KR20100116330A

KR20100116330A - 액정셀의 하부기판 및 이를 갖는 액정 디스플레이

Info

Publication number: KR20100116330A
Application number: KR1020090034979A
Authority: KR
Inventors: 황웅린
Original assignee: 주식회사 창강화학
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2010-11-01
Also published as: KR101065181B1

Abstract

본 발명은 백라이트 유닛이 생략된 액정 디스플레이에 관한 것이다.

이러한 본 발명은, 상부기판과 하부기판 및 상기 두 기판 사이에 주입된 액정을 포함하는 액정셀; 상기 두 기판 사이에 실장되는 적어도 하나의 편광자; 상기 어느 한 기판의 적어도 어느 한 단부에 구비되어 광을 조사하는 광원; 상기 광원으로부터 입사된 광을 집광해서 다른 기판으로 수직출사하도록 어느 한 기판의 일면에 구비된 제1미세광학패턴;을 포함하는 것을 기술적인 사상으로 한다.

따라서, 본 발명은 인셀구조를 구성하는 동시에 종래의 백라이트 유닛을 생략하면서도 화면을 디스플레이함에 따라, 액정 디스플레이의 박막화를 도모할 수 있는 장점이 있다.

액정 디스플레이, 기판, 편광자, 보상필름, 인셀.

Description

액정셀의 하부기판 및 이를 갖는 액정 디스플레이{SUBSTRATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY INCLUDING THE SAME}

본 발명은 액정 디스플레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 백라이트 유닛 없이 액정패널 유닛으로 면광원을 제공하여 박막화를 도모하고 원가를 점감할 수 있는 액정셀의 하부기판 및 이를 갖는 액정 디스플레이에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 액정 디스플레이는 자연 상태에서는 불투명한 액체이지만, 결정성을 나타내는 일정한 구조로 질서 있게 배열된 액정을 사용한 표시 장치로서, 최근에는 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display; TFT-LCD)가 컴퓨터용 모니터 또는 TV 등에 널리 사용되고 있다.

첨부된 도 1은 상술한 TFT-LCD의 구성을 나타낸 예시도로서, 화면을 디스플레이하는 액정패널 유닛(A)과, 상기 액정패널 유닛(A)으로 광원을 균일하게 면조사하는 백라이트 유닛(B)으로 대별된다.

먼저, 액정패널 유닛(A)은 상부기판(10)과 하부기판(20) 및 상기 두 기판(A)(B) 사이에 개재되는 액정층(30)으로 대별되며, 두 기판(A)(B)의 외면에는 편광자(11)(21)가 적층된다. 그리고 하부기판(20)의 내면에는 액정을 구동시키는 박 막 트랜지스터(24), 화소전극(25), 액정을 어느 한 방향으로 정렬시키는 하부배향막(26)이 순차적으로 적층된다. 또한 상부기판(10)의 내면에는 컬러필터층(13), 오버코팅층(14), 공통전극(15), 상부배향막(16)이 순차적으로 적층된다.

이어서 백라이트 유닛(B)을 살펴보면, 광을 조사하는 광원(41), 광원(41)으로부터 입사된 광을 전체면적으로 분포시키는 도광판(42), 도광판(42)으로부터 입사된 광을 보다 균일한 면광원으로 확산시키는 확산판(44), 확산판(44)으로부터 입사된 광을 집광시키는 프리즘시트(45), 프리즘시트(45)를 보호하는 보호시트(46)로 구성된다. 도면 중 미설명부호 43은 반사판을 나타낸 것이다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 TFT-LCD는 그 자체가 비발광성이기 때문에 반드시 백라이트 유닛(B)이 필요하므로, 액정 디스플레이의 박막화를 도모할 수 없는 동시에 제조단가의 상승으로 이어지는 문제점이 있었다. 특히 TFT-LCD는 백라이트 유닛이 반드시 필요하므로, 낮은 전압에서 구동이 가능하고 얇은 박형인 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diodes, OLED)에 비해 비교적 두꺼우며, 백라이트 유닛에 대한 구성요소의 증가로 인해 제조공정이 복잡해 지는 것이다.

또한, 종래의 TFT-LCD는 두 기판(10)(20)의 외면에 적층되는 보상필름(11)(21) 및 편광자(12)(22)를 별도로 제작하여 라미네이팅(laminating) 등의 가공수단으로 적층시킴에 따라, 작업공수의 증대와 함께 액정 디스플레이의 두께를 증가시키는 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 백라이트 유닛을 생략하면서도 화면을 디스플레이하도록 액정패널 유닛으로 면광원을 제공하여 박막화를 도모하고 제조단가를 낮출 수 있는 액정셀의 하부기판 및 이를 갖는 액정 디스플레이를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상부기판과 하부기판 사이에 보상필름 및 편광자를 실장하여 작업공수의 단축과 함께 두께를 얇게 형성할 수 있는 액정셀의 하부기판 및 이를 갖는 액정 디스플레이를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 액정셀의 하부기판은, 액정디스플레이에 구비된 액정셀의 하부기판에 있어서, 상기 하부기판의 어느 일면에는 제1미세광학패턴이 구비되어 하부기판의 적어도 어느 한 단부에 구비된 광원으로부터 조사된 광을 집광해서 법선방향으로 출사하되, 상기 하부기판의 다른 일면에는 적어도 하나의 편광자를 구비하는 것이다.

그리고 이러한 액정셀의 하부기판이 구비된 액정 디스플레이는, 외면으로 적어도 하나의 편광자가 구비된 상부기판과 하부기판, 상기 두 기판 사이에 주입된 액정을 포함하는 액정셀; 상기 어느 한 기판의 적어도 어느 한 단부에 구비되어 광을 조사하는 광원; 상기 광원으로부터 입사된 광을 집광해서 다른 기판으로 수직출사하도록 어느 한 기판의 일면에 구비된 제1미세광학패턴;을 포함하거나,

상부기판과 하부기판 및 상기 두 기판 사이에 주입된 액정을 포함하는 액정셀; 상기 두 기판 사이에 실장되는 적어도 하나의 편광자; 상기 어느 한 기판의 적어도 어느 한 단부에 구비되어 광을 조사하는 광원; 상기 광원으로부터 입사된 광을 집광해서 다른 기판으로 수직출사하도록 어느 한 기판의 일면에 구비된 제1미세광학패턴;을 포함하여 구성하는 것이다.

