KR20050039525A - 액정표시기의 명암대비를 높이는 장치 - Google Patents

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KR20050039525A
KR20050039525A KR1020040062880A KR20040062880A KR20050039525A KR 20050039525 A KR20050039525 A KR 20050039525A KR 1020040062880 A KR1020040062880 A KR 1020040062880A KR 20040062880 A KR20040062880 A KR 20040062880A KR 20050039525 A KR20050039525 A KR 20050039525A
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Abstract

본 발명은, 액정 표시기의 하방 시야각 컨트래스트비(명암대비)를 높이는 액정 표시기를 제공한다. 본 발명은, 액정표시 패널(210), 후면광원(202) 및 블랙층(208)을 포함한다. 액정표시 패널(210)에는, 상부 편광판(212), 액정층(214) 및 하부 편광판(216)이 포함되고, 2개의 편광판은 넓은 시야각 보상막(308)을 갖는다. 후면광원(202)의 광선은, 하부 편광판(216), 액정층(214) 및 상부 편광판(212)을 차례로 투과해서 사용자에까지 도달한다. 본 발명의 블랙층(208)은 후면광원(202)과 사용자의 사이에 위치하며, 액정 표시기의 암시(暗時)휘도를 낮추어서 액정 표시기의 하방 시야각 컨트래스트비를 10이상으로 높인다.

Description

액정표시기의 명암대비를 높이는 장치 {Apparatus for enhancing contrast ratio of an LCD}
본 발명은, 액정표시기에 관한 것으로서, 특히, 액정표시기의 하방 시야각 컨트래스트(contrast)비(명암대비)를 높이는 액정표시기에 관한 것이다.
액정표시기는 고화질, 작은 부피, 경량, 저전압구동, 저전력소비 그리고 넓은 응용범위 등의 장점을 갖고 있다. 그 때문에, 중소형의 휴대식 텔레비젼, 휴대전화기, 비디오, 노트북형 컴퓨터, 탁상형 표시기 그리고 프로젝션 텔레비젼 등의 대중의 전자제품 또는 컴퓨터 제품에 널리 이용되고 있어서, 점점 브라운관(CRT:Cathode Ray Tube)을 대체하는 표시기의 주류가 되었다. 요즈음에는, 액정표시기의 시장이 대폭적으로 확대되고 있는 데, 특히 컴퓨터 및 노트북형 컴퓨터에의 응용이 확대되었다. 소위, 대면적, 고해상, 넓은 시야각 및 빠른 응답속도 등의 필요성도 액정표시기가 요구되는 중요한 요소가 되고 있다.
현재, 넓은 시야각은, 기판에 평행한 횡(橫)전계의 사용, 액정배열의 방식 또는 방향의 변화, 넓은 시야각 보상필름의 사용을 통해 달성하거나 또는 상술한 기술의 결합을 통해 달성하고 있다. 이러한 넓은 시야각 기술 가운데, 가장 간단한 방법은, 액정표시 패널(panel)내에 넓은 시야각 보상 필름(wide view optical compensation film)을 삽입하는 것이다. 이에 의하면, 시야각은 140~160도까지 넓어진다. 이 넓은 시야각 기술은, 다양한 크기의 액정 표시기에 대응할 수가 있음은 물론, 액정표시기의 제조공정을 변경하지 않고 넓은 시야각 보상 필름을 더하는 것만으로써 달성할 수가 있다.
도 1은 종래기술에서 넓은 시야각 보상 필름을 갖는 액정패널을 표시한 것이다. 도 1에 보여진 바와 같이, 넓은 시야각 보상막(102)내에는 단일축 방향의 재료(uniaxial material)가 포함되고, 그 광학성질 및 액정층(104)내의 액정의 광학성질은 상호 보충하여 더해진다. 상기 단일축 방향의 재료는 통상, 부(負)의 광학이방성(negative optical anisotropy)을 갖는데, 그 축방향이 넓은 시야각 보상막(102)의 두께에 의해 변하기 때문에 액정표시 패널의 시야각 범위는 넓어진다.
시야각 보상막(102)은, 주로 코팅(coating) 또는 솔벤트 캐스팅(solvent casting) 등의 방식에 의해 디스코틱(discotic) 액정, 무기재료 또는 콜레스테롤(cholesterol) 액정 등의 부의 광학이방성을 갖는 재료층을, 투명지지기판(transparent supporting sheet) 상에 형성한 것이다. 현재, 최대의 넓은 시야각 보상 필름의 공급사는 후지사진필름 주식회사인데, 일반적으로는 액정표시 패널의 제조공정에 있어서, 편향판(偏向板) 제조사는 우선 넓은 시야각 보상막을 편광판에 붙인 다음, 패널 제조사에 판매해서 거기서 제조가 이루어지게 한다.
