KR20050091980A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20050091980A
KR20050091980A KR1020040017175A KR20040017175A KR20050091980A KR 20050091980 A KR20050091980 A KR 20050091980A KR 1020040017175 A KR1020040017175 A KR 1020040017175A KR 20040017175 A KR20040017175 A KR 20040017175A KR 20050091980 A KR20050091980 A KR 20050091980A
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차성은
임재익
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삼성전자주식회사
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Abstract

콘트라스트 비율 및 시야각을 최대화시키기 위한 반사-투과형 액정 표시 장치가 개시된다. 액정 패널은 반사판을 구비하고, 액정층에 인가되는 전압에 따라 광 투과를 제어한다. 하부 광학 필름류는 액정 패널 아래에 배치되어, 인공광을 액정 패널에 제공하고, 상구 광학 필름류는 액정 패널 위에 배치되어, 액정 패널을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널에 제공하여 반사판에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다. 이때, 하부 광학 필름류와 상부 광학 필름류중 적어도 어느 하나에는 이축성 필름이 채용된다. 이에 따라, 콘트라스트 비율 및 시야각을 최대화시킬 수 있다.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘트라스트 비율 및 시야각을 최대화시키기 위한 반사-투과형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반사형 액정 표시 장치(Reflective type LCD)는 외부로부터 입사되는 자연광을 사용하므로 어두운 장소에서는 광량의 감소에 따라서 표시가 어두워져 디스플레이되는 화상을 제대로 볼 수 없다는 단점이 있다.
또한, 투과형 액정 표시 장치(Transmissive type LCD)는 백라이트 등의 장치로부터 입사되는 인공광을 사용하므로 밝은 장소든, 어두운 장소든 간에 관계없이 디스플레이되는 화상을 인식할 수 있으나, 광원의 분량만큼 전력 소비가 커지고, 특히 전지에 의해 동작시키는 휴대용 표시 장치 등에는 적합하지 않은 단점이 있다.
이러한 단점들을 해결하기 위해 상기한 반사형 액정 표시 장치와 투과형 액정 표시 장치를 병용하는 반사-투과형 액정 표시 장치(Trans-Reflective type LCD)가 있다.
상기 투과형 액정 표시 장치의 광시야각 확보에 대해서는 수많은 기술이 있지만, 반사-투과형 액정 표시 장치의 광시야각 확보는 그리 간단한 문제가 아니다. 왜냐하면, 반사-투과형 편광판에는 광대역 λ/4 위상차를 만들기 위한 하나 이상의 위상차 필름(또는 광대역 λ/4 위상차 필름)이 포함되어 있기 때문이다.
한편, 광시야각을 위한 VA 모드 경우에는 단순히 C-플레이트 보상 필름만을 사용해도 도 1a 및 도 1b와 같이 전체 방향에 대해서 비교적 우수한 광시야각 특성이 확보할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 C-플레이트 보상 필름을 사용한 투과형 VA 모드의 액정 표시 장치에서 CR 특성을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 1a는 C-플레이트 보상 필름이 없는 경우의 CR 특성을, 도 1b는 C-플레이트 보상 필름이 있는 경우의 CR 특성을 각각 나타낸다.
하지만, 반사-투과형 액정 표시 장치의 경우에는 단순히 C-플레이트 보상 필름을 하나만 추가 사용할 경우, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 시야각 개선효과가 상/하/좌/우 약 10도 정도의 개선 효과밖에 없다.
도 2a 및 도 2b는 일반적인 C-플레이트 보상 필름을 사용한 반사-투과형 VA 모드의 액정 표시 장치에서 CR 특성을 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 2a는 C-플레이트 보상 필름이 없는 경우의 CR 특성을, 도 2b는 C-플레이트 보상 필름이 있는 경우의 CR 특성을 각각 나타낸다.
이는 반사-투과형 액정 표시 장치가 투과형 액정 표시 장치와는 달리 광대역 λ/4 필름을 반드시 사용해야 되기 때문이다.
상기 반사-투과형 액정 표시 장치의 광시야각 확보는 투과형과 달리 액정모드에 대한 시야각 보상필름, 예를들어, C-플레이트 보상 필름, O-플레이트 보상 필름 등만을 채용해서는 큰 효과를 볼 수 없다. 왜냐하면, 도 3과 같이 투과형 편광판과는 달리 광대역 λ/4 위상차 필름이 적용된 반사-투과형 편광판은 다크 시야각 자체가 좁기 때문이다.
