KR100337886B1 - 액정표시소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평행하게 대향시킨 상부 및 하부 유리기판의 내부에 투명전극 및 배향막을 각각 형성시키고, 상기 대향된 배향막군 사이에 액정을 주입하고, 상기 유리기판의 외부에 선택적 흡수필름을 형성시켜서 이루어진 액정표시소자에 있어서, 상기 액정표시소자의 휘도 향상과 동시에 휘도 반전을 방지하기 위해, 상기 하부 유리기판과 선택적 흡수필름 사이에 선택적 반사 및 투과필름을 더 삽입하여 형성된 것으로서, 상기 선택적 반사 및 투과 필름의 반사축을 상기 하부 유리기판에 형성된 선택적 흡수필름의 편광축과 일치시키는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시소자{Liquid Cristal Display}
본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 휘도 향상과 동시에 백라이트이용시 휘도 반전을 방지하기 위해 하부기판에 선택적 반사 및 투과필름과 선택적 흡수필름을 연속적으로 적층하여 액정 오프상태에서 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시소자에 관한 것이다.
액정표시소자는, 액체와 고체의 중간 상태인 액정(liquid crystal)이라는 물질이 전압과 온도의 변화에 따라 빛을 선택적으로 투과 또는 차단시킨다는 특성을 이용한 디스플레이 장치이다. 이 액정표시소자는 구동전압이 낮아 소비전력이 작고 플라즈마 디스플레이 패널이나 전계 발광 효과 소자와 같이 경박단소한 구조적인 장점을 가지고 있어 화상 표시소자로서 매우 각광받고 있으며 다양한 형태로 발전하고 있다.
한편, 현재 실용화되어 있는 액정표시소자중에서, 단순 매트릭스 혹은 TFT(Thin Film Transistor)를 이용한 액티브 매트릭스 액정표시소자들은 TN(Twisted Nematic)형, STN(Super Twisted Nematic)형의 액정이 적용되므로, 광 제어를 위한 적어도 하나의 폴라라이저(Polarizer) 즉, 선택적 흡수필름인 편광판을 요구한다. 그러나 액정표시소자에서 편광판은, 편광을 제어하면서 자신의 내부로 입사되는 빛의 50% 이상에 달하는 빛을 차광하여 화상표시를 위한 광 이용 효율을 저하시킨다. 따라서 고품질의 화상을 얻기 위해서는 별도의 휘도향상 수단 및 방법이 강구되어야 한다.
이와 같이, 요구되는 밝기의 화상을 얻기 위해서, 투과형 액정표시소자의 경우에는 배면광원이 적용되어야 하며, 반사형 액정표시소자의 경우에는 반사판 등을설치하여 반사효율을 높여야 한다.
그러면, 종래의 액정표시소자에 대해 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3a 및 도 3b는 종래의 액정표시소자의 기본구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 종래의 액정표시소자는 크게, 내부에 투명전극 및 배향막을 형성시켜 대향시킨 상부 유리기판(10) 및 하부 유리기판(20)과, 상기 대향된 배향막군 사이에 형성된 액정(30)과, 상기 상부 유리기판(10)의 외부에 형성된 선택적 흡수필름(40) 및 선택적 반사 및 투과필름(60)으로 이루어져 있다. 이하, 상기 선택적 흡수필름(40)은 일반적인 편광판을 의미하고, 반투과적인 성질이 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 하부 유리기판(20)의 외부에 일반 반투과 편광판(50)을 적용할 경우에는 액정표시소자의 휘도가 떨어지게 된다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 하부 유리기판(20)의 외부에 선택적 반사 및 투과필름(60)을 적용할 경우에는 광의 선택적 반사에 의해 휘도는 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 더블 브라이트니스 인헨스멘트 필름(Double Brightness Enhancement Film; 이하 DBEF라 함) 또는 리플렉티브 디스플레이 필름(Reflective Display Film; 이하 RDF라 함)을 사용할 경우에는 액정표시소자의 액정 온(LC ON) 상태가 밝게 나타나며, 트랜스플렉티브 디스플레이 필름(Transflective Display Film; 이하 TDF라 함)의 경우는 액정 온(LC ON) 상태가 어둡게 나타난다.
한편, 상기한 DBEF 또는 RDF, 및 TDF를 단독으로 사용하고, 여기에 백라이트를 이용할 경우에는 액정 온/오프(LC ON/OFF) 상태의 휘도가 반전되는 결과가 나타난다.
