KR20020073924A

KR20020073924A - 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20020073924A
Application number: KR1020010013875A
Authority: KR
Inventors: 황인선; 노부유끼 야마무라; 김상일
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2001-03-17
Filing date: 2001-03-17
Publication date: 2002-09-28
Also published as: US6738118B2; US20020140878A1; KR100765308B1; US20050024565A1; US7327413B2

Abstract

TN 모드에서 시야각에 따른 휘도를 변화시켜 계조 반전을 완화할 수 있는 액정 표시 장치용 광로 변경 장치 및 이를 구비하는 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 액정 표시 패널상에 제공되고, 광이 액정 표시패널을 통과하면서 형성된 화면의 시야각별 휘도를 변화시켜 계조 반전을 억제하기 위하여 상기 광의 일부는 부분적으로는 진행방향과 동일하게 투과시키고, 부분적으로는 진행방향을 변경하여 투과시킨다. 부분적으로 진행 방향이 변경된 광은 액정 패널의 시야각을 확보할 수 있게 하는 한편, 중심부에서의 광의 진행 방향과 동일하게 통과한 광과 함께 계조 반전 문제를 완화시킨다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 향상된 시야각을 가지면서, 계조 반전을 억제 또는 완화시킨 액정 표시 장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치는 액정의 특정한 분자배열에 전압을 인가하여 다른분자배열로 변환시키고, 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로, 액정셀에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이이다.

액정표시장치는 크게 TN(Twisted Nematic) 방식과 STN(Super-Twisted Nematic)방식으로 나뉘고, 구동방식의 차이로 스위칭 소자 및 TN액정을 이용한 액티브 매트릭스(Active matrix)표시방식과 STN 액정을 이용한 패시브 매트릭스(passive matrix)표시방식이 있다.

이 두 방식의 큰 차이점은 액티브 매트릭스 표시 방식은 TFT-LCD에 사용되며, 이것은 TFT를 스위치로 이용하여 LCD를 구동하는 방식이며, 패시브 매트릭스 표시방식은 트랜지스터를 사용하지 않기 때문에 이와 관련한 복잡한 회로를 필요로 하지 않는다. TFT를 이용한 LCD는 최근에 휴대용 컴퓨터의 보급에 따라 널리 사용되고 있다.

액정 표시 장치는 전기적인 신호를 인가 받아 광선의 투과 여부를 결정하는 액정이 구비된 액정 패널을 구비한다. 상기 액정 패널은 자체적으로 발광하지 못하는 수동 광소자이므로, 액정패널의 후면에 액정 표시 장치에 광을 제공하기 위한 백라이트 어셈블리를 부착시킨다. 또한, 액정 패널에는 화면을 표시하기 위하여 화면 데이터를 인가하기 위한 소오스부와 액정 패널의 박막 트랜지스터의 게이트 소자를 구동하기 위한 게이트 신호를 인가하는 게이트부가 부착되어 있다. 이들 소오스부 및 게이트부를 거쳐서 화상 신호가 상기 액정 패널의 트랜지스터에 인가됨으로써 액정 패널의 액정은 전기적인 신호를 받게되고, 이에 따라서 백라이트 어셈블리로부터의 광선을 조정하여 화면을 구성하게 된다.

도 1은 종래의 액정 표시 장치를 액정 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 액정 표시 장치의 액정 표시 모듈이 조립된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1 및 2를 참조하면, 액정 표시 장치(100)은 화상신호가 인가되어 화면을 나타내기 위한 액정 표시 모듈(200)과 액정 표시 모듈(200)을 수납하기 위한 전면 및 배면 케이스(300 및 400)로 구성되어 있다.

액정 표시 모듈(200)은 화면을 나타내는 액정 패널을 포함하는 디스플레이 유닛(210)을 포함한다.

디스플레이 유닛(210)은 액정 표시 패널(212), 통합 인쇄회로 기판(214), 데이터측 테이프 캐리어 패키지(216) 및 게이트측 연성 회로 기판(218)을 포함한다. 액정 표시 패널(212)은 박막 트랜지스터 기판(212a)과 컬러 필터 기판(212b) 및 액정(도시 안됨)을 포함한다.

박막 트랜지스터 기판(212a)은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 유리기판이다. 상기 박막 트랜지스터들의 소오스 단자에는 데이터 라인이 연결되며, 게이트 단자에는 게이트라인이 연결된다. 또한, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질인 인듐 틴 옥사이드(ITO)로 이루어진 화소전극이 형성된다.

데이터 라인 및 게이트 라인에 전기적 신호를 입력하면 각각의 박막 트랜지스터의 소오스 단자와 게이트 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 박막 트랜지스터는 턴-온 또는 턴-오프되어 드레인 단자로는 화소 형성에 필요한 전기적인 신호가 출력된다.

상기 박막 트랜지스터 기판(212a)에 대향하여 컬러 필터 기판(212b)이 구비되어 있다. 컬러 필터 기판(212b)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB화소가 박막공정에 의해 형성된 기판이다. 컬러 필터 기판(212b)의 전면에는 ITO로 이루어진 공통전극이 도포되어 있다.

상기 컬러 필터 기판(212b)의 상부에는 시야각을 개선하기 위한 보상 필름(213)과 편광판(215)가 구비되어 있다.

상술한 박막 트랜지스터 기판(212a)의 트랜지스터의 게이트 단자 및 소오스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴온되면, 화소 전극과 컬러필터 기판의 공통 전극사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 박막 트랜지스터 기판(212)과 컬러 필터 기판(214)사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화소를 얻게 된다.

상기 액정 표시 패널(212)의 액정의 배열각과 액정이 배열되는 시기를 제어하기 위하여 박막 트랜지스터의 게이트 라인과 데이터 라인에 구동신호 및 타이밍 신호를 인가한다. 도시한 바와 같이, 액정 표시 패널(212)의 소오스측에는 데이터 구동 신호의 인가 시기를 결정하는 데이터측의 테이프 캐리어 패키지(216)가 부착되어 있고, 게이트 측에는 게이트의 구동신호의 인가시기를 결정하기 위한 게이트측의 연성 회로 기판(218)이 부착되어 있다.

액정 표시 패널(212)의 외부로부터 영상신호를 입력받아 게이트 라인과 데이터 라인에 구동신호를 인가하기 위한 통합 인쇄 회로 기판(214)은 데이터 테이프캐리어 패키지(214)에 접속된다. 통합 인쇄 회로 기판(214)은 컴퓨터 등과 같은 외부의 정보 처리 장치(도시 안됨)로부터 발생한 영상 신호를 인가받아 액정 표시 장치를 구동하기 위한 신호인 게이트 구동 신호, 데이터 신호 및 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 타이밍 신호들을 발생시킨다.

