KR20060035331A

KR20060035331A - 표시장치

Info

Publication number: KR20060035331A
Application number: KR1020040084779A
Authority: KR
Inventors: 윤영남
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2006-04-26

Abstract

표시장치에서, 백라이트 어셈블리는 제1 광을 발생하고, 표시패널은 백라이트 어셈블리 상에 구비된다. 표시패널은 상기 제1 광을 이용하는 투과모드에서 영상을 표시하거나 외부로부터 제공된 제2 광을 이용하는 반사모드에서 영상을 표시한다. 스위칭 패널은 백라이트 어셈블리와 표시패널과의 사이에 구비된다. 스위칭 패널은 투과모드에서 턴-오프되어 제1 광을 그대로 통과시키고, 반사모드에서 턴-온되어 제2 광의 성분을 변화시킨다. 반사 편광판은 스위칭 패널과 백라이트 어셈블리와의 사이에 구비되어 제1 광을 투과시키고, 제2 광을 반사한다. 따라서, 표시장치의 투과 효율성을 증가시키면서 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

표시장치{DISPLAY APPARATUS}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 절단선 Ⅰ-Ⅰ`에 따라 절단한 액정표시장치의 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 제1 내지 제3 편광판 및 반사 편광판을 나타낸 사시도이다.

도 4는 투과모드로 동작하는 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

도 5는 반사모드로 동작하는 액정표시장치를 나타낸 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 백라이트 어셈블리 200 : 표시패널

210 : 제1 어레이 기판 220 : 제1 대향기판

230 : 제1 액정층 300 : 스위칭 패널

310 제2 어레이 기판 320 : 제2 대향기판

330 : 제2 액정층 400 : 반사 편광판

510, 520, 530 : 제1, 제2 및 제3 편광판

600 : 액정표시장치

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투과 효율성을 증가시키면서 생산성을 향상시킬 수 있는 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반투과형 액정표시장치는 어레이 기판, 어레이 기판과 대향하여 배치된 대향기판, 어레이 기판과 대향기판과의 사이에 개재된 액정층으로 이루어진 액정패널 및 액정패널의 후면에 배치되는 백라이트 어셈블리를 포함한다.

어레이 기판은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하, TFT), TFT에 연결된 투과전극 및 반사전극으로 구성된다. 투과전극은 백라이트 어셈블리로부터 제공되는 인공광을 투과시키고, 반사전극은 외부로부터 대향기판을 통해 입사하는 자연광을 반사한다. 또한, 액정층의 배향 방향에 따라 액정패널의 상/하부에는 하측 및 상측 편광판이 각각 부착된다.

하측 편광판은 하측 1/4파장 위상차 필름을 구비하고, 상측 편광판은 상측 1/4파장 위상차필름을 구비한다. 하/상측 1/4파장 위상차 필름은 서로 수직인 두 편광 성분에 대하여 1/4파장 만큼의 위상차를 부여하여 선편광을 원편광으로 바꾸거나 원편광을 선편광으로 바꾸는 역할을 한다.

상술한 바와 같이, 종래의 반투과형 액정표시장치는 하/상측 편광판을 구비할 뿐만 아니라 하/상측 1/4파장 위상차 필름을 더 구비하기 때문에 투과형 액정표시장치에 비해 제품 원가가 상승하여 생산성이 떨어진다.

또한, 투과 모드로 동작하는 반투과형 액정표시장치는 투과형 액정표시장치 에 비해 낮은 투과율을 갖는다. 따라서, 반투과형 액정표시장치의 대비비(Contrast Ratio)가 저하되고, 그 결과 표시 품질이 저하된다.

따라서, 본 발명의 목적은 투과 효율성을 증가시키면서 생산성을 향상시키기 위한 표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따른 표시장치는 백라이트 어셈블리, 표시패널, 스위칭 패널 및 반사 편광판을 포함한다.

상기 백라이트 어셈블리는 제1 광을 발생하고, 상기 표시패널은 상기 백라이트 어셈블리 상에 구비된다. 상기 표시패널은 상기 제1 광을 이용하는 투과모드에서 영상을 표시하거나 외부로부터 제공된 제2 광을 이용하는 반사모드에서 영상을 표시한다.

