KR20040025120A - 액정표시장치 - Google Patents

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KR20040025120A
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light
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diffusion film
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KR1020020056952A
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오성훈
고병수
김제홍
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 고집광(古集光)백라이트와 액정패널의 내부에 확산필름을 포함하는 투과형 컬러액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 백라이트는, 무인쇄 방식 도광판을 이용하고 램프와 도광판 그리고 도광판과 액정패널 사이에 제 1 및 제 2 집광수단을 배치하여 백라이트의 집광도를 향상시키는 동시에, 상기 액정패널의 내부에 확산필름을 더욱 형성하여 광시야각을 구현할 수 있다.

Description

액정표시장치{Liquid Crystal Display Device}
본 발명은 액정 표시 장치용 고 집광용 배광장치(back light)를 포함하는 투과형 컬러액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었는데, 이 중 액정 표시 장치(liquid crystal display)가 해상도, 컬러표시, 화질 등에서 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.
현재에는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동행렬 액정표시장치(Active Matrix LCD : AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
상기 액정표시장치는 공통전극이 형성된 컬러필터 기판(상부기판)과 화소전극이 형성된 어레이기판(하부기판)과, 이 상부 및 하부기판 사이에 충진된 액정으로 이루어지는데, 이러한 액정표시장치에서는 공통전극과 화소전극이 상-하로 걸리는 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식으로, 투과율과 개구율 등의 특성이 우수하다.
상기 수직 전계에 의해 액정의 배향방향이 바뀌게 되고 이로 인해 광원에서 조사된 빛의 양을 조절하여 화상을 표시하게 된다.
이와 같이 액정은 스스로 발광하는 능력이 없기 때문에 별도의 광원을 더욱 구성하여야 하며, 이러한 광원의 집광도를 개선하는 것이 하나의 중요한 이슈가 되고 있다.
상기 광원은 액정패널의 뒷면에 구성되기 때문에 배광장치(back light : 이하 "백라이트"라 칭함)라고 하며, 이러한 백라이트는 그 표시방식에 따라 크게 직하방식과 에지(edge)방식으로 나뉘어 진다.
직하 방식은 백라이트에 구성되는 램프를 액정 표시 장치 밑면에 두어 기판 전면을 직접 조광하는 방식이며, 에지 방식은 상기 램프를 기판의 일 측면 또는 양 측면에 두어 도광판 및 반사판 등에 의해 광선을 반사하여 확산되도록 하는 방식이다.
상기 두 가지 방식 중 부피를 감소시킬 수 있는 에지 방식의 백라이트가 주로 사용되고 있다.
이하, 도 1을 참조하여, 에지 방식 백라이트에 대해 설명한다.
도 1은 일반적인 에지 방식 백라이트 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 에지 방식의 백라이트(10)는 도광판(16)을 중심으로 일 측에 램프(14)가 구성되고, 램프(14)를 감싸면서 램프에서 조사된 빛을 모두 도광판(16)으로 향하도록 하는 램프 하우징(12)이 구성된다.
이때, 상기 도광판(16)은 램프(14)에서 조사된 빛을 액정패널(미도시)의 전면으로 입사하도록 하기 위해 선형광원을 면 광원으로 바꿔주는 역할을 하는 것으로 도시하는 바와 같이 도광판(16)의 하부면에는 빛을 확산시켜 균일한 면광원을 만들기 위한 다수의 도트(18)가 구성되며, 이는 일반적으로 인쇄 방식으로 형성된다.
이러한 도광판(16)의 하부에는 빛이 새는 것을 방지하기 위한 목적으로 반사판(20)이 더욱 구성된다.
도광판(16)의 상부에는 시야각 확보를 위해 확산 필름(22)과 두 장의 프리즘 시트(24a,24b), 그리고 보호 필름(26)이 순차적으로 배치되어 있다.
여기서, 두 장의 프리즘 시트(24a,24b)는 도시하지는 않았지만 상부에 삼각형 모양의 선형 프리즘을 다수 개 가지고 있으며, 이러한 선형 프리즘이 서로 수직이 되도록 배치되어 있다.