상기 디스플레이 유닛(210)의 아래에는 상기 디스플레이 유닛(210)에 균일한 광을 제공하기 위한 백라이트 어셈블리(220)가 구비되어 있다. 백라이트 어셈블리(220)는 액정 표시 모듈(200)의 일 측에 구비되어 광을 발생시키기 위한 선형 램프(222)를 포함한다. 도광판(224)은 상기 디스플레이 유닛(210)의 액정 패널(212)에 대응하는 크기를 갖고 액정 패널(212)의 아래에 위치하여 램프(222)측은 보다 두껍고 램프(222)에 멀어질수록 보다 얇게 형성되어 램프(222)에서 발생된 광을 디스플레이 유닛(210)쪽으로 광을 안내하면서 광의 경로를 변경한다.

상기 도광판(224)의 위에는 도광판(224)으로부터 출사되어 액정 표시 패널(212)로 향하는 광의 휘도를 균일하게 하기 위한 복수개의 광학 시트들(226)이 구비되어 있다. 또한, 도광판(224)의 아래에는 도광판(224)으로부터 누설되는 광을 도광판(224)으로 반사시켜 광의 효율을 높이기 위한 반사판(228)이 구비되어 있다.

상기 디스플레이 유닛(210)과 백라이트 어셈블리(220)는 몰드 프레임(230)에 의해 고정 지지된다. 몰드 프레임(230)은 직육면체의 박스상을 갖고 상면은 개구되어 있다. 즉, 4개의 측벽과 바닥면으로 구성되고, 바닥면에는 상기 통합 인쇄회로 기판(214)을 몰드 프레임(230)의 외측면을 따라서 절곡시켜서 안착시키기 위한 개구부들이 형성되어 있다.

상기 디스플레이 유닛(210)의 통합 인쇄 회로 기판(214)과 게이트 테이프 캐리어 패키지(218)를 상기 몰드 프레임(230)의 외부로 절곡시키면서 상기 몰드 프레임(230)의 저면부에 고정하기 위하여 샤시(240)가 제공된다.

샤시(240)는 상기 몰드 프레임(230)과 같이 직육면체의 형상을 갖고 상면부는 액정 표시 패널(210)을 노출시키기 위해 개구되어 있고, 측벽부는 내측 수직방향으로 절곡되어 상기 액정 표시 패널(210)의 상면 주변부를 커버한다.

액정 표시 장치를 조립하기 위하여는, 상기 몰드 프레임(230)에 먼저 백라이트 어셈블리(220)를 안착시킨 후, 백라이트 어셈블리(220)상에 디스플레이 유닛(210)을 안착시킨다. 다음에, 데이터 테이프 캐리어 패키지(216)를 통하여 접속되어 있는 통합 인쇄 회로 기판(214)을 몰드 프레임(230)의 측벽 외측면을 따라서 절곡시켜서 몰드 프레임(230)의 바닥면에 형성된 개구부에 안착시킨다. 이어서, 샤시(240)를 상기 몰드 프레임(230)과 결합시켜서 디스플레이 유닛(210)과 백라이트 어셈블리(220)가 몰드 프레임(230)에 고정되도록 한다.

이 때, 상기 디스플레이 유닛(210)의 게이트측에 부착되어 있는 게이트측 연성 회로 기판(218)은 몰드 프레임(230)의 외측면을 감싸면서 몰드 프레임(230)의 저면에 고정된다. 게이트측 연성 회로 기판(218)이 몰드 프레임(230)으로부터 이탈되는 것을 방지하도록 몰드 프레임(230)에 고정하기 위하여는 접착 테이프를 이용하거나, 별도의 고정 부재를 사용하여 고정시킨다.

상술한 종래의 액정 표시 장치(100)에서는 시야각을 개선하기 위하여 디스코틱 층(Discotic layer)를 구비하는 보상 필름(213)을 구비한다. 그렇지만, 이와 같이 보상 필름(213)을 사용하는 경우에는 콘트라스트비 기준의 시야각을 개선할 수는 있지만, 전압이 증가하면 오히려 휘도가 줄어드는 계조 반전 현상(Gray Scale Inversion)을 개선하는 것은 어렵다. 그리고, 이중 도메인(two-domain) TN 모드의 경우에는 상술한 보상 필름을 사용하면, 보상되는 도메인과 보상되지 않은 도메인이 존재하여 계조 반전과 시야각 개선과는 트레이드 오프(trade-off)관계가 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 TN 모드에서의 문제를 해결하기 위하여 시야각에 따른 휘도를 변화시켜 계조 반전을 완화할 수 있는 액정 표시 장치용 광로 변경 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 광로 변경 장치를 구비하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 액정 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시한 액정 표시 장치의 액정 표시 모듈이 조립된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이다.

도 4는 도 3에 도시한 액정 표시 장치가 조립된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 5a 및 5b은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 부분 광 경로 변경 부재를 나타낸 단면도이다.

도 6a 및 6b은 본 발명의 제3 및 제4 실시예에 따른 부분 광 경로 변경 부재를 나타낸 단면도이다.

도 7a 및 7b은 본 발명의 제5 및 제6 실시예에 따른 부분 광 경로 변경 부재를 나타내는 단면도이다.

도 8a 및 8b는 본 발명의 제7 및 제8 실시예에 따른 부분 광 경로 변경 부재를 나타낸 단면도이다.

도 9는 도 3a에 도시한 박막 트랜지스터의 기판과 부분 광로 변경 부재간의평면적인 배열 관계를 나타내기 위한 평면도이다.

도 10a 내지 도 10c는 샘플 1를 사용하여 시야각에 따른 휘도 변화를 시뮬레이션한 그래프이다.

도 11a 내지 도 11c는 샘플 2를 사용하여 시야각에 따른 휘도 변화를 시뮬레이션한 그래프이다.

도 12a 내지 도 12c는 샘플 3을 사용하여 시야각에 따른 휘도 변화를 시뮬레이션한 그래프이다.

도 13a 내지 도 13c는 샘플 1를 사용하여 시야각에 따른 휘도 변화를 시뮬레이션한 그래프이다.

도 14a 내지 도 14c는 비교 샘플 1를 사용하여 시야각에 따른 휘도 변화를 시뮬레이션한 그래프이다.

도 15a 내지 도 15c는 비교 샘플 2를 사용하여 시야각에 따른 휘도 변화를 시뮬레이션한 그래프이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

표시 패널상에 제공되어 광이 표시패널을 통과하면서 형성된 화면의 시야각별 휘도를 변화시켜 계조 반전을 억제하기 위하여 상기 광의 일부는 부분적으로는 진행방향과 실질적으로 동일하게 투과시키고, 부분적으로는 진행방향을 변경하여 투과시키는 광경로 변경 장치를 제공한다.

본 발명의 목적은 투명 기재 필름과 상기 투명 기재 필름의 일 표면부에 형성된 다수의 경사 측면을 구비하는 단차부로 구성되어 상기 투명 기재 필름을 통과하는 광의 일부는 진행 방향과 실질적으로 동일하게 투과시키고, 일부는 진행 방향을 변경시켜 광의 시야각별 휘도를 변화시켜 계조 반전을 억제하는 표시장치용 필름 시트에 의해 달성될 수도 있다.

