KR20080028701A

KR20080028701A - 표시장치

Info

Publication number: KR20080028701A
Application number: KR1020060094334A
Authority: KR
Inventors: 함연식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2008-04-01
Also published as: US20080079867A1; CN101153987A

Abstract

표시장치는 다수의 화소 영역이 정의된 표시패널을 구비하고, 각 화소 영역은 광이 투과되는 투과 영역과 광이 차단되는 차단 영역으로 이루어진다. 투과 영역에는 색화소가 형성되며, 차단 영역에는 블랙 매트릭스가 형성된다. 화소 영역들 중 적어도 어느 하나는 표시패널의 모듈레이션 값이 0.01보다 작은 값을 갖는 것을 만족시키는 화소 개구율을 갖는다. 이에 따라, 표시패널과 프리즘 시트 간의 광 간섭을 최소화하고, 기라쯔끼 불량을 방지하며, 표시 특성 및 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.

기라쯔끼, 모아레, PVA

Description

표시장치{DISPLAY APPARATUS}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 프리즘 시트를 나타낸 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 액정표시패널을 나타낸 평면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 컬러필터 기판을 나타낸 평면도이다.

도 5는 도 4의 절단선 I-I'에 따른 단면도이다.

도 6은 도 4의 'A' 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.

도 7은 화소 개구율에 따른 모듈레이션 값의 변화를 나타낸 시뮬레이션도이다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러필터 기판을 나타낸 평면도이다.

도 9는 도 8의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 단면도이다.

도 10은 도 9의 'B' 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 -- 광원부 200 -- 프리즘 시트

210 -- 프리즘 300 -- 어레이 기판

400, 800 -- 컬러필터 기판 410 -- 베이스 기판

420 -- 색화소 430 -- 블랙 매트릭스

440 -- 오버 코트층 450 -- 공통 전극

500 -- 액정층 600 -- 액정표시패널

700 -- 액정표시장치

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화면 품위를 향상시킬 수 있는 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정표시패널 및 액정표시패널에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.

액정표시패널은 어레이 기판, 어레이 기판과 마주보는 컬러필터기판 및 어레이 기판과 컬러필터 기판과의 사이에 개재된 액정층으로 이루어진다. 어레이 기판은 화상을 나타내는 최소 단위인 다수의 화소로 이루어진다. 화소 각각은 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 구비한다. 박막 트랜지스터는 액정층에 제공되는 화소 전압을 스위칭한다. 화소 전극은 박막 트랜지스터의 드레인 전극에 전기적으로 연결되고, 액정층을 사이에 두고 컬러필터기판에 형성된 공통전극과 마주한다.

이러한 액정표시장치는 음극선관 표시장치보다 박형으로 만들 수 있는 장점을 갖는 반면에 시야각(viewing angle)이 좁은 단점을 갖는다.

이를 개선하기 위하여, 최근에는 광시야각 특성을 갖는 피브이에이(Patterned Vertical Alignment: PVA) 모드 액정표시패널 및 에스-피브이에 이(Super-Patterned Vertical Alignment: S-PVA) 모드 액정표시패널 등이 개발되고 있다. PVA 및 S-PVA 모드 액정표시패널은 화소 전극과 공통 전극을 패터닝하여 한 화소 내에 다수의 도메인을 형성하고, 각 도메인 별로 액정층의 액정 분자들이 서로 다르게 배향된다.

이와 같이, PVA 및 S-PVA 모드 액정표시패널은 화소 전극과 공통 전극이 패터닝되므로, 액정표시패널과 백라이트 어셈블리의 프리즘 시트 간에 광 간섭이 발생할 수 있다. 이로 인해, 모아레(moire) 간섭 및 액정표시패널의 특정 화소가 하얀 점으로 인식되는 기라쯔끼 불량이 발생한다.

본 발명의 목적은 제품의 수율을 향상시킬 수 있는 표시장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 표시장치는 광원부, 표시패널 및 광학 부재로 이루어진다.

상기 광원부는 광을 발생하여 상기 표시패널에 제공한다. 상기 표시패널은 상기 광을 이용하여 영상을 표시한다. 구체적으로, 상기 표시패널은 베이스 기판, 색화소들 및 블랙 매트릭스를 포함한다. 상기 베이스 기판은 다수의 화소 영역이 정의되고, 상기 화소 영역들 각각은 상기 광이 투과되는 투과 영역과, 상기 투과 영역을 둘러싸고 상기 광이 차단되는 차단 영역으로 이루어진다. 상기 색화소들은 각 화소 영역에 형성되고 상기 광을 이용하여 소정의 색을 발현한다. 상기 블랙 매 트릭스는 상기 차단 영역에 형성되어 광을 차단한다. 상기 광학 부재는 상기 광원부와 상기 표시패널과의 사이에 개재되고, 상기 광원부로부터의 광을 집광하여 상기 표시패널에 제공한다.

