KR100757785B1

KR100757785B1 - 액정표시장치에서의 광 조명 방법 및 이를 이용한액정표시장치

Info

Publication number: KR100757785B1
Application number: KR1020010041942A
Authority: KR
Inventors: 이정환; 김규석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2007-09-11
Also published as: US6480248B1; CN1222814C; JP2003043485A; TWI264595B; CN1397826A; KR20030006243A

Abstract

액정표시장치에서의 광 조명 방법 및 이를 이용한 액정표시장치가 개시되어 있다. 광의 휘도를 대폭 향상시키는 반사 편광 필름의 상면에 휘도 향상, 시야각 개선, 모아레를 방지하도록 연신 공정에 의하여 제작된 폴리 에틸렌 텔레프탈레이프 계열 물질을 사용하여 낮은 제작 코스트로 반사 편광 필름 보호 시트를 제작한다. 이로써 고휘도 디스플레이, 시야각에 따른 컬러 변조, 낮은 제작 코스트를 구현할 수 있는 다양한 효과를 갖는다.

액정표시장치, 반사 편광 필름, 반사 편광 필름 보호 시트

Description

액정표시장치에서의 광 조명 방법 및 이를 이용한 액정표시장치{METHOD FOR ILLUMINATING LIGHT OF LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

도 1은 종래 액정표시장치의 구성을 도시한 개념도이다.

도 2는 종래 액정표시장치 중 폴리 카보네이트 계열 물질로 제작된 반사 편광 필름 보호 시트의 광축과 반사 편광 필름의 광축에 따른 휘도 변화를 도시한 그래프이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 액정표시장치의 구성을 도시한 개념도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 액정표시장치 중 폴리 에틸렌 텔레프탈레이트 계열 물질로 제작된 반사 편광 필름 보호 시트의 광축과 반사 편광 필름의 광축에 따른 휘도 변화를 도시한 그래프이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 액정표시장치의 상하 편광판, 반사 편광 필름, 반사 편광 필름 보호 시트의 광축 관계를 설명하기 위한 개념도이다.

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display; LCD)에서의 광 조명 방법 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것으로 특히, 시야각별 휘도 특성 및 전체 휘도를 향상시킴은 물론 제작 코스트를 크게 감소시킨 액정표시장치에서의 광 조명 방법 및 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 액정의 전기-광학적 특성을 이용하여 정보처리장치에서 처리된 결과 데이터를 사용자가 인식할 수 있도록 문자, 영상, 동영상을 디스플레이 하는 디스플레이 장치로 정의할 수 있다.

이와 같이 액정표시장치의 액정은 전계에 따라서 외부에서 공급된 광의 투과도를 조절하여 디스플레이가 가능토록 한다. 즉, 이는 액정을 사용하는 액정표시장치는 어떠한 형태로든 디스플레이를 위한 광을 필요로 함을 의미한다.

이때, 액정표시장치로부터 디스플레이가 가능토록 하는 광은 액정표시장치 자체에 충전된 전기적인 에너지를 소모하여 생산된 광을 사용하거나 액정표시장치의 외부에서 생성된 광을 사용할 수 있다.

액정표시장치 자체에 충전된 전기적인 에너지를 소모하여 생산된 광을 이용하는 방식은 액정표시장치의 주변 환경, 예를 들면 광의 존재 유무, 광량의 많고 적음에 관계없이 어느 곳에서나 디스플레이를 가능케 한다.

반면, 액정표시장치의 외부에서 생성된 광을 사용하는 방식은 매우 작은 소비전력으로 디스플레이가 가능한 반면 액정표시장치의 주변 환경, 예를 들면, 광이 존재하지 않을 때, 광이 존재하지만 광량이 부족할 때에는 디스플레이가 불가능하거나 디스플레이 성능이 극히 불량한 문제점을 갖는다.

이와 같은 문제점에 의하여 최근에는 자체에 충전된 전기적인 에너지를 소모하여 디스플레이를 수행하는 방식의 액정표시장치가 널리 사용되고 있다.

이하, 이와 같은 방식으로 디스플레이를 수행하는 액정표시장치를 “투과형 액정표시장치”라 정의하기로 한다.

이와 같은 투과형 액정표시장치의 경우, 액정을 제어하는 액정표시 패널, 액정 표시패널에 공급될 광을 발생시키는 램프에서 발생한 광을 효율적으로 이용하기 위한 다양한 부품으로 구성된다.

구체적으로 종래 투과형 액정표시장치(80)는 전체적으로 보아 도 1에 도시된 바와 같이 액정표시패널(20) 및 백라이트 어셈블리(40)로 구성된다.

