KR20140089769A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20140089769A KR1020130001606A KR20130001606A KR20140089769A KR 20140089769 A KR20140089769 A KR 20140089769A KR 1020130001606 A KR1020130001606 A KR 1020130001606A KR 20130001606 A KR20130001606 A KR 20130001606A KR 20140089769 A KR20140089769 A KR 20140089769A
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김상일
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 백라이트부를 포함하고 광효율이 개선된 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 빛이 투과하는 투과 영역과 빛이 투과하지 못하는 차광 영역을 포함하는 표시판, 상기 표시판에 빛을 조사하는 백라이트부, 그리고 상기 표시판과 상기 백라이트부 사이에 위치하며 빛을 반사하는 반사부, 그리고 개구부를 포함하는 반사 패턴을 포함하고, 상기 반사 패턴의 상기 반사부는 상기 차광 영역과 중첩하는 영역에 위치한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 특히 백라이트부를 포함하고 광효율이 개선된 표시 장치에 관한 것이다.
평판 표시 장치에는 발광 다이오드 표시 장치(light emitting diode display, LED), 전계 발광 표시 장치(field emission display, FED), 진공 형광 표시 장치(vacuum fluorescent display, VFD), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel, PDP) 등과 같이 스스로 발광하는 자체 발광형 표시 장치와 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCE), 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등과 같이 스스로 발광하지 못하고 광원을 필요로 하는 수광형 표시 장치가 있다.
수광형 표시 장치는 영상을 표시하는 표시판과 표시판에 광을 공급하는 백라이트부(또는 광원부라 함)를 포함한다. 광원부는 광을 발생시키는 광원을 포함한다. 광원의 예로는 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL), 평판 형광 램프(flat fluorescent lamp, FFL, 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 등이 있다. 최근에는 소비 전력이 적고 발열량도 적은 발광 다이오드를 광원으로 자주 사용된다.
백라이트부는 표시판의 후면에 균일하게 빛을 조사할 수 있어야 하는데, 백라이트부에서의 광원의 위치에 따라 직하형 백라이트부, 에지형 백라이트부 등으로 분류될 수 있다.
표시판은 스위칭 소자를 포함하는 복수의 화소 및 복수의 신호선을 포함한다. 신호선은 게이트 신호를 전달하는 게이트선 및 데이터 신호를 전달하는 데이터선을 포함한다. 각 화소의 스위칭 소자는 게이트선 및 데이터선과 연결되어 데이터 전압을 인가 받는다.
표시판은 빛이 투과되지 않는 차광 영역 및 빛이 투과되는 투과 영역을 포함한다. 따라서 백라이트부로부터 나온 빛은 차광 영역을 통과하지 못하고 소실된다. 표시판의 신호선은 일반적으로 금속으로 만들어지므로 신호선의 아래쪽 면에서 반사된 빛이 백라이트부 쪽으로 반사되었다가 다시 투과 영역을 통과할 수 있다. 그러나 표시판의 신호선과 같은 각종 금속층과 백라이트부 사이에서 왕복하는 빛은 대부분 소실되고 실질적으로 표시판을 통과하지 못한다.
수광형 표시 장치의 대표적인 예로 액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 하나로서, 화소 전극과 공통 전극 등 전기장 생성 전극(field generating electrode)이 형성되어 있는 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성하고, 이를 통하여 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 입사광의 편광을 제어함으로써 영상을 표시한다.
이러한 액정 표시 장치의 경우 백라이트부의 빛을 편광시키는 적어도 하나의 편광자를 포함한다. 편광자는 표시판의 바깥쪽에 부착될 수 있다. 이와 같이 편광자를 포함하는 표시 장치의 경우 표시판의 내부로 입사된 빛은 편광된 빛이므로 표시판의 내부에서 신호선과 같은 각종 금속층의 아래쪽 면에서 반사된 빛이 다시 백라이트부를 통과하면 그 편광 상태가 바뀌고 다시 편광판을 지나 표시판으로 입사되면서 투과율 감소가 일어난다. 이러한 과정이 반복되면서 광효율은 실질적으로 0에 가까워진다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 백라이트부를 포함하는 표시 장치의 광효율을 높이는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 빛이 투과하는 투과 영역과 빛이 투과하지 못하는 차광 영역을 포함하는 표시판, 상기 표시판에 빛을 조사하는 백라이트부, 그리고 상기 표시판과 상기 백라이트부 사이에 위치하며 빛을 반사하는 반사부, 그리고 개구부를 포함하는 반사 패턴을 포함하고, 상기 반사 패턴의 상기 반사부는 상기 차광 영역과 중첩하는 영역에 위치한다
상기 표시판과 상기 반사 패턴 사이에 위치하는 편광판을 더 포함할 수 있다.
상기 반사 패턴이 형성되어 있는 하부 필름을 더 포함할 수 있다.
상기 하부 필름은 복굴절성을 가질 수 있다.
