KR100978951B1 - 액정표시장치용 액정패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 휨 방지를 위한 액정표시장치용 패널에 관한 것이다.
일반적으로 액정패널의 바깥면에는, 편광된 투과량에 따라 컬러가 달라지는 성질을 이용하여 직선 편광을 얻기 위해 편광판이 부착되는데, 편광판은 수축하려는 힘이 다르므로 상기 수축하려는 힘이 강한 쪽으로 액정패널이 휘게 되어 블랙 휘도 불균일 등의 화면 불량을 초래한다.
본 발명은 상기 편광판 내부 점착층의 강도와 편광판들의 크기를 달리 형성함으로서 수축하려는 힘이 평형이 되도록 함으로써 휨 발생을 방지하고, 이로 인해 블랙 휘도가 개선된 우수한 품질의 액정패널을 제공하는 것이다.
편광판, 액정패널 휨, 블랙휘도 불균일, 점착층 강도

Description

액정표시장치용 액정패널{Liquid Crystal Panel using for Liquid Crystal Display Device}
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 종래의 편광판이 구비된 액정패널의 개략적인 단면도.
도 3은 액정패널의 바깥면 중 한쪽면에만 편광판을 부착한 경우 휨이 발생한 액정패널의 개략적인 단면도.
도 4는 종래의 수축력이 다른 편광판을 구비한 액정패널의 개략적인 단면도.
도 5는 일반적인 편광판의 내부구조를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의해 동일한 크기를 가지며 수축력이 조절된 편광판이 양 바깥면에 부착된 액정패널의 개략적인 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 의해 크기를 달리형성함으로써 수축력이 조절된 편광판이 양 바깥면에 부착된 액정패널의 개략적인 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
140 : 액정패널 150 : 어레이 기판
155 : 화소전극 160 : 컬러필터 기판
165 : 공통전극 170, 172 : 점착층의 강도가 조절된 편광판
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 액정표시장치용 액정패널에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급발전함에 따라 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성을 가지는 평판 표시 장치(flat panel display)의 필요성이 대두되었다.
이러한 평판 표시 장치는 발광소자와 비발광소자로 구분할 수 있으며, 발광소자로는 플라즈마 표시장치(plasma display panel)와 전계 방출 표시장치(field emission display), 전계 발광 표시 장치(electro luminescence display) 등이 있으며, 비발광소자 표시 장치로는 액정표시장치(liquid crystal display)가 있다.
이중 액정표시장치가 해상도, 컬러표시, 화질 등이 우수하여 노트북이나 데스크탑 모니터에 활발하게 적용되고 있다.
액정표시장치는 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 서로 대향하도록 배치하고, 두 기판 사이에 액정을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직여 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하는 장치이다.
도 1은 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치(1)는 투명한 절연 기판 상에 컬러필터(14)와 상기 각 컬러필터(14)사이에 구성된 블랙매트릭스(12)와 상기 컬러필터(14)와 블랙매트릭스(12) 하부에 증착된 공통전극(18)이 형성된 상부기판(10)과, 화소영역(P)과 상기 화소영역(P) 상에 형성된 화소전극(36)과 스위칭 소자(Tr)와 어레이 배선(22, 24)이 형성된 하부기판(20)으로 구성되며, 상기 상부기판(10)과 하부기판(20) 사이에는 액정(40)이 충진되어 있다.
상기 하부기판(20)은 어레이 기판(array substrate)이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Tr)가 매트릭스 형태(matrix type)로 위치하고, 이러한 다수의 박막 트랜지스터(Tr)를 교차하여 지나가는 게이트 배선(22)과 데이터 배선(24)이 형성된다.
이때, 상기 화소영역(P)은 상기 게이트 배선(22)과 데이터 배선(24)이 교차하여 정의되는 영역이며, 상기 화소영역(P)상에는 전술한 바와 같이, 투명한 화소전극(36)이 형성된다.
전술한 액정표시장치는 더욱 정확히는 액정패널을 설명한 것이며, 상기 액정패널의 양바깥면에느 상부 및 하부 편광판이 각각 위치하고 있고, 상기 하부 편광판 하부에는 램프 및 광학시트를 구비한 백라이트 유닛(backlight unit)과 상기 액정패널을 지지하기 위한 탑 케이스 및 보텀 케이스 등이 구비되어 액정표시장치를 구성하게 된다.
