KR20030007217A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20030007217A KR1020020041708A KR20020041708A KR20030007217A KR 20030007217 A KR20030007217 A KR 20030007217A KR 1020020041708 A KR1020020041708 A KR 1020020041708A KR 20020041708 A KR20020041708 A KR 20020041708A KR 20030007217 A KR20030007217 A KR 20030007217A
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닛뽕덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

액정 표시 장치는 편광판과 반사 편광판이 확산접착제를 이용하여 액정 표시 패널의 후면에 상술된 순서로 접착되도록 구성된다. 전면의 액정 표시 장치로부터 편광판을 투과하는 광을 확산접착제에 의해 확산시켜 반사 편광관에 입사한다. 이 경우에, 편광판의 투과축과 반사 편광판의 투과축 사이의 기하학적 각도는 0 도를 제외한 0 도 내지 90 도의 범위로 설정된다.

Description

액정표시장치 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는, 태양광과 같이, 상당량의 반사광 및 산란광이 주변에 존재하는 밝은 환경하에서 표시되는 경우에,외부광의 이용 효율을 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
도 1a 는 종래의 액정표시장치의 단면도이다. 액정표시유닛 (101) 은 액정셀 (103), 이 액정셀 (103) 의 전면 (前面) 에 배치되는 편광판 (104), 그 액정셀 (103) 의 후면에 배치되는 편광판 (105), 및 이 편광판 (105) 의 후면에 배치되는 반사 편광판 (107) 으로 구성된다. 도 1b 에 나타낸 바와 같이, 반사 편광판 (107) 은, 자신의 투과축이 편광판 (105) 의 투과축과 거의 일치하도록 배치되어 있다.
액정셀 (103) 은, 밀봉제 (111) 에 의해 접착된 한 쌍의 투명기판 (108, 109) 중 하나 또는 둘 모두의 내부면에 투명전극이 제공되고, 그 투명기판 (108, 109) 과 밀봉제 (111) 에 의해 둘러싸인 영역으로 액정층 (110) 을 충전하도록 구성된다. 광 조사 유닛 (102) 은, 액정 표시 유닛 (101) 의 후면으로 광을 조사한다.
이러한 액정 표시 유닛 (101) 의 후면에 광 조사 유닛 (102) 이 제공되는 투과형 액정표시장치에 있어서, 태양광과 같이, 상당량의 반사광 및 산란광이 주변에 존재하는 밝은 환경하에서 표시되는 이미지들을 보는 경우에 가시성이 바람직하지 않게 저하된다. 이는, 외부광이 액정 표시 유닛의 표면으로부터 반사되어 그 휘도가 광 조사 유닛으로부터 출사되는 광의 휘도와 비교하여 무시할 수 없기 때문이다.
액정 표시 유닛의 표면에 의해 반사되는 외부광량을 감소시키기 위하여, 편광판 (104) 의 표면에 대하여 AR (anti-reflection) 처리 등을 수행하기도 하나,이런 작업은 반사되는 외부광량을 감소시키기에는 충분하지 않다. 따라서, 외부광을 액정 표시 장치의 내부로부터 반사시켜 광 조사 유닛으로부터 출사되는 광과 함께 표시기능에 이용하는 식으로 외부광을 효과적으로 이용하여 높은 휘도를 얻을 수 있다.
그러나, 상술한 종래의 예에서는, 액정 표시 유닛 (101) 의 전면으로 입사하는 외부광이 편광판 (104), 액정셀 (103), 및 편광판 (105) 을 투과하여 반사 편광판 (107) 에 도달한다. 이 경우, 반사 편광판 (107) 의 투과축의 방향과 편광판 (105) 의 투과축의 방향이 일치하므로, 외부광은 반사 편광판 (107) 을 투과하여 광 조사 유닛 (102) 으로 입사하고, 광 조사 유닛 (102) 의 표면에 의해 반사된다. 광 조사 유닛 (102) 의 표면으로부터의 외부광 반사를 향상시키기 위해 고 반사율을 갖는 시트를 광 조사 유닛 (102) 에 제공함으로써 외부광을 고효율적으로 이용하는 경우에는, 광 조사 유닛 (102) 로부터 출사되는 광이 감쇠된다. 또한, 광 조사 유닛 (102) 의 표면으로부터의 반사는 주로 정 (正) 반사이므로, 액정 표시 유닛에 수직하는 방향의 휘도를 향상시키기 어려웠다.