도 2는 도 1의 백라이트를 포함하는 투과형 컬러 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도시한 바와 같이, 투과형 컬러 액정표시장치(30)는 액정패널(38)과 액정패널(38)에 연결된 회로부(I)와, 액정패널(38)의 하부에 구성된 백라이트(10)를 포함한다.
상기 액정패널(38)은 컬러필터 기판인 제 1 기판(40)과 박막트랜지스터 어레이기판인 제 2 기판(50)이 액정층(60)을 사이에 두고 실런트(62)에 의해 합착되어 구성된다.
상기 제 1 기판(40)은 다수의 화소(P)로 정의되며, 정의된 각 화소(P)의 주변에 대응하여 블랙 매트릭스(42)가 구성된다.
연속하여, 각 화소(P)에 대응하여 적색과 녹색과 청색을 표시하는 서브 컬러필터(46a,46b,46c)가 형성된다.
다음으로, 상기 블랙 매트릭스(42)와 서브 컬러필터(46a,46b,46c)가 구성된 기판(40)의 전면에 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지(resin)를 포함하는 투명한 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나로 평탄화층(47)과, 투명한 도전성 화합물을 증착하여 투명한 공통전극(48)이 형성된다.
상기 제 1 기판(40)과 마주보는 제 2 기판(50)의 일면에는 박막트랜지스터(T)와 이와 연결되고 서로 교차하여 화소(P)를 정의하는 데이터 배선(미도시)과 게이트 배선(미도시)과, 상기 박막트랜지스터와 연결된 투명 화소전극(52)이 상기 화소에 대응하여 구성된다.
합착된 제 1 기판(40)과 제 2 기판(50)의 일 측과 이와 평행하지 않는 타측에는 구동 IC(70)를 실장한 테이프 캐리어(72)가 구성된다.
상기 테이퍼 캐리(72)의 일측은 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(미도시)과 연결되도록 구성되고, 타측은 구동 IC(70)에 신호를 보내는 회로가 내장된 PCB(80)가 구성된다.
상기 제 1 기판(40)의 상부에는 제 1 선편광판(54)이 구성되고, 상기 제 2 기판(50)과 백라이트(10)사이에는 제 2 선편광판(56)이 구성된다.
상기 제 2 기판(50)의 하부에 구성된 백라이트(10)에서 조사된 빛은 액정패널(38)내부의 액정층(60)과 컬러필터(46a,46b,46c)를 통과하면서 화상을 표현하게 된다.
전술한 바와 같은 구성에서, 앞서 설명한 바와 같이 하부면에 도트 패턴(18)이 형성되어 있는 인쇄 방식 도광판(16)을 이용한 백라이트(10)의 경우에는 빛의 방향을 조절하기 어렵기 때문에 원하는 시야각을 확보하기 위해 선형 프리즘(미도시)이 수직을 이루도록 두 장의 프리즘 시트(도 1의 24a,24b)를 배치하여 사용해야한다. 그런데, 프리즘 시트의 수가 많아지면 전반사에 의해 광의 되먹임 현상이 발생하여 광손실이 많이 발생하게 된다.
또한, 상기 컬러필터가 일반적으로 사용되는 흡수형 컬러필터 일 경우에는 광 손실이 더욱 발생하게되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 상기 백라이트에 구성되는 도광판을 무인쇄 도광판으로 사용하는 동시에, 상기 램프와 도광판 사이에 집광수단을 더욱 구성하고, 상기 액정패널의 내부에 확산필름을 더욱 구성한다.