이와는 다르게, 본 발명은 상부기판 및 하부기판, 상기 두 기판 사이에 주입된 액정, 상기 액정의 구동을 제어하도록 하부기판의 내면에 구비된 스위칭소자, 상기 스위칭소자의 구동에 의해 액정으로 통과된 광으로 컬러색상을 재현하도록 상부기판의 내면에 구비된 컬러필터, 상기 컬러필터에 적층된 공통전극, 상기 공통전극과의 전압차이에 의해 액정을 구동시키도록 스위칭소자에 적층되는 화소전극, 상기 공통전극 및 화소전극에 각각 적층되어 액정을 어느 한 방향으로 배향시키는 상부배향막 및 하부배향막을 포함하는 액정셀; 상기 하부기판의 내면에 실장되는 제1편광자 및 제1보상필름; 상기 상부기판의 내면에 실장되는 제2편광자 및 제2보상필름; 상기 하부기판의 적어도 어느 한 단부에 구비되어 광을 조사하는 광원; 상기 광원으로부터 입사된 광을 집광해서 상부기판으로 수직출사하도록 하부기판의 일면에 구비된 제1미세광학패턴;을 포함하여 구성하는 것이다.

이러한 본 발명은 상기 제1미세광학패턴이 구비된 어느 한 기판에서 손실된 광을 반사시키도록 배치된 반사시트를 더 포함하며, 상기 반사시트는 하부기판의 일면에 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 반사시트에는 제1미세광학패턴의 장축과 소정의 각도로 경사지게 교차되어 반사시트를 향하는 광을 집광시켜서 수직출사하도록 제2미세광학패턴이 구비할 수 있다.

여기서, 상기 제2미세광학패턴은 복수개의 제2집광요부 또는 제2집광철부가 소정의 간격으로 배열되는 형태로 구현되는데, 상기 제2집광요부 또는 제2집광철부는 다각형의 단면으로 형성되어 제1미세광학패턴의 장축과 교차되는 방향을 따라 길게 형성될 수 있다.

선택적으로, 상기 제2집광요부 또는 제2집광철부는 연속곡률을 갖는 단면으로 형성되어 제1미세광학패턴의 장축과 교차되는 방향을 따라 길게 형성되거나, 입체형으로 형성되어 소정의 간격으로 배열될 수 있다.

또한, 상기 제2미세광학패턴은 제2집광요부와 제2집광철부가 연속적으로 반복되거나, 연속곡률을 갖는 자유곡선의 단면으로 형성되어 제1미세광학패턴의 장축과 교차되는 방향을 따라 길게 형성될 수 있다.

한편, 상기 제1미세광학패턴은 복수개의 제1집광요부 또는 제1집광철부가 소정의 간격으로 배열되는 형태로 구현되는데, 이때 상기 제1집광요부 또는 제1집광철부는 다각형의 단면으로 형성되어 입사광의 방향과 직교되는 방향을 따라 길게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 제1집광요부는 입광부로부터 입사된 광을 집광시켜서 수직으로 출사하는 제1집광면과, 대광부에서 반사된 광을 집광시켜서 수직으로 출사하는 제2집광면을 포함하여 삼각형의 단면으로 형성될 수 있데, 이때 상기 제1집광면은 삼각형의 단면을 형성하도록 두 집광면을 연결하는 선분과의 사이에 30~50°의 내각 으로 이루어지고, 제2집광면은 상기 선분과의 사이에 50~80°의 내각으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1집광요부는, 대광부에서 반사된 광을 집광시켜서 수직으로 출사시키도록 일정한 곡률로 만곡된 제4집광면과, 상기 제4집광면 일측에 트림되어 입광부로부터 입사된 광을 집광시켜서 수직으로 출사하는 제3집광면으로 이루어질 수 있는데, 이때 상기 제3집광면은 두 집광면을 연결하는 선분과의 사이에 30~50°의 내각으로 이루어지고, 제4집광면은 상기 선분과의 사이에 50~80°의 내각으로 이루어지는 것이 바람직하다.

선택적으로, 상기 제1집광요부 또는 제1집광철부는 가로 및 세로 방향을 따라 규칙적 또는 불규칙적으로 배열될 수 있다.

이와는 다르게 상기 제1집광요부 또는 제1집광철부는 입체형으로 형성되어 소정의 간격으로 배열될 수 있으며, 상기 제1미세광학패턴은 제1집광요부와 제1집광철부가 연속적으로 반복될 수 있다.

선택적으로, 상기 제1미세광학패턴은 반사시트의 일면을 따라 연속곡률을 갖는 자유곡선의 단면으로 형성될 수 있다.

특히, 본 발명은 상기 제1미세광학패턴이 구비된 어느 한 기판에는 입사광을 확산시키도록 나노 크기의 확산입자가 혼입된 것을 특징으로 하는데, 상기 확산입자는 아크릴, 스티렌, 실리콘, 합성실리카, 다이아몬드 등을 포함하는 투명한 재료 중 어느 하나로 이루어지거나, 산화티탄, 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그 네슘, 수산화알루미늄, 클레이 등을 포함하는 백색 재료 중 어느 하나로 이루어진다.

한편, 본 발명은 상기 제1미세광학패턴이 구비된 어느 한 기판에는 입사광을 확산시키도록 굴절률이 상이한 내부물질 및 외부물질로 이루어진 복수개의 확산비드가 혼입된 것을 특징으로 하는데, 이러한 확산비드의 내부물질과 외부물질은 0.05 내지 0.7의 굴절률 차이를 갖도록 상이한 재질로 이루어진다.

이때, 상기 확산비드의 내부물질은 기체층으로 이루어지거나, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.

그리고 상기 확산비드의 외부물질은 유리재로 이루어지거나, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.

선택적으로 상기 내부물질과 외부물질은 굴절률 차이에 의해 입사광을 확산시키도록 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 수단으로 구현된 본 발명에 따르면, 하부기판의 일측 단부에 배치된 광원에서 조사된 광이, 하부기판의 제1미세광학패턴을 통해 집광되면서 수직으로 출사됨에 따라 면광원을 제공하므로, 종래와 같은 별도의 백라이트 유닛 없이도 화면을 디스플레이하여 액정 디스플레이의 박막화를 도모하는 동시에 제조공정을 단순화하여 생산비용의 절감을 기대할 수 있는 매우 유용한 효과가 있다.