상기 스위칭 패널은 상기 백라이트 어셈블리와 상기 표시패널과의 사이에 구비된다. 상기 스위칭 패널은 상기 투과모드에서 턴-오프되어 상기 제1 광을 그대로 통과시키고, 상기 반사모드에서 턴-온되어 상기 제2 광의 성분을 변화시킨다. 상기 반사 편광판은 상기 스위칭 패널과 상기 백라이트 어셈블리와의 사이에 구비되어 상기 제1 광을 투과시키고, 상기 제2 광을 반사한다.

이러한 표시장치에 따르면, 상기 투과형 표시패널과 상기 백라이트 어셈블리와의 사이에 상기 스위칭 패널과 상기 반사 편광판이 구비됨으로써, 상기 표시장치는 반사모드와 투과모드로 동작이 가능하고, 투과모드에서의 투과 효율성을 향상시 킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 절단선 Ⅰ-Ⅰ`에 따라 절단한 액정표시장치의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(600)는 백라이트 어셈블리(100), 표시패널(200), 스위칭 패널(300) 및 반사 편광판(400)을 포함한다.

상기 백라이트 어셈블리(100)는 제1 광을 발생하는 램프(110) 및 상기 램프(110)로부터 출력된 상기 제1 광을 상기 표시패널(200) 방향으로 가이드하는 도광판(120)을 포함한다. 상기 도광판(120)의 상부에는 상기 도광판(120)으로부터 출력된 상기 제1 광의 시야각과 휘도 균일성을 향상시키기 위한 광학 시트류(130)가 구비된다. 상기 도광판(120)의 하부에는 상기 도광판(120)으로부터 누설된 상기 제1 광을 상기 도광판(120) 측으로 반사하여 상기 백라이트 어셈블리(100)의 광 효율을 향상시키기 위한 반사판(140)이 구비된다.

상기 표시패널(200)은 제1 어레이 기판(210), 제1 대향기판(220) 및 제1 액정층(미도시)을 포함한다. 상기 제1 어레이 기판(210)은 제1 기판(211), 어레이층(212) 및 다수의 화소전극(213)으로 이루어지다. 상기 어레이층(212)은 다수의 게이트 라인(GL), 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 스위칭 소자(Tr)를 포함한다. 상기 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)은 서로 절연되게 교차한 다. 상기 다수의 스위칭 소자(Tr)는 상기 다수의 게이트 라인(GL)과 다수의 데이터 라인(DL)에 의해서 정의되는 다수의 화소영역에 각각 구비된다. 상기 다수의 화소전극(213)은 상기 스위칭 소자(Tr)에 전기적으로 연결되어 상기 다수의 화소영역에 각각 구비된다.

상기 제1 대향기판(220)은 제2 기판(221), 컬러필터층(222) 및 공통전극(223)을 포함한다. 상기 컬러필터층(222)은 레드, 그린 및 블루 색화소(R, G, B)로 이루어져 상기 제2 기판(221) 상에 구비된다. 상기 공통전극(223)은 상기 컬러필터층(222) 상에 균일한 두께로 적층된다.

본 발명의 일 예로, 상기 다수의 화소전극(213)과 상기 공통전극(223)은 투명성 도전물질인 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; 이하, ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; 이하, IZO)로 이루어진다.

상기 제1 액정층은 상기 제1 어레이 기판(210)과 상기 제1 대향기판(220)과의 사이에 개재되고, 트위스트 네마틱(Twist Nematic; TN) 액정으로 이루어진다.

상기 표시패널(200)은 상기 백라이트 어셈블리(100)로부터 제공된 상기 제1 광을 이용하여 영상을 표시하는 투과모드로 동작하거나, 외부로부터 제공된 제2 광을 이용하여 영상을 표시하는 반사모드로 동작한다. 상기 표시패널(200)이 반사모드로 동작하는 경우 상기 백라이트 어셈블리(100)는 턴-오프되어 상기 백라이트 어셈블리(100)로부터 상기 제1 광이 출력되지 않는다.

한편, 상기 스위칭 패널(300)은 제2 어레이 기판(310), 제2 대향기판(320) 및 제2 액정층(미도시)을 포함한다. 상기 제2 어레이 기판(310)은 제3 기판(311), 주사선(SL1), 신호선(SL2) 및 다수의 제1 전극(312)으로 이루어진다. 상기 주사선(SL1)과 상기 신호선(SL2)은 상기 제3 기판(311) 상에 구비되고, 상기 신호선(SL2)은 상기 제3 기판(311) 상에서 상기 주사선(SL1)과 절연되게 교차한다. 상기 신호선(SL1)과 상기 주사선(SL1)에 의해서 정의된 다수의 전극영역에는 상기 다수의 제1 전극(312)이 각각 구비된다.