상기 반사 패턴은 상기 하부 필름과 상기 표시판 사이에 위치할 수 있다.
상기 차광 영역과 마주하는 상기 반사부의 폭은 상기 차광 영역의 폭 이하일 수 있다.
상기 백라이트부는 상기 표시판 쪽으로 빛을 반사하는 반사면을 포함할 수 있다.
상기 표시판은 상기 반사 패턴 쪽으로 빛을 반사하는 반사성 층을 포함할 수 있다.
상기 하부 필름은 복굴절성을 가지지 않을 수 있다.
상기 하부 필름은 상기 반사 패턴과 상기 표시판 사이에 위치할 수 있다.
상기 개구부는 행렬 형태로 배열되어 있을 수 있다.
상기 반사부는 스트라이프 형태를 가질 수 있다.
상기 표시판의 하면에 위치하는 편광판 조각을 더 포함하고, 상기 편광판 조각은 상기 반사 패턴의 상기 개구부 안에 위치할 수 있다.
상기 반사 패턴의 반사부는 그물 형태 또는 스트라이프 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 백라이트부를 포함하는 표시 장치의 광효율을 높일 수 있다.
도 1은 도 2에 도시한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 I-I 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치가 포함하는 표시판의 평면도이고,
도 3, 도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 반사 패턴의 평면도이고,
도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치가 포함하는 백라이트부의 단면도이고,
도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 표시판에 반사 패턴이 형성된 편광판을 부착하는 과정을 도시한 단면도이고,
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 반사 패턴이 형성된 편광판을 제조하는 과정을 도시한 단면도이고,
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고,
도 13, 도 14 및 도 15는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 반사 패턴 필름의 평면도이고,
도 16은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 표시판에 반사 패턴 필름을 부착하는 과정을 도시한 단면도이고,
도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고,
도 18은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 표시판에 반사 패턴 필름을 부착하는 과정을 도시한 단면도이고,
도 19는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 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.
먼저, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 도 2에 도시한 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치를 I-I 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치가 포함하는 표시판의 평면도이고, 도 3, 도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 반사 패턴의 평면도이고, 도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치가 포함하는 백라이트부의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 표시판(300), 백라이트부(900), 그리고 표시판(300)과 백라이트부(900) 사이에 위치하는 반사 패턴(91)을 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시판(300)은 영상을 표시하는 단위인 복수의 화소(PX) 및 화소에 구동 신호를 전달하기 위한 복수의 신호선이 위치하는 표시 영역(DA)과 그 주변의 주변 영역(PA)을 포함한다. 복수의 화소(PX)는 행렬 형태로 배열되어 있을 수 있다. 표시판(300)은 액정 표시 장치, 전기 영동 표시 장치 등과 같은 수광형 표시 장치의 표시판일 수 있으며, 투과형일 수 있다. 표시판(300)의 면 중 백라이트부(900)과 마주하는 쪽의 면을 하면이라 하고 그 반대쪽 면을 상면이라 한다. 표시판(300)의 상면 및 하면은 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)에 평행한 면일 수 있다. 마찬가지로 다른 구성 요소의 상면 또는 위쪽이라 하면 표시판(300)의 상면과 같은 방향의 면을 의미한다.
표시 영역(DA)은 빛이 투과되는 투과 영역(TA)과 빛이 투과되지 못하는 차광 영역(BA)을 포함한다.
투과 영역(TA)은 곧 화소(PX) 영역에 대응하며 행렬 형태를 가질 수 있다.
차광 영역(BA)은 표시 영역(DA) 중 투과 영역(TA)을 제외한 영역이다. 차광 영역(BA)은 대체로 가로 방향으로 뻗는 가로부와 대체로 세로 방향으로 뻗는 세로부를 포함할 수 있다. 차광 영역(BA)의 가로부 또는 세로부의 폭(W1)은 수 ㎛ 내지 수 ㎛일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 차광 영역(BA)은 별도의 차광 부재(도시하지 않음)를 포함할 수도 있고 불투명한 도전체, 예를 들어 금속과 같은 도전체를 포함할 수도 있다.
주변 영역(PA)에는 표시 영역(DA)의 복수의 신호선에 구동 신호를 인가하는 복수의 구동 회로를 포함할 수 있다. 또한 주변 영역(PA)에는 표시판(300)을 포함한 표시 장치의 제조 과정에서 서로 다른 층의 정렬을 맞추기 위한 정렬키(AL1)가 위치할 수 있다.
표시판(300)의 하면에는 표시판(300)에 입사되는 빛의 편광을 바꾸는 하부 편광판(12)에 부착되어 있을 수 있다.
반사 패턴(91)은 반사 패턴(91)의 상면 또는 하면으로 입사되는 빛을 반사시킬 수 있는 반사부(91a)를 포함하며, 반사부를 제외한 부분은 개구부(91b)를 이룬다.