상기 화소 영역들 중 적어도 어느 하나는 상기 투과 영역이 해당 화소 영역에서 차지하는 비율을 나타내는 화소 개구율이 상기 표시패널의 모듈레이션 값이 0.01보다 작은 값을 갖는 것을 만족시키는 제1 화소 개구율을 갖고 개구율을 갖는다. 여기서, 상기 모듈레이션 값은 제1 계조에서 상기 표시패널이 갖는 최대 휘도와 최소 휘도 간의 차이 값을 상기 최대 휘도와 상기 최소 휘도를 더한 값으로 나눈 값이다. 바람직하게는, 상기 모듈레이션 값은 0.000001 보다 크고 0.008보다 작은 값을 갖고, 상기 제1 계조는 1 부터 N(단, N은 1 이상의 자연수) 까지의 계조 중 기라쯔끼 불량이 인식되는 1 계조보다 큰 계조이다.

상기 광학 부재는, 삼각 기둥 형상을 갖고 서로 연접하여 상기 광원부로부터의 광을 집광하는 다수의 프리즘을 구비하고, 서로 인접한 프리즘들의 산은 제1 간격으로 이격된다. 상기 프리즘들 각각은 두 개의 경사면들로 이루어지고, 상기 경사면들 각각은 상기 제1 간격과 동일한 폭을 갖는다. 여기서, 상기 화소 영역의 폭은 상기 제1 간격보다 1배 내지 9배 크고, 상기 제1 화소 개구율은 0.90 내지 0.99이다.

또한, 상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 표시장치는 광원부, 표시패널 및 광학 부재로 이루어진다.

상기 광원부는 광을 발생하여 상기 표시패널에 제공한다. 표시패널은 상기 광을 이용하여 영상을 표시한다. 구체적으로, 상기 표시패널은 베이스 기판, 색화소들 및 블랙 매트릭스로 이루어진다. 베이스 기판은 다수의 화소 영역이 정의되고, 화소 영역들 각각 상기 광이 투과되는 투과 영역과, 상기 투과 영역을 둘러싸고 상기 광이 차단되는 차단 영역으로 이루어진다. 색화소들은 각 화소 영역에 형성되고, 상기 광을 이용하여 소정의 색을 발현한다. 상기 블랙 매트릭스는 상기 차단 영역에 형성되어 광을 차단한다. 광학 부재는 상기 광원부와 상기 표시패널과의 사이에 개재되고, 상기 광원부로부터의 광을 집광하여 상기 표시패널에 제공한다.

상기 화소 영역들 중 적어도 어느 하나는 상기 투과 영역이 해당 화소 영역에서 차지하는 비율을 나타내는 화소 개구율이 상기 표시패널의 모듈레이션 값이 0.01보다 작은 값을 갖는 것을 만족시키는 0.90 내지 0.99이다. 여기서, 상기 모듈레이션 값은 하이라이트보다 진한 계조에서 상기 표시패널이 갖는 최대 휘도와 최소 휘도 간의 차이 값을 상기 최대 휘도와 상기 최소 휘도를 더한 값으로 나눈 값이다.

이러한, 표시장치에 따르면, 투과 영역의 폭을 증가시켜 화소 개구율을 향상시키므로, 표시패널의 모듈레이션 값이 0.01보다 작은 값을 갖는다. 이에 따라, 표시패널과 광학 부재 간의 광 간섭을 방지하고, 기라쯔끼 불량 및 모아레를 방지하며, 표시특성 및 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 프리즘 시트를 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 액정 표시패널을 나타낸 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치(700)는 광을 발생하는 광원부(100), 상기 광을 집광하는 프리즘 시트(200), 및 상기 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널(600)을 포함한다.

상기 광원부(100)는 상기 광을 발생하여 상기 액정표시패널(600)에 제공하고, 상기 프리즘 시트(200)는 상기 광원부(100)로부터의 광을 집광하여 상기 액정표시패널(600)에 제공한다. 본 발명의 일례로, 상기 액정표시장치(700)는 광학 시트로 하나의 프리즘 시트(200)를 구비하나, 추가의 광학 시트를 더 구비할 수도 있다.

