KR100739331B1

KR100739331B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR100739331B1
Application number: KR1020060064880A
Authority: KR
Inventors: 정태혁
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2006-07-11
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2007-07-12

Abstract

본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치는, 편광판 및 패널 패턴부를 포함하고, 소정 화상을 구현하는 액정 표시 패널; 상기 액정 표시 패널에 광조사하는 백 라이트; 및 상기 액정 표시 패널과 백 라이트 사이에 개재되고, 상기 액정 표시 패널을 향한 면에 집광 패턴부를 구비한 프리즘 시트;를 포함한 것으로, 상기 패널 패턴부의 패턴 피치(A)와 상기 집광 패턴부의 패턴 피치(p)가 0.3 ≤ (A/p-N) ≤ 0.7이고, 이 때, N은 A/p 값 중 소숫점 이상의 정수 만족하며, 상기 편광판의 일면에 헤이즈 값이 35% 이상 55% 이하가 되는 확산층이 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 확산층은 상기 프리즘 시트와 대면하는 편광판의 일면에 형성되고, 상기 확산층은 상기 편광판의 일면에 다수의 비드들(beads)를 형성됨으로써 구현되며, 상기 확산층은 헤이즈 값(haze value)이 35% 이상 55% 이하가 되도록 상기 비드들이 분포됨을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display device}

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도,

도 2는 도 1의 프리즘 시트의 부분 사시도,

도 3은 액정 표시 패널의 패널 패턴부와 프리즘 시트의 집광 패턴부의 일 예를 개략적으로 나타내는 평면도,

도 4는 액정 표시 패널의 패널 패턴부와 프리즘 시트의 집광 패턴부의 다른 일 예를 개략적으로 나타내는 평면도,

도 5는 본 발명에 따른 액정 표시장치의 구체적 일 실시예를 나타내는 단면도.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >

1: 백 라이트 2: 프리즘 시트

3: 액정 표시 패널 21: 입사면

22: 출사면 23: 집광 패턴부

31: 제1기판 32: 제2기판

33: 액정 35: 패널 패턴부

36: 제 2편광판 37 : 제 1편광판

38: 확산층

종래기술문헌 1: 미국 특허 공보 제 6,354,709호

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프리즘시트로 인한 모아레를 개선할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치에서는 휘도의 향상을 위해 프리즘 시트(prism sheet)를 채용하고 있다.

이 프리즘 시트는 일면에 편평한 광입사면을 갖고, 타면에 대체로 삼각기둥형상인 복수개의 집광 패턴이 형성된 광출사면을 갖도록 구비된다. 이 프리즘 시트는 백라이트의 램프로부터 입사면에 대해 예각인 상태로 입사되는 광이 많은 구조인 도광판을 사용하는 액정 표시장치에 매우 적합하다.

그런데, 이처럼 휘도 향상을 위해 사용되는 프리즘 시트로 인해 화상을 구현할 경우, 광간섭에 의한 모아레(moire) 현상이 발생되어 문제가 되고 있다.

이러한 모아레 현상을 개선하기 위해, 종래기술문헌1에는 프리즘 시트의 집광부에서 집광면 사이의 각도를 70°~110°로 하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 방법의 경우에도, 프리즘 시트의 패턴과 액정 표시 패널의 패턴간의 관계를 고려하지 않고, 프리즘 시트의 집광면 사이각만을 고려하고 있기 때문에 모아레 개선 효과는 별로 얻을 수 없다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 액정 표시 패널의 편광판의 일면에 확산층을 형성하고, 모아레 패턴 상쇄를 통해 프리즘시트로 인한 모아레를 개선할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 액정표시장치는, 편광판 및 패널 패턴부를 포함하고, 소정 화상을 구현하는 액정 표시 패널; 상기 액정 표시 패널에 광조사하는 백 라이트; 및 상기 액정 표시 패널과 백 라이트 사이에 개재되고, 상기 액정 표시 패널을 향한 면에 집광 패턴부를 구비한 프리즘 시트;를 포함한 것으로, 상기 패널 패턴부의 패턴 피치(A)와 상기 집광 패턴부의 패턴 피치(p)가 0.3 ≤ (A/p-N) ≤ 0.7 이 때, N은 A/p 값 중 소숫점 이상의 정수 만족하며, 상기 편광판의 일면에 헤이즈 값이 35% 이상 55% 이하가 되는 확산층이 형성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예를 참조로 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1을 참조할 때, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액정 표시장치는 화상이 구현되는 액정 표시 패널(3)과, 이 액정 표시 패널(3)의 광원이 되는 백 라이트(1)와, 이들 액정 표시 패널(3) 및 백 라이트(1) 사이에 개재되는 프리즘 시트(2)를 포함한다.

