KR20070028691A - 편광판 및 이를 가지는 표시 장치 - Google Patents

편광판 및 이를 가지는 표시 장치 Download PDF

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KR20070028691A
KR20070028691A KR1020050080218A KR20050080218A KR20070028691A KR 20070028691 A KR20070028691 A KR 20070028691A KR 1020050080218 A KR1020050080218 A KR 1020050080218A KR 20050080218 A KR20050080218 A KR 20050080218A KR 20070028691 A KR20070028691 A KR 20070028691A
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심성규
황인선
황성용
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 표시 패널을 투과하는 적색, 녹색 및 청색광의 출사량을 균일하게 할 수 있는 편광판 및 이를 가지는 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 대향하는 제1 및 제2 기판과; 상기 제1 및 제2 기판 중 적어도 어느 하나의 기판 상에 부착되어 입사되는 광 중 소정방향으로 편광된 광을 투과시키는 편광판과; 상기 편광판 상에 형성되어 상기 편광판의 표면을 요철형태로 형성하는 확산 비드층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

편광판 및 이를 가지는 표시 장치{POLARIZER AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
도 1은 종래 시야각이 증가함에 따라 감소하는 색온도 곡선을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 상부편광판을 상세히 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 시야각에 따른 종래 액정 표시 장치를 투과한 적색, 녹색 및 청색광의 휘도를 나타내는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 시야각에 따른 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 투과한 적색, 녹색 및 청색광의 휘도를 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 종래 액정 표시 장치의 적색, 녹색 및 청색광을 XY색좌표값으로 나타낸 도면이다.
도 8은 종래와 본 발명에 따른 액정 표시 패널을 투과한 적색, 녹색 및 청색 광의 시야각을 설명하기 위한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1,11 ; 기판 58 : 박막트랜지스터
62 : 칼라필터 64 : 공통전극
68 : 블랙매트릭스 70 : 박막트랜지스터 기판
72 : 화소전극 74 : 데이터라인
76 : 액정층 80 : 칼라필터 기판
82 : 게이트라인 116 : 보호층
118 : 확산 비드층 120,122 : 편광판
124,126 : 지지층 128 : 편광막
130 : 액정 표시 패널
본 발명은 편광판 및 이를 가지는 표시 장치에 관한 것으로, 특히 표시 패널을 투과하는 적색, 녹색 및 청색광의 출사량을 균일하게 할 수 있는 편광판 및 이를 가지는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치 중 액정 표시 장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함 으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여 액정 표시 장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정 표시 패널과, 액정 표시 패널을 구동하기 위한 구동 회로를 구비한다.
액정 표시 패널은 서로 대향하는 박막 트랜지스터 기판 및 칼러 필터 기판과, 두 기판 사이에 주입된 액정과, 두 기판 사이의 셀갭을 유지시키는 스페이서를 구비한다.
이러한 액정 표시 패널 배면에 위치하여 액정 표시 패널에 광을 공급하는 백라이트 유닛은 적색, 녹색 및 청색광을 균일하게 출사한다. 그러나, 백라이트 유닛에서 출사된 적색, 녹색 및 청색광은 액정 표시 패널을 투과하면서 적색광의 광량이 상대적으로 증가하는 문제점이 있다. 특히, 관찰 시야각이 증가함에 따라 표 1에 도시된 바와 같이 액정 표시 패널로부터 출사되는 적색광이 상대적으로 증가하는 반면에 액정 표시 패널로부터 출사되는 청색광은 상대적으로 감소한다.
