KR20170025545A - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 기술적 과제는, 광의 투과율을 제어하는 광제어 패널의 해상도가, 영상을 표현하는 영상 패널의 해상도보다 낮게 설정되어 있는, 액정표시장치를 제공하는 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 영상 패널, 백라이트 유닛 및 광제어 패널을 포함한다. 상기 영상 패널은 영상을 표현한다. 상기 백라이트 유닛은 광을 조사한다. 상기 광제어 패널은 상기 백라이트 유닛으로부터 조사된 광을 상기 영상 패널로 전달하고, 상기 광의 투과율을 제어한다. 상기 광제어 패널의 해상도는, 상기 영상패널의 해상도보다 낮다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 두 개의 패널이 적층되어 있는, 액정표시장치에 관한 것이다.

휴대전화, 테블릿PC, 노트북, 모니터 등을 포함한 다양한 종류의 전자제품에는 표시장치가 이용되고 있다. 표시장치에는, 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display APPARATUS), 유기발광표시장치(OLED : Organic Light Emitting Display APPARATUS) 등이 있다.

표시장치들 중에서, 액정표시장치는 양산화 기술, 구동 수단의 용이성, 고화질의 구현이라는 장점으로 인하여 현재 가장 널리 상용화되고 있다.

액정표시장치의 명암비를 증가시키기 위해, 두 개의 패널이 이중으로 적층된 액정표시장치가 이용되고 있다.

도 1은 두 개의 패널이 이중으로 적층된 종래의 이중 액정표시장치의 단면을 나타낸 예시도이다.

명암비를 증가시키기 위한 종래의 이중 액정표시장치에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 영상 패널(30) 및 광제어 패널(20)이 이중으로 적층된다.

상기 영상 패널(30)은 제1하부편광필름(31), 제1액정패널(32) 및 제1상부편광필름(33)을 포함한다. 상기 제1액정패널(32)은 데이터 라인들과 게이트 라인들을 통해 공급되는 신호들에 의해 영상을 출력한다. 이를 위해, 상기 제1액정패널(32)에는 컬러필터가 구비된다.

상기 광제어 패널(20)은 제2하부편광필름(21) 및 제2액정패널(22)을 포함한다. 상기 제2액정패널(22)의 광의 투과율을 제어한다. 상기 제2액정패널(22)에는 컬러필터가 구비되지 않는다.

상기 제2액정패널(20)의 해상도는, 상기 제1액정패널(30)의 해상도와 동일하게 형성된다.

상기 이중 액정표시장치에서는, 상기 제1액정패널(32) 및 상기 제2액정패널(22) 모두에 신호가 입력된다.

상기 이중 액정표시장치에서는, 블랙화면 구현시, 백라이트 유닛(10)에서 전송된 광이 상기 광제어 패널(20)에서 1차로 차단되며, 상기 영상 패널(30)에서 2차로 차광된다.

따라서, 최종적으로 사용자의 눈에 입력되는 광은, 상기 영상 패널(30)만이 구비되어 있는 일반적인 액정표시장치와 비교할 때 줄어든다. 이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같은 이중 액정표시장치에서는, 유기발광표시장치와 유사한 레벨의 블랙화면이 구현될 수 있다.

그러나, 상기 이중 액정표시장치에서는, 첫째, 두 개의 상기 액정패널들(20, 30)로 인해, 광의 투과율이 감소된다.

예를 들어, 상기 이중 액정표시장치에서는 우수한 블랙화면이 구현될 수 있다. 그러나, 광이 상기 광제어 패널(20) 및 상기 영상 패널(30)을 거치면서 차단되기 때문에, 밝은화면의 품질은 일반적인 액정표시장치보다 감소된다.

부연하여 설명하면, 일반적으로, 백라이트 유닛에서 조사된 광의 일부는, 액정패널에 구비된 액정 및 투명전극과, 상기 액정패널에 부착된 편광필름에 의해 일부가 차단된다. 따라서, 상기 백라이트 유닛에서 조사된 광의 양을 100%라고 할 때, 상기 액정패널을 통과한 광의 양은 100%보다 작아진다.

특히, 상기 이중 액정표시장치에서는, 상기 제1액정패널(30)과 상기 제2액정패널(20) 모두에 액정 및 투명전극이 배치되어 있고, 상기 제2액정패널(20)의 하부에 상기 제2하부편광필름(21)이 부착되어 있다.