본 발명의 주 목적은, 태양광과 같이, 상당량의 반사광 및 산란광이 주위에 존재하는 밝은 환경하에서 표시되는 이미지들을 보는 경우에 가시성이 높게 되고 액정 표시 유닛에 수직인 방향의 휘도가 향상되며, 광 조사 유닛으로부터 출사되는 광의 감쇠를 억제하면서 외부광을 고효율적으로 사용할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 태양에 따른 액정 표시 장치는, 투명기판들 사이에 액정을 삽입하여 배치되는 2 장의 투명기판, 이 2 장의 투명기판 중 어느 하나의 투명기판에 배치되되 그 액정의 반대측에 배치되는 전면 편광판, 그 2 장의 투명기판 중 나머지 하나의 투명기판에 배치되되 그 액정의 반대측에 배치되는 후면 편광판, 이 후면 편광판에 배치되되 그 나머지 하나의 투명기판의 반대측에 배치되는 반사 편광판, 및 이 반사 편광판의 일측에 배치되되 그 나머지 하나의 투명기판의 반대측에 배치되는 광 조사 유닛을 구비하며, 여기서 후면 편광판 및 반사 편광판은, 후면 편광판의 투과축과 반사 편광판의 투과축 사이의 기하학적 각도가 0 도 보다 크고 90 도 이하로 설정되도록 배치된다.
본 발명의 제 1 태양의 액정 표시 장치에 따르면, 후면 편광판의 투과축과 반사 편광판의 투과축 사이의 각도는 0 도 보다 크고 90 도 이하로 설정된다. 따라서, 액정 표시 유닛으로 입사하는 외부광의 일부가, 반사 편광판에 의해 반사되어 광 조사 유닛으로부터 액정 표시 유닛의 후면으로 출사되는 광과 함께 이미지들을 표시하는데 기여함으로써, 표시될 이미지들의 휘도를 높게 할 수 있다.
본 발명의 제 2 태양에 따른 액정표시장치는, 투명기판들 사이에 액정을 삽입하여 배치되는 2 장의 투명기판, 이 2 장의 투명기판 중 어느 하나의 투명기판 상에 배치되되 그 액정의 반대측에 배치되는 전면 편광판, 그 2 장의 투명기판 중 나머지 하나의 투명기판 상에 배치되되 그 액정의 반대측에 배치되는 후면 편광판, 이 후면 편광판에 배치되되 그 나머지 하나의 투명기판의 반대측에 배치되는 반사 편광판, 및 이 반사 편광판의 일측에 배치되되 그 나머지 하나의 투명기판의 반대측에 배치되는 광 조사 유닛을 구비하며, 후면 편광판과 반사 편광판은, 투과하는 광을 확산시킬 수 있는 확산접착제로 상호 접착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 태양의 액정 표시 장치에 따르면, 후면 편광판과 반사 편광판이 확산접착제를 사용하여 상호 접착된다. 따라서, 액정 표시 유닛으로 입사하는 외부광이 정반사에 의해 상기 액정 표시 유닛으로부터 출사될 뿐만 아니라, 즉 외부광이 입사하는 방향과 대칭하는 방향으로 출사될 뿐만 아니라, 확산되어 출사됨으로써, 액정 표시 유닛에 수직인 방향으로 표시될 이미지들의 휘도를 높게 할 수 있다.