이때, 액정표시패널(20)은 소정 유효 디스플레이 면적을 갖는 TFT 기판(16), TFT 기판(16)과 대향하여 설치되는 컬러필터 기판(14), TFT 기판(16)과 컬러필터 기판(14)의 사이에 설치되는 액정(미도시), TFT 기판(196)의 밑면에 부착되는 하부 편광판(18) 및 컬러필터 기판(14)의 상면에 부착되는 상부 편광판(12)으로 구성된다.

이와 같은 액정표시패널(20)에는 면광원 형태의 광학 분포를 갖는 균일한 휘도를 갖는 광이 입사되어야 유효 디스플레이 면적 전체에 걸쳐 균일한 성능의 영상이 디스플레이 된다.

그러나, 이와 같은 면광원 형태의 광학 분포를 갖는 광원을 얻기 어려움으로, 액정표시장치(80)에서는 백라이트 어셈블리(40)가 사용된다.

백라이트 어셈블리(40)는 다시 램프 어셈블리, 도광판(35), 반사판(38), 확 산판(34), 프리즘 시트(33), 반사 편광 필름(32), 반사 편광 필름 보호 시트(31)로 구성된다.

램프 어셈블리는 다시 태양광과 유사한 백색광이면서, 사용시간이 길고, 제작이 간편한 냉음극선관 방식 램프(37)와 램프에서 발생한 광을 일방향으로 집광하는 램프 리플렉터(36)로 구성된다.

이와 같은 냉음극선관 방식 램프(37)는 광 분포가 선광원 분포를 갖기 때문에 선광원 광학 분포를 면광원 광학 분포로 변경하는 부재들을 필요로 한다.

구체적으로 냉음극선관 방식 램프(37)에서 발생한 선광원 형태의 광학 분포를 갖는 광을 면광원으로 변경하기 위해서는 도광판(35)이 사용된다.

도광판(35)은 평평한 직육면체 형태로 선광원 분포를 갖는 광이 입사된 후 넓은 면적에 균일하게 반사되면서 면광원 형태의 광학 분포가 형성되도록 한다.

이때, 도광판(35)에서 출사된 광은 면광원 형태의 광학 분포를 갖지만, 휘도 균일성이 낮기 때문에 도광판(35) 만으로는 고품질 디스플레이가 어렵다.

이를 위해서 도광판(35)의 상면에는 도광판(35)으로부터 출사된 광을 확산시키는 확산판(diffuser;34)이 더 설치된다.

한편, 확산판(34)에서 출사된 광은 광학적 균일성은 개선되었지만, 개선된 광의 방향이 불규칙하여 정면 시야각이 크게 저하되는 문제점을 갖는다.

이를 개선하기 위하여 확산판(34)의 상면에는 적어도 1 매 또는 2 매로 구성된 프리즘 시트(33)가 더 설치된다.

한편, 냉음극선관 방식 램프(37) - 도광판(35) - 확산판(34) - 프리즘 시트(33)를 통과한 광은 액정표시패널(20)의 하부 편광판(18) - TFT 기판(16) - 액정 - 컬러필터 기판(14) - 상부 편광판(12)을 통하여 디스플레이 된다.

이때, 하부 편광판(18)에서는 냉음극선관 방식 램프(37)에서 발생한 광 중 P파 또는 S 파 중 어느 하나의 광, 예를 들면, P 파만이 통과되고 S 파는 통과하지 못하고 소멸된다.

이때, P 파, S 파는 광의 광축에 따라 구분된다. 구체적으로, P 파는 하부 편광판(18)을 통과하는 광축을 갖는 광으로 정의되고, S 파는 하부 편광판(18)을 통과하지 못하는 광축을 갖는 광으로 정의된다.

이는 냉음극선관 방식 램프(37)에서 발생한 광이 실제 사용자의 눈에는 50% 이하의 광만이 도달될 수 있음을 의미한다.

이처럼 낮은 광 이용 효율을 증가시키기 위해서 프리즘 시트(33)의 상면에는 P파는 그대로 통과시키고, S 파는 반사시킨 후 P 파로 변환시켜 통과되도록 하는 반사 편광 필름(32)이 사용된다.

이 반사 편광 필름(32)은 특히 이물질에 의한 오염, 스크래치 등이 발생하기 쉬우며, 시야각이 균일하지 않으며, 프리즘 시트와 TFT 기판의 패턴 관계에 의한 모아레 현상이 발생하기 쉽다.