따라서, 상기 백라이트 유닛(10)으로부터 조사된 광의 일부는, 상기 제2액정패널(22)에 구비된 액정 및 투명전극과 상기 제2하부편광필름(21)에 의해 차단되며, 상기 제2액정패널(22)을 통과한 광의 일부는, 다시, 상기 영상 패널(30)에 구비된 액정 및 투명전극과 상기 제1하부편광필름(31) 및 상기 제1상부편광필름(33)에 의해 차단된다.

이에 따라, 상기 이중 액정표시장치에서 상기 영상 패널(30)을 통과한 광의 양은, 일반적인 액정표시장치에서 하나의 액정패널을 통과한 광의 양보다 감소된다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명의 기술적 과제는, 광의 투과율을 제어하는 광제어 패널의 해상도가, 영상을 표현하는 영상 패널의 해상도보다 낮게 설정되어 있는, 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 영상을 표현하는 영상 패널의 하단에 배치되어 광의 투과율을 제어하는 광제어 패널의 배면에 향상된 편광필름의 기능을 수행하는 하부편광부가 부착되어 있는, 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 영상 패널, 백라이트 유닛 및 광제어 패널을 포함한다. 상기 영상 패널은 영상을 표현한다. 상기 백라이트 유닛은 광을 조사한다. 상기 광제어 패널은 상기 백라이트 유닛으로부터 조사된 광을 상기 영상 패널로 전달하고, 상기 광의 투과율을 제어한다. 상기 광제어 패널의 해상도는, 상기 영상패널의 해상도보다 낮다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 영상 패널, 백라이트 유닛 및 광제어 패널을 포함한다. 상기 영상 패널은 영상을 표현한다. 상기 백라이트 유닛은 광을 조사한다. 상기 광제어 패널은 상기 백라이트 유닛으로부터 조사된 광을 상기 영상 패널로 전달하고, 상기 광의 투과율을 제어한다. 상기 광제어 패널은, 액정 및 상기 액정을 구동하는 광제어 구동전극들로 구성되어 광의 투과율을 제어하는 제2액정패널 및 상기 제2액정패널의 배면에 구비된 하부편광부를 포함한다. 상기 하부편광부는, 상기 영상 패널에 구비되는 편광필름보다 낮은 편광 기능을 가지며, 상기 편광필름보다 우수한 투과율을 갖는 휘도향상필름을 포함한다.

본 발명에 의하면, 영상 패널 및 광제어 패널이 이중으로 적층되기 때문에, 액정표시장치의 명암비가 증가되어 보다 선명한 블랙화면이 구현될 수 있으며, 또한, 상기 광제어 패널의 광투과율이 증가될 수 있기 때문에, 액정표시장치의 광투과율이 증가될 수 있다.

도 1은 두 개의 패널이 이중으로 적층된 종래의 이중 액정표시장치의 단면을 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 단면을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에 적용되는 영상 패널 및 광제어 패널의 구성을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 단면을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치에 적용되는 영상 패널 및 상기 영상 패널의 네 개의 단위픽셀들을 하나의 서브픽셀로 갖는 광제어 패널을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치에 적용되는 광제어 패널의 구성을 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

‘적어도 하나’의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, ‘제1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나’의 의미는 제1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 발명의 여러 실시 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 액정표시장치의 구성을 나타낸 예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 단면을 나타낸 예시도이다. 도 3에는 백라이트 유닛은 생략되어 있다.

본 발명에 따른 액정표시장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 영상을 표현하는 영상 패널(140), 광을 조사하는 백라이트 유닛(110), 상기 백라이트 유닛(110)으로부터 조사된 광을 상기 영상 패널(140)로 전달하고, 상기 광의 투과율을 제어하는 광제어 패널(120) 및 상기 광제어 패널(120)로부터 출력된 광을 확산시키는 확산필름(130)을 포함한다.

첫째, 상기 영상 패널(140)은 상기 백라이트 유닛(110)으로부터 상기 광제어 패널(120)과 상기 확산필름(130)을 통해 전달된 광의 투과율을 변화시켜 영상을 출력한다.

상기 영상 패널(140)은, 블랙메트릭스에 의해 구분되는 서브픽셀들 및 상기 서브픽셀들에 대응되는 컬러필터들이 구비된 제1액정패널(142), 상기 제1액정패널(142)의 배면에 배치되는 제1하부편광필름(141) 및 상기 제1액정패널(142)의 정면에 배치되는 제1상부편광필름(143)을 포함한다.

상기 제1액정패널(142)은, 제1하부베이스기판(142a), 구동전극(142b), 액정(142c), 컬러필터(142d), 블랙메트릭스(142e) 및 제1상부베이스기판(142f)을 포함한다.