이와 같은 구성은 상기 백라이트에서의 집광 효율을 높이고, 상기 확산필름을 사용함으로서 액정패널 내부에서의 정면 휘도 개선과 광시야각 개선을 동시에 구현할 수 있다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치용 백라이트에 대한 단면도이고,
도 2는 도 1의 백라이트를 포함하는 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조공정을 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 컬러필터 기판의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 예에 따른 컬러필터 기판의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 7a 내지 도 7b는 TN 액정표시장치와, 확산필름을 포함하는 TN 액정표시장치의 광시야각 특성을 각각 나타낸 그래프이고,
도 8a 내지 도 8b는 TN 액정표시장치와 확산필름을 포함하는 TN 액정표시장치의 백라이트에 집광수단을 구성하였을 때 각각에 대한 광시야각 특성을 나타낸그래프이고,
도 9a 내지 도 9b는 TN 액정표시장치와, 확산필름을 포함하는 TN 액정표시장치의 휘도 특성을 각각 나타낸 그래프이고,
도 10a 내지 도 10b는 TN 액정표시장치와 확산필름을 포함하는 TN 액정표시장치의 백라이트에 집광수단을 구성하였을 때, 각각에 대한 휘도특성을 나타낸 그래프이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 액정표시장치 110 : 액정패널
120 : 제 1 기판 122 : 확산필름
124 : 오버코팅층 126 : 블랙 매트릭스
128a,128b,128c : 컬러필터층
130 : 평탄화층 132 : 공통전극
140 : 제 2 기판 142 : 화소 전극
170 : 백라이트 172 : 램프 하우징
174 : 램프 176 : 제 1 집광수단
178 : 도광판 180 : 제 2 집광수단
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는 다수의 화소가 정의된 제 1 기판 및 제 2 기판과; 상기 제 1 기판과 마주보는 제 2 기판의 일면에 구성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터와 연결되면서 상기 화소에 구성된 투명한 화소전극과; 상기 제 2 기판과 마주보는 제 1 기판의 일면에 구성된 확산 필름과; 상기 확산필름의 상부에 구성된 투명한 오버 코팅층과; 상기 화소의 주변에 대응하는 오버 코팅층 상부에 구성된 블랙매트릭스와; 상기 화소에 대응하여 오버 코팅층의 상부에 구성된 적,녹,청색의 서브 컬러필터와; 상기 서브 컬러필터가 구성된 제 2 기판의 전면에 구성된 투명한 공통전극과; 상기 제 1 기판의 타면에 구성된 제 1 선편광판과; 상기 제 2 기판의 타면에 구성된 제 2 선편광판과; 상기 제 2 선편광판과 근접하여 구성되는 백라이트에 있어서, 기판의 일 측 하부에 구성된 광원 램프와, 상기 광원 램프를 감싸며 일측에 개구부를 가지는 램프 하우징과, 상기 램프 하우징의 개구부에 일측이 삽입된 도광판과, 상기 램프 하우징과 도광판의 사이에 구성된 제 1 집광수단과, 상기 도광판과 제 2 선편광판 사이에 구성된 제 2 집광수단과, 상기 도광판의 하부에 구성된 반사판으로 구성된 백라이트를 포함한다.
상기 확산필름과 오버 코팅층은 컬러필터의 상부에 차례로 구성되거나, 상기 확산필름과 오버 코팅층은 상기 컬러필터와 블랙매트릭스 사이에 차례로 구성될 수 있다.
상기 확산필름과 오버 코팅층의 굴절률의 차이는 는 0.2 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 도광판의 하부 표면은 요철형상으로 식각된 다수의 산란패턴이 구성되며, 상기 제 1 집광 수단과 제 2 집광 수단은 하나 이상의 프리즘 시트로 구성된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 대해 상세히 설명한다.
-- 실시예 --
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 투과형 컬러 액정표시장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 투과형 컬러 액정표시장치(100)는 내부에 확산필름(122)을 포함하는 액정패널(110)과, 액정패널(110)의 하부에는 제 1, 제 2 집광수단(176,180)를 포함하는 백라이트(170)를 구성한다.
먼저, 액정패널(110)의 구성을 설명하면, 컬러필터 기판인 제 1 기판(120)과 박막트랜지스터 어레이기판인 제 2 기판(140)을 액정층(150)을 사이에 두고 합착하여 구성한다. 상기 액정층(190)은 트위스티드 네마틱 액정(TN LC)이다.
상기 제 1 기판(120)에는 확산필름(diffusion film)(122)과 오버코팅층(over coating layer)(124)과, 블랙매트릭스(Black Matrix:BM)(126)와 서브 컬러필터(128a,128b,128c)와, 서브 컬러필터(128a,128b,128c)의 상부에는 평탄화막(130)과, 평탄화막(130)의 상부에는 투명한 공통전극(132)을 차례로 구성한다.