반사 패턴(91)의 반사부(91a)는 반사성 물질, 예를 들어 금속 등을 포함할 수 있다. 또는 반사 패턴(91)의 반사부(91a)의 상면 또는 하면이 반사면을 포함할 수도 있다.
도 1을 참조하면, 반사 패턴(91)의 반사부(91a)는 표시판(300)의 차광 영역(BA)과 중첩하는 영역에 위치한다. 이에 따라 반사 패턴(91)의 개구부(91b)는 표시판(300)의 투과 영역(TA)과 대응한다.
반사 패턴(91)은 도 3에 도시한 바와 같이 표시판(300)의 차광 영역(BA)에 대응하는 평면 형태의 반사부(91a)를 가질 수 있다. 즉, 반사 패턴(91)은 대략 행렬 형태로 배열된 복수의 개구부(91b)를 포함하는 그물 형태일 수 있으며, 대체로 가로 방향으로 뻗는 가로부와 대체로 세로 방향으로 뻗는 세로부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 반사 패턴(91)은 도 4에 도시한 바와 같이 표시판(300)의 차광 영역(BA)의 가로부에 대응하는 형태의 반사부(91a)를 가질 수 있다. 즉, 반사 패턴(91)의 반사부(91a)는 세로 방향으로 일렬로 배열된 복수의 가로부를 포함할 수 있고, 각 가로부의 연장 방향은 제1 방향(D1)일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 반사 패턴(91)은 도 5에 도시한 바와 같이 표시판(300)의 차광 영역(BA)의 세로부에 대응하는 형태의 반사부(91a)를 가질 수 있다. 즉, 반사 패턴(91)의 반사부(91a)는 가로 방향으로 일렬로 배열된 복수의 세로부를 포함할 수 있고, 각 세로부의 연장 방향은 제2 방향(D2)일 수 있다.
도 1 내지 도 5에 도시한 실시예에서 반사 패턴(91)의 가로부 또는 세로부의 밀도 또는 주기가 차광 영역(BA)의 가로부 또는 세로부의 밀도 또는 주기와 대략 동일한 예를 도시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 반사 패턴(91)의 가로부 및 세로부 중 적어도 하나의 밀도 또는 주기가 각각 차광 영역(BA)의 가로부 또는 세로부의 밀도 또는 주기보다 작을 수도 있다.
반사 패턴(91)의 반사부(91a)의 가로부 또는 세로부의 폭(W2)은 마주하며 중첩하는 표시판(300)의 차광 영역(BA)의 가로부 또는 세로부의 폭(W1)과 실질적으로 동일할 수도 있고 폭(W1)보다 작을 수도 있다. 즉, 반사 패턴(91)의 개구부(91b)는 대응하는 표시판(300)의 투과 영역(TA)과 실질적으로 동일한 개구 면적 또는 개구폭을 가질 수도 있고 대응하는 투과 영역(TA)보다 넓은 개구 면적 또는 개구폭을 가질 수도 있다.
표시판(300)의 하면에 하부 편광판(12)이 부착되어 있는 경우 반사 패턴(91)은 하부 편광판(12)의 하면에 부착되어 있다.
도 1을 참조하면, 백라이트부(900)는 표시판(300)의 후면에 위치하며 표시판(300)에 빛을 조사할 수 있다. 백라이트부(900)는 백라이트부(900)에서 생성된 빛 또는 백라이트부(900)로 재입사된 빛을 위쪽으로 반사할 수 있는 반사면(910)을 포함한다. 여기서 위쪽은 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)에 수직인 제3 방향(D3)을 의미한다. 반사면(910)은 반사성 물질을 포함하는 반사 시트일 수도 있고 경면(mirrored surface) 처리된 면일 수도 있다.
백라이트부(900)에서 출사된 빛이 반사 패턴(91)의 개구부(91b)를 통과한 경우 표시판(300)의 투과 영역(TA)을 지나 관찰자의 눈에 시인될 수 있다. 그러나 반사 패턴(91)의 하면에 입사된 빛은 반사되어 백라이트부(900)로 재입사된다. 백라이트부(900)로 재입사된 빛은 반사면(910)에서 반사되어 다시 위쪽을 향하여 반사 패턴(91)의 개구부(91b)를 통과하거나 반사 패턴(91)의 반사부(91a)의 하면에서 반사된다. 이와 같이 반사 패턴(91)의 하면과 백라이트부(900)의 반사면(910) 사이에서 왕복한 빛은 결국 반사 패턴(91)의 개구부(91b) 및 표시판(300)의 투과 영역(TA)을 통과해 관찰자 쪽으로 출사될 수 있다. 이를 빛의 리사이클(recycling)이라 한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 표시판(300)의 차광 영역(BA)으로 입사되어 흡수되거나 산란될 빛을 표시판(300)의 하면에 위치하는 반사 패턴(91)의 반사부(91a)가 반사시켜 결국 표시판(300)의 투과 영역(TA)을 통해 출사되는 비율을 높이므로 표시 장치의 광효율을 높일 수 있다.