도 3a 및 도 3b는 일반적인 편광판을 서로 교차한 상태에서의 다크 시야각 특성을 나타낸 도면이다. 특히, 도 3a는 투과형 액정 표시 장치의 다크 시야각 특성을, 그리고 도 3b는 반사-투과형 액정 표시 장치의 다크 시야각 특성을 각각 나타낸다.
결국 반사-투과형 액정 표시 장치의 광시야각을 위해서는 액정 모드에 대한 C-플레이트 보상 필름이나 O-플레이트 보상 필름 등과 같은 시야각 보상필름과 함께 반사-투과형 편광판의 시야각 보상 역시 중요하다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 콘트라스트 비율 및 시야각을 최대화시키기 위해 설계된 광학 필름 어셈블리를 갖는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 액정 표시 장치는, 반사판을 구비하고, 액정층에 인가되는 전압에 따라 광 투과를 제어하는 액정 패널; 상기 액정 패널 아래에 배치되어, 인공광을 상기 액정 패널에 제공하는 하부 광학 필름류; 및 상기 액정 패널 위에 배치되어, 상기 액정 패널을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 상기 액정 패널에 제공하여 상기 반사판에 의해 반사된 자연광을 제2 출사하는 상부 광학 필름류를 포함하고, 상기 하부 광학 필름류와 상부 광학 필름류중 적어도 어느 하나에는 이축성 필름이 채용되어 광시야각을 확보하는 것을 특징으로 한다.
이러한 액정 표시 장치에 의하면, 컬러 필터 기판의 상부 또는 어레이 기판의 하부에 사용되고 있는 λ/2 혹은 λ/4 위상차 필름을 λ/2 혹은 λ/4 기능의 이축성 필름으로 대체하므로써, 콘트라스트 비율 및 시야각을 최대화시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 액정 패널(110)과, 액정 패널(110) 위에 배치된 상부 광학 필름류와, 액정 패널(110) 아래에 배치된 하부 광학 필름류를 포함한다.
액정 패널(110)은 어레이 기판(112), 어레이 기판(112)의 일부 영역에 형성된 반사판(114), 어레이 기판(112)에 대향하는 컬러 필터 기판(116) 및 어레이 기판(112)과 컬러 필터 기판(116)간에 형성된 액정층(118)을 구비하여, 액정층(118)에 인가되는 전위차에 응답하여 광 투과도를 제어한다.
상기 상부 광학 필름류는 액정 패널(110) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(122), 상부 λ/4 위상차 필름(124), 상부 λ/2 기능의 이축성 필름(126) 및 상부 편광판(128)을 포함하여, 액정 패널(110)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(110)에 제공하여 반사판(114)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
통상으로 위상차 필름은 일축성 필름(uniaxial film)으로서, 그 면방향에 1축으로 연신된 복굴절을 가지는 폴리머 필름이 이용된다. 하지만, 이축성 필름(biaxial film)은 면방향에 2축으로 연신된 복굴절을 가지는 폴리머 필름, 또는 면방향에 1축으로 연신되어 두께 방향으로도 연신된 두께 방향의 굴절율을 제어한 경사 배향 폴리머 필름과 같은 2방향 연신 필름이다. 상기 경사 배향 필름으로는 폴리머 필름에 열수축성 필름을 접착하여 가열에 의한 그 수축력의 작용하에 폴리머 필름을 연신 처리 또는/및 수축 처리한 것 또는 액정 폴리머를 경사 배향시킨 것 등을 들 수 있다. 부가하여, 본 명세서에서 게재되는 λ/2 기능의 이축성 필름이나 λ/4 기능의 이축성 필름은 상기한 이축성 필름에 λ/2 위상차를 부여하거나, λ/4 위상차를 부여한 필름을 칭한다. 즉, λ/2 위상차 필름이나 λ/4 위상차 필름을 이축 연신시켜 제조한 것을 칭한다.
상기 하부 광학 필름류는 액정 패널(110) 아래에 순차적으로 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(132), 하부 λ/2 기능의 이축성 필름(134) 및 하부 편광판(136)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(110)에 제공한다.