이와 같이, 종래의 액정표시소자는 하부 유리기판의 외부에 형성된 반투과 편광판 및 선택적 반사 및 투과필름을 각각 적용할 경우에 휘도가 감소하거나 백라이트 이용시 액정 온/오프상태의 휘도 반전이 발생하는 문제점이 있었다. 또한, 상기 백라이트 이용시에 후면광과 반사광의 광량이 동등할 때 나타나는 워시아웃 현상에 의해 콘트라스트가 저하되는 문제점도 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 휘도 향상과 동시에 백라이트 이용시 휘도 반전을 방지하기 위해 하부기판에 선택적 반사 및 투과필름과 선택적 흡수필름을 연속적으로 적층하여 액정 오프상태에서 휘도를 향상시킬 수 있는 액정표시소자를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에로서, 액정표시소자의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 액정표시소자의 동작상을 설명하기 위한 도면,
도 3a 및 도 3b는 종래의 액정표시소자의 기본구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
100 : 상부 유리기판 200 : 하부 유리기판
300 : 액정 400, 500 : 선택적 흡수필름
600 : 선택적 반사 및 투과필름
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 평행하게 대향시킨 상부 및 하부 유리기판의 내부에 투명전극 및 배향막을 각각 형성시키고, 상기 대향된 배향막군 사이에 액정을 주입하고, 상기 유리기판의 외부에 선택적 흡수필름을 형성시켜서 이루어진 액정표시소자에 적용되는데, 본 발명의 액정표시소자는, 상기 액정표시소자의 휘도 향상과 동시에 휘도 반전을 방지하기 위해, 상기 하부 유리기판과 선택적 흡수필름 사이에 선택적 반사 및 투과필름을 더 삽입하여 형성된 것을 특징으로한다.
이 때, 상기 선택적 반사 및 투과필름의 반사축은 상기 하부 유리기판에 형성된 선택적 흡수필름의 편광축과 일치시키는 것이 바람직하다.또한 상기 선택적 반사 및 투과필름의 반사축을 상기 하부 유리기판의 편광축과 5°내지 10°범위내의 설정각으로 서로 교차시키는 것도 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에로서, 액정표시소자의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 액정표시소자는, 내부에 투명전극 및 배향막을 형성시켜 대향시킨 상부 유리기판(100) 및 하부 유리기판(200)과, 상기 대향된 배향막군 사이에 형성된 액정(300)과, 상기 각각의 유리기판(100, 200)의 외부에 형성된 선택적 흡수필름(400, 500)으로 이루어져 있다. 상기 선택적 흡수필름(400, 500)은 일반적인 반투과 편광판을 의미한다.
여기에 본 발명의 특징부로서, 상기 하부 유리기판(200)과 선택적 흡수필름(500) 사이에 선택적 반사 및 투과필름(600)을 더 삽입하고 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 액정표시소자의 동작효과를 도면을 참조하여 간단히 설명한다.
먼저, 본 실시예에서는 설명의 편이를 위해 TN형 액정이 적용된 액정표시소자의 동작에 대해서 살펴본다. 또한, 여기서 상부 유리기판(100)에 형성된 선택적 흡수필름(400)은 X축으로 편광축이 형성되어 있으며, 하부 유리기판(200)에 형성된 선택적 흡수필름(500)은 Y축으로 편광축이 형성되어 있다. 그리고, 본 발명의 특징부인 선택적 반사 및 투과필름(600)은 하부 유리기판(200)에 형성된 선택적 흡수필름(500)과 같은 Y축으로 반사축이 형성되어 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 액정표시소자의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로 도 2a는 외광을 이용한 경우의 액정표시소자의 동작상이고, 도 2b는 백라이트를 이용한 경우의 액정표시소자의 동작상이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 외광이 선택적 흡수필름(400)에서 필터링되어 X축광이 투과된다. 이 X축광은 액정(300)을 통과하면서 90°트위스트되어 Y축광으로 변화된다. 이 트위스트된 Y축광은 선택적 반사 및 투과필름(600)에서 반사되어 액정(300)을 다시 통과하게 된다. 이 역시 Y축광은 액정(300)을 통과하면서 90°트위스트되어 X축광으로 변화된다. 이 X축광은 상기 선택적 흡수필름(400)을 통과할 수 있으므로 휘도가 향상된다. 이와 같이 액정 오프(LC OFF) 상태에서 휘도가 향상된다.
