-투과형 액정 표시 장치(90)는 제1 기판(40), 제1 기판과 대향하여 배치된 제2 기판(60), 제1 및 제2 기판 사이에 개재된 액정층(50)으로 이루어진 액정 패널 및 액정 패널의 후면에 배치되는 조명부(10)를 포함한다.

제1 기판(40)은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하, TFT)에 연결된 투명 전극 및 반사 전극으로 구성된다. 투명 전극은 조명부로부터 발생하여 제1 기판을 통해 입사하는 광을 투과한다. 반사 전극은 제2 기판을 통해 입사하는 광을 반사한다. 즉, 반사 전극이 존재하지 않고 투명 전극만 존재하는 영역은 투과부로 제공되고, 그 이외의 부분은 제2 기판을 통해 입사하는 외부광을 반사하는 반사부로 제공된다.

한편, 제2 기판(60)은 광이 통과하면서 소정 색이 발현되도록 RGB 화소로 이루어진 컬러 필터, 화소 사이에 빛 샘을 방지하기 위한 차광막을 포함한다.

또한, 제1 기판(40)과 상기 제1 기판(40)과 대응하는 제2 기판(60) 각각의 타측 면에는 입사광에 대해 특정의 편광 성분만을 투과시키는 제1 편광 필름(20) 및 제2 편광 필름(80)이 부착된다. 제1 및 제2 편광 필름(20, 80)은 편광축이 서로에 대해 수직이 되도록 설치된다.

제1 기판(40)과 제1 편광 필름(20) 사이에는 제1 1/4파장 위상차판(30)이 배치되고, 제2 기판(60)과 제2 편광 필름(80) 사이에는 제2 1/4파장 위상차판(70)이 배치된다. 제1 및 제2 1/4파장 위상차판(30, 70)은 위상차판의 광축에 평행하며 서로 수직인 두 편광 성분에 대하여 1/4파장 만큼의 위상차를 부여하여 선편광을 원편광으로 바꾸거나 원편광을 선편광으로 바꾸는 역할을 한다.

그러나 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 반사-투과형 액정 표시 장치(90)는 제1 기판(40)과 제2 기판(60) 사이에 액정층(50)을 개재하고, 각각에 대해 편광 필름(20, 80) 뿐만 아니라 1/4파장 위상차판(30, 70), 가시광선 전체 영역을 포함하는 광대역 위상차판(미도시)을 부착하여야 하므로 투과형 액정 표시 장치에 비해 제품 원가가 상승하게 된다. 또한 투과 모드시 투과형 액정 표시 장치에 비해 투과율이 감소하고 대비비(contrast ratio)도 저하된다.

또한, 반사-투과형 액정 표시 장치는 통상의 투과형 액정 표시 장치의 Δnd보다 작기 때문에, 액정 셀의 갭(d)을 줄이고 액정의 굴절률 이방성(Δn)도 감소시켜야 한다. 따라서, 제조 공정이 어려워질 뿐만 아니라 통상의 투과형 액정 표시 장치의 Δnd보다 작기 때문에 투과효율이 떨어지게 된다.

