KR20030048654A - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광효율 및 콘트라스트 비를 향상시킨 액정표시장치를 개시하며, 개시된 본 발명의 액정표시장치는, 표시부품인 액정 패널과, 상기 액정 패널의 하부에 배치되어 광원으로 기능하는 백라이트 유니트를 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 백라이트 유니트는 램프와, 상기 램프의 일측에 배치되는 도광판 및 상기 도광판의 상면에 배치되는 한 쌍의 광학필름으로 구성되고, 상기 액정 패널은 액정층의 개재하에 합착된 상하부 유리기판과 상기 상하부 유리기판의 바깥면 상에 각각 부착된 상하부 편광판으로 구성되며, 상기 상부편광판은 분산체들로 이루어진 안티-글레어(Anti-Glare)층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 안티-글레어층은 상기 상부편광판의 내부, 또는, 외부 표면에 구비되며, 그의 광학특성인 헤이즈(Haze) 값이 11 이상이거나, 또는, 분산체의 평균 거칠기가 0.2㎛인 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 상부편광판에 안티-글레어(Anti -Glare)층을 구비시켜 광효율 및 콘트라스트 비를 향상시킨 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 경박단소하고, 저전압구동과 저전력 소모라는 장점을 바탕으로 급속하게 연구 개발되고 있으며, 그 응용분야도 다양하여 노트북 컴퓨터, 휴대폰, 카 네비게이션 시스템(CNS: Car Navigation System), 캠코더 등 각종 전자기기 등에 널리 사용되고 있다.

이러한 액정표시장치는 빛의 편광성 및 복굴절성을 이용하여 화면을 구현하며, 광학 구조 측면에서 크게 광원인 백라이트 유니트와 광스위칭 소자인 액정 패널로 나눌 수 있다.

도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 광학 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1은 개략적인 액정표시장치의 광학 구조를, 도 2 및 도 3은 도 1에서의 액정 패널과 백라이트 유니트를 각각 확대하여 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 액정표시장치는 광스위칭 소자이면서 실질적인 표시기구인 액정 패널(20)과, 상기 액정 패널(20)이 스스로 빛을 낼 수 없는 것과 관련하여 상기 액정 패널(20)의 하부에 배치되는 백라이트 유니트(10)를 포함한다.

상기 액정 패널(20)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상하부 유리기판(11, 12)이 특정 굴절율과 필요에 따라 특정한 각도로 트위스트 되도록 한 배향된 액정층(13)을 사이에 두고 합착된 구조를 갖으며, 아울러, 각 기판(11, 12)의 바깥면에는 각각 편광자와 검광자로서 기능하는 상하부 편광판(14, 15)이 부착된다.

이와 같은 액정 패널(20)에 있어서, 편광자인 하부편광판(14)은 백라이트 유니트로부터 입사되는 모든 편광성분이 있는 자연광에서 특정 방향의 편광성분만을 선택하여 액정 패널(20)로 입사시키며, 액정층(13)은 입사된 편광을 인가된 전압에 따라 일정 수준만큼 굴절시키고, 그리고 굴절된 편광은 검광자인 상부편광판(15)에 의해 일부가 차단된채로 일부만이 출사되어 계조를 표시하게 된다.

상기 백라이트 유니트(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 실질적인 광원인 램프(1)와, 상기 램프(1)의 일측에 배치되어 빛을 산란시켜 균일화시키는 도광판(2)과, 상기 도광판(2)의 상면에 배치되어 빛의 진행 경로를 전화시키면서 그 휘도를 높이는 좌우, 상하 프리즘시트로 구성된 한 쌍의 광학필름(3)과, 상기 광학필름(3)의 상면에 배치되어 액정 패널로 입사되는 빛의 균일도를 높여주는 확산필름(4)을 포함한다.

이와 같은 백라이트 유니트(10)에 있어서, 도광판(2)은 램프(1)로부터 나온 빛을 패널 전면에 균일한 휘도로 전달하는 기능을 하며, 광학필름(3)은 도광판에서 출사된 빛의 직진성을 높이고, 좌우, 상하의 빛을 사용자의 시야영역으로 모아주는 기능을 한다. 이때, 상기 광학필름(3)은 용도와 특성에 따라 그 수가 달라질 수 있으며, 휘도 향상 필름이나 편광선택 필름이 추가되기도 한다. 확산필름(4)은 빛을 분산시켜 산란시키도록 기능한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 액정표시장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

액정 패널에 부착되는 편광판은 평면으로 진동되는 빛만을 제어한다. 따라서, 편광판은 수직으로 입사되는 빛에 대해서는 거의 완전한 편광을 만들 수 있지만, 비스듬히 입사되는 빛에 대해서는 편광성능이 떨어지게 된다. 이 때문에, 액정 패널에 입사되는 빛이 완전한 편광이 아닐 경우에는 출사되는 빛 역시 검광자의 광차단 효과를 떨어뜨리게 되며, 그래서, 다크(dark)시의 빛샘의 원인이 된다. 사용자가 액정 패널을 편광판의 편광축이 아닌 영역에서 비스듬히 기울여 보았을 때, 콘트라스트 비가 급격히 저하되는 것은 이러한 이유때문이다.