상기 제1하부베이스기판(142a) 및 상기 구동전극(142b)은 제1하부기판을 구성하고, 상기 컬러필터(142d), 상기 블랙메트릭스(142e) 및 상기 제1상부베이스기판(142f)은 제1상부기판을 구성할 수 있으며, 상기 액정(142c)은 상기 제1하부기판과 상기 제1상부기판 사이에 주입된다.

상기 구동전극(142b)은, 공통전압이 공급되는 공통전극 또는 데이터 전압이 공급되는 픽셀전극 중 어느 하나가 될 수 있다. 즉, 상기 영상 패널(140)에는 공통전극의 기능을 수행하는 상기 구동전극(142b)들 및 픽셀전극의 기능을 수행하는 상기 구동전극(142b)들이 구비된다.

상기 영상 패널(140)에는 복수의 서브픽셀들이 구비된다.

상기 구동전극(142b)은, 상기 서브픽셀들 각각에 구비된다.

상기 서브픽셀들 각각은, 적색광, 녹색광 및 청색광 중 어느 하나를 출력하기 위해, 상기 광에 대응되는 색상의 상기 컬러필터(142e)를 포함한다. 상기 서브픽셀은 상기 적색광, 상기 녹색광 및 상기 청색광 이외에도 다양한 색상의 광을 출력할 수 있으며, 이를 위해 다양한 색상의 상기 컬러필터(142e)를 포함할 수 있다.

상기 서브픽셀들 각각에는 상기 픽셀전극과 연결된 박막트랜지스터가 구비된다. 상기 박막트랜지스터는 상기 픽셀전극에 연결된 제1단자, 상기 데이터 전압을 공급하는 데이터 라인과 연결된 제2단자 및 게이트 펄스가 공급되는 게이트 라인과 연결된 제3단자를 포함한다.

단위픽셀은 적어도 세 개의 상기 서브픽셀들로 구성되어, 백색을 구현한다. 예를 들어, 상기 단위픽셀은, 적색필터가 구비된 적색 서브픽셀, 녹색필터가 구비된 녹색 서브픽셀 및 청색필터가 구비된 청색 서브픽셀을 포함할 수 있다.

상기 영상 패널(140)은 상기 게이트 펄스를 공급하는 게이트 드라이버(미도시) 및 상기 데이터 전압을 공급하는 데이터 드라이버(미도시)에 의해 구동되며, 상기 서브픽셀들 각각은 상기 게이트 펄스, 상기 데이터 전압 및 상기 공통전극으로 공급되는 공통전압에 의해 구동되어, 상기 서브픽셀들 각각에 구비된 컬러필터에 대응되는 색상을 갖는 광을 출력한다.

상기 서브픽셀들 각각에서 출력되는 광에 의해 영상이 표현된다.

상기 제1하부편광필름(141)은 상기 제1액정패널(142)의 배면에 배치되며, 상기 광제어 패널(120)에 의해 제1축으로 편광된 광을 제2축으로 편광시킨다. 상기 제1하부편광필름(141)은 액정표시장치에 일반적으로 적용되는 편광필름이 적용될 수 있다.

상기 제1상부편광필름(143)은 상기 제1하부편광필름(141)에 의해 편광된 후 상기 제1액정패널(142)을 통과한 광을 제1축으로 편광시킨다. 상기 제1상부편광필름(143)은 액정표시장치에 일반적으로 적용되는 편광필름이 적용될 수 있다.

둘째, 상기 백라이트 유닛(110)은 광을 출력하여, 상기 광제어 패널(120)로 조사하는 기능을 수행한다. 상기 백라이트 유닛(110)으로부터 출력되어, 상기 광제어 패널(120)을 통과한 광은, 상기 확산필름(130)을 통해 상기 영상 패널(140)로 전달된다.

상기 백라이트 유닛(110)은 광을 출력하는 광원, 상기 광원으로부터 출력된 광을 상기 광제어 패널(120) 방향으로 전달하는 도광판 및 상기 도광판 상단에 배치되어 상기 도광판을 통과한 광을 확산 및 직진 시키기 위한 광학시트부를 포함한다.

특히, 상기 광학시트부는, 상기 도광판을 통과한 광을 확산시키는 확산시트 및 상기 확산시트를 통과한 광을 상기 광제어 패널(120)의 배면에 수직하게 변화시켜 상기 광제어 패널(120)로 전송하는 직광 시트를 포함할 수 있다.

셋째, 상기 광제어 패널(120)은, 상기 백라이트 유닛(110)으로부터 조사된 광을 상기 영상 패널(140)로 전달하며, 상기 광의 투과율을 제어한다.