특히 표시판(300)이 하부 편광판(12)을 포함하는 경우 하부 편광판(12)을 통과한 빛이 백라이트부(900) 쪽으로 반사되면 백라이트부(900)를 통과하면서 빛의 편광 상태가 바뀔 수 있고, 편광 상태가 바뀐 빛이 다시 하부 편광판(12)을 통과하는 과정에서 광 리사이클 효율이 매우 낮아진다. 그러나 본 발명의 실시예에 의하면 하부 편광판(12)의 하면에 위치하는 반사 패턴(91)은 편광되기 전의 빛을 반사시키므로 반사 패턴(91)과 백라이트부(900)의 반사면(910) 사이에서 왕복하는 빛은 대체로 비편광된 빛이다. 따라서 왕복하던 빛이 하부 편광판(12)을 통과할 때 투과율을 높일 수 있어 광효율을 더욱 높일 수 있다.
이러한 광 리사이클 효율, 즉 반사 패턴(91)과 백라이트부(900)의 반사면(910) 사이의 빛의 왕복을 통한 광효율의 향상 정도는 표시판(300)의 투과 영역(TA)이 작을수록 높아질 수 있다. 특히 고해상도 표시판(300)인 경우 신호선이 차지하는 영역이 증가해 차광 영역(BA)이 넓어질 수 있는데, 본 발명과 같은 반사 패턴(91)을 이용해 광효율을 높일 수 있다. 예를 들어 표시판(300)의 개구율이 대략 15%인 경우 반사 패턴(91)이 없는 경우에 비해 대략 200% 내지 400% 정도의 휘도 향상을 기대할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 백라이트부(900)는 광원(950)과 도광판(920)을 포함할 수 있다.
광원(950)은 광원 패키지의 형태일 수 있고, 적어도 하나의 발광체(light emitting element)를 포함한다. 이러한 발광체의 예로서 발광 다이오드(light emitting diode, LED) 칩을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
광원(950)은 도광판(920)의 측면에 인접하여 배치될 수 있으며, 이 경우 에지형 백라이트부(900)가 제공된다.
도광판(920)은 광원(950)로부터 출사되는 빛을 정면 또는 표시판(300) 쪽으로 유도(guide)한다. 도광판(920)의 밑면은 입사된 빛을 정면 쪽으로 반사하여 빛이 도광판(920)으로부터 나갈 수 있도록 하기 위한 반사면(910)을 포함할 수 있다.
도광판(920) 위에는 확산판(도시하지 않음) 및 복수의 광학 시트(도시하지 않음) 등이 위치할 수 있다. 확산판은 도광판(920)에서 나오는 빛을 고르게 확산시켜 빛의 휘도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 광학 시트는 프리즘 시트(도시하지 않음) 등을 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 백라이트부(900)는 도6에 도시한 실시예에 따른 백라이트부(900)와 대부분 동일하나 직하형 백라이트부(900)의 예를 도시한다. 본 실시예에 따른 백라이트부(900)는 적어도 하나의 광원(950)을 포함하며, 광원(950)은 직하형 광원으로서 표시판(300) 쪽으로 직접 빛을 출사할 수 있다. 또한 본 실시예에 따른 백라이트부(900)는 도광판을 포함하지 않으며 광원(950) 위에 위치하는 확산판(940)을 포함한다. 확산판(940)은 광원(950)으로부터 출사된 빛의 휘도 균일성을 향상시킨다.
도 7에 도시한 실시예에 따른 백라이트부(900)는 광원(950)의 아래에 위치하는 반사면(910)을 포함할 수 있다. 반사면(910)은 광원(950)을 수납하는 하부 수납 케이스(도시하지 않음) 위에 위치할 수 있다.
이제 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 8을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구체적인 구조에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 액정 표시 장치로서 표시판(300), 표시판(300)의 하면에 부착된 하부 편광판(12), 표시판(300)의 상면에 부착된 상부 편광판(22), 반사 패턴(91), 그리고 백라이트부(900)를 포함한다.
표시판(300)은 서로 마주하는 하부 기판(110)과 상부 기판(210), 그리고 그 사이에 들어 있는 액정층(3)을 포함한다.
하부 기판(110) 위에는 적어도 하나의 패턴층(120)을 포함한다. 패턴층(120)은 적어도 하나의 절연층 및 적어도 하나의 도전층을 포함할 수 있다.
상부 기판(210) 하면 위에는 차광 부재(220) 및 복수의 색필터(230)가 위치한다.
차광 부재(220)는 빛샘을 방지하며 복수의 개구부를 가진다. 차광 부재(220)의 영역은 앞에서 설명한 차광 영역(BA)에 대응하고, 차광 부재(220)의 개구부는 앞에서 설명한 투과 영역(TA)에 대응한다. 색필터(230)는 차광 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에 대부분 존재할 수 있다. 각 색필터(230)는 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.
색필터(230) 및 차광 부재(220) 중 적어도 하나는 하부 기판(110) 위에 위치할 수도 있다.