상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

화면을 형성하기 위한 표시 패널;

상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리; 및

상기 표시 패널상에 제공되어 상기 광이 표시패널을 통과하면서 형성된 화면의 시야각별 휘도를 변화시켜 계조 반전을 억제하기 위하여 상기 광의 일부는 부분적으로는 진행방향과 실질적으로 동일하게 투과시키고, 부분적으로는 진행방향을 변경하여 투과시키는 부분 광경로 변경 수단을 구비하는 표시 장치를 제공한다.

상술한 본 발명의 다른 목적은

제1 투명 기판, 상기 제1 투명 기판에 대향하여 구비된 제2 투명 기판 및 상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판사이에 주입된 액정으로 구성되고, 광을 받아 화면을 형성하기 위한 액정 표시 패널;

상기 제1 투명 기판을 통하여 상기 액정 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리; 및

상기 제2 투명 기판의 외측 표면상에 구비되어 상기 광이 상기 액정 표시 패널을 통과하면서 형성된 상기 화면의 시야각별 휘도를 변화시켜 계조 반전을 억제하기 위하여 상기 광의 일부는 부분적으로는 진행방향과 실질적으로 동일하게 투과시키고, 부분적으로는 진행방향을 변경하여 투과시키는 부분 광경로 변경 수단을구비하는 액정 표시 장치에 의해 달성될 수도 있다.

본 발명에 의하면, 액정을 통과한 광의 일부는 돌출부의 중심부에서는 광의 진행방향과 실질적으로 동일하게 통과시키고, 돌출부의 중심에서 주변부의 적어도 한쪽에서는 광의 진행방향을 변경시켜서 통과시킨다. 부분적으로 진행 방향이 변경된 광은 액정 패널의 시야각을 확보할 수 있게 하는 한편, 중심부에서의 광의 진행 방향과 동일하게 통과한 광과 함께 계조 반전 문제를 완화시킨다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시한 액정 표시 장치가 조립된 상태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 액정 표시 장치(600)는 화상신호가 인가되어 화면을 나타내기 위한 액정 표시 모듈(700)과 액정 표시 모듈(700)을 수납하기 위한 전면 케이스(800) 및 배면 케이스(900)로 구성되어 있다.

액정 표시 모듈(700)은 화면을 나타내는 액정 표시 패널을 포함하는 디스플레이 유닛(710)을 포함한다.

디스플레이 유닛(710)은 액정 표시 패널(712), 통합 인쇄회로 기판(714), 데이터측 테이프 캐리어 패키지(716) 및 COF방식에 의해 제조된 게이트측 연성 회로 기판(718)을 포함한다.

액정 표시 패널(712)은 박막 트랜지스터 기판(712a)과 컬러 필터 기판(712b) 및 액정(도시 안됨)을 포함한다.

박막 트랜지스터 기판(712a)은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 유리기판이다. 상기 박막 트랜지스터들의 소오스 단자에는 데이터 라인이 연결되며, 게이트 단자에는 게이트라인이 연결된다. 또한, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질인 인듐 틴 옥사이드(ITO)로 이루어진 화소전극이 형성된다.

상기 박막 트랜지스터 기판(712a)에 대향하여 컬러 필터 기판(712b)이 구비되어 있다. 컬러 필터 기판(712b)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB화소가 박막공정에 의해 형성된 기판이다. 컬러 필터 기판(712b)의 전면에는 ITO로 이루어진 공통전극이 도포되어 있다.

상술한 박막 트랜지스터 기판(712a)의 트랜지스터의 게이트 단자 및 소오스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴온되면, 화소 전극과 컬러필터 기판의 공통 전극사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 박막 트랜지스터 기판(712)과 컬러 필터 기판(714)사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화소를 얻게 된다.

상기 액정 표시 패널(712)의 액정의 배열각과 액정이 배열되는 시기를 제어하기 위하여 박막 트랜지스터의 게이트 라인과 데이터 라인에 구동신호 및 타이밍 신호를 인가한다. 도시한 바와 같이, 액정 표시 패널(712)의 소오스측에는 데이터구동 신호의 인가 시기를 결정하는 데이터 테이프 캐리어 패키지(716)가 부착되어 있고, 게이트 측에는 게이트의 구동신호의 인가시기를 결정하기 위한 COF방식으로 제조된 게이트측 연성 회로 기판(718)이 부착되어 있다.

액정 표시 패널(712)의 외부로부터 영상신호를 입력받아 게이트 라인과 데이터 라인에 구동신호를 인가하기 위한 통합 인쇄 회로 기판(714)은 액정 표시 패널(712)의 데이터 라인측의 데이터 테이프 캐리어 패키지(714)에 접속된다. 통합 인쇄 회로 기판(714)은 컴퓨터등과 같은 외부의 정보 처리 장치(도시 안됨)로부터 발생한 영상 신호를 인가받아 상기 액정 표시 패널(712)에 데이터 구동신호를 제공하기 위한 소오스부와 상기 액정 표시 패널(712)의 게이트 라인에 게이트 구동신호를 제공하기 위한 게이트부가 형성되어 있다. 즉, 통합 인쇄 회로 기판(714)은 액정 표시 장치를 구동하기 위한 신호인 게이트 구동 신호, 데이터 신호 및 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 타이밍 신호들을 발생시켜서, 게이트 구동신호는 게이트측 연성 회로 기판(718)을 통하여 액정 표시 패널(712)의 게이트 라인에 인가하고, 데이터 신호는 데이터 테이프 캐리 패키지(716)를 통하여 액정 표시 패널(712)의 데이터 라인에 인가한다.

상기 디스플레이 유닛(710)의 아래에는 상기 디스플레이 유닛(710)에 균일한 광을 제공하기 위한 백라이트 어셈블리(720)가 구비되어 있다. 백라이트 어셈블리(720)는 액정 표시 모듈(700)의 일 측에 구비되어 광을 발생시키기 위한 선형 램프(722)를 포함한다. 도광판(724)은 상기 디스플레이 유닛(710)의 액정 패널(712)에 대응하는 크기를 갖고 액정 패널(712)의 아래에 위치하여 램프(722)측은보다 두껍고 램프(722)에 멀어질수록 보다 얇게 형성되어 램프(722)에서 발생된 광을 디스플레이 유닛(710)쪽으로 광을 안내하면서 광의 경로를 변경한다.

상기 도광판(724)의 위에는 도광판(724)으로부터 출사되어 액정 표시 패널(712)로 향하는 광의 휘도를 균일하게 하기 위한 복수개의 광학 시트들(726)이 구비되어 있다. 또한, 도광판(724)의 아래에는 도광판(724)으로부터 누설되는 광을 도광판(724)으로 반사시켜 광의 효율을 높이기 위한 반사판(728)이 구비되어 있다.

상기 디스플레이 유닛(710)과 백라이트 어셈블리(720)는 몰드 프레임(730)에 의해 고정 지지된다. 몰드 프레임(730)은 직육면체의 박스상을 갖고 상면은 개구되어 있다. 즉, 4개의 측벽과 바닥면으로 구성되고, 바닥면에는 상기 통합 인쇄회로 기판(714)을 몰드 프레임(730)의 외측면을 따라서 절곡시켜서 안착시키기 위한 개구부들이 형성되어 있다.

