KR20080100953A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR20080100953A
KR20080100953A KR1020070047028A KR20070047028A KR20080100953A KR 20080100953 A KR20080100953 A KR 20080100953A KR 1020070047028 A KR1020070047028 A KR 1020070047028A KR 20070047028 A KR20070047028 A KR 20070047028A KR 20080100953 A KR20080100953 A KR 20080100953A
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crystal panel
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polarizer
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KR1020070047028A
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손정호
석민구
윤용국
김장현
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삼성전자주식회사
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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Abstract

초고명암비를 갖는 액정 표시 장치가 개시되어 있다. 액정 표시 장치는 백 라이트 어셈블리, 명암비를 증폭하는 명암비 증폭 액정 패널 및 영상을 표시하는 영상 표시 액정 패널을 포함한다. 액정 표시 장치는 백 라이트 어셈블리와 명암비 증폭 액정 패널 사이에 배치된 하부 편광자, 영상 표시 액정 패널 상에 배치된 상부 편광자 및 영상 표시 액정 패널과 명암비 증폭 액정 패널 사이에 배치된 중간 편광자를 더 포함한다. 중간 편광자는 상부 편광자 및 하부 편광자에 각각 수직한 투과축을 갖는다. 명암비 증폭 액정 패널은 입사되는 초기 직선 편광을 위상차가 π만큼 이동한 직선 편광으로 바꾼다. 영상 표시 액정 패널은 지그재그 형상 또는 좌우 시야각 방향으로 장방형인 3원색 컬러 패턴들을 포함할 수 있다. 따라서, 블랙 휘도와 화이트 휘도의 명암비를 증폭하여 액정 표시 장치의 초고명암비를 달성할 수 있다.
명암비, 지그재그형 화소 패턴, 러빙 수직 배향

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARUTUS}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2a 내지 2d는 도 1에 도시된 제1 내지 제4 기판의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 기판의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 제1 기판을 사용하였을 경우에 발생되는 컬러 시프트의 원리를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 제1 기판을 사용하였을 경우의 좌우측 시야각 특성을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 제1 기판의 또 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 7은 명암비 증폭 액정 패널의 위상차가 비 최적화된 상태를 가질 경우의 푸앙카레 구면을 나타낸 도면이다.
도 8은 명암비 증폭 액정 패널의 위상차가 최적화된 상태를 가질 경우의 푸앙카레 구면을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 백 라이트 어셈블리 200: 명암비 증폭 액정 패널
210: 제4 기판 220: 제3 기판
300: 영상 표시 액정 패널 310: 제2 기판
320: 제1 기판 410: 상부 편광자
420: 중간 편광자 430: 하부 편광자
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블랙 휘도와 화이트 휘도의 명암비를 극대화할 수 있는 초고명암비를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 영상을 디스플레이하는 액정 패널과 이러한 액정 패널에 광을 공급하는 백 라이트 어셈블리를 포함하여 구성될 수 있으며, 박형화, 경량화 및 저소비 전력 등으로 인해 다양한 분야, 예를 들어 모니터, TV, 핸드폰, PDA 등에서 널리 사용되고 있다. 최근 들어, 보다 높은 해상도와 명암비를 갖는 고품질의 액정 표시 장치에 대한 수요가 급증하고 있다.
그러나, 액정 패널은 외부에서 인가한 전압에 의해 투과율이 변하는 특성을 이용해 화상을 표시하기 때문에, 액정 배향 및 구동 원리에 따라 다소의 차이가 있을 지라도 기본적으로 완전히 빛을 차단하여 블랙을 표현하는 것에는 한계가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 블랙 휘도와 화이트 휘도의 명암비를 증폭하여 초고명암비를 갖는 액정 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 백 라이트 어셈블리, 상기 백 라이트 어셈블리 상에 배치되어 명암비를 증폭하는 명암비 증폭 액정 패널 및 상기 명암비 증폭 액정 패널 상에 배치되어 영상을 표시하는 영상 표시 액정 패널을 포함한다. 또한, 액정 표시 장치는 상기 백 라이트 어셈블리와 상기 명암비 증폭 액정 패널 사이에 배치된 하부 편광자, 상기 영상 표시 액정 패널 상에 배치된 상부 편광자 및 상기 영상 표시 액정 패널과 상기 명암비 증폭 액정 패널 사이에 배치된 중간 편광자를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 중간 편광자는 상기 상부 편광자 및 상기 하부 편광자에 각각 수직한 투과축을 갖는다.
