KR20080096256A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20080096256A
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박승범
유재진
계명하
이승주
장윤
배우진
이승희
박준형
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 표시 장치는 주 패널 유닛과 상기 주 패널 유닛에 대향 배치된 부 패널 유닛을 포함하는 표시 패널 어셈블리와, 상기 표시 패널 어셈블리에 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하며, 상기 주 패널 유닛은 컬러 필터를 가지고 유채색 및 무채색의 화상을 표시하고, 상기 부 패널 유닛은 무채색의 화상만을 표시한다.

Description

표시 장치 {DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 표시 패널 어셈블리의 부분 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치에 사용된 표시 패널 어셈블리의 부분 확대 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 도 4의 표시 패널 어셈블리의 부분 확대 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 실험예와 비교예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시 장치에 사용된 표시 패널 어셈블리의 부분 확대 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
50 : 표시 패널 어셈블리 51 : 주 패널 유닛
52 : 부 패널 유닛 70 : 백라이트 어셈블리
100 : 제1 주 패널 110 : 제1 주 기판 부재
121 : 게이트 라인 124 : 게이트 전극
130 : 게이트 절연막 140 : 반도체층
161 : 데이터 라인 165 : 소스 전극
166 : 드레인 전극 170 : 보호막
171 : 접촉 구멍 180 : 주 화소 전극
200 : 제2 주 패널 10 : 제2 주 기판 부재
220 : 주 차광 부재 221 : 주 개구 영역
230 : 컬러 필터 250 : 평탄화막
280 : 주 공통 전극 300 : 주 액정층
310 : 제1 주 배향막 320 : 제2 주 배향막
350 : 주 실런트 410 : 제1 편광판
420 : 제2 편광판 430 : 제3 편광판
501 : 박막 트랜지스터 600 : 제1 부 패널
610: 제1 부 기판 부재 680 : 부 화소 전극
700 : 제2 부 패널 710 : 제2 부 기판 부재
780 : 부 공통 전극 800 : 부 액정층
810 : 제1 부 배향막 820 : 제2 부 배향막
850 : 부 실런트
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화상의 품질을 향상시 킨 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치에는 여러 종류가 있다. 그 중에서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 소형화 및 경량화 되면서 성능이 더욱 향상된 액정 표시(liquid crystal display, LCD) 패널을 구비한 표시 장치가 대표적인 표시 장치로 자리 잡고 있다.
액정 표시 패널을 구비한 표시 장치는 소형화, 경량화 및 저전력 소비화 등의 이점을 가지고 있어서 기존의 브라운관(cathode ray tube, CRT)의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로서 점차 주목 받아왔다. 현재는 표시 장치를 필요로 하는 핸드폰, PDA(personal digital assistant), 및 PMP(portable multimedia player) 등과 같은 소형 제품뿐만 아니라 중대형 제품인 모니터 및 TV 등에도 장착되어 사용되는 등 표시 장치가 필요한 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되어 사용되고 있다.
그러나 액정 표시 패널을 구비한 표시 장치는 콘트라스트(contrast)비(계조비)를 높이는 데 한계가 있었다. 액정 표시 패널을 구비한 표시 장치도 점점 대형화되면서, 높은 콘트라스트비를 요구하게 되었다. 따라서 종래의 표시 장치는 콘트라스트비를 향상시키기 위해서 편광자나 기능성 필름을 사용하였다. 하지만, 이러한 종래의 방법만으로는 10000:1 이상의 높은 콘트라스트비를 확보하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은, 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화상의 품질 을 향상시킨 표시 장치를 제공하고자 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표시 장치는 주 패널 유닛과 상기 주 패널 유닛에 대향 배치된 부 패널 유닛을 포함하는 표시 패널 어셈블리와, 상기 표시 패널 어셈블리에 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하며, 상기 주 패널 유닛은 컬러 필터를 가지고 유채색 및 무채색의 화상을 표시하고, 상기 부 패널 유닛은 무채색의 화상만을 표시한다.
상기 주 패널 유닛은 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이용한 능동 구동(active matrix, AM)형 액정 표시 패널일 수 있다.
상기 주 패널 유닛의 배면에 배치된 제1 편광판과, 상기 주 패널 유닛의 배면에 배치된 제2 편광판을 더 포함할 수 있다.
상기 주 패널 유닛은 수직 배향 모드(vertically aligned mode, VA mode)의 액정 표시 패널일 수 있다.
상기 주 패널 유닛은 트위스트 네마틱 모드(twisted nematic mode, TN mode)의 액정 표시 패널일 수 있다.
상기 부 패널 유닛은 능동 구동형 액정 표시 패널 및 수동 구동(passive matrix, PM)형 액정 표시 패널 중 어느 하나일 수 있다.
상기 부 패널 유닛은 흑색과 백색만을 표현할 수 있다.
상기 부 패널 유닛은 게스트-호스트(guest-host) 액정 표시 패널일 수 있다.
상기 주 패널 유닛과 대향하는 면에 반대면의 상기 부 패널 유닛에 배치된 제3 편광판을 더 포함할 수 있다.
상기 부 패널 유닛은 트위스트 네마틱 모드의 액정 표시 패널일 수 있다.
상기 부 패널 유닛은 수직 배향 모드의 액정 표시 패널일 수 있다.
상기한 표시 장치에 있어서, 상기 주 패널 유닛은 상기 백라이트 어셈블리에서 공급된 빛이 통과하는 다수의 주 개구 영역을 갖는 주 차광 부재를 포함하고, 상기 부 패널 유닛은 상기 주 차광 부재의 주 개구 영역의 중앙에 대응하는 부 개구 영역을 갖는 부 차광 부재를 포함할 수 있다.
상기 주 표시 패널은 주 공통 전극과, 상기 주 차광 부재의 주 개구 영역에 대응하는 다수의 주 화소 전극과, 상기 주 공통 전극 및 상기 주 화소 전극 사이에 배치된 주 액정층을 더 포함하며, 상기 부 표시 패널은 부 공통 전극과, 상기 부 차광 부재의 부 개구 영역에 대응하는 다수의 부 화소 전극과, 상기 부 공통 전극 및 상기 부 화소 전극 사이에 배치된 부 액정층을 더 포함할 수 있다.
상기 다수의 주 화소 전극 및 상기 다수의 부 화소 전극은 각각 서로 중첩될 수 있다.
상기 주 패널 유닛과 상기 부 패널 유닛은 실질적으로 동일한 해상도를 가지고 화상을 표시할 수 있다.
상기 부 패널 유닛은 상기 주 패널 유닛과 상기 백라이트 어셈블리 사이에 배치될 수 있다.
상기 주 차광 부재의 주 개구 영역은 상기 부 차광 부재의 부 개구 영역보다 클 수 있다.
상기 주 차광 부재의 주 개구 영역은 상기 주 화소 전극의 크기보다 작을 수 있다.
상기 주 패널 유닛은 상기 부 패널 유닛과 상기 백라이트 어셈블리 사이에 배치될 수 있다.