본 발명의 제 3 태양에 따른 액정표시장치는, 투명기판들 사이에 액정을 삽입하여 배치되는 2 장의 투명기판, 이 2 장의 투명기판 중 어느 하나의 투명기판에 배치되되 그 액정의 반대측에 배치되는 전면 편광판, 그 2 장의 투명기판 중 나머지 하나의 투명기판 상에 배치되되 그 액정의 반대측에 배치되는 후면 편광판, 이 후면 편광판에 배치되되 그 나머지 하나의 투명기판의 반대측에 배치되는 반사 편광판, 및 이 반사 편광판의 일측에 배치되되 그 나머지 하나의 투명기판의 반대측에 배치되는 광 조사 유닛을 구비하며, 후면 편광판의 투과축과 반사 편광판의 투과축 사이의 각도가 0 도 보다 크고 90 도 이하로 설정되고, 후면 편광판과 반사 편광판은 투과하는 광을 확산시킬 수 있는 확산접착제로 상호 접착되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 태양의 액정 표시 장치에 따르면, 액정 표시 장치로 입사하는 외부광이 정반사에 의해 그 액정 표시 유닛으로부터 출사될 뿐만 아니라, 즉 외부광이 입사하는 방향과 대칭하는 방향으로 출사될 뿐만 아니라, 확산접착제에 의해 확산되어 출사됨으로써, 액정 표시 유닛에 수직인 방향으로도 표시되는 이미지들의 휘도를 높게 할 수 있다. 또한, 액정 표시 유닛으로 입사하는 외부광이 확산접착제에 의해 확산되는 경우에, 반사 편광판으로 입사하는 외부광은 확산광이 된다. 또한, 후면 편광판의 투과축과 반사 편광판의 투과축 사이의 각도가 0 도 보다 크고 90 도 이하로 설정되므로, 액정 표시 유닛으로 입사하는 외부광의 일부는, 반사 편광판에 의해 반사되어 광 조사 유닛으로부터 액정 표시 유닛의 후면으로 출사되는 광과 함께 이미지들을 표시하는데 기여함으로써, 표시될 이미지들의 휘도를 높게할 수 있다.
도 1a 는 종래의 액정표시장치의 개략 단면도.
도 1b 는 일방의 편광판의 투과/반사축과 타방의 편광판의 투과/반사축 사이의 관계를 나타내는 개략도.
도 2a 는 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치의 개략 단면도.
도 2b 는 액정표시장치의 2 장의 편광판의 편광축들 사이의 관계를 나타내는 개략도.
도 2c 는 액정표시장치의 광 조사 유닛의 구조를 나타내는 개략 단면도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 액정 표시 유닛 2 : 광 조사 유닛
3 : 액정셀 4 , 5 : 편광판
6 : 확산접착제 7 : 반사편광판
도 2a, 2b, 및 2c 를 참조하여 본 발명의 실시예의 액정 표시 장치를 설명한다.
도 2a 는 본 발명의 액정 표시 장치를 기판에 수직하는 평면으로 절단하는 경우의 개략 단면도이다. 도 2b 는 액정 표시 장치의 광 조사유닛이 위치하는 측의 기판에 배치되는 2 장의 편광판의 편광축들 사이의 관계를 개략적으로 나타낸다. 도 2c 는 광 조사 유닛을 개략적으로 나타낸다. 액정 표시 장치는 액정 표시 유닛 (1) 과 광 조사 유닛 (2) 을 구비하고, 각각 다음과 같이 구성된다. 이하, 액정 표시 유닛 (1) 에 대하여 광조사 유닛 (2) 이 위치하는 측을 후면, 그리고 액정 표시 유닛 (1) 에 대한 후면의 반대측을 전면이라고 한다.
먼저, 도 2a 에 나타낸 바와 같이, 액정셀 (3) 의 전면 및 후면에 각각 편광판들 (4, 5) 을 배치한다. 편광판 (5) 의 후면에 반사 편광판 (7) 을 배치한다. 액정 디스플에 유닛 (1) 의 후면측에, 그 액정 표시 유닛 (1) 으로 광을 출사하는 광 조사 유닛 (2) 이 배치된다.