도면상에서는 C-플레이트 보상 필름(122)이 액정 패널(110) 위에 배치되는 것을 도시하였으나, 통상적으로 C-플레이트 보상 필름이 액정을 보상하는 것을 감안하면 액정 패널(110) 아래에 배치될 수도 있고, 액정 패널(110) 위 및 아래에 각각 배치될 수도 있으며, 생략해도 된다. 물론, C-플레이트 보상 필름을 생략하는 조건은 상부 및 하부 편광판의 두께 방향(Rth) 리타데이션값이 충분히 크다는 조건이다.
위상차 필름의 평면 방향(Re) 및 두께 방향(Rth)에서 리타데이션값은 하기하는 수학식 1 및 2로 정의된다.
상기한 수학식 1 및 2에서 nx 는 필름의 평면에서 지상축(최대 굴절율을 제공하는 방향)을 따른 굴절율이고, ny 는 필름의 평면에서 진상축(최소 굴절율을 제공하는 방향)을 따른 굴절율이며, nz 는 필름의 두께 방향에서 굴절율이고, d는 nm 로 환산하여 필름의 두께이다.
도 5는 상기한 도 4의 CR 특성을 설명하기 위한 도면이다. 특히, VA 모드의 액정패널의 상측 및 하측 각각에 λ/2 위상차 필름을 이축성 필름으로 대체할 때의 CR 특성을 도시한다.
도 5에 도시된 바에 의하면, 반사-투과형 액정 표시 장치임에도 불구하고 상/하/좌/우 각각의 시야각이 80도 이상으로서 광시야각을 확보할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 반사-투과형 액정 표시 장치에서 반사-투과형 편광판의 시야각 보상을 위해서는 본 발명이 제시하는 방법의 장점은 기존 구성에 비해서 필름의 수와 두께를 동일하게 가져갈 수 있으며 비용 상승이 거의 없기 때문에 가장 바람직한 방법이라고 할 수 있다.
그러면, 반사-투과형 액정 표시 장치의 시야각을 상하좌우 모두 80도 이상이 되도록 설계한 광학조건을 하기하는 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치의 광학 조건들을 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위해 후술하는 각도들의 기준값은 액정 표시 장치를 관찰하는 관점에서 3시 방향을 0도로 하고, 시계 방향을 정방향으로하며, 반시계 방향을 부방향으로하고, 기준 광이 550nm의 광파장을 갖는 것으로 가정한다.
도 6을 참조하면, 어레이 기판(112)과 컬러 필터 기판(116)간에 형성된 액정층(118)은 반사 영역과 투과 영역에 대응하여 서로 다른 셀갭과 0도의 트위스트 각도를 갖는다. 예를들어, 반사 영역에 대응해서는 2.0㎛의 셀갭을 갖고, 투과 영역에 대응해서는 3.7㎛의 셀갭을 갖는다.
상부 λ/4 위상차 필름(124)은 550nm의 광파장 기준으로 135±10nm의 Δnd(상기 Δn은 굴절율 이방성, 상기 d는 필름의 두께)와, 부방향으로 140±10도인 슬로우 축(slow axis)을 갖고서, 액정 패널(110) 위에 배치된다. 상기 슬로우 축은 광의 투과 속도를 지연시키는 축을 정의한다.
상부 λ/2 기능의 이축성 필름(126)은 550nm의 광파장 기준으로 275±10nm의 Δnd와, 부방향으로 80±10도인 슬로우 축을 갖고서, 상부 λ/4 위상차 필름(124) 위에 배치된다. 상부 λ/2 기능의 이축성 필름(126)은 24㎚의 두께 방향(Rth) 리타데이션값을 갖는 것이 바람직하다.
상부 편광판(128)은 부방향으로 65±10도인 흡수축을 갖고서, 상부 λ/2 기능의 이축성 필름(126) 위에 배치된다.
한편, 하부 λ/4 위상차 필름(132)은 550nm의 광파장 기준으로 135±10nm의 Δnd와, 부방향으로 50±10도인 슬로우 축을 갖고서, 액정 패널(110)의 배면에 배치된다.
하부 λ/2 기능의 이축성 필름(134)은 550nm의 광파장 기준으로 275±10nm의 Δnd와, 정방향으로 10±10도인 슬로우 축을 갖고서, 하부 λ/4 위상차 필름(132)의 배면에 배치된다. 하부 λ/2 기능의 이축성 필름(134)은 24㎚의 두께 방향(Rth) 리타데이션값을 갖는 것이 바람직하다.
하부 편광판(136)은 정방향으로 25±10도인 흡수축을 갖고서, 하부 λ/2 기능의 이축성 필름(134)의 배면에 배치된다.
