KR20070002772A - 편광판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20070002772A
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장영주
박원상
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어기한
윤해영
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이재영
임재익
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Abstract

소비전력을 줄이고 표시 특성을 향상시킬 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치가 제공된다. 편광판은, 액정 패널의 메인 표시 영역과 서브 표시 영역에 각각 대응하여 투과 영역과 반사 영역으로 구획되고 입사광을 편광시키는 편광 필름과, 편광 필름의 반사 영역 상에 형성된 반사층을 포함한다.
액정 표시 장치, 편광판, 반사층

Description

편광판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{Polarizer and liquid crystal display having the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 조립한 후의 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 포함되는 편광판의 단면도이다.
도 5는 편광판, TFT 기판 및 컬러필터 기판의 관계를 도식적으로 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 액정 표시 장치 110: 연성 인쇄회로기판
130: 액정 패널 어셈블리 131: 구동 IC
133: TFT 기판 133a: 서브 표시 영역
133b: 메인 표시 영역 134: 컬러필터 기판
135: 액정 패널 140: 상부 수납용기
141: 광학시트들 142: 도광판
143: 램프 어셈블리 145: 후크
146: 반사 시트 150: 백라이트 어셈블리
170: 하부 수납용기 172: 후크 삽입공
190, 200: 편광판 210: 편광 필름
212: 점착제층 214: 광확산 점착제층
220: 투명 지지체 222: 반사층
233a, 233b: 화소
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 소비전력을 줄이고 표시 특성을 향상시킬 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 음극선관(CRT; Cathode Ray Tube)은 텔레비전을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, 음극선관의 자체 무게와 크기로 인하여 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없었다.
이러한 음극선관을 대체하기 위해서 소형, 경량화 및 저소비전력 등과 같은 장점을 가지고 있으며, 액정 패널의 내부에 주입된 액정의 전기, 광학적 성질을 이용하여 정보를 표시하는 액정 표시 장치가 활발하게 개발되어 왔고, 최근에는 평판 표시장치로서의 역할을 수행하고 있다. 일반적으로 액정 표시 장치는 저소비전력 및 경량, 적은 부피를 갖는 디스플레이 장치로, 액정 표시 장치는 이와 같은 특유의 장점으로 인하여 산업 전반 예를 들어, 컴퓨터 산업, 전자 산업, 정보통신 산업 등에 폭넓게 응용되고 있는 실정으로, 이와 같은 장점을 갖는 액정 표시 장치는 휴대용 컴퓨터의 디스플레이 장치 및 데스크 톱 컴퓨터의 모니터, 고화질 영상 기기의 모니터 등의 폭넓은 분야에 다양하게 적용되고 있다.
액정 표시 장치는 크게 TN(Twisted Nematic) 방식과 STN(Super-Twisted Nematic) 방식으로 나뉘고, 구동방식의 차이로 스위칭 소자 및 TN액정을 이용한 액티브 매트릭스(Active matrix) 표시방식과 STN 액정을 이용한 패시브 매트릭스(passive matrix) 표시방식이 있다.
이 두 방식의 큰 차이점은 액티브 매트릭스 표시 방식은 TFT-LCD에 사용되며, 이것은 TFT를 스위치로 이용하여 LCD를 구동하는 방식이며, 패시브 매트릭스 표시방식은 트랜지스터를 사용하지 않기 때문에 이와 관련한 복잡한 회로를 필요로 하지 않는다. TFT를 이용한 LCD는 최근에 휴대용 컴퓨터의 보급에 따라 널리 사용되고 있다.
액정 패널 어셈블리는 두 개의 기판, 가령, TFT 기판 및 컬러 필터 기판이 합착되고 그 사이에 이방성 유전율을 갖는 액정 물질이 주입되어 형성된 액정 패널과, COG(chip on glass) 방식 등에 의해 액정 패널 상에 실장되며 액정 패널에 형성된 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 구동 신호를 인가하는 구동 IC와, 구동 IC에 소정의 데이터 및 제어 신호를 전송하는 인쇄 회로 기판을 서로 연결하기 위 한 연성 인쇄 회로 기판 등을 포함한다. 이러한 액정 패널 어셈블리는 램프 어셈블리 및 각종 광학시트들을 포함하는 백라이트 어셈블리에 수납되어 액정 표시 장치를 구성하게 된다.
종래의 액정 표시 장치는 하나의 표시 화면을 화상 정보나 문자 정보 등을 표시하는 메인 표시 영역(main-display region)과 시간, 날짜, 밧데리 상태 등을 표시하는 서브 표시 영역(sub-display region)으로 구분하여 이루어진다. 일반적으로 서브 표시 영역에 표시되는 정보들은 메인 표시 영역에서 표시되는 정보와 무관하게 사용자에 의해 자주 사용된다.