상기 프리즘 시트(200)는 상면에 상기 광원부(100)로부터의 광을 집광하는 다수의 프리즘(210)이 형성된다. 상기 프리즘들(210)은 삼각 기둥 형상을 갖고, 서로 연접하게 위치한다. 각 프리즘은 두 개의 경사면으로 이루어지고, 서로 인접한 프리즘들의 산의 이격 거리(PP)는 서로 동일하다. 설명의 편의를 위해, 이하, 상기 서로 인접한 프리즘들의 산의 이격 거리(PP)를 프리즘 피크 간격이라 한다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 프리즘 시트(200)의 상부에는 상기 액정표시패널(600)이 구비된다. 상기 액정표시패널(600)은 상기 영상을 표시하는 기본 단위인 다수의 화소 영역이 정의되고, 각 화소 영역(PA)은 상기 광이 투과되는 투과 영역(TA) 및 상기 광이 차단 영역(BA)으로 이루어진다.

상기 액정표시패널(600)은 어레이 기판(300), 컬러필터 기판(400) 및 액정층(500)을 포함한다. 상기 어레이 기판(300)은 게이트 신호를 전송하는 다수의 게 이트 라인, 데이터 신호를 전송하는 다수의 데이터 라인, 화소 전압을 스위칭하는 다수의 박막 트랜지스터, 및 상기 화소 전압을 출력하는 다수의 화소 전극을 포함한다.

상기 게이트 라인들과 상기 데이터 라인들은 서로 절연되어 교차하고, 상기 화소 영역들을 정의한다. 각 박막 트랜지스터(320)와 각 화소 전극(330)은 상기 화소 영역(PA)에 형성되고, 상기 박막 트랜지스터(320)는 상기 차단 영역(BA)에 위치한다. 상기 박막 트랜지스터(320)는 게이트 라인(GL)으로부터 분기되어 형성된 게이트 전극(321), 상기 게이트 전극(321)의 상부에 형성된 반도체 층(322), 상기 데이터 라인(DL)으로부터 분기되어 상기 반도체 층(322)의 상부에 형성된 소오스 전극(323), 및 상기 소오스 전극(323)과 동일층에 형성되어 상기 화소 전극(330)과 전기적으로 연결된 드레인 전극(324)을 포함한다.

상기 화소 전극(330)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide: ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide: IZO)와 같은 투명성 도전 물질로 이루어지고, 상기 화소 전압을 출력한다. 상기 화소 전극(330)은 패터닝되어 상기 화소 영역(PA)을 상기 액정층(500)의 액정 분자들이 서로 다르게 배향되는 다수의 도메인으로 구획한다. 즉, 상기 화소 전극(330)은 상기 게이트 라인(GL)과 평행하고 상기 화소 영역(PA)의 중심부를 가로지르는 임의의 가상선을 따라 부분적으로 제거되고, 일부분이 제거되어 상기 가상선에 대해 소정 각도로 기울어진 개구부가 형성된다. 상기 화소 전극(330)은 상기 가상선을 중심으로 서로 거울 대칭되는 형상을 갖는다.

상기 어레이 기판(300)은 공통 전압을 전송하는 공통전압 라인(CL)과 제1 및 제2 스토리지 라인들을 더 포함한다. 상기 공통전압 라인(CL)은 상기 게이트 라인(GL)과 동일한 방향으로 연장되어 형성되고, 상기 제1 및 제2 스토리지 라인들은 상기 공통전압 라인(CL)으로부터 분기되어 형성된다. 각 제1 및 제2 스토리지 라인(SL1, SL2)은 상기 화소 영역(PA)에 형성되고, 상기 데이터 라인(DL)과 동일한 방향으로 연장되어 형성되며, 서로 대향하게 위치한다. 평면상에서 볼 때, 상기 제1 및 제2 스토리지 라인(SL1, SL2)은 상기 화소 전극(330)과 부분적으로 중첩되어 상기 화소 전극(330)과의 사이에 스토리지 커패시터를 형성한다.

상기 어레이 기판(300)은 서로 인접한 공통전압 라인들을 전기적으로 연결하기 위한 연결 전극(340)을 더 포함한다. 상기 연결 전극(340)은 상기 화소 전극과 동일한 재질로 이루어지고, 상기 데이터 라인(DL)의 길이 방향으로 서로 다른 화소 영역에 위치하는 제1 스토리지 라인과 공통전압 라인에 각각 전기적으로 연결된다.

한편, 상기 어레이 기판(300)의 상부에는 상기 컬러필터 기판(400)이 구비된다.

도 4는 도 3에 도시된 컬러필터 기판을 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 절단선 I-I'에 따른 단면도이며, 도 6은 도 4의 'A' 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 컬러필터 기판(400)은 베이스 기판(410), 색화소들(420), 블랙 매트릭스(430), 오버 코트층(440) 및 공통 전극(450)을 포함한다.