이를 방지하기 위하여 반사 편광 필름(32)의 상부에는 반사 편광 필름 보호 시트(31)가 위치한다.

이 반사 편광 필름 보호 시트(31)는 압출 공정으로 제작된 폴리 카보네이트(Poly Carbonate; PC) 계열 물질을 얇은 시트(sheet) 형태로 가공하여 제작된다.

이처럼 압출 공정으로 제작된 PC 계열 합성 수지를 사용하는 이유는 도 2에 도시된 바와 같이 편광축이 매우 미약하게 형성되어 반사 편광 필름(32)과 편광축을 굳이 일치시키지 않더라도 휘도 저하가 발생하지 않으면서 반사 편광 필름(32)이 갖는 단점을 보완해준다.

그러나, 압출 공정으로 제작된 PC 계열 합성 수지는 편광축과 관계없이 일정한 휘도를 보장하지만, 열팽창 계수가 커 움이 발생함은 물론 압출 공정에 따른 제작 코스트가 비싸 액정표시장치의 전체 코스트를 크게 상승시키는 단점을 갖는다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 제 1 목적은 고휘도 디스플레이가 가능하면서 전체 제작 코스트를 크게 낮춘 액정표시장치에서의 광 조명 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제 2 목적은 고휘도 디스플레이가 가능하면서 제작 코스트를 크게 낮춘 액정표시장치를 제공함에 있다.

이와 같은 본 발명의 제 1 목적을 구현하기 위한 액정표시장치에서의 광 조명 방법은 ⅰ) 제 1 편광축을 통과하는 제 1 광, 제 2 편광축을 통과하는 제 2 광이 혼재된 광을 생성하는 단계; ⅱ) 제 1 광 및 상기 제 2 광의 광학적 특성을 변경시키는 단계; ⅲ) 제 2 광이 제 1 편광축을 통과하도록 제 2 광의 편광축을 변경하여 휘도를 향상시키는 단계; ⅳ) 상기 제 1 편광축과 이루는 각도에 따라서 상기 제 1 광의 최대 휘도 및 최소 휘도가 주기적으로 반복되도록 하는 제 3 편광축의 각도를 상기 제 1 편광축에 대하여 조절하여 상기 제 1 광이 최대 휘도로 상기 제 3 편광축을 통과되도록 하는 단계; ⅴ) 제 3 편광축을 통과한 제 3 광을 액정에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제 2 목적을 구현하기 위한 액정표시장치는 제 1 편광축을 통과하는 제 1 광, 제 2 편광축을 통과하는 제 2 광이 혼재된 광을 생성하는 광원; 제 1 광, 제 2 광의 광학적 분포를 변경시키는 광학 분포 변경 수단; 제 1 광은 통과시키고, 제 2 광은 제 1 광으로 변경시켜 통과시키는 반사 편광 필름; 제 1 편광축과 이루는 각도에 따라서 최대 휘도 및 최소 휘도가 주기적으로 반복되는 제 1 광의 휘도가 최대가 되도록 하는 제 3 편광축을 조절하여 최대 휘도를 갖는 상기 제 1 광이 통과되도록 하는 반사 편광 필름 보호 시트; 반사 편광 필름 보호 시트를 통과한 제 3 광을 공급받아 화상을 디스플레이 하는 액정표시패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 디스플레이 휘도를 향상시키기 위하여 사용되는 반사 편광 필름의 상면에 폴리 에틸렌 텔레프탈레이트 계열 물질을 연신 공정에 의하여 제작한 반사 편광 필름 보호 시트를 적용함으로써 폴리 카보네이트 계열 물질을 압출 하여 사용하였을 때에 비하여 매우 낮은 코스트로 제작이 가능하며 열팽창 계수가 작아 시트 움 등을 방지함은 물론 시야각에 따른 컬러 변화 최소 등 다양한 효과를 갖는다.

이하, 본 발명의 일실시예에 의한 액정표시장치에서의 광 조명 방법 및 이를 이용한 액정표시장치의 보다 구체적인 구성, 구성에 따른 독특한 작용 및 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 일실시예에 의한 액정표시장치에서의 광 조명 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일실시예에 의한 액정표시장치는 액정을 제어하여 광의 투과도를 조절하여 디스플레이를 수행함으로, 디스플레이를 수행하기 위해서는 디스플레이용 광을 필요로 한다.

도 3을 참조하면, 디스플레이용 광은 P 파(141) 및 S 파(142)가 혼재된 광으로 P 파(141)는 제 1 광축을 통과하는 광으로 정의되고, S 파(142)는 P 파(141)가 통과하는 제 1 광축에서는 통과하지 못하고 제 2 광축에서는 통과되는 광으로 정의된다.