전술한 구성에서, 상기 확산필름(122)과 오버 코팅층(124)사이의 굴절률 차이(Δn)는 0.2 이상의 값을 가지도록 한다.
상기 제 1 기판(120)과 마주보는 제 2 기판(140)의 일면에는 박막트랜지스터(T)와 이와 연결되고 서로 교차하여 화소를 정의하는 데이터 배선(미도시)과 게이트 배선(미도시)을 구성하고, 상기 박막트랜지스터(T)와 연결된 투명 화소전극(142)을 상기 화소(P)마다 독립적으로 구성한다.
상기 제 1 기판(120)과 제 2 기판(140)의 바깥면에는 편광축이 서로 수직하게 되도록 제 1 선편광판(146)과 제 2 선편광판(148)을 각각 구성한다.
상기 제 2 선편광판(148)의 하부에 구성된 백라이트는 램프(174)와 램프를 감싸는 램프 하우징(172)을 도광판(178)의 일 측면에 배치하고, 도광판(178)의 하부에는 반사판(182)을 구성한다.
이때, 도광판(178)의 하부 면은 요철형상으로 식각된 다수의 산란 패턴이 구성되며, 단면적으로 비스듬하게 형성되어 램프 하우징(172)과 인접한 곳에서 멀어질수록 얇은 두께를 가질 수도 있고, 또는 균일한 두께를 가질 수도 있다.
상기, 도광판(178)의 하부 면에 형성되어 있는 산란 패턴은 식각과 같은 방법에 의해 형성되며, 빛을 액정패널(110) 방향으로 굴절시키는 역할을 한다.
상기 반사판(182)은 도광판(178)의 하부로 방출되는 빛을 액정패널(110)방향으로 반사시켜 빛이 누출되지 않도록 하는 역할을 한다.
전술한 구성에서, 상기 램프 하우징(172)과 도광판(178)의 사이에는 제 1 집광수단(176)을 형성하고, 상기 도광판(178)의 상부에는 제 2 집광수단(180)을 구성한다.
상기 제 1 집광수단(176)은 새롭게 추가되는 구성으로, 램프(174)로부터 나오는 빛을 일차적으로 집광하여 도광판(178)으로 보내고, 상기 제 2 집광수단(180)은 도광판(178)으로부터 반사된 빛을 상부로 집광하는 기능을 한다.
제 1 및 제 2 집광수단(176,180)은 선형 프리즘을 가지는 프리즘 시트로 구성하는데, 상기 제 1 집광수단(176)는 다수개의 프리즘 시트로 구성될 수 있다,
전술한 바와 같이 구성된 백라이트의 제 2 집광수단(180)을 통과하는 빛의 반치전각(FWHM :Full Width at Half Maximum)은 약 40도 이내가 되며, 휘도는 일반적인 백라이트에 비해 두 배인 3000cd/㎠정도를 얻을 수 있다.
상기 언급된 확산 필름(122)은 홀로그램 방법을 이용하여 형성된 패턴을 주물 제작한 후에 이를 기판 위에 도포된 유기물질에 전사하여 홀로그램패턴을 유기물질에 형성한다. 이후, 상기 홀로그램패턴에 오버코팅층(124)을 형성한다.
이러한 홀로그램 확산 필름은 상기 홀로그램의 간섭패턴에 의해 입사된 빛을 이와 비대칭적인 방향으로 굴절시키는 특성을 가진다.
즉, 상기 홀로그램 확산판(122)을 상기 집광형 백라이트를 광원으로 하는 투과형 액정표시장치에 도입하면, 수직광이 액정패널(110)의 외부로 출사되기 전에 이를 좀 더 경사진 각도로 확산시키는 기능을 한다.