상기 주 차광 부재의 주 개구 영역은 상기 부 차광 부재의 부 개구 영역보다 작을 수 있다.
상기 부 차광 부재의 부 개구 영역은 상기 부 화소 전극의 크기보다 작을 수 있다.
이에, 표시 장치에서 표시되는 화상의 품질을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
또한, 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하 여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(901)는 표시 패널 어셈블리(50)와, 표시 패널 어셈블리(50)에 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리(70)를 포함한다.
백라이트 어셈블리(70)는 표시 패널 어셈블리(50)에 실질적으로 면광원에 가까운 빛을 균일하게 공급한다. 백라이트 어셈블리(70)는 램프 유닛과, 램프 유닛에서 발생된 빛을 확산시키는 광학 부재를 포함하여 만들어질 수 있다. 램프 유닛으로는 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL), 외부 전극 형광 램프(external electrode flourscent lamp, EEFL) 및 열음극 형광 램프(hot cathode fluorescence lamp, HCFL) 등이 사용될 수 있다.
또한, 백라이트 어셈블리(70)는 면광원 형태의 램프 유닛을 사용하거나, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 및 무기 발광 소자 등을 사용하여 만들어질 수도 있다.
이외에도 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(901)는 공지된 모든 종류의 백라이트 어셈블리(70)를 사용할 수 있다.
표시 패널 어셈블리(50)는 주 패널 유닛(51)과, 주 패널 유닛(51)에 대향 배 치된 부 패널 유닛(52)을 포함한다. 또한, 표시 패널 어셈블리(50)는 주 패널 유닛(51)의 배면에 배치된 제1 편광판(410)과 주 패널 유닛(51)의 전면에 배치된 제2 편광판(420)을 더 포함한다. 여기서, 제1 편광판(410)은 주 패널 유닛(51)과 부 패널 유닛(52) 사이에 배치된다.
주 패널 유닛(51)은 제1 주 패널(100)과, 제1 주 패널(100)과 대향 배치된 제2 주 패널(200)과, 제1 주 패널(100)과 제2 주 패널(200) 사이에 배치된 주 액정층(300)을 포함한다. 그리고 주 패널 유닛(51)은 제1 주 패널(100)과 제2 주 패널(200)을 합착하고 주 액정층(300)을 밀폐시키는 주 실런트(350)를 더 포함한다. 또한, 주 패널 유닛(51)은 제1 주 패널(100) 및 제2 주 패널(200) 중 어느 하나에 형성된 컬러 필터(230)(도 2에 도시)를 포함하며, 유채색 및 무채색의 화상을 표시한다.
부 패널 유닛(52)은 제1 부 패널(600)과, 제1 부 패널(600)과 대향 배치된 제2 부 패널(700)과, 제1 부 패널(600)과 제2 부 패널(700) 사이에 배치된 부 액정층(800)을 포함한다. 그리고 부 패널 유닛(52)은 제1 부 패널(600)과 제2 부 패널(700)을 합착하고 부 액정층(800)을 밀폐시키는 부 실런트(850)를 더 포함한다. 또한, 부 패널 유닛(52)은 무채색의 화상만을 표시한다. 일예로, 본 발명에 따른 제1 실시예에서 부 패널 유닛(52)은 흑색과 백색만을 표시한다.
주 패널 유닛(51)과 부 패널 유닛(52)은 실질적으로 동일한 해상도를 가지고 화상을 표시한다. 또한, 주 패널 유닛(51)이 갖는 다수의 화소와 부 패널 유닛(52)이 갖는 다수의 화소는 서로 일대일로 대응된다. 여기서, 화소는 화상을 표 시하는 최소 단위를 말한다. 또한, 부 패널 유닛(52)은 주 패널 유닛(51)과 동기화되어 구동된다.
이와 같은 구성에 의해, 주 패널 유닛(51)은 실질적으로 컬러풀한 화상을 표시하고, 부 패널 유닛(52)은 주 패널 유닛(51)에서 표시되는 화상의 계조비, 즉 콘트라스트(contrast)비를 향상시키는 역할을 수행한다.
도 2를 참조하여 표시 패널 어셈블리(50)에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저, 주 패널 유닛(51)에 대해 상세히 설명한다. 주 패널 유닛(51)은 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(501)를 이용한 능동 구동(active matrix, AM)형 액정 표시 패널이다. 도 2에서는, 실시예로 5매 마스크 공정으로 형성된 비정질 실리콘(a-Si) 박막 트랜지스터(501)가 사용된 주 패널 유닛(51)을 나타내고 있다. 그러나 주 패널 유닛(51)은 여러 가지 상이한 형태의 박막 트랜지스터(51)를 사용할 수 있다.
또한, 주 패널 유닛(51)은 수직 배향 모드(vertically aligned mode, VA mode)의 액정 표시 패널이다. 수직 배향 모드란 전계가 인가되지 않은 상태에서 액정 분자의 장축을 양 기판에 대하여 수직으로 배향되는 것을 말한다. 수직 배향 모드의 액정 표시 패널은 하나의 화소가 복수의 도메인으로 분할된다. 분할된 복수의 도메인마다 프린지 필드(fringe field)를 이용하여 수직 배향된 액정 분자들의 눕는 방향을 다양한 방향으로 조절할 수 있다. 따라서 수직 배향 모드의 액정 표시 패널은 넓은 시야각을 확보할 수 있다.
주 패널 유닛(51)은 제1 주 패널(100), 제2 주 패널(200) 및 주 액정층(300) 을 포함한다.
제1 주 패널(100)은 제1 주 기판 부재(110)와, 제1 주 기판 부재(110) 상에 형성된 여러 층들을 포함한다. 제1 주 기판 부재(110)는 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 소재를 포함하여 투명하게 형성된다.
제1 주 기판 부재(110) 위에는 다수의 게이트 라인들(121)과, 게이트 라인(121)에서 분기된 다수의 게이트 전극들(124)을 포함하는 게이트 배선이 형성된다. 그리고 도시하지는 않았으나, 게이트 배선은 다수의 제1 유지 전극 라인들을 더 포함할 수 있다.
게이트 배선(121, 124)은 Al, Ag, Cr, Ti, Ta, Mo 등의 금속 또는 이들을 포함하는 합금 따위로 만들어진다. 도 5에서 게이트 배선(121, 124)은 단일층으로 도시되었지만, 게이트 배선(121, 124)은 물리 화학적 특성이 우수한 Cr, Mo, Ti, Ta 또는 이들을 포함하는 합금의 금속층과 비저항이 작은 Al 계열 또는 Ag 계열의 금속층을 포함하는 다중층으로 형성될 수도 있다. 이외에도 여러 다양한 금속 또는 도전체로 게이트 배선(121, 124)을 만들 수 있으며, 동일한 식각 조건에 패터닝이 가능한 다층막이면 더욱 바람직하다.
게이트 배선(121, 124) 위에는 질화 규소(SiNx) 등으로 만들어진 게이트 절연막(130)이 형성된다.