또한, 상부 편광 필름 표면 처리를 아무것도 처리하지 않은 경우에 편광 필름 표면에서 4%의 투과 손실이 발생한다. 즉 굴절률 1인 공기에서 굴절률 1.5인 편광 필름 표면에 빛이 입사할 경우 4% 만큼의 광손실이 발생한다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 표시 특성을 향상시키면서 반사 모드에서 시야각과 시인성을 개선할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따른 액정 표시장치는, 광원과 반사판으로 이루어지고 제1 광을 발생하는 조명부, 상기 조명부 상에 배치되어 상기 제1 광을 편광시켜 제2 광을 출사하는 제1 편광 부재, 상기 제1 편광 부재 상부에 형성되어 상기 제2 광을 확산시켜 제3 광을 출사하는 확산 부재, 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 개재된 액정으로 이루어지고, 액정의 배열에 의해 제3 광을 이용하여 화상 정보를 담은 제4 광을 출사하는 액정 패널, 및 상기 액정 패널 상에 형성되고 제4 광을 편광시켜 제5 광을 출사하는 제2 편광 부재를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 액정 표시 장치는, 광원과 반사판으로 이 루어지고 제1 광을 발생하는 조명부, 상기 조명부와 마주보고, 상기 제1 광을 일부는 반사시키고, 일부는 투과시켜 제2 광을 출사하는 제1 편광 필름, 상기 제1 편광 필름 상에 배치되고, 상기 제2 광을 확산시키고 편광시켜 제3 광을 출사하는 제2 편광 필름, 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 개재된 액정으로 이루어지고, 액정의 배열에 의해 제3 광을 이용하여 화상 정보를 담은 제4 광을 출사하는 액정 패널, 및 상기 제4 광을 편광시켜 제5 광을 출사시키고 저반사 처리막을 형성한 제3 편광 필름을 포함한다.

이와 같은 액정 표시 장치에 따르면, 조명부와 액정 패널과의 사이에는 광을 일부는 반사시키고 일부는 투과시키는 선택반사형 편광 필름을 배치하고, 액정 패널과 선택반사형 편광 필름 사이에는 점착제 형태의 확산 부재가 형성된 편광 필름이 배치된다. 확산 부재가 형성된 편광 필름은 선택반사형 편광 필름을 통과한 광을 확산하여 출사한다. 따라서 액정 표시 장치의 표시 특성을 향상시킬 수 있고, 반사 모드에서 시야각 및 반사율을 증가시켜 시인성을 개선할 수 있다.

그러면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

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 부 분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 바로 위에 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 2 및 도 4를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치의 단면도이고, 도 4는 도 2에 도시한 액정 패널의 상세 단면도이다.

도 2을 참조하면, 본 실시예에 다른 액정 표시 장치(600)는 조명부(100), 제1 편광 부재(200), 확산 부재(300), 액정 패널(400) 및 제2 편광 부재(500)를 포함한다.

조명부(100)는 빛을 생성하는 광원(110), 빛을 반사하는 반사판(120) 및 빛을 확산 및 산란시키는 광학 시트(130)를 포함하고 제1 편광 부재(200)의 후면에 배치되어 액정 패널(200) 측으로 빛을 제공한다. 이때 조명부(100)가 제공하는 빛은 광원(110)에서 생성한 내부광일 수도 있고 액정 패널(400)에 입사된 자연광이 조명부(100)의 반사판(120)에서 반사된 외부광일 수도 있으며 양자가 합해진 것일 수도 있다. 반사판(120)은 외부광의 반사를 효율적으로 하기 위해 요철 구조를 가지거나 확산 패턴을 가질 수 있다.

제1 편광 부재(200)는 조명부(100)로부터의 빛을 일부는 반사시키고, 일부는 투과하는 하부 편광 필름(210)과 하부 편광 필름(210)으로부터의 빛을 편광하여 제3 광을 출사하는 상부 편광 필름(220)을 포함한다. 하부 편광 필름(210)과 상부 편광 필름(220)은 제조 시간을 줄이고 상부 편광 필름(220)에 흡수되는 편광 성분을 줄이기 위해 일체형으로 형성할 수도 있다.

확산 부재(300)는 제1 편광 부재(200) 상부에 배치되어 제1 편광 부재(200)로부터의 빛을 확산하여 출사하며, 산란 물질이 내재된 점착재 따위로 만들어진다. 산란 물질은 실리카 입자(310)로 이루어지고 빛을 확산하여 액정 표시 장치의 시야각 및 시인성을 향상하는 역할을 한다. 여기서, 확산 부재(300)는 제1 편광 부재(200)와 액정 패널(400)을 접착하는 역할을 할 수 있고, 헤이즈(Haze) 값은 50% 이상인 것이 바람직하다.