도 2는 편광판이 구비된 액정패널의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도시한 바와 같이, 액정패널(40)은 박막 트랜지스터(미도시) 및 화소전극(55)이 형성된 하부기판인 어레이 기판(50)과 컬러필터(미도시) 및 공통전극(65)이 형성된 상부기판인 컬러필터 기판(60)의 하면과 상면에 편광판(70, 72)이 구비되어 있다. 이때, 상기 화소전극(55)은 개략적으로 도시하였기에 어레이 기판(50) 전면에 형성된 것처럼 보이지만, 실제로는 도 1에서 보인 바와 같이 화소영역(도 1의 P)에 대응하여 각 화소별로 형성되는 것이 특징이며, 상기 화소전극(55)과 공통전극 (65)사이에는 액정(미도시)이 개재되어 있다.
일반적으로 액정패널(40)은 하부기판인 어레이 기판(50)이 상부기판인 컬러필터 기판(60)보다 크게 형성된다. 이는 어레이 기판(50) 상에 데이터 패드부(미도시) 및 게이트 패드부(미도시)가 형성하여 외부의 구동회로와 연결시키기 위함이다.
다음, 상기 어레이 기판(50) 및 컬러필터 기판(60)에 각각 접촉하여 구비되는 편광판(70, 72)은 액정패널(40)에 있어 화면이 표시되는 부분보다 크게 형성되며, 통상적으로, 상기 어레이 기판(50)은 외부회로와 연결되는 패드부를 포함함에 따라 컬러필터 기판(60)보다 큰 사이즈를 가지지만, 상기 편광판(70, 72)는 이러한 기판(70, 72)별 사이즈와 관계없이 동일한 크기로 기판(70, 72)의 상부면과 하부면에 각각 부착된다.
다음, 상기 편광판에 대해 간단히 설명한다.
상기 편광판은 그 내부에 편광자를 포함하고 있어 상기 편광판에 입사되는 빛을 한쪽 방향으로만 진동하는 빛(즉 편광)이 되도록 하며, 상기 편광판 내부의 편광자는 폴리 비닐 알콜(Poly Vinyl Alcohol;PVA)의 필름(film)을 연신시켜, 요오드(I2)와 이색성 염료의 용액에 담구어, 요오드 분자(I2)와 염료 분자를 연신 방향으로 나란하게 배열시킴으로써 형성한다.
상기 편광판은 편광자가 형성된 편광자층 위로 상기 편광자층 보호를 위한 보호층과 접착을 위한 점착층으로 이루어지는데, 상기 점착층을 액정패널에 접촉시킨 후, 일정한 압력을 가하여 점착층을 통해 편광판을 액정패널에 접착시켜 액정패널을 완성한다.
이때, 전술한 바와 같이, 액정패널의 바깥면에 부착되는 편광판은 그 특성이같은 것이 부착될 수도 있고, 또는 액정표시장치의 특성에 따라 액정패널에 바깥면에는 서로 다른 특성을 가지는 편광판이 부착될 수 있으며, 한예로 광시야각의 특성을 갖는 액정표시장치는 액정패널의 상면에 내부적으로 광시야각을 위한 보상필름이 구비된 편광판을 부착하게 되고, 하면에는 일반적인 편광판을 부착하게 된다. 이때 상기 편광판은 그 특성에 따라 편광자의 방향, 점착층의 강도, 편광자 형성 시 연신되는 정도, 적층된 층의 수 등이 달라지게 된다. .
따라서, 전술한 바와 같이 그 특성을 달리하는 편광판이 액정패널의 바깥면에 일정 압력을 받아 부착되면, 상기 편광층 내부의 연신의 의해 형성된 편광자층과 점착층 등의 편광판별 차이에 의해 기판 휨이 발생하게 된다.
도 3은 액정패널의 하부기판에 편광판을 부착한 경우 단면도를 도시한 것이다. 상기 도면을 극단적인 예를 보인 것으로써 액정패널의 양 바깥면에 부착해야 하는 편광판을 한쪽면에만 부착하였을 경우 상기 편광판의 수축력에 의한 액정패널의 휨 현상을 보인 것이다.