도 2b 에 나타낸 바와 같이, 편광판 (5) 의 투과축과 반사 편광판 (7) 의 투과축 사이의 기하학적 각도는 0 도를 제외한 0 도 내지 90 도의 범위로 설정된다. 또한, 투과하는 광을 확산시키는 확산접착제 (6) 를 이용하여 편광판 (5) 과 반사 편광판 (7) 을 상호 접착한다. 확산접착제를 사용하는 대신에 투과하는 광을 확산시키는 확산시트를 매개로하여 이러한 편광판들을 배치할 수 있다.
편광판 (5) 의 투과축과 반사 편광판 (7) 의 투과축이 서로 평행하지 않기 때문에, 액정 표시 유닛 (1) 의 전면으로부터 편광판 (4), 액정셀 (3), 및 편광판 (5) 의 순서로 반사 편광판 (7) 에 입사하는 외부광에는 반사 편광판 (7) 의 반사축에 따른 편광성분이 존재한다. 따라서, 외부광은 반사 편광판 (7) 으로부터 반사되어 액정 표시 유닛 (1) 의 전면으로 출사된다. 따라서, 외부광을 효과적으로 이용할 수 있다. 확산접착제 또는 확산 시트는 반사 편광판 (7) 으로부터 외부광을 확산시키고, 액정 표시 유닛 (1) 에 수직하는 방향으로 출사하는 광의 성분을 증가시키는 기능을 한다. 따라서, 새로운 부재들을 부가하지 않고 종래의 부재만을 이용하여 외부광을 효과적으로 이용할 수 있는 동시에 액정 표시 유닛에 수직하는 방향으로 표시되는 이미지들의 휘도를 증가시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은,
(1) 액정셀의 후면에 배치되는 편광판의 투과축과 편광판의 후면에 배치되는반사 편광판의 투과축 사이의 기하학적 각도를, 0 도를 제외한 0 도 내지 90 도의 범위로 설정하고,
(2) 액정셀의 후면에 배치되는 편광판과 편광판의 후면에 배치되는 반사 편광판을, 투과되는 광을 확산시키는 확산접착제를 이용하여 상호 접착시키거나 또는 투과되는 광을 확산시키는 확산 시트를 매개로 하여 배치하며, 그리고
(3) 액정셀의 후면에 배치되는 편광판의 투과축과 편광판의 후면에 배치되는 반사 편광판의 투과축 사이의 기하학적 각도를, 0 도를 제외한 0 도 내지 90 도의 범위로 설정하고, 편광판과 반사 편광판은 투과하는 광을 확산시키는 확산접착제를 이용하여 상호 접착되거나 또는 투과하는 광을 확산시키는 확산 시트를 매개로 하여 배치된다.
이하, 본 발명을 더 상세히 설명한다.
도 2a 에 나타낸 바와 같이, 액정 표시 유닛 (1) 은, 액정셀 (3), 그 액정셀 (3) 의 전면에 배치되는 편광판 (4), 액정셀 (3) 의 후면에 배치되는 편광판 (5), 및 확산접착제 (6) 에 의해 편광판 (5) 의 후면에 접착되는 반사 편광판 (7) 을 포함한다. 편광판 (4) 은 편광판의 표면에 입사하는 광을 감소시켜 반사시킬 수 있도록 처리되는 것이 바람직하며, 이러한 처리로는 AR (anti-reflection) 처리 등을 들 수 있다. 도 2b 에 나타낸 바와 같이, 반사 편광판 (7) 은 투과축과 반사축이 서로 거의 직교하고, 반사 편광판은 그 투과축에 따라 편광된 광을 투과시키고, 그 반사축에 따라 편광되는 광을 반사시키는 것을 특징으로 한다. 확산접착제 대신에 확산 시트에 의해 편광판 (5) 과 반사 편광판 (7) 을 상호 접착시킬 수도 있다.