액정 패널(400)은 서로 마주 보는 하부 및 상부 표시판(410, 420)과 그 사이에 개재된 액정층(430)으로 이루어진다. 액정 패널(400)은 확산 부재(300)로부터의 빛을 액정층(430)의 배열에 따라 투과한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 하부 표시판(410)은 제1 절연기판(411)과 그 위에 형성되어 있는 복수의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(412) 및 복수의 투명 전극(413)을 포함한다. 투명 전극(413)은 ITO(indium tin oxide,), IZO(indium zinc oxide)와 같은 도전성 산화막으로 이루어질 수 있다. 한편, 상부 표시판(420)은 제2 절연 기판(421)과 그 위에 형성되어 있는 복수의 컬러필터(422)와 차광막(423), 그리고 그 위에 형성되어 있는 공통 전극(424)을 포함한다. 컬러필터(422)는 적색, 녹색, 청색 따위의 삼원색을 표시하고, 차광막(423)은 투명 전 극(413) 사이의 광의 누출을 방지하며, 공통 전극(424)은 ITO나 IZO로 이루어진다.

액정층(430)의 배향은 90° 비틀린 네마틱(twisted nematic, TN) 방식일 수 있다. 이와는 달리 수직 배향(vertical alignment, VA) 방식일 수도 있다.

상부 표시판(420)에 공통 전극(424)을 형성하는 대신 하부 표시판(410)에 공통 전극(424)을 형성할 수도 있으며 이때에는 투명 전극(413)과 공통 전극(424)이 생성하는 전계가 기판(411, 421)에 거의 평행한 횡전계 구동(in-plane switching, IPS) 방식이 된다.

제2 편광 부재(500)는 액정 패널(400) 상부에 배치되고 하나의 편광 필름(510)을 포함한다. 편광 필름(510)은 액정 패널(400)로부터의 빛을 편광시킨다. 여기서, 제3 편광 필름(510) 표면에는 표면 반사율을 적게 하기 위한 저반사 처리막(520)이 형성되어 있다. 저반사 처리막(520)은 굴절률이 작은 물질로 이루어지거나 굴절률이 다른 물질층을 2층 이상 포함한다. 예를 들면, 굴절률이 1.5인 물질을 1.2인 물질로 변경할 경우 반사율은 4%에서 0.83%로 줄어든다.

이와 같이 제3 편광 필름(510) 표면에서의 반사율을 줄이면 액정 패널(400)에 더 많은 외부광이 입사되므로 반사율을 높일 수 있다. 저반사 처리막(520)은 제3 편광 필름(510)과 일체로 형성될 수도 있다.

제1 편광 부재(200)의 상부 편광 필름(220)과 제2 편광 부재(500)의 편광 필름(510)은 소정의 편광 성분을 흡수하고 그 밖의 편광 성분을 투과하여 빛의 투과 방향을 일정하게 해주는 역할을 한다. 여기서, 두 편광 필름(220, 510)의 편광축은 서로에 대해 수직이다.

다음, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치에 대하여 도 3을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 액정 표시 장치(700)는 도 2에 도시한 액정 표시 장치(600)와 거의 동일한 층상 구조를 가진다. 즉, 본 실시예의 액정 표시 장치(700)는 조명부(100), 확산 부재(300), 제1 편광 부재(200), 액정 패널(400) 및 제2 편광 부재(500)를 포함한다.

조명부(100)는 광원(110), 반사판(120) 및 광학 시트(130)를 포함하고, 액정 패널(400)은 하부 및 상부 표시판(410, 420)과 액정층(430)을 포함한다. 하부 표시판(410)은 제1 절연기판(411)과 그 위에 형성되어 있는 복수의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(412) 및 복수의 투명 전극(413)을 포함하고, 상부 표시판(420)은 제2 절연 기판(421)과 그 위에 형성되어 있는 복수의 컬러필터(422)와 차광막(423), 그리고 그 위에 형성되어 있는 공통 전극(424)을 포함한다. 또한 제2 편광 부재(500)는 저반사 처리막(520)이 형성되어 있는 편광 필름(510)을 포함한다.

