KR100329325B1 - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

우수한 표시품위의 저가이며 저소비 전력의 액정표시장치가 얻어진다. 액정(1)과 백라이트(2) 사이에 배치되고, 백라이트(2)로부터의 빛의 일 방향의 편광성분은 투과시키지만, 그것과 직각방향의 편광성분은 산란 반사시키는 산란 편광판(3)과, 그 산란 반사된 빛을 반사하여, 일 방향의 편광성분도 포함하여 산란 편광판(3)으로 향하게 하는 산란광 반사부재(6)를 구비한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은, 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 직시형의 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는, 박형, 경량, 저소비 전력이라는 큰 이점을 갖고 있기 때문에, 최근에, 일본어 워드프로세서, 노트북 퍼스널 컴퓨터, 데스크탑형 퍼스널 컴퓨터 등의 퍼스널 OA 기기의 표시장치나, 텔레비젼 등의 영상표시장치로서 적극적으로 사용되고 있다. 특히, 액티브 매트릭스형 액정표시장치는, 박형, 경량, 저소비 전력이라는 이점에 덧붙여, 고해상도의 표시를 실현할 수 있기 때문에, 휴대형의 디스플레이로서 개발이 활발히 행해지고 있다(이시이 히사오 저, 전자기술, 1997년 7월호, 7 페이지).

액정은, 그 자체는 빛을 발생하지 않고, 액정을 투과하는 외부로부터의 빛을 제어함으로써, 표시장치로서의 기능을 발휘한다. 외부에서 액정에 빛을 입사하는 방법에는 대별하여 2가지 방법이 있다. 한가지는, 액정의 후방에 백라이트(back light)를 구비한 직시형 또는 투과형이고, 다른 한가지는 관찰자의 주위의 환경의 빛이 전방으로부터 액정을 투과하고, 액정의 후방의 반사판 등에서 반사하여 후방으로부터 다시 액정을 투과하는 반사형이다.

직시형의 액정표시장치는, 액정패널의 후방에 광원이 되는 백라이트를 반드시 구비하고 있다. 이 백라이트에는, 도 7a 및 도 7b에 나타낸 것과 같이, 엣지 라이트(edge light)형과 직하형의 2가지 형태가 있다. 엣지 라이트형(도 7b)은, 도광판(light conducting plate)(54)의 끝에 봉 형태의 라이트(51)(냉음극관 또는 열음극관)를 배치하고, 도광판(54)의 후방에 반사판(53), 전방에 확산판, 렌즈시이트(lens sheet)(즉, 프리즘 시이트, 웨이브 시이트(wave sheet) 등의 광학 시이트) 및 보호 기능을 겸비한 산란판 또는 확산판(52)이 설치되어 있다. 직하형(도 7a)은, 라이트(51)를 확산판(52) 등의 바로 아래에 설치한 구성으로, 엣지 라이트식에서 사용되고 있는 도광판은 불필요하다(예를 들면, 나카지마 케이이치 저, 전자기술, 1997년 7월호, 11 페이지).

상기한 액정표시장치는, CRT(Cathode-ray tube)와 같이, 고용적, 고중량이 아니다. 또한, 고전압 운전도 불필요하고, 전력소비량도 적다. 즉, 액정표시장치의 특징은, CRT와는 반대의, 박형, 경량, 저전력 소비에 있다. 그러나, 액정패널에 구비되는 편광판의 투과율은, 40∼45% 정도로, 액정표시장치 중에서 가장 전력소비가 큰 백라이트로부터의 빛의 절반은 효과적으로 이용되고 있지 않다. 이 이유는, 백라이트로부터 편광판으로 입사하는 전체 성분 중에서, 일 방향의 편광성분 밖에 투과되지 않고, 이것에 직교하는 방향의 편광성분은 편광판에 흡수되어 버리기 때문이다.

이것을 해결하기 위한 수단으로서, 액정패널과 백라이트 사이에, 소위 반사형 편광판(reflecting-polarizer)(또는 고투과 편광판)을 삽입하는 방법이 제안되어 제품화되어 있다. 즉, 3M사 제조의 DBEF(Double Brightness Enhancement Film)나 머크사 제조의 트랜스맥스(Transmax)이다. 이들 반사형 편광판은, 폴리머 필름 위에 광학기능을 갖는 다층막을 증착법으로 설치하거나, 또는 콜레스테릭(cholesteric) 액정의 분자에 특수한 배향을 하게 하여 폴리머 필름 위에 도포한 것이다. 도 8에 나타낸 것과 같이, 이들 반사형 편광판은, 백라이트로부터 나온 빛의 2가지 편광성분(직교하는 2가지 직선편광, 또는 서로 반대 방향으로 회전하는 2가지 원편광) 중에서, 한쪽 만을 투과시키고, 다른 쪽을 반사시킨다. 이러한 반사는 거울면 반사이기 때문에, 일견에는 이들 반사형 편광판은 거울처럼 보인다.