상기 명암비 증폭 액정 패널은 3원색의 화소들을 하나의 단위 영역으로 구동시키는 제1 기판을 포함할 수 있다. 상기 명암비 증폭 액정 패널은 액정층을 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향하며, 투명 전극 및 블랙 매트릭스를 갖는 제2 기판을 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 블랙 매트릭스는 상기 단위 영역의 가장자리에 형성된다.
상기 명암비 증폭 액정 패널은 입사되는 초기 직선 편광을 위상차가 π만큼 이동한 직선 편광으로 바꾸는 기능을 수행한다. 이를 위해, 상기 명암비 증폭 액정 패널은 러빙 처리된 수직 배향막을 포함하며, 상기 수직 배향막은 역평행 방향으로 러빙된다.
상기 영상 표시 액정 패널은 지그재그 형상으로 형성된 3원색 컬러 패턴들을 포함하거나, 또는 좌우 시야각 방향으로 장방형인 3원색 컬러 패턴들을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 백 라이트 어셈블리, 상기 백 라이트 어셈블리 상에 배치되어 명암비를 증폭하는 명암비 증폭 액정 패널. 상기 명암비 증폭 액정 패널 상에 배치되어 영상을 표시하는 영상 표시 액정 패널, 상기 백 라이트 어셈블리와 상기 명암비 증폭 액정 패널 사이에 배치된 하부 편광자, 상기 영상 표시 액정 패널 상에 배치되며, 상기 하부 편광자와 동일한 투과축을 갖는 상부 편광자 및 상기 영상 표시 액정 패널과 상기 명암비 증폭 액정 패널 사이에 배치되며, 상기 상부 편광자 및 상기 하부 편광자에 각각 수직한 투과축을 갖는 중간 편광자를 포함한다. 상기 명암비 증폭 액정 패널은 3원색의 화소들을 하나의 단위 영역으로 구동시키는 제1 기판, 투명 전극 및 상기 단위 영역의 가장자리에 형성된 블랙 매트릭스를 갖는 제2 기판 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다. 또한, 상기 명암비 증폭 액정 패널은 역평행 방향으로 러빙 처리된 수직 배향막을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 백 라이트 어셈블리, 상기 백 라이트 어셈블리 상에 배치되는 하부 편광자, 상기 하부 편광자 상에 배치되며, 상기 하부 편광자를 통과한 초기 직선 편광을 위상차가 π만큼 이동한 직선 편광으로 바꾸는 명암비 증폭 액정 패널, 상기 명암비 증폭 액정 패널 상에 배치되는 중간 편광자, 상기 중간 편광자 상에 배치되어 영상을 표시하며, 3원색의 컬러 패턴들을 포함하는 영상 표시 액정 패널 및 상기 영상 표시 액정 패널 상에 배치되는 상부 편광자를 포함한다. 상기 3원색 컬러 패턴들은 지그재그 형상으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 3원색 컬러 패턴들은 좌우 시야각 방향으로 장방형으로 형성될 수 있다.
이와 같은 액정 표시 장치에 따르면, 블랙 휘도와 화이트 휘도의 명암비를 증폭하여 초고명암비를 갖는 액정 표시 장치를 구현할 수 있다.
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.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 범위는 청구항들에 의해 구체적으로 한정 된다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이며, 도 2a 내지 2d는 도 1에 도시된 제1 내지 제4 기판의 평면도이다.
도 1, 도 2a 내지 2b를 참조하면, 액정 표시 장치는 크게 영상 표시 액정 패널(300), 명암비 증폭 액정 패널(200), 백 라이트 어셈블리(100) 및 상부, 중간 및 하부 편광자들(410, 420, 430)을 포함한다.