상기 디스플레이 유닛(710)의 통합 인쇄 회로 기판(714)과 게이트 테이프 캐리어 패키지(718)를 상기 몰드 프레임(730)의 외부로 절곡시키면서 상기 몰드 프레임(730)의 저면부에 고정하기 위하여 샤시(740)가 제공된다.

샤시(740)는 상기 몰드 프레임(730)과 같이 직육면체의 형상을 갖고 상면부는 액정 표시 패널(710)을 노출시키기 위해 개구되어 있고, 측벽부는 내측 수직방향으로 절곡되어 상기 액정 표시 패널(710)의 상면 주변부를 커버한다.

액정 표시 장치를 조립하기 위하여는, 상기 몰드 프레임(730)에 먼저 백라이트 어셈블리(720)를 안착시킨 후, 백라이트 어셈블리(720)상에 디스플레이 유닛(710)을 안착시킨다. 다음에, 데이터 테이프 캐리어 패키지(716)를 통하여 접속되어 있는 통합 인쇄 회로 기판(714)을 몰드 프레임(730)의 측벽 외측면을 따라서 절곡시켜서 몰드 프레임(730)의 바닥면에 형성된 개구부에 안착시킨다. 이어서, 샤시(740)를 상기 몰드 프레임(730)과 결합시켜서 디스플레이 유닛(710)과 백라이트 어셈블리(720)가 몰드 프레임(730)에 고정되도록 한다.

이 때, 상기 디스플레이 유닛(710)의 게이트측에 부착되어 있는 게이트측 연성 회로 기판(718)은 몰드 프레임(730)의 외측면을 감싸면서 몰드 프레임(730)의 저면에 고정된다.

상술한 바와 같이, 상기 컬러 필터 기판(712b)의 상부에는 시야각을 개선하기 위한 보상 필름(713)과 편광판(715)이 구비되어 있다.

상기 편광판(715)상에는 부분 광경로 변경 부재(750)이 구비되어 있다. 도 5a는 도 3 및 4에 도시한 본 발명의 제1 실시예에 따른 부분 광 경로 변경 부재(750)를 보다 구체적으로 설명하기 위한 단면 확대도이다.

도 5a를 참조하면, 상기 액정 표시 패널(712)의 상부 기판인 컬러 필터 기판(712b)의 상부에 제공되는 부분 광경로 변경 부재(750)는 통과하는 광의 일부는 광의 진행 방향과 실질적으로 동일한 방향으로 통과시키고, 부분적으로는 광의 진행 방향을 변경시켜서 통과시킨다. 도시한 바와 같이, 부분 광 경로 변경 부재(750)은 투명한 기재 필름(752)과 상기 투명한 기재 필름(752)의 하부인 액정패널측의 표면에 형성된 다수의 돌출부(754)로 구성되어 있다.

상기 다수의 돌출부(754)는 스트라이프상을 갖고 연속적으로 형성되어 있다. 다수의 돌출부(754)의 각각은 수평부(756a), 제1 경사부(756b) 및 제2경사부(756c)로 구성된다. 상기 수평부(756a)는 액정 패널을 통과한 제1 광(L1)을 진행방향과 실질적으로 동일한 방향으로 통과(즉, 직진)시키는 스트라이프상의 제1 영역을 이룬다. 상기 수평부(756a)는 액정 패널을 통과한 제1 광(L1)이 실질적으로 동일한 방향으로 통과시키는 한, 약간의 경사를 갖고 형성될 수도 있다. 제1 경사부(756b)는 도면에서 상기 수평부(756a)의 좌측에 구비되어 있고, 액정 패널을 통과한 제2 광(L2)을 좌측으로 진행 방향을 변경시켜서 통과시키는 제2 영역을 구성한다. 제2 경사부(756c)는 도면에서 상기 수평부(756a)의 우측에 구비되어 있고, 액정 패널을 통과한 제3 광(L3)을 우측으로 진행 방향을 변경시켜서 통과시키는 제3 영역을 구성한다. 이와 같이, 제1 경사부(756b)와 제2 경사부(756c)는 액정 패널을 통과한 광의 경로를 변경함으로써 화면을 구성하는 빛이 균일하게 분산되어 시야각을 개선시킨다.

이들 제1 영역을 구성하는 수평부(756a), 제2 영역을 구성하는 제1 경사부(756b), 및 제3 영역을 구성하는 제2 경사부(756c)는 단일의 스트라이프상 광로 변경 영역(760a)을 구성하고, 광로 변경 영역(760)은 상기 부분 광 경로 변경 부재(750)에 연속하여 형성된다. 이 때, 상기 단일의 광경로 변경영역(760a, 760b...)의 폭은 단위 화소의 길이보다 작은 것이 바람직하다.

또한, 수평부(756a), 제1 경사부(756b), 및 제2 경사부(756c)는 상기 기재 필름(752)으로부터 액정 패널쪽으로 돌출되어 있고, 그 단면은 메사형을 갖는다. 하나의 광로 변경 영역(760a)의 제2 경사부(756c)와 인근하는 광로변경영역(760b)의 제1 경사부(756b)는 단면이 삼각 형상인 그루브(G)를 형성한다. 이들 그루브(G)는 광로 변경 영역(760)과 마찬가지로 스트라이프상으로 다수가 평행하게 형성되어 있다. 따라서, 그루브들(G)의 꼭지점들의 연결선(L1)과 상기 수평부(756a)간의 수직적인 거리는 상기 메사형 돌출부(754)의 높이(h)로 정의된다. 또한, 상기 연결선(L1)은 메사형 돌출부의 밑변의 연장선을 이룬다.

상기 제1 경사부(756b) 및 상기 제2 경사부(756c)은 가상적으로 액정 패널쪽으로 연장하여 만나는 지점은 프리즘의 꼭지점(P)을 형성하고, 상기 프리즘의 꼭지점에서 돌출부(754)의 밑변(즉, 프리즘의 밑변)까지의 길이를 프리즘의 높이(H)로 정의한다.

상기 메사형 돌출부(754)의 높이(h)가 프리즘의 높이(H)의 비가 0.05보다 작으면, 제1 및 제2 경사부(765b, 756c)에 의해 광의 경로 변경 효과가 미약하여 바람직하지 않고, 0.7보다 크면, 광의 직진 효과가 미약하여 바람직하지 않다. 따라서, 상기 메사형 돌출부(754)의 높이(h)가 프리즘의 높이(H)의 비는 약 0.05 내지 0.7인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 및 제2 경사부(756b, 756c)는 상기 꼭지점의 연결선(L1)과 일정한 각도로 접속된다. 제1 경사부(756b)와 연결선(L1)과 만나는 메사형 돌출부(754)의 내각을 A1이라 하고, 제2 경사부(756c)와 연결선(L1)과 만나는 메사형 돌출부(754)의 내각을 A2라로 정의한다. 각도 A1 및 A2가 10도보다 작으면, 제1 및 제2 경사부(756b, 756c)의 크기가 지나치게 커져서, 투과한 광의 광로를 변경시키는 부분이 지나치게 많아져서 바람직하지 않다. 또한, A1 및 A2이 80도보다 크면, 제1 및 제2 경사부(756b, 756c)의 크기가 지나치게 작아져서, 투과한 광의 광로를 변경시키는 부분이 지나치게 적어져서 시야각 변경에 따른 휘도의 개선 효과가 적어서 바람직하지 않다. 따라서, A1 및 A2의 크기는 10 도 내지 80도인 것이 바람직하다. 이 때, A1과 A2 는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.