상기 색화소들(420) 및 상기 블랙 매트릭스(430)는 상기 베이스 기판(410)의 상면에 형성된다. 상기 색화소들(420)은 상기 광을 이용하여 소정의 색을 발현하는 레드, 그린 및 블루 색화소(421, 422, 423)를 포함하고, 상기 레드, 그린 및 블루 색화소(421, 422, 423)는 상기 화소 영역(PA)에 각각 형성된다. 상기 블랙 매트릭스(430)는 상기 차단 영역(BA)에 형성되어 상기 광을 차단하고, 상기 색화소들(420) 각각을 둘러싼다. 상기 레드, 그린 및 블루 색화소(421, 422, 423)는 상기 투과 영역(TA)과 상기 차단 영역(BA)에 모두 형성되므로, 상기 색화소들(420)은 상기 차단 영역(BA)에서 상기 블랙 매트릭스(430)와 부분적으로 중첩된다.

상기 색화소들(420)과 상기 블랙 매트릭스(430)의 상부에는 상기 오버 코트층(440) 및 상기 공통 전극(450)이 순차적으로 형성된다. 상기 오버 코트층(440)은 상기 컬러필터 기판(400)을 평탄화하고, 상기 공통 전극(450)은 상기 액정층(500)을 사이에 두고 상기 화소 전극(330)과 마주한다. 상기 공통 전극(450)은 ITO 또는 IZO와 같은 투명성 도전 물질로 이루어지고, 상기 도메인들을 형성하기 위해 상기 화소 영역(PA)에서 부분적으로 제거되어 개구부들(451, 452, 453)(도 3 참조)이 형성된다.

이와 같이, 상기 액정표시패널(600)은 상기 화소 영역(PA)이 도메인들로 구획되기 때문에, 시인성이 향상되나, 상기 프리즘 시트(200)(도 2 참조)와의 빛 간섭으로 인해 기라쯔끼 불량이 유발될 수 있다.

도 2 및 도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 기라쯔끼 불량은 상기 화소 영역의 폭(PAD)과 프리즘 시트(200)의 상기 프리즘 피크 간격(PP) 간의 크기 관계에 따 라 유발된다. 여기서, 상기 화소 영역의 폭(PAD)과 상기 프리즘 피크 간격(PP)은 상기 액정표시패널(600)의 휘도를 결정하며, 상기 액정표시패널(600)의 휘도를 산출하는 과정은 하기하는 수학식 1과 같다.

수학식 1에서, I는 상기 액정표시패널(600)의 휘도, PR은 화소 개구율, N은 상기 화소 영역(PA)의 폭(PAD)을 상기 프리즘 피크 간격(PP)으로 나눈값, K1은 상기 액정표시패널(600)의 주파수, K2는 상기 프리즘 시트(200)의 주파수, TAD는 상기 투과 영역(TA)의 폭(TDA), PD는 상기 프리즘(200)의 경사면의 폭(PD), PP는 상기 프리즘 피크 간격(PP)을 나타낸다. 여기서, 상기 화소 개구율은 상기 화소 영역(PA)에서 상기 투과 영역(TA)이 차지하는 비율을 나타내며, 상기 투과 영역(TA)의 폭(TAD)을 상기 화소 영역(PA)의 폭(PAD)으로 나누어 산출한다. 한편, 상기 화소 영역(PA)의 폭(PAD)은 해당 화소 영역에 형성된 색화소의 폭(CD)과 서로 인접한 색화소들 간의 이격 거리(CCD)를 더하여 산출한다.

상기 수학식 1을 참조하면, 상기 액정표시패널(600)의 휘도는 상기 화소 개구율과 상기 프리즘 피크 간격(PP) 및 상기 프리즘의 경사면의 폭(PAD)에 의해 결정된다.

상기 액정표시패널(600)의 주파수와 상기 프리즘 시트(200)의 주파수를 작은 성분만 선택하여 상기 수학식 1을 정리하면, 하기하는 수학식 2와 같다.

수학식 2에서, N과 M은(N×K1)-(M×K2)<<K1 및 (N×K1)-(M×K2)<<K2를 만족하는 자연수이며, 수학식 2를 이용하여 상기 기라쯔끼 불량이 발생하는 발생 주기 및 기라쯔끼 발생 유무를 나타내는 모듈레이션 값을 산출하면 각각 하기하는 수학식 3 및 4와 같다.

수학식 4에서, L1은 상기 기라쯔끼 불량이 인식될 수 있는 계조에서 상기 액정표시패널(600)의 최대 휘도값, L2는 상기 기라쯔끼 불량이 인식될 수 있는 계조에서 상기 액정표시패널(600)의 최소 휘도값을 나타낸다.