이와 같이 디스플레이에 필요한 광은 액정표시장치의 전체 디스플레이 면적에 걸쳐 균일하게 조명되어야 함으로 광학적 특성을 개선하기 위한 여러 가지 단계가 수행된다.

먼저, 디스플레이용 광이 선광원 형태의 광학 분포를 가질 경우, 선광원 형태의 광학 분포를 갖는 광(141,142)을 면광원 형태의 광학 분포를 갖는 광(141a,142a)으로 변환하는 단계가 수행된다.

이어서, 면광원 형태로 변환된 디스플레이용 광(141a,142a)이 매우 불균일한 휘도 분포를 가질 경우, 면광원 형태의 광학 분포를 갖도록 변환된 디스플레이용 광(141a,142a)의 휘도 분포를 변경하여 휘도 분포가 균일한 광(141b,142b)을 형성 하는 단계가 수행된다.

이후, 면광원 형태의 광학 분포를 갖음과 동시에 휘도 분포가 균일하게 보정된 디스플레이용 광(141b,142b)의 시야각이 좋지 않을 경우, 디스플레이용 광(141b,142b)은 다시 시야각이 보정된 광(141c,142c)으로 변환되는 단계가 연속하여 수행된다.

이때, 면광원 형태의 광학 분포를 갖도록 광학 분포 변경, 휘도 분포 변경, 시야각이 보정된 디스플레이용 광(141c,142c) 중, P 파 성분을 갖는 디스플레이용 광(141c)은 제 1 광축을 통과하여 디스플레이에 사용되고, S 파 성분을 갖는 디스플레이용 광(142c)은 제 1 광축을 통과하지 못함으로 디스플레이에 사용되지 못한다.

이와 같이 S 파 성분을 갖는 디스플레이용 광(142c)이 디스플레이에 사용되지 못할 경우, 발생된 전체 광량의 50% 이하가 디스플레이에 사용되지 못함으로 디스플레이 휘도가 크게 저하된다.

이를 방지하기 위해서 시야각까지 보정된 광(141c,142c) 중 디스플레이에 사용되지 못하는 S 파 성분을 갖는 디스플레이용 광(142c)은 P 파로 성분을 갖는 디스플레이용 광(141d)으로 변환하여 디스플레이 휘도 저하가 발생하지 않도록 하는 단계가 수행된다.

이후, P 파 성분을 갖는 디스플레이용 광(141c) 및 S 파 성분을 갖는 디스플레이용 광(142c)에서 P 파 성분을 갖도록 변환된 디스플레이용 광(141d)은 휘도 저하가 방지되는 대신 시야각이 저하되고, 모아레 현상이 발생될 수 있음으로 광학적 특성을 다시 향상시켜주는 단계를 필요로 한다.

이 단계는 특히, 광학적 특성을 향상시키는 대신 휘도 저하가 발생하지 않도록 해야 한다.

이를 구현하기 위해서 P 파 성분을 갖는 디스플레이용 광(141c) 및 P 파 성분을 갖도록 변환된 디스플레이용 광(141d)은 제 3 광축을 통과한다.

이때, 디스플레이용 광(141c,141d)을 통과시킨 제 1 광축과 제 3 광축의 관계에 의하여 디스플레이용 광(141c,141d)의 휘도에 매우 큰 차이가 발생된다.

구체적으로 본 발명에서는 일실시예로 디스플레이용 광(141c,141d)이 제 1 광축 및 제 3 광축을 통과한 후 최대 휘도를 얻을 수 있도록 제 3 광축의 각도는 조절된다.

첨부된 도 4에는 제 3 광축의 각도에 따라서 디스플레이용 광(141c,141d)의 최저 휘도 및 최대 휘도가 반복되는 것이 도시되어 있다.

이와 같이 제 3 광축의 차이에 의하여 최저 휘도 및 최대 휘도 차이가 발생하기 때문에 제 3 광축의 각도 조절은 매우 중요하다.

일실시예로 제 3 광축의 조절에 의하여 최대 휘도를 얻기 위해서는 바람직하게 제 3 광축과 제 1 광축을 일치시키는 것이 가장 바람직하며, 다른 실시예로는 제 3 광축을 제 1 광축으로부터 일정 범위 내에서 틸트시키는 것 또한 가능하다.

이때, 틸트되는 각도는 일실시예로 10°이내가 되도록 하는 것이 무방하다.