이 반사형 편광판으로 반사된 편광은, 백라이트로 되돌아가서 거기에서 반사 등이 되어 완전한 편광상태가 부분적으로 해소된다. 즉, 1가지 편광성분으로 이루어진 빛이, 2가지 편광성분을 포함하는 빛으로 변환되어, 다시 반사형 편광판으로 입사하게 된다. 반사형 편광판에서는, 다시 한쪽의 편광성분이 투과하고, 다른 쪽이 반사된다. 이 과정이 반복된다. 따라서, 백라이트로부터 출사되어 편광판을 투과하는 빛은, 종래의 빛보다도 많아져, 빛이 효과적으로 이용되게 된다. 그 결과, 백라이트의 휘도를 낮추어도, 액정표시장치의 휘도를 높게 할 수 있다. 또한, 저소비 전력의 백라이트를 적용할 수 있기 때문에, 액정표시장치 전체의 소비전력을 줄일 수 있다.

그렇지만, 실제로는, 이와 같이 한쪽의 편광성분 만을 투과시키고, 다른 쪽을 반사시킨다고 하는 반사형 편광판의 특성은 불완전한 것이다. 또한, 빛이 진행중에 도중에서 다양한 광학부재에서 흡수되기 때문에, 빛의 이용률은 종래보다도 그다지 크게 향상되지 않는다고 말할 수 있다.

상기한 반사형 편광판 이외에, 도 9에 나타낸 것과 같이, 빛의 일 방향의 편광성분은 투과하고 그것에 직각방향의 편광성분은 전방 산란하는 이방성 산란체를 사용하는 방법도 제안되어 있다(일본국 특개평 8-76114호 공보). 이 이방성 산란체에 의한 산란은 전방 산란이 주체이다. 그 점에서 본 발명에서 사용되는, 후술하는 산란 편광판(scattering-polarizer)과 다르다. 또한, 그것의 원리는 아직 불명확한 점이 많다.

반사형 편광판을 백라이트와 액정패널 사이에 설치한 종래의 액정표시장치에 있어서도, 백라이트의 빛을 효과적으로 이용할 수 있다. 따라서, 백라이트의 휘도를 종래보다도 낮출 수 있어, 액정표시장치의 소비전력을 감소시킬 수 있다. 그렇지만, 반사형 편광판은, 복잡한 제조공정이나 고도한 액정배향기술을 사용하여 제조하기 때문에 고가이다. 더구나, 구성재료의 특성에 의해 색번짐이나 열 등에 의한 변형이 일어나기 쉬어, 표시품위를 낮춘다고 하는 문제가 있었다. 또한, 빛의 일 방향의 편광성분은 투과하고, 이것과 직각방향의 편광성분은 전방 산란하는 이방성 산란체에 대해서도, 반사형 편광판과 동일한 문제가 있었다.

본 발명은, 상기한 반사형 편광판이나 이방성 산란체와는 다른 종류의 산란 편광판을 백라이트와 액정 사이에 배치함으로써, 우수한 표시품위를 제공하는 저가이며 저소비 전력의 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 액정과 백라이트 사이에 산란 편광판을 배치한 본 발명의 실시예 1의 액정표시장치의 구성도,

도 2는 도 1의 구성에 렌즈 시이트를 더 부가하여 배치한 본 발명의 실시예 2의 액정표시장치의 구성도(백라이트로부터의 재출사광은 도시하지 않음),

도 3은 산란 편광판으로 후방 산란된 P 편광이 렌즈 시이트를 거쳐 산란광 반사부재로 반사되어 백라이트로부터 재출사되는 개념도,

도 4는 액정과 백라이트 사이에 산란 편광판, 광산란 제어필름 및 렌즈 시이트를 배치한 본 발명의 실시예 3의 액정표시장치의 구성도,

도 5a 및 도 5b는 광산란 제어필름의 대표적인 투과패턴을 나타낸 도면으로, 도 5a는 정면을 불투명하게 한 광산란 제어필름의 도면이고, 도 5b는 정면을 투명하게 한 광산란 제어필름의 도면,