게이트 절연막(130) 위에는 게이트 라인(121)과 교차하는 다수의 데이터 라인들(161)과, 데이터 라인(161)에서 분기된 다수의 소스 전극들(165)과, 소스 전극(165)과 이격 배치된 다수의 드레인 전극들(166)을 포함하는 데이터 배선이 형성 된다. 그리고 도시하지는 않았으나, 데이터 배선은 제1 유지 전극 라인(미도시)과 중첩된 다수의 제2 유지 전극 라인들을 더 포함할 수 있다.
데이터 배선(161, 165, 166)도 게이트 배선(121, 124)과 마찬가지로 크롬, 몰리브덴, 알루미늄 또는 이들을 포함하는 합금 등의 도전 물질로 만들어지며, 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
그리고 게이트 전극(124) 상의 게이트 절연막(130) 위와 소스 전극(165) 및 드레인 전극(166) 아래를 아우르는 일영역에는 반도체층(140)이 형성된다. 반도체층(140)은 비정질 규소를 포함하여 만들어진다. 여기서, 게이트 전극(124), 소스 전극(165), 및 드레인 전극(166)은 박막 트랜지스터(501)의 3전극이 된다. 소스 전극(165) 및 드레인 전극(166) 사이의 반도체층(140)이 박막 트랜지스터(501)의 채널 영역이 된다.
또한, 반도체층(140)과 소스 전극(165) 및 드레인 전극(166) 사이에는 둘 사이의 접촉 저항을 각각 감소시키기 위한 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(155, 156)가 형성된다. 저항성 접촉 부재(155, 156)는 실리사이드나 n형 불순물이 고농도로 도핑된 비정질 규소 따위로 만들어진다.
데이터 배선(161, 165, 166) 위에는 플라스마 화학 기상 증착(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)으로 형성되는 a-Si:C:O, a-Si:O:F 등의 저유전율 절연 물질, 질화 규소 또는 산화 규소 등의 무기 절연 물질 등으로 이루어진 보호막(passivation layer)(170)이 형성된다.
그리고 도시하지는 않았으나, 보호막(170) 위에는 평탄화 특성이 우수하며 감광성(photosensitivity)을 가지는 유기막이 더 형성될 수 있다.
보호막(170) 위에는 다수의 주 화소 전극들(180)이 형성된다. 주 화소 전극(180)은 ITO(indium tin oxide)나 IZO(indium zinc oxide) 등과 같은 투명 도전체를 포함하여 만들어진다.
또한, 보호막(170)은 드레인 전극(166)의 일부를 드러내는 다수의 접촉 구멍(171)을 갖는다. 주 화소 전극(180)과 드레인 전극(166)은 접촉 구멍(171)을 통해 서로 전기적으로 연결된다.
주 화소 전극(180)의 크기는 실질적으로 화소의 크기를 나타낸다. 그리고 주 화소 전극(180)은 복수의 도메인으로 분할되기 위한 도메인 분할 수단을 갖는다. 도 2에서는, 주 화소 전극(180)의 일부가 절개된 제1 절개 패턴(181)이 도메인 분할 수단이 된다. 도메인 분할 수단은 절개 패턴 외에도 돌기 등과 같이 공지된 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
제2 주 패널(200)은 제2 주 기판 부재(210)와, 제2 주 기판 부재(210) 상에 형성된 복수의 층들을 포함한다. 제2 주 기판 부재(210)는, 제1 주 기판 부재(110)와 마찬가지로, 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 소재를 포함하여 투명하게 형성된다.
그리고 제2 주 기판 부재(210)에서 제1 주 기판 부재(110)와 대향하는 면 위에는 주 차광 부재(220)가 형성된다. 주 차광 부재(220)는 주 화소 전극(180)과 마주보는 주 개구 영역(221)을 가지며 서로 이웃하는 화소 사이에서 누설되는 빛을 차단한다. 주 차광 부재(220)의 주 개구 영역(221)은 주 화소 전극(180)보다 실질 적으로 적은 크기의 면적을 갖는다. 또한, 주 차광 부재(220)는 박막 트랜지스터(501)의 반도체층(140)에 입사하는 외부광을 차단하기 위해 박막 트랜지스터(501)에 대응되는 위치에도 형성된다.
주 차광 부재(220)는 빛을 차단하기 위해 금속 물질로 만들거나, 검은색 계통의 안료가 첨가된 감광성 유기 물질로 만들 수 있다. 여기서, 검은색 계통의 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용할 수 있다.
주 차광 부재(220)가 형성된 제2 주 기판 부재(210) 상에는 3원색을 갖는 컬러 필터(230)가 각각 순차적으로 배치된다. 이때, 컬러 필터(230)의 색은 반드시 3원색에 한정되는 것은 아니며, 하나 이상의 색으로 다양하게 구성될 수 있다. 도 2에서 컬러 필터(230)는 제2 주 기판 부재(210) 상에 위치하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 컬러 필터(230)는 제1 주 기판 부재(110) 상에 형성될 수도 있다.
주 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230) 위에는 평탄화막(250)이 형성된다. 이러한 평탄화막(250)은 생략될 수 있다.
평탄화막(250) 위에는 주 화소 전극(180)과 함께 전계를 형성하는 주 공통 전극(280)이 형성된다. 주 공통 전극(280) 역시 ITO 또는 IZO 등과 같은 투명한 도전 물질로 만들어진다.
주 공통 전극(280) 역시 복수의 도메인으로 분할되기 위한 도메인 분할 수단을 갖는다. 도 2에서는, 주 공통 전극(280)의 일부가 절개된 제2 절개 패턴(281)이 도메인 분할 수단이 된다. 도메인 분할 수단은 절개 패턴 외에도 돌기 등과 같 이 공지된 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
주 화소 전극(180)과 주 공통 전극(280)이 서로 대향하는 면에는 각각 제1 주 배향막(310)과 제2 주 배향막(320)이 형성된다. 제1 주 배향막(310)과 제2 주 배향막(320) 사이에는 주 액정층(300)이 배치된다. 주 액정층(300)은 수직 배향형 액정 분자(301)를 포함한다. 제1 주 배향막(310) 및 제2 주 배향막(320)은 액정층(300)의 액정 분자들(301)을 수직에 가까운 방향으로 배향시킨다.
이와 같이 형성된 주 패널 유닛(51)은 백라이트 어셈블리(70)(도 1에 도시)에서 공급된 빛을 받아 실질적으로 컬러풀한 화상을 표시한다.
다음, 부 패널 유닛(52)에 대해 상세히 설명한다. 부 패널 유닛(52)은 능동 구동형 액정 표시 패널 및 수동 구동(passive matrix, PM)형 액정 표시 패널 중 어느 하나이다. 즉, 부 패널 유닛(52)은 어떠한 방식으로 구동되어도 무방하다. 그러나 부 패널 유닛(52)은 주 패널 유닛(51)과 동기화될 수 있어야 한다.