이상의 실시예에서는 반사-투과형 액정 패널의 상측 및 하측 각각에 2개의 위상차 필름을 배치하되, 상측에는 λ/2 기능의 이축성 필름을, 하측에는 λ/2 기능의 이축성 필름을 배치하여 콘트라스트 비율 및 시야각을 최대화하는 것을 설명하였다. 하지만, 액정 패널의 상측이나 하측에만 이축성 필름을 채용하거나, WRF와 같은 역분산 특성을 갖는 광대역 λ/4 위상차 필름을 이축성 필름으로 대체하는 등의 다양한 실시예들을 통해서도 콘트라스트 비율 및 시야각을 최대화할 수 있다.
그러면, 이하의 첨부하는 도면들을 이용하여 상기한 다양한 실시예들에 대해 설명한다.
도 7a 내지 도 7j는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 특히, 액정 패널의 상측 및 하측 각각에 2개의 위상차 필름을 배치하는 반사-투과형 액정 표시 장치를 도시한다. 상기한 도 4와 비교할 때 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고 그 설명은 생략하며, 단지 위치 관계가 도시한다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 상부 광학 필름류는 액정 패널(110) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(122), 상부 λ/4 기능의 이축성 필름(125), 상부 λ/2 위상차 필름(127) 및 상부 편광판(128)을 포함하여, 액정 패널(110)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(110)에 제공하여 반사판(114)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
하부 광학 필름류는 액정 패널(110) 아래에 순차적으로 배치된 하부 λ/4 기능의 이축성 필름(133), 하부 λ/2 위상차 필름(135) 및 하부 편광판(136)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(110)에 제공한다.
도 7b에 도시한 바와 같이, 상부 광학 필름류는 액정 패널(110) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(122), 상부 λ/4 위상차 필름(124), 상부 λ/2 기능의 이축성 필름(126) 및 상부 편광판(128)을 포함하여, 액정 패널(110)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(110)에 제공하여 반사판(114)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
하부 광학 필름류는 액정 패널(110) 아래에 순차적으로 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(132), 하부 λ/2 위상차 필름(135) 및 하부 편광판(136)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(110)에 제공한다.
도 7c에 도시한 바와 같이, 상부 광학 필름류는 액정 패널(110) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(122), 상부 λ/4 기능의 이축성 필름(125), 상부 λ/2 위상차 필름(127) 및 상부 편광판(128)을 포함하여, 액정 패널(110)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(110)에 제공하여 반사판(114)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
하부 광학 필름류는 액정 패널(110) 아래에 순차적으로 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(132), 하부 λ/2 위상차 필름(135) 및 하부 편광판(136)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(110)에 제공한다.
도 7d에 도시한 바와 같이, 상부 광학 필름류는 액정 패널(110) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(122), 상부 λ/4 기능의 이축성 필름(125), 상부 λ/2 기능의 이축성 필름(126) 및 상부 편광판(128)을 포함하여, 액정 패널(110)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(110)에 제공하여 반사판(114)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
하부 광학 필름류는 액정 패널(110) 아래에 순차적으로 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(132), 하부 λ/2 위상차 필름(135) 및 하부 편광판(136)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(110)에 제공한다.
도 7e에 도시한 바와 같이, 상부 광학 필름류는 액정 패널(110) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(122), 상부 λ/4 위상차 필름(124), 상부 λ/2 위상차 필름(127) 및 상부 편광판(128)을 포함하여, 액정 패널(110)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(110)에 제공하여 반사판(114)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
하부 광학 필름류는 액정 패널(110) 아래에 순차적으로 배치된 하부 λ/4 기능의 이축성 필름(133), 하부 λ/2 위상차 필름(135) 및 하부 편광판(136)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(110)에 제공한다.
도 7f에 도시한 바와 같이, 상부 광학 필름류는 액정 패널(110) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(122), 상부 λ/4 위상차 필름(124), 상부 λ/2 위상차 필름(127) 및 상부 편광판(128)을 포함하여, 액정 패널(110)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(110)에 제공하여 반사판(114)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
하부 광학 필름류는 액정 패널(110) 아래에 순차적으로 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(132), 하부 λ/2 기능의 이축성 필름(134) 및 하부 편광판(136)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(110)에 제공한다.