또한 제1 편광 부재(200)는 하부 편광 필름(210)과 상부 편광 필름(220)을 포함한다.

그러나, 도 2에 도시한 액정 표시 장치(600)와는 달리, 본 실시예에서 확산 부재(300)는 제1 편광 부재(200)의 하부 편광 필름(210)과 상부 편광 필름(220) 사 이에 개재 및 점착되어 있다. 이와 같이 하면 제1 편광 부재(200)와 확산 부재(300)를 일체로 만들면, 제조 시간을 줄이고 상부 편광 필름(220)에 흡수되는 편광 성분을 줄일 수 있다.

그러면 도 5를 참고로 하여 도 2와 도 3에 도시한 제1 편광 부재의 하부 편광 필름에 대하여 상세하게 설명한다.

도 5는 도 2와 도 3에 도시한 제1 편광 부재의 하부 편광 필름을 구체적으로 나타낸 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 편광 부재(200)의 하부 편광 필름(210)은 선택반사형 편광 필름으로서 서로 다른 굴절률을 갖는 두 개의 투명한 필름, 즉 제1층(211) 및 제2층(212)이 교대로 두 번 이상 적층된 것이다. 따라서, 하부 편광 필름(210)은 입사광 중 일부분은 반사시키고 나머지 일부분은 투과시키는 역할을 한다.

편광 필름(210)의 두께 방향을 z 방향이라 하고 필름의 면을 x-y면이라 할 때 제1 층(211)이 필름의 면, 즉 x-y면 내에 굴절률 이방성을 갖고 제2 층(212)이 필름의 면 내에 굴절률 이방성을 갖지 않는다. 따라서, 반투과 필름(210)은 입사광의 편광 상태 및 방향에 따라 투과율 및 반사율의 크기가 다른 이방성 특성을 갖는다.

여기서, 제1 층(211)과 제2 층(212)의 x 및 z 방향의 굴절률이 서로 동일하고 y 방향의 굴절률이 서로 다른 경우, 편광되지 않은 빛이 필름에 수직 방향(즉, z 방향)으로 입사할 때 프레넬의 식(Fresnel's equation)에 의해 x 방향의 편광 성 분은 모두 투과하고 y 방향의 편광 성분은 모두 반사하게 된다. 이러한 특성을 갖는 복굴절성의 유전체 다층막의 대표적인 예로 3M사의 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)를 들 수 있다.

DBEF는 서로 다른 두 개 재질의 박막들이 교대로 수백층 쌓여 있는 다층 막 구조로 형성되어 있다. 즉, 복굴절률(birefringence)이 매우 높은 폴리-에틸렌 나프탈레이트(poly-ethylene naphtalate)층과 등방성 구조를 갖는 폴리-메틸 메타크릴레이트(poly-methyl methacrylate, PMMA)층을 번갈아 적층하여 DBEF를 형성한다. 나프탈렌 기는 납작한 평면 구조를 갖고 있어 서로 인접하였을 때 적층이 잘되고 적층 방향의 굴절률이 다른 방향의 굴절률과 크게 달라지게 된다. 이에 반하여, PMMA는 무정형 고분자로서 등방성 배향을 하므로 모든 방향으로의 굴절률이 같다.

이와 같이 3M사의 DBEF는 x 방향의 편광 성분은 모두 투과하고, y 방향의 편광 성분은 모두 반사한다.

다음으로 그러면 도 6을 참고로 하여 도 3에 도시한 확산 부재와 상부 편광 필름에 대하여 상세하게 설명한다.