영상 표시 액정 패널(300)은 적색, 녹색, 청색의 3원색 화소들을 포함하는 제1 기판(320), 각 화소를 스위칭 구동시키는 제2 기판(310) 및 제1 기판(320)과 제2 기판(310) 사이에 형성된 제1 액정층(도시 안됨)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 기판(320)에는 컬러 색상을 표현하기 위한 적색, 녹색 및 청색 컬러 패턴들(R, G, B), 공통 전극(도시 안됨) 및 화소 영역을 제외한 부분에 형성된 제1 블랙 매트릭스(BM1)가 형성될 수 있다.
제2 기판(310)에는 다수의 게이트 라인들(GL) 및 데이터 라인들(DL)이 형성되고, 매트릭스 형상으로 배열된 화소 전극(도시 안됨) 및 이에 연결된 다수의 박막 트랜지스터들(TFT)이 형성될 수 있다. 상기 제1 액정층은 광학적 이방성을 가지는 액정 분자들로 구성될 수 있다.
명암비 증폭 액정 패턴(200)은 백 라이트 어셈블리(100)와 영상 표시 액정 패널(300) 사이에 배치된다. 명암비 증폭 액정 패널(200)은 제3 기판(220), 제4 기판(210) 및 제3 기판(220)과 제4 기판(210) 사이에 형성된 제2 액정층(도시 안됨)을 포함할 수 있다.
여기서, 제3 기판(220)에는 화이트 휘도를 증가시키기 위해 적색, 녹색 및 청색 컬러 패턴들(R, G, B)은 형성되지 않고, 액정을 회전 구동시킬 수 있도록 투명 전극(도시 안됨)과 제2 블랙 매트릭스(BM2)만이 형성될 수 있다. 이때, 제2 블랙 매트릭스(BM2)는 적색, 녹색 및 청색의 3원색 화소들을 하나의 단위 영역으로 구동시킬 수 있도록 상기 단위 영역의 가장자리 부분에만 형성될 수 있다. 한편, 제3 기판(220)은 제1 기판(320)과 동일하게 적색, 녹색 및 청색 컬러 패턴들(R, G, B)을 포함할 수 있다.
제4 기판(210)에는 적색, 녹색 및 청색의 3원색 화소들을 하나의 단위 영역 으로 구동시킬 수 있도록 매트릭스 형상의 게이트 라인들(GL) 및 데이터 라인들(DL)이 형성되고, 투명한 화소 전극 (도시 안됨) 및 이에 연결된 다수의 박막 트랜지스터들(TFT)이 형성될 수 있다. 이 경우, 기존 패널 대비 Data drive IC 개수를 1/3 수준만 사용하고도 동일한 특성을 확보할 수 있게 된다.
백 라이트 어셈블리(100)는 명암비 증폭 액정 패널(200)의 하부에 배치된다. 백 라이트 어셈블리(100)는 램프 유닛 (도시 안됨), 도광판 (도시 안됨), 반사 시트 (도시 안됨), 광학 시트들 (도시 안됨), 몰드 프레임 (도시 안됨) 및 하부 수납용기(도시 안됨) 등을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 램프 유닛의 광원으로는 예를 들어 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL) 또는 열음극 형광램프(Hot Cathode Fluorescent Lamp; HCFL) 등의 선광원을 사용할 수 있으며, 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 등의 점광원을 사용할 수도 있다.
상기 도광판은 상기 램프 유닛으로부터 발산된 광을 백 라이트 어셈블리(100)의 상측, 즉 명암비 증폭 액정 패널(200) 방향으로 인도하는 역할을 한다. 이러한 상기 도광판은 굴절률과 투과율이 좋은 물질로 이루어질 수 있다.
상기 광학 시트들은 상기 도광판의 상부에 배치될 수 있다. 상기 광학 시트들은 상기 도광판에 의해 인도된 광을 백 라이트 어셈블리(100)의 상측으로 균일하게 조사되도록 할 수 있다. 이러한 광학 시트들은 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지 또는 실리콘 수지 등과 같은 투명 수지로부터 성형될 수 있다.