도 7g에 도시한 바와 같이, 상부 광학 필름류는 액정 패널(110) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(122), 상부 λ/4 위상차 필름(124), 상부 λ/2 위상차 필름(127) 및 상부 편광판(128)을 포함하여, 액정 패널(110)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(110)에 제공하여 반사판(114)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
하부 광학 필름류는 액정 패널(110) 아래에 순차적으로 배치된 하부 λ/4 기능의 이축성 필름(133), 하부 λ/2 기능의 이축성 필름(134) 및 하부 편광판(136)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(110)에 제공한다.
도 7h에 도시한 바와 같이, 상부 광학 필름류는 액정 패널(110) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(122), 상부 λ/4 위상차 필름(124), 상부 λ/2 기능의 이축성 필름(126) 및 상부 편광판(128)을 포함하여, 액정 패널(110)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(110)에 제공하여 반사판(114)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
하부 광학 필름류는 액정 패널(110) 아래에 순차적으로 배치된 하부 λ/4 기능의 이축성 필름(133), 하부 λ/2 위상차 필름(135) 및 하부 편광판(136)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(110)에 제공한다.
도 7i에 도시한 바와 같이, 상부 광학 필름류는 액정 패널(110) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(122), 상부 λ/4 기능의 이축성 필름(125), 상부 λ/2 위상차 필름(127) 및 상부 편광판(128)을 포함하여, 액정 패널(110)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(110)에 제공하여 반사판(114)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
하부 광학 필름류는 액정 패널(110) 아래에 순차적으로 배치된 하부 λ/4 위상차 필름(132), 하부 λ/2 기능의 이축성 필름(134) 및 하부 편광판(136)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(110)에 제공한다.
도 7j에 도시한 바와 같이, 상부 광학 필름류는 액정 패널(110) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(122), 상부 λ/4 기능의 이축성 필름(124), 상부 λ/2 기능의 이축성 필름(126) 및 상부 편광판(128)을 포함하여, 액정 패널(110)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(110)에 제공하여 반사판(114)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
하부 광학 필름류는 액정 패널(110) 아래에 순차적으로 배치된 하부 λ/4 기능의 이축성 필름(133), 하부 λ/2 기능의 이축성 필름(134) 및 하부 편광판(136)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(110)에 제공한다.
도면상에서는 C-플레이트 보상 필름이 액정 패널(110) 위에 배치되는 것을 도시하였으나, 통상적으로 C-플레이트 보상 필름이 액정을 보상하는 것을 감안하면 액정 패널(110) 아래에 배치될 수도 있고, 액정 패널(110) 위 및 아래에 각각 배치될 수도 있으며, 생략해도 된다. 물론, C-플레이트 보상 필름을 생략하는 조건은 상부 및 하부 편광판의 두께 방향(Rth) 리타데이션값이 충분히 크다는 조건이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 특히, 액정 패널의 상측 및/또는 하측에 역파장 분산 위상차 필름을 배치하는 반사-투과형 액정 표시 장치를 도시한다.
도 8a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 액정 패널(210)과, 액정 패널(210) 위에 배치된 상부 광학 필름류와, 액정 패널(210) 아래에 배치된 하부 광학 필름류를 포함한다.
액정 패널(210)은 어레이 기판(212), 어레이 기판(212)의 일부 영역에 형성된 반사판(214), 어레이 기판(212)에 대향하는 컬러 필터 기판(216) 및 어레이 기판(212)과 컬러 필터 기판(216)간에 형성된 액정층(218)을 구비하여, 액정층(218)에 인가되는 전위차에 응답하여 광 투과도를 제어한다.
상기 상부 광학 필름류는 액정 패널(210) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(222), 상부 λ/4 기능의 이축성 필름(224) 및 상부 편광판(226)을 포함하여, 액정 패널(210)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(210)에 제공하여 반사판(214)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
상기 하부 광학 필름류는 액정 패널(210) 아래에 순차적으로 배치된 하부 역파장 분산 위상차 필름(232) 및 하부 편광판(234)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(210)에 제공한다.
도 8b에 도시한 바와 같이, 상기 상부 광학 필름류는 액정 패널(210) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(222), 역파장 분산 위상차 필름(225) 및 상부 편광판(226)을 포함하여, 액정 패널(210)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(210)에 제공하여 반사판(214)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
상기 하부 광학 필름류는 액정 패널(210) 아래에 순차적으로 배치된 하부 역파장 분산 위상차 필름(232) 및 하부 편광판(234)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(210)에 제공한다.