한편, 액정 온(LC ON) 상태일 경우에는, 외광이 선택적 흡수필름(400)에서 필터링되어 X축광이 투과된다. 이 X축광은 액정 온(LC ON) 상태이므로 트위스트되지 않고 같은 X축광 상태를 유지한다. 이 X축광은 선택적 반사 및 투과필름(600)에서 투과되어 선택적 흡수필름(500)으로 입사된다. 상기 선택적 흡수필름(500)은 상기 X축광을 흡수하거나 아래쪽으로 빠져 나간다. 이와 같이 액정 온(LC ON) 상태에서 어두워짐을 알 수 있다.
도 2b는 백라이트를 이용한 경우로서 도 2b를 참조하면, 광이 선택적 흡수필름(500)에서 필터링되어 Y축광이 투과된다. 이 Y축광은 선택적 반사 및 투과필름(600)에 입사된다. 상기 선택적 반사 및 투과필름(600)은 Y축광을 투과시키고 액정(300)을 통과하면서 90°트위스트되어 X축광으로 변화된다. 이 트위스트된 X축광은 상기 선택적 흡수필름(400)을 통과할 수 있으므로 휘도가 향상된다. 이와 같이 액정 오프(LC OFF) 상태에서 휘도가 향상된다.
한편, 액정 온(LC ON) 상태일 경우에는, 광이 선택적 흡수필름(500)에서 필터링되어 Y축광이 투과된다. 이 Y축광은 선택적 반사 및 투과필름(600)에 입사된다. 상기 선택적 반사 및 투과필름(600)은 Y축광을 투과시키고, 이 때 액정 온(LC ON) 상태이므로 트위스트되지 않고 Y축광 상태를 유지한다. 이 Y축광은 상기 선택적 흡수필름(400)에서 흡수된다. 이와 같이 액정 온(LC ON) 상태에서 어두워짐을 알 수 있다.
본 실시예에서는 TN형 액정의 액정표시소자에 대해서만 설명하였으나, STN형 액정의 액정표시소자에도 적용할 수 있다. 이를 위해 , 상기 상부 및 하부 유리기판에 각각 형성된 선택적 흡수필름은 STN형 액정의 트위스트각에 대응하여 트위스트시킨 것이 바람직하다. 또한, 상기 선택적 반사 및 투과필름의 반사축은 상기 하부 유리기판에 형성된 광의 선택적으로 흡수필름의 편광축과 일치시키는 것이 좋다.
한편, 상기 선택적 반사 및 투과필름의 반사축은 상기 하부 유리기판의 편광축과 5°내지 10°범위내의 설정각으로 서로 교차시키는 것이 더욱 바람직함은 실험을 통해 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 액정표시소자는, 액정 오프(LC OFF) 상태에서 휘도를 향상시킬 수 있고, 백라이트 이용시 액정 온/오프(LC ON/OFF) 상태의 휘도 반전을 방지할 수 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자는, 하부 유리기판과 선택적 흡수필름 사이에 선택적 반사 및 투과필름을 형성시킴으로써 액정 오프상태에서 일반 액정표시소자와 대비 1.5 내지 2배의 휘도 향상을 이룰 수 있고, 백라이트 이용시 온/오프상태에서의 휘도 반전을 방지할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (3)

  1. 평행하게 대향시킨 상부 및 하부 유리기판의 내부에 투명전극 및 배향막을 각각 형성시키고, 상기 대향된 배향막군 사이에 액정을 주입하고, 상기 유리기판의 외부에 선택적 흡수필름을 형성시켜서 이루어진 액정표시소자에 있어서,
    상기 액정표시소자의 휘도 향상과 동시에 휘도 반전을 방지하기 위해, 상기 하부 유리기판과 선택적 흡수필름 사이에 선택적 반사 및 투과필름을 더 삽입하여 형성된 것으로서,
    상기 선택적 반사 및 투과 필름의 반사축을 상기 하부 유리기판에 형성된 선택적 흡수필름의 편광축과 일치시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  2. 삭제
  3. 평행하게 대향시킨 상부 및 하부 유리기판의 내부에 투명전극 및 배향막을 각각 형성시키고, 상기 대향된 배향막군 사이에 액정을 주입하고, 상기 유리기판의 외부에 선택적 흡수필름을 형성시켜서 이루어진 액정표시소자에 있어서,
    상기 액정표시소자의 휘도 향상과 동시에 휘도 반전을 방지하기 위해, 상기 하부 유리기판과 선택적 흡수필름 사이에 선택적 반사 및 투과필름을 더 삽입하여 형성된 것으로서,
    상기 선택적 반사 및 투과필름의 반사축을 상기 하부 유리기판의 편광축과 5°내지 10°범위내의 설정각으로 서로 교차시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
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