이후, 최대 휘도를 갖도록 제 3 광축을 통과한 디스플레이 광(141f)은 다시 액정을 통과하여 다양한 색을 갖는 광(141g)을 갖도록 변환된 후 사용자의 눈에 입 사되어 디스플레이 된다.

이하, 이와 같은 액정표시장치의 광 조명 방법을 구현하기 위한 액정표시장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

첨부된 도 3의 도면부호 137은 일실시예로 선광원 형태의 광학 분포를 갖는 광을 생성하는 램프이고, 도면부호 136은 램프(137)에서 방사 상으로 발생된 광을 일방향으로 집중시키는 램프 리플렉터이다.

램프(137)에서 발생되어 램프 리플렉터(136)로 집중된 선광원 형태의 광학 분포를 갖는 광은 다시 도광판(135)의 측면으로 입사된 후 밑면에서 반사되어 면광원 형태의 광학 분포를 갖도록 변경된다.

이때, 도광판(135)의 밑면에는 광이 반사되면서 산란되도록 도시되지는 않았지만 광 반사율이 큰 반사 도트(reflection dot)가 형성된다.

이와 같이 도광판(135)의 밑면에 반사되어 면광원 형태의 광학 분포를 갖는 광은 P 파(141) 및 S 파(142)가 혼재된 백색광으로, 도광판(135)의 상면으로 출사된다.

도광판(135)의 상면으로 출사된 광(141a,142a)은 면광원 형태의 광학 분포를 갖지만, 휘도 균일성, 시야각 특성이 좋지 않음으로, 휘도 균일성 및 시야각 특성이 좋지 않은 광으로 디스플레이를 수행할 경우 디스플레이 특성이 크게 저하된다.

이를 방지하기 위해서 도광판(135)의 상면에는 광(141a,142a)의 휘도 균일성 및 시야각 특성을 향상시키기 위하여 확산판(134) 및 프리즘 시트(133)가 설치된다.

보다 구체적으로, 확산판(134)은 휘도 균일성이 낮은 광(141a,142a)을 산란시켜 휘도 균일성이 큰 광(141b,142b)으로 변환시킨다.

미설명 도면부호 138은 도광판(135)의 밑면에 설치된 반사판이다.

이 반사판(138)은 도광판(135)으로부터 확산판(134) 쪽으로 반사되지 못하고 도광판(135)의 밑면으로 누설된 광이 다시 확산판(134) 쪽으로 향하도록 재생하여 휘도를 보다 향상시키는 역할을 한다.

이처럼 램프(137) - 도광판(135) - 확산판(134)을 거친 광(141b,142b)은 면광원 형태의 광학 분포를 갖으며 휘도 균일성도 뛰어 나지만 도광판(135)에서 출사된 광(141a,142a)이 확산판(134)에 산란되는 과정에서 광(141b,142b)의 방향성이 저하되어 정면 시야각이 크게 저하된다.

이를 극복하기 위하여, 확산판(134)의 상면에는 적어도 1 매 이상으로 광(141b,142b)의 방향을 보정하여 시야각을 향상시키는 프리즘 시트(133)가 더 설치된다.

도광판(135), 확산판(134), 프리즘 시트(133)를 거쳐 광학적 균일성이 향상된 광(141c,142c)은 액정을 정밀하게 제어하여 디스플레이를 수행하는 액정표시패널로 입사된다.

이때, 액정표시패널은 다시 TFT 기판(116), 컬러필터 기판(114), 액정(미도시) 및 TFT 기판(116)과 컬러필터 기판(114)에 각각 형성된 상부 편광판(118) 및 하부 편광판(112)으로 구성된다.

TFT 기판(116)은 풀 컬러를 구현하기 위해 해상도에 적합한 개수, 예를 들 면, 해상도가 800 ×600 이라 하였을 때 풀 컬러를 구현하기 위해서 800 ×600 ×3 개의 개수의 영역으로 나뉘어지고, 각 영역에는 서로 다른 전계가 인가된다.

이처럼 무수히 많은 영역에 서로 다른 전계가 형성되도록 하기 위해서 TFT 기판(116)에는 매트릭스 형태로 해상도에 적합한 개수의 박막 트랜지스터가 형성되고, 각 박막 트랜지스터의 출력 전극인 드레인 전극에는 투명 전극(미도시)이 형성된다.

이와 같은 구성을 갖는 TFT 기판(116)에는 컬러필터 기판(114)이 겹쳐지도록 형성된다.

컬러필터 기판(114)에는 일정한 크기를 갖는 전원이 인가되어 앞서 설명한 투명 전극에 인가된 전원의 세기에 대응하여 컬러필터 기판(114)과 투명 전극 사이에 전계가 형성되도록 한다.