이를 위해, 상기 광제어 패널(120)은, 상기 영상 패널(140)에 구비된 상기 단위픽셀들 중 적어도 하나에 대응되는 광제어 서브픽셀이 복수 개 구비된 제2액정패널(122) 및 상기 제2액정패널(122)의 배면에 구비된 하부편광부(121)를 포함한다.

상기 단위픽셀은, 상기에서 설명된 바와 같이, 상기 제1액정패널(142)에 구비된 적어도 세 개의 서브픽셀들로 구성되어 백색을 구현한다.

상기 광제어 패널(120)은, LV패널(Light Valve Panel)이라고도 한다.

상기 광제어 패널(120)은, 제2하부베이스기판(122a), 광제어 구동전극(122b), 광제어 액정(122c), 광제어 블랙메트릭스(122e) 및 제2상부베이스기판(122f)을 포함한다.

상기 제2하부베이스기판(122a) 및 상기 광제어 구동전극(122b)은 광제어 하부기판을 구성할 수 있고, 상기 제2상부베이스기판(122f) 및 상기 광제어 블랙메트릭스(122e)는 광제어 상부기판을 구성할 수 있으며, 상기 광제어 액정(122c)은 상기 광제어 하부기판 및 상기 광제어 상부기판 사이에 주입된다.

상기 광제어 패널(120)에는, 컬러필터가 없으며, 상기 광제어 패널(120)은 계조만을 표현한다.

상기 광제어 서브픽셀들은 상기 광제어 블랙메트릭스(122e)에 의해 구분된다. 상기 광제어 서브픽셀은, 상기 영상 패널(140)에 구비된 단위픽셀들 중 적어도 하나에 대응된다.

예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1액정패널(140)에는 상기 컬러필터(142d)에 의해 구분되는 서브픽셀들이 상기 블랙메트릭스(142e)에 의해 구분된다.

이 경우, 상기 광제어 서브픽셀은, 상기 영상 패널(140)에 구비된 단위픽셀들 중 적어도 하나에 대응된다. 따라서, 도 3에서, 상기 광제어 패널(120)에는 두 개의 상기 서브픽셀들 사이에 대응되는 광제어 블랙메트릭스가 구비되어 있지 않다.

부연하여 설명하면, 도 3에 도시된 상기 영상 패널(140)에는 세 개의 블랙메트릭스(142e) 및 네 개의 컬러필터(142d)의해 구분되는 네 개의 서브픽셀들이 도시되어 있으나, 상기 광제어 패널(120)에는 하나의 광제어 블랙메트릭스(122e)에 의해 구분되는 두 개의 광제어 서브픽셀들이 도시되어 있다.

상기 광제어 패널(120)은 상기 서브픽셀 단위로 광을 투과시킨다.

이를 위해, 상기 광제어 구동전극(122b)은 광제어용 공통전압이 공급되는 광제어 공통전극 또는 광제어용 데이터 전압이 공급되는 광제어 픽셀전극 중 어느 하나가 될 수 있다. 즉, 상기 광제어 패널(120)에는 상기 광제어 공통전극의 기능을 수행하는 상기 광제어 구동전극(122b) 및 상기 광제어 픽셀전극의 기능을 수행하는 상기 광제어 구동전극(122b)이 구비된다.

상기 픽셀전극으로 구동되는 상기 광제어 구동전극(122b)으로 입력되는 광제어용 데이터 전압에 의해 상기 광제어 서브픽셀을 통과하는 광의 양이 조정될 수 있다.

상기 하부편광부(121)는, 상기 제2액정패널(122)의 배면에 구비된다.

상기 하부편광부(121)는, 상기 백라이트 유닛(110)으로부터 출력된 광을 상기 제1축 방향으로 편광시키는 기능을 수행한다.

상기 하부편광부(121)는, 편광기능을 수행하는 제1편광필름일 수 있다. 상기 제1편광필름은, 액정표시장치에서 일반적으로 이용되는 편광필름일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1편광필름은 상기 제1하부편광필름(141) 및 상기 제1상부편광필름(141)과 동일한 기능을 수행하는 편광필름일 수 있다.

넷째, 상기 확산필름(130)은, 상기 광제어 패널(120)로부터 출력된 광을 상기 영상 패널(140)로 확산시키는 기능을 수행한다.