수학식 3 및 4를 참조하면, 상기 모듈레이션 값은 기라쯔끼 불량이 인식될 수 있는 계조, 즉, 하이라이트보다 진한 계조에서 상기 액정표시패널(600)이 갖는 최대 휘도(L1)와 최소 휘도(L2) 간의 차이 값을 상기 최대 휘도(L1)와 상기 최소 휘도(L2)를 더한 값으로 나누어 산출한다. 이와 같이, 상기 모듈레이션 값은 상기 액정표시패널(600)의 휘도에 의해 결정되므로, 상기 기라쯔끼 불량의 시인 정도 또한 상기 액정표시패널(600)의 휘도에 의해 결정된다.

여기서, 상기 액정표시패널(600)의 휘도는 상기한 수학식 1 및 2에 기재된 바와 같이, 상기 화소 개구율과 상기 프리즘 피크 간격(PP) 및 상기 프리즘 경사면의 폭(PD)에 의해 결정된다. 따라서, 상기 모듈레이션 값 또한 상기 화소 영역(PA)의 폭(PAD)과 상기 프리즘 피크 간격(PP) 및 상기 프리즘 경사면의 폭(PD)에 따라 결정된다. 상기 액정표시패널(600)의 주파수와 상기 프리즘 시트(200)의 주파수가 거의 동일한 것으로 간주하여 수학식 4를 정리하면, 하기하는 수학식 5와 같다.

수학식 5에서, PR은 상기 화소 개구율, PPR은 상기 화소 개구율과 상기 프리즘 시트(200)의 굴곡율 간의 비율 나타낸다.

수학식 5를 참조하면, 상기 화소 개구율과 상기 프리즘 시트(200)의 굴곡율 간의 비율은 상기 프리즘 피크 간격(PP)을 상기 프리즘 경사면의 폭(PD)으로 나눈 값을 상기 화소 개구율로 나누어 산출한다. 상기 모듈레이션 값은 상기 화소 개구율 및 상기 화소 개구율과 상기 프리즘 시트(200)의 굴곡율 간의 비율에 따라 그 값이 결정된다.

이와 같이, 상기 모듈레이션 값은 상기 화소 개구율, 상기 프리즘 피크 간격(PP), 상기 프리즘 경사면의 폭(PD) 및 상기 프리즘 피크 간격(PP)에 대한 상기 화소 영역(PA)의 폭(PAD)의 비율에 따라 결정된다.

상기 액정표시장치(700)는 상기 모듈레이션 값이 0.01 이하의 값을 가질 때, 기라쯔끼 불량을 방지할 수 있다. 이를 위해, 상기 액정표시패널(600)은 0.01 이하의 모듈레이션 값을 갖기 위한 화소 개구율을 갖는다. 즉, 상기 모듈레이션 값이 0.01 이하이면, 상기 액정표시패널(600)과 프리즘 시트(200)간의 광 간섭을 최소화할 수 있으므로, 기라쯔끼 불량을 방지할 수 있다. 바람직하게는, 상기 액정표시패널(600)은 상기 모듈레이션 값이 약 0.000001보다 크고, 약 0.008보다 작은 값을 갖는 것을 만족하기 위한 화소 개구율을 갖는다.

상기한 수학식 1 내지 5에 기재된 바와 같이, 상기 모듈레이션 값은 상기 화소 개구율, 상기 프리즘 피크 간격(PP), 상기 프리즘 경사면의 폭(PD) 및 상기 프리즘 피크 간격(PP)에 의해 결정된다. 따라서, 상기 프리즘 피크 간격(PP)과 상기 프리즘 경사면의 폭(PD)에 따라 상기 화소 개구율을 조절하면, 상기 모듈레이션 값이 0.01보다 작은 값을 갖는다.

본 발명의 일례로, 상기 프리즘 피치(PP)와 상기 프리즘 경사면의 폭(PD)은 서로 동일하고, 상기 화소 영역(PA)의 폭(PAD)이 상기 프리즘 피크 간격(PP) 보다 약 1배 내지 9배 클 경우, 상기 모듈레이션 값이 0.01 이하의 값을 갖기 위한 상기 화소 개구율은 약 0.90 내지 약 0.99이다. 여기서, 상기 화소 개구율은 상기 화소 영역의 폭(PAD)에 대한 상기 투과 영역(TA)의 폭(TAD)의 비율을 나타내므로, 상기 투과 영역(TA)의 폭(TAD)에 의해 결정된다.