또한, 부 패널 유닛(52)은 게스트-호스트(guest-host) 액정 표시 패널이다. 부 패널 유닛(52)은 흑색과 백색만을 표현하면 되므로, 게스트-호스트 액정 표시 패널과 같이 비교적 간단한 구성을 가지고 저렴하게 생산될 수 있는 표시 패널이 사용된다. 게스트-호스트 액정 표시 패널은 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이용한 능동 구동 방식으로 구동될 수도 있고, 수동 구동 방식으로도 구동될 수 있다.
또한, 부 패널 유닛(52)은 제1 부 패널(600), 제2 부 패널(700) 및 부 액정층(800)을 포함한다.
제1 부 패널(600)은 제1 부 기판 부재(610)와, 제1 부 기판 부재(610) 상에 형성된 여러 층들을 포함한다. 제1 부 기판 부재(610)는 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 소재를 포함하여 투명하게 형성된다.
제1 부 기판 부재(610) 위에 부 화소 전극(680)이 형성된다. 부 화소 전극(680)도 역시 ITO 또는 IZO 등과 같은 투명한 도전 물질로 만들어진다. 그리고 부 화소 전극(680) 위에는 제1 부 배향막(810)이 형성된다.
도 2에 도시하지는 않았으나, 부 패널 유닛(52)이 능동 구동형일 경우 제1 부 기판 부재(610) 상에는 부 화소 전극(680)과 연결된 박막 트랜지스터가 형성된다. 그리고 부 화소 전극(680)은 각각의 화소마다 분할되어 다수개 형성된다. 이때, 부 화소 전극(680)은 각각 주 화소 전극(180)과 중첩된다.
제2 부 패널(700)은 제2 부 기판 부재(710)와, 제2 부 기판 부재(710) 상에 형성된 여러 층들을 포함한다. 제2 부 기판 부재(710)도 역시 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 소재를 포함하여 투명하게 형성된다.
그리고 제2 부 기판 부재(710) 위에는 부 공통 전극(780)이 형성된다. 부 공통 전극(780)도 역시 ITO 또는 IZO 등과 같은 투명한 도전 물질로 만들어진다. 그리고 부 공통 전극(780) 위에는 제2 부 배향막(820)이 형성된다.
제1 부 배향막(810)과 제2 부 배향막(820) 사이에는 부 액정층(800)이 배치된다. 부 액정층(800)은 게스트-호스트형 액정층이다. 게스트-호스트형 액정층은 수직으로 배향된 게스트-호스트형 액정 분자(802)와, 액정 분자들(802) 사이에 섞여 배치된 다이(dye) 분자(803)를 포함한다.
게스트-호스트형 액정 분자(802)는 부 화소 전극(680)과 부 공통 전극(780) 사이에 전계가 걸리지 않을 때, 장축 방향이 부 화소 전극(680) 및 부 공통 전극(780)에 대해 수직하게 배열된다. 게스트-호스트형 액정 분자가 수직하게 배열되면 해당 화소는 빛을 그대로 투과시켜 백색을 표시하게 된다.
부 화소 전극(680)과 부 공통 전극(780) 사이에 전계가 걸리면, 장축 방향이 부 화소 전극(680) 및 부 공통 전극(780)에 대해 평행하게 배열된다. 이때, 다이 분자(803)는 게스트-호스트형 액정 분자(802)의 움직임에 연동하여 따라 움직인다. 게스트-호스트형 액정 분자(802)가 수평하게 배열되면 해당 화소는 빛의 투과를 막아 흑색을 표시하게 된다.
이와 같이 형성된 부 패널 유닛(52)은 백라이트 어셈블리(70)(도 1에 도시)에서 공급된 빛을 받아 흑색과 백색을 포함한 무채색의 색상으로 표현된 화상만을 표시하며, 주 패널 유닛(51)에서 표시하는 화상의 콘트라스트비를 향상시키는 역할을 한다.
또한, 주 패널 유닛(51)은 수직 배향형 액정 표시 패널로, 편광판(410, 420)의 도움을 필요로 한다. 따라서 제1 편광판(410)이 제1 주 패널(100)의 배면에 배치되고, 제2 편광판(420)이 제2 주 패널(200)의 전면에 배치된다. 제1 편광판(410)과 제2 편광판(420)은 편광자는 편광축이 서로 교차된다. 반면, 부 패널 유닛(52)은 게스트-호스트형 액정 표시 패널로, 편광판(410, 420)의 도움을 필요로 하지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 제1 실시예에서, 부 패널 유닛(52)은 게스트-호스트형 액정 표시 패널이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 부 패널 유닛(52)은 흑색과 백색으로 화상을 표시할 수 있는 것이면 어느 것이나 무방하다. 다만, 부 패널 유닛(52)은 상대적으로 간소한 구조를 가지고 생산성이 높은 것이 유리하다.
이와 같은 구성에 의하여, 표시 장치(901)는 화상의 품질을 향상시킬 수 있다. 즉, 표시 장치(901)는 서로 다른 역할을 수행하는 한 쌍의 패널 유닛(51, 52)을 구비한 표시 패널 어셈블리(50)를 통해 화상을 표시한다. 구체적으로, 표시 패널 어셈블리(50)는 실질적으로 화상을 표시하는 주 패널 유닛(51)과, 주 패널 유닛(51)에서 표시되는 화상의 콘트라스트비를 향상시키는 역할을 하는 부 패널 유닛(52)을 포함한다. 따라서 표시 장치(901)는 상대적으로 높은 콘트라스트비를 갖는 화상을 표시할 수 있다.
도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 표시 장치(902)는 트위스트 네마틱 모드(twisted nematic mode, TN mode)의 액정 표시 패널을 주 패널 유닛(51)으로 사용한다.
또한, 주 패널 유닛(51)은 박막 트랜지스터(501)를 이용한 능동 구동형 액정 표시 패널이다. 도 3에서는, 실시예로 5매 마스크 공정으로 형성된 비정질 실리콘(a-Si) 박막 트랜지스터(501)가 사용된 주 패널 유닛(51)을 나타내고 있다. 그러나 주 패널 유닛(51)은 여러 가지 상이한 형태의 박막 트랜지스터(501)를 사용할 수 있다.
그리고 주 화소 전극(180)과 주 공통 전극(280)은 절개 패턴 또는 돌기와 같 은 도메인 분할 수단을 갖지 않는다. 또한, 주 액정층(300)은 TN형 액정 분자(304)를 포함한다.
제1 주 배향막(310)과 제2 주 배향막(320)은 액정층(300)의 TN형 액정 분자(304)를 장축 방향이 주 화소 전극(180) 및 주 공통 전극(280)에 대해 평행하면서도 중심축을 트위스트시켜 배향한다.
이와 같이 형성된 TN 모드의 주 패널 유닛(51)은 수직 배향 모드보다 시야각이 좁은 단점이 있으나, 응답 속도가 빠르고 구조 및 공정인 간소해 생산성이 뛰어난 장점이 있다. 이에, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시 장치(902)는 주 패널 유닛(51)의 시야각을 향상시키기 위해 편광판(410, 420) 이외에 광시야각 보상 필름과 같은 기능성 필름을 더 포함할 수 있다.