액정 표시 패널(3)은 서로 대향된 제1기판(31)과 제2기판(32)이 실런트(34)에 의해 접합된 구조로서, 제1기판(31)과 제2기판(32)의 사이에는 액정(35)이 개재되어 있다. 또한, 상기 제 1기판(31) 및 제 2기판(32)의 외측면에는 각각 제 1편광판(37)과 제 2편광판(36)이 형성된다.

본 발명의 실시예의 경우 상기 제 1편광판(37)의 일면 즉, 프리즘 시트(2)와 대면하는 제 1편광판(37)의 일면에 확산층(38)이 형성됨을 특징으로 하며, 이는 상기 프리즘 시트(2)와 액정 표시 패널(3)의 화소 간의 간섭에 의해 발생되는 모아레 현상을 극복하기 위함이다.

또한, 상기 액정 표시 패널(3)은 소정 패턴의 패널 패턴부(35)를 포함한다. 도 1에 따른 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 패널 패턴부(35)는 화상이 구현되는 방향에 위치하는 제2기판(32)에 구비될 수 있다.

상기 패널 패턴부(35)는 광투과가 어려운 액정 표시 패널(3)의 각종 패턴이 될 수 있는 데, 화소 사이에 배치되는 블랙 매트릭스와 같은 광흡수 패턴, 각종 배선 패턴, 광투과가 곤란한 절연층의 패턴 등이 될 수 있다.

이러한 액정 표시 패널(3)은 외부 광원에 의해 화상이 구현되는 것이므로, 백라이트(1)를 필요로 한다. 백 라이트(1)는 제1기판(31)의 외면에 결합된다. 이러한 백 라이트(1)로는 액정 표시 패널의 광원으로 사용될 수 있는 다양한 종류의 백 라이트가 모두 적용 가능한데, 예컨대, 램프와 도광판을 구비한 백라이트가 사용될 수 있고, 이 외에도 LED 백라이트가 사용될 수 있다.

백 라이트(1)와 액정 표시 패널(3)의 사이에는 프리즘 시트(2)가 개재된다.

상기 프리즘 시트(2)는 도 2에서 볼 수 있듯이, 일정한 집광 패턴부(23)를 갖도록 구비될 수 있다. 즉, 프리즘 시트(2)는 편평한 광투과재 판으로 구비되고, 일면은 편평한 입사면(21)으로, 타면은 집광 패턴부(23)를 갖춘 출사면(22)으로 구비된다. 집광 패턴부(23)는 골부(231)와 산부(232)가 반복하여 형성되어 있어 일정 간격의 스트라이프 패턴을 형성한다.

백 라이트(1)로부터 조사된 빛은 프리즘 시트(2)의 입사면(21)으로 입사된 후, 출사면(22)을 통해 출사되어 액정 표시 패널(3)로 조사된다.

종래의 경우 앞서 언급한 바와 같이 상기 프리즘 시트(2)의 집광 패턴부(23)와 액정 표시 패널(3)의 패널 패턴부(35)의 간섭에 의해서 화면상에 물결무늬가 나타나는 모아레 현상이 발생된다.

즉, 규칙적으로 반복되는 집광 패턴부(23)와 패널 패턴부(35)는 서로의 반복 주기가 다르기 때문에, 반복되는 패턴의 겹침에 대한 미스 매치(mismatch)가 발생 하고, 서로 만나는 선의 굵기가 변하게 되어 외부에서 봤을 때에 일정한 무늬, 즉, 모아레가 발생하는 것이다.

도 3은 상기 패널 패턴부(35)와 집광 패턴부(23)의 관계를 보다 상세히 설명하기 위한 것으로, 서로 중첩된 패널 패턴부(35)와 집광 패턴부(23)를 도시한 것이다.

도 3에 따른 패널 패턴부(35)는 메쉬형상으로 이루어져 있는 데, 이 메쉬상의 패널 패턴부(35)의 사이에는 화상을 구현하는 픽셀(L)들이 배치되어 있다. 이 픽셀(L)들은 적색, 녹색, 청색이 소정의 패턴을 이루도록 배치될 수 있다.