다만, 종래 기술에 의한 액정 표시 장치의 경우, 시간, 날짜, 밧데리 상태 등과 같은 정보가 필요할 때마다 서브 표시 영역은 물론 메인 표시 영역까지도 백라이트를 턴온(turn-on)해야하므로 과도한 소비전력이 소모된다. 또한, 이러한 서브 표시 영역에서 제공되는 정보들이 사용자에게 명확하게 인지되기 위해서 서브 표시 영역의 표시 특성이 향상될 필요가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 소비전력을 줄이고 표시 특성을 향상시킬 수 있는 편광판을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 소비전력을 줄이고 표시 특성을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하 게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판은, 액정 패널의 메인 표시 영역과 서브 표시 영역에 각각 대응하여 투과 영역과 반사 영역으로 구획되고 입사광을 편광시키는 편광 필름과, 상기 편광 필름의 반사 영역 상에 형성된 반사층을 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 메인 표시 영역과 서브 표시 영역으로 구획된 액정 패널과, 상기 액정 패널에 입사광을 제공하는 백라이트 어셈블리와, 상기 입사광을 편광시키는 편광 필름 및 상기 서브 표시 영역에 대응하는 상기 편광 필름 상에 형성된 반사층을 포함하는 하부 편광판으로서, 상기 백라이트 어셈블리에 대향하는 상기 액정 패널의 일면에 형성된 하부 편광판과, 상기 액정 패널의 타면에 형성되어 상기 액정 패널을 통과한 상기 입사광을 편광시키는 상부 편광판을 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명에 사용되는 액정 표시 장치로는 PMP(Portable Multimedia Player), PDA(Personal Digital Assistant), 휴대용 DVD(Digital Versatile Disk) 플레이어, 휴대폰(cellular phone) 등이 있다. 이하, 설명의 편의상 휴대폰을 이용하여 본 발명의 액정 표시 장치를 설명한다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 앞서 언급한 액정 표시 장치들을 포함한다.
또한, 본 발명에 사용되는 액정 표시 장치는 백라이트 어셈블리로부터 발산되는 인공 광원을 이용하여 화상을 표시하는 투과형 액정 표시 장치(transmission type LCD) 또는 백라이트 어셈블리로부터 발산되는 인공 광원과 외부의 자연광을 동시에 이용하는 반투과형 액정 표시 장치(transmission-reflection type LCD)에 적용될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 조립한 후의 사시도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 절개한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 액정 표시 장치(100)는 전체적으로 보아 액정패널 어셈블리(130)와 백라이트 어셈블리(150)를 포함한다.
여기서, 액정패널 어셈블리(130)는 TFT 기판(133), 컬러필터 기판(134)을 포함하는 액정 패널(135), 액정(미도시), 구동 IC(131) 및 연성 인쇄회로기판(110) 등으로 구성된다.
액정 패널(135)은 인가되는 전압의 세기에 따라 액정층(미도시)을 통과하는 빛의 투과율이 조절됨으로써 문자, 숫자, 임의의 아이콘 등의 영상 정보를 표시하는 장치로서, TFT 기판(133), 컬러필터 기판(134) 및 액정(미도시)을 포함한다.
TFT 기판(133)은 다수 개의 게이트 라인, 데이터 라인, 화소 전극을 포함한다. 게이트 라인은 행 방향으로 뻗어 있어 게이트 신호를 전달하고, 데이터 라인은 열 방향으로 뻗어 있고 데이터 신호를 전달한다. 화소는 게이트 라인과 데이터 라인에 연결되며, 스위칭 소자와 유지 커패시터를 포함한다.
여기서 스위칭 소자는 게이트 라인과 데이터 라인의 교차점에 형성되며, 스위칭 소자의 출력 단자에는 유지 커패시터 및 액정 커패시터가 연결된다. 또한, 스위칭 소자는 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(poly-silicon)을 채널층으로 하는 박막 트랜지스터로 구현된다.
유지 커패시터의 다른 단자는 공통 전압(common voltage)에 연결되거나, 바로 위의 게이트 라인(previous gate line)과 연결된다. 여기서, 전자의 연결 방식은 독립 배선 방식(separate wire type)이라고 하며, 후자의 연결 방식은 전단 게이트 방식(previous gate type)이라 한다.
컬러필터 기판(134)은 TFT 기판(133) 상에 위치하며 각 화소마다 색상이 표시될 수 있도록 화소 전극에 대응하는 영역에 적색, 녹색, 또는 청색의 컬러 필터를 구비한다. 여기서 컬러 필터는 화소 전극의 상부 또는 하부에 형성될 수 있다. 또한, 컬러 필터 상에는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극이 형성된다.