이와 함께 본 발명은 편광필름 및 보상필름 따위의 광학소자가 액정셀 내부에 실장되므로, 광학소자의 실장에 따른 손상을 방지하는 동시에 작업공수를 단축하며, 특히 액정 디스플레이의 두께를 얇게 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 반사시트에 의해 광의 이용효율을 증가시키고, 확산입자와 확산비드에 의해 광을 확산 및 굴절시키므로 광의 효율 증대와 함께 광의 고투과, 고확산, 고휘도 기능을 기대할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 액정셀의 하부기판은, 하부기판(200)의 어느 일면에 구비되어 하부기판(200)의 적어도 어느 한 단부에 구비된 광원(L)으로부터 조사된 광을 집광해서 법선방향으로 출사하는 제1미세광학패턴(P1)과, 하부기판(200)의 다른 일면에 구비된 적어도 하나의 편광자를 포함하여 구성된다.

그리고 이러한 액정셀의 하부기판이 구비된 액정 디스플레이는 도 2에 도시된 바와 같이, 편광자가 각각 구비된 상부기판(100)과 하부기판(200) 및 이 두 기판(100)(200) 사이에 주입된 액정(300)을 포함하는 액정셀, 하부기판(200)의 적어도 어느 한 단부에 구비된 광원(L), 하부기판(200)의 저면에 구비되어 입사광을 집광해서 상부기판(100)으로 수직출사하는 제1미세광학패턴(P1), 하부기판(200)에서 손실된 광을 반사시키는 반사시트(400)로 구성된다.

상기 액정셀은 소정의 간격이 형성되도록 배치된 상부기판(100)과 하부기판(200) 및 두 기판(100)(200) 사이에 주입된 액정(300)을 포함하며, 두 기판(100)(200)은 스페이서(310)에 의해 간격이 유지된다.

여기서, 상부기판(100) 및 하부기판(200)은 광 투과성을 갖는 유리 또는 폴리머를 포함하는 플라스틱재료 중 선택된 어느 하나로 이루어진다.

그리고 상부기판(100) 및 하부기판(200)의 일면에는 광학적 특성을 갖는 편광자가 구비되는데, 이러한 편광자는 편광필름과 보상필름을 포함한다.

상기 편광필름은 어느 한 방향의 편광을 통과시키는 것으로서, 이러한 편광필름은 도 2에 도시된 바와 같이 하부기판(200)의 상면, 즉 상부기판(100)과 마주하는 하부기판(200)의 내면에 구비된 제1편광필름(220)과, 상부기판(100)의 하면, 즉 하부기판(200)과 마주하는 상부기판(100)의 내면에 구비되어 제1편광필름(220)의 편광축과 직교(直交)되는 제2편광필름(120)을 포함한다.

상기 보상필름은 편광상태를 보상하는 것으로서, 이러한 보상필름은 도 2에 도시된 바와 같이 제1편광필름(220)의 상부에 적층되는 제1보상필름(210)과, 제2편광필름(120)의 하부에 적층되는 제2보상필름(110)을 포함한다.

따라서, 본 발명의 액정 디스플레이는 상부기판(100)과 하부기판(200) 사이에 제1·제2편광필름(220)(120)와 제1·제2보상필름(210)(110)이 실장되는 이른바 인셀(in-cell)구조를 이루게 되어, 액정 디스플레이의 박막화를 도모하고 작업공수의 단축에 따라 제조비용의 절감을 기대하며 편광자의 실장 시 스크래치로 인한 손상을 미연에 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이 인셀구조를 이루기 위해, 제1·제2편광필름(220)(120)는 열안정성이 우수한 콜레스테릭 반사 편광필름, 중합성 메조제닉 화합물과 이색염료혼합물로부터 수득된 편광필름 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다.

또한 제1·제2보상필름(210)(110)은 균일하게 배향된 액정필름을 이용한 a-plate, c-plate, o-plate, negative a 및 c-plate 중 어느 하나로 이루어지거나, 혼성 배향된 액정필름 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상부기판(100)의 하면에 적층된 제2편광필름(120)과 제2보상필름(110) 사이에는 컬러필터(130)가 개재되어 액정(300)을 통과하면서 투과율이 조절된 광의 혼색을 통해 컬러색상을 재현하는데, 이러한 컬러필터(130)는 셀사이의 빛을 차단하는 블랙매트릭스(132)와 컬러색상을 재현하는 RGB패턴(134)을 포함하며, 컬러필터(130)의 하면에는 오버코팅층(140)이 코팅되어 컬러필터(130)를 보호하면서 평탄화를 도모한다.

선택적으로, 상기 오버코팅층은 도 16에 도시된 바와 같이 컬러필터(130)를 보호하면서 평탄화를 도모하도록 제2보상필름(110)으로 구현될 수 있다. 이에 따라 본 발명은 별도의 오버코팅층이 필요치 않으므로 액정 디스플레이의 원가절감과 함께 박막화를 도모하게 된다.

상기와 같이 상부기판(100)에 구비된 제2보상필름(110)에는 공통전극(150)이 적층되고, 하부기판(200)에 구비된 제1보상필름(210)에는 화소전극(250)이 적층되며, 이러한 두 전극(150)(250)은 전기적으로 연결되어 전압차이에 의해 액정(300) 을 구동시키게 된다. 그리고 하부기판(200)의 상면, 즉 상부기판(100)과 마주하는 하부기판(200)의 내면에는 스위칭소자(240)가 구비되어 액정의 구동을 제어하는데, 이러한 스위칭소자(240)는 매트릭스타입(matrix type)으로 배열된 박막 트랜지스터로 구현된다. 따라서, 스위칭소자(240)로부터 인가된 제어신호에 따라 공통전극(150)과 화소전극(250)의 전압차이에 의해 액정(300)이 배열되고, 이같은 액정(300)의 배열 정도에 따라 액정(300)을 투과하는 빛의 양이 조절되어 화상을 표시하게 된다.

아울러, 공통전극(150)의 하면에는 상부배향막(160)이 적층되고, 화소전극(250)의 상면에는 하부배향막(260)이 적층되어 액정(300)을 어느 한 방향으로 배향시킨다.

광원(L)은 하부기판(200)의 적어도 어느 한 단부에 구비되어 광을 조사하며, 이에 의해 광원(L)이 근접된 하부기판(200)의 일측 단부는 도 4에 도시된 바와 같이 입광부(200a)를 형성하고, 이 입광부(200a)에 대응되는 하부기판(200)의 타측 단부는 대광부(200b)를 형성하게 된다.

여기서, 광원(L)은 하부기판(200)의 어느 한 단부 또는 양측 단부 또는 하부기판(200)의 단부 둘레를 따라 사방(四方)에 구비될 수 있음을 분명히 밝혀 둔다.