상부 편광자(410)는 영상 표시 액정 패널(300)의 제1 기판(320)의 외측에 배 치되며, 중간 편광자(420)는 영상 표시 액정 패널(300)과 명암비 증폭 액정 패널(200)의 사이에 배치되며, 하부 편광자(430)는 명암비 증폭 액정 패널(200)의 제4 기판(210)의 외측, 즉 명암비 증폭 액정 패널(200)과 백 라이트 어셈블리(100) 사이에 배치된다.
여기서, 상부, 중간 및 하부 편광자들(410, 420, 430)은 백 라이트 어셈블리(100)로부터 발산되는 광 중에서 특정 방향으로 강하게 진동하는 빛만을 선택적으로 투과시키는 역할을 한다. 예를 들어, 상부 편광자(410)와 하부 편광자(430)는 동일한 투과축을 가지며, 중간 편광자(420)는 상부 편광자(410) 및 하부 편광자(430)와 각각 수직한 투과축을 갖는다.
초고명암비를 구현하기 위해서는 블랙 휘도를 낮추는 것이 필요한데, 오프 상태에서 블랙을 구현하는 액정 모드, 예를 들어 VA(Vertical Alignment) 수직모드에서는 액정 패널의 상 하부에 직교하는 편광자를 각각 부착하여 빛이 액정 패널의 액정층을 통과하지 못하게 구성할 수 있고, IPS, FFS와 같은 수평모드에서는 액정 패널 상 하부에 평행하게 편광자를 각각 부착할 수 있다.
두 개의 직교하는 편광자에서도 새어 나오는 빛이 있기 때문에 완전한 블랙을 구현하는 데는 한계가 있기 때문에, 블랙 휘도를 더욱 낮추기 위해 중간 편광자(420)를 상부 편광자(410)와 하부 편광자(430)에 각각 수직하도록 추가적으로 배치할 수 있다.
예를 들어, 블랙 휘도가 약 1000 칸델라[cd]이고, 직교 편광자에서 새는 빛이 약 1 칸델라[cd]이라고 할 때, 블랙의 투과율은 약 1/1,000인데 반해, 본 발 명과 같이 명암비 증폭 액정 패널(200)을 통과한 빛이 중간 편광자(420)를 1장 더 지나게 되면 블랙 투과율은 약 1/1,000의 제곱 배로 약 1/1,000,000이 될 수 있다. 이와 같이 블랙 투과율을 제곱 배로 만드는 것과 동시에 화이트 휘도는 기존과 동일하게 유지되어 명암비가 기존과 같이 영상 표시 액정 패널(300) 하나만 사용할 때에 비해 제곱 배의 명암비를 구현할 수 있게 된다.
명암비 증폭 액정 패널(200)의 제2 액정층은 게스트-호스트(Guest-Host) 타입의 염료가 함입된 액정 분자들로 구성될 수 있어, 전압의 인가에 따라 염료 고분자가 액정과 함께 전계 방향으로 회전하면서 빛의 투과율을 증폭할 수 있다.
명암비 증폭 액정 패널(200)의 제3 기판(220)은 공정 처리되지 않은 투명한 더미 글라스 기판을 사용할 수 있으며, 액정 표시 장치의 경량화, 간소화를 위해 경우에 따라 장치 구성에서 삭제될 수도 있다. 이 경우에는 영상 표시 액정 패널(300)을 먼저 제작하고, 영상 표시 액정 패널(300)을 기판으로 하여 중간 편광자(420) 위에 액정을 적하하는 공정을 진행함으로써 가능해진다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 기판의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 영상 표시 액정 패널(300)의 제1 기판(320)상의 적색, 녹색 및 청색 컬러 패턴들(R, G, B)은 도 3에 도시한 바와 같이 지그재그(Zigzag) 형상의 엇갈린 패턴으로 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2a에 나타낸 실시예에 따르면, 백 라이트 어셈블리(100)로부터의 광이 명암비 증폭 액정 패널(200)의 제2 액정층과 영상 표시 액정 패널(300)의 제1 액정층을 통과하여 적색, 녹색 및 청색 컬러 패턴들(R, G, B)이 형성된 제1 기 판(320)에 이르는 동안, 명암비 증폭 액정 패널(200)의 제3 기판(220)에 형성된 제2 블랙 매트릭스(BM2) 또는 제4 기판(210)에 형성된 데이터 라인들(DL)이 좌우 시야각 방향으로 그림자를 유발해 컬러 품질의 열화(이하, 컬러 시프트)를 유발할 수 있다.