액정층(3)은 유전율 이방성을 가지는 액정 분자(31)를 포함할 수 있다.
하부 기판(110)의 하면, 즉 하부 기판(110)의 바깥쪽 면에는 하부 편광판(12)이 구비되어 있고, 상부 기판(210)의 상면, 즉 상부 기판(210)의 바깥쪽 면에는 상부 편광판(22)이 구비되어 있다. 하부 편광판(12)을 통과한 빛은 액정층(3)의 액정 분자(31)의 방향에 따라 그 편광이 달라지고 이러한 편광의 변화는 상부 편광판(22)에 의해 투과율 변화로 나타난다.
하부 편광판(12)의 하면에는 반사 패턴(91)이 위치한다. 반사 패턴(91)은 차광 부재(220)와 중첩하는 영역에 위치한다. 이에 따라 반사 패턴(91)의 개구부(91b)는 표시판(300)의 차광 부재(220)의 개구부와 대응한다. 반사 패턴(91)의 반사부(91a)의 폭(W2)은 이와 마주하는 차광 부재(220)의 폭(W1)과 실질적으로 동일할 수도 있고 폭(W1)보다 작을 수도 있다.
본 실시예에 따르면 하부 편광판(12)의 하면에 위치하는 반사 패턴(91)은 편광되기 전의 빛을 반사시키므로 반사 패턴(91)과 백라이트부(900)의 반사면(910) 사이에서 왕복하는 빛은 대체로 비편광된 빛이다. 따라서 왕복하던 빛이 하부 편광판(12)을 통과할 때 투과율을 높일 수 있어 광효율을 더욱 높일 수 있다.
이 밖의 반사 패턴(91)에 대한 설명, 백라이트부(900)에 대한 설명, 그리고 광효율 향상 효과는 앞에서 설명한 실시예에서와 동일하므로 여기서 자세한 설명은 생략한다.
다음 앞에서 설명한 도면들과 함께 도 9를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구체적인 구조에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 앞에서 설명한 도 8에 도시한 실시예와 대부분 동일하나 하부 기판(110) 위에 적층된 패턴층(120)이 반사성 층(170)을 더 포함할 수 있다. 반사성 층(170)의 면 중 특히 하면은 반사면을 포함할 수 있다. 반사성 층(170)은 일반적으로 금속을 포함하는 도전층일 수 있다. 예를 들어 반사성 층(170)은 구동 신호를 전달하는 신호선일 수 있으며 구리(Cu) 등의 금속의 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다.
반사성 층(170)은 대체로 불투명하며 차광 영역(BA)에 의해 가려질 수 있다. 즉, 반사성 층(170)은 차광 부재(220)에 의해 가려지는 영역에 위치할 수 있다.
본 실시예에 따르면 반사 패턴(91)의 개구부(91b)를 통과하여 표시판(300)에 입사한 빛 중 패턴층(120)의 반사성 층(170)의 하면에 입사한 빛은 반사되어 아래쪽을 향할 수 있다. 반사성 층(170)의 하면에서 반사된 빛은 대부분 반사 패턴(91)의 반사부(91a)의 상면에서 다시 반사되어 반사성 층(170)과 반사 패턴(91) 사이에서 빛이 왕복할 수 있다. 왕복하던 빛은 결국 표시판(300)의 투과 영역(TA)을 통과에 바깥으로 출사될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 한 실시예에 따르면 앞에서 설명한 반사 패턴(91)과 백라이트부(900)의 반사면(910) 사이의 광 리사이클 이외에 반사 패턴(91)과 표시판(300) 내부의 반사성 층(170) 사이의 광 리사이클을 이용할 수 있어 광효율이 더욱 향상될 수 있다.
그러면 앞에서 설명한 도 8 및 도 9와 함께 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 표시판에 반사 패턴이 형성된 편광판을 부착하는 과정을 도시한 단면도이고, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 반사 패턴이 형성된 편광판을 제조하는 과정을 도시한 단면도이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 여기서는 도면을 참고하여 일부 제조 과정, 즉 하부 편광판(12)과 반사 패턴(91)을 하부 기판(110)에 부착되는 과정에 대해 자세히 설명한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 하부 편광판(12)을 먼저 제조한 후 하부 편광판(12)의 하면에 반사 패턴(91)을 형성할 수 있다. 반사 패턴(91)은 하부 편광판(12)의 하면에 금속 등의 반사성 물질을 도포한 후 패터닝하여 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 11에 도시한 바와 같이 하부 편광판(12)의 제조 과정 중에 반사 패턴(91)을 형성할 수도 있다.