도 6은 본 발명의 실시예 3에 있어서 산란 편광판으로 후방 산란된 P 편광이 광산란 제어필름 및 렌즈 시이트를 거쳐 백라이트에 도달하여 재출사되는 개념도,

도 7a 및 도 7b는 백라이트의 구성도를 나타낸 것으로, 도 7a는 직하형 백라이트이고, 도 7b는 엣지 라이트형의 백라이트,

도 8은 액정패널과 백라이트 사이에 반사형 편광판을 배치한 종래의 액정표시장치의 구성도,

도 9는 액정패널과 백라이트 사이에 이방성 산란체를 구비한 종래의 액정표시장치의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 액정 2: 백라이트

3 : 산란 편광판

4 : 렌즈 시이트(프리즘 시이트 또는 웨이브 시이트)

5 : 광산란 제어필름 6 : 산란광 반사부재

11 : 일 방향의 편광성분(S 편광)

12 : 일 방향과 직각방향의 편광성분(P 편광)

14 : 산란 편광판으로 산란된 P 편광

15 : 백라이트로부터 재출사되는 S 편광

16 : 백라이트로부터 재출사되는 P 편광성분

52 : 산란(확산)판 53 : 반사판(산란광 반사부재)

54 : 도광판

본 발명의 가장 기본적인 액정표시장치는, 액정의 후방에 배치된 백라이트로부터 발생하는 빛이 액정을 투과함으로써, 액정의 전방에서 액정부의 표시가 관찰되는 액정표시장치에 있어서, 백라이트와 액정 사이에 배치되고, 백라이트로부터의 빛의 일 방향의 편광성분은 투과시키지만, 그 일 방향에 직각인 방향의 편광성분은 그 빛의 진행방향과 역방향으로 산란 반사시키는 산란 편광판과, 상기한 산란 반사된 빛을 반사하여, 상기 일 방향의 편광성분도 포함하여 산란 편광판으로 향하게 하는 산란광 반사부재를 구비한다.

상기한 구성을 채용함으로써, 종래 표시에 기여하지 않았던 일 방향에 직각인 방향의 편광성분도 부분적으로 이용하여, 백라이트로부터의 빛의 이용효율을 높일 수 있다. 그 결과, 저소비 전력이며 우수한 표시품위의 저가의 액정표시장치로 하는 것이 가능하게 된다. 또한, 이때 반사형 편광판을 사용하였을 때와 같이 색번짐이나 표시품위의 열화가 일어나는 일은 없다.

상기한 액정표시장치에 있어서, 산란 편광판으로부터 산란된 빛은 백라이트 중에서 반사, 산란되어 다음과 같은 산란광으로서 재출사(再出射)하는 것이 바람직하다. 즉, 백라이트는, 빛을 발생하는 형광관과, 빛을 반사하여, 그 반사광을 산란 편광판으로 향하게 하는 반사판을 구비하고, 그 반사판은 산란광 반사부재로서 작용하는 것이 바람직하다.

상기한 것과 같이, 산란 편광판으로부터 산란되어 온 일 방향에 직각인 편광성분의 빛이 반사되고, 이 방향 만의 편광상태가 부분적으로 해소되어, 산란 편광판을 투과하는 편광성분도 포함하는 빛으로 하는 것에 의해, 백라이트로부터의 빛의 이용효율의 향상을 도모할 수 있다. 이 빛의 이용효율의 향상에 의해, 백라이트의 휘도를 낮추어 소비전력을 낮추어도, 고품위의 표시를 얻는 것이 가능하게 된다.

상기한 구성에 덧붙여 렌즈 기능을 갖는 렌즈 시이트를 사용하면, 더욱 휘도를 높이는 것이 가능하게 된다. 상기한 액정표시장치에는, 상기한 산란 편광판과 산란광 반사부재 사이에 배치되고, 산란 편광판으로부터 산란 반사된 빛을 굴절시키고 투과시켜, 산란광 반사부재에 집광하는 렌즈 시이트를 더 구비하는 것이 바람직하다.