도 4는 도 2a에 도시된 제1 기판을 사용하였을 경우에 발생되는 컬러 시프트의 원리를 나타낸 도면이며, 하기 표 1은 도 4에서 좌측 및 우측 시야각으로 측정된 컬러를 나타낸 표이며, 도 5는 도 3에 도시된 제1 기판을 사용하였을 경우의 좌우측 시야각 특성을 나타낸 도면이다.
<표 1>
Figure 112007035717116-PAT00001
도 4 및 표 1을 참조하면, 적색, 녹색 및 청색 컬러 패턴(R, G, B)의 순서로 배열된 경우, 좌측 시야각에서는 블루 컬러의 가림 효과로 인해 결과적으로 3원색 빛의 혼합 결과, 노란 빛을 띈(yellowish) 컬러로 표시되며, 우측 시야각에서는 레드 컬러의 가림 효과로 인해 결과적으로 3원색 빛의 혼합 결과, 청록색 빛을 띈(cyan) 컬러로 표시되었다.
그러나, 도 3 및 도 5에 나타낸 실시예의 경우에는, 도 3에서 도시하고 있듯이, 적색, 녹색 및 청색 컬러 패턴들(R, G, B)은 2행 내려가면서 좌측 또는 우측으로 2열 이동하고 다음 행부터 반대 방향으로 2열 이동하기를 반복하므로, 적색, 녹색 및 청색 컬러 패턴들(R, G, B)은 제3 기판(220)의 블랙 매트릭스에 의하여 가려져도 적색, 녹색 및 청색 컬러 패턴들(R, G, B)이 균등하게 가려져서 시야각에 따라 다른 컬러로 컬러 시프트가 발생하는 불량은 발생하지 않게 된다. 즉, N행에서 좌우의 컬러 시프트가 틀려도 N+1행과 N+2행의 컬러 시프트와 섞여서 결국 균등한 컬러 시프트가 발생되어 위에서 언급한 좌우 비대칭 컬러 시프트 불량이 발생하지 않게 된다.
도 6은 도 1에 도시된 제1 기판의 또 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.
도 6을 참조하면, 장방형의 적색, 녹색 및 청색 컬러 패턴들(R, G, B)의 3원색 화소를 90o 회전하여, 장변이 수평한 방향으로 배열하게 함으로써, 도 4에서 언급한 3원색 빛의 혼합시 나타나는 열화 특성이 좌우측 시야각에서 완화 시킬 수 있다.
도 1, 도 2a 내지 2d를 참조하면, 본 발명의 실시예에서와 같이 액정 패널을 이중으로 적용하면서 명암비 증폭 액정 패널(200)의 상판 즉, 제3 기판(220)에 적색, 녹색 및 청색 컬러 패턴들(R, G, B)을 형성하거나, 명암비 증폭 액정 패널(200)의 위상차가 최적화 되지 않으면 화이트 휘도가 상당히 감소될 수 있다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 컬러 패턴들(R, G, B)을 포함하는 컬러필터 1장을 적 용하였을 경우, 컬러필터 2장을 적용하였을 경우에 비해 휘도가 약 100칸델라[cd]에서 약 139칸델라[cd]로 약 40% 증가함을 확인하였다.