제1미세광학패턴(P1)은 하부기판(200)의 어느 일면에 구비되어 하부기판(200)으로 입사된 광을 집광시켜서 상부기판(100)을 향한 수직출사-광원으로부터 입사된 광을 출사시키는 하부기판의 출사면의 법선방향-를 안내하는 것으로서, 이러한 제1미세광학패턴(P1)은 복수개의 요부 또는 철부가 소정의 간격으로 배열되는 형태로 구현되거나, 요부 및 철부가 반복되는 요철형태로 구현된다.

첨부된 도 3 및 도 4는 제1미세광학패턴(P1)의 제1실시예를 도시한 저면 사시도 및 확대 단면도로서, 제1미세광학패턴(P1)은 요부 형태, 즉 평행하지 아니한 적어도 두 개 이상의 집광면으로 이루어진 복수개의 제1집광요부(201)가 소정의 간격으로 배열되는 것으로 구현된다. 여기서 적어도 두 개 이상의 집광면으로 이루어진 제1집광요부(201)란 단면 투영시 사각형, 오각형, 육각형 따위를 포함하는 다양한 형상의 다각형을 포함하는 개념임을 분명히 밝혀 둔다.

더 나아가, 제1미세광학패턴(P1)의 제1실시예는 하부기판(200)의 상면을 향해 비스듬하게 기운 양측 빗면, 즉 제1집광면(201a)과 제2집광면(201b)을 포함하는 삼각형의 단면으로 형성되어, 입사광의 방향과 직교되는 방향(도 3의 Y축 방향)을 따라 길게 형성된다. 여기서, 제1·제2집광면(201a)(201b)은 평면 또는 만곡면을 포함하며, 제1·제2집광면(201a)(201b)이 만곡면으로 이루어질 경우, 제1·제2집광면(201a)(201b)은 중심점을 달리하면서 곡률반경을 동일 또는 달리할 수 있다. 이때 제1·제2집광면(201a)(201b)은 연속곡률을 가질 수 있다.

도 4를 참조하여 제1집광면(201a) 및 제2집광면(201b)을 좀 더 상세히 살펴보면, 제1집광면(201)은 삼각형의 단면을 이루도록 두 집광면(201a)(201b)을 연결하는 선분(S)과의 사이에 30~50°의 내각(θ1)으로 이루어져, 입광부(200a)로부터 입사된 광(도 4에서 실선으로 도시된 화살표)을 집광시켜서 수직으로 출사하게 된 다. 그리고 제2집광면(201b)은 상기 선분(S)과의 사이에 50~80°의 내각(θ2)으로 이루어져, 반사시트(400)에서 반사된 광(도 4에서 점선으로 도시된 화살표)을 대광부 쪽으로 굴절시키고, 대광부(200b)에서 반사된 광(도 4에서 일점쇄선으로 도시된 화살표)을 집광시켜서 수직으로 출사시킨다.

여기서, 제1집광면(201a)과 제2집광면(201b) 사이의 꼭지각은 제1집광요부(201)의 장축방향(도 3의 Y축 방향)을 따라 작아지거나 커지는 등의 변화를 가질 수 있다.

또한, 상기 제1집광요부(201)는 장축방향을 따라 물결모양을 이루는 파형으로 형성될 수 있으며, 이러한 파형은 액정셀의 픽셀과의 배열로 인한 무아레무늬(Moire fringe)를 감소시키도록 유도하게 된다. 예컨대, 액정셀의 픽셀의 어느 한 변에 대하여 평행하지 아니한 상태로 곡선으로 교차되는 것이다.

그리고 상기 제1집광요부(210)는 도 10에 도시된 바와 같이 입사광의 방향과 직교되는 방향을 따라 하부기판(200)에 부분적으로 형성되어, 일정한 간격을 이루면서 가로 및 세로 방향을 따라 규칙적으로 배열-이른바 ‘매트릭스(matrix)배열’-되는 형태로 제1미세광학패턴(P1)을 구현할 수 있다. 이와는 달리, 제1집광요부(210)는 입사광의 방향과 직교되는 방향을 따라 하부기판(200)에 부분적으로 형성되어, 상호 간격을 달리하면서 가로 및 세로 방향을 따라 불규칙적으로 배열-행과 열이 나란하지 않은-되는 형태로 제1미세광학패턴(P1)을 구현할 수 있다. 선택적으로, 제1집광요부(210)는 상기와 같이 장축방향으로 연속적으로 형성되어 규칙적 또는 불규칙적으로 배열되거나, 장축방향을 따라 비연속적이면서 규칙적 또는 불규칙적으로 배열될 수 있다.

또한, 제1미세광학패턴(P1)은 단면 투영시 반원, 반타원, 소정의 곡률을 갖는 자유곡선 중 어느 한 형태로 형성된 복수개의 요부가 소정의 간격으로 배열되는 형태로 구현될 수 있다.

상술한 제1미세광학패턴(P1)은 광투과성을 갖는 합성수지 재질의 필름에 형성되어 하부기판(200)의 저면에 라미네이팅 등의 가공수단에 의해 적층되거나, 하부기판의 저면에 직접가공하는 절삭, 연삭, 부식 등의 가공수단에 의해 일체화될 수 있다.

이상에서 설명된 제1미세광학패턴(P1)은 철부로 구현될 수 있음은 당업자에게 자명하며, 그에 따른 작용 및 효과 또한 상술한 제1집광요부(210) 형태와 동일 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.

첨부된 도 5a 내지 도 5e는 제1집광면(201a)과 선분(S) 사이의 내각(θ1) 변화에 따라 광의 주 출사각을 광계측기로 측정하여 나타낸 이미지 및 그래프를 나타낸 것으로서, 각 도마다 이미지는 좌측에 그래프는 우측에 나타내었다. 도 5a는 제1집광면(201a)과 선분(S) 사이의 내각(θ1)이 30°, 도 5b는 제1집광면(201a)과 선분(S) 사이의 내각(θ1)이 40°, 도 5c는 제1집광면(201a)과 선분(S) 사이의 내각(θ1)이 42.5°, 도 5d는 제1집광면(201a)과 선분(S) 사이의 내각(θ1)이 45°, 도 5e는 제1집광면(201a)과 선분(S) 사이의 내각(θ1)이 50°를 이룰 때 측정된 결과를 나타낸 것이다.

그리고 아래의 표 1은 제1집광면(201a)과 선분(S) 사이의 내각(θ1) 변화에 따른 평균휘도를 나타내었으며, 이때 제2집광면(201b)과 선분(S) 사이의 내각(θ2)은 50°로 고정하였다.