도 6은 도 3에 도시한 확산 부재와 상부 편광 필름을 구체적으로 나타낸 단면도이다.

도 6은 상부 편광 필름(220) 밑에 점착되어 있는 확산 부재(300)를 보여주고 있다. 앞서 설명하였듯이, 확산 부재(300)는 산란 물질인 실리카 입자(310)를 함유하는 점착재이며 해이즈 값은 50% 이상인 것이 바람직하다.

도 7은 확산 부재를 적용한 액정 패널과 그렇지 않은 액정 패널에 대한 반사 율 데이터를 나타낸 그래프로서, 적분구 방식을 이용하여 측정한 것이다.

도 7를 참조하면, 확산 부재(300)를 적용하지 않은 액정 패널(400)은 정면에서의 반사율이 떨어진다. 또한, 시야각에 따른 반사율 변화도 커서 패널 표시 특성이 저하되고 있다. 이와 반대로 확산 부재(300)를 적용한 패널(400)의 경우는 정면 반사율이 향상되었고, 시야각에 따른 특성도 향상되었음을 알 수 있다.

이하, 도 2에 도시한 반사-투과형 액정 표시 장치의 동작에 대하여 도 8a 내지 도 9b를 참고로 하여 상세하게 설명한다. 본 실시예의 액정 표시 장치는 비틀린 네마틱 방식의 액정 표시 장치로서 노멀리 화이트(nomally white) 방식이다. 편의상 도 2에서 제1 편광 부재(200)의 하부 및 상부 편광 필름(210, 220)을 각각 제1 및 제2 편광 필름이라고 하고 제2 편광 부재(500)의 편광 필름(510)의 제3 편광 필름이라 한다.

도 8a 및 도 8b는 도 2에 도시한 반사-투과형 액정 표시 장치의 반사 모드에서의 동작 원리를 설명하기 위한 도면들이다.

도 8a를 참조하면, 액정층(430)에 전계가 인가되지 않았을 때 외부에서 입사된 빛은 제3 편광 필름(510)을 통과하여 그 편광축과 평행한 방향으로 선편광된다. 선편광된 빛은 상부 표시판(420), 액정층(430) 및 하부 표시판(410)을 통과하여 액정의 배열에 의해 편광 상태가 제3 편광 필름(510)의 편광축에 수직한 방향의 선편광으로 바뀐 후, 제2 편광 필름(220)에 입사된다. 입사된 빛은 제1 편광 필름(210)을 통과하여 조명부(100)의 반사판(120)에서 반사된다.

이와 같이, 반사판(120)으로부터 반사된 빛은 제1 편광 필름(210)을 통과하 고, 확산 부재(300)에 의해 확산되고 제2 편광 필름(220)에 의해 선편광되어 출사된다. 선편광된 빛은 하부 표시판(410), 액정층(430) 및 상부 표시판(420)을 통과하면서 액정의 배열에 의해 제3 편광 필름(510)의 편광축과 평행한 방향으로 선편광된 후, 제3 편광 필름(510)을 그대로 통과하여 화이트(white) 화상을 표시하게 된다.

도 8b를 참조하면, 액정층(430)에 충분한 크기의 전계가 인가되어 액정 분자들이 대부분 표시판(410, 420)에 대하여 수직으로 배열된 경우, 외부에 입사된 빛은 제3 편광 필름(510)을 통과하여 그 편광축과 평행한 방향으로 선편광된다. 선편광된 빛은 편광 상태가 변경되지 않고 액정층(430)을 통과하여 제2 편광 필름(210)으로 입사하게 된다. 제2 편광 필름(210)에 입사된 빛은 제2 편광 필름(210)을 통과하지 못하고 제2 편광 필름(210)에 흡수된다.

따라서 입사된 외부광은 조명부(100)의 반사판(210)에 미치지 못하고, 반사되는 빛도 없기 때문에 액정 표시 장치가 블랙(black) 화상을 표시하게 된다.