시야각 WHITE RED GREEN BLUE CCT
0도 468.1 21.7% 64.4% 13.9% 11100K
30도 385.5 22.3% 64.8% 13.0% 9761K
45도 284.6 23.3% 64.7% 12.0% 8662K
60도 185.1 24.7% 64.3% 11.0% 7631K
이와 같이, 액정 표시 패널은 시야각이 증가함에 따라 표 1 및 도 1에 도시된 바와 같이 색온도(Correlated Color Temperature : CCT)가 점차 낮아지므로 액정 표시 패널은 전체적으로 붉은 색을 띄는 현상이 심하게 나타나는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 표시 패널을 투과하는 적색, 녹색 및 청색광의 출사량을 균일하게 할 수 있는 편광판 및 이를 가지는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치는 대향하는 제1 및 제2 기판과; 상기 제1 및 제2 기판 중 적어도 어느 하나의 기판 상에 부착되어 입사되는 광 중 소정방향으로 편광된 광을 투과시키는 편광판과; 상기 편광판 상에 형성되어 상기 편광판의 표면을 요철형태로 형성하는 확산 비드층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 확산 비드층은 상기 제1 기판 상에 부착된 상기 편광판 상에 형성되어 상기 액정층을 통과한 광을 확산시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 확산 비드층을 보호하는 보호층을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 확산 비드층은 플라스틱, 실리콘 및 유리분말 중 적어도 어느 하나의 재질로 형성된 다수의 비드로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 비드의 크기는 각 픽셀의 크기보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비드는 상기 편광판의 면적의 약 50%이상으로 충진되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 입사되는 광 중 소정방향으로 편광된 광을 투 과시키는 본 발명에 따른 편광판은 상기 편광판의 표면이 요철형태가 되도록 형성되며 상기 입사되는 광을 확산시키는 확산 비드층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 표시 장치는 대향하는 제1 및 제2 기판과; 상기 제1 기판 상에 형성되는 칼라필터와; 상기 칼라필터 중 특정색을 구현하는 칼라필터 내에 형성되며 입사되는 광을 확산시키는 다수개의 비드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 다수개의 비드는 청색 칼라필터 내에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 도 2 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 액정층(76)을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 기판(70) 및 칼라 필터 기판(80)와, 박막 트랜지스터 기판(70) 및 칼라 필터 기판(80)의 배면에 부착되는 제1 및 제2 편광판(120,122)을 구비한다.
칼라 필터 기판(80)은 상부기판(11) 상에 순차적으로 형성된 블랙매트릭스(68), 칼라필터(62), 공통 전극(64), 컬럼 스페이서(도시하지 않음)를 구비한다.
블랙 매트릭스(68)는 상부기판(11)을 칼라 필터(62)가 형성되어질 다수의 셀영역들로 나누고, 인접한 셀들간의 광 간섭 및 외부광 반사를 방지한다. 이를 위해, 블랙 매트릭스(68)는 하부기판(1) 상에 형성된 데이터 라인(74), 게이트 라인(82) 및 박막 트랜지스터(58) 중 적어도 어느 하나와 중첩되게 상부기판(111) 상에 형성된다.
칼라 필터(62)는 블랙 매트릭스(68)에 의해 구분된 셀영역에 적(R), 녹(G), 청(B)으로 구분되게 형성되어 적, 녹, 청색 광을 각각 투과시킨다.
공통 전극(64)은 투명 도전층으로 액정 구동시 기준이 되는 공통 전압(Vcom)을 공급한다.
컬럼 스페이서는 박막 트랜지스터 기판(70)과 칼라 필터 기판(80)과의 셀갭을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
박막 트랜지스터 기판(70)은 하부 기판(1) 위에 서로 교차하게 형성된 게이트 라인(82) 및 데이터 라인(74)과, 그 교차부에 인접한 박막 트랜지스터(58)와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역에 형성된 화소 전극(72)을 구비한다.
박막 트랜지스터(58)는 게이트 라인(82)에 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(74)에 공급되는 화소 신호가 화소 전극(72)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(58)는 게이트 라인(82)과 접속된 게이트 전극, 데이터 라인(74)과 접속된 소스 전극, 소스 전극과 대향하게 위치하여 화소 전극(72)과 접속된 드레인 전극, 소스 전극과 드레인 전극 사이에 채널을 형성하는 활성층, 소스 전극 및 드레인 전극과의 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층을 구비한다.
화소 전극(72)은 박막 트랜지스터(58)로부터 공급된 화소 신호를 충전하여 칼라 필터 기판(80)에 형성되는 공통 전극(64)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 박막 트랜지스터 기판(70)과 칼라 필터 기판(80)에 위치하는 액정이 유전 이방성에 의해 회전하게 되며 백라이트 유닛으로부터 화소 전극(72)을 경유하여 입사되는 광량을 조절하여 칼라 필터 기판(80) 쪽으로 투과시키게 된다.
칼라 필터 기판(80)과 박막트랜지스터 기판(70) 상에 부착된 상/하부 편광판들(120,122)은 어느 한 방향으로 편광된 빛을 투과시키게 되며, 액정층(76)이 90°TN 모드일 때 그들의 편광방향은 서로 직교하게 된다.