부 패널 유닛(52)은 능동 구동형 액정 표시 패널 및 수동 구동형 액정 표시 패널 중 어느 하나이다. 즉, 부 패널 유닛(52)은 어떠한 방식으로 구동되어도 무방하다. 그러나 부 패널 유닛(52)은 주 패널 유닛(51)과 동기화될 수 있어야 한다.
도 3에서는, 도 2에서와 마찬가지로, 부 패널 유닛(52)으로 게스트-호스트 액정 표시 패널을 나타내고 있다. 부 패널 유닛(52)은 흑색과 백색만을 표현하면 되므로, 게스트-호스트 액정 표시 패널과 같이 비교적 간단한 구성을 가지고 저렴하게 생산될 수 있는 표시 패널이 사용된다. 게스트-호스트 액정 표시 패널은 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이용한 능동 구동 방식으로 구동될 수도 있고, 수동 구동 방식으로도 구동될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제2 실시예에서, 부 패널 유닛(52)은 게스트-호스트형 액정 표시 패널이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 부 패널 유닛(52)은 흑색과 백색으로 화상을 표시할 수 있는 것이면 어느 것이나 무방하다. 다만, 부 패널 유닛(52)은 상대적으로 간소한 구조를 가지고 생산성이 높은 것이 유리하다.
이와 같은 구성에 의해서도, 표시 장치(902)는 화상의 품질을 향상시킬 수 있다. 즉, 표시 장치(902)는 서로 다른 역할을 수행하는 한 쌍의 패널 유닛(51, 52)을 구비한 표시 패널 어셈블리(50)를 통해 화상을 표시한다. 구체적으로, 표시 패널 어셈블리(50)는 실질적으로 화상을 표시하는 주 패널 유닛(51)과, 주 패널 유닛(51)에서 표시되는 화상의 콘트라스트비를 향상시키는 역할을 하는 부 패널 유닛(52)을 포함한다. 따라서 표시 장치(902)는 상대적으로 높은 콘트라스트비를 갖는 화상을 표시할 수 있다.
도 4를 참조하여 본 발명의 제3 실시예를 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표시 장치(903)는 표시 패널 어셈블리(50)와, 표시 패널 어셈블리(50)에 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리(70)를 포함한다.
표시 패널 어셈블리(50)는 주 패널 유닛(51)과, 주 패널 유닛에 대향 배치된 부 패널 유닛(52)을 포함한다. 또한, 표시 패널 어셈블리(50)는 주 패널 유닛(51)의 배면에 배치된 제1 편광판(410)과, 주 패널 유닛(51)의 전면에 배치된 제2 편광판(420)과, 부 패널 유닛(52)의 배면에 배치된 제3 편광판(430)을 더 포함한다. 즉, 제1 편광판(410)은 주 패널 유닛(51)과 부 패널 유닛(52) 사이에 배치된다. 여기서, 제1 편광판(410)의 편광자의 편광축은 제2 편광판(420) 및 제3 편광판(430)의 편광자의 편광축과 교차한다. 그리고 제2 편광판(420)과 제3 편광판(430)은 편광자의 편광축이 평행하다.
또한, 부 패널 유닛(52)은 주 패널 유닛(51)과 백라이트 어셈블리(70) 사이에 배치된다.
주 패널 유닛(51)은 제1 주 패널(100)과, 제1 주 패널(100)과 대향 배치된 제2 주 패널(200)과, 제1 주 패널(100)과 제2 주 패널(200) 사이에 배치된 주 액정층(300)을 포함한다. 그리고 주 패널 유닛(51)은 제1 주 패널(100)과 제2 주 패널(200)을 합착하고 주 액정층(300)을 밀폐시키는 주 실런트(350)를 더 포함한다. 또한, 주 패널 유닛(51)은 제1 주 패널(100) 및 제2 주 패널(200) 중 어느 하나에 형성된 컬러 필터(230)(도 5에 도시)를 포함하며, 유채색 및 무채색의 화상을 표시한다.
부 패널 유닛(52)은 제1 부 패널(600)과, 제1 부 패널(600)과 대향 배치된 제2 부 패널(700)과, 제1 부 패널(600)과 제2 부 패널(700) 사이에 배치된 부 액정층(800)을 포함한다. 그리고 부 패널 유닛(52)은 제1 부 패널(600)과 제2 부 패널(700)을 합착하고 부 액정층(800)을 밀폐시키는 부 실런트(850)를 더 포함한다. 또한, 부 패널 유닛(52)은 무채색의 화상만을 표시한다. 일예로, 본 발명에 따른 제3 실시예에서 부 패널 유닛(52)은 흑색과 백색만을 표시한다.
주 패널 유닛(51)과 부 패널 유닛(52)은 실질적으로 동일한 해상도를 가지고 화상을 표시한다. 또한, 주 패널 유닛(51)이 갖는 다수의 화소와 부 패널 유닛(52)이 갖는 다수의 화소는 서로 일대일로 대응된다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말한다.
이와 같은 구성에 의해, 주 패널 유닛(51)은 실질적으로 컬러풀한 화상을 표시하며, 부 패널 유닛(52)은 주 패널 유닛에서 표시되는 화상의 계조비, 즉 콘트라스트(contrast)비를 향상시키는 역할을 수행한다.
도 5를 참조하여 표시 패널 어셈블리(50)에 대해 구체적으로 설명한다.
주 패널 유닛(51)은, 앞서 도 1에서 설명한 바와 같이, 박막 트랜지스터(501)를 이용한 능동 구동형 액정 표시 패널이다. 또한, 주 패널 유닛(51)은 수직 배향 모드의 액정 표시 패널이다.
주 패널 유닛(51)은 제1 주 패널(100), 제2 주 패널(200) 및 주 액정층(300)을 포함한다. 제1 주 패널(100)은 주 박막 트랜지스터(501) 및 주 화소 전극(180)을 포함한다. 제2 주 패널(200)은 주 차광 부재(220), 주 공통 전극(280) 및 컬러 필터(230)를 포함한다. 여기서, 컬러 필터(230)는 제2 주 패널(200)이 아닌 제1 주 패널(100)에 형성될 수도 있다.
주 차광 부재(220)는 백라이트 어셈블리(70)(도 4에 도시)에서 공급된 빛이 통과하는 다수의 주 개구 영역(221)을 갖는다. 주 차광 부재(220)의 주 개구 영역(221)은 주 화소 전극(180)에 대응한다. 주 개구 영역(221)은 주 화소 전극(180)보다 실질적으로 작은 크기의 면적을 갖는다.
부 패널 유닛(52)은 TN 모드의 액정 표시 패널이다. 또한, 부 패널 유 닛(52)은 능동 구동형 액정 표시 패널 및 수동 구동형 액정 표시 패널 중 어느 하나이다. 즉, 부 패널 유닛(52)은 어떠한 방식으로 구동되어도 무방하다. 그러나 부 패널 유닛(52)은 주 패널 유닛(51)과 동기화될 수 있어야 한다. 도 5에서는 박막 트랜지스터(502)를 이용한 능동 구동형인 부 패널 유닛(52)을 나타내고 있다.