도 9a 및 도 9b는 도 2에 도시한 반사-투과형 액정 표시 장치의 투과 모드에서의 동작 원리를 설명하기 위한 도면들이다.

도 9a를 참조하면, 액정층(430)에 전계가 인가되지 않았을 때 조명부(100)에서 생성된 빛은 제1 편광 필름(210)을 통과하여 그 편광축과 평행한 방향으로 선편광되고, 확산 부재(300)에 의해 확산되어 출사되고, 제2 편광 필름(220)의 편광축과 평행한 방향으로 선편광된다. 선편광된 빛은 하부 표시판(410), 액정층(430) 및 상부 표시판(420)을 통과하면서 액정의 배열에 의해 제2 편광 필름(220)의 편광 축과 수직한 방향으로 선편광되어 제3 편광 필름(510)에 입사되고 제3 편광 필름(510)은 이 빛을 그대로 통과시키므로 액정 표시 장치는 화이트(white) 영상을 표시하게 된다.

도 9b를 참조하면, 액정층(430)에 충분한 크기의 전계가 인가되어 액정 분자들이 대부분 표시판(410, 420)에 대하여 수직으로 배열된 경우, 조명부(100)에서 생성된 빛은 제1 편광 필름(210)을 통과하여 그 편광축과 평행한 방향으로 선편광 되고, 확산 부재(300)에 의해 확산되어 출사되고, 제2 편광 필름(220)의 편광축과 평행한 방향으로 선편광된다. 선편광된 빛은 하부 표시판(410), 액정층(430) 및 상부 표시판(420)을 통과하나 편광은 바뀌지 아니한다. 액정층(430)을 통과한 빛은 그 편광이 제3 편광 필름(510)의 편광축에 수직이기 때문에 통과하지 못하고 제3 편광 필름(510)에 흡수된다. 따라서 액정 표시 장치는 블랙(black) 영상을 표시하게 된다.

이러한 액정 표시 장치에 따르면, 조명부와 액정 패널과의 사이에는 광을 일부는 반사시키고 일부는 투과시키는 선택반사형 편광 필름을 배치하고, 액정 패널과 선택반사형 편광 필름 사이에는 확산 부재가 접착된 편광 필름이 배치된다. 확산 부재가 형성된 편광 필름은 선택반사형 편광 필름을 통과한 광을 확산하여 출사한다. 따라서 액정 표시 장치의 표시 특성 및 시야각을 향상시킬 수 있고, 반사 모드에서의 시야각 및 반사율을 증가시켜 시인성을 개선할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

1. 광원과 반사판을 포함하는 이루어지고 제1 광을 제공하는 조명부,

   상기 조명부 상에 배치되어 있으며 상기 제1 광을 편광시켜 제2 광을 출사하는 제1 편광 부재,

   상기 제1 편광 부재 상부에 형성되어 있으며 상기 제2 광을 확산시켜 제3 광을 출사하는 확산 부재,

   제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 개재된 액정으로 이루어지고, 액정의 배열에 의해 상기 제3 광을 이용하여 영상 표시 정보를 담은 제 4광을 출사하는 액정 패널, 그리고