도 4는 종래 액정표시장치에서의 빛 분산에 의한 빛샘을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이, 백라이트 유니트(10)에 확산필름(4)이 구비됨에 따라, 상기 확산필름(4)에 의해 빛의 분산이 일어나며, 상대적으로 빛의 직진성이 감소되어, 결국, 불완전한 편광에 의해 빛샘이 발생된다.

한편, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 종래에는 광보상 필름을 추가 부착함으로써 다크(dark) 상태를 일정 수준으로 유지하기도 하는데, 이러한 방법은 상기 광보상 필름이 고가인데다 보상필름을 추가 부착시켜야 한다는 단점이 있는 바, 그 이용에 어려움이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 콘트라스트 비를 향상시킬 수 있는 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 액정표시장치의 광학 구조를 도시한 도면.

도 2 및 도 3은 도 1의 액정 패널 및 백라이트 유니트를 확대 도시한 도면.

도 4는 종래의 액정표시장치에서의 빛 분산에 의해 빛샘을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 광학 구조를 도시한 도면.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 안티-글레어층을 설명하기 위한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 램프 2 : 도광판

3 : 광학필름 4 : 확산필름

10,10a : 백라이트 유니트 11 : 하부유리기판

12 : 상부유리기판 13 : 액정층

14 : 하부편광판 15 : 상부편광판

16 : 안티-글레어층 20,20a : 액정 패널

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치는, 표시부품인 액정 패널과, 상기 액정 패널의 하부에 배치되어 광원으로 기능하는 백라이트 유니트를 포함하는 액정표시장치에 있어서, 상기 백라이트 유니트는 램프와, 상기 램프의 일측에 배치되는 도광판 및 상기 도광판의 상면에 배치되는 한 쌍의 광학필름으로 구성되고, 상기 액정 패널은 액정층의 개재하에 합착된 상하부 유리기판과 상기 상하부 유리기판의 바깥면 상에 각각 부착된 상하부 편광판으로 구성되며, 상기 상부편광판은 분산체들로 이루어진 안티-글레어(Anti-Glare)층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 안티-글레어층은 상기 상부편광판의 내부, 또는, 외부 표면에 구비된 것을 특징으로 한다. 또한, 안티-글레어층은 그의 광학특성인 헤이즈(Haze) 값이 11 이상이거나, 또는, 분산체의 평균 거칠기가 0.2㎛인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 백라이트 유니트의 확산필름을 제거하는 대신에 액정 패널의 상부편광판을 안티-글레어 처리함으로써, 광효율을 향상시킬 수 있으며, 특히, 콘트라스트 비를 향상시킬 수 있다.

(실시예)

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 도면이다. 여기서, 도 1 내지 도 3과 동일한 부분은 동일한 도면부호로 나타낸다.

본 발명의 액정표시장치는 실질적인 표시 부품인 액정 패널(20a)과, 상기 액정 패널(20a)의 하부에 배치되는 백라이트 유니트(10a)로 구성된다.

상기 백라이트 유니트(10a)는 램프(1)와, 상기 램프(1)의 일측에 배치되어 빛을 산란시켜 균일화시키는 도광판(2) 및 상기 도광판(2)의 상면에 배치되어 빛의진행 경로를 전화시키면서 그 휘도를 높이는 좌우, 상하 프리즘시트로 구성된 한 쌍의 광학필름(3)으로 구성된다. 특히, 종래의 백라이트 유니트에는 빛의 분산을 위한 확산필름이 구비되지만, 본 발명의 백라이트 유니트(10a)에는 확산필름이 구비되지 않는다.

상기 액정 패널(20a)은, 크게, 하부유리기판(11)과 상부유리기판(12)이 액정층(13)의 개재하에 합착된 구조이며, 각 기판(11, 12)의 바깥면에는 편광자와 검광자로서 기능하는 하부 및 상부편광판(14, 15)이 각각 부착된다. 또한, 상기 상부편광판(15)에는 분산체들로 구성된 표면반사 감소층, 즉, 안티-글레어층(Anti-Glare)이 구비된다.