하부 편광판(12)은 하부 및 상부 보호 필름(12a, 12c)과 그 사이의 편광 필름(12b)을 포함할 수 있다. 하부 및 상부 보호 필름(12a, 12c)은 TAC(tri acetate cellulose) 필름을 포함할 수 있고, 편광 필름(12b)은 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol, PVA) 등의 고분자 필름을 포함할 수 있다. 이 경우 하부 보호 필름(12a)에 먼저 반사 패턴(91)을 형성한 후, 하부 보호 필름(12a), 상부 보호 필름(12c), 그리고 편광 필름(12b)을 합착하여 하부 편광판(12)을 제조할 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, 위와 같이 반사 패턴(91)이 형성된 하부 편광판(12)을 하부 기판(110)의 하면에 부착한다. 이때 하부 편광판(12) 및 하부 기판(110)의 정렬키를 이용할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 반사 패턴(91)이 형성된 하부 편광판(12)을 홀더에 편평하게 부착한 후 정렬키를 카메라를 통해 인식하여 하부 편광판(12)을 하부 기판(110)의 하면 위에 정렬시킨다. 반사 패턴(91)의 반사부(91a)가 앞에서 설명한 도 3에 도시한 바와 같이 가로부와 세로부를 모두 포함하는 경우 가로 방향 및 세로 방향으로의 정렬이 필요하다. 다음, 하부 편광판(12)을 하부 기판(110)의 하면에 수직으로 합착시킨 후 가압하여 하부 편광판(12)을 하부 기판(110)의 하면에 부착할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반사 패턴(91)이 형성된 하부 편광판(12)을 라미네이션(lamination) 방법을 통해 하부 기판(110)의 하면에 부착할 수 있다. 이때 가압 롤러가 진행하는 방향인 라미네이션 방향으로의 정렬은 하지 않아도 되며, 라미네이션 방향의 수직 방향으로의 정렬은 필요하다. 이 경우 반사 패턴(91)의 반사부(91a)는 앞에서 설명한 도 4 또는 도 5에 도시한 실시예와 같이 스트라이프 형상을 가질 수 있다. 반사 패턴(91)의 반사부(91a)의 연장 방향은 라미네이션 방향과 대체로 일치할 수 있다.
이제 앞에서 설명한 도 1 내지 도 7과 함께 도 12 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구체적인 구조에 대해 설명한다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이고, 도 13, 도 14 및 도 15는 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 반사 패턴 필름의 평면도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 앞에서 설명한 도 8 또는 도 9에 도시한 실시예에 따른 표시 장치와 대부분 동일하나 반사 패턴(91)과 하부 편광판(12) 사이에 하부 필름(90)이 더 위치할 수 있다.
하부 필름(90)은 투명한 가요성 플라스틱 필름일 수 있다. 하부 필름(90)은 복굴절성을 가질 수도 있고 가지지 않을 수도 있다. 예를 들어 하부 필름(90)은 복굴절성이 없는 TAC, COP 필름 또는 복굴절성이 있는 PET, PEN 필름을 포함할 수 있다. 도 12는 하부 필름(90)이 복굴절성을 가지지 않는 경우 하부 필름(90)의 면 중 반사 패턴(91)이 형성되지 않은 면이 하부 편광판(12)에 부착되어 있는 예를 도시한다. 표시판(300)의 내부가 앞에서 설명한 도 9에 도시한 바와 같이 반사성 층(170)을 포함하는 경우, 반사 패턴(91)의 상면과 반사성 층(170) 사이에서 왕복하는 빛은 하부 편광판(12)을 통과하게 되고 하부 필름(90)이 복굴절성을 가지면 편광 상태의 변형에 의해 광 리사이클 효과가 떨어질 수 있다. 그러나 본 실시예와 같이 하부 필름(90)이 복굴절성을 가지지 않으면 광 리사이클 효과를 높일 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 반사 패턴(91)은 하부 필름(90)의 면 위에 형성되어 있으며, 앞에서 도 3에 도시한 바와 같이 표시판(300)의 차광 영역(BA)에 대응하는 평면 형태를 가질 수 있다. 즉, 반사 패턴(91)은 대략 행렬 형태로 배열된 복수의 개구부(91b)를 포함하는 그물 형태일 수 있으며, 대체로 가로 방향으로 뻗는 가로부와 대체로 세로 방향으로 뻗는 세로부를 포함할 수 있다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사 패턴(91)은 하부 필름(90)의 면 위에 형성되어 있으며, 앞에서 설명한 도 4에 도시한 바와 같이 표시판(300)의 차광 영역(BA)의 가로부에 대응하는 형태를 가질 수 있다. 즉, 반사 패턴(91)의 반사부(91a)는 세로 방향으로 일렬로 배열된 복수의 가로부를 포함할 수 있다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반사 패턴(91)은 하부 필름(90)의 면 위에 형성되어 있으며, 앞에서 설명한 도 5에 도시한 바와 같이 표시판(300)의 차광 영역(BA)의 세로부에 대응하는 형태를 가질 수 있다. 즉, 반사 패턴(91)의 반사부(91a)는 가로 방향으로 일렬로 배열된 복수의 세로부를 포함할 수 있다.