상/하부 편광판(120,122) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 입사되는 광에 대해 투과 광량 및 편광 상태를 제어하는 편광막(128)과, 편광막(128)을 보호/지지하는 제1 및 제2 지지층(126,124)을 구비한다.
편광막(128)은 폴리 비닐 알코올(Poly Vinyl Alcohol : PVA)의 얇은 막을 가열시켜면서 연신시켜 요오드 산(iodic acid)을 이색성 염료 용액에 침적시킴으로써 형성된다. 이러한 편광막(128)을 가지는 편광판(120,122)은 편광막(128)을 연신한 방향인 연식축과, 그 연식축과 직교되는 투과축을 가진다.
제1 및 제2 지지층(126,124)은 트라이 아세테이트 셀루로스(TriAcetyl Cellulose : TAC) 등으로 형성되며, 연신된 편광막(128)의 수축을 방지하고 편광막(128)을 보호/지지하는 역할을 한다.
한편, 상부 편광판(120)은 액정층(76)을 투과한 광의 시야각에 따른 휘도가 균일해지도록 확산 비드층(118)을 추가로 구비한다.
확산 비드층(118)은 액정 표시 패널(130)로부터 출사되는 적색, 녹색 및 청색광을 확산시킨다. 확산 비드층(118)은 제1 지지층(126) 상에 PMMA(polymethyl methacrylate), PS(Poly stylene) 등을 포함하는 플라스틱 재질, 실리콘 재질 또는 유리 분말 등으로 이루어진 다수개의 비드로 형성된다. 이러한 확산 비드층(118)에 포함된 각 비드는 편광판(120)의 면적비로 약 50%이상이 충진되거나 여러층으로 배열되도록 형성된다. 또한, 확산 비드층(118)에 포함된 각 비드의 직경은 픽셀 크기보다 작은 약 10㎛이하로 형성된다. 이는 비드의 직경이 픽셀 보다 큰 경우 픽셀이 번져 보일수 있기 때문이다.
확산 비드층(118)은 제1 지지층(126) 상에 균일한 두께로 형성된다. 또는 상대적으로 시야각이 증가함에 따라 출사광량이 적은 청색(B) 컬러필터(62)와 대응되는 영역의 제1 지지층(126) 상에 다른 색의 컬러필터(62)에 비해 두껍게 형성된다. 또는 상대적으로 시야각이 증가함에 따라 출사광량이 적은 청색(B) 컬러필터(62)와 대응되는 영역의 제1 지지층(126) 상에 다른 색의 컬러필터(62)에 비해 비드가 상대적으로 많은 양이 충진된다.
확산 비드층(118)은 보호막(116)에 의해 보호되며 확산 비드층(118)에 포함된 각 비드는 보호막(116)에 의해 제1 지지층(126) 상에 고정된다. 이러한 보호막(116)은 아크릴(Acryl) 계열의 수지 또는 에폭시(Epoxy) 계열의 수지로 형성된다.
한편, 확산 비드층(118)은 상부 편광판(120) 뿐만 아니라 하부 편광판(122)에 포함될 수도 있다. 이 하부 편광판(122)에 포함된 확산 비드층(118)은 백라이트 유닛으로부터 출사되는 적색, 녹색 및 청색 광의 시야각이 균일하게 액정 표시 패널(130)로 입사되도록 한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 도 3에 도시된 확산 비드층의 비드들이 청색 컬러필터에 형성되는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
청색(B) 컬러필터(62)는 출사광량을 높이기 위해비드(114)들을 포함하도록 형성된다. 이는 청색(B) 컬러필터(62)로부터 출사되는 청색광이 다른 색의 컬러필터에 비해 시야각이 증가함에 따라 출사광량이 적기 때문이다.
청색(B) 컬러필터(62)에 포함된 비드(114)들은 PMMA(polymethyl methacrylate), PS(Poly stylene) 등을 포함하는 플라스틱 재질, 실리콘 재질 또는 유리 분말 등으로 형성된다. 이러한 비드(114)들은 청색(B) 컬러필터(62)의 면적비로 약 50%이상이 충진되거나 여러층으로 배열되도록 형성된다. 또한, 청색(B) 컬러필터(62)에 포함된 각 비드(114)의 직경은 픽셀 크기보다 작은 약 10㎛ 로 형성된다. 이는 비드(114)의 직경이 픽셀 보다 큰 경우 픽셀이 번져 보일수 있기 때문이다.