도 8c에 도시한 바와 같이, 상기 상부 광학 필름류는 액정 패널(210) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(222), 상부 λ/4 기능의 이축성 필름(224) 및 상부 편광판(226)을 포함하여, 액정 패널(210)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(210)에 제공하여 반사판(214)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
상기 하부 광학 필름류는 액정 패널(210) 아래에 순차적으로 배치된 하부 λ/4 기능의 이축성 필름(235) 및 하부 편광판(234)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(210)에 제공한다.
도면상에서는 C-플레이트 보상 필름이 액정 패널(210) 위에 배치되는 것을 도시하였으나, 통상적으로 C-플레이트 보상 필름이 액정을 보상하는 것을 감안하면 액정 패널(210) 아래에 배치될 수도 있고, 액정 패널(210) 위 및 아래에 각각 배치될 수도 있으며, 생략해도 된다. 물론, C-플레이트 보상 필름을 생략하는 조건은 상부 및 하부 편광판의 두께 방향(Rth) 리타데이션값이 충분히 크다는 조건이다.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 특히, 액정 패널의 상측 및/또는 하측 각각에 광대역 λ/2 위상차 필름을 구비하는 반사-투과형 액정 표시 장치를 도시한다.
도 9a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치는 액정 패널(310)과, 액정 패널(310) 위에 배치된 상부 광학 필름류와, 액정 패널(310) 아래에 배치된 하부 광학 필름류를 포함한다.
액정 패널(310)은 어레이 기판(312), 어레이 기판(312)의 일부 영역에 형성된 반사판(314), 어레이 기판(312)에 대향하는 컬러 필터 기판(316) 및 어레이 기판(312)과 컬러 필터 기판(316)간에 형성된 액정층(318)을 구비하여, 액정층(318)에 인가되는 전위차에 응답하여 광 투과도를 제어한다.
상기 상부 광학 필름류는 액정 패널(310) 위에 순차적으로 배치된 C-플레이트 보상 필름(322), 상부 광대역 λ/4 위상차 필름(324), 이축성 필름(326) 및 상부 편광판(326)을 포함하여, 액정 패널(310)을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 액정 패널(310)에 제공하여 반사판(314)에 의해 반사된 자연광을 제2 출사한다.
상기 하부 광학 필름류는 액정 패널(310) 아래에 순차적으로 배치된 하부 광대역 λ/4 위상차 필름(332) 및 하부 편광판(334)을 포함하여, 인공광을 액정 패널(310)에 제공한다.
상기한 도 9a에서는 액정 패널 위에 배치된 광대역 λ/4 위상차 필름과 편광판간에 이축성 필름을 배치하는 것을 도시하였으나, 도 9b에 도시된 바와 같이 광대역 λ/4 위상차 필름과 액정 패널간에 배치시킬 수도 있다.
또한, 도 9c에 도시된 바와 같이 액정 패널 아래에 배치된 광대역 λ/4 위상차 필름과 편광판간에 이축성 필름을 배치시킬 수도 있고, 도 9d에 도시된 바와 같이 광대역 λ/4 위상차 필름과 액정 패널간에 배치시킬 수도 있다.
또한, 도 9e에 도시된 바와 같이 액정 패널 위에 배치된 광대역 λ/4 위상차 필름과 편광판간에 이축성 필름을 배치시키고, 액정 패널 아래에 배치된 광대역 λ/4 위상차 필름과 편광판간에 이축성 필름을 배치시킬 수도 있다.
또한, 도 9f에 도시된 바와 같이 액정 패널 위에 배치된 광대역 λ/4 위상차 필름과 액정 패널간에 이축성 필름을 배치시키고, 액정 패널 아래에 배치된 광대역 λ/4 위상차 필름과 액정 패널간에 이축성 필름을 배치시킬 수도 있다.
도면상에서는 C-플레이트 보상 필름이 액정 패널(310) 위에 배치되는 것을 도시하였으나, 통상적으로 C-플레이트 보상 필름이 액정을 보상하는 것을 감안하면 액정 패널(310) 아래에 배치될 수도 있고, 액정 패널(310) 위 및 아래에 각각 배치될 수도 있으며, 생략해도 된다. 물론, C-플레이트 보상 필름을 생략하는 조건은 상부 및 하부 편광판의 두께 방향(Rth) 리타데이션값이 충분히 크다는 조건이다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 제품의 투과율 향상, 콘트라스트 비율 향상과 함께 시야각 측면에서 상하좌우 방향에 대해 콘트라스트 비율 분포를 균형있게 배열시킬 수 있다.