따라서, 상기 고 집광용 백라이트를 통해 조사된 빛은 상기 액정층(150)과 컬러필터층(128a,128b,128c)과 확산필름(122)을 통해 액정패널(110)의 외부로 출사하게 되며, 이때 확산필름(110)은 컬러필터층(128a,128b,128c)을 통과한 빛을 액정패널(110)의 전면에 골고루 확산시킨다.
따라서, 본원 발명은 상기 집광체를 포함한 고 집광용 백라이트와 액정패널의 내부에 확산판을 구성함으로서, 액정패널의 전면에 대해 고휘도와 광 시야각을 구현할 수 있다.
이하, 도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 본 발명에 따른 투과형 컬러 액정표시장치용 컬러필터 기판의 공정순서를 설명한다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 컬러액정표시장치용 컬러필터 기판의 제조공정을 공정 순서에 따라 도시한 공정 단면도이다.
먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 다수의 화소(P)가 정의된 기판(120)의 전면에 유기물질을 도포하여 확산필름(122)을 형성하는데, 이는홀로그램 방법을 이용하여 형성된 패턴을 주물 제작한 후에 이를 기판 위에 도포된 유기물질에 전사하여 홀로그램 패턴을 유기물질에 전사하여 형성하는 것이다.
연속하여, 상기 확산필름(122)의 상부에 투명한 유기물질을 도포 또는 코팅하여 오버 코팅층(124)을 형성한다.
이때, 상기 오버 코팅층(124)의 굴절률이 상기 확산필름의 굴절률보다 더 큰 것을 특징으로 하며, 이러한 두 층의 굴절률 차 Δn은 바람직하게는 0.2 이상이 되도록 한다.
다음으로 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 오버 코팅층(124)을 형성한 기판(120)의 전면 중 상기 각 화소(P)의 주변에 대응하여 블랙매트릭스(126)를 형성한다. 블랙매트릭스는 불투명한 고분자 물질 또는 크롬(Cr)/크롬옥사이드(CrOX)의 이중층으로 형성할 수 있다.
연속하여, 상기 블랙매트릭스(126)가 형성되지 않은 화소(P)에 대응하여 각각 적색(R)과 녹색(G)과 청색(B)을 표시하는 서브 컬러필터(128a,128b,128c)를 순서대로 형성한다.
다음으로, 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 블랙매트릭스(126)와 서브 컬러필터(128a,128b,128c)를 형성한 기판(120)의 전면에 투명한 절연물질을 증착하여 평탄화막(130)을 형성한 후, 상기 평탄화막(130)의 상부에 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함한 투명 도전성 금속물질 그룹 중 선택된 하나를 증착하고 패턴하여 공통전극(132)을 형성한다.
전술한 바와 같은 공정을 통해 본 발명에 따른 투과형 컬러 액정표시장치용 컬러필터 기판을 제작할 수 있다.
전술한 바와 같이 제작된 컬러필터의 구성 중 상기 확산 필름과 오버 코팅층의 위치는 다양하게 변형 될 수 있다.
이하, 도 5와 도 6을 참조하여 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 기판(200)상에 블랙매트릭스(202)와 서브 컬러필터(204a,204b,204c)를 먼저 형성한 후, 블랙매트릭스(202)와 서브 컬러필터(204a,204b,204c)가 형성된 기판(200)의 전면에 확산필름(208)과 오버 코팅층(210)과 투명 공통전극(212)을 차례로 형성한다.
이와는 또 다른 변형예로서 도 6에 도시한 바와 같이, 다수의 화소(P)가 정의된 기판 상에 먼저 블랙매트릭스(302)를 형성한다.
상기 블랙매트릭스(302)는 각 화소(P)의 경계에 대응한 위치에 형성한다.
블랙매트릭스(302)가 형성된 기판(300)의 전면에 확산필름(306)을 형성한다.
연속하여, 상기 확산 필름(304)상부에 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴( acryl)계 수지(resin)를 포함하는 투명한 절연물질 그룹 중 선택된 하나를 도포 또는 코팅하여 오버 코팅층(307)을 형성한다.
연속하여, 상기 오버코팅층(307)상부의 각 화소(P)에 대응하여 적색(R)과 녹색(G)과 청색(B)을 표시하는 서브 컬러필터(308a,308b,308c)와 인듐-틴-옥사이드(ITO)와 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 포함하는 투명 도전성 화합물 그룹 중 선택된 하나로 투명 공통전극(310)을 형성한다.