도시한 바와 같이, 액정패널(40)의 컬러필터 기판(60)의 상부에는 편광판(70)이 구비되지 않고, 어레이 기판(50)에만 그 하부에 편광판(70)이 부착되어 있다. 이때, 편광판(70)은 수축력이 있으므로 상기 액정패널(40)이 위로 볼록하게 휘어있음을 알 수 있다.
종래의 액정표시장치에 있어, 액정패널에 부착되는 편광판은 그 특성에 관계없이 화상이 표시되는 액티브 영역만 고려하여 편광판의 크기가 설계되어지고 있다.
따라서, 도 4에 도시한 바와 같이, 액정패널(40)에 그 특성이 다른 편광판(70, 72) 예를들어 액정패널의 바깥면 중 상면에는 내부적으로 보상필름이 구비된 광시야각 편광판이 부착되고, 상기 액정패널의 하면에는 일반적인 편광판을 부착하는 경우 상기 액정패널의 상면 및 하면에 부착된 편광판(70, 72)의 인장강도 및 수축력이 다르므로 상기 수축력이 강한 기판(도면에서는 컬러필터 기판(50))쪽으로 휨이 발생하게 되는데, 상기 액정패널(40)의 휨으로 인해 블랙 휘도 불균일 등의 화면 불량이 발생한다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 액정패널의 상부기판의 상부 및 하부기판의 하부에 각각 구비되는 편광판에 있어, 상기 편광판의 구성요소 중 하나인 점착층의 강도 등을 액정패널에 작용하는 힘을 고려하여 구성함으로써 휨 현상이 발생하지 않는 액정패널을 제공하는 것이 그 목적이다.
또한, 액정패널의 휨을 방지함으로서 블랙 휘도 불균일 등의 화면 불량을 개선하는 것이 또 다른 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 액정패널은 서로 대향되게 배치된 제 1, 2 기판과; 상기 제 1, 2 기판 사이에 개재된 액정층과; 상기 제 1, 2 기판의 양 바깥면에 위치하며, 그 내부에는 상기 제 1, 2 기판과 부착되기 위한 점착제층을 포함하며, 상기 점착제층의 강도를 달리하여 상기 제 1, 2 기판에 부착 시 동일한 수축력을 갖는 것을 특징으로 하는 제 1, 2 편광판을 포함한다.
본 발명에 의한 또 다른 액정표시장치용 액정패널은 서로 대향되게 배치된 제 1, 2 기판과; 상기 제 1, 2 기판 사이에 개재된 액정층과; 상기 제 1, 2 기판의 양 바깥면에 위치하며, 상기 제 1, 2 기판과의 부착을 위한 점착제층을 포함하고, 서로 다른 크기를 가져 상기 제 1, 2 기판에 부착 시 동일한 수축력을 갖는 것을 특징으로 하는 제 1, 2 편광판을 포함한다.
이때, 상기 제 1, 2 기판의 바깥면에 각각 부착되는 편광판은 내부의 층수 및 상기 층을 형성하는 물질 등에 의해 특성을 달리하는 것이 특징이다.
또한, 상기 점착제층은 상기 편광판의 수축력이 강하면 그 강도가 세게 형성 되는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1, 2 편광판 중 큰 사이즈를 가지는 편광판이 가지는 단위 면적당 수축력은 또 하나의 편광판이 가지는 수축력보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 크기가 다른 제 1, 2 편광판은 내부의 점착제층의 강도를 달리하여 동일한 수축력을 가지는 것이 특징이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 일반적인 편광판의 내부구조를 도시한 단면도이다.
편광이란 빛의 진행방향에 수직인 모든 방향의 빛 가운데 특정 방향으로 강하게 진동하고 있는 빛을 말하며, 편광판은 여러 방향으로 진동하면서 입사되는 자연광을 한쪽 방향으로만 진동하는 빛 즉, 편광이 되도록 하는 기능을 가지는 일종의 필름이라 할 수 있다.
액정표시장치는 액정의 복굴절을 이용하므로 액정 분자에 입사되는 빛의 진동 방향을 조절하는 것은 매우 중요하다. 이런 편광판의 기능은 폴리 비닐 알콜(Poly Vinyl Alcohol;PVA)의 필름을 연신시켜, 요오드(I2)와 이색성 염료의 용액에 담구어, 요오드 분자(I2)와 염료 분자를 연신 방향으로 나란하게 배열시킴으로써 얻을 수 있는데 이것을 편광자라 칭한다. 요오드분자(I2)와 염료 분자는 이색성을 보이기 때문에 연신방향으로 진동하는 빛은 흡수하고, 수직한 방향으로 진동하는 빛은 투과하는 기능을 가진다.