상기 제2 대향기판(320)은 제4 기판(321) 및 제2 전극(322)으로 이루어진다. 상기 제2 전극(322)은 상기 제4 기판(321) 상에 구비되어 상기 다수의 제1 전극(312)과 마주한다. 본 발명의 일 예로, 상기 제1 및 제2 전극(312, 322)은 투명성 도전 물질인 ITO 또는 IZO로 이루어진다.

상기 제2 액정층은 상기 제2 어레이 기판(310)과 상기 제2 대향기판(320)과의 사이에 개재되고, 트위스트 네마틱 액정으로 이루어진다.

상기 제1 및 제2 전극(312, 322)에 상기 스위칭 패널(300)을 구동하기 위한 제1 및 제2 턴-온 신호가 각각 인가되면, 상기 제1 및 제2 전극(312, 322)과의 사이에는 전계가 형성된다. 상기 제1 전극(312)과 상기 제2 전극(322)과의 사이에 개재된 상기 제2 액정층 내에 구비된 액정은 상기 전계에 의해서 틸트된다.

상기 반사 편광판(400)은 상기 스위칭 패널(300)과 상기 백라이트 어셈블리(100)와의 사이에 개재되어 상기 제1 광을 투과시키면서 상기 제2 광은 반사한다.

상기 스위칭 패널(300)은 상기 표시패널(200)이 투과모드로 동작하는 경우 턴-오프되고 상기 표시패널(200)이 반사모드로 동작하는 경우 턴-온된다. 따라서, 상기 제1 광은 턴-오프된 상기 스위칭 패널(300)을 통과하여 상기 표시패널(200)로 제공된다. 한편, 상기 제2 광은 턴-온된 상기 스위칭 패널(300)에 의해서 성분이 변화된 후 상기 반사 편광판(400)에 의해서 반사되어 다시 상기 표시패널(200)로 입사된다.

이와 같이, 상기 반사모드에서 상기 제2 광은 상기 백라이트 어셈블리(100)의 반사판(140)에 의해서 반사되지 않고, 상기 백라이트 어셈블리(100)로 제공되기 전에 상기 반사 편광판(400)에 의해서 반사된다. 따라서, 상기 반사모드에서 상기 제2 광의 광 손실을 감소시킬 수 있다.

상기 액정표시장치(600)는 제1 편광판(510), 제2 편광판(420) 및 제3 편광판(530)을 더 포함한다. 상기 제1 편광판(510)은 상기 제1 기판(211)의 하면에 부착되고, 상기 제2 편광판(520)은 상기 제2 기판(221)의 상면에 부착되며, 상기 제3 편광판(530)은 상기 제4 기판(321)의 상면에 부착된다.

도 3을 참조하면, 상기 제1 편광판(510)은 제1 방향(D1)으로 연장된 제1 투과축(511)을 갖는다. 따라서, 상기 제1 편광판(510)은 상기 제1 방향(D1)으로 진동하는 성분은 투과시키고 상기 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)으로 진동하는 성분은 흡수한다.

상기 제2 편광판(520)은 상기 제1 투과축(511)과 직교하는 제2 투과축(521)을 갖는다. 따라서, 상기 제2 편광판(520)은 상기 제2 방향(D2)으로 진동하는 성분은 투과시키고, 상기 제1 방향(D1)으로 진동하는 성분을 흡수한다.

상기 제3 편광판(530)은 상기 제2 투과축(521)과 평행한 제3 투과축(531)을 갖는다. 따라서, 상기 제3 편광판(530)은 상기 제2 방향(D2)으로 진동하는 성분은 투과시키고, 상기 제1 방향(D1)으로 진동하는 성분을 흡수한다.

여기서, 상기 제2 및 제3 편광판(520, 530)의 제2 및 제3 투과축(521, 531)은 서로 동일한 방향으로 연장된다. 따라서 본 발명의 다른 일예로, 상기 액정표시장치(600)는 상기 제2 및 제3 편광판(520, 530)을 대신하는 하나의 편광판을 구비할 수도 있다.