도 5 및 도 6은 시야각에 따른 종래와 본 발명에 따른 액정 표시 장치로부터 출사되는 광의 휘도를 나타내는 도면이다. 여기서, 도 5a 내지 6b에서 가로축은 시야각을, 세로축은 휘도를 나타낸다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 종래 액정 표시 패널에서 출사된 적색, 녹색 및 청색광 중 청색광은 적색 및 녹색광에 비해 수평 및 수평 시야각이 증가할수록 그 광량이 적다. 즉, 동일 시야각에서 출사되는 청색광은 적색 및 녹색광에 비해 휘도가 낮다.
반면에 도 6a에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 액정 표시 패널에서 출사되는 적색, 녹색 및 청색광 각각은 동일 수평 시야각에서 출사되는 광량이 동일하여 휘도가 동일하다. 그리고, 도 6b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 액정 표시 패널에서 출사되는 적색, 녹색 및 청색광 각각은 동일 수직 시야각에서 출사되는 광량이 동일하여 휘도가 동일하다.
도 7a 및 도 7b는 도 5a 및 도 5b에 도시된 R,G,B 색도 좌표값으로부터 계산된 2차원 색도 좌표값을 나타낸 도면이다.
도 7a에 도시된 바와 같이 2차원 색도 좌표값, 즉 XY 색도좌표값은 수평시야각이 커질수록 증가하며, 도 7b에 도시된 바와 같이 XY 색도좌표값은 수직 시야각이 커질수록 증가한다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 종래 액정 표시 장치의 XY색도 좌표값은 시야각이 커질수록 그 값이 커진다. 반면에 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 XY 색도 좌표값은 도 3에 도시된 확산 비드층 또는/및 도 4에 도시된 비드에 의해 시야각에 관계없이 균일하다. 이에 따라, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 그 액정 표시 장치로부터 출사되는 적색, 녹색 및 청색 광이 동일시야각에서 동일한 휘도값을 가지게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 편광판 및 이를 가지는 표시 장치는 편광판의 최상층의 표면을 요철형태로 형성하기 위해 확산 비드층을 구비한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 편광판 및 이를 가지는 표시 장치는 그 액정 표시 장치로부터 출사되는 적색, 녹색 및 청색 광이 동일시야각에서 동일한 휘도값을 가지게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (14)

  1. 대향하는 제1 및 제2 기판과;
    상기 제1 및 제2 기판 중 적어도 어느 하나의 기판 상에 부착되어 입사되는 광 중 소정방향으로 편광된 광을 투과시키는 편광판과;
    상기 편광판 상에 형성되어 상기 편광판의 표면을 요철형태로 형성하는 확산 비드층을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산 비드층은 상기 제1 기판 상에 부착된 상기 편광판 상에 형성되어 상기 액정층을 통과한 광을 확산시키는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산 비드층을 보호하는 보호층을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 확산 비드층은 플라스틱, 실리콘 및 유리분말 중 적어도 어느 하나의 재질로 형성된 다수의 비드로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 비드의 크기는 각 픽셀의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 비드는 상기 편광판의 면적의 약 50%이상으로 충진되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 입사되는 광 중 소정방향으로 편광된 광을 투과시키는 편광판에 있어서,
    상기 편광판의 표면이 요철형태가 되도록 형성되며 상기 입사되는 광을 확산시키는 확산 비드층을 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 확산 비드층을 보호하는 보호층을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 확산 비드층은 플라스틱, 실리콘 및 유리분말 중 적어도 어느 하나의 재질로 형성된 다수의 비드로 이루어진 것을 특징으로 하는 편광판.
  10. 대향하는 제1 및 제2 기판과;
    상기 제1 기판 상에 형성되는 칼라필터와;
    상기 칼라필터 중 특정색을 구현하는 칼라필터 내에 형성되며 입사되는 광을 확산시키는 다수개의 비드를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 다수개의 비드는 청색 칼라필터 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 비드는 플라스틱, 실리콘 및 유리분말 중 적어도 어느 하나의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 비드의 크기는 각 픽셀의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 비드는 상기 청색 컬러필터 면적의 약 50%이상으로 충진되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150142522A (ko) * 2014-06-12 2015-12-22 엘지디스플레이 주식회사 편광판 및 그 제조방법

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