부 패널 유닛(52)은 제1 부 패널(600), 제2 부 패널(700) 및 부 액정층(800)을 포함한다. 제1 부 패널(600)은 부 박막 트랜지스터(502) 및 부 화소 전극(680)을 포함한다. 제2 부 패널(700)은 부 차광 부재(720) 및 부 공통 전극(780)을 포함한다. 즉, 부 패널 유닛(52)은 컬러 필터를 포함하지 않는다.
부 차광 부재(720)는 백라이트 어셈블리(70)(도 4에 도시)에서 공급된 빛이 통과하는 다수의 부 개구 영역(721)을 갖는다. 부 차광 부재(720)의 부 개구 영역(721)은 주 차광 부재(220)의 주 개구 영역(221)의 중앙에 대응한다. 또한, 부 차광 부재(720)의 부 개구 영역(721)은 부 화소 전극(680)에 대응한다. 부 개구 영역(721)은 부 화소 전극(680)보다 실질적으로 작은 크기의 면적을 갖는다. 또한, 주 차광 부재(220)의 주 개구 영역(221)은 부 차광 부재(720)의 부 개구 영역(721)보다 크다.
따라서 주 화소 전극(180), 주 개구 영역(221), 부 개구 영역(721) 순으로 면적의 크기가 작아진다.
또한, 주 화소 전극(180)과 부 화소 전극(680)은 각각 일대일로 대응하여 중첩된다. 즉, 주 패널 유닛(51)과 부 패널 유닛(52)은 실질적으로 동일한 해상도를 가지고 화상을 표시한다.
이와 같은 구성에 의하여, 표시 패널 어셈블리(50)에서 표시되는 화상의 콘트라스트비를 향상시킴과 동시에 빛샘 현상을 억제하고 시인성을 높여 시야각을 향상시킬 수 있다.
부 패널 유닛(52)의 부 개구 영역(721)을 통과한 빛이 해당 부 개구 영역(721)과 대응하는 주 패널 유닛(51)의 주 개구 영역(221)이 아닌 인접한 주 개구 영역(221)을 지나는 것을 억제할 수 있다. 즉, 표시 패널 어셈블리(50)를 바라보는 각도에 따라 주 패널 유닛(51)의 화소와 부 패널 유닛(52)의 화소가 정확히 대응하지 않게 되는 것을 억제할 수 있다.
콘트라스트비를 향상시키기 위해 주 패널 유닛(51)과 부 패널 유닛(52)을 겹쳐 표시 패널 어셈블리(50)를 형성하게 되면, 표시 패널 어셈블리(50)의 전체적인 두께가 두꺼워진다. 따라서 표시 패널 어셈블리(50)를 바라보는 각도에 따라 주 패널 유닛(51)의 화소와 부 패널 유닛(52)의 화소가 일치하지 않게 된다. 이에, 백라이트 어셈블리(70)(도 4에 도시)에서 공급되어 부 패널 유닛(52)의 일 화소를 통과한 빛이 부 패널 유닛(52)의 일 화소와 대응하는 주 패널 유닛(51)의 일 화소가 아닌 일 화소에 인접한 타 화소를 통과하는 빛샘 현상이 발생될 수 있다.
그러나 본 발명에 따른 제3 실시예에서와 같이, 주 패널 유닛(51)과 백라이트 어셈블리(70) 사이에 배치된 부 패널 유닛(52)의 부 차광 부재(720)가 갖는 부 개구 영역(721)을 주 패널 유닛(51)의 주 차광 부재(220)가 갖는 주 개구 영역(221)보다 작은 크기로 형성하여 인접한 화소로 빛이 새는 것을 억제할 수 있다.
따라서 표시 패널 어셈블리(50)를 정면이 아닌 비스듬하게 바라보아도, 빛샘 현상이 일어나는 것을 억제하고 시인성을 높여 본질적으로 시야각을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제3 실시예에서, 주 패널 유닛(51)은 능동 구동되는 수직 배향 모드의 액정 표시 패널이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 주 패널 유닛(51)은 TN 모드의 액정 표시 패널을 포함한 다른 종류의 액정 표시 패널일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제3 실시예에서, 부 패널 유닛(52)은 능동 구동되는 TN 모드의 액정 표시 패널이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 부 패널 유닛(52)은 수직 배향 모드의 액정 표시 패널 및 게스트-호스트 액정 표시 패널을 포함한 다른 종류의 액정 표시 패널일 수 있다. 또한, 부 패널 유닛(52)은 주 패널 유닛(51)과 동기화만 가능하다면, 반드시 능동 구동될 필요도 없으며 수동 구동되어도 무방하다.
이하에서는 실험예를 통하여 본 발명의 제3 실시예를 좀 더 상세하게 설명한다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 실험예와 비교예를 나타낸다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실험예
본 발명의 제3 실시예를 시뮬레이션 실험하기 위해, 실험예에서 실험용 표시 장치(908)는 주 개구 영역(221)을 갖는 주 차광 부재(220)와, 제1 주 패널(100)의 제1 주 기판 부재(110)와, 부 개구 영역(721)을 갖는 부 차광 부재(720)와, 제2 부 패널(700)의 제2 부 기판 부재(710)를 도 6에 도시한 바와 같이 배치하였다. 그 밖에 결과에 영향을 미치지 않거나, 무시할 수 있을 정도로 영향을 미치는 구성은 생략하였다.
여기서, 부 개구 영역(721)은 주 개구 영역(221)보다 작게 형성된다. 또한, 도시하지는 않았으나, 실질적으로 화상을 표시하는 화소와 가장 가까운 크기를 갖는 주 화소 전극(180)은 주 개구 영역(221)보다 크게 형성된다.
도 6에서 화살표는 빛의 도파 경로를 나타낸다. 그리고 θ1은 실험예에서 빛샘 현상이 발생되지 않는 최소 경사각을 나타낸다.
비교예
본 발명의 제3 실시예를 시뮬레이션 실험하기 위해, 비교예에서 비교용 표시 장치(909)는 주 개구 영역(221)을 갖는 주 차광 부재(220)와, 제1 주 패널(100)의 제1 주 기판 부재(110)와, 부 개구 영역(721)을 갖는 부 차광 부재(720)와, 제2 부 패널(700)의 제2 부 기판 부재(710)를 도 6에 도시한 바와 같이 배치하였다. 그 밖에 결과에 영향을 미치지 않거나, 무시할 수 있을 정도로 영향을 미치는 구성은 생략하였다.
여기서, 주 개구 영역(221)은 부 개구 영역(721)과 실질적으로 동일하게 형성된다. 또한, 도시하지는 않았으나, 실질적으로 화상을 표시하는 화소와 가장 가까운 크기를 갖는 주 화소 전극(180)은 주 개구 영역(221)보다 크게 형성된다.
도 7에서 화살표는 빛의 도파 경로를 나타낸다. 그리고 θ2는 비교예에서 빛샘 현상이 발생되지 않는 최소 경사각을 나타낸다.