그러나, 종래기술에 있어서, 넓은 시야각 보상막을 사용해서 액정표시기의 시야각 범위를 확대할 때, 종종 하방 시야각에 누광(漏光)이 발생하는 문제가 있었다. 또한, 액정표시기의 컨트래스트(contrast) 비의 정의는, 밝을 때의 휘도와 어두울 때의 휘도의 비의 값으로 결정되는 데, 일반적으로 10이상에서 합격으로 본다. 상술한 하방 시야각에 누광이 발생하는 단점 때문에, 넓은 시야각 보상막을 사용해서 시야각을 확대하는 액정표시기의 하방 시야각 컨트래스트 비가 낮아지게 되어, 표시기의 컨트래스트 비가 불량으로 되는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 넓은 시야각 보상막을 갖는 액정 표시기의 컨트래스트 비를 높이는 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 어두운 층에 의해 표시기의 암시(暗時)휘도를 낮추어서 하방 시야각의 컨트래스트 비를 높이는 액정표시기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 액정 표시기와 사용자의 사이에 설치해서 액정표시기의 넓은 시야각과 높은 컨트래스트 비의 요구를 만족시키는 차광장치를 제공하는 것에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 액정 표시기의 컨트래스트 비를 높이는 장치를 제공한다. 본 발명의 액정 표시기는, 액정표시 패널, 후면(backlight)광원 및 블랙(black)층을 포함한다. 상기 액정표시 패널내에는 상부 편광판, 액정층 및 하부 편광판이 구비되고, 2장의 편광판은 넓은 시야각 보상막을 갖는다. 후면광원의 광선은, 하부 편광판, 액정층 및 상부 편광판을 순서대로 투과해서 사용자까지 전달된다. 본 발명의 블랙층은 후면광원과 사용자의 사이에 위치하고, 블랙층은 액정 표시기의 암시(暗時)휘도를 낮추어서 액정 표시기의 하방 시야각 컨트래스트 비를 10이상으로 높인다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 본 발명의 블랙층은, 흑색도료 도포층 또는 흑색염료가 도핑된 점착층이다. 블랙층의 위치는 상부 편광판의 바깥층, 상부 편광판과 액정층의 사이, 하부 편광판과 액정층의 사이, 그리고 하부 편광관과 후면광원의 사이 중에서 선택된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 차광장치를 제공한다. 상기 차광장치는 차광판 및 고정장치를 구비하는데, 고정장치에 의해 액정 표시기와 사용자의 사이에 고정된다. 상기 차광판은 흑색도료가 도핑된 투명기판이며, 액정 표시기의 암시휘도를 낮추어서 액정 표시기의 하방 시야각 컨트래스트 비를 10이상으로 높인다.
종래기술에 있어서, 넓은 시야각 보상막을 사용해서 액정 표시기의 시야각 범위를 넓힐 때 종종 하방 시야각에 누광이 발생하여 표시기의 컨트래스트 비가 낮아졌다. 이것을 감안하여, 본 발명은, 액정 표시기의 컨트래스트 비를 높이는 장치를 제공하고 액정 표시기의 암시휘도를 낮추어서 하방 시야각의 컨트래스트 비를 향상시킴으로써, 액정 표시기의 넓은 시야각 및 높은 컨트래스트 비를 달성한다.
도 2a 내지 2d는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 것이다. 본 실시예의 액정 표시기는, 액정표시 패널(210), 후면광원(202) 및 블랙층(208)을 포함한다. 액정표시 패널에는, 상부 편광판(212), 액정층(214) 및 하부 편광판(216)이 포함된다. 2장의 편광판(212,216) 내에는 넓은 시야각 보상막( 미도시 )이 포함되어 있다. 상기의 바람직한 실시예에서, 넓은 시야각 보상막은 2장의 편광판(212,216)의 액정층(214)에 가까운 일면에 위치한다. 후면광원(202)의 광선은, 하부 편광판(216)과 액정층(214) 및 상부 편광판(212)을 차례로 투과해서 사용자의 장소에 도달한다.
도 2a 내지 2d에 도시된 바와 같이, 블랙층(208)의 위치는, 상부 편광판(212)의 사용자에 근접한 바깥층( 도 2a에 도시 ), 상부 편광판(212)과 액정층의 사이( 도 2b에 도시 ), 하부 편광판(216)과 액정층(214)의 사이( 도 2c에 도시 ) 또는 하부 편광판(216)과 후면광원(202)의 사이( 도 2d에 도시 ) 중에서 선택될 수 있다. 여기서 주의할 것은, 블랙층(208)의 위치가 사용자에 근접할수록 액정 표시기의 하방 시야각 컨트래스트 비의 향상효과가 좋아진다는 것이다.