바람직하게는, 상기 프리즘 피크 간격(PP)과 상기 프리즘 경사면의 폭(PD)이 각각 약 50㎛로 형성되고, 상기 화소 영역(PA)의 폭(PAD)이 약 90㎛ 일 때, 상기 모듈레이션 값이 0.01 이하의 값을 갖기 위한 상기 화소 개구율은 약 0.92이다. 본 발명의 일례로, 상기 화소 영역(PA)의 폭(PAD)이 약 90㎛일 때, 상기 화소 개구율이 약 0.92가 되려면, 상기 투과 영역(TA)은 약 83.2㎛의 폭(TAD)을 갖는다. 따라서, 상기 화소 영역(PA)은 기존 대비 상기 투과 영역(TA)의 폭(TAD)이 증가하고, 상기 블랙 매트릭스(430)의 폭(BD)이 감소된다.

본 발명의 일례로, 상기 액정표시패널(600)의 모든 화소 영역은 모두 동일한 폭을 갖고, 각 화소 영역별 투과 영역(TA)의 폭(TAD) 또한 서로 동일하다. 따라서, 상기 액정표시패널(600)의 화소 영역들은 서로 동일한 화소 개구율을 갖는다.

이와 같이, 상기 액정표시패널(600)은 상기 투과 영역(TA)의 폭(TAD)을 조절하여 상기 화소 개구율을 조절함으로써, 상기 액정표시패널(600)의 모듈레이션 값이 0.01보다 작은 값을 갖는다. 이에 따라, 상기 액정표시패널(600)과 상기 프리즘 시트(200) 간의 광 간섭을 방지하고, 모아레(moire) 현상 및 기라쯔기 불량을 방지하며, 표시 특성 및 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.

도 5 및 도 7을 참조하면, 제1 내지 제7 그래프(G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7)는 상기 프리즘 피치(PP)(도 2 참조)와 상기 프리즘 경사면의 폭(PD)(도 2 참조)이 동일할 때, 상기 프리즘 피치(PP)(도 2 참조)에 대한 상기 화소 영역(PA) 폭(PAD)(도 4 참조)의 비율에 따른 각 화소 개구율별 모듈레이션 값의 변화를 나타낸다.

여기서, 상기 제1 그래프(G1)의 화소 개구율은 약 1.0이고, 상기 제2 그래프(G2)의 화소 개구율은 약 0.96이며, 상기 제3 그래프(G3)의 화소 개구율은 약 0.92이고, 상기 제4 그래프(G4)의 화소 개구율은 약 0.88이며, 상기 제5 그래프(G5)의 화소 개구율은 약 0.84이고, 상기 제6 그래프(G6)의 화소 개구율은 약 0.8이며, 상기 제7 그래프(G7)의 화소 개구율은 약 0.75이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제3 그래프(G1, G2, G3), 즉, 상기 화소 개구율이 약 0.09보다 클 때, 상기 모듈레이션 값이 0.01보다 낮게 나타나고, 상기 제4 내지 제7 그래프(G4, G5, G6, G7), 즉, 상기 화소 개구율이 약 0.09보다 작을 때, 상기 모듈레이션 값이 0.01보다 크게 나타난다. 따라서, 상기 화소 개구율이 약 0.09보다 큰 값을 가질 때, 기라쯔끼 불량을 방지할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 컬러필터 기판을 나타낸 평면도이고, 도 9는 도 8의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'에 따른 단면도이며, 도 10은 도 9의 'B' 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.

도 2 및 도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 컬러필터 기판(800)은 블랙 매트릭스(810)를 제외하고는 도 3 내지 도 6에 도시된 컬러필터 기판(400)과 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 이하, 상기 컬러필터 기판(800)의 구체적인 설명에 있 어서, 도 3에 도시된 컬러필터 기판(400)과 동일한 구성 요소에 대해서는 참조 번호를 병기하고, 그 중복된 설명은 생략한다.

상기 컬러필터 기판(800)은 베이스 기판(410), 색화소들(420), 블랙 매트릭스(810), 오버 코트층(440) 및 공통 전극(450)을 포함한다. 상기 베이스 기판(410)은 영상이 표시되는 다수의 화소 영역이 정의되고, 각 화소 영역(PA)은 광이 투과되는 투과 영역(TA1, TA2, TA3) 및 상기 투과 영역(TA1, TA2, TA3)을 둘러싸고 광이 차단되는 차단 영역(BA)으로 이루어진다.