상기 확산필름(130)은, 액정표시장치에 일반적으로 적용되는 확산필름이 될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치에 적용되는 영상 패널 및 광제어 패널의 구성을 나타낸 예시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 단면을 나타낸 예시도이며, 특히, 상기 영상 패널 및 상기 영상 패널의 하나의 단위픽셀들을 하나의 서브픽셀로 갖는 광제어 패널의 단면을 나타낸 예시도이다. 도 6은 본 발명에 따른 액정표시장치에 적용되는 영상 패널 및 상기 영상 패널의 네 개의 단위픽셀들을 하나의 서브픽셀로 갖는 광제어 패널을 나타낸 예시도이다.

도 4의 (a)는 상기 영상 패널(140)을 구성하는 상기 제1액정패널(142)을 나타낸다. 이하에서는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 적색서브픽셀(R)들, 녹색서브픽셀(G)들 및 청색서브픽셀(B)들로 구성되는 액정패널이, 본 발명에 적용되는 상기 제1액정패널(142)의 일예로서 설명된다.

이 경우, 인접되어 있는 적색서브픽셀, 녹색서브픽셀 및 청색서브픽셀이 하나의 단위픽셀을 형성한다. 상기 서브픽셀들은, 상기 블랙메트릭스(142e)에 의해 구분된다.

도 4의 (b) 내지 (d)는 상기 제1액정패널(142)의 해상도 보다 낮은 해상도를 갖는 상기 제2액정패널(122)들을 나타낸다.

상기한 바와 같이, 상기 광제어 패널(122)을 구성하는 상기 제2액정패널(122)에 구비된 상기 광제어 서브픽셀은, 상기 영상 패널(140)에 구비된 단위픽셀들 중 적어도 하나에 대응된다. 따라서, 상기 광제어 패널(120)을 구성하는 상기 제2액정패널(122)의 해상도는, 상기 영상 패널(140)을 구성하는 상기 제1액정패널(142)의 해상도보다 낮다.

예를 들어, 상기 제2액정패널(122)의 광제어 서브픽셀은, 도 4의 (b) 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 단위픽셀(UP: Unit Pixel)에 대응될 수 있다. 도 4의 (b) 및 도 5에 도시된 바와 같은 비율을 갖는 상기 제2액정패널(122)을 1배수패널이라 한다.

또한, 상기 제2액정패널(122)의 광제어 서브픽셀은, 도 4의 (c) 및 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 네 개의 단위픽셀들에 대응될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 (a)에 도시된 제2액정패널(22)과 제1액정패널(32)은 종래의 액정표시장치에 적용되는 제2액정패널 및 제1액정패널을 나타낸 것이다. 도 6의 (a)에 도시된 상기 제2액정패널(22)의 서브픽셀은 제1액정패널(32)의 서브픽셀에 대응된다.

그러나, 도 6의 (b)에 도시된 상기 제2액정패널(122)은, 상기 제1액정패널(142)을 구성하는 네 개의 단위픽셀들에 대응된다. 도 4의 (c) 및 도 6의 (b)에 도시된 바와 같은 비율을 갖는 상기 제2액정패널(122)을 2배수패널이라 한다.

또한, 상기 제2액정패널(122)의 광제어 서브픽셀은, 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 아홉 개의 단위픽셀들에 대응될 수 있다. 도 4의 (d)에 도시된 바와 같은 비율을 갖는 상기 제2액정패널(122)을 3배수패널이라 한다.

본 발명에서는 투과율 상승을 위해, 상기 제1액정패널(142)의 해상도보다 낮은 해상도를 갖는 상기 제2액정패널(122)이 이용된다. 여기서, 상기 해상도는, 상기 서브픽셀 및 상기 광제어 서브픽셀의 크기 또는 밀도를 의미한다.

예를 들어, 상기 제1액정패널(142)이, UHD급으로 제조되는 경우, 상기 제2액정패널(122)은 FHD급으로 제조될 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기 광제어 패널(120)에 의해 높은 명암비가 유지될 수 있으며, 투과율은 향상될 수 있다.

상기 광제어 패널(120), 특히, 상기 제2액정패널(122)은, 컬러필터 없이 흑백 계조만을 표현하기 때문에, 상기 제1액정패널(122)과 같은 고밀도의 서브픽셀이 구비될 필요가 없다.

따라서, 상기 제2액정패널(122)의 상기 광제어 서브픽셀의 크기는, 도 4의 (b), (c) 및 (d)에 도시된 크기 이외에도, 더 크게 형성될 수도 있으며, 또한, 다양한 모양으로 형성될 수도 있다.