액정층(미도시)은 컬러필터 기판(134)과 TFT 기판(133) 사이에 채워지며, 유전율 이방성을 가진다. 액정층(미도시)의 두께는 5㎛정도이며 TN(Twisted Nematic) 배열을 한다. 액정층(미도시)은 외부에서 인가되는 전압에 의해 배열 방향이 변화되어 액정층(미도시)을 통과하는 빛의 투과율을 조절한다.
한편, 액정 패널(135)을 구성하는 TFT 기판(133), 컬러필터 기판(134) 및 액정층(미도시)은 액정 커패시터를 구성하며, 이와 같이 구성된 액정 커패시터는 스위칭 소자의 출력 단자와 공통 전압 또는 기준 전압(reference voltage)과 연결된다.
액정 패널(135)을 구성하는 TFT 기판(133)과 컬러필터 기판(134) 각각의 외측면에는 편광판(190, 200)이 배치되고, 편광판(200) 측에는 백라이트 어셈블리(150)가 대향 배치되어 있다. 편광판(190, 200)은 액정 패널(135)의 상면에 위치하는 상부 편광판(190)과 액정 패널(135)의 하면에 위치하는 하부 편광판(200)으로 구분될 수 있다. 소비전력을 줄이고 표시 특성을 향상시킬 수 있는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치(100)를 구현하기 위한 편광판(200)에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
구동 IC(131)는 입력 단자를 통해 인쇄 회로 기판(미도시)으로부터 게이트 제어 신호, 데이터 제어 신호 및 이와 관련된 데이터 신호 등을 수신하고, 출력 단자를 통해 게이트 구동 신호 및 데이터 구동 신호를 TFT 기판(133) 상에 형성된 게이트 라인과 데이터 라인에 각각 제공하기 위한 집적 회로이다. 이로써, 액정 패널 (135) 상에 원하는 이미지가 구현될 수 있다.
이와 같은 구동 IC(131)는 TFT 기판(133)의 컬러필터 기판(134)과 대응하는 화상 표시 영역 외의 TFT 기판(133) 상에 실장되며, 이때 그 출력 단자가 화상 표시 영역으로부터 연장되어 나온 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 연결되도록 COG(chip on glass) 방식 등에 의해 실장된다. 이에 따라 앞서 설명한 바와 같이, 구동 IC(131)에서 생성된 게이트 구동 신호 및 데이터 구동 신호가 TFT 기판(133)의 화상 표시 영역에 형성된 각 화소에 전달된다.
연성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board; FPCB)(110)은 인쇄 회로 원판에 전기 배선의 회로 설계에 따라 각종 전자 부품을 연결하거나 부품을 지지해주는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)의 일종으로서, 종래의 인쇄 회로 기판과 달리 연성을 가진다. 이와 같은 연성 인쇄회로기판(110)은 일반적으로 베이스 필름과, 베이스 필름의 양단에 금속 박판 패턴들이 리드 단자로서 배열된 단자 영역과, 베이스 필름의 양단에 배열된 단자 영역이 서로 연결되도록 금속 박판 패턴이 전기 배선으로서 형성되고, 전기 배선의 보호 및 절연을 위한 커버레이가 형성된 인터페이스 영역을 포함한다. 또한, 인터페이스 영역에는 다수개의 관통홀이 형성될 수 있으며 다수개의 관통홀을 통해 실장된 전자 부품이 전기 배선과 연결되어 소정의 전자 회로가 형성되는 영역을 더 포함할 수 있다.
이와 같이 형성된 연성 인쇄회로기판(110)의 일단은 인쇄 회로 기판(미도시)에 연결되고 그 타단은 구동 IC(131)의 입력 단자와 연결되어 있다. 이에 따라 인쇄 회로 기판으로부터 게이트 구동신호, 데이터 구동신호 및 이와 관련된 데이터 신호 등을 구동 IC(131)에 전달 한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 백라이트 어셈블리(150)는 광학시트들(141), 램프 어셈블리(143), 도광판(142), 반사 시트(146), 이들을 수납하는 상부 수납용기(140) 및 상부 수납용기(140)와 결합하는 하부 수납용기(170)를 포함한다.
여기서, 도광판(142)은 램프 어셈블리(143)로부터 발산되는 빛을 안내(guide)하는 역할을 한다. 도광판(142)는 아크릴과 같은 플라스틱 계열의 투명한 물질의 패널로 형성되어 램프 어셈블리(143)로부터 발생한 빛을 도광판(142) 상부에 안착되는 액정 패널(135) 쪽으로 진행되도록 한다. 따라서, 도광판(142)의 배면에는 도광판(142) 내부로 입사한 빛의 진행 방향을 액정 패널(135) 쪽으로 변환시키기 위한 각종 패턴이 인쇄되어 형성될 수 있다. 또한, 이러한 도광판(142)을 대신하여 연성을 가지는 도광 필름(light guide film)을 사용할 수도 있다.