상기 반사 편광판(400)은 상기 제3 투과축(531)과 평행한 반사축(410) 및 상기 제3 투과축(531)과 직교하는 제4 투과축(420)을 포함한다. 따라서, 상기 반사 편광판(400)은 상기 제1 방향으로 진동하는 성분은 투과시키고 상기 제2 방향으로 진동하는 성분은 반사한다.

상기 제1 내지 제3 편광판(510, 520, 530)과 상기 반사 편광판(400)에 대해서는 이후 도 3 및 도 4에서 구체적으로 설명한다.

도 4를 참조하면, 상기 액정표시장치(600)가 투과모드로 동작하는 경우, 상기 백라이트 어셈블리(100)로부터 출력된 상기 제1 광(L1)은 반사 편광판(400) -> 제2 액정층(330) -> 제3 편광판(530) -> 제1 편광판(510) -> 제1 액정층(230) -> 제2 편광판(520)을 순차적으로 통과한다.

상기 액정표시장치(600)가 투과모드로 동작하는 경우, 상기 스위칭 패널(300)은 턴-오프 상태로 유지된다.

상기 액정표시장치(600)의 제1 액정층(230)에 전압이 인가되지 않은 경우(OFF), 상기 반사 편광판(400)은 상기 제1 광(L1) 중 상기 제4 투과축(420)과 나란한 방향으로 진동하는 성분을 통과시킨다. 상기 반사 편광판(400)으로부터 출력된 상기 제1 광(L1)은 상기 제2 액정층(330)으로 제공된다. 상기 제1 광(L1)은 상기 제2 액정층(330)에 의해서 제3 투과축(531)과 나란한 성분을 갖도록 변화되고, 변화된 상기 제1 광(L1)은 상기 제3 및 제1 편광판(530, 510)을 통과하여 상기 제1 액정층(230)으로 제공된다. 상기 제1 광(L1)은 상기 제1 액정층(230)에 의해서 상기 제2 투과축(521)과 나란한 성분을 갖도록 변화되고, 변화된 상기 제1 광(L1)은 상기 제2 편광판(520)을 통과한다. 따라서, 상기 액정표시장치(600)에는 화이트(WHITE) 계조가 표시된다.

한편, 상기 액정표시장치(600)의 제1 액정층(230)에 전압이 인가된 경우(ON), 상기 반사 편광판(400)은 상기 제1 광(L1) 중 상기 제4 투과축(420)과 나란한 방향으로 진동하는 성분을 통과시킨다. 상기 반사 편광판(400)으로부터 출력된 상기 제1 광(L1)은 상기 제2 액정층(330)으로 제공된다. 상기 제1 광(L1)은 상기 제2 액정층(330)에 의해서 제3 투과축(531)과 나란한 성분을 갖도록 변화되고, 변화된 상기 제1 광(L1)은 상기 제3 및 제1 편광판(530, 510)을 통과하여 상기 제1 액정층(230)으로 제공된다. 상기 제1 광(L1)은 상기 제1 액정층(230)을 통과한 후에도 성분을 그대로 유지하여 상기 제2 편광판(520)을 통과하지 못하고 소멸된다. 따라서, 상기 액정표시장치(600)에는 블랙(BLACK) 계조가 표시된다.

도 5를 참조하면, 상기 액정표시장치(600)가 반사모드로 동작하는 경우 외부로부터 제공된 상기 제2 광(L2)은 제2 편광판(520) -> 제1 액정층(230) -> 제1 편광판(510) -> 제3 편광판(530) -> 제2 액정층(330) -> 반사 편광판(400)을 순차적으로 통과한다.

상기 액정표시장치(600)의 상기 제1 액정층(230)에 전압이 인가되지 않고 상기 제2 액정층(330)에 전압이 인가된 경우(OFF), 상기 제2 편광판(520)은 상기 제2 광(L2) 중 제2 투과축(521)과 나란한 방향으로 진동하는 성분만을 통과시킨다. 상기 제2 편광판(520)으로부터 출력된 상기 제2 광(L2)은 상기 제1 액정층(230)으로 제공된다. 상기 제2 광(L2)은 상기 제1 액정층(230)에 의해서 상기 제1 투과축(511)과 나란한 성분을 갖도록 변화된다. 변화된 상기 제2 광(L2)은 상기 제1 및 제3 편광판(510, 530)을 통과하여 제2 액정층(330)으로 제공된다. 상기 제2 광(L2)은 상기 제2 액정층(330)을 통과한 후에도 성분을 그대로 유지하여 상기 반사 편광판(400)에 의해서 반사된다. 반사된 상기 제2 광(L2)은 상기 제2 액정층(330), 제3 및 제1 편광판(530, 510)을 순차적을 통과하여 상기 제1 액정층(230)으로 제공된다. 상기 제2 광(L2)은 상기 제1 액정층(230)에 의해서 상기 제2 투과축(521)과 나란한 성분을 갖도록 변화되고, 변화된 상기 제2 광(L2)은 상기 제2 편광판(520)을 통과한다. 따라서, 상기 액정표시장치(600)에는 화이트(WHITE) 계조가 표시된다.