산란 편광판으로부터 산란 반사된 빛을 굴절시켜, 산란광 반사부재에 집광하는 렌즈 시이트를 채용함으로써, 산란 반사된 빛을 효과적으로 이용하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 백라이트의 휘도를 낮춰, 소비전력을 낮게 하더라도, 표시장치의 표시품위를 높은 레벨로 유지하는 것이 가능하게 된다.

상기 이외에 광산란 제어필름을 사용함으로써, 백라이트의 빛의 이용률을 더욱 높이는 것이 가능하게 된다. 이때, 상기한 산란 편광판과 산란광 반사부재 사이에 배치되고, 산란 편광판으로부터 산란 반사된 빛을 입사각에 따라 산란도를 변화하여 투과시키는 광산란 제어필름을 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기한 광산란 제어필름을 사용하여, 산란 편광판으로부터 산란 반사된 빛을 입사각에 따라 산란도를 변화하여 투과시킴으로써, 종래에는 사용되지 않았던 빛을 백라이트 중에 도입하여 빛의 이용률의 향상을 높이는 것이 가능하게 된다.

상기한 광산란 제어필름은, 구체적으로는 상기한 산란 편광판과 렌즈 시이트 사이에 배치되고, 산란 편광판으로부터 산란 반사된 빛 중에서, 입사각이 상대적으로 작은 빛은 그대로 투과시키고, 입사각이 상대적으로 큰 경사 입사광은 산란시켜투과시키는 광산란 제어필름을 더 구비하며, 상기한 렌즈 시이트는 광산란 제어필름으로부터의 경사 입사의 투과 산란광을 굴절시키고 투과시켜 산란광 반사부재에 집광시키는 것이 바람직하다.

이와 같은 광산란 제어필름의 동작에 의해, 산란광 반사부재에 도달하는 빛의 양을 증대시키는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 백라이트의 빛의 이용율의 향상을 도모할 수 있어 보호 기능을 갖는 확산판을 사용하지 않고도 고품위의 표시성능을 유지할 수 있다.

상기한 광산란 제어필름은, 렌즈 시이트와 산란광 반사부재 사이에 삽입하는 것도 가능하다. 이 경우에, 상기한 렌즈 시이트와 산란광 반사부재 사이에 배치되고, 산란 편광판으로부터 산란 반사되어 렌즈 시이트를 투과한 빛 중에서, 입사각이 상대적으로 작은 빛은 산란시켜 투과시키고, 입사각이 상대적으로 큰 경사 입사광은 그대로 투과시키는 광산란 제어필름을 더 구비한 구성으로 한다.

더욱 상세하게 상기한 산란 편광판의 작용을 보면, 다음과 같이 빛의 산란 및 투과를 하는 것이 바람직하다. 즉, 상기한 산란 편광판에 있어서의 일 방향의 편광성분의 투과는 약간 산란을 수반하는 것이 바람직하다.

상기한 것과 같이 산란 편광판을 투과하는 빛도, 약간 방사상으로 확대되면서 투과함으로써, 백라이트의 보호 기능을 겸비한 산란판 또는 확산판을 사용하지 않더라도 표시에 필요한 산란광을 얻을 수가 있어, 색번짐이나 표시품위의 열화가 적은 저가의 액정표시장치로 하는 것이 가능하게 된다.

상기한 것과 같은 기능을 구비한 광학부재의 배치에 의해, 가시도가 양호하고 표시품위가 높은 표시를 얻는 것이 가능하게 된다.

다음에, 본 발명의 실시예에 관해 도면을 사용하여 구체적으로 설명한다.

실시예 1

도 1을 참조하면, 백라이트(2)로부터 나온 빛은 산란 편광판(3)에 입사하고, 직교하는 2가지 편광성분 중에서 일 방향의 편광성분(11)(S 편광이라 칭한다)은, 산란 편광판(3)에 의해 약간 산란되면서 전방으로 투과하고, 일 방향에 직각인 방향의 편광성분(12)(P 편광이라 칭한다)은, 산란 편광판(3)에 의해, 후방 산란된다. 후방 산란된 편광성분(14)은, 백라이트(2)의 내부에서 반사되는 동안에, 한가지 성분 만의 편광상태가 부분적으로 해소되어, 최종적으로 산란광 반사부재(6)에서 반사되어 P 편광(16) 뿐만 아니라, S 편광(15)도 포함하여 백라이트(2)로부터 출사된다. 이 때문에, 백라이트(2)로부터 나온 빛 중에 S 편광의 비율이 높아지고, 그 결과, 액정(1)에 입사되는 빛의 양이 많아져, 밝은 표시가 얻어진다. 즉, 백라이트로부터 발생되는 빛 중에서 효과적으로 이용되는 빛의 비율은 높아진다.