상기 색화소들(420)은 레드, 그린 및 블루 색화소(421, 422, 423)를 포함하고, 상기 레드, 그린 및 블루 색화소(421, 422, 423)는 상기 화소 영역(PA)에 각각 형성된다. 상기 블랙 매트릭스(810)는 상기 색화소들(420) 각각을 둘러싸고, 상기 차단 영역(BA)에 형성되며, 광을 차단한다.

상기 투과 영역(TA1, TA2, TA2)은 해당 화소 영역에 형성된 색화소에 따라 그 폭이 다르다. 본 발명의 일례로, 상기 컬러필터 기판(800)은 상기 그린 색화소(422)가 형성된 투과 영역(TA2)을 다른 색화소가 형성된 투과 영역(TA1, TA3) 보다 넓게 형성한다. 이는, 상기 그린 색화소(422)가 상기 레드 및 블루 색화소(421, 423) 보다 휘도가 높기 때문에, 상기 그린 색화소(422)가 형성된 투과 영역(TA2)의 폭을 증가시키는 것이 바람직하다.

구체적으로, 상기 그린 색화소(422)가 형성된 화소 영역은, 액정표시패널(600)(도 1 참조)과 프리즘 시트(200) 간의 광 간섭을 최소화도록 기라쯔끼의 발생 유무를 나타내는 모듈레이션 값이 0.005 이하의 값을 갖기 위한 화소 개구율을 갖는다. 이하, 설명의 편의를 위해, 상기 레드 색화소(421)가 형성된 투과 영역(TA1)은 제1 투과 영역(TA1), 상기 그린 색화소(422)가 형성된 투과 영역(TA2)은 제2 투과 영역(TA2), 상기 블루 색화소(423)가 형성된 투과 영역(TA3)은 제3 투과 영역(TA3)이라 한다.

본 발명의 일례로, 상기 프리즘 피치(PP)와 상기 프리즘 경사면의 폭(PD)은 서로 동일하고, 상기 화소 영역(PA)의 폭(PAD)이 상기 프리즘 피크 간격(PP) 보다 약 1배 내지 9배 더 클 경우, 상기 그린 색화소(422)가 형성된 화소 영역의 화소 개구율은 약 0.90 내지 약 0.99이다.

바람직하게는, 상기 프리즘 피치(PP)와 상기 프리즘 경사면의 폭(PD)은 각각 약 50㎛로 형성되고, 상기 화소 영역(PA)의 폭(PAD)이 약 90㎛ 일때, 상기 모듈레이션 값이 0.01 이하의 값을 갖기 위한 화소 개구율은 약 0.92이다. 상기 화소 영역(PA)의 폭(PAD)이 약 90㎛일 때, 상기 그린 색화소(422)가 형성된 화소 영역의 화소 개구율이 약 0.92가 되려면, 상기 제2 투과 영역(TA2)은 약 83.2㎛의 폭(TAD2)을 갖는다. 따라서, 상기 그린 색화소(422)가 형성된 화소 영역은, 기존 대비 상기 투과 영역(TA2)의 폭(TAD2)이 증가하고 상기 블랙 매트릭스(810)의 폭(BD2)이 감소된다.

즉, 상기 제2 투과 영역(TA2)의 폭(TAD2)은 상기 제1 및 제3 투과 영역(TA1, TA3) 각각의 폭(TAD1, TAD3)보다 넓다. 따라서, 상기 제1 투과 영역(TA1)과 상기 제2 투과 영역(TA2)의 사이에 위치하는 블랙 매트릭스(810)의 폭(BD2)은 상기 제1 투과 영역(TA1)과 상기 제3 투과 영역(TA3)의 사이에 위치하는 블랙 매트릭스(810) 의 폭(BD1)보다 작다.

이와 같이, 상기 그린 색화소(422)가 형성된 상기 화소 영역은 상기 모듈레이션 값이 0.01 이하의 값을 갖기 위한 화소 개구율을 갖는다. 이에 따라, 상기 액정표시패널(600)과 상기 프리즘 시트(200) 간의 광 간섭을 방지하고, 모아레 현상 및 기라쯔끼 불량을 방지하며, 표시 특성 및 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.