   상기 액정 패널 상에 형성되어 있으며 상기 제4 광을 편광시켜 제5 광을 출사하는 제2 편광 부재

   를 포함하는 액정 표시 장치
2. 제1항에서,

   상기 제1 편광 부재는,

   상기 조명부와 마주보고, 상기 제1 광을 일부는 반사시키고, 일부는 투과시키는 제1 편광 필름 및

   투과된 상기 제1 광을 편광시켜 제2 광을 출사하는 제2 편광 필름

   을 포함하는 액정 표시 장치.
3. 제2항에서,

   상기 제1 편광 필름과 제2 편광 필름은 일체인 액정 표시 장치.
4. 제1항에서,

   상기 확산 부재는 산란 물질이 내재된 점착제를 포함하는 액정 표시 장치.
5. 제4항에서,

   상기 확산 부재는 헤이즈 값이 50% 이상인 액정 표시 장치.
6. 제1항에서,

   상기 제2 편광 부재는 표면에 저반사 처리막을 형성한 제3 편광 필름을 포함하는 액정 표시 장치.
7. 제6항에서,

   상기 저반사 처리막은 굴절률이 서로 다른 물질을 복수 층 포함하는 액정 표시 장치
8. 제7항에서,

   상기 저반사 처리막은 스퍼터링 공정 또는 코팅 공정으로 형성되어 있는 액 정 표시 장치
9. 제1항에서,

   상기 반사판은 요철 구조 또는 반사 패턴을 가지는 액정 표시 장치.
10. 광원과 반사판으로 이루어지고 제1 광을 발생하는 조명부,

    상기 조명부와 마주보고, 상기 제1 광을 일부는 반사시키고, 일부는 투과시켜 제2 광을 출사하는 제1 편광 필름,

    상기 제1 편광 필름 상에 배치되고, 상기 제2 광을 확산 및 편광시켜 제3 광을 출사하는 제2 편광 필름,

    제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판과의 사이에 개재된 액정으로 이루어지고, 액정의 배열에 의해 제3 광을 이용하여 영상 표시 정보를 담은 제4 광을 출사하는 액정 패널, 및

    상기 제4 광을 편광시켜 제5 광을 출사시키고 저반사 처리막을 구비하는 제3 편광 필름

    을 포함하는 액정 표시 장치
11. 제10항에서,

    상기 제2 편광 필름은 표면 일면에 형성되어 있는 확산 부재를 포함하는 액정 표시 장치.
12. 제11항에서,

    상기 확산 부재는 산란 물질이 내재된 점착제를 포함하는 액정 표시 장치.
13. 제12항에서,

    상기 확산 부재는 헤이즈 값이 50% 이상인 액정 표시 장치.
14. 제10항에서,

    상기 저반사 처리막은 굴절률이 서로 다른 물질을 복수층 포함하는 액정 표시 장치.
15. 제14항에서,

    상기 저반사 처리막은 스퍼터링 공정 또는 코팅 공정으로 형성되어 있는 액정 표시 장치.
16. 제10항에서,

    상기 반사판은 요철 구조 또는 반사 패턴을 가지는 액정 표시 장치.
17. 액정층과 상기 액정층에 전계를 생성하는 전극을 포함하는 액정 패널,

    상기 액정 패널의 한 쪽 면에 구비되어 있으며 입사된 빛을 일부는 반사시키 고, 일부는 투과시키는 제1 편광 필름,

    상기 제1 편광 필름과 상기 액정 패널의 사이에 구비되어 있으며 입사된 빛을 편광시키는 제2 편광 필름,

    상기 액정 패널에 대하여 상기 제1 및 제2 편광 필름의 반대 쪽에 구비되어 있으며 입사된 빛을 편광시키는 제3 편광 필름,

    상기 제3 편광 필름의 표면에 형성되어 있는 저반사 처리막,

    상기 제1 편광 부재를 중심으로 상기 액정 패널의 반대쪽에 구비되어 있으며 광원과 반사판을 포함하는 조명부, 그리고

    상기 제1 편광 필름과 상기 액정 패널의 사이에 구비되어 있는 확산 부재

    를 포함하는 액정 표시 장치.
18. 제17항에서,

    상기 확산 부재는 상기 제2 편광 필름과 상기 액정 패널의 사이에 구비되어 있는 액정 표시 장치.
19. 제17항에서,

    상기 확산 부재는 상기 제1 편광 필름과 상기 제2 편광 필름의 사이에 구비되어 있는 액정 표시 장치.
20. 제18항 또는 제19항에서,

    상기 확산 부재는 산란 물질이 내재된 점착제를 포함하는 액정 표시 장치.

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