도 13 내지 도 15에 도시한 바와 같이 하부 필름(90)의 주변 영역에는 정렬키(AL2)이 위치할 수 있다.
이 밖에 앞에서 설명한 도 1 내지 도 7에 도시한 실시예의 여러 특징 및 효과가 본 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.
그러면 앞에서 설명한 도 12 내지 도 15와 함께 도 16을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 16은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 표시판에 반사 패턴 필름을 부착하는 과정을 도시한 단면도이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 여기서는 도면을 참고하여 일부 제조 과정, 즉 하부 편광판(12)의 하면에 반사 패턴(91)이 형성된 하부 필름(90)을 부착하는 과정에 대해 자세히 설명한다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 먼저 하부 필름(90)에 반사 패턴(91)을 형성한다. 이때 하부 필름(90)가 롤(roll) 상태에서 그 위에 반사 패턴(91)을 사진 식각 공정 등으로 형성할 수 있다. 다음 반사 패턴(91)이 위치하지 않는 하부 필름(90)의 면에 접착제를 코팅하고 커팅한 후 하부 편광판(12)의 하면에 반사 패턴(91)이 형성된 하부 필름(90)을 부착한다.
하부 편광판(12)의 하면에 반사 패턴(91)이 형성된 하부 필름(90)을 부착할 때 하부 필름(90) 및 표시판(300)의 정렬키를 이용할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 먼저 하부 편광판(12)을 하부 기판(110)의 하면에 부착한다. 다음, 반사 패턴(91)이 형성된 하부 필름(90)을 홀더에 편평하게 부착한 후 정렬키를 카메라를 통해 인식하여 하부 필름(90)을 하부 편광판(12)의 하면 위에 정렬시킨다. 반사 패턴(91)의 반사부(91a)가 앞에서 설명한 도 3에 도시한 바와 같이 가로부와 세로부를 모두 포함하는 경우 가로 방향 및 세로 방향으로의 정렬이 필요하다. 다음, 하부 필름(90)을 하부 편광판(12)의 하면에 수직으로 합착시킨 후 가압하여 하부 필름(90)을 하부 편광판(12)의 하면에 부착할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반사 패턴(91)이 형성된 하부 필름(90)을 라미네이션 방법을 통해 하부 편광판(12)의 하면에 부착할 수 있다. 이때 가압 롤러가 진행하는 방향인 라미네이션 방향으로의 정렬은 하지 않아도 되며, 라미네이션 방향의 수직 방향으로의 정렬은 필요하다. 이 경우 반사 패턴(91)의 반사부(91a)는 앞에서 설명한 도 4 또는 도 5에 도시한 실시예와 같이 스트라이프 형상을 가질 수 있다. 반사 패턴(91)의 반사부(91a)의 연장 방향은 라미네이션 방향과 대체로 일치할 수 있다.
다음 도 17을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구체적인 구조에 대해 설명한다.
도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 앞에서 설명한 도 12 내지 도 15에 도시한 실시예에 따른 표시 장치와 대부분 동일하나 반사 패턴(91)과 하부 필름(90)의 위치가 다를 수 있다. 즉, 하부 필름(90)과 하부 편광판(12) 사이에 반사 패턴(91)이 위치할 수 있다.
특히 본 실시예에 따르면 하부 필름(90)은 복굴절성을 가질 수 있다. 표시판(300)의 내부가 앞에서 설명한 도 9에 도시한 바와 같이 반사성 층(170)을 포함하고 하부 필름(90)이 복굴절성을 가지는 경우, 하부 편광판(12)을 통과한 빛이 반사 패턴(91)의 상면과 반사성 층(170) 사이에서 왕복하면서 복굴절성이 있는 하부 필름(90)을 통과하면 편광 상태의 변형에 의해 광 리사이클 효과가 떨어질 수 있다. 그러나 본 실시예와 같이 복굴절성이 있는 하부 필름(90)을 반사 패턴(91)의 아래쪽에 위치시킴으로써 반사 패턴(91)과 표시판(300) 내부의 반사성 층(170) 사이의 광 리사이클 효과가 떨어지는 것을 막을 수 있다.
이 밖에 앞에서 설명한 여러 실시예의 여러 특징 및 효과가 본 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.
그러면 앞에서 설명한 도 17과 함께 도 18을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 18은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 표시판에 반사 패턴 필름을 부착하는 과정을 도시한 단면도이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 앞에서 설명한 실시예, 특히 도 16에 도시한 실시예와 대부분 동일하나 하부 편광판(12)의 하면에 반사 패턴(91)이 형성된 하부 필름(90)을 부착할 때 반사 패턴(91)이 형성된 면이 하부 편광판(12)과 만나도록 부착한다.
다음 도 19를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 구체적인 구조에 대해 설명한다.
도 19는 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 앞에서 설명한 여러 실시예와 대부분 동일하므로 차이점을 중심으로 설명한다.
본 실시예에 따르면 하부 기판(110)의 하면에 반사 패턴(91’)과 복수의 하부 편광판 조각(12’)이 위치한다.