통상, 확산접착제 또는 확산시트의 기하학적 크기는 헤이즈율 (hayes ratio) ((확산동안에 관련 재료를 통하여 투과되는 광량)/(그 관련 재료를 통하여 투과되는 전체 광량) ×100) 로 표시된다. 본 발명에 사용되는 확산접착제 또는 확산시트와 연관되는 헤이즈율은 0 % 를 제외한 0 % 내지 100 % 의 범위로 설정되는 것이 바람직하며, 20 % 내지 80 % 의 범위로 설정되는 것이 더 바람직하다. 그 이유는 다음과 같다. 즉, 헤이즈율이 높은 경우에, 광 조사 유닛 (2) 으로부터 출사되는 광이 확산되어 액정 표시 유닛 (1) 의 표면에서의 휘도를 감소시키고, 헤이즈율이 낮은 경우에, 반사 편광판 (7) 으로부터 반사되는 외부광을 확산시키는 효과가 저하하여, 액정 표시 장치가 액정 표시 유닛 (1) 에 수직하는 방향의 휘도를 증가시키는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
액정셀 (3) 은 밀봉제 (11) 에 의해 상호 접착되는 한 쌍의 투명 기판 (8, 9), 그 투명기판들 (8, 9) 중 하나의 내부 표면에 배치되는 투명 전극, 및 투명 기판들 (8, 9) 과 밀봉제 (11) 에 의해 둘러싸인 영역으로 충전되는 액정층 (10) 으로 구성된다. 액정셀은 TN (twisted nematic) 형, IPS (inplane switching) 형, VA (vertical align) 형 또는 OCB (optical compensated bend) 형을 사용하여 구현될 수도 있다.
도 2c 는 광 조사 유닛 (1) 의 일실시예를 나타낸다. 광 조사 유닛 (2) 은 LED (light emitting diode) (12), 도광판 (14), 도광판 (14) 상에 배치되는 집광성 시트 (13), 및 도광판 (14) 아래에 배치되는 반사시트 (14)를 구비하며, 액정표시 유닛 (1) 의 후면에 광을 출사하도록 구성되어 있다.
본 발명에 따르면, 도 2b 에 나타낸 바와 같이, 편광판 (5) 및 반사 편광판 (7) 은 이러한 편광판들의 투과축들 사이의 기하학적 각도가 0 도를 제외한 0 도 내지 90 도의 범위로 설정되도록 배치된다.
반사 편광판 (7) 의 투과축과 편광판 (5) 의 투과축 사이의 각도가 큰 경우에, 액정 표시 유닛 (1) 에 입사하는 외부광은 더 크게 반사 편광판 (7) 에 의해 반사되어, 액정 표시 장치는 고효율적으로 외부광을 이용할 수 있다. 이와 반대로 그 각도가 작은 경우에, 광 조사 유닛 (2) 으로부터 출사되는 광이 더 크게 편광판 (5) 에 의해 흡수되어, 액정 표시 장치는 저효율적으로 광 조사 유닛 (2) 으로부터 출사되는 광을 이용하게 된다. 따라서, 반사 편광판 (7) 의 투과축과 편광판 (5) 의 투과축 사이의 각도는 10 도 내지 40 도의 범위로 설정되는 것이 바람직하다.
액정 표시 유닛 (1) 에 입사하는 외부광은 다음과 같이 이동한다. 즉, 편광판 (4) 의 투과축에 수직하는 축에 따라 편광되는 광은 편광판 (4) 에 의해 흡수되고, 상기 편광판 (4) 의 투과축에 따라 편광되는 광은 편광판 (4) 을 투과하여 액정셀 (3) 로 입사한다. 그 액정셀에 입사하는 광은 투명 전극에 인가된 전압에 따라 변화하는 액정분자의 배향상태에 따라 편광되어, 편광판 (5) 으로 입사한다. 그 편광판 (5) 에 입사하는 광은 편광판 (5) 의 투과축에 수직하는 축을 따라 편광되는 광이 편광판 (5) 에 의해 흡수되고, 그 편광판 (5) 의 투과축에 따라 편광되는 광이 편광판 (5) 을 투과하여, 액정셀 (3) 로 입사하도록 이동한다.