전술한 바와 같이 다양한 공정을 통해 본 발명에 따른 투과형 컬러액정표시장치용 컬러필터 기판을 제작할 수 있다.
전술한 바와 같은 컬러필터 기판과 고 집광용 백라이트를 포함한 본 발명에 따른 액정표시장치의 광학적 성능 향상 정도를 아래와 같은 광시야각 특성과 휘도특성을 통해 알아보았다.
실험 조건은 아래와 같다.
첫째, 일반적인 백라이트를 포함하는 TN모드 액정표시장치와, 일반적인 백라이트를 포함하나 액정패널의 내부에 확산 필름을 더욱 포함하는 TN 모드 액정표시장치를 비교.
둘째, 고집광용 백라이트를 포함하는 TN모드 액정표시장치와 고집광용 백라이트를 포함하는 동시에 액정패널의 내부에 확산필름을 더욱 포함하는 TN모드 액정표시장치를 비교.
이하, 도 7a와 도 7b는 앞서 설명한 첫째 조건으로 액정표시장치들을 제작하여 각각에 대한 광시야각 특성을 나타내는 그래프이다.
그래프에 나타난 바와 같이, 기존 TN 액정표시장치(7a)와 비교하여 비해 확산필름을 포함하는 TN 액정표시장치(7b)의 시야각 특성을 보면, 10:1의 컨트라스트비를 가지는 곡선이 상/하/좌/우에 넓게 분포하여 시야각 특성이 개선되었음을 알 수 있다.
이하, 도 8a와 도 8b는 앞서 설명한 둘째 조건으로 액정표시장치들을 제작하여 각각에 대한 광시야각 특성을 나타내는 그래프이다.
도시한 바와 같이, 백라이트에 집광용 프리즘 시트를 더욱 포함한 TN액정표시장치(8a)에 비해, 백라이트에 집광용 프리즘 시트와 액정패널의 내부에 확산필름을 더욱 포함하는 TN 액정표시장치(8b)의 경우가 10:1의 컨트라스트 특성을 나타내는 시야각의 범위가 더 크고 집광효율이 큼을 알 수 있다.
특히, 상/하 시야각 특성이 개선되었음을 알 수 있다.
이하, 도 9a 내지 도 9b는 상기 첫째 조건으로 액정표시장치를 제작하였을 경우, 블랙모드와 화이트 모드에 대한 휘도특성을 도시한 그래프이다.
즉, 앞서 설명한 광시야각 특성 그래프에서 방위각(azimuthal angle) 0도, 40도, 90도, 130도 되는 방향에서의 시야각(polar angle)에 따른 노멀이 화이트(NW)와 노멀리 블랙(NB)의 상태 일때의 휘도특성을 각각 나타낸 그래프이다. (X축은 시야각, Y축은 빛의 세기)
도시한 바와 같이, 일반적인 TN 액정표시장치(9a)에 비해 액정패널의 내부에 확산필름을 가진 TN 액정표시장치(9b)는노멀리 화이트(W) 모드시 방위각이 0도방향((w)0 o )의시야각 범위인 -40o~ 40o내에서 전반적으로 일정한 휘도 특성을 보임을 알 수 있다.
또한, 노멀리 블랙모드(B)시 각 시야각에 따른 휘도특성이 감소하였음을 알 수 있다. 노멀리 블랙상태에서의 휘도가 감소하였으므로 컨트라스트 비(contrast ratio)는 더 증가하는 결과가 된다.
이하, 도 10a와 도 10b는 백라이트 즉, 램프와 도광판 사이에 프리즘시트를 구성하였을 경우, 블랙모드와 화이트 모드에 대한 휘도특성을 도시한 그래프이다.