θ1(°)	평균휘도(%)
10	62
20	74
30	85
40	92
50	87
60	78
70	54
80	35
90	-

상술한 도 5a 내지 도 5e의 결과로부터, 상하 방향의 주 출사각이 그래프에 도시된 0°를 기준으로 ±10°범위 내에 포함되어야 우수한 집광효율을 기대할 수 있는데, 제1집광면(201a)과 선분(S) 사이의 내각(θ1)이 30~50°를 이룰 때 우수한 집광효율을 기대할 수 있는 범위에 포함됨을 알 수 있다.

또한, 상기 표 1의 결과로부터, 종래의 일반적인 백라이트 유닛과 비교하면 실질적으로 화면을 디스플레이할 수 있는 평균휘도는 80%이상을 이루어야 하는데, 내각(θ1)이 30~50°를 이루는 구간에서 평균휘도 80%이상을 나타내었으며, 이에 따라 내각(θ1)이 30~50°를 이룰 때, 입광부(200a)로부터 입사된 광을 집광시켜서 수직으로 출사하여 실질적으로 화면을 디스플레이하도록 사용가능한 구간임을 알 수 있다.

첨부된 도 6a 내지 도 6e는 제2집광면(201b)과 선분(S) 사이의 내각(θ2) 변화에 따라 광의 주 출사각을 광계측기로 측정하여 나타낸 이미지 및 그래프를 나타낸 것으로서, 각 도마다 이미지는 좌측에 그래프는 우측에 나타내었다. 도 6a는 제2집광면(201b)과 선분(S) 사이의 내각(θ2)이 40°, 도 6b는 제2집광면(201b)과 선분(S) 사이의 내각(θ2)이 50°, 도 6c는 제2집광면(201b)과 선분(S) 사이의 내각(θ2)이 60°, 도 6d는 제2집광면(201b)과 선분(S) 사이의 내각(θ2)이 70°, 도 6e는 제2집광면(201b)과 선분(S) 사이의 내각(θ2)이 80°를 이룰 때 측정된 결과를 나타낸 것이다.

그리고 아래의 표 2는 제2집광면(201b)과 선분(S) 사이의 내각(θ2) 변화에 따른 평균휘도를 나타내었으며, 이때 제2집광면(201b)과 선분(S) 사이의 내각(θ2)은 40°로 고정하였다.

θ2(°)	평균휘도(%)
10	60
20	72
30	81
40	82
50	89
60	85
70	83
80	81
90	75

상술한 도 6a의 이미지 상부에 도시된 타원부분을 살펴보면, 6b 내지 도 6e에 비해 집광효율이 떨어지며 도 6e에 비해 30%정도 휘도가 감소 되었다. 따라서, 도 6a 내지 도 6e의 결과로부터, 외측각의 변화에 따라 상하 시야각의 집광효율이 달라지는데, 제2집광면(201b)과 선분(S) 사이의 내각(θ2)이 50~80°를 이룰 때 우수한 집광효율을 기대할 수 있는 범위에 포함됨을 알 수 있다.

또한, 상기 표 2의 결과로부터, 종래의 일반적인 백라이트 유닛과 비교하면 실질적으로 화면을 디스플레이할 수 있는 평균휘도는 80%이상을 이루어야 하는데, 내각(θ2)이 30~80°를 이루는 구간에서 평균휘도 80%이상을 나타내었으며, 이에 따라 내각(θ2)이 30~80°를 이룰 때, 대광부(200b)에서 반사된 광을 집광시켜서 수직으로 출사하여 실질적으로 화면을 디스플레이하도록 사용가능한 구간임을 알 수 있다.

상술한 제1집광면(201)과 제2집광면(202)의 내각(θ1)(θ2)에 대한 설명은 바람직한 실시예를 나타낸 것일 뿐, 당업자라면 각 구성요소들과의 배치와 설계변경에 따라 적절히 조절할 수 있음은 자명하다.

아울러, 하부기판(200)에는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 입사광을 확산시키도록 나노(㎚) 크기의 확산입자(500)가 혼입되는데, 이러한 확산입자(500)는 아크릴, 스티렌, 실리콘, 합성실리카, 다이아몬드 등을 포함하는 투명한 재료 중 어느 하나로 이루어지거나, 산화티탄, 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 클레이 등을 포함하는 백색 재료 중 어느 하나로 이루어진다. 필요에 따라, 확산입자(500)는 상술한 재료 중 선택된 수 개의 재료를 하부기판(200)에 혼입할 수 있다. 따라서, 하부기판(200)으로 입사된 광은 확산입자(500)에 의해 확산 및 굴절되어 광의 효율을 증대시키며 휘도를 향상시키게 된다.

반사시트(400)는 하부기판(200)의 하면에 구비되어 하부기판(200)에서 손실된 광을 다시 하부기판(200)으로 반사시키는 것으로서, 이러한 반사시트(400)에 의해 광의 이용 효율을 증가시키게 된다.

이러한 반사시트(400)는 하부기판(200)의 하면에 일체화, 즉 하부기판(200)의 제1미세광학패턴(P1)의 표면에 알루미늄 따위의 반사물질을 증착시켜서 일체화시킬 수 있다.

그리고 반사시트(400)의 상면(하부기판(200)에 대응되는 면)에는 제1미세광학패턴(P1)의 장축과 소정의 각도로 교차되는 제2미세광학패턴(P2)이 구비되는데, 이러한 제2미세광학패턴(P2)은 하부기판(200) 또는 제1미세광학패턴(P1)을 투과한 후 반사시트(400)에 의해 반사되는 광의 반사 및 집광 효율을 제고시키는 것으로, 이러한 제2미세광학패턴(P2)은 제1미세광학패턴(P1)을 이루는 제1집광요부(210)의 장축과 직교로 교차되도록 형성된 복수개의 요부 또는 철부가 소정의 간격으로 배열되는 것으로 구현되거나, 요부와 철부가 반복되는 요철형태로 구현된다.

특히 제2미세광학패턴(P2)은 제1미세광학패턴(P1)의 장축과 직교됨에 따라, 제1미세광학패턴(P1)에서 집광시키지 못한 방향의 광을 집광시켜서 출사시키게 된다. 예컨대, 제1미세광학패턴(P1)을 이루는 제1집광요부의 장축은 도 3의 Y을 향하므로 X축 방향의 광을 집광시키고, 제2미세광학패턴(P2)의 배열장축은 도 3의 X축을 향하므로 Y축 방향의 광을 집광시키게 된다. 또한 제2미세광학패턴(P2)은 하부기판(200)을 투과한 후 반사시트(400)로 향하는 광의 전반사를 유도하도록 굴절시켜서 광의 반사 효율을 제고시킨다. 선택적으로, 제2미세광학패턴(P2)의 장축은 제1미세광학패턴(P1)의 장축과 예각 또는 둔각의 각도로 교차될 수 있다.