본 실시예에서의 블랙층(208)은, 흑색이 염색된 도포층이다. 먼저, 필요한 차광레벨에 따라 유리산(游離酸)형 크롬(chrome) 금속 도료 등 적당한 비율의 흑색도료를, 예를 들어, 메틸 에칠 케톤(MEK:Methyl Ethyl Ketone), 이소 프로필 알코올(IPA:Isopropyl Alcohol), 톨루엔
(Toluene) 또는 키실렌(Xylene)의 용제를 포함하는 도료액 중에서 충분히 혼합한다. 그 다음, 예를 들어, 와이어 바(wire-bar) 코팅(coating), 마이크로 그래뷰(micro gravure) 또는 오프셋 코팅(offset coating) 등의 적당한 코팅방식에 의해 상술한 넓은 시야각 보상막을 갖는 편광판(212 또는 216)을 코팅한 다음, 소성로(燒成爐)에서 적당한 온도와 시간동안 가열하던가, 또는 실온에 두어서 그 용제가 휘발하는 것을 기다리는 등의 과정을 통해, 도료액내의 용제를 휘발시킨다. 이에 따라, 하방 시야각의 누광을 해결하는 넓은 시야각의 편광판(212,216)을 얻게 되는 데, 넓은 시야각의 편광판(212,216)의 액정 표시기를 사용해서 넓은 시야각 및 높은 컨트래스트 비를 달성한다.
표 1은, 본 발명의 바람직한 일 실시예와 종래기술을 비교한 것인 데, 블랙층을 더하지 않은 편광판과 블랙층을 갖는 편광판에서 중심의 명시(明時)휘도, 중심의 컨트래스트 비, 하방 시야각 70도의 암시휘도 및 하방 시야각 70도의 컨트래스트 비를 표시한 것이다. 표 1의 블랙층을 갖는 편광판에는, 블랙층의 흑색염료 농도가 100분의 1 및 100분의 2의 두 종류가 있다.
중심 명시휘도 중심 암시휘도 중심 컨트래스트 비 하방 시야각 70도의 암시휘도 하방 시야각 70도의 컨트래스트 비
무 흑색염료 235.7 0.335 375.8 5.6 8.0
흑색염료 1% 231.6 0.353 370.0 5.56 9.1
흑색염료 2% 220.9 0.436 311.2 4.30 10.3
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예는 액정 표시기에서 하방 시야각의 컨트래스트 비를 높일 수가 있다. 블랙층내의 흑색염료 농도가 높아질수록 하방 시야각의 컨트래스트 비는 높아진다. 상기 실시예에 있어서, 흑색 염료 농도가 2%를 넘어설 때, 그 하방 시야각의 컨트래스트 비는 10을 넘어서, 액정 표시기에 필요한 하방 시야각의 컨트래스트 비를 달성할 수가 있다.
본 발명의 블랙층은, 상술한 흑색염료의 도포층이외에, 흑색염료가 도핑된 점착층으로 할 수도 있다. 일반적으로, 도 2a의 상부 편광판(212) 및 하부 편광판(216)은, 복수개의 필름층으로 된다. 도 3은, 넓은 시야각 편광판을 보여주는 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 넓은 시야각 편광판(300)은 적어도 표면 보호층(302), 지지막(304), 편광막(306) 및 넓은 시야각 보상막(308)을 포함한다. 일반적으로, 지지막(304)의 재료는 트리 아세칠 셀룰로즈(TAC:Triacetyl-Cellulose)이고, 편광막(306)의 재료는 폴리비닐 알코올(PVA:Polyvinyl Alcohol)이다.
상술한 표면 보호층(302), 지지막(304), 편광막(306) 및 넓은 시야각 보상막(308)의 사이는 통상, 점착층( 미도시 )에 의해 점착 고정된다. 따라서, 상술한 각 층에 점착할 때, 예를 들어, 일층의 흑색염료 도포층을 더하던가, 또는 직접 흑색 염료를 넓은 시야각 편광판(300)의 점착층내에 도핑하던지 해서, 본 실시예의 블랙층을 더하는 것에 의해, 표시기의 암시휘도를 낮추어서 하방 시야각 컨트래스트 비를 높일 수 있다. 더구나, 도 2a 내지 2d에 도시된 것처럼, 흑색염료가 도핑된 점착층을 넓은 시야각 편광판(300)의 제일 바깥층에 붙여서, 상술한 상부 편광판(212), 액정층(214) 및 하부 편광판(216)의 사이의 점착에 사용하는 것도 좋다.