이와 같은 구성을 갖는 컬러필터 기판(114)과 TFT 기판(116)의 사이에는 매우 얇은 액정이 주입된다.

이 액정은 일실시예로 컬러필터 기판(114)과 TFT 기판(116) 사이에 전계가 형성되지 않을 경우 광을 통과시키지 않고, 전계가 형성될 경우 액정의 배열이 변화되면서 광이 액정을 통과하여 디스플레이를 수행한다.

이를 수행하기 위해서, 컬러필터 기판(114)의 상면 및 TFT 기판(116)의 밑면에는 각각 직교하는 상부 편광판(118) 및 하부 편광판(112)이 더 설치된다.

이때 하부 편광판(118)은 예를 들어 광 중 P 파(141)를 통과시키고, 상부 편광판(112)은 예를 들어, S 파(142)를 통과시킨다.

즉, 램프(137)에서 P 파(141) 및 S 파(142)가 혼재된 광은 도광판(135), 확산판(134), 프리즘 시트(133)를 순차적으로 통과한 후, 하부 편광판(118), TFT 기판(116), 액정, 컬러필터 기판(114), 상부 편광판(112)을 통과한 후에야 비로소 사용자의 눈에 입사되어 사용자가 이를 인식할 수 있게 된다.

그러나, 실제 사용자가 느끼는 휘도는 램프(137)에서 발생한 휘도의 절반 이하로, 이는 하부 편광판(118)에서 P 파(141) 또는 S 파(142) 중 어느 하나가 소멸되기 때문이다.

이를 극복하기 위해서 본 발명에서는 하부 편광판(118)과 프리즘 시트(133)의 사이에 반사 편광 필름(132)이 더 설치된다.

반사 편광 필름(132)은 P 파 성분을 갖으면서 면광원 형태를 갖음과 동시에 광학 균일성과 시야각이 보정된 광(141c)은 그대로 통과시키고, S 파 성분을 갖으면서 면광원 형태를 갖음과 동시에 광학 균일성과 시야각이 보정된 광(142c)은 P 파 성분을 갖는 광(141d)으로 변환시켜 통과되도록 한다.

그러나, 반사 편광 필름(132)은 이물질에 의한 오염, 스크래치 등이 발생하기 쉽고 컬러가 시야각에 따라서 균일하지 않는 문제점이 있으며, 반사 편광 필름(132)의 하부에 위치한 프리즘 시트(133)에 의한 모아레 현상을 발생시킨다.

이를 방지하기 위하여 반사 편광 필름(132)의 상면에는 반사 편광 필름 보호 시트(131)가 형성 또는 설치된다.

반사 편광 필름 보호 시트(131)는 폴리 에틸렌 텔레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate; PET) 계열 물질을 연신 공정으로 제작한다.

이처럼 PET 계열 물질을 연신 공정으로 제작할 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 반사 편광 필름(132)과 이루는 광축의 각도에 따라 휘도 편차가 종래 기술에서 언급한 폴리 카보네이트 계열 물질을 압출 공정으로 제작할 때에 비하여 매우 크다.

이처럼 연신 공정으로 제작된 반사 편광 필름 보호 시트(131)는 광축에 따른 광의 투과도가 매우 크게 변경됨으로 반사 편광 필름(132)과 이루는 광축을 매우 정밀하게 설정해야만 한다.

이를 첨부된 도 4를 참조하여 설명하면, 반사 편광 필름 보호 시트(131)를 반사 편광 필름(132)과 하부 편광판(118) 사이에 위치시킨 상태에서 반사 편광 필름 보호 시트(131)를 조금씩 회전시킬 경우, 최소 휘도 및 최대 휘도가 반사 편광 필름 보호 시트(131)의 회전 각도에 따라서 주기적으로 반복됨을 알 수 있다.

이때, PET 계열 물질을 연신 공정에 의하여 제작한 반사 편광 필름 보호 시트(131)의 최대 휘도는 PC 계열 물질을 압출 공정에 의하여 제작한 반사 편광 필름 보호 시트(31, 도 1, 도 2 참조)의 휘도와 대등하다.

이와 같은 반사 편광 필름 보호 시트(131)의 특성은 반사 편광 필름 보호 시트(131)의 광축과 반사 편광 필름(132)의 광축에 따라서 최소 휘도를 갖는 광이 TFT 기판(116)으로 공급할 수 있음은 물론 최대 휘도를 갖는 광이 TFT 기판(116)으로 공급되도록 할 수 있음을 의미한다.