상이한 경우에, A1+A2가 20도보다 작으면, 제1 및 제2 경사부(756b, 756c)의 크기가 지나치게 커져서, 투과한 광의 광로를 변경시키는 부분이 지나치게 많아져서 바람직하지 않다. 또한, A1+A2이 160도보다 크면, 제1 및 제2 경사부(756b, 756c)의 크기가 지나치게 작아져서, 투과한 광의 광로를 변경시키는 부분이 지나치게 적어져서 시야각 변경에 따른 휘도의 개선 효과가 적어서 바람직하지 않다. 따라서, A1+A2의 크기는 20 도 내지 160도인 것이 바람직하다.

상기 기재 필름(752)은 돌출부(754)는 동일한 재질을 사용하여 일체로 형성할 수 있다. 상기 기재 필름(752)과 돌출부(754)가 동일한 재질일 때, 이들을 구성하는 재질은 굴절률이 1.4 이상이고 투과율이 높은 고분자 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 고분자 재료로서는 아크릴계 수지를 들 수 있다.

도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 부분 광 경로 변경 부재(850)를 나타낸 단면도이다. 도 6에 도시한 부분 광 경로 변경 부재(850)는 도 5에 도시한 제1 실시예에 따른 부분 광경로 변경 부재(750)상에 상기 돌출부(754)를 커버하면서 상기 부분 광 경로 변경 부재(750)을 평탄화하기 위한 보호 필름(852)을 더 포함하는 것을 제외하고는 도 5에 도시한 부분 광 경로 변경 부재와 동일하다.

도 5b를 참조하면, 도시된 광 경로 변경 부재(850)는 상기 돌출부(754)를 포함하는 기재 필름(752)상에 편광판(715)와의 부착시의 안정성을 확보하기 위하여보호 필름(852)을 더 포함한다.

이때, 기재 필름(752)과 보호 필름(852)은 서로 다른 물질은 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 상기 기재 필름(752)과 보호 필름(852)이 서로 다른 물질인 경우에는, 기재 필름(752)을 구성하는 물질의 굴절률이 보호 필름(852)을 구성하는 물질의 굴절률보다 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 기재 필름(752)을 구성하는 물질의 굴절률은 1.5이상이고, 보호 필름(852)을 구성하는 물질의 굴절률은 1.35이하인 것을 사용한다. 기재 필름(752)을 구성하는 물질로서 굴절률이 1.5이상인 물질로서는 광 고분자(photopolymer)계의 재료를 사용할 수 있고, 보호 필름(852)을 구성하는 물질로서 굴절률이 1.35이하인 물질로서는 불 화물 고분자(fluoropolymer)를 들 수 있다. 이러한 광 고분자계의 재료로서는 PMMA와 같은 아크릴계 수지를 들 수 있고, 불화물 고분자 재료는 가용성 무정형 불소 수지(soluble amorphous fluoropolymer)불소 수지를 사용한다. 이 불소수지의 예로서는 Dupont 사의 Teflon AF(상품명)을 들 수 있다.

상기 보호 필름(852)은 상기 기재 필름(752)과 상기 편광판(715)사이에 위치하여 상기 기재 필름(752)을 상기 편광판(715)에 고정시키는 역할도 수행한다. 이와 같은 역할을 수행하기 위하여는 별도의 다른 부재를 사용하여 고정할 수 도 있지만, 상기 보호 필름(852)을 구성하는 물질로서 접착성을 갖는 것을 사용하면, 별도의 고정 부재를 사용하지 않고서도 상기 기재 필름(752)을 상기 평광판(715)에 부착시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 보호 필름(852)은 접착성을 갖는 물질을 사용하여 제작할 수 있다. 이러한 접착성을 갖는 물질은 예를 들면, 상술한 불화 아크릴계 수지에 접착제를 포함시켜 제조할 수 있다.

도 6a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 부분 광 경로 변경 부재(950)를 나타내는 단면도이다. 도 6a에 도시한 부분 광 경로 변경 부재는 도 5a에 도시한 광로 변경 영역(760a)과 인근하는 광로 변경 영역(760b)사이에 광의 진행 방향과 동일한 방향으로 진행시키기 위한 스트라이프상의 제4 영역(958)이 형성되어 있는 것을 제외하고는 제1 실시예에 따른 부분 광경로 부재(750)와 동일하다.

도 6a를 참조하여 구체적으로 설명하면, 본 실시예에 따른 부분 광경로 변경 부재(950)는 제1 실시예의 부분 광 경로 변경부재(750)와 마찬가지로 통과하는 광의 일부는 광의 진행 방향과 동일한 방향으로 통과시키고, 부분적으로는 광의 진행 방향을 변경시켜서 통과시킨다. 도시한 부분 광 경로 변경 부재(950)는 투명한 기재 필름(952)과 상기 투명한 기재 필름(952)의 하부인 액정패널측의 표면에 형성된 다수의 돌출부(954)로 구성되어 있다.

상기 다수의 돌출부(954)는 스트라이프상을 갖고 연속적으로 형성되어 있다. 다수의 돌출부(954)의 각각은 제1 수평부(956a), 제1 경사부(956b) 및 제2 경사부(956c)로 구성되고, 하나의 돌출부(954)와 인근한 다른 돌출부(954)사이에는 제1 수평부(956a)와 평행하게 상기 광을 진행 방향과 동일한 방향으로 진행시키는 스트라이프상의 제2 수평부(또는 저면부)가 형성되어 있다. 상기 제1 및 제2 수평부(956a, 958)는 액정 패널을 통과한 제1 광(L1)을 진행방향과 동일한 방향으로 통과(즉, 직진)시키는 스트라이프상의 제1 영역을 이룬다. 제1 경사부(956b)는 도면에서 상기 수평부(956a)의 좌측에 구비되어 있고, 액정 패널을 통과한 제2 광(L2)을 좌측으로 진행 방향을 변경시켜서 통과시키는 제2 영역을 구성한다. 제2 경사부(956c)는 도면에서 상기 수평부(956a)의 우측에 구비되어 있고, 액정 패널을 통과한 제3 광(L3)을 우측으로 진행 방향을 변경시켜서 통과시키는 제3 영역을 구성한다. 이와 같이, 제1 경사부(956b)와 제2 경사부(956c)는 액정 패널을 통과한 광의 경로를 변경함으로써 화면을 구성하는 빛이 균일하게 분산되어 시야각을 개선시킨다.