램프 어셈블리(143)는 상부 수납용기(140) 내의 도광판(142)의 일측에 삽입된다. 램프 어셈블리(143)에 사용되는 램프로는 LED(Light Emitted Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등을 사용할 수 있다.
반사 시트(146)는 도광판(142)의 하부면에 설치되어 도광판(142)의 하부로 방출되는 빛을 상부로 반사한다. 반사 시트(146)는 도광판(142)의 하부면에 위치하며, 도광판(142) 배면의 미세한 도트 패턴에 의해 반사되지 않은 빛을 다시 도광판(142)의 출사면 쪽으로 반사시킴으로써, 액정 패널(135)에 입사되는 빛의 광손실을 줄임과 동시에 도광판(142)의 출사면으로 투과되는 빛의 균일도를 향상시키는 역할 을 한다.
그리고, 광학시트들(141)은 도광판(142)의 상부면에 안착되어 도광판(142)로부터 전달되는 빛을 확산하고 집광하는 역할을 한다. 광학시트들(141)은 확산 시트(diffusion sheet), 프리즘 시트(prism sheet), 보호 시트 등을 포함한다.
도광판(142)와 프리즘 시트 사이에 위치한 확산 시트는 도광판(142)으로부터 입사되는 빛을 분산시킴으로써 빛이 부분적으로 밀집되는 것을 방지한다. 프리즘 시트는 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있으며, 통상 2장의 시트로 구성되어 각각의 프리즘 배열이 서로 소정의 각도로 엇갈리도록 배치되어 확산 시트로부터 확산된 빛을 액정 패널(135)에 수직한 방향으로 집광하는 역할을 수행한다. 이에 따라서, 프리즘 시트를 통과하는 빛은 거의 대부분 수직하게 진행하게 되어 보호 시트 상의 휘도 분포는 균일하게 얻어진다. 프리즘 시트 위에 형성되는 보호 시트는 프리즘 시트의 표면을 보호하는 역할을 수행할 뿐만 아니라, 광의 분포를 균일하게 하기 위하여 광을 확산시키는 역할을 수행한다. 또한 보호 시트는 액정 패널(135)의 표시 영역의 가장자리에서 발생되는 휘선이나 빛샘을 방지하기 위하여 가장자리를 따라 블랙 라인(black line)(미도시)이 형성될 수 있다.
소형의 액정 표시 장치(100)의 경우 도광판(142)의 측면에 보통 하나의 램프가 설치되지만, 액정 표시 장치(100)가 대형화될수록 충분한 휘도를 얻기 위하여 하나의 램프 어셈블리(143)에 복수의 램프들을 설치할 수 있다.
액정패널 어셈블리(130)는 광학시트들(141) 위에 설치되며, 광학시트들(141) 과 함께 도광판(142) 상에 안착된다.
상부 수납용기(140)는 직사각형 형상의 개구부의 가장자리를 따라 측벽이 형성되고, 측벽 내에 소정의 걸림 돌출부(미도시)가 형성되어 액정패널 어셈블리(130), 광학시트들(141), 램프 어셈블리(143), 도광판(142) 및 반사 시트(146)를 수용하여 고정시키는 역할을 수행하며, 다수의 시트들이 휘어지는 것을 방지한다. 그리고, 액정패널 어셈블리(130)의 연성 인쇄회로기판(110)은 상부 수납용기(140)의 일측벽을 중심으로 절곡하게 된다. 여기서, 액정패널 어셈블리(130), 광학시트들(141), 램프 어셈블리(143), 도광판(142) 및 반사 시트(146)를 상부 수납용기(140)에 수용하는 방법에 따라서 상부 수납용기(140)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다.
상부 수납용기(140)는 하부 수납용기(160)와 후크 결합을 할 수 있는데, 예를 들어 상부 수납용기(140) 측벽의 외측면을 따라 후크(145)가 형성되고, 이러한 후크(145)와 대응하는 후크 삽입공(172)이 하부 수납용기(170)의 측면에 형성될 수 있다. 따라서, 상부 수납용기(140)의 아래로부터 하부 수납용기(170)가 올라와 결합함으로써, 상부 수납용기(140)에 형성된 후크(145)가 하부 수납용기(170)의 후크 삽입공(172)으로 들어가서 상부 수납용기(140)와 하부 수납용기(170)가 체결될 수 있다. 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이러한 후크(145)의 위치는 하부 수납용기(170)에 위치하고 후크 삽입공(172)이 상부 수납용기(140)에 형성될 수도 있다. 이뿐만 아니라, 상부 수납용기(140)와 하부 수납용기(170)의 결합은 다양한 형태로 변형될 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 포함되는 편광판에 대하여 자세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치에 포함되는 편광판의 단면도이고, 도 5는 편광판, TFT 기판 및 컬러필터 기판의 관계를 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판(200)은 편광 필름(210)과, 편광 필름(210) 상의 소정의 부분에 형성된 반사층(222)을 포함한다.