현재 액정표시장치용으로 사용되어지는 편광판은 PVA-요오드계 편광판과 PVA-염료계 편광판으로 나눌 수 있는데, PVA-요오드계 편광판은 PVA 연신 필름에 요오드를 염색시킨 것으로, 편광 특성이 우수하여 LCD의 콘트라스트(Contrast) 특성을 향상시킬 수 있지만, 내열성이 좋지 않은 단점이 있다. 한편, PVA-염료계는 PVA 연신 필름에 이색성 염료를 염색시킨 것으로, 편광 특성은 떨어지지만 내습성이 우수하여 내구성이 필요한 차재용 등의 액정표시장치에 사용되어지고 있다.
액정표시장치에 사용되는 편광판의 기본적인 중요 요소로는, 높은 편광기능을 발휘함과 동시에 외관 특성, 내구성이 우수하고, 부품으로서 가공하기 쉽고, 사용하기 쉬운 것 등을 들 수 있다.
그러나, 편광자는 그 자체가 투과축의 방향에 대한 기계적 강도가 약하고, 열이나 수분에 의해 수축하거나, 편광기능이 떨어지기 때문에, 실용적인 편광자로서 사용할 수 없다. 따라서 이러한 결점을 보완한 편광판은 그 내부구조에 있어 도시한 바와 같이, 일정한 방향의 투과축을 갖는 편광자층(104)이 초산 셀룰루스(Cellulose)로 형성되는 보호층(104, 106) 사이에 형성되어 있다.
상기 편광판(100)의 구조에 대해 간단히 설명하면, 폴리에틸렌(PET) 재질의 보호필름(101) 위에 제 1 보호층(102)이 형성되어 있으며, 상기 제 1 보호층(102) 위에 편광차층(104)과 제 2 보호층(106)이 형성되어 있으며, 상기 제 2 보호층(106) 위로 액정패널 표면에 부착을 위한 점착제층(108)이 형성되어 있으며, 상기 점차제층(108) 위로 얇은 릴리스(release) 필름(110)이 형성되어 있다.
전술한 구조 이외에 액정패널의 특성 향상을 위해 상기 보호필름(101)과 제 1 보호층(102) 사이에 하드코팅, 반짝거림 방지, 반사방지 등의 처리를 위한 특성 층이 더 형성되기도 하며, 휘도 및 시야각 확대를 위한 보상필름층이 더욱 형성될 수도 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 기본적인 구조에 액정표시장치의 특성 향상을 위해 더욱 구비되는 특성층 및 보상필름층에 의해 상기 편광판의 구성하는 내부의 층(layer)수가 달라지게 되고, 이에 따른 두께도 달라지지 때문에 상기 편광판은 서로 다른 수축력을 가지게 된다.
도 6a 와 6b는 본 발명의 실시예에 의해 수축력이 조절된 상부 및 하부에 편광판이 부착된 액정패널의 개략적인 단면도이다. 액정패널의 내부 구조에 대해서는 종래기술에서 이미 서술하였으므로 그 설명을 생략한다.
도 6a는 두 개의 편광판의 크기가 동일할 경우를 도시한 것이다.
상기 액정패널(140)의 양 바깥면에 부착되는 편광판(172, 170)이 그 특성이 동일한 경우는 문제없지만, 서로 특성이 다른 경우는 상면과 하면에 부착되어 수축하는 힘이 서로 다르게 된다. 여기서, 수축력이 강한 편광판(170)이 액정패널(140)의 하면에 수축력이 약한 편광판(172)이 상기 액정패널(140)의 상면에 부착된다고 가정한다. 종래처럼 상기 편광판(172, 170)을 그 내부적으로 아무런 조정없이 액정패널(140)의 상면 및 하면에 부착시키면 위로 볼록하게 액정패널(도 3의 40)이 휘게 된다. 하지만, 본 발명에서는 상기 두 편광판(172, 170) 중 수축력이 강한 쪽의 편광판(170) 내부의 점착제층(도 5의 108)에 있어 상기 점착제층의 강도(인장강도나 접착력 또는 점도 등)를 낮추거나, 수축력이 약한 편광판(172) 내부의 점착체층의 강도를 높임으로써 액정패널(140)에 부착 시, 상면과 하면에서의 수축력이 같도록 하는 것이 특징이다.