이들 제1 영역을 구성하는 제1 및 제2 수평부(956a, 958), 제2 영역을 구성하는 제1 경사부(956b), 및 제3 영역을 구성하는 제2 경사부(956c)는 단일의 스트라이프상 광로 변경 영역(960a)을 구성하고, 광로 변경 영역(960)은 상기 부분 광 경로 변경 부재(950)에 연속하여 형성된다. 이 때, 상기 단일의 광경로 변경영역(960a, 960b,..)의 폭은 단위 화소의 길이보다 작은 것이 바람직하다.

또한, 제1 수평부(956a), 제1 경사부(956b), 및 제2 경사부(956c)는 상기 기재 필름(952)으로부터 액정 패널쪽으로 돌출되어 있고, 그 단면은 메사형을 갖는다. 하나의 광로 변경 영역(960a)의 제2 경사부(956c), 인근하는 광로변경영역(960b)의 제1 경사부(956b) 및 제2 수평부(958)는 단면이 역 메사형인 그루브(G′)를 형성한다. 이들 그루브(G′)는 광로 변경 영역(960)과 마찬가지로 스트라이프상으로 다수가 평행하게 형성되어 있다. 따라서, 그루브들(G′)의 저면들이 상기 제2 수평부(958)를 구성한다.

이 때, 상기 제1 수평부(956a), 제1 경사부(956b), 제2 경사부(956c) 및 제2수평부(958)는 단위 광로 변경영역을 형성하며, 그 폭은 단위 화소의 길이보다 작게 형성하는 것이 바람직하다.

도 6b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 부분 광 경로 변경 부재(1050)를 나타내는 단면도이다. 도 6b에 도시한 부분 광 경로 변경 부재는 도 6a에 도시한 제3 실시예에 따른 부분 광경로 변경 부재(950)상에 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 돌출부(954)를 커버하면서 상기 부분 광 경로 변경 부재(950)를 평탄화하기 위한 보호 필름(1052)을 더 포함하는 것을 제외하고는 도 6a에 도시한 부분 광 경로 변경 부재와 동일하다.

도 7a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 부분 광 경로 변경 부재(1150)을 나타내는 단면도이다.

도 7a를 참조하면, 본 실시예에 따른 부분 광경로 변경 부재(1150)는 통과하는 광의 일부는 제1 영역(1156b)에서는 광의 진행 방향과 실질적으로 동일한 방향으로 통과시키고, 제2 영역(1156c)에서는 부분적으로는 광의 진행 방향을 변경시켜서 통과시킨다. 도시한 바와 같이, 부분 광 경로 변경 부재(1150)은 투명한 기재 필름(1152)과 상기 투명한 기재 필름(1152)의 하부인 액정패널측의 표면에 형성된 다수의 돌출부로 구성되어 있다.

상기 다수의 돌출부(1160)는 스트라이프상을 갖고 연속적으로 형성되어 있다. 다수의 돌출부(1160)의 각각은 비교적 긴 제1 경사부(1156b) 및 비교적 짧은 제2 경사부(1156c)로 구성된다. 상기 제1 경사부(1156b)는 액정 패널을 통과한 제1 광을 진행방향과 실질적으로 동일한 방향으로 통과시킨다. 제2 경사부(1156c)는액정 패널을 통과한 광을 우측으로 진행 방향을 변경시켜서 통과시키는 제2 영역을 구성한다. 이와 같이, 제1 경사부(1156b)와 제2 경사부(1156c)는 액정 패널을 통과한 광의 경로를 부분적으로 변경함으로써 화면을 구성하는 빛이 균일하게 분산되어 시야각을 개선시킨다.

이들 제1 영역을 구성하는 제1 경사부(1156b), 및 제2 영역을 구성하는 제2 경사부(1156c)는 단일의 스트라이프상 광로 변경 영역을 구성한다. 이 때, 실시예 1에서와 마찬가지로 상기 단일의 광경로 변경영역(1160a, 1160b...)의 폭은 단위 화소의 길이보다 작은 것이 바람직하다.

제1 경사부(1156b), 및 제2 경사부(1156c)는 상기 기재 필름(1152)으로부터 액정 패널쪽으로 돌출되어 있고, 그 단면은 비대칭 삼각형을 갖는다.

또한, 상기 제1 및 제2 경사부(1156b, 1156c)는 꼭지점의 연결선(L1′)과 일정한 각도로 접속된다. 제1 경사부(1156b)와 연결선(L1′)과 만나는 돌출부의 내각을 A1′이라 하고, 제2 경사부(1156c)와 연결선(L1′)과 만나는 돌출부의 내각을 A2′라로 정의한다. 각도 A1′ 및 A2′는 상술한 바와 같이, 10 도 내지 80도의 범위에서 결정된다.

도 7b는 본 발명의 제6 실시예에 따른 부분 광 경로 변경 부재(1250)을 나타내는 단면도이다. 본 실시예에 따른 부분 광경로 부재(1250)는 도 7a에 도시한 부분 광경로 변경 부재(1150)에 도 5b에서 설명한 바와 같은 부분 광 경로 변경 부재(1150)을 평탄화하기 위한 보호 필름(1252)을 더 포함하는 것을 제외하고는 도 5에 도시한 부분 광 경로 변경 부재와 동일하다.

도 8a는 본 발명의 제7 실시예에 따른 부분 광 경로 변경 부재(1350)을 나타내는 단면도이다. 본 실시예에 따른 부분 광경로 부재(1350)는 도 7a에 도시한 부분 광경로 변경 부재(1150)에서 도 6a에서 설명한 바와 같은 광경로 변경 영역(1380)에서 투명한 기재 필름(1380)상에 형성된 광 경로 변경 단위에 제1 경사부(1356b)와 제2 경사부(1356c)를 포함하고, 또한, 수평부(1358)을 더 포함하는 것을 도 7a에 도시한 부분 광 경로 변경 부재와 동일하다. 제1 경사부(1356b), 제2 경사부(1356c)와 수평부(1358)은 하나의 스트라이프상 광로 변경 영역(1360a, 1360b)을 구성한다.

도 8b는 본 발명의 제8 실시예에 따른 부분 광 경로 변경 부재(1450)을 나타내는 단면도이다. 본 실시예에 따른 부분 광경로 부재(1450)는 도 8a에 도시한 부분 광경로 변경 부재(1350)에 도 8a에서 설명한 바와 같은 부분 광 경로 변경 부재(1350)을 평탄화하기 위한 보호 필름(1452)을 더 포함하는 것을 제외하고는 도 8a에 도시한 부분 광 경로 변경 부재와 동일하다.

도 9는 도 3에 도시한 박막 트랜지스터의 기판(712a)과 부분 광로 변경 부재(750)간의 배열 관계를 나타내기 위한 평면도이다. 도 9에서 화살표 A는 TN 모드 액정 패널에서 액정 배향 방향을 나타내고, 화살표 B는 부분 광로 변경 부재(750)의 스트라이프상 광로 변경 영역(760a, 760b, ...)의 길이의 배열방향을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 부분 광로 변경 부재(750)는 길이 방향을 갖고 액정 패널상에 배열되고, 길이 방향은 수직 전계 수평 배향 패널의 평균 틸팅 방향에 수직하게 상기 칼라필터 기판(712b)상에 부착된다.