여기서, 편광 필름(210)은 편광기능을 갖는 임의의 물질을 사용할 수 있다. 편광 필름(210)에 대해서 특별한 제한은 없고, 예를 들면 폴리비닐 알콜계(PolyVinyl Alcohol, PVA) 필름이나 부분 포르말화 폴리비닐 알콜계 필름, 에틸렌-초산비닐 공중합체계 부분 켄화 필름이나 셀룰로오스계 필름과 같은 친수성 고분자 필름에 옥소 및/또는 이색성(二色性) 색소를 흡착시켜 연신한 필름, 폴리비닐알콜의 탈수처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산처리물과 같은 폴리엔 배향 필름 등이 사용될 수 있다. 편광 필름(210)의 두께는, 약 5-150㎛, 바람직하게는 80-120㎛이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
편광 필름(210)의 일면에는 광확산 점착제층(214)이 코팅되어 있다. 광확산 점착제층(214)은, 입사광을 등방적 혹은 이방적으로 확산시키는 성질을 갖고, 또한 점착성을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 광확산 점착제층(214)은 예를 들면, 점착성을 갖는 기재(matrix) 내에 기재와는 다른 굴절률을 갖는 입자가 분산된 시트(shee)형 또는 필름형 구조로 이루어질 수 있다. 구체적으로는, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 실리콘계 점착제, 에틸렌 초산 비닐 공중합체계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐에테르계 점착제, 폴리비닐 알콜계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제 또는 이들의 혼합계 점착제 등으로 이루어지는 기재에, 예를 들면 평균 입경(粒徑) 0.5~5㎛의 폴리스티렌계 미립자, 폴리메타크릴산계 미립자 등의 유기미립자, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지루코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 등의 무기계 미립자, 기체를 내포한 공중 미립체, 액체를 내포한 마이크로캡슐 등이 분산된 구조를 가지는 광확산 점착제층(214)이 사용될 수 있다. 기재로서는 투명성, 내후성, 내열성 등이 우수한 아크릴계 점착제가 더욱 바람직하다.
여기서, 아크릴계 점착제로서는, 공지의 아크릴계 점착제를 사용할 수 있다. 예를 들면 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, t-부틸기, 이소부틸기, 아밀기, 이소아밀기, 헥실기, 헵틸기, 씨클로헥실기, 2-에틸헥실기, 옥틸기, 이소옥틸기, 노닐기, 이소노닐기, 데실기, 운데실기, 라우릴기, 트리데실기, 테트라데실기, 스테아릴기, 옥타데실기와 같은 탄소 수 1~18의 직쇄(直鎖) 또는 분기의 알킬기를 갖는 아크릴산이나 메타크릴산의 에스테르로 이루어지는 아크릴산계 알킬에스테르의 1종 또는 2종 이상을 사용한 아크릴계 중합체를 주체로 하는 점착제 등을 들 수 있다.
또 광확산 점착제층(214)에는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에 있어서, 예를 들면 석유계 수지, 로진계 수지, 텔펜계 수지, 합성 석유계 수지, 페놀계 수지, 크실렌계 수지, 지환족(脂環族)계 석유수지, 쿠마론인덴수지, 스티렌계 수지, 디씨클로펜타디엔계 수지 등과 같은 점착 부여제, 푸탈산에스테르, 린산에스 테르, 염화파라핀, 폴리부텐, 폴리이소부틸렌과 같은 연화제 혹은 그 외의 각종 충전제, 노화방지제, 가교제 등의 적의한 첨가제를 배합할 수 있다.
광확산 점착제층(214)의 두께는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 통상 1㎛~100㎛, 바람직하게는 5㎛~50㎛, 더욱 바람직하게는 10㎛~30㎛이다.
편광 필름(210)의 타면에는 점착제층(212)이 형성되어 편광판(200)과 액정 패널(도 3의 135)를 점착하는 역할을 한다. 이러한 점착제층(212)은 예를 들어, 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 실리콘계 점착제, 에틸렌 초산 비닐 공중합체계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐에테르계 점착제, 폴리비닐 알콜계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제 및 이들의 혼합계 점착제 등으로 이루질 수 있다.