도 3에 따른 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 패널 패턴부(35)는 광을 흡수하는 광흡수 패턴인 블랙 매트릭스 패턴일 수 있다.

도 3에서 볼 때, 상기 메쉬상의 패널 패턴부(35)는 가로 방향으로 연장되는 제1스트라이프 패턴(351)이 세로 방향을 따라 A1의 피치로 반복 형성되어 있고, 세로 방향으로 연장되는 제2스트라이프 패턴(352)이 가로 방향을 따라 A1'의 피치로 스트라이프 패턴이 반복 형성된 구조를 갖는다.

한편, 집광 패턴부(23)는 상기 메쉬상의 패널 패턴부(35)에 직교 또는 평행하도록 그 골부(231)와 산부(232)가 배치되는 데, 이 때, 이 집광 패턴부(23)는 제1스트라이프 패턴(351)과 나란한 방향으로 스트라이프상으로 형성되어 있고, p의 피치로 패턴이 반복 형성되어 있다.

이러한 구조에 있어서, 상기 제1스트라이프 패턴(351)의 피치 A1과, 집광 패턴부(23)의 피치 p는 다음의 식을 만족하는 것이 바람직하다.

0.3 ≤ (A1/p-N) ≤ 0.7

상기 식에서, N은 A1/p 값 중 소수점 이상의 정수에 해당한다. 즉, 제1스트라이프 패턴(351)의 피치 A1을 집광 패턴부(23)의 피치 p로 나눈 값 중 소수점 값이 0.3 내지 0.7의 범위에 있을 경우, 모아레 저감 효과가 크게 개선된다. 제1스트라이프 패턴(351)의 피치 A1을 집광 패턴부(23)의 피치 p로 나눈 값 중 소수점 값을 이하에서는 미스매치(mismatch)값이라 한다.

이 미스매치값이 0.5에 근접할수록 모아레 개선 효과가 더욱 높아질 수 있다.

그리고, 이 때, 상기 집광 패턴부(23)와 제1스트라이프 패턴(351)은 서로 평행하므로, 그 사이각이 0°가 되고, 상기 집광 패턴부(23)와 제2스트라이프 패턴(352)은 서로 직교하므로, 그 사이각이 90°가 된다.

하기 표1은 위 도 3에 따른 패널 패턴부(35)와 집광 패턴부(23)에 있어, p값과 A1값의 변화에 따른 미스 매치값과, 이 때의 모아레의 정도를 나타낸 것이다.

No.	p값(㎛)	A1값(㎛)	A1/p	mismatch값	모아레 정도
1	21	171	8.14	0.14	강
2	20.3	171	8.42	0.42	없음
3	22.8	189	8.29	0.29	약
4	21	198	9.43	0.43	없음
5	20.8	198	9.52	0.52	없음
6	21	208.5	9.93	0.93	약
7	20.3	208.5	10.27	0.27	약
8	22.8	213	9.34	0.34	없음
9	20.3	213	10.49	0.49	없음
10	21	213	10.14	0.14	강
11	21	219	10.43	0.43	없음
12	20.8	219	10.53	0.53	없음
13	22.8	219	9.61	0.61	없음
14	20.3	219	10.79	0.79	약
15	21	225	10.71	0.71	미약
16	21.4	225	10.51	0.51	없음
17	21	231	11.00	0	약
18	20.3	231	11.38	0.38	없음

위 표1에서 볼 수 있듯이, 미스 매치값이 대체로 0.3 내지 0.7 사이의 범위에 있을 때에 모아레가 나타나지 않음을 알 수 있다. 그리고, 0.5에 근접한 경우 더욱 나타나지 않음을 알 수 있다.

이상 설명한 것은 패널 패턴부(35)가 블랙 매트릭스와 같이 메쉬상으로 형성된 경우를 나타낸 것이나, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않으며, 다양한 패턴에 적용 가능하다.

도 4는 패널 패턴부(35)와 집광 패턴부(23)가 모두 스트라이프상으로 형성된 구조를 나타낸 것이다. 이 때, 패널 패턴부(35)와 집광 패턴부(23)는 서로 평행하게, 즉, 그 사이각이 0°가 되도록 배설되어 있다. 그리고, 패널 패턴부(35)의 사이사이에는 화상이 구현되는 화소(L)가 배치될 수 있다.

상기 패널 패턴부(35)로는 다양한 것이 사용될 수 있는 데, 액정 표시 패널의 각종 금속 배선이 될 수 있고, 혹은 배선 또는 전극간 절연을 위한 불투명 절연층이 될 수 있다.