반면, 명암비 증폭 액정 패널(200)의 위상차를 최적화 시키기 위해서는 명암비 증폭 액정 패널(200)의 위상차를 π만큼 발생시켜야 한다. 즉, 명암비 증폭 액정 패널(200)의 위상차를 π만큼 발생시킬 수 있다면, 백 라이트 어셈블리(100)로부터 하부 편광자(430)를 통과하여 나온 모든 빛이 초기 직선 편광 대비 수직 각도의 직선편광으로 바뀌어 100% 중간 편광자(420)를 통과할 수 있다. 이렇게 중간 편광자(420)를 통과한 직선 편광의 양은 기존에 액정 패널을 하나만 적용한 경우에 하부 편광자를 통과한 양과 동일하게 되므로 결국, 이론적으로 기존에 액정 패널을 하나만 사용한 경우와 동등한 휘도를 확보할 수 있게 된다.
또한, 좌우 시인성의 향상을 위해, 하부 및 중간 편광자들(430, 420)의 편광축을 45o도 틀어서 45o 및 135o 편광자를 적용하고, 명암비 증폭 액정 패널(200)을 상하 방향으로 역평행 러빙할 수 있다. 이때의 영상 표시 액정 패널(300)의 액정 모드는 45o 및 135o 방향의 쉐브론(chevron) 형상의 PVA 모드가 아닌 T자형 패턴(0o, 90o)의 PVA 모드를 적용할 수 있다.
액정 표시 장치의 시야각 특성은 푸앙카레 구면(poincare sphere)을 통해 해석될 수 있다.
도 7은 명암비 증폭 액정 패널의 위상차가 비 최적화된 상태를 가질 경우의 푸앙카레 구면을 나타내며, 도 8은 명암비 증폭 액정 패널의 위상차가 최적화된 상 태를 가질 경우의 푸앙카레 구면을 나타낸다. 도 7 및 도 8에서, 현재 빛의 상태와 투과 되어야 하는 편광자의 투과축과의 차이(LD)가 클수록 휘도가 낮음을 의미한다.
도1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 명암비 증폭 액정 패널(200)이 비 최적화된 상태를 가질 경우에는 명암비 증폭 액정 패널(200)을 통해 위상차가 π미만으로 발생되므로, 최종적으로는 현재 빛의 상태와 투과 되어야 하는 편광자의 투과축과의 차이(LD)가 크게 발생된다. 반면, 명암비 증폭 액정 패널(200)이 최적화된 상태를 가질 경우에는 명암비 증폭 액정 패널(200)을 통해 위상차가 π만큼 발생되므로, 최종적으로는 현재 빛의 상태와 투과 되어야 하는 편광자의 투과축과의 차이(LD)가 작아지게 된다. 따라서, 도 8에 도시된 것과 같이 명암비 증폭 액정 패널(200)의 위상차가 π일 때 화이트 휘도가 최적화 됨을 확인할 수 있다.
명암비 증폭 액정 패널(200)의 위상차를 π만큼 발생시킬 수 있는 방법으로 전압 인가 시 위상차가 π만큼 발생될 수 있는 역평행 러빙 VA 모드를 적용할 수 있다. 이를 구현하기 위해, 명암비 증폭 액정 패널(200)은 러빙 처리된 수직 배향막을 포함한다.
구체적으로, 러빙 VA는 수직 배향막을 사용하여 오프상태에서 블랙을 표시하는 점에서 기존의 VA 모드와 동일하나, 역평행 러빙 공정을 부가하여 일 방향으로 초기 상태에서 우선 배향 각(pretilt angle)을 가져 전압 인가 시에 액정의 디렉터가 러빙 방향과 일치하게 평행으로 누어 화이트 휘도를 표시하는 것을 특징으로 한 액정 모드이다. 모노 도메인에 모노 투명 전극을 형성하고 네거티브 유전 이방성을 지닌 액정을 사용한다.