여기서, 제2미세광학패턴(P2)은 도 3에서와 같이 제1미세광학패턴(P1)과 직교로 교차되지만, 도 4에서는 제1미세광학패턴(P1)과 제2미세광학패턴(P2)을 통한 광의 투과방향을 개념적으로 나타내기 위해 제2집광요부(410)의 형상을 도시하였다.

첨부된 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제2미세광학패턴(P2)은 평행하지 아니한 적어도 두 개 이상의 집광면으로 이루어진 복수개의 제2집광요부(410)가 소정의 간격으로 배열되는 것으로 구현되거나, 평행하지 아니한 적어도 두 개 이상의 집광면으로 이루어진 복수개의 철부가 소정의 간격으로 배열되는 것으로 구현될 수 있다. 여기서, 적어도 두 개 이상의 집광면으로 이루어진 제2집광요부(410) 또는 철부란 단면 투영시 사각형, 오각형, 육각형 따위를 포함하는 다양한 형상의 다각형을 포함하는 개념임을 분명히 밝혀 둔다.

또한, 상기 제2집광요부(410) 및 철부는 장축 방향을 따라 하부기판(200)에 부분적으로 형성되어, 일정한 간격을 이루면서 가로 및 세로 방향을 따라 규칙적으로 배열되는 형태, 또는 가로 및 세로 방향을 따라 불규칙적으로 배열되는 형태로 제2미세광학패턴(P2)을 구현할 수 있다.

선택적으로, 상기 제2미세광학패턴은(P2)는 단면 투영시 반원, 반타원, 소정의 곡률을 갖는 자유곡선 중 어느 한 형태로 형성된 복수개의 제2집광요부 및 철부가 소정의 간격으로 배열되는 형태로 구현될 수 있다.

선택적으로, 상기 제2미세광학패턴(P2)은 반구형, 원뿔형, 사각뿔형 등의 입체형으로 형성된 복수개의 제2집광요부 및 철부가 소정의 간격으로 배열되는 것으로 구현될 수 있다.

상술한 제2미세광학패턴(P2)은 광투과성을 갖는 합성수지 재질의 필름에 형성되어 반사시트(400)의 상면에 라미네이팅 등의 가공수단에 의해 적층되거나, 반사시트(400)의 상면에 직접가공하는 절삭, 연삭, 부식 등의 가공수단에 의해 일체화될 수 있다.

한편, 첨부된 도 7은 본 발명에 의한 하부기판의 다른 실시예를 도시한 단면도로서, 하부기판(200)에는 입사광을 확산시키도록 마이크로미터(㎛) 크기의 확산비드(600)가 혼입되는데, 이러한 확산비드(600)는 구(球) 형상으로 형성되며, 굴절률이 상이한 내부물질(610)과 이 내부물질(610)을 감싸는 외부물질(620)로 이루어진다.

여기서, 내부물질(610)은 도 8a에 도시된 바와 같이 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지거나, 도 8b에 도시된 바와 같이 기체층으로 이루어진다.

그리고 외부물질(620)은 유리재 또는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진다.

이러한 내부물질(610)과 외부물질(620)은 굴절률 차이에 의해 입사광을 투과 및 확산시키도록 서로 다른 재질로 이루어지는데, 이때 내부물질(610)과 외부물질(620)은 0.05 내지 0.7의 굴절률 차이를 갖도록 상이한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 8b에서와 같이 내부물질(610)이 기체층(진공 상태의 굴절률 대략 1.0)인 경우, 외부물질(620)은 유리재(굴절률 대략 1.52) 또는 합성수지재(굴절률 대략 1.4 내지 1.65)로 이루어지며, 도 8a에서와 같이 내부물질(610)이 플라스틱재인 경우 외부물질(620)은 유리재 또는 내부물질(610)과 굴절률이 상이한 플라스틱재로 이루어지는 것이다.

위에서 언급한 상기 기체층은 진공 상태 또는 대기압 상태를 포함하는 개념임을 분명히 밝혀둔다.

첨부된 도 9는 기체층으로 이루어진 내부물질(610)과 유리재로 이루어진 외부물질(620)로 구성된 확산비드(600)가 하부기판(200)에 혼입된 상태에서 하부기판(200)으로 광을 조사하여 광의 투과 및 확산방향을 나타낸 것으로서, 하부기판(200)으로 투과되면서 굴절된 광은, 외부물질(620)의 하부와 내부물질(610) 사이의 계면을 지나면서 확산된 후, 다시 외부물질(620)의 상부와 내부물질(610) 사이의 계면을 지나면서 한번 더 확산된다. 즉, 진공을 이루는 상기 기체층의 굴절률은 대략 1.00이고 유리재로 이루어진 외부물질(620)의 굴절률은 대략 1.52로 이루어짐에 따라 굴절률에 대해 큰 차이를 형성하게 되며, 이같은 굴절률의 차이로 인해 광이 투과되는 각각의 계면에서 굴절각이 커지므로, 보다 효율적인 산란 및 확산 기능을 갖게 되는 것이다.

또한, 내부물질(610)의 지름(d1)은 외부물질(620)의 지름(d2)의 길이에 대해 0.2 내지 0.95의 비율로 이루어지는 것이 바람직하다. 예컨대, 외부물질(620)의 지름(d2)이 10㎛로 형성될 경우, 내부물질(610)의 지름(d1)은 0.2㎛ 내지 9.5㎛의 범위 내에서 형성되는데, 내부물질(610)의 지름(d1)이 0.2㎛를 이루게 되면 외부물질(620)의 표면 두께(t)는 9.8㎛로 형성되고, 내부물질(610)의 지름(d1)이 9.5㎛를 이루게 되면 외부물질(620)의 표면 두께(t)는 0.5㎛로 형성되는 것이다. 이때, 내부물질(610)의 지름(d1)이 2㎛미만으로 형성하게 되면 내부물질(610), 특히 기체층의 부피가 작아짐에 따라 광의 확산 효과를 기대하기 어려우며, 내부물질(610)의 지름(d1)이 9.5㎛를 초과하게 형성하면 외부물질(620)의 표면 두께(t)가 얇아지게 되어 경도가 약해질 뿐만 아니라 제작의 어려움으로 작용하게 된다.

한편, 제1미세광학패턴(P1)은 반구형, 원뿔형, 사각뿔형 등의 입체형으로 형성된 복수개의 제3집광요부(202)가 소정의 간격으로 배열되는 것으로 구현될 수 있으며, 도 11에서는 제1미세광학패턴(P1)의 제2실시예를 사시도로서 나타내었다.