점착제층(212)의 두께는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 통상 1㎛~100㎛, 바람직하게는 5㎛~50㎛, 더욱 바람직하게는 10㎛~30㎛이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 편광판(200)은 반사 영역(A)과 투과 영역(B)으로 구분될 수 있다. 투과 영역(B)은 백라이트 어셈블리(도 1의 150)로부터 발산된 빛이 편광판(200)을 통과하여 액정 패널(도 1의 135)로 공급되는 영역이고, 반사 영역(A)은 외부로부터 액정 패널(도 1의 135)을 통하여 유입된 빛이 편광판(200)에서 반사되어 다시 액정 패널(도 1의 135)로 공급되는 영역이다.
투명 지지체(220)와, 투명 지지체(220) 상의 반사 영역(A)에 형성된 반사층(222)은 광확산 점착제층(214)을 이용하여 편광 필름(210)의 일면에 점착된다.
여기서, 투명 지지체(220)의 재질로는 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate, PC), 폴리 염화비닐(PolyVinyl Chloride, PVC), 폴리에테르 설폰(PES), 폴리비닐 알코올(PVA) 또는 트리아세틸 셀롤로즈(TAC) 등이 사용될 수 있다. 투명 지지체(220)의 두께는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 통상 1㎛~100㎛, 바람직하게는 5㎛~50㎛이다.
그리고, 반사층(222)은 금속 증착막 또는 금속 박막으로부터 형성될 수 있다. 반사층(222)의 재질로는 예를 들어, 알루미늄, 은, 은-팔라듐 합금, 크롬 등이 사용될 수 있다. 편광판(200)의 반사 영역(A)은 가시광선에 대하여 약 75 - 95%의 반사율을 가지도록, 반사층(222)은 약 1-10㎛의 두께로 형성될 수 있다. 특히, 알루미늄으로 이루어진 반사층(222)은 내산화성(oxidation resistance)이 우수하기 때문에 얇은 박막으로 형성하더라도 산화되지 않는 경향이 있다. 예를 들어, 반사층(222)으로 약 1-5㎛ 두께의 알루미늄을 사용하는 경우, 반사층(222)은 산화되지 않는 상태로 약 80 - 90%의 반사율을 가질 수 있다.
예를 들어 이와 같은 편광 필름(210)에 반사층(222)을 부착시키는 방법은 다음과 같다. 즉, 투명 지지체(220) 상의 반사 영역(A)에 반사층(222)을 형성하고, 편광 필름(210)의 일면에 광확산 점착제층(214)을 형성한다. 광확산 점착제층(214)을 사이에 두고 반사층(222)이 편광 필름(210)에 대향하도록 편광 필름(210)에 투명 지지체(220)를 부착한다. 다만 본 발명의 편광판(200)은 이러한 제조 방법에 한정되지 않으며 다양한 방법으로 제조될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 하나의 표시 화면을 화상 정보나 문자 정보 등의 영상 정보(이하, 메인 영상 정보)를 표시하는 메인 표시 영역(main-display region)(133b)과 시간, 날짜, 밧데리 상태 등의 영상 정보(이하, 서브 영상 정보)를 표시하는 서브 표시 영역(sub-display region)(133a)으로 구분하여 이루어진다. 일반적으로 서브 영상 정보는 메인 영상 정보에 비해 고해상도를 필요로 하지 않는다. 따라서 도 5에 도시된 바와 같이 메인 표시 영역(133b)의 단위 면적당 화소(233b) 수가 서브 표시 영역(133a)의 단위 면적당 화소(233a) 수보다 많도록 TFT 기판(133)에 박막 트랜지스터 어레이를 형성할 수 있다.
메인 표시 영역(133b)은 편광판(200)의 투과 영역(B)에 대응하여 배치되고, 서브 표시 영역(133a)은 편광판(200)의 반사 영역(A)에 대응하여 배치된다. 메인 표시 영역(133b)은 백라이트 어셈블리(도 1의 150)로부터 빛을 제공받아서 메인 영상 정보를 표시한다. 반면, 서브 표시 영역(133a)은 외부로부터 유입된 빛을 편광판(200)의 반사층(222)에 반사시켜 서브 영상 정보를 표시한다. 따라서, 백라이트 어셈블리(도 1의 150)는 메인 표시 영역(133b)에만 빛을 제공하고 서브 표시 영역(133a)에는 빛을 제공하지 않거나 또는 메인 표시 영역(133b) 및 서브 표시 영역(133a) 모두에 빛을 제공하되 서브 표시 영역(133a)에는 낮은 강도의 빛을 제공함으로써 전체적으로 액정 표시 장치의 소비 전력을 줄일 수 있다.