상기 편광판(172, 170) 내부의 점착체층(도 5의 108)에 있어서, 상기 점착제층의 강도 즉, 접착력 또는 점도가 증가하면 상기 점착제층이 편광판의 수축하려는 힘을 상쇄하게 된다. 반대로 상기 점착제층의 강도를 약하게 하면 수축하려는 힘이 상대적으로 증가하게 된다.
도 6b는 편광판의 크기를 달리하여 구비한 액정패널을 단면을 도시한 것이다.
도시한 바와 같이, 액정패널(240)의 양 바깥면에 그 크기가 다른 편광판(270, 272)이 각각 부착되어 있다. 도시한 바와 같이, 약한 수축력을 갖는 편광판(270)을 크게 형성하고, 강한 수축력을 갖는 편광판(272)을 작게 형성하여, 상기 액정패널(240)의 상면 및 하면에 각각 부착한 것이다. 이때, 상기 편광판(270, 272)의 크기는 액정패널(240)에 있어서, 화면이 표시되는 액티브 영역(미도시)보다는 크게 형성해야 하고, 액정패널(240)의 전체 크기보다는 작게 형성해야 한다. 따라서, 액정패널(240)의 상면 및 하면에 부착되는 편광판(270, 272)의 크기 조정만으로 편광판의 수축하려는 힘을 동일하도록 하기 어려울 때는 도 6a에 설명한 바와 같이, 편광판(270, 272) 내부의 점착체층(도 5의 108)의 강도의 조정을 함께 병행함으로써 액정패널(240) 상면 및 하면에 부착된 편광판(270, 272)의 수축력이 평형을 이루도록 한다.
전술한 바와 같이, 액정패널의 상면 및 하면에 편광판을 각각 부착하여 그 수축하려는 힘이 평형을 이루면 액정패널의 휨이 발생하지 않는다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따라 액정패널의 양 바깥면에 구비되는 편광판에 있어, 상기 액정패널의 양 바깥면에 부착 시 그 수축하는 힘을 평형이 되도록 그 크기 또는 내부의 점착층의 강도를 조절하여 상기 액정패널의 양 바깥면에 각각 부착시킴으로서 동일한 수축력을 갖게하여 액정패널이 한쪽으로 휘는 현상을 방지할 수 있으며, 액정패널의 휨에 의해 발생하는 블랙 휘도 불균일에 의한 화면 불량을 방지할 수 있는 우수한 제품을 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 서로 대향되게 배치된 제 1, 2 기판과;
    상기 제 1, 2 기판 사이에 개재된 액정층과;
    상기 제 1, 2 기판의 양 바깥면에 위치하며, 그 내부에는 상기 제 1, 2 기판과 부착되기 위한 점착제층을 포함하며, 상기 점착제층의 강도를 달리하여 상기 제 1, 2 기판에 부착 시 동일한 수축력을 갖는 것을 특징으로 하는 제 1, 2 편광판
    을 포함하는 액정표시장치용 액정패널.
  2. 서로 대향되게 배치된 제 1, 2 기판과;
    상기 제 1, 2 기판 사이에 개재된 액정층과;
    상기 제 1, 2 기판의 양 바깥면에 위치하며, 상기 제 1, 2 기판과의 부착을 위한 점착제층을 포함하고, 서로 다른 크기를 가져 상기 제 1, 2 기판에 부착 시 동일한 수축력을 갖는 것을 특징으로 하는 제 1, 2 편광판
    을 포함하는 액정표시장치용 액정패널.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 기판의 바깥면에 각각 부착되는 편광판은 내부의 층수 및 상기 층을 형성하는 물질 등에 의해 특성을 달리하는 것이 특징인 액정표시장치용 액정패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 점착제층은 상기 편광판의 수축력이 강하면 그 강도가 세게 형성되는 것이 특징인 액정표시장치용 액정패널.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 편광판 중 큰 사이즈를 가지는 편광판이 가지는 단위 면적당 수축력은 또 하나의 편광판이 가지는 수축력보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 액정패널.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 크기가 다른 제 1, 2 편광판은 내부의 점착제층의 강도를 달리하여 동일한 수축력을 가지는 것이 특징인 액정표시장치용 액정패널.
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