산란광 반사부재(6)로는, 상기한 도 7a 및 도 7b의 백라이트 중의 반사판(53)이 주로 해당한다. 그러나, 산란광 반사부재(6)는, 반사하는 기능을 갖고 있으면, 형광관 표면, 도광판의 표면이나 코너 등도 그 안에 포함하는 넓은 개념의 부재이므로, 반사판에 한정되지 않는다.

상기한 구성을 사용한 결과, 액정표시의 휘도는, 산란 편광판(3)을백라이트(2)와 액정패널(1) 사이에 보유하지 않는 경우의 약 1.5배가 되었다. 또한, 이 산란 편광판(3)을 사용하여도, 반사형 편광판을 사용시에 나타나는 것과 같은 화상의 색번짐은 생기지 않으며, 또한, 표시품위의 열화도 전혀 볼 수 없었다. 더구나, 백라이트(2)의 가장 외측에 통상적으로 설치하는 보호 기능을 겸비한 산란판 또는 확산판을 사용하지 않더라도 가시도가 양호한 화상이 얻어졌다. 이것은, 산란 편광판(3)이 산란판 또는 확산판과 유사한 기능, 즉 완전하게 직진하여 투과하는 것은 아니고 약간 전방 산란하는 기능을 갖기 때문이다.

상기한 산란 편광판은, 직교하는 2가지 편광성분 중에서 한쪽의 편광성분을 단순히 정반사하는 것은 아니며, 빛의 진행방향과 역방향으로 산란 반사하고, 다른 쪽의 편광성분을 약간 방사상으로 산란시키면서 전방으로 투과하는 것이라면 무엇이든지 좋다. 상기한 산란 편광판의 구조로서는, 고분자 필름 중에, 주요 재료인 바인더(binder)와는 다른, 굴절율에 이방성이 있는 투명한 재료가 균일하게 분산되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 산란 편광판은, 증착과 같은 복잡한 공정이나 고도의 액정배향기술을 사용하지 않아도 용이하게 제작할 수 있다. 더구나, 재료도 비교적 용이하게 입수할 수 있기 때문에, 저가이다. 또한, 이 산란 편광판과 종래의 편광판을 부착하여, 일체화한 것도 산란 편광판으로서 이용할 수 있다. 이러한 기능을 갖는 산란 편광판을 사용한 경우에는, 액정패널에 통상적으로 구비되어 있는 2장의 편광판 중에서 백라이트측의 편광판은 불필요하게 된다. 상기의 실시예와 같이, 산란 편광판을 백라이트와 액정 사이에 배치함으로써, 백라이트에 있어서 보호 기능을 겸비한 산란판 또는 확산판(52)을 불필요하게 할 수 있고, 또한 저소비전력이고 색번짐이 없으며 표시품위가 우수한 저가의 액정표시장치를 얻는 것이 가능하게 되었다.

실시예 2

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 2의 액정표시장치는, 산란 편광판(3)에 덧붙여, 렌즈 시이트(4)를 백라이트(2)와 산란 편광판(3) 사이에 배치한 구성을 갖는다(백라이트로부터의 재출사광은 도시하지 않음). 이때, 도 3을 참조하면, 산란 편광판(3)에 의해서 산란된 빛(14)이, 렌즈 시이트(4)를 거쳐 백라이트(2)로 들어가 반사를 거쳐 산란광 반사부재(6)에 의해 반사되어, S 편광(15)과 P 편광(16)을 포함하여 재출사된다. 그 결과, 상기한 산란 편광판(3) 및 렌즈 시이트(4)를 사용함으로써, 이것들을 사용하지 않은 경우보다도 정면 휘도를 1.6배로 향상시키는 것이 가능하였다. 또한, 백라이트(2)의 광 분배, 즉 백라이트로부터의 빛의 출사방향에 따라 빛의 양을 제어하는 것이 가능하게 되었다. 본 실시예 2에서는, 렌즈 시이트(4)로서, 프리즘 시이트(3M사 제조 BEF: Brightness Enhancement Film)를 사용하였다. 그렇지만, 특정한 프리즘 시이트에 특히 제한될 필요가 없으며, 동등한 성능이 얻어지는 웨이브 시이트를 사용하더라도 특별히 문제는 없다.