명암비 증폭 액정 패널(200)의 위상차가 유효 픽셀 내의 모든 면적에서 동시에 위상차가 가역적으로 π만큼 변환될 수 있다면 TN 모드, OCB 모드, ECB 모드 등 다양한 액정 모드가 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 의하면, 명암비 증폭 액정 패널을 이중 패널로 덧붙여 백 라이트 어셈블리로부터 입사되는 광량을 증폭하여 영상 표시 액정 패널의 명암비를 극대화 할 수 있으며, 영상 표시 액정 패널의 컬러필터 기판의 적색, 녹색 및 청색의 3원색 화소들의 배열을 지그재그 또는 90o 회전함으로써 명암비 증폭 액정 패널의 블랙 매트릭스에 의한 좌우 시야각에서의 가리움 효과를 최소화하여 컬러의 균일성을 향상시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 백 라이트 어셈블리;
    상기 백 라이트 어셈블리 상에 배치되어 명암비를 증폭하는 명암비 증폭 액정 패널; 및
    상기 명암비 증폭 액정 패널 상에 배치되어 영상을 표시하는 영상 표시 액정 패널을 포함하는 액정 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백 라이트 어셈블리와 상기 명암비 증폭 액정 패널 사이에 배치된 하부 편광자;
    상기 영상 표시 액정 패널 상에 배치된 상부 편광자; 및
    상기 영상 표시 액정 패널과 상기 명암비 증폭 액정 패널 사이에 배치된 중간 편광자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 중간 편광자는 상기 상부 편광자 및 상기 하부 편광자에 각각 수직한 투과축을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 명암비 증폭 액정 패널은 3원색의 화소들을 하나의 단위 영역으로 구동시키는 제1 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 명암비 증폭 액정 패널은 액정층을 사이에 두고 상기 제1 기판과 대향하며, 투명 전극 및 블랙 매트릭스를 갖는 제2 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 단위 영역의 가장자리에 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 명암비 증폭 액정 패널은 입사되는 초기 직선 편광을 위상차가 π만큼 이동한 직선 편광으로 바꾸는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 명암비 증폭 액정 패널은 러빙 처리된 수직 배향막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수직 배향막은 역평행 방향으로 러빙된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 영상 표시 액정 패널은 지그재그 형상으로 형성된 3원색 컬러 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 영상 표시 액정 패널은 좌우 시야각 방향으로 장방형인 3원색 컬러 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  12. 백 라이트 어셈블리;
    상기 백 라이트 어셈블리 상에 배치되어 명암비를 증폭하는 명암비 증폭 액정 패널;
    상기 명암비 증폭 액정 패널 상에 배치되어 영상을 표시하는 영상 표시 액정 패널;
    상기 백 라이트 어셈블리와 상기 명암비 증폭 액정 패널 사이에 배치된 하부 편광자;
    상기 영상 표시 액정 패널 상에 배치되며, 상기 하부 편광자와 동일한 투과 축을 갖는 상부 편광자; 및
    상기 영상 표시 액정 패널과 상기 명암비 증폭 액정 패널 사이에 배치되며, 상기 상부 편광자 및 상기 하부 편광자에 각각 수직한 투과축을 갖는 중간 편광자를 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 명암비 증폭 액정 패널은,
    3원색의 화소들을 하나의 단위 영역으로 구동시키는 제1 기판;
    투명 전극 및 상기 단위 영역의 가장자리에 형성된 블랙 매트릭스를 갖는 제2 기판; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치된 액정층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 명암비 증폭 액정 패널은 역평행 방향으로 러빙 처리된 수직 배향막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  15. 백 라이트 어셈블리;
    상기 백 라이트 어셈블리 상에 배치되는 하부 편광자;
    상기 하부 편광자 상에 배치되며, 상기 하부 편광자를 통과한 초기 직선 편광을 위상차가 π만큼 이동한 직선 편광으로 바꾸는 명암비 증폭 액정 패널;
    상기 명암비 증폭 액정 패널 상에 배치되는 중간 편광자;
    상기 중간 편광자 상에 배치되어 영상을 표시하며, 3원색의 컬러 패턴들을 포함하는 영상 표시 액정 패널; 및
    상기 영상 표시 액정 패널 상에 배치되는 상부 편광자를 포함하는 액정 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 3원색 컬러 패턴들은 지그재그 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 3원색 컬러 패턴들은 좌우 시야각 방향으로 장방형인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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