이 실시예의 구성에 따르면, 반사 편광판 (7) 와 편광판 (5) 은 확산접착제 (6) 에 의해 상호 접착되므로, 편광판 (5) 을 투과하는 광은 확산접착제 (6) 에 의해 확산되어 반사 편광판 (7) 에 입사된다. 편광판 (5) 의 투과축과 반사 편광판 (7) 의 투과축 사이의 각도는 0 도를 제외한 0 도 내지 90 도의 범위로 설정되므로, 편광판 (5) 을 투과하는 광은, 2 개의 성분 즉, 편광판 (7) 의 투과축에 따라 편광되는 광과 편광판 (7) 의 반사축 (투과축에 수직함) 에 따라 편광되는 광을 포함하며, 전자는 편광판 (7) 을 투과하여 광 조사 유닛에 입사하고, 후자는 편광판 (7) 에 의해 반사되고 확산 접착제 (6) 에 의해 확산된 후 편광판 (5) 에 입사한다.
본 발명의 액정 표시 장치에 따르면, 액정 표시 유닛 (1) 에 입사하는 외부광의 일부는, 반사편광판에 의해 반사되어 광 조사 유닛으로부터 액정 표시 유닛의 후면으로 출사하는 광과 함께 이미지들을 표시하는데 기여함으로써, 표시될 이미지들의 휘도를 높게 한다. 또한, 확산접착제를 사용하면 액정 표시 유닛에 입사하는 외부광을 정반사방향에 따라 즉, 외부광이 입사하는 방향에 대칭하는 방향으로 출사할 뿐 아니라 확산되어 출사되기 때문에, 액정 표시 유닛에 수직인 방향으로 표시될 이미지들의 휘도를 높게 할 수 있다.

Claims (6)

  1. 투명기판들 사이에 액정을 삽입하여 배치되는 2 장의 투명기판;
    상기 2 장의 투명기판 중 어느 하나의 투명기판에 배치되되 상기 액정의 반대측에 배치되는 전면 편광판;
    상기 2 장의 투명기판 중 나머지 하나의 투명기판에 배치되되 상기 액정의 반대측에 배치되는 후면 편광판;
    상기 후면 편광판에 배치되되 상기 2 장의 투명기판 중 상기 나머지 하나의 투명기판의 반대측에 배치되는 반사 편광판; 및
    상기 반사 편광판의 일측에 배치되되 상기 2 장의 투명기판 중 상기 나머지 하나의 투명기판의 반대측에 배치되는 광 조사 유닛을 구비하며,
    상기 후면 편광판과 상기 반사 편광판은 상기 후면 편광판의 투과축과 상기 반사 편광판의 투과축 사이의 기하학적 각도가 0 도 보다 크고 90 도 이하가 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 후면 평관판과 상기 반사 편광판은 투과하는 광을 확산시키는 접착제에 의해 상호 접착되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 후면 편광판의 투과축과 상기 반사 편광판의 투과축 사이의 기하학적 각도가 10 도 내지 40 도의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는액정 표시 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 투과하는 광을 확산시키는 상기 접착제는, 0 < (확산동안에 상기 접착제를 투과하는 광량)/(상기 접착제를 투과하는 전체 광량) ×100100 으로 표시되는 식에 따라 상기 광을 이동시키는 기능을 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 투과하는 광을 확산시키는 상기 접착제는, 20(확산동안에 상기 접착제를 투과하는 광량)/(상기 접착제를 투과하는 전체 광량) ×10080 으로 표시되는 식에 따라 상기 광을 이동시키는 기능을 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광 조사 유닛은, 집광성 시트, 도광판, 및 반사 시트가 상기 반사 편광판으로부터 멀어지는 방향으로 순서대로 배치되도록 형성되고, 광을 상기 도광판으로 도입하여 상기 반사 편광판으로 광을 출사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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