실시예 1의 부분 광로 변경 부재(750)에 대하여 설명하였지만, 액정 패널과 부분 광로 변경 부재와의 관계는 실시예 2 내지 4의 부분 광로 변경 부재에 대하여도 동일하게 적용되는 것이 바람직하다.

상기 편광판(715)과 부분 광경로 변경 부재(750)는 롤러를 이용한 직접적인 라미네이팅 방법에 의해 용이하게 부착시킬 수 있다. 특히, 상기 실시예 2 및 4에서 설명한 부분 광경로 변경 부재(850, 1050)는 보호 필름(852, 1052)이 접착성을 갖는 경우에, 라미네이팅 방법에 의해 상기 편광판(715)에 부착시키면서, 보호 필름(852, 1052)이 편광판(715)과 부분 광 경로 변경 부재(850, 1050)과를 밀착시키는 역할을 수행하게 된다.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 화면 형성 과정에 대하여 설명한다.

액정 표시 패널(712)의 외부로부터 영상신호를 입력받으면, 게이트 라인과 데이터 라인에 구동신호를 인가하기 위한 통합 인쇄 회로 기판(714)은 액정 표시 장치를 구동하기 위한 신호인 게이트 구동 신호, 데이터 신호 및 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 타이밍 신호들을 발생시킨다. 게이트 구동신호는 게이트측 연성 회로 기판(718)을 통하여 액정 표시 패널(712)의 게이트 라인에 인가되고, 데이터 신호는 데이터 테이프 캐리 패키지(716)를 통하여 액정 표시 패널(712)의 데이터 라인에 인가된다.

박막 트랜지스터 기판(712a)의 트랜지스터의 게이트 단자 및 소오스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴온되면, 화소 전극과 컬러필터 기판의 공통 전극사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 박막 트랜지스터 기판(712)과 컬러 필터 기판(714)사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경된다.

한편, 디스플레이 유닛(710)의 아래에는 구비되어 있는 백라이트 어셈블리(720)의 선형 램프(722)에서 발생된 광은 도광판(724)으로 진행한다. 도광판(724)은 램프(722)에서 발생된 광을 디스플레이 유닛(710)쪽으로 광을 안내하면서 광의 경로를 변경한다.

도광판(724)으로부터 출사된 광은 광의 휘도를 균일하게 하기 위한 복수개의 광학 시트들(726)에 의해 균일하게 되어 액정 표시 패널(712)로 향한다. 액정 표시 패널(712)에 입사된 광은 액정에 의해 광의 투과량이 조절되고, 칼라 필터 기판(712b)을 통과하여 원하는 화면을 형성하게 된다. 화면을 구성하는 광은 보상 필름(713)과 편광판(715)을 통과하고, 편광판(715)상에 존재하는 부분 광경로 변경 부재(750)를 통과하면서, 시야각의 개선과 계조 반전이 억제되면서 양호한 화면을 구성하게 된다.

시야각 변화에 따른 계조 반전의 시뮬레이션

상기 제1 실시예에 따른 부분 광경로 부재(750)를 준비하였다. 액정패널(712)에 사용된 액정의 위상차(△n*d)는 0.363이었고(식중, △n은 액정의 굴절률을 나타내고, d는 액정 셀의 갭을 나타낸다), 액정의 이방성(△ε)은 5.9이고, 전기장이 없는 상태의 액정의 배향각인 프리틸팅 각(Pretilt angle)은 5도이고, 배향막은 좌배향(left-handed)특성을 가졌다

사용된 부분 광경로 부재(750)의 재료의 굴절률은 1.49이었고, 화소 크기는 300㎛, 부분 광경로 부재(750)의 단위 광로 변경 영역의 폭(피치)은 30㎛이었다. 도 5의 각도 A1 및 A2와 h/H의 비를 변화시켜 가면서 계조 전압에 따른 휘도를 측정하였다. 계조 전압을 1.7V 내지 5.0V사이를 7개의 전압값(1.7V, 1.9V, 2.2V, 2.5V, 2.8V, 3.3V, 5.0V)을 정하여 인가하여 가면서 측정하였다.

편광판(215)내의 위상차 필름은 Re(=d*(Nx-Ny), 식중 d는 위상차 필름의 두께를 나타내고, Nx는 x축 방향의 굴절율이고, Ny는 y축 방향의 굴절률이다)가 0nm이었고, Rth(=d*(Nx-Nz), 식중, d는 위상차 필름의 두께를 나타내고, Nx는 x축 방향의 굴절률이고, Ny는 y축 방향의 굴절률이다)는 40nm이었다. 보상 필름(713)인 디코스틱 층은 굴절률(△n)은 0.05이었고, 두께는 2.0㎛이었고, 디스코틱액정의 광축의 극각은 z=0일 때와 z=d일 때는 각각 7.5도, 52.5도이었다.

샘플 1 내지 4의 돌출부의 내각은 h/H의 비는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다. 또한, 비교 샘플 1은 본 발명에 따른 부분 광경로 변경 부재를 포함하지 않은 것에 대하여 측정하였고, 비교 샘플 2는 h/H가 100%인 것을 사용하여 측정하였다.

	A1/ A2(각도)	h/H의 비(%)
샘플 1	45/45	30
샘플 2	30/30	30
샘플 3	45/30	30
샘플 4	45/45	60
비교 샘플 1	-	-
비교 샘플 2	45/45	100

도 10a 내지 도 10c는 샘플 1를 사용하여 시야각에 따른 휘도 변화를 시뮬레이션한 그래프이다. 도 11a 내지 도 11c는 샘플 2를 사용하여 시야각에 따른 휘도 변화를 시뮬레이션한 그래프이다. 도 12a 내지 도 12c는 샘플 3을 사용하여 시야각에 따른 휘도 변화를 시뮬레이션한 그래프이다. 도 13a 내지 도 13c는 샘플 1를 사용하여 시야각에 따른 휘도 변화를 시뮬레이션한 그래프이다. 도 14a 내지 도 14c는 비교 샘플 1를 사용하여 시야각에 따른 휘도를 시뮬레이션한 그래프이다. 도 15a 내지 도 15c는 비교 샘플 2를 사용하여 시야각에 따른 휘도 변화를 시뮬레이션한 그래프이다.

도 10a, 11a, 12a, 13a, 14a, 및 15a는 상하 방향으로 시야각의 변화에 따른 휘도를 나타내며, 도 10b, 11b, 12b, 13b, 14b, 및 15b는 각각 도 10a, 11a, 12a, 13a, 14a, 및 15a의 휘도 변화량을 확대한 도면이고, 도 10c, 11c, 12c, 13c, 14c, 및 15c는 좌우 방향으로 시야각의 변화에 따른 휘도를 나타낸다.

도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 본 발명에 따른 부분 광 경로 변경 부재가 없는 경우에는 좌우 방향은 시야각에 따른 휘도 변화가 인가되는 전압에 따라 증가되었으나, 상하 방향의 -40도 전후 부근에서는 계조 반전의 현상이 발생하였음을알 수 있다.