도시한 바와 같이, 종래의 TN액정표시장치(10a)와 확산시트를 포함한 액정표시장치(10b)의 백라이트에 각각 집광수단(프리즘 시트)을 더욱 추가하게 되면, 종래의 TN 액정표시장치와는 달리 확산필름을 포함한 TN 액정표시장치의 경우, 시야각 -40~40도의 범위에서 앞서 선택한 임의의 방위각 방향(0도,40도,90도,130)에서의 빛의 세기가 모두 일정함을 알 수 있고, 또한 블랙레벨에서의 휘도의 변화가 모든 각도에서 줄어들고 있음을 알 수 있다.
결과적으로, 노멀리 화이트와 노멀이 블랙의 비로서 나타내어지는 컨트라스트비가 임으로 선택된 시야각에서 모두 개선되었음을 알 수 있다.
이와 같은 이유는, 고 집광용 백라이트에서 조사된 빛이 수직방향으로 진행하기 때문에 액정패널을 지나면서 그 경로가 변형되는 광의 양이 많지 않다. 따라서, 집광 효율이 높으면 빛의 편광도가 보존되는 비율이 높이지게 되므로 빛의 편광도가 원래의 설계대로 진행된다.
결과적으로, 블랙레벨의 상승의 줄어들게 되어 노멀리 화이트와 노멀리 블랙의 비로서 나타내어지는 컨트라스트 비가 향상되는 것이다.
따라서, 액정표시장치에 고 집광용 백라이트와 더불어 액정패널의 내부에 확산판을 구성하게 되면, 액정패널은 광 시야각과 고 컨트라스트를 동시에 구현할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 액정표시장치는 집광수단을 포함하는 고 집광용 백라이트와, 액정패널의 내부에 확산 필름을 구성하였기 때문에 광시야각과 동시에 고휘도 및 고 컨트라스트를 구현할 수 있다.

Claims (9)

  1. 다수의 화소가 정의된 제 1 기판 및 제 2 기판과;
    상기 제 1 기판과 마주보는 제 2 기판의 일면에 구성된 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터와 연결되면서 상기 화소에 구성된 투명한 화소전극과;
    상기 제 2 기판과 마주보는 제 1 기판의 일면에 구성된 홀로그램 확산 필름과;
    상기 홀로그램 확산필름의 상부에 구성된 투명한 오버 코팅층과;
    상기 오버코팅층이 구성된 제 2 기판의 전면에 구성된 투명한 공통전극과;
    상기 제 1 기판의 타면에 구성된 제 1 선편광판과;
    상기 제 2 기판의 타면에 구성된 제 2 선편광판과;
    상기 제 2 선편광판과 근접하여 구성되는 집광형 백라이트
    를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버 코팅층과 투명 전극 사이에 위치하고, 상기 화소의 주변에 대응하여 구성된 블랙매트릭스와, 상기 화소영역에 대응하여 구성된 적,녹,청색의 서브 컬러필터를 더욱 포함하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산필름의 하부에 위치하고, 상기 화소의 주변에 대응하여 구성된 블랙매트릭스와, 상기 화소영역에 대응하여 구성된 적,녹,청색의 서브 컬러필터를 더욱 포함하는 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산 필름의 하부에 위치하고 상기 화소 주변에 대응하여 구성된 블랙매트릭스와, 상기 오버 코팅층의 상부에 위치하고 상기 화소영역에 대응하여 구성된 적,녹,청색의 서브 컬러필터를 더욱 포함하는 액정표시장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확산필름과 오버 코팅층의 굴절률의 차이는 는 0.2 이상인 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 집광형 백라이트는 기판의 일 측 하부에 구성된 광원 램프와, 상기 광원 램프를 감싸며 일측에 개구부를 가지는 램프 하우징과, 상기 램프 하우징의 개구부에 일측이 삽입된 도광판과, 상기 도광판과 제 2 선편광판 사이에 구성된 집광수단과, 상기 도광판의 하부에 구성된 반사판으로 구성된 액정표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 램프 하우징과 도광판 사이에도 집광수단이 더욱 구성된 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서 있어서,
    상기 집광 수단은 하나 이상의 프리즘 시트로 구성된 액정표시장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 도광판의 하부 표면은 요철형상으로 식각된 다수의 산란패턴이 구성된 액정표시장치.
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