이러한 구조에 있어서도, 스트라이프상의 패널 패턴부(35)의 피치 A2와, 집광 패턴부(23)의 피치 p는 0.3 ≤ (A2/p-N) ≤ 0.7 (N은 A2/p 값 중 소수점 이상의 정수)를 만족하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 대략 0.5가 되도록 하는 것이 바람직하다. 이에 대한 상세한 설명은 전술한 바와 동일하므로 생략한다.

단, 이와 같은 모아레 현상은 그 원인이 상술한 패턴의 불일치에만 기인하는 것은 아니므로, 실제 제조시에는 집광 패턴부(23)의 산부(232)의 각도 등 다양한 팩터(factor)들을 고려하여야만 한다.

이에 본 발명의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이 상기 미스 매치값을 고려하여 설계함과 동시에, 상기 제 1편광판(37)의 일면 즉, 상기 프리즘 시트(2)와 대면하는 제 1편광판(37)의 일면에 확산층(38)이 형성되며, 이를 통해 보다 완벽하게 모아레 현상을 극복하고자 함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 확산층(38)을 편광판 일면에 형성하는 것은 편광판에 다수의 비드들(beads)를 형성됨으로써 구현될 수 있으나, 이는 하나의 실시예로서 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 확산층(38)은 헤이즈 값(haze value)이 35% 이상 55% 이하가 되도록 상기 비드들이 분포됨을 특징으로 한다. 즉, 상기 비드들이 높은 밀도로 분포되면 헤이즈 값이 높고, 낮은 밀도로 분포되면 헤이즈 값이 낮다.

상기 헤이즈 값은 입사광이 확산투과되는 정도를 나타내는 것으로, 하기와 같이 정의된다.

헤이즈 값 = 확산투과량/전체투과량 * 100

상기 식에서, 확산투과량은 입사되어 투과된 광 중에서 확산된 광의 양을 의미하고, 전체 투과량은 입사되어 투과된 전체 광의 양을 의미한다.

단, 이와 같은 확산층이 개재될 경우 확산층이 형성되지 않은 경우에 비해 콘트라스트 및 투과율이 저하될 수 있다는 문제가 있는 바, 본 발명은 상기 콘트라스트 및 투과율의 저하가 발생되지 않도록 하는 확산층의 헤이즈 값에 대한 최적을 비율을 실험을 통해 확인하였다.

하기 표2는 확산층이 형성되지 않은 편광판, 헤이즈 값이 40%인 확산층이 형성된 편광판 및 헤이즈 값이 60%인 확산층이 형성된 편광판이 구비된 경우의 투과 및 콘트라스트 비를 나타낸 것으로, 이는 동일 시료 10개에 대한 실험 결과의 평균이다.

	콘트라스트(Cr.)	투과율
확산층이 형성되지 않은 편광판	30	8.6%
헤이즈값이 40%인 확산층이 형성된 편광판	30	8.6%
헤이즈값이 60%인 확산층이 형성된 편광판	28	8.2%

즉, 표 2에 나타난 바와 같이 헤이즈 값이 40%인 확산층이 형성된 편광판이 경우 확산층이 형성되지 않은 편광판과 비교할 때 콘트라스트 및 투과율이 저하되지 않으나, 헤이즈 값이 60%인 확산층이 형성된 편광판의 경우는 콘트라스트 및 투과율이 저하됨을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기 확산층(38)의 헤이즈 값(haze value)이 35% 이상 55% 이하가 되도록 구현함을 그 특징으로 한다.

도 5는 본 발명이 적용되는 액정 표시장치의 구체적 일 예를 도시한 것이다.

액정 표시 패널(3)의 제1기판(31)은 글라스재 또는 투명한 플라스틱재로 구비된 배면 기판(311)과, 배면 기판(311) 상에 ITO 등으로 형성되는 투명 전극(312)과, 이 투명 전극(312) 상에 형성되는 절연막(313)과, 절연막(313) 상의 배향막(314)을 포함할 수 있다. 상기 액정 표시 패널(3)이 TFT 액정 표시 패널일 경우, 상기 배면 기판(311)은 복수개의 TFT를 더 포함하고, 이 TFT들이 각각 화소별로 패터닝된 투명 전극(312)에 연결될 수 있다.