제1미세광학패턴(P1)은 하부기판(200)으로 입사된 광을 집광시켜서 수직으로 출사하도록, 제3집광면(202a)과 제4집광면(202b)으로 이루어진 복수개의 제3집광요부(202)가 소정의 간격으로 가로 및 세로 방향을 따라 규칙적 또는 불규칙적으로 배열되는 것으로 구현된다.

도 11 및 도 12를 참조하여 제3집광요부(202)를 구성하는 제3집광면(202a)과 제4집광면(202b)을 좀 더 상세히 살펴보면, 하부기판(200)의 하면에 형성된 제1집광요부(202)는 전체적으로 반구형으로 형성되면서 입광부측(200a)의 일부는 경사지게 트림(trim)된 형상으로서, 제3집광면(202a)은 입광부(200a)로부터 입사된 광(도 12에서 실선으로 도시된 화살표)을 집광시켜서 수직으로 출사하고, 일정한 곡률로 만곡된 제4집광면(202b)은 반사시트(400)에서 반사된 광(도 12에서 점선으로 도시된 화살표)을 대광부(200b) 쪽으로 굴절시키면서, 대광부(200b)에서 반사된 광(도 12에서 일점쇄선으로 도시된 화살표)을 집광시켜서 수직으로 출사시킨다. 특히, 제4집광면(202b)은 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 대광부(200b)로부터 제3집광요부(202)를 향해 사방에서 반사된 광을 집광시켜서 수직출사하게 된다.

또한, 도 12의 (a)를 참조하면, 제3집광면(202a)은 30~50°의 내각(θ3)으로 이루어지고, 제4집광면(202b)은 50~80°의 내각(θ4)으로 이루어지며, 이에 따른 작용 효과는 앞서 상세히 기술한 제1집광요부(201)의 제1집광면(201a) 및 제2집광면(201b)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

다른 한편, 첨부된 도 13는 본 발명에 의한 제1미세광학패턴(P1)의 제3실시예를 도시한 사시도로서, 하부기판(200)의 어느 일면에 구비된 제1미세광학패턴(P1)은, 평행하지 아니한 4개의 집광면으로 이루어진 사각뿔 형상으로 형성된 복수개의 제4집광요부(203)가 가로 및 세로 방향을 따라 규칙적 또는 불규칙적으로 배열되는 것으로 구현된다.

도 13 및 도 14를 참조하여 사각뿔 형상의 제4집광요부(203)를 좀 더 상세히 살펴보면, 하부기판(200)의 하면에 형성된 제4집광요부(203)는, 입광부(200a)로부터 입사된 광(도 14에서 실선으로 도시된 화살표)을 집광시켜서 수직으로 출사시키는 제5집광면(203a)과, 반사시트(400)에서 반사된 광(도 14에서 점선으로 도시된 화살표)을 대광부(200b)로 굴절시키면서, 대광부(200b)에서 반사된 광(도 14에서 일점쇄선으로 도시된 화살표)을 집광시켜서 수직으로 출사시키는 세 개의 제6집광면(203b)으로 구성된다.

특히, 제6집광면(203b)은 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, 대광부(200b)에서 제1집광요부(230)를 향해 사방에서 반사된 광을 집광시켜서 수직출사하게 된다.

또한, 도 14의 (a)를 참조하면, 제5집광면(203a)은 30~50°의 내각(θ5)으로 이루어지고, 제6집광면(203b)은 50~80°의 내각(θ6)으로 이루어지며, 이에 따른 작용 효과는 앞서 상세히 기술한 제1집광요부(201)의 제1집광면(201a) 및 제2집광면(201b)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

또 다른 한편, 첨부된 도 17은 본 발명에 의한 제1미세광학패턴(P1)의 제4실시예를 도시한 단면도로서, 제1미세광학패턴(P1)은 요부와 철부의 반복이 아닌 연속곡률로 이루어진 자유곡선이 하부기판의 어느 일면을 따라 형성되는 것으로 구현된다. 여기서 자유곡선이란, 도 17에 도시된 바와 같이 동일 또는 다른 형상 및 모양의 요부와 철부의 반복이 아닌, 임의의 형태로 자유롭게 형성된 연속곡률을 포함하는 개념임을 분명히 밝혀 둔다.

또 다른 한편, 첨부된 도 15는 본 발명에 의한 액정 디스플레이의 다른 실시예를 도시한 단면도로서, 액정 디스플레이의 다른 실시예는 제1·제2보상필름(210)(110)이 상부기판(100)과 하부기판(200) 사이에 실장되는 인셀구조를 유지하면서 제2편광필름(120)가 상부기판(100)의 상면, 즉 외면에 적층되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 개량, 변경, 대체, 부가할 수 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체, 부가에 의한 실시가 이하의 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것임은 자명하다.

도 1은 종래의 액정 디스플레이를 도시한 예시도.

도 2는 본 발명에 의한 전체적인 구조를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 하부기판을 저면에서 투시한 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 제1집광요부를 통한 광의 흐름을 확대하여 나타낸 단면도.

도 5a 내지 도 5e는 제1집광면과 선분 사이의 내각 변화에 따라 광의 주 출사각을 광계측기로 측정하여 나타낸 이미지 및 그래프.

도 6a 내지 도 6e는 제2집광면과 선분 사이의 내각 변화에 따라 광의 주 출사각을 광계측기로 측정하여 나타낸 이미지 및 그래프.

도 7은 본 발명에 의한 하부기판의 다른 실시예를 도시한 단면도.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 의한 확산비드의 일 실시예 및 다른 실시예를 나타낸 단면도.

도 9는 본 발명에 의한 확산비드를 통해 광의 투과 및 확산 방향을 나타내도록 시뮬레이션을 실행한 이미지.

도 10은 본 발명에 의한 제1미세광학패턴의 다른 실시예를 저면에서 투시한 사시도.

도 11은 본 발명에 의한 제1미세광학패턴의 또 다른 실시예를 상면에서 투시한 사시도.

도 12는 도 11의 요부를 나타낸 단면도 및 저면도.

도 13은 본 발명에 의한 제1미세광학패턴의 또 다른 실시예를 상면에서 투시한 사시도.

도 14는 도 13의 요부를 나타낸 단면도 및 저면도.

도 15는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 단면도.