그러나, 상기 제1액정패널(142)과 상기 제2액정패널(122) 간의 간섭을 피하기 위해, 상기 제2액정패널(122)의 각 서브픽셀의 형태는 상기 제1액정패널(122)의 단위픽셀의 형태에 대응될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 투과율 상승을 위해, 상기 제1액정패널(142)의 해상도보다 낮은 해상도를 갖는 상기 제2액정패널(122)이 이용된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 영상 패널 및 광제어 패널이 이중으로 적층되기 때문에, 액정표시장치의 명암비가 증가되어 보다 선명한 블랙화면이 구현될 수 있으며, 또한, 상기 광제어 패널의 광투과율이 증가될 수 있기 때문에, 액정표시장치의 광투과율이 증가될 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치에 적용되는 광제어 패널의 구성을 나타낸 예시도이다.

본 발명 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치는, 영상을 표현하는 상기 영상 패널(140), 광을 조사하는 상기 백라이트 유닛(110) 및 상기 백라이트 유닛(110)으로부터 조사된 광을 상기 영상 패널(140)로 전달하고, 상기 광의 투과율을 제어하는 광제어 패널(120)을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치에 적용되는 상기 광제어 패널(120)은, 액정 및 상기 액정을 구동하는 광제어 구동전극들로 구성되어 광의 투과율을 제어하는 제2액정패널(122) 및 상기 제2액정패널의 배면에 구비된 하부편광부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치에 적용되는 상기 제2액정패널(122)은, 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명된 상기 제2액정패널과 동일하게 구성될 수 있다. 따라서, 상기 제2액정패널(122)의 해상도는 상기 제1액정패널(142)의 해상도 보다 낮을 수 있다.

그러나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치에 적용되는 상기 제2액정패널(122)의 해상도는 상기 제1액정패널(142)의 해상도와 동일하게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2액정패널(122)의 광제어 서브픽셀은, 상기 제1액정패널(142)의 상기 서브픽셀에 대응될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정표시장치는, 상기 하부편광부의 구성이, 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명된 액정표시장치에 적용되는 상기 하부편광부(121)의 구성과 다르다.

따라서, 이하에서는, 상기 하부편광부가 상세히 설명된다.

상기에서, 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명된 액정표시장치에 적용되는 상기 하부편광부(121)는, 상기 제2액정패널(122)의 배면에 구비되며, 상기 백라이트 유닛(110)으로부터 출력된 광을 상기 제1축 방향으로 편광시키는 기능을 수행한다. 이 경우, 상기 하부편광부(121)는, 편광기능을 수행하는 제1편광필름일 수 있다. 상기 제1편광필름은, 액정표시장치에서 일반적으로 이용되는 편광필름일 수 있다. 즉, 상기 제1편광필름은 상기 제1하부편광필름(141) 및 상기 제1상부편광필름(142)과 동일한 기능을 수행하는 편광필름일 수 있다.

첫째, 본 발명의 또 다른 실시예에 적용되는 상기 하부편광부는, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1편광필름(121) 및 휘도향상필름(123)을 포함할 수 있다.

상기 휘도향상필름(123)은, 상기 제1편광필름(121)보다 낮은 편광 기능을 갖는다. 그러나, 상기 휘도향상필름(123)은, 상기 제1편광필름(121) 보다 우수한 광투과율을 갖는다. 부연하여 설명하면, 상기 휘도향상필름(123)은, 상기 영상 패널(140)에 구비되는 상기 제1하부편광필름(141), 상기 제1상부편광필름(143) 및 상기 제1편광필름(121) 보다 낮은 편광 기능을 가지며, 상기 편광필름들보다 우수한 투과율을 갖는다.

상기 휘도향상필름(123)은, 상기 제1편광필름(121)과 독립적으로 제조된 후 상기 제1편광필름(121)에 부착될 수 있다.

상기 휘도향상필름(123)은, 상기 제1편광필름(121)과 일체로 형성될 수 있다.

상기 휘도향상필름(123)의 편광특성은, 상기 제1편광필름(121)의 편광특성보다는 우수하지는 않다. 그러나, 상기 휘도향상필름(123)의 광투과율은, 상기 제1편광필름(121)의 광투과율보다 우수한다. 또한, 상기 휘도향상필름(123)은 광을 집광하여 한 방향으로 직진시키는 기능을 수행할 수 있다.

부연하여 설명하면, 상기 휘도향상필름(123)은, 편광기능을 주로 수행하지는 않으나, 편광기능을 수행할 수 있는 편광축이 형성되어 있는 필름이다. 따라서, 상기 휘도향상필름(123)은, 편광기능 이외에도 직광기능을 수행할 수 있는 필름이다. 이 경우, 상기 휘도향상필름(123)은 특히, 일반적인 편광필름보다 우수한 광투과율을 갖는다.