한편, 상기 액정표시장치(600)의 상기 제1 액정층(230)에 전압이 인가되고 상기 제2 액정층(330)에 전압이 인가되지 않은 경우(ON), 상기 제2 편광판(520)은 상기 제2 광(L2) 중 제2 투과축(521)과 나란한 방향으로 진동하는 성분만을 통과시 킨다. 상기 제2 편광판(520)으로부터 출력된 상기 제2 광(L2)은 상기 제1 액정층(230)으로 제공된다. 상기 제2 광(L2)은 상기 제1 액정층(230)을 통과한 후에도 성분을 그대로 유지하여 상기 제1 편광판(510)을 통과하지 못하고 소멸된다. 따라서, 상기 액정표시장치(600)에는 블랙(BLACK) 계조가 표시된다.

이와 같은 표시장치에 따르면, 투과형 구조를 갖는 상기 표시패널과 상기 백라이트 어셈블리와의 사이에 상기 스위칭 패널과 상기 반사 편광판이 구비된다.

따라서, 상기 표시장치는 반사모드와 투과모드로 모두 동작이 가능하고, 투과모드에서의 투과 효율성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 표시장치는 투과형 표시패널을 구비함으로써, 제조 원가가 절감되고, 제조 공정이 용이해진다. 그 결과, 상기 표시장치의 생산성이 향상될 수 있다.

이상 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.

Claims

제1 광을 발생하는 백라이트 어셈블리;

상기 백라이트 어셈블리 상에 구비되고, 상기 제1 광을 이용하는 투과모드에서 영상을 표시하거나 외부로부터 제공된 제2 광을 이용하는 반사모드에서 영상을 표시하는 표시패널;

상기 백라이트 어셈블리와 상기 표시패널과의 사이에 구비되고, 상기 투과모드에서 턴-오프되어 상기 제1 광을 그대로 통과시키고, 상기 반사모드에서 턴-온되어 상기 제2 광의 성분을 변화시키는 스위칭 패널; 및

상기 스위칭 패널과 상기 백라이트 어셈블리와의 사이에 구비되어 상기 제1 광은 투과시키고, 상기 제2 광은 반사하는 반사 편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 표시패널은,

스위칭 소자 및 상기 스위칭 소자에 전기적으로 연결된 화소전극이 매트릭스 형태로 형성된 제1 어레이 기판;

상기 화소전극과 마주하는 공통전극이 형성되고, 상기 어레이 기판과 마주하는 제1 대향기판; 및

상기 제1 어레이 기판과 상기 제1 대향기판과의 사이에 개재된 제1 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제2항에 있어서, 상기 화소전극과 상기 공통전극은 투명성 도전물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시장치.
제2항에 있어서, 상기 스위칭 패널은,

제1 턴-온 신호가 제공되는 제1 전극이 매트릭스 형태로 형성된 제2 어레이 기판;

상기 제1 전극과 마주하고 제2 턴-온신호가 제공되는 제2 전극이 형성되고, 상기 제2 어레이 기판과 마주하는 제2 대향기판; 및

상기 제2 어레이 기판과 상기 제2 대향기판과의 사이에 개재된 제2 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 액정층은 트위스트 네마틱 액정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 어레이 기판의 하면에 부착되고, 제1 투과축을 갖는 제1 편광판; 및

상기 제1 대향기판의 상면에 부착되고, 상기 제1 투과축과 직교하는 제2 투과축을 갖는 제2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제6항에 있어서, 상기 반사 편광판은 상기 제1 투과축과 평행한 제3 투과축과 상기 제1 투과축과 직교하는 제1 반사축을 갖는 것을 특징으로 하는 표시장치.
제6항에 있어서, 상기 제2 대향기판의 상면에 부착되고, 상기 제2 투과축과 평행한 제4 투과축을 갖는 제3 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.