또한, 시야각 측면에서도 기존의 반사 모드나 투과 모드가 모두 상하좌우 비대칭 구조인 반면, 본 발명에 따른 조건은 상하좌우 대칭적으로 분포하며 컬러 특성 측면에서도 양호한 수준임을 확인할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 C-플레이트 보상 필름을 사용한 투과형 VA 모드의 액정 표시 장치에서 CR 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 일반적인 C-플레이트 보상 필름을 사용한 반사-투과형 VA 모드의 액정 표시 장치에서 CR 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 일반적인 편광판을 서로 교차한 상태에서의 다크 시야각 특성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 상기한 도 4의 CR 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치의 광학 조건들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7j는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사-투과형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 액정 패널 112 : 어레이 기판
114 : 반사판 116 : 컬러 필터 기판
118 : 액정층 122 : C-플레이트 보상 필름
124, 132 : λ/4 위상차 필름 126, 134 : λ/2 기능의 이축성 필름
128, 136 : 편광판

Claims (11)

  1. 반사판을 구비하고, 액정층에 인가되는 전압에 따라 광 투과를 제어하는 액정 패널;
    상기 액정 패널 아래에 배치되어, 인공광을 상기 액정 패널에 제공하는 하부 광학 필름류; 및
    상기 액정 패널 위에 배치되어, 상기 액정 패널을 통과하는 인공광을 제1 출사하고, 자연광을 상기 액정 패널에 제공하여 상기 반사판에 의해 반사된 자연광을 제2 출사하는 상부 광학 필름류를 포함하고,
    상기 하부 광학 필름류와 상부 광학 필름류중 적어도 어느 하나에는 이축성 필름이 채용되어 광시야각을 확보하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하부 광학 필름류는,
    상기 액정 패널 아래에 배치되고, λ/4 위상차 기능을 갖는 이축성 필름;
    상기 이축성 필름 아래에 배치된 λ/2 위상차 필름; 및
    상기 λ/2 위상차 필름 아래에 배치된 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하부 광학 필름류는,
    상기 액정 패널 아래에 배치된 λ/4 위상차 필름; 및
    상기 λ/4 위상차 필름 아래에 배치되고, λ/2 위상차 기능을 갖는 이축성 필름; 및
    상기 이축성 필름 아래에 배치된 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하부 광학 필름류는,
    상기 액정 패널 아래에 배치되고, 역파장 분산 위상차 기능을 갖는 이축성 필름; 및
    상기 이축성 필름 아래에 배치된 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 상부 광학 필름류는,
    상기 액정 패널 위에 배치되고, λ/4 위상차 기능을 갖는 이축성 필름;
    상기 이축성 필름 위에 배치된 λ/2 위상차 필름; 및
    상기 λ/2 위상차 필름 위에 배치된 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 상부 광학 필름류는,
    상기 액정 패널 위에 배치된 λ/4 위상차 필름;
    상기 λ/4 위상차 필름 위에 배치되고, λ/2 위상차 기능을 갖는 이축성 필름; 및
    상기 이축성 필름 위에 배치된 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 상부 광학 필름류는,
    상기 액정 패널 위에 배치되고, 역파장 분산 위상차 기능을 갖는 이축성 필름; 및
    상기 이축성 필름 위에 배치된 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 하부 광학 필름류는,
    상기 액정 패널 아래에 배치된 광대역 λ/4 위상차 필름;
    상기 광대역 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 이축성 필름; 및
    상기 이축성 필름 아래에 배치된 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 상부 광학 필름류는,
    상기 액정 패널 위에 배치된 광대역 λ/4 위상차 필름;
    상기 광대역 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 이축성 필름; 및
    상기 이축성 필름 위에 배치된 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 하부 광학 필름류는,
    상기 액정 패널 아래에 배치된 이축성 필름;
    상기 이축성 필름 아래에 배치된 광대역 λ/4 위상차 필름; 및
    상기 광대역 λ/4 위상차 필름 아래에 배치된 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 상부 광학 필름류는,
    상기 액정 패널 위에 배치된 이축성 필름;
    상기 이축성 필름 위에 배치된 광대역 λ/4 위상차 필름; 및
    상기 광대역 λ/4 위상차 필름 위에 배치된 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
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