산란 편광판은, 후방 산란이 일반적으로, 단독으로는 백라이트의 광 분배 특성을 제어할 수 없다. 그러나, 상기한 렌즈 시이트 또는 웨이브 시이트를 사용하여 굴절시킴으로써, 광 분배 특성을 제어하는 것이 가능하게 되었다. 또한, 렌즈 시이트를 산란 편광판보다도 액정측, 즉 액정과 산란 편광판 사이에 배치하여도 광 분배 특성은 제어할 수 있다. 그러나, 이러한 배치에서는 정면 휘도의 향상은 1.1배 정도로 머무르기 때문에, 그다지 바람직하지 않다.

상기한 도 2에 나타낸 산란 편광판(3)과 렌즈 시이트(4)의 구성에 의해, 백라이트(2)의 보호 기능을 겸비한 산란(확산)판(52)을 필요하지 않게 할 수 있어, 백라이트의 광 분배 특성을 제어하는 동시에, 색번짐이 없고, 표시품위가 우수한 저가이며 저소비 전력의 액정표시장치를 얻는 것이 가능하게 되었다.

실시예 3

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예 3의 액정표시장치는, 산란 편광판(3)에 덧붙여, 렌즈 시이트(4)와 광산란 제어필름(5)을 백라이트(2)와 액정(1) 사이에 배치한 구성을 갖는다. 이때, 산란 편광판(3)을 가장 액정측에, 광산란 제어필름(5)을 산란 편광판(3)과 렌즈 시이트(4) 사이에, 또한 렌즈 시이트(4)를 가장 백라이트측에 배치하였다. 도 5a 및 도 5b에 광산란 제어필름(5)의 대표적인 광선투과의 패턴을 나타내었다. 도 5a는 입사각이 작은 정면입사에 있어서 산란이 많고 정면을 불투명하게 하는 광산란 제어필름의 경우를 나타내었다. 또한, 도 5b는 입사각이 큰 주변입사에 있어서 산란이 많고 정면입사를 투명한 투과로 하는 광산란 제어필름의 경우를 나타내었다.

산란 편광판(3)에서 후방 산란된 P 편광(14)은, 도 6에 나타낸 것과 같이, 광산란 제어필름(5) 및 렌즈 시이트(4)를 거쳐 산란 반사부재(6)에 의해 반사되어 백라이트(2)로부터 재출사된다.

상기한 구성, 즉 산란 편광판(3), 렌즈 시이트(4) 및 광산란 제어필름(5)을 배치함으로써, 이것들이 없는 경우보다도 정면 휘도를 1.8배로 향상시키는 동시에, 백라이트의 광 분배를 제어할 수 있었다. 본 실시예 3에서는, 렌즈 시이트로서 프리즘 시이트(3M사 제조 BEF: Brightness Enhancement Film)를 사용하였다. 그러나, 실시예 2와 마찬가지로, 본 실시예 3에서도 렌즈 시이트로서는 특별히 프리즘 시이트에 한정되는 것은 아니며, 동등한 성능이 얻어지는 웨이브 시이트를 사용하여도 좋다.

도 5b의 기능을 갖는 광산란 제어필름(5)은, 산란 편광판(3)으로부터 후방 산란에 의해 균일하게 후방 산란된 산란광 중에서, 특정한 출사각도 이상의 빛 만을 다시 산란하는 광학특성을 갖는 것이면 되며, 특정한 것일 필요는 없다. 본 실시예에서는, 광산란 제어필름으로서, 스미토모 화학의 시계 제어필름(field control film)(루미스티(Lumisty): MFZ-2555)을 사용하였다(카와무라 카즈미쓰 저, 신소재, 1993년 11월호, 71 페이지). 이와 같은 광산란 제어필름(5)을 사용함으로써, 백라이트(2)로부터 출사된 빛으로 산란 편광판(3)에 의해 후방산란을 받았던 빛 중에서, 렌즈 시이트(4)로 되돌아가는 빛의 양을 늘릴 수 있었기 때문에, 정면 휘도를 향상시킬 수 있었다. 또한, 산란 편광판(3) 만을 배치한 것으로는, 백라이트의 광 분배 특성, 즉 백라이트로부터의 빛의 출사방향에 따라 빛의 양을 제어할 수 없었지만, 렌즈 시이트(4)(프리즘 시이트 또는 웨이브 시이트)와, 더구나 루미스티와 같은 광산란 제어필름 또는 시계 제어필름을 사용함으로써 광 분배 특성의 제어가 가능하게 되었다.