물론, 디스플레이 특성을 향상시키기 위해서는 최대 휘도를 갖는 광이 TFT 기판(116)을 향하도록 해야 한다.

이때, 최대 휘도를 발생시키는 광이 TFT 기판(116)을 향하도록 하기 위해서는 최대 휘도를 발생시키는 광축의 각도가 선택되어야만 한다.

이때, 최대 휘도를 발생시키는 광축의 각도는 일실시예로 반사 편광 필름 보호 시트(131)의 광축과 반사 편광 필름(132)의 광축이 일치하는 각도이다.

첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상부 편광판(112)의 광축이 기준선(112a)으로부터 45°틸트되었을 때, 하부 편광판(118)은 상부 편광판(112)과 90°틸트되어 기준선(118a)으로부터 135°만큼 틸트된다.

이와 같은 상태에서 하부 편광판(118)으로 광가 통과되도록 하기 위하여 반사 편광 필름(132)은 하부 편광판(118)과 동일하게 기준선(132a)으로부터 135°만큼 틸트된다.

이때, 반사 편광 필름(132)의 상면에 반사 편광 필름 보호 시트(131)가 안착된 상태에서 반사 편광 필름(132)과 반사 편광 필름 보호 시트(131)의 광축을 일치시켰을 때, 즉, 반사 편광 필름 보호 시트(131)의 광축이 기준선(131a)으로부터 135°로 셋팅 되었을 때 도 5의 그래프 중 A 지점에서와 같이 최대 휘도를 얻을 수 있다.

이때, 기준선(131a)으로부터 135°보다 커질수록 휘도는 감소되어 도 5의 그래프 중 B 지점에서 최소 휘도를 나타내고 이후 다시 C 지점에서 최대 휘도를 발생시키는 과정을 주기적으로 반복한다.

이때, 반사 편광 필름 보호 시트(131)로부터 출사되는 광의 휘도를 최대로 하기 위해서는 반사 편광 필름(132)의 광축과 반사 편광 필름 보호 시트(131)의 광축을 일치시키는 것이 바람직하다.

다른 실시예로는 허용되는 범위 내에서 반사 편광 필름 보호 시트(131)와 반사 편광 필름(132)의 광축을 상이하게 할 수 있는 바, 일실시예로 반사 편광 필름(132)의 광축으로부터 10°범위 내에서 조절할 수 있다.

이는 폴리 에틸렌 텔레프탈레이트 계열 물질을 연신 공정으로 제작한 반사 편광 필름 보호 시트(131)는 종래 사용되던 폴리 카보네이트 계열을 사용한 반사 편광 필름 보호 시트(31)와 동일한 휘도를 발생하면서 가격이 매우 저렴하며 열팽창 계수 또한 폴리 카보네이트 계열보다 작은 효과를 발생시킨다.

종래 폴리 카보네이트 계열 물질을 압출 공정을 제작한 반사 편광 필름 보호 시트(31)와 본 발명의 일실시예에 의한 폴리 에틸렌 텔레프탈레이트 계열 물질을 연신 공정으로 제작한 반사 편광 필름 보호 시트(131)를 <표 1>을 통하여 비교 분석하면 다음과 같다.

종래 반사 편광 필름 보호 시트	항목	본 발명에 의한 편광 필름 보호 시트
폴리 카보네이트 계열	재질	폴리 에틸렌 텔레프탈레이트
8×10-5	열팽창계수	2∼4×10-5
95%	최대 휘도	95%
90%	최저 휘도	50%
매우 고가	가격	저가

이때, <표 1>을 참조하면, 종래 폴리 카보네이트 계열 물질로 제작된 편광 필름 보호 시트는 열팽창 계수가 본 발명의 일실시예에 의한 편광 필름 보호 시트에 비하여 약 2 배에서 4 배 정도 커 움이 발생되어 디스플레이 성능 저하가 발생된다.

또한, 종래 폴리 카보네이트 계열 물질로 제작된 편광 필름 보호 시트와 본 발명의 일실시예에 의한 편광 필름 보호 시트의 최대 휘도는 95% 이상으로 대등하지만 최저 휘도는 종래 폴리 카보네이트 계열 물질로 제작된 편광 필름 보호 시트의 경우 90% 정도이지만, 본 발명의 일실시예에 의한 편광 필름 보호 시트의 최대 휘도는 50% 정도이다.