반사 패턴(91’)은 앞에서 설명한 여러 실시예에 따른 반사 패턴(91)과 동일한 구조를 가질 수 있으나 하부 기판(110)의 하면 위에 직접 형성될 수 있다. 반사 패턴(91’)은 하부 기판(110) 위에 금속 등의 반사성 물질을 도포한 후 사진 식각 공정 등으로 패터닝하여 형성할 수 있다.
반사 패턴(91’)은 반사부(91a’)와 개구부(91b’)를 포함하며, 반사부(91a’)는 앞에서 설명한 여러 실시예들과 같이 그물 형태 또는 스트라이프 형태를 가질 수 있으나 모양이 이에 한정되는 것은 아니다.
하부 편광판 조각(12’)은 앞에서 설명한 여러 실시예의 하부 편광판(12)과 동일한 기능을 하나 하부 기판(110)의 전면에 위치하지 않고 반사 패턴(91’)의 개구부(91b’) 안에만 위치할 수 있다. 따라서 하부 편광판 조각(12’)과 반사 패턴(91’)의 반사부(91a’)는 어느 한 방향을 따라 교대로 배치되어 있으며, 하부 편광판 조각(12’)과 반사 패턴(91’)의 반사부(91a’)는 서로 중첩하지 않을 수 있다. 반사 패턴(91’) 위에는 보호막(도시하지 않음)이 더 위치할 수 있다.
도 18에 도시한 바와 달리 반사 패턴(91’) 및 하부 편광판 조각(12’)은 별도의 하부 필름 위에 형성되어 부착될 수도 있다. 이때 하부 필름은 반사 패턴(91’) 및 하부 편광판 조각(12’)의 아래쪽 또는 위쪽에 위치할 수 있다.
본 실시예에 따르면 반사 패턴(91’)과 표시판(300)의 내부의 반사성 층(도시하지 않음) 사이에서 빛이 왕복할 때 빛이 편광판을 통과하지 않으므로 광효율을 더욱 높일 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
3: 액정층 12, 22: 편광판
31: 액정 분자 90: 하부 필름
91: 반사 패턴 110, 210: 기판
120: 패턴층 170: 반사성 층
220: 차광 부재 230: 색필터
300: 표시판 900: 백라이트부
910: 반사면 920: 도광판
950: 광원 BA: 차광 영역
DA: 표시 영역 TA: 투과 영역

Claims (20)

  1. 빛이 투과하는 투과 영역과 빛이 투과하지 못하는 차광 영역을 포함하는 표시판,
    상기 표시판에 빛을 조사하는 백라이트부, 그리고
    상기 표시판과 상기 백라이트부 사이에 위치하며 빛을 반사하는 반사부, 그리고 개구부를 포함하는 반사 패턴
    을 포함하고,
    상기 반사 패턴의 상기 반사부는 상기 차광 영역과 중첩하는 영역에 위치하는
    표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 표시판과 상기 반사 패턴 사이에 위치하는 편광판을 더 포함하는 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 반사 패턴이 형성되어 있는 하부 필름을 더 포함하는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 하부 필름은 복굴절성을 가지는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 반사 패턴은 상기 하부 필름과 상기 표시판 사이에 위치하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 차광 영역과 마주하는 상기 반사부의 폭은 상기 차광 영역의 폭 이하인 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 백라이트부는 상기 표시판 쪽으로 빛을 반사하는 반사면을 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 표시판은 상기 반사 패턴 쪽으로 빛을 반사하는 반사성 층을 포함하는 표시 장치.
  9. 제3항에서,
    상기 하부 필름은 복굴절성을 가지지 않는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 하부 필름은 상기 반사 패턴과 상기 표시판 사이에 위치하는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 차광 영역과 마주하는 상기 반사부의 폭은 상기 차광 영역의 폭 이하인 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 백라이트부는 상기 표시판 쪽으로 빛을 반사하는 반사면을 포함하는 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 표시판은 상기 반사 패턴 쪽으로 빛을 반사하는 반사성 층을 포함하는 표시 장치.
  14. 제2항에서,
    상기 차광 영역과 마주하는 상기 반사부의 폭은 상기 차광 영역의 폭 이하인 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 백라이트부는 상기 표시판 쪽으로 빛을 반사하는 반사면을 포함하는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 표시판은 상기 반사 패턴 쪽으로 빛을 반사하는 반사성 층을 포함하는 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 개구부는 행렬 형태로 배열되어 있는 표시 장치.
  18. 제16항에서,
    상기 반사부는 스트라이프 형태를 가지는 표시 장치.
  19. 제1항에서,
    상기 표시판의 하면에 위치하는 편광판 조각을 더 포함하고,
    상기 편광판 조각은 상기 반사 패턴의 상기 개구부 안에 위치하는
    표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 반사 패턴의 반사부는 그물 형태 또는 스트라이프 형태를 가지는 표시 장치.
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