또한, 도 15a 내지 도 15c를 참조하면, 제1 수평부가 존재하지 않아서 부분적으로 직진하는 광을 본래의 진행 방향대로 진행시키지 않은 경우에는 중앙부에서의 상하 방향의 휘도가 떨어져서 정면 휘도가 떨어져서 바람직하지 않았다. 또한, 좌우 방향의 휘도도 좋지 않았다.

반면에 도 10a 내지 도 13c를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 부분 광경로 변경 부재를 갖는 경우에는 좌우 방향이나 상하 방향에서 양호한 휘도 변화를 나타내었다. 특히, 도 10b 내지 도 13b에서 보는 바와 같이, 계조 반전 현상은 크게 일어나지 않았다.

본 발명에 의하면, 액정을 투과한 광은 부분 광경로 부재를 통과하면서 부분적으로는 원래의 진행 방향과 동일한 방향으로 투과되고, 부분적으로는 굴절되면서 투과한다. 원래의 진행 방향과 동일한 방향으로 부분적으로 통과하기 때문에 정면 휘도도 양호한 한편, 부분적으로 굴절되어서 통과하기 때문에, 좌우 방향과 상하 방향의 휘도도 개선된다. 또한, 부분적으로 굴절되어 통과하는 광선에 의해, 전압이 증가할 때, 휘도가 감소되는 계조 반전의 현상이 억제되어 양호한 화질을 형성할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

화면을 형성하기 위한 표시 패널;

상기 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리; 및

상기 표시 패널상에 제공되어 상기 광이 표시패널을 통과하면서 형성된 화면의 시야각별 휘도를 변화시켜 계조 반전을 억제하기 위하여 상기 광의 일부는 부분적으로는 진행방향과 실질적으로 동일하게 투과시키고, 부분적으로는 진행방향을 변경하여 투과시키는 부분 광경로 변경 수단을 구비하는 표시 장치.
표시 패널상에 제공되어 광이 표시패널을 통과하면서 형성된 화면의 시야각별 휘도를 변화시켜 계조 반전을 억제하기 위하여 상기 광의 일부는 부분적으로는 진행방향과 실질적으로 동일하게 투과시키고, 부분적으로는 진행방향을 변경하여 투과시키는 광경로 변경 장치.
투명 기재 필름과 상기 투명 기재 필름의 일 표면부에 형성된 다수의 경사 측면을 구비하는 단차부로 구성되어 상기 투명 기재 필름을 통과하는 광의 일부는 진행 방향과 실질적으로 동일하게 투과시키고, 일부는 진행 방향을 변경시켜 시야각별 휘도를 변화시켜 계조 반전을 억제하기 위한 표시장치용 필름 시트.
제1 투명 기판, 상기 제1 투명 기판에 대향하여 구비된 제2 투명 기판 및 상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판사이에 주입된 액정으로 구성되고, 광을 받아 화면을 형성하기 위한 액정 표시 패널;

상기 제1 투명 기판을 통하여 상기 액정 표시 패널에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리; 및

상기 제2 투명 기판의 외측 표면상에 구비되어 상기 광이 상기 액정 표시 패널을 통과하면서 형성된 상기 화면의 콘트라스트 비를 향상하기 위하여 상기 광의 일부는 부분적으로는 진행방향과 실질적으로 동일하게 투과시키고, 부분적으로는 진행방향을 변경하여 투과시키는 부분 광경로 변경 수단을 구비하는 액정 표시 장치.
제4항에 있어서, 상기 부분 광경로 변경 수단은 상기 광을 진행 방향과 동일하게 진행시키는 스트라이프상의 제1 영역, 상기 제1 영역의 일측에 구비되어 있고, 상기 광의 일부를 상기 진행 방향을 제1 방향으로 변경시키기 위한 제2 영역, 상기 제1 영역의 타측에 구비되어 있고, 상기 광의 일부를 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 진행 방향을 변경시키기 위한 제3 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역은 하나의 스트라이프상의 광로 변경 영역을 형성하고, 상기 광로 변경 영역은 다수가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제6항에 있어서, 상기 광로 변경 영역의 폭은 단위 화소의 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제6항에 있어서, 상기 다수의 광로 변경 영역중 제1 광로 변경 영역과 상기 제1 광로 변경 영역에 인근하는 제2 광로 변경 영역사이에 상기 광을 진행 방향과 동일하게 진행시키는 스트라이프상의 제4 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제4항에 있어서, 상기 부분 광경로 변경 수단은 투명한 필름 기재와 상기 투명한 필름 기재의 일면에 형성되고, 상기 광을 진행 방향과 동일하게 진행시키는 스트라이프상의 제1 수평부, 상기 제1 영역의 일측에 구비되어 있고, 상기 광의 일부를 상기 진행 방향을 제1 방향으로 변경시키기 위한 제1 경사부, 상기 제1 영역의 타측에 구비되어 있고, 상기 광의 일부를 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 진행 방향을 변경시키기 위한 제2 경사부를 포함하는 스트라이프상 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제9항에 있어서, 상기 스트라이프상 돌출부는 다수개가 평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제10항에 있어서, 상기 다수의 스트라이프상 돌출부사이에 상기 제1 수평부와 평행하게 상기 광을 진행 방향과 동일하게 진행시키는 스트라이프상의 제2 수평부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제9항에 있어서, 상기 제1 경사부 및 제2 경사부는 상기 수평부와 함께 상기 기재 필름으로부터 메사형의 돌출부를 이루도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 메사형 돌출부의 밑변의 연장선과 상기 제1 경사부 및 제2 경사부가 이루는 내각은 10 내지 80도인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제12항에 있어서, 상기 제1 경사부 및 제2 경사부가 연장되어 만나는 지점에서 상기 메사형 밑변까지의 길이에 대하여 상기 돌출부의 높이는 0.05 내지 0.7인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제9항에 있어서, 상기 메사형 돌출부와 상기 투명한 필름 기재는 동일한 투명성 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제15항에 있어서, 상기 부분 광경로 변경 수단의 굴절률은 1.4 이상인 것을특징으로 하는 액정 표시 장치.
제9항에 있어서, 상기 부분 광경로 변경 수단은 상기 기재 필름상에 상기 돌출부를 커버하면서 상기 기재필름을 평탄화하기 위한 투명한 보호 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제17항에 있어서, 상기 기재 필름을 구성하는 제1 물질의 굴절률은 1.5 이상이고, 상기 보호 필름을 구성하는 제2 물질의 굴절률은 1.35이하인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제18항에 있어서, 상기 제1 물질은 포토 폴리머계의 재료이고, 상기 제2 물질은 플루오로 폴리머계의 물질인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제19항에 있어서, 상기 제2 물질은 접착성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제4항에 있어서, 상기 부분 광경로 변경 수단은 길이방향을 갖고 배열되고, 상기 길이 방향은 수직전계 수평 배향 패널의 액정 평균 틸팅 방향에 수직하게 상기 액정 패널의 제2 투명 기판상에 부착되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.