도 4는, 본 발명의 다른 바람직한 실시예이다. 본 실시예는 차광장치(400)를 제공해서 표시기의 암시휘도를 낮춤으로써 표시기의 하방 시야각의 컨트래스트 비를 높인다. 차광장치(400)는 차광판(402)과 고정장치(404)를 구비하는데, 예를 들어, 후크(hook)나 홀더 등의 고정장치(404)에 의해 액정표시기상에 고정해서 액정 표시기와 사용자의 사이에 개입된다. 본 실시예에 있어서, 차광판(402)은, 예를 들어, 폴리 카보나이트(PC:Polycarbonate) 기판, 아크릴(acryl)(PMMA) 기판 또는 플라스틱 기판의 흑색도료가 도핑된 투명기판이며, 액정 표시기의 암시휘도를 낮추어서 액정 표시기의 하방 시야각 컨트래스트 비를 10이상으로 높인다.
본 발명은, 특히 간단한 방식에 의해, 종래기술에 있어서의 넓은 시야각 보상막의 하방 시야각 누광문제를 해결하는 것과 동시에, 액정 표시기의 컨트래스트 비를 높여, 개인용 탁상형 또는 노트북형의 액정 표시기에 널리 이용될 수가 있다.
본 발명에서는, 바람직한 실시형태를 전술한 바와 같이 개시하였지만, 이것은 결정적으로 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 당연히 기술을 숙지한다면 누구라도, 본 발명의 요지와 영역을 벗어나지 않는 범위내에서 각종 변경이나 수정을 가할수 있다. 따라서, 본 발명의 보호범위는, 특허청구범위로써 지정한 내용을 기준으로 한다.
본 발명은, 특별히 간단한 방식에 의해, 종래기술에 있어서 발생하고 있는 넓은 시야각 보상막의 하방 시야각에서의 누광을 방지하는 것과 동시에, 액정 표시기의 컨트래스트 비를 높여서 개인용 탁상형 또는 노트북형의 액정 표시기에 까지 폭넓게 이용할 수가 있다.
도 1은 종래의 넓은 시야각 보상막의 액정 패널을 표시한 개략도이고,
도 2a는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 도시한 개략도이고,
도 2b는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 도시한 개략도이고,
도 2c는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 도시한 개략도이고,
도 2d는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 도시한 개략도이고,
도 3은 넓은 시야각 편광판을 간단히 도시한 것이고,
도 4는 본 발명에 따른 다른 바람직한 일 실시예를 도시한 사시도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
102: 넓은 시야각 보상막 104: 액정층
202: 후면광원 208: 블랙층
210: 액정표시 패널 212: 상부 편광판
214: 액정층 216: 하부 편광판
300: 넓은 시야각 편광판 302: 표면 보호층
304: 지지층 306: 편광막
308: 넓은 시야각 보상막 400: 차광장치
402: 차광판 404: 고정장치

Claims (3)

  1. 상부의 넓은 시야각 보상막을 갖는 상부 편광판과, 액정층과, 하부의 넓은 시야각 보상막을 갖는 하부 편광판을 구비하는 액정표시 패널과,
    광선이 상기 하부 편광판, 상기 액정층 및 상기 상부 편광판을 차례로 투과해서 사용자까지 도달하는 후면광원과,
    흑색염료 도포층 및 흑색염료가 도핑된 점착층으로 된 그룹에서 선택되되, 상기 상부 편광판의 바깥 층, 상기 상부 편광판과 상기 액정층의 사이, 상기 하부 편광판과 상기 액정층의 사이, 그리고 상기 하부 편광판과 상기 후면광원 사이의 위치 그룹에서 그 위치가 선택되는 블랙층을 포함하여 구성되되,
    상기 블랙층은 액정표시의 암시(暗時)휘도를 낮추어서 하방 시야각 컨트래스트비를 10보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 액정 표시기.
  2. 액정 표시기와 사용자의 사이에 설치되는 차광장치에 있어서,
    흑색 염료가 도핑된 투명기판인 차광판과,
    상기 차광판에 설치되어 상기 차광판을 상기 액정 표시기상에 고정하는 고정장치를 포함하여 구성되되,
    상기 흑색염료의 재료는 유리산(游離酸)형 크롬금속 염료를 함유하고, 상기 투명기판의 재료는, 폴리 카보나이트, 아크릴 또는 플라스틱에서 선택된 하나로서 상기 액정 표시기의 암시(暗時)휘도를 낮추어서 상기 액정표시기의 하방 시야각 컨트래스트비를 10보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 차광장치.
  3. 액정 표시기내에 사용되는 편광판에 있어서,
    지지막과,
    상기 지지막 위에 위치하는 편광막과,
    상기 편광막 위에 위치하는 넓은 시야각 보상막과,
    상기 편광판내에 위치하는, 흑색염료가 도핑된 점착층인 블랙층을 포함하여 구성되되,
    상기 블랙층이 상기 액정 표시기의 암시(暗時)휘도를 낮추어서 상기 액정표시기의 하방 시야각 컨트래스트비를 10보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 편광판.
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