이와 같이, 도 6 및 도 7을 비교하여 살펴보면, 실험예보다 비교예에서 빛샘 현상이 더 쉽게 발생될 수 있음을 알 수 있다. 즉, 실험예의 경우 θ1보다 큰 각도 범위 내에서 비스듬하게 바라보면 빛샘 현상이 발생되지 않으며, 시인성 또한 저하되지 않는다. 그러나 비교예의 경우 θ2보다 큰 각도 범위 내에서 바라보아야 빛샘연상이 발생되지 않는다. 따라서 θ1이 θ2보다 작으므로, 실험예는 비교예보다 향상된 시야각을 가짐을 알 수 있다.
도 8을 참조하여 본 발명의 제4 실시예를 설명한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 표시 장치(904)는 부 패널 유닛(52)과 백라이트 어셈블리(70)(도 4에 도시) 사이에 주 패널 유닛(51)이 배치된다. 표시 패널 어셈블리(50)는 실질적으로 화상을 표시하는 주 패널 유닛(51)과, 주 패널 유닛(51) 위에 배치된 부 패널 유닛(52)을 포함한다.
또한, 표시 패널 어셈블리(50)는 주 패널 유닛(51)의 배면에 배치된 제1 편광판(410)과, 주 패널 유닛(51)의 전면에 배치된 제2 편광판(420)과, 부 패널 유닛(52)의 전면에 배치된 제3 편광판(430)을 더 포함한다. 즉, 제2 편광판(420)은 주 패널 유닛(51)과 부 패널 유닛(52) 사이에 배치된다. 여기서, 제2 편광판(420)의 편광자의 편광축은 제1 편광판(410) 및 제3 편광판(430)의 편광자의 편광축과 교차한다. 그리고 제1 편광판(410)과 제3 편광판(430)은 편광자의 편광축이 평행하다.
주 패널 유닛(51)은 제1 주 패널(100)과, 제1 주 패널(100)과 대향 배치된 제2 주 패널(200)과, 제1 주 패널(100)과 제2 주 패널(200) 사이에 배치된 주 액정 층(300)을 포함한다. 또한, 주 패널 유닛(51)은 제1 주 패널(100) 및 제2 주 패널(200) 중 어느 하나에 형성된 컬러 필터(230)를 포함하며, 유채색 및 무채색의 화상을 표시한다.
부 패널 유닛(52)은 제1 부 패널(600)과, 제1 부 패널(600)과 대향 배치된 제2 부 패널(700)과, 제1 부 패널(600)과 제2 부 패널(700) 사이에 배치된 부 액정층(800)을 포함한다. 또한, 부 패널 유닛(52)은 무채색의 화상만을 표시한다. 일예로, 본 발명에 따른 제3 실시예에서 부 패널 유닛(52)은 흑색과 백색만을 표시한다.
주 패널 유닛(51)과 부 패널 유닛(52)은 실질적으로 동일한 해상도를 가지고 화상을 표시한다. 또한, 주 패널 유닛(51)이 갖는 다수의 화소와 부 패널 유닛(52)이 갖는 다수의 화소는 서로 일대일로 대응된다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말한다.
이와 같은 구성에 의해, 주 패널 유닛(51)은 실질적으로 컬러풀한 화상을 표시하며, 부 패널 유닛(52)은 주 패널 유닛에서 표시되는 화상의 계조비, 즉 콘트라스트(contrast)비를 향상시키는 역할을 수행한다.
이하에서, 표시 패널 어셈블리(50)에 대해 구체적으로 설명한다.
주 패널 유닛(51)은 박막 트랜지스터(501)를 이용한 능동 구동형 액정 표시 패널이다. 또한, 주 패널 유닛(51)은 수직 배향 모드의 액정 표시 패널이다.
주 패널 유닛(51)은 제1 주 패널(100), 제2 주 패널(200) 및 주 액정층(300)을 포함한다. 제1 주 패널(100)은 주 박막 트랜지스터(501) 및 주 화소 전극(180) 을 포함한다. 제2 주 패널(200)은 주 차광 부재(220), 주 공통 전극(280) 및 컬러 필터(230)를 포함한다. 여기서, 컬러 필터(230)는 제2 주 패널(200)이 아닌 제1 주 패널(100)에 형성될 수도 있다.
주 차광 부재(220)는 백라이트 어셈블리(70)(도 4에 도시)에서 공급된 빛이 통과하는 다수의 주 개구 영역(221)을 갖는다. 주 차광 부재(220)의 주 개구 영역(221)은 주 화소 전극(180)에 대응한다. 주 개구 영역(221)은 주 화소 전극(180)보다 실질적으로 작은 크기의 면적을 갖는다.
부 패널 유닛(52)은 TN 모드의 액정 표시 패널이다. 또한, 부 패널 유닛(52)은 능동 구동형 액정 표시 패널 및 수동 구동형 액정 표시 패널 중 어느 하나이다. 즉, 부 패널 유닛(52)은 어떠한 방식으로 구동되어도 무방하다. 그러나 부 패널 유닛(52)은 주 패널 유닛(51)과 동기화될 수 있어야 한다. 도 8에서는 박막 트랜지스터(502)를 이용한 능동 구동형인 부 패널 유닛(52)을 나타내고 있다.
부 패널 유닛(52)은 제1 부 패널(600), 제2 부 패널(700) 및 부 액정층(800)을 포함한다. 제1 부 패널(600)은 부 박막 트랜지스터(502) 및 부 화소 전극(680)을 포함한다. 제2 부 패널(700)은 부 차광 부재(720) 및 부 공통 전극(780)을 포함한다. 즉, 부 패널 유닛(52)은 컬러 필터를 포함하지 않는다.
부 차광 부재(720)는 백라이트 어셈블리(70)(도 4에 도시)에서 공급된 빛이 통과하는 다수의 부 개구 영역(721)을 갖는다. 부 차광 부재(720)의 부 개구 영역(721)은 주 차광 부재(220)의 주 개구 영역(221)의 중앙에 대응한다. 또한, 부 차광 부재(720)의 부 개구 영역(721)은 부 화소 전극(680)에 대응한다. 부 개구 영역(721)은 부 화소 전극(680)보다 실질적으로 작은 크기의 면적을 갖는다. 또한, 주 차광 부재(220)의 주 개구 영역(221)은 부 차광 부재(720)의 부 개구 영역(721)보다 작다.
즉, 본 발명에 따른 제4 실시예는, 제3 실시예와 달리, 부 개구 영역(721)이 주 개구 영역(221)보다 크다. 구체적으로, 주 패널 유닛(51)과 부 패널 유닛(52) 중에서 백라이트 어셈블리(70)에 가까이 배치된 패널 유닛의 차광 부재의 개구 영역이 크기가 작게 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성에 의하여도, 표시 패널 어셈블리(50)에서 표시되는 화상의 콘트라스트비를 향상시킴과 동시에 빛샘 현상을 억제하고 시인성을 높여 시야각을 향상시킬 수 있다.