상술한 본 발명에 따르면, 액정표시패널은 블랙 매트릭스의 폭을 감소시켜 화소 개구율을 증가시킨다. 이에 따라, 액정표시패널의 모듈레이션 값이 0.01 이하의 값을 가지므로, 프리즘 시트와의 광 간섭을 방지하고, 모아레 현상 및 기라쯔끼 불량을 방지하며, 표시 특성 및 제품의 수율을 향상시킬 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

광을 발생하는 광원부;

상기 광이 투과되는 투과 영역과, 상기 투과 영역을 둘러싸고 상기 광이 차단되는 차단 영역을 각각 구비하는 다수의 화소 영역이 정의된 베이스 기판, 각 화소 영역에 형성되고 상기 광을 이용하여 소정의 색을 발현하는 색화소들, 및 상기 차단 영역에 형성되어 광을 차단하는 블랙 매트릭스를 포함하고, 상기 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널; 및

상기 광원부와 상기 표시패널과의 사이에 개재되고, 상기 광원부로부터의 광을 집광하여 상기 표시패널에 제공하는 광학 부재를 포함하고,

상기 화소 영역들 중 적어도 어느 하나는 상기 투과 영역이 해당 화소 영역에서 차지하는 비율을 나타내는 화소 개구율이 상기 표시패널의 모듈레이션 값이 0.01보다 작은 값을 갖는 것을 만족시키는 제1 화소 개구율을 갖고,

상기 모듈레이션 값은 제1 계조에서 상기 표시패널이 갖는 최대 휘도와 최소 휘도 간의 차이 값을 상기 최대 휘도와 상기 최소 휘도를 더한 값으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 광학 부재는, 삼각 기둥 형상을 갖고 서로 연접하여 상기 광원부로부터의 광을 집광하는 다수의 프리즘을 구비하고, 서로 인접한 프리즘들의 산들은 제1 거리로 이격된 것을 특징으로 하는 표시장치.
제2항에 있어서, 상기 모듈레이션 값은 상기 제1 거리에 대한 상기 화소 영역의 폭의 비율과 상기 화소 개구율에 의해 그 값이 결정되는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제3항에 있어서, 상기 화소 영역의 폭은 서로 인접한 두 개의 색화소들 간의 이격 거리와 상기 화소 영역에 형성된 색화소의 폭을 더한 값이고,

상기 화소 개구율은 상기 투과 영역의 폭을 상기 화소 영역의 폭으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 표시장치.
제4항에 있어서, 상기 화소 영역의 폭은 상기 제1 거리보다 1배 내지 9배 큰 것을 특징으로 하는 표시장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 화소 개구율은 0.90 내지 0.99인 것을 특징으로 하는 표시장치.
제6항에 있어서, 상기 프리즘들 각각은 두 개의 경사면들로 이루어지고, 상기 경사면들 각각은 상기 제1 거리와 동일한 폭을 갖는 특징으로 하는 표시장치.
제7항에 있어서, 상기 제1 화소 개구율은 0.92이고, 상기 모듈레이션 값은 0.008보다 작고 0.000001보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제8항에 있어서, 상기 화소 영역의 폭은 90㎛이고, 상기 투과 영역의 폭은 83.2㎛이며, 상기 제1 거리는 50㎛인 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 색화소들은 레드, 블루 및 그린 색화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제10항에 있어서, 상기 그린 색화소가 형성된 화소 영역은 상기 제1 화소 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제11항에 있어서, 상기 레드 색화소가 형성된 화소 영역은 상기 제1 화소 개구율 보다 작은 화소 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제11항에 있어서, 상기 블루 색화소가 형성된 화소 영역은 상기 제1 화소 개구율 보다 작은 화소 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제11항에 있어서, 상기 레드 색화소가 형성된 화소 영역은 상기 블루 색화소가 형성된 화소 영역과 동일한 화소 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 화소 영역들 각각은 상기 제1 화소 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 계조는 하이라이트보다 진한 계조인 것을 특징으로 하는 표시장치.
광을 발생하는 광원부;

상기 광이 투과되는 투과 영역과, 상기 투과 영역을 둘러싸고 상기 광이 차단되는 차단 영역을 각각 구비하는 다수의 화소 영역이 정의된 베이스 기판, 각 화소 영역에 형성되고 상기 광을 이용하여 소정의 색을 발현하는 색화소들, 및 상기 차단 영역에 형성되어 광을 차단하는 블랙 매트릭스를 포함하고, 상기 광을 이용하여 영상을 표시하는 표시패널; 및

상기 광원부와 상기 표시패널과의 사이에 개재되고, 상기 광원부로부터의 광을 집광하여 상기 표시패널에 제공하는 광학 부재를 포함하고,

상기 화소 영역들 중 적어도 어느 하나는 상기 투과 영역이 해당 화소 영역에서 차지하는 비율을 나타내는 화소 개구율이 상기 표시패널의 모듈레이션 값이 0.01보다 작은 값을 갖는 것을 만족시키는 0.90 내지 0.99이고,

상기 모듈레이션 값은 하이라이트보다 진한 계조에서 상기 표시패널이 갖는 최대 휘도와 최소 휘도 간의 차이 값을 상기 최대 휘도와 상기 최소 휘도를 더한 값으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 표시장치.