상기한 예는, 광산란 제어필름으로서, 정면이 투명하고 주위가 산란광을 투과하는 광산란 제어필름(도 5b의 경우)을 사용한 경우이다. 광산란 제어필름으로서 정면으로부터 입사하는 빛 만을 산란하고, 경사방향으로부터 입사하는 빛은 산란시키지 않고 투과시키는 특성을 가진 것(도 5a의 경우: 예를 들면, 스미토모 제의 시계 제어필름 루미스티-MFX-1515)을 사용할 때에는, 광산란 제어필름을 가장 백라이트측에 근접하여 배치할 수 있다.

이때, 산란 편광판은 가장 액정측에 근접하여 배치할 수 있고, 렌즈 시이트(4)로서는 프리즘 시이트를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 산란 편광판(3) 등을 사용하지 않은 종래의 경우보다도, 정면 휘도를 1.1배 정도로 향상시킬 수 있었다. 그렇지만, 백라이트(2)의 광 분배를 제어하는 것은 곤란하였다. 상기한 것과 같은 구성으로 하는 것에 의해, 산란 편광판(3)과 렌즈 시이트(4) 및 광산란 제어필름(5)을 백라이트(2)와 액정 사이에 설치함으로써, 백라이트(2)의 보호 기능을 겸비한 산란(확산)판을 필요없게 할 수 있었다.

상기한 구성으로 하는 것에 의해, 산란판을 불필요하게 함으로써, 백라이트(2)의 광 분배 특성을 제어하는 동시에, 색번짐이 없고 표시품위가 우수한 저가이며 저소비 전력의 액정표시장치를 얻는 것이 가능하게 되었다.

실시예 4

상기한 실시예 3에 있어서, 산란 편광판(3)과 광산란 제어필름(5)을 접착하여 액정표시장치를 제작하였다. 그 결과, 이것들이 없는 경우보다도, 정면 휘도를1.8배 정도로 향상시키는 동시에, 백라이트의 광 분배를 제어할 수 있었다. 더구나, 표시품위의 열화가 일어나기 어렵게 된다는 것이 판명되었다. 더욱이, 이와 같이 접착된 광학부품을 사용함으로써, 액정표시장치의 조립이 한층 더 용이하게 되었다.

실시예 5

상기한 실시예 3에 있어서, 렌즈 시이트(4)와 광산란 제어필름(5)을 접착하여 액정표시장치를 제작하였다. 그 결과, 이것들이 없는 경우보다도 정면 휘도를 1.1배 정도 향상시키는 동시에, 백라이트(2)의 광 분배를 제어할 수 있었다. 더구나, 표시품위의 열화가 일어나지 어렵게 된다는 것이 판명되었다. 또한, 액정표시장치의 조립이 용이하게 되었다.

본 발명의 액정표시장치를 사용함으로써, 백라이트의 보호를 겸비한 산란판을 생략하여도, 색번짐이나 표시품위의 열화가 적은 저소비전력의 저가의 액정표시장치를 제공하는 것이 가능하게 된다.

Claims (3)

1. 액정의 후방에 배치된 백라이트로부터 발생하는 빛이 상기 액정을 투과함으로써, 상기 액정의 전방에서 액정부의 표시가 관찰되는 액정표시장치에 있어서,

   상기 백라이트와 상기 액정 사이에 배치되고, 상기 백라이트로부터의 빛의 일 방향의 편광성분은 투과시키지만, 상기 일 방향에 직각인 방향의 편광성분은 그 빛의 진행방향과 역방향으로 산란 반사시키는 산란 편광판과,

   상기 산란 반사된 빛을 반사하여, 상기 일 방향의 편광성분도 포함하여 상기 산란 편광판으로 향하게 하는 산란광 반사부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 산란 편광판과 상기 산란광 반사부재 사이에 배치되고, 상기 산란 편광판으로부터 산란 반사된 빛을 굴절시키고 투과시켜, 상기 산란광 반사부재에 집광시키는 렌즈 시이트를 더 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 산란 편광판과 상기 산란광 반사부재 사이에 배치되고, 상기 산란 편광판으로부터 산란 반사된 빛을 입사각에 따라 산란도를 변화하여 투과시키는 광산란 제어필름을 더 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.