즉, 주 패널 유닛(51)의 주 개구 영역(221)을 통과한 빛이 해당 주 개구 영역(221)과 대응하는 부 패널 유닛(52)의 부 개구 영역(721)이 아닌 인접한 부 개구 영역(721)을 지나는 것을 억제할 수 있다. 즉, 표시 패널 어셈블리(50)를 바라보는 각도에 따라 주 패널 유닛(51)의 화소와 부 패널 유닛(52)의 화소가 정확히 대응하지 않게 되는 것을 억제할 수 있다.
콘트라스트비를 향상시키기 위해 주 패널 유닛(51)과 부 패널 유닛(52)을 겹쳐 표시 패널 어셈블리(50)를 형성하게 되면, 표시 패널 어셈블리(50)의 전체적인 두께가 두꺼워진다. 따라서 표시 패널 어셈블리(50)를 바라보는 각도에 따라 주 패널 유닛(51)의 화소와 부 패널 유닛(52)의 화소가 일치하지 않게 된다. 이에, 백라이트 어셈블리(70)(도 4에 도시)에서 공급되어 주 패널 유닛(51)의 일 화소를 통과한 빛이 주 패널 유닛(51)의 일 화소와 대응하는 부 패널 유닛(52)의 일 화소가 아닌 일 화소에 인접한 타 화소를 통과하는 빛샘 현상이 발생될 수 있다.
그러나 본 발명에 따른 제4 실시예에서와 같이, 부 패널 유닛(52)과 백라이트 어셈블리(70) 사이에 배치된 주 패널 유닛(51)의 주 차광 부재(220)가 갖는 주 개구 영역(221)을 부 패널 유닛(52)의 부 차광 부재(720)가 갖는 부 개구 영역(721)보다 작은 크기로 형성하여 인접한 화소로 빛이 새는 것을 억제할 수 있다.
따라서 표시 패널 어셈블리(50)를 정면이 아닌 비스듬하게 바라보아도, 빛샘 현상이 일어나는 것을 억제하고 시인성을 높여 본질적으로 시야각을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제4 실시예에서, 주 패널 유닛(51)은 능동 구동되는 수직 배향 모드의 액정 표시 패널이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 주 패널 유닛(51)은 TN 모드의 액정 표시 패널을 포함한 다른 종류의 액정 표시 패널일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제4 실시예에서, 부 패널 유닛(52)은 능동 구동되는 TN 모드의 액정 표시 패널이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 부 패널 유닛(52)은 수직 배향 모드의 액정 표시 패널 및 게스트-호스트 액정 표시 패널을 포함한 다른 종류의 액정 표시 패널일 수 있다. 또한, 부 패널 유닛(52)은 주 패널 유닛(51)과 동기화만 가능하다면, 반드시 능동 구동될 필요도 없으며 수동 구동되어도 무방하다.
또한, 본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특 허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 표시 장치는 화상의 품질을 향상시킬 수 있다. 즉, 표시 장치는 서로 다른 역할을 수행하는 한 쌍의 패널 유닛을 구비한 표시 패널 어셈블리를 통해 화상을 표시한다. 구체적으로, 표시 패널 어셈블리는 실질적으로 화상을 표시하는 주 패널 유닛과, 주 패널 유닛에서 표시되는 화상의 콘트라스트비를 향상시키는 역할을 하는 부 패널 유닛을 포함한다. 따라서 표시 장치는 상대적으로 높은 콘트라스트비를 갖는 화상을 표시할 수 있다.
또한, 표시 패널 어셈블리에서 표시되는 화상의 콘트라스트비를 향상시킴과 동시에 빛샘 현상을 억제하고 시인성을 높여 시야각을 향상시킬 수 있다.

Claims (21)

  1. 표시 장치에 있어서,
    주 패널 유닛과 상기 주 패널 유닛에 대향 배치된 부 패널 유닛을 포함하는 표시 패널 어셈블리와,
    상기 표시 패널 어셈블리에 빛을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함하며,
    상기 주 패널 유닛은 컬러 필터를 가지고 유채색 및 무채색의 화상을 표시하고,
    상기 부 패널 유닛은 무채색의 화상만을 표시하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 주 패널 유닛은 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이용한 능동 구동(active matrix, AM)형 액정 표시 패널인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 주 패널 유닛의 배면에 배치된 제1 편광판과, 상기 주 패널 유닛의 배면에 배치된 제2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 주 패널 유닛은 수직 배향 모드(vertically aligned mode, VA mode)의 액정 표시 패널인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 주 패널 유닛은 트위스트 네마틱 모드(twisted nematic mode, TN mode)의 액정 표시 패널인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제2항에서,
    상기 부 패널 유닛은 능동 구동형 액정 표시 패널 및 수동 구동(passive matrix, PM)형 액정 표시 패널 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 부 패널 유닛은 흑색과 백색만을 표현하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 부 패널 유닛은 게스트-호스트(guest-host) 액정 표시 패널인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 주 패널 유닛과 대향하는 면에 반대면의 상기 부 패널 유닛에 배치된 제3 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 부 패널 유닛은 트위스트 네마틱 모드의 액정 표시 패널인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제9항에서,
    상기 부 패널 유닛은 수직 배향 모드의 액정 표시 패널인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에서,
    상기 주 패널 유닛은 상기 백라이트 어셈블리에서 공급된 빛이 통과하는 다수의 주 개구 영역을 갖는 주 차광 부재를 포함하고,
    상기 부 패널 유닛은 상기 주 차광 부재의 주 개구 영역의 중앙에 대응하는 부 개구 영역을 갖는 부 차광 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 주 표시 패널은 주 공통 전극과, 상기 주 차광 부재의 주 개구 영역에 대응하는 다수의 주 화소 전극과, 상기 주 공통 전극 및 상기 주 화소 전극 사이에 배치된 주 액정층을 더 포함하며,
    상기 부 표시 패널은 부 공통 전극과, 상기 부 차광 부재의 부 개구 영역에 대응하는 다수의 부 화소 전극과, 상기 부 공통 전극 및 상기 부 화소 전극 사이에 배치된 부 액정층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 다수의 주 화소 전극 및 상기 다수의 부 화소 전극은 각각 서로 중첩된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 주 패널 유닛과 상기 부 패널 유닛은 실질적으로 동일한 해상도를 가지고 화상을 표시하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제14항에서,
    상기 부 패널 유닛은 상기 주 패널 유닛과 상기 백라이트 어셈블리 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 주 차광 부재의 주 개구 영역은 상기 부 차광 부재의 부 개구 영역보다 큰 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 주 차광 부재의 주 개구 영역은 상기 주 화소 전극의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제14항에서,
    상기 주 패널 유닛은 상기 부 패널 유닛과 상기 백라이트 어셈블리 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 주 차광 부재의 주 개구 영역은 상기 부 차광 부재의 부 개구 영역보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  21. 제20항에서,
    상기 부 차광 부재의 부 개구 영역은 상기 부 화소 전극의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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