한편, 제1기판(31)에 대향된 제2기판(32)은 글라스재 또는 투명한 플라스틱재로 구비된 전면 기판(321)과, 전면 기판(321)의 하면에 형성되는 칼라 필터(325)와, 칼라 필터(325) 하면에 ITO 등으로 형성되는 투명 전극(322)과, 이 투명 전극(322) 하면에 형성되는 절연막(323)과, 절연막(323) 하면의 배향막(324)을 포함할 수 있다.

칼라 필터(325)는 각 화소별로 적색, 녹색, 청색으로 패터닝되어 있고, 각 화소 사이에는 광흡수층인 블랙 매트릭스(327)가 형성되어 있다. 그리고, 투명 전극(322)은 소정의 패턴으로 패터닝되어 있고, 투명 전극(322)의 사이에는 층간 절연막(326)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 배면 기판(311) 및 전면 기판(321)의 일면에는 각각 제 1편광판(315) 및 제 2편광판(328)이 부착되며, 상기 제 1편광판(315)의 일면에는 확산층(316)이 형성된다.

또한, 상기 확산층(316)은 편광판의 일면 즉, 프리즘 시트(2)와 면접하는 일면에 다수의 비드들(beads)를 형성됨으로써 구현될 수 있으며, 상기 확산층(316)은 앞서 설명한 바와 같이 헤이즈 값(haze value)이 35% 이상 55% 이하가 되도록 구현됨 특징으로 한다.

또한, 상기 제1기판(31)과 제2기판(32)의 사이에는 액정(33)이 개재된다.

이러한 구조의 액정 표시 패널(3)에 있어서, 전술한 패널 패턴부(35)는 블랙 매트릭스(327)가 될 수 있다.

액정 표시 패널(3)의 하부에는 백 라이트(1)가 배치되는 데, 더욱 구체적으로는 백 라이트(1)의 도광판(11)이 배치될 수 있다.

그리고, 백 라이트(1)와 액정 표시 패널(3)의 사이에는 프리즘 시트(2)가 개재된다.

이러한 본 발명의 구체적 실시예에 있어서, 전술한 바대로 패널 패턴부(35)의 패턴 피치와 프리즘 시트(2)의 집광 패턴부(23)의 패턴 피치의 관계를 조절하고, 이와 아울러 상기 제 1편광판(315)의 일면 즉, 상기 프리즘 시트(2)와 대면하는 제 1편광판(315)의 일면에 확산층(316)이 형성됨으로써, 보다 완벽하게 모아레 현상을 극복할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 따르면, 액정 표시 패널의 패널 패턴부의 패턴 피치와 프리즘 시트의 집광 패턴부의 패턴 피치 사이의 미스 매치 정도를 0.3 내지 0.7 사이의 범위로 하고, 편광판의 일면에 형성된 확산층의 헤이즈 값(haze value)이 35% 이상 55% 이하가 되도록 구현함으로써, 모아레를 충분히 개선할 수 있다.

본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발 명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims

편광판 및 패널 패턴부를 포함하고, 소정 화상을 구현하는 액정 표시 패널;

상기 액정 표시 패널에 광조사하는 백 라이트; 및

상기 액정 표시 패널과 백 라이트 사이에 개재되고, 상기 액정 표시 패널을 향한 면에 집광 패턴부를 구비한 프리즘 시트;를 포함한 것으로,

상기 패널 패턴부의 패턴 피치(A)와 상기 집광 패턴부의 패턴 피치(p)가 하기 수학식 1을 만족하며,

상기 편광판의 일면에 헤이즈 값이 35% 이상 55% 이하가 되는 확산층이 형성됨을 특징으로 하는 액정 표시장치.

0.3 ≤ (A/p-N) ≤ 0.7 이 때, N은 A/p 값 중 소숫점 이상의 정수
제 1항에 있어서,

상기 확산층은 상기 프리즘 시트와 대면하는 편광판의 일면에 형성됨을 특징으로 하는 액정 표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 확산층은 상기 편광판의 일면에 다수의 비드들(beads)를 형성됨으로써 구현됨을 특징으로 하는 액정 표시장치.
제 3항에 있어서,

상기 확산층은 헤이즈 값(haze value)이 35% 이상 55% 이하가 되도록 상기 비드들이 분포됨을 특징으로 하는 액정 표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 수학식 1의 A/p-N은 대략 0.5인 액정 표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 패널 패턴부의 패턴과 상기 집광 패턴부의 패턴이 이루는 각은 0° 또는 90°인 액정표시장치.