예를 들어, 상기 휘도향상필름(123)은 반사형 편광필름(DBEF: Dual Brightness Enhancement Film-Diffuse)에 적용되는 향상된 편광필름(APF: Advanced Polarization Film)일 수 있다.

상기 반사형 편광필름은, 높은 휘도와 넓은 시야각을 얻으면서도 Wet-out 현상 및 모아레(moire) 현상과 같은 광학적 간섭을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.

상기 반사형 편광필름은, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 광학시트부를 구성하는 상기 직광 시트(40)를 구성할 수 있다. 즉, 도 7의 (a)는 종래의 액정표시장치를 나타낸 것이며, 특히, 도 1을 참조하여 설명된 상기 직광 시트(40), 상기 제2하부편광필름(21) 및 상기 제2액정패널(22)을 나타낸다. 상기 직광 시트(40)에 포함되는 상기 반사형 편광필름은, 상기 도광판을 통해 출력된 광을 상기 광제어 패널(20)에 수직하도록 변화시키는 기능을 수행할 수 있다.

상기 반사형 편광필름은, 상기 APF, 편광층 및 기타 복수의 층들을 포함하여 구성된다.

상기 APF에는, 굴절율이 다른 여러 개의 박막층들이 교대로 적층되어 있다. 따라서, 상기 APF는 상기 APF 상단에 있는 각종 층들을 투과하지 못하고 반사되는 빛까지 리싸이크(Recycle)시켜, 휘도를 상승 시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 박막층들 간에 동일한 굴절율이 일어나는 x축 방향에서는 빛의 반사가 없이 투과가 일어나고, 굴절율의 차이가 발생하는 y축의 경우에는 박막층들 간의 경계면에서 일정한 방향의 빛이 반사된다.

반사된 빛은 반사판에서 편광이 바뀌어 다시, 상기 APF를 통과하게 된다.

상기 APF 층은 편광기능은 가지고 있지만 그 기능이 미미하다. 따라서, 상기 APF에 편광층이 추가되어, 상기 반사형 편광 필름(DBEF)이 구성된다. 상기 반사형 편광필름(DBEF)은 상기 직광 시트(40)로도 이용될 수 있다.

본 발명에서는, 상기 영상 패널(140) 및 상기 광제어 패널(120)이 이중으로 적층되어 있다. 따라서, 상기 반사형 편광필름(DBEF)내에서 광을 리싸이클(recycle)시키는 상기 APF의 편광기능에 의해서도, 본 발명에 따른 액정표시장치에서 요구되는 편광기능이 수행될 수 있다.

특히, 상기 APF는 광투과율이 우수하기 때문에, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 APF가 상기 휘도향상필름(123)으로 이용되고, 상기 APF가 상기 제1편광필름(121)과 함께 상기 제2액정패널(122)의 배면에 배치되더라도, 상기 제1편광필름(121)만이 상기 제2액정패널(122)의 배면에 배치된 경우보다, 액정표시장치의 광투과율이 증가된다.

상기 휘도향상필름(123)이, 상기 향상된 편광필름(APF)이며, 상기 휘도향상필름(123)이, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 제1편광필름(121)과 함께 상기 하부편광부를 구성하면, 상기 광학시트부를 구성하는 상기 직광 시트는 생략될 수 있다.

둘째, 상기 하부편광부는, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 휘도향상필름(123)으로만 구성될 수 있다. 상기한 바와 같이, 상기 휘도향상필름(123)은 편광 기능을 수행할 수 있으며, 특히, 광투과율이 우수한 필름이다.

이 경우, 상기 휘도향상필름(123)의 상기 편광 기능은, 상기 제1편광필름(121), 상기 제1하부편광필름(141) 및 상기 제1상부편광필름(143)들의 편광 기능보다는 우수하지 않을 수 있으나, 상기 휘도향상필름(123)의 광투과율은 상기 제1편광필름(121), 상기 제1하부편광필름(141) 및 상기 제1상부편광필름(143)들의 편광 기능보다는 우수할 수 있다.

우수한 광투과율을 가지고 있으며, 일정 수준의 편광 기능을 가지고 있는 상기 휘도향상필름(123)만이, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 제2액정패널(122)의 배면에 부착되면, 이중 액정표시장치의 휘도보다 우수한 휘도를 갖는 액정표시장치가 제조될 수 있다.

상기 하부편광부로 상기 휘도향상필름(123)만이 이용되는 경우에, 상기 광학시트부를 구성하는 상기 직광 시트는 생략될 수 있다.