여기서, 상기 안티-글레어층(16)은 출사되는 빛을 분사시키도록 기능하는 것으로, 도 6a에 도시된 바와 같이, 분산체의 산포를 통해 상부편광판(15)의 외부 표면에 구비시키거나, 또는, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상부편광판(15)과 일체형이 되도록 그 내부에 분산체를 산포하여 구비시킨다. 아울러, 필요에 따라서는, 도 6c에 도시된 바와 같이, 상기 안티-글레어층(16)을 상부편광판(15)의 외부 표면 및 내부 모두에 형성하는 것도 가능하다.

특히, 상기 안티-글레어층(16)은 빛의 분산 효과를 강화시키기 위해, 그의 광학특성이 60°글로스(gloss) 60% 이하, 헤이즈 값이 11 이상이거나, 내부 및 외부 분산체를 합쳐서 분산체의 평균 거칠기(average roughness)가 0.2㎛ 이상이 되도록 조절한다.

전술한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 액정표시장치는 다음과 같은 잇점을 갖는다.

일반적으로, 백라이트 유니트와 액정 패널이 접경 지점에 배치되는 확산필름은 모아진 광을 분산하는 역할을 하므로, 아래쪽의 프리즘시트가 빛의 직진성을 높여 광효율을 좋게 하는 것과 역의 성질을 갖게 된다. 이 때문에, 확산필름에 의해 분산되는 빛의 직진성이 감소되고, 정면에서의 광효율이 떨어짐은 물론, 빛이 비스듬하게 액정 패널에 입사되게 하여 다크시의 빛샘이 유발되고, 아울러, 콘트라스트 비의 저하가 유발된다. 여기서, 상기 확산필름이 백라이트 유니트에 구비되는 이유는 프리즘시트 등에 의해 생기는 모아레(moare) 등의 광학적 얼룩을 완화시키기 위함이다.

안티-글레어층은 백라이트가 아닌 외부 광에 대한 표시 표면의 전반사를 완화하여 표시의 사용 편의성을 높게 하는 것이 그 본래의 기능하다. 즉, 상기 안티-글레어층은 표면 반사를 난반사로 만들기 위해 구비되는 것이다. 또한, 상기 안티-글레어층은 그 구조상 백라이트에 의한 내부광을 산란시킬 수 있는 부가적인 기능을 갖기 때문에 백라이트 유니트의 프리즘시트 등에 의해 생기는 광학적 얼룩을 완화시키는 기능도 갖는다.

따라서, 본 발명의 액정표시장치에서와 같이, 백라이트 유니트에 구비되는 확산필름을 제거하고, 반면, 액정 패널의 상부편광판에 안티-글레어층을 구비시킬 경우, 상기 확산필름에 의한 빛의 분산이 줄어들고, 이에 따라, 빛의 직진성 감소가 억제되어 빛샘 발생 및 콘트라스트 비의 감소가 억제되며, 반면, 액정 패널측에 안티-글레어층이 구비됨에 따라, 광학적 얼룩이 완화됨은 물론, 빛의 분산성이 증가되어 휘도가 개선된다.

결국, 본 발명의 액정표시장치의 광학구조는 종래의 그것 보다 향상된 휘도 및 콘트라스트 비를 갖게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 백라이트 유니트의 확산필름을 제거하는 대신에 액정 패널의 상부편광판을 안티-글레어 처리함으로써, 광효율을 향상시킬 수 있으며, 아울러, 정면엣의 휘도 및 콘트라스트 비를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 기울인 각에서의 다크(dark) 상태를 종래 보다 잘 유지시킬 수 있기 때문에 시야각을 개선시킬 수 있다.

게다가, 본 발명은 백라이트 유니트에 확산필름의 설치를 제거함에 따라, 제조원가의 절감을 기대할 수 있다.

기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (3)

1. 표시부품인 액정 패널과, 상기 액정 패널의 하부에 배치되어 광원으로 기능하는 백라이트 유니트를 포함하는 액정표시장치에 있어서,

   상기 백라이트 유니트는 램프와, 상기 램프의 일측에 배치되는 도광판 및 상기 도광판의 상면에 배치되는 한 쌍의 광학필름으로 구성되고,

   상기 액정 패널은 액정층의 개재하에 합착된 상하부 유리기판과 상기 상하부 유리기판의 바깥면 상에 각각 부착된 상하부 편광판으로 구성되며, 상기 상부편광판은 분산체들로 이루어진 안티-글레어(Anti-Glare)층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 안티-글레어층은 상기 상부편광판의 내부, 또는, 외부 표면에 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 안티-글레어층은 그의 광학특성인 헤이즈(Haze) 값이 11 이상이거나, 또는, 분산체의 평균 거칠기가 0.2㎛인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.