도 16은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 단면도.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

100 : 상부기판 110 : 제1보상필름

120 : 제1편광자 200 : 하부기판

210 : 제2보상필름 220 : 제2편광자

300 : 액정 400 : 반사시트

500 : 확산입자 600 : 확산비드

L : 광원

Claims

액정디스플레이에 구비된 액정셀의 하부기판에 있어서,

상기 하부기판의 어느 일면에는 제1미세광학패턴이 구비되어 하부기판의 적어도 어느 한 단부에 구비된 광원으로부터 조사된 광을 집광해서 법선방향으로 출사하되,

상기 하부기판의 다른 일면에는 적어도 하나의 편광자가 구비된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 1에 있어서,

상기 하부기판에서 손실된 광을 반사시키도록 배치된 반사시트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 2에 있어서,

상기 반사시트는 하부기판의 일면에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

상기 반사시트에는 제1미세광학패턴의 장축과 소정의 각도로 경사지게 교차되어 반사시트를 향하는 광을 집광시켜서 수직출사하도록 제2미세광학패턴이 구비 된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 4에 있어서,

상기 제2미세광학패턴은 복수개의 제2집광요부 또는 제2집광철부가 소정의 간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 5에 있어서,

상기 제2집광요부 또는 제2집광철부는 다각형의 단면으로 형성되어 제1미세광학패턴의 장축과 교차되는 방향을 따라 길게 형성된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 5에 있어서,

상기 제2집광요부 또는 제2집광철부는 연속곡률을 갖는 단면으로 형성되어 제1미세광학패턴의 장축과 교차되는 방향을 따라 길게 형성된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 5에 있어서,

상기 제2집광요부 또는 제2집광철부는 입체형으로 형성되어 소정의 간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 4에 있어서,

상기 제2미세광학패턴은 제2집광요부와 제2집광철부가 연속적으로 반복되는 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 4에 있어서,

상기 제2미세광학패턴은 연속곡률을 갖는 자유곡선의 단면으로 형성되어 제1미세광학패턴의 장축과 교차되는 방향을 따라 길게 형성된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제1미세광학패턴은 복수개의 제1집광요부 또는 제1집광철부가 소정의 간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 11에 있어서,

상기 제1집광요부는 장축방향을 따라 파형으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 11에 있어서,

상기 제1집광요부 또는 제1집광철부는 다각형의 단면으로 형성되어 입사광의 방향과 직교되는 방향을 따라 길게 형성된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 13에 있어서,

상기 제1집광요부는 입광부로부터 입사된 광을 집광시켜서 수직으로 출사하는 제1집광면과, 대광부에서 반사된 광을 집광시켜서 수직으로 출사하는 제2집광면을 포함하여 삼각형의 단면으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 14에 있어서,

상기 제1집광면은 삼각형의 단면을 형성하도록 두 집광면을 연결하는 선분과의 사이에 30~50°의 내각으로 이루어지고, 제2집광면은 상기 선분과의 사이에 50~80°의 내각으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 13에 있어서,

상기 제1집광요부는, 대광부에서 반사된 광을 집광시켜서 수직으로 출사시키도록 일정한 곡률로 만곡된 제4집광면과, 상기 제4집광면 일측에 트림되어 입광부로부터 입사된 광을 집광시켜서 수직으로 출사하는 제3집광면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 16에 있어서,

상기 제3집광면은 두 집광면을 연결하는 선분과의 사이에 30~50°의 내각으 로 이루어지고, 제4집광면은 상기 선분과의 사이에 50~80°의 내각으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 13에 있어서,

상기 제1집광요부 또는 제1집광철부는 가로 및 세로 방향을 따라 규칙적으로 배열된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 13에 있어서,

상기 제1집광요부 또는 제1집광철부는 가로 및 세로 방향을 따라 불규칙적으로 배열된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 11에 있어서,

상기 제1집광요부 또는 제1집광철부는 입체형으로 형성되어 소정의 간격으로 배열된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 11에 있어서,

상기 제1미세광학패턴은 제1집광요부와 제1집광철부가 연속적으로 반복되는 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 11에 있어서,

상기 제1미세광학패턴은 반사시트의 일면을 따라 연속곡률을 갖는 자유곡선의 단면으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제1미세광학패턴이 구비된 어느 하부기판에는 입사광을 확산시키도록 나노 크기의 확산입자가 혼입된 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 23에 있어서,

상기 확산입자는 아크릴, 스티렌, 실리콘, 합성실리카, 다이아몬드 등을 포함하는 투명한 재료 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 23에 있어서,

상기 확산입자는 산화티탄, 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 수산화알루미늄, 클레이 등을 포함하는 백색 재료 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제1미세광학패턴이 구비된 하부기판에는 입사광을 확산시키도록 굴절률이 상이한 내부물질 및 외부물질로 이루어진 복수개의 확산비드가 혼입된 것을 특 징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 26에 있어서,

상기 확산비드의 내부물질과 외부물질은 0.05 내지 0.7의 굴절률 차이를 갖도록 상이한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 26에 있어서,

상기 확산비드의 내부물질은 기체층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 28에 있어서,

상기 확산비드의 외부물질은 유리재로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 26에 있어서,

상기 내부물질은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 30에 있어서,

상기 외부물질은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 플라스틱 재료 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 31에 있어서,

상기 내부물질과 외부물질은 굴절률 차이에 의해 입사광을 확산시키도록 서로 다른 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정셀의 하부기판.
청구항 1 또는 청구항 2의 하부기판을 갖되,

상기 액정셀은 외면으로 적어도 하나의 편광자가 구비된 상부기판과 하부기판 및 상기 두 기판 사이에 주입된 액정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
청구항 1 또는 청구항 2의 하부기판을 갖되,

상기 액정셀은 상부기판과 하부기판 및 상기 두 기판 사이에 주입된 액정을 포함하며, 상기 편광자는 상기 두 기판 사이에 실장되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
청구항 1 또는 청구항 2의 하부기판을 갖되,

상기 액정셀은 상부기판 및 하부기판, 상기 두 기판 사이에 주입된 액정, 상 기 액정의 구동을 제어하도록 하부기판의 내면에 구비된 스위칭소자, 상기 스위칭소자의 구동에 의해 액정으로 통과된 광으로 컬러색상을 재현하도록 상부기판의 내면에 구비된 컬러필터, 상기 컬러필터에 적층된 공통전극, 상기 공통전극과의 전압차이에 의해 액정을 구동시키도록 스위칭소자에 적층되는 화소전극, 상기 공통전극 및 화소전극에 각각 적층되어 액정을 어느 한 방향으로 배향시키는 상부배향막 및 하부배향막을 포함하며,

상기 하부기판의 내면에는 제1편광자 및 제1보상필름이 실장되고,

상기 상부기판의 내면에는 제2편광자 및 제2보상필름이 실장되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.