부연하여 설명하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 적용되는 상기 광제어 패널(120)에서, 상기 제2액정패널(122)은, 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명된 상기 광제어 패널(122)들 중 어느 하나가 될 수 있으며, 또는, 두 개의 패널이 이중으로 적층된 종래의 액정표시장치에 적용되는 광제어 패널(22)일 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 적용되는 상기 광제어 패널(120)에서 상기 하부편광부는, 상기 제1편광필름(121) 및 상기 제1편광필름보다 낮은 편광 기능을 갖는 상기 휘도향상필름(123)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 휘도향상필름(123)은 광을 상기 제2액정패널에 수직하게 변화시키는 직광 기능을 갖을 수 있다. 특히, 상기 휘도향상필름(123)의 광투과율은 일반적인 편광필름들의 광투과율보다 우수하다.

또한, 상기 하부편광부는, 상기 휘도향상필름(123)만으로 구성될 수도 있다.

즉, 상기 휘도향상필름(123)은 광의 투과율을 향상시키기 위한 필름이며, 특히, 편광 기능을 수행하는 필름이다. 상기 휘도향상필름(123)은, 상기 제1편광필름, 상기 제1하부편광필름(141) 및 상기 제1상부편광필름(143)의 광투과율보다 우수한 광투과율을 갖는다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110: 백라이트 유닛 120: 광제어 패널
130: 확산필름 140: 영상 패널

Claims (9)

1. 영상을 표현하는 영상 패널;
   광을 조사하는 백라이트 유닛; 및
   상기 백라이트 유닛으로부터 조사된 광을 상기 영상 패널로 전달하고, 상기 광의 투과율을 제어하는 광제어 패널을 포함하며,
   상기 광제어 패널의 해상도는, 상기 영상패널의 해상도보다 낮은 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 광제어 패널에 구비된 광제어 서브픽셀은, 상기 영상 패널에 구비된 단위픽셀들 중 적어도 하나에 대응되는 액정표시장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 광제어 패널에는 복수의 상기 광제어 서브픽셀들이 구비되며, 상기 광제어 서브픽셀들은 광제어 블랙메트릭스에 의해 구분되는 액정표시장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 영상 패널은,
   블랙메트릭스에 의해 구분되는 서브픽셀들 및 상기 서브픽셀들에 대응되는 컬러필터들이 구비된 제1액정패널;
   상기 제1액정패널의 배면에 배치되는 제1하부편광필름; 및
   상기 제1액정패널의 정면에 배치되는 제1상부편광필름을 포함하고,
   상기 광제어 패널은,
   상기 영상 패널에 구비된 단위픽셀들 중 적어도 하나에 대응되는 광제어 서브픽셀이 복수 개 구비된 제2액정패널; 및
   상기 제2액정패널의 배면에 구비된 하부편광부를 포함하며,
   상기 단위픽셀은 적어도 세 개의 서브픽셀들로 구성되어 백색을 구현하는 액정표시장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 광제어 패널은,
   상기 영상 패널에 구비된 단위픽셀들 중 적어도 하나에 대응되는 광제어 서브픽셀이 복수 개 구비된 제2액정패널; 및
   상기 제2액정패널의 배면에 구비된 하부편광부를 포함하며,
   상기 단위픽셀은 상기 영상 패널에 구비된 적어도 세 개의 서브픽셀들로 구성되어 백색을 구현하는 액정표시장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 하부편광부는,
   편광기능을 수행하는 제1편광필름을 포함하는 액정표시장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 하부편광부는,
   상기 제1편광필름보다 낮은 편광 기능을 가지며, 상기 제1편광필름의 광투과율보다 우수한 광투과율을 갖는 휘도향상필름을 더 포함하는 액정표시장치.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 하부편광부는,
   상기 영상 패널에 구비되는 편광필름보다 낮은 편광 기능을 가지며, 상기 편광필름의 광투과율보다 우수한 광투과율을 갖는 휘도향상필름을 포함하는 액정표시장치.
9. 영상을 표현하는 영상 패널;
   광을 조사하는 백라이트 유닛; 및
   상기 백라이트 유닛으로부터 조사된 광을 상기 영상 패널로 전달하고, 상기 광의 투과율을 제어하는 광제어 패널을 포함하고,
   상기 광제어 패널은,
   액정 및 상기 액정을 구동하는 광제어 구동전극들로 구성되어 광의 투과율을 제어하는 제2액정패널; 및
   상기 제2액정패널의 배면에 구비된 하부편광부를 포함하며,
   상기 하부편광부는, 상기 영상 패널에 구비되는 편광필름보다 낮은 편광 기능을 가지며, 상기 편광필름의 광투과율보다 우수한 광투과율을 갖는 휘도향상필름을 포함하는 액정표시장치.

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