또한, 주로 서브 영상 정보는 메인 영상 정보와는 상관없이 항상 사용자에게 필요한 정보가 대부분이므로, 본 발명의 액정 표시 장치는 백라이트 어셈블리(도 1의 150)를 구동하지 않고도 편광판(200)의 반사층(222)에 반사된 외부광을 이용하여 서브 영상 정보를 항상 표시할 수 있으므로 더욱 소비 전력을 줄일 수 있다.
휴대용 디스플레이 장치로서 본 발명의 액정 표시 장치를 사용하는 경우, 이 와 같이 소비 전력을 줄임으로써 액정 표시 장치의 사용 시간을 현저히 늘릴 수 있다.
또한 앞서 설명한 바와 같이 편광판(200)의 반사층(222)은 약 5 - 25 %의 투과율을 가지고 있으므로 서브 표시 영역(133a)에서는 백라이트 어셈블리(도 1의 150)로부터의 빛뿐만 아니라 반사광에 의해 높은 휘도를 구현할 수 있다.
이와 같은 반사층(222)을 TFT 기판(133) 상에 형성하는 경우 별도의 마스크를 사용해야 하므로 제조 단가가 상승하고 공정 시간이 늘어날 수 있지만, 본 실시예와 같이 반사층(222)을 편광판(200)에 형성한 후 편광판(200)을 TFT 기판(133)에 부착함으로서 저렴함 비용으로 손쉽게 액정 표시 장치의 소비 전력을 줄이면서 표시 특성을 향상시킬 수 있다.
반사층(222)을 포함하는 편광판(200)을 TFT 기판(133)이 부착할 때 공정 마진을 고려할 필요가 있다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 편광판(200)의 반사 영역(A)과 투과 영역(B)의 경계선 상에 위치하는 컬러필터 기판(134) 상에 블랙 매트릭스(510)를 형상하는 것이 바람직하다. 다시 말해 블랙 매트릭스(510)는 메인 표시 영역(133b)과 서브 표시 영역(133a)의 경계선에 인접한 메인 표시 영역(133b)의 화소열(233b) 및 상기 경계선에 인접한 서브 표시 영역(133a)의 화소열(233a)과 중첩되도록 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어 블랙 매트릭스(510)는 약 400-600 ㎛의 폭을 가질 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 의한 액정 표시 장치는 도광판의 일측부에 램프 어셈블리를 구비하는 쐐기(wedge) 타입의 백라이트 어셈블리 및 플랫 한 평면을 갖는 도광판의 양측부에 램프 어셈블리를 구비하는 플랫(flat) 타입의 백라이트 어셈블리도 동일하게 적용할 수 있을 것이다.
또한, 상기한 본 발명의 일 실시예에서는 도광판의 측부에 램프를 구비하는 에지(edge) 타입의 백라이트 어셈블리를 일례로 설명하였으나, 상기 도광판을 구비하지 않으면서 복수의 램프들을 저면에 배열한 구조를 갖는 직하형 백라이트 어셈블리에도 동일하게 적용할 수 있을 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 편광판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 의하면, 서브 표시 영역에 대응하는 편광판에 반사층을 형성하여 외부로부터 유입되는 빛의 반사광을 이용함으로써 액정 표시 장치의 소비 전력을 줄이고 표시 특성을 향상시킬 수 있다.

Claims (27)

  1. 액정 패널의 메인 표시 영역과 서브 표시 영역에 각각 대응하여 투과 영역과 반사 영역으로 구획되고 입사광을 편광시키는 편광 필름; 및
    상기 편광 필름의 반사 영역 상에 형성된 반사층을 포함하는 편광판.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반사층은 금속 증착막 또는 금속 박막인 편광판.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 반사층은 알루미늄, 은, 은-팔라듐 합금 또는 크롬으로 이루어진 편광판.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 반사층은 약 1-10㎛의 두께를 가지는 편광판.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 반사층은 약 1-5㎛ 두께의 알루미늄으로 이루어지고, 상기 반사 영역은 가시광선에 대하여 약 80 - 90 %의 반사율을 가지는 편광판.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 영역은 가시광선에 대하여 약 75 - 95%의 반사율을 가지는 편광판.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 표시 영역은 화상 정보 또는 문자 정보에 관한 메인 영상 정보를 표시하고, 상기 서브 표시 영역은 시간, 날짜 또는 밧데리 상태에 관한 서브 영상 정보를 표시하는 편광판.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 편광 필름과 상기 반사층 사이에 개재되어 상기 편광 필름과 상기 반사층을 서로 부착시키는 광확산 접착제층을 더 포함하는 편광판.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 광확산 접착제층은 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 실리콘계 점착제, 에틸렌 초산 비닐 공중합체계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐에테르계 점착제, 폴리비닐 알콜계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제 또는 이들의 혼합계 점착제로 이루어지는 기재에, 상기 기재와 다른 굴절률을 갖는 미립자가 분산된 구조를 가지는 편광판.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 미립자는 폴리스티렌계 미립자 또는 폴리메타크릴산계 미립자의 유기미립자, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지루코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴 또는 산화안티몬의 무기계 미립자, 기체를 내포한 공중 미립체, 및 액체를 내포한 마이크로캡슐로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 미립자인 편광판.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 반사층의 외측면에 형성되어 상기 반사층을 지지하는 투명 지지체를 더 포함하는 편광판.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 투명 지지체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리 염화비닐(PVC), 폴리에테르 설폰(PES), 폴리비닐 알코올(PVA) 또는 트리아세틸 셀롤로즈(TAC)로 이루어진 편광판.