한편, 제작 코스트 측면에서 종래 폴리 카보네이트 계열 물질로 제작된 편광 필름 보호 시트는 매우 고가이지만 본 발명의 일실시예에 의한 편광 필름 보호 시트는 종래 폴리 카보네이트 계열 물질로 제작된 편광 필름 보호 시트에 비하여 저가 제작이 가능하다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 디스플레이 휘도를 향상시키기 위하여 사용되는 반사 편광 필름의 상면에 폴리 에틸렌 텔레프탈레이트 계열 물질을 연신 공정에 의하여 제작된 반사 편광 필름 보호 시트를 적용함으로써 폴리 카보네이트 계열 물질을 압출하여 사용하였을 때에 비하여 매우 낮은 코스트로 제작이 가능하며 열팽창 계수가 작아 쉬트 움 등을 방지함은 물론 시야각에 따른 컬러 변화 최소 등 다양한 효과를 갖는다.

이상 본 발명은 상기 실시예에 의해 설명하였지만, 본 발명은 이에 의해 제 한되는 것은 아니고, 당업자가 통상의 지식의 범위 내에서 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

Claims

ⅰ) 제 1 편광축을 통과하는 제 1 광, 제 2 편광축을 통과하는 제 2 광이 혼재된 광을 생성하는 단계;

ⅱ) 상기 제 1 광 및 상기 제 2 광의 광학적 특성을 변경시키는 단계;

ⅲ) 상기 제 2 광이 상기 제 1 편광축을 통과하도록 상기 제 2 광의 편광축을 변경하여 휘도를 향상시키는 단계;

ⅳ) 상기 제 1 편광축과 이루는 각도에 따라서 상기 제 1 광의 최대 휘도 및 최소 휘도가 주기적으로 반복되도록 하는 제 3 편광축의 각도를 상기 제 1 편광축에 대하여 조절하여 상기 제 1 광이 최대 휘도로 상기 제 3 편광축을 통과되도록 하는 단계; 및

ⅴ) 상기 제 3 편광축을 통과한 제 3 광을 액정에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치에서의 광 조명 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 3 편광축과 상기 제 1 편광축이 이루는 각도는 는 10°이내인 것을 특징으로 하는 액정표시장치에서의 광 조명 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 3 편광축과 상기 제 1 편광축은 일치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치에서의 광 조명 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 3 편광축은 폴리 에틸렌 텔레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate) 계열 물질을 연신 공정에 의하여 제작한 필름에 형성되는 특징으로 하는 액정표시장치에서의 광 조명 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 광 및 상기 제 2 광의 광학적 특성을 변경시키는 단계는 상기 광을 산란시켜 휘도를 향상시키는 단계 및 상기 산란된 광을 집광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치에서의 광 조명 방법.
제 1 편광축을 통과하는 제 1 광, 제 2 편광축을 통과하는 제 2 광이 혼재된 광을 생성하는 광원;

상기 제 1 광, 상기 제 2 광의 광학적 분포를 변경시키는 광학 분포 변경 수단;

상기 제 1 광이 통과하도록 상기 제 1 편광축이 형성되고, 상기 제 2 광은 상기 제 1 광으로 변경시켜 통과시키는 반사 편광 필름;

상기 제 1 편광축과 이루는 각도에 따라서 통과되는 상기 제 1 광의 최대 휘도 및 최소 휘도가 주기적으로 반복되며, 상기 제 1 광이 상기 최대 휘도로 통과되도록 상기 제 1 편광축에 대하여 조절된 각도를 갖는 제 3 편광축이 형성된 반사 편광 필름 보호 시트; 및

상기 반사 편광 필름 보호 시트를 통과한 제 3 광을 공급받아 화상을 디스플레이 하는 액정표시패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 6 항에 있어서, 상기 제 3 편광축과 상기 제 1 편광축은 일치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 6 항에 있어서, 상기 제 3 편광축의 상기 조절된 각도는 상기 제 1 편광축을 기준으로 10°이내인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 6 항에 있어서, 상기 반사 편광 필름 보호 시트는 연신 공정에 의하여 제작된 폴리 에틸렌 텔레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate) 계열 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 6 항에 있어서, 상기 액정표시패널은 매트릭스 형태로 배열된 제 1 전극이 형성된 TFT 기판, 상기 TFT 기판과 마주보며 제 2 전극이 전면적에 걸쳐 형성된 컬러필터 기판, 상기 TFT 기판 및 상기 컬러필터 기판의 사이에 형성된 액정, 상기 TFT 기판의 밑면에 상기 반사 편광 필름의 상기 제 1 편광축과 일치하도록 형성된 LCD 하부 편광판, 상기 컬러필터 기판의 상면에 상기 LCD 하부 편광판과 직교하는 LCD 상부 편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.