  13. 메인 표시 영역과 서브 표시 영역으로 구획된 액정 패널;
    상기 액정 패널에 입사광을 제공하는 백라이트 어셈블리;
    상기 입사광을 편광시키는 편광 필름과, 상기 서브 표시 영역에 대응하는 상기 편광 필름 상에 형성된 반사층을 포함하는 하부 편광판으로서, 상기 백라이트 어셈블리에 대향하는 상기 액정 패널의 일면에 형성된 하부 편광판; 및
    상기 액정 패널의 타면에 형성되어 상기 액정 패널을 통과한 상기 입사광을 편광시키는 상부 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 액정 패널은 다수의 스위칭 소자가 형성된 TFT 기판과, 상기 TFT 기판에 대향하고 컬러필터가 형성된 컬러필터 기판과, 상기 TFT 기판과 상기 컬러필터 기판 사이에 개재된 액정층을 포함하고, 상기 메인 표시 영역과 상기 서브 표시 영역의 경계선에 대응하는 상기 컬러필터 기판 상에 블랙 매트릭스가 형성된 액정 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 경계선에 인접한 상기 메인 표시 영역의 화소열 및 상기 경계선에 인접한 상기 서브 표시 영역의 화소열과 중첩하는 액정 표시 장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 약 400 - 600㎛의 폭을 가지는 액정 표시 장치.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 메인 표시 영역은 화상 정보 또는 문자 정보에 관한 메인 영상 정보를 표시하고, 상기 서브 표시 영역은 시간, 날짜 또는 밧데리 상태에 관한 서브 영상 정보를 표시하는 액정 표시 장치.
  18. 제13 항에 있어서,
    상기 반사층은 금속 증착막 또는 금속 박막인 액정 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 반사층은 알루미늄, 은, 은-팔라듐 합금 또는 크롬으로 이루어진 액정 표시 장치.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 반사층은 약 1-10㎛의 두께를 가지는 액정 표시 장치.
  21. 제18 항에 있어서,
    상기 반사층은 약 1-5㎛ 두께의 알루미늄으로 이루어지고, 상기 반사 영역은 가시광선에 대하여 약 80 - 90 %의 반사율을 가지는 액정 표시 장치.
  22. 제13 항에 있어서,
    상기 반사 영역은 가시광선에 대하여 약 75 - 95%의 반사율을 가지는 액정 표시 장치.
  23. 제13 항에 있어서,
    상기 편광 필름과 상기 반사층 사이에 개재되어 상기 편광 필름과 상기 반사층을 서로 부착시키는 광확산 접착제층을 더 포함하는 액정 표시 장치.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 광확산 접착제층은 아크릴계 점착제, 고무계 점착제, 실리콘계 점착제, 에틸렌 초산 비닐 공중합체계 점착제, 우레탄계 점착제, 비닐에테르계 점착제, 폴리비닐 알콜계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제 또는 이들의 혼합계 점착제로 이루어지는 기재에, 상기 기재와 다른 굴절률을 갖는 미립자가 분산된 구조를 가지는 액정 표시 장치.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 미립자는 폴리스티렌계 미립자 또는 폴리메타크릴산계 미립자의 유기미립자, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지루코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴 또는 산화안티몬의 무기계 미립자, 기체를 내포한 공중 미립체, 및 액체를 내포한 마이크로캡슐로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 미립자인 액정 표시 장치.
  26. 제13 항에 있어서,
    상기 반사층의 외측면에 형성되어 상기 반사층을 지지하는 투명 지지체를 더 포함하는 액정 표시 장치.
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 투명 지지체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리 염화비닐(PVC), 폴리에테르 설폰(PES), 폴리비닐 알코올(PVA) 또는 트리아세틸 셀롤로즈(TAC)로 이루어진 액정 표시 장치.
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