CN101231359A - 偏光片和包括其的液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

一种适合用在液晶显示器中的偏光片，其包括偏光片主体、在偏光片主体的一侧上形成的膜和在偏光片主体与膜之间形成的粘合剂，其中该粘合剂包括水溶性导电聚合物。

Description

偏光片和包括其的液晶显示器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2006年10月31日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2006-0106249的优先权和权益，其全部内容通过引用引入本文。
技术领域
本发明涉及偏光片和包括该偏光片的液晶显示器。
背景技术
液晶显示器(LCD)是使用最广泛的平板显示器中的一种。LCD包括两个配置有场发生电极例如像素电极和公共电极的面板以及置于其间的液晶(LC)层。LCD通过对场发生电极施加电压而在液晶层中产生电场来显示图像，该电场决定液晶层中液晶分子的取向，其改变入射光的偏振。
在LCD中，在像素电极和公共电极之间产生电场以便电场决定液晶层中液晶分子的取向。因此，液晶分子取向的变化改变LCD的透射比，以便LCD能够根据透射比的变化而显示图像。施加在像素电极和公共电极之间的电场由像素电极的电压决定，该电压通过作为开关元件的薄膜晶体管控制。薄膜晶体管根据传输到栅极线的扫描信号传输或阻碍传输到数据线的电压。
偏光片附在LCD的外表面。偏光片包括附在偏光片前侧和后侧的离型膜(release film)和保护膜。在将偏光片直接附在LCD面板之前，从偏光片除去离型膜。保护膜在完成LCD以后除去。
然而，当从偏光片除去离型膜或保护膜时，由电荷分离而产生静电。此静电可以穿透LCD面板从而将其损坏。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种偏光片，其消除静电损坏LCD的危险。该偏光片包括偏光片主体(polarizer body)、在偏光片主体的一侧上形成的膜、和在偏光片主体和所述膜之间形成的粘合剂，其中该粘合剂包括水溶性导电聚合物。
水溶性导电聚合物可以包括自掺杂水溶性聚苯胺接枝共聚物。
该自掺杂水溶性聚苯胺接枝共聚物可以由化学式(I)表示：
Figure S2007103035337D00021
水溶性导电聚合物可以包括自掺杂水溶性聚吡咯接枝共聚物。该自掺杂水溶性聚吡咯接枝共聚物可以由化学式(II)表示：
水溶性导电聚合物的含量可以是占粘合剂总量的约5-50重量％。
提供一种液晶显示器，其包括：第一和第二基板；在第一和第二基板之间形成的液晶层；配置在第一和第二基板中的至少一个之上的偏光片；和将偏光片粘附在第一和第二基板中的一个之上的粘合剂，其中该粘合剂包括水溶性导电聚合物。
水溶性导电聚合物可以包括自掺杂水溶性聚苯胺接枝共聚物。
该自掺杂水溶性聚苯胺接枝共聚物可以由化学式(I)表示：
水溶性导电聚合物可以包括自掺杂水溶性聚吡咯接枝共聚物。
该自掺杂水溶性聚吡咯接枝共聚物可以由化学式(II)表示：
Figure S2007103035337D00031
水溶性导电聚合物的含量可以是占粘合剂总量的约5-50重量％。
液晶显示器可以进一步包括在第一基板上形成并互相交叉的栅极线和数据线、连接到栅极线和数据线的薄膜晶体管、以及连接到薄膜晶体管的像素电极。
液晶显示器可以进一步包括用于决定液晶层的液晶分子的倾斜方向的倾斜部件(slope member)。
附图说明
通过参考附图详细描述其实施方式，本发明将变得更加明晰，其中：
图1是根据本发明实施方式的LCD的示意图。
图2是根据本发明实施方式的LCD的TFT阵列面板的设计图。
图3是根据本发明实施方式的LCD公共电极面板的设计图。
图4是包括图2所示的TFT阵列面板和图3所示的公共电极面板的LCD的设计图。
图5是图4所示的LCD沿V-V线的剖面图。
图6是图4所示的LCD沿VI-VI线的剖面图。
图7A和7B是根据本发明实施方式的偏光片的剖面图。
图8是包括根据本发明实施方式的偏光片的LCD的剖面图。
具体实施方式
参考其中示出了本发明优选实施方式的附图，在下文中将更充分地描述本发明。但是，本发明可以体现为许多不同的形式，而不应被认为限于在此提出的实施方式。
为清楚起见，在附图中夸大了层、膜和区域的厚度。应当理解当元件例如层、膜、区域或基板被称为是“在”另一元件“上”时，它能直接在其他元件之上或者还可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，则不存在中间元件。
参考附图对根据本发明实施方式的液晶显示器进行描述。
参考附图1-图6对包括根据本发明实施方式的偏光片的LCD进行详细描述。
图1是根据本发明实施方式的LCD的示意图；图2是根据本发明实施方式的LCD的TFT阵列面板的设计图；图3是根据本发明实施方式的LCD的公共电极面板的设计图；图4是包括图2所示的TFT阵列面板和图3所示的公共电极面板的LCD的设计图；图5是图4所示的LCD沿V-V线的剖面图，以及图6是图4所示的LCD沿VI-VI线的剖面图。
根据本发明实施方式的LCD包括TFT阵列面板100、公共电极面板200和置于面板100和200之间的LC层(3)。LCD包括用于显示图像的显示区域D和用于连接到外部电路的衬垫区域(pad region)P。
现在参考图2、4、5和6对TFT阵列面板100进行详细描述。
在例如透明玻璃的绝缘基板110上形成多条栅极线121和多条存储电极线131。
栅极线121基本上在横向方向上延伸，并彼此分开，以及传输栅极信号。各栅极线121包括多个形成多个栅电极124的突出体(projection)和具有大面积的用于与另一层或外部驱动电路接触的末端部分129。用于产生栅极信号的栅极驱动电路(未示出)可以安装在柔性印刷电路(FPC)膜(未示出)上，该膜可以附在基板110上、直接安装在基板110上、或与基板110结合成一体。栅极线121可以延伸以连接到驱动电路，该驱动电路可以与基板110结合成一体。
对存储电极线131施加预定的电压。各存储电极线131基本上在横向方向上延伸，并配置在两条邻近的栅极线121之间，更靠近两条栅极线121中上面的一条。各存储电极线131包括多组分支133a-133d和多条连接分支133a-133d的接线(connection)133e。
一组分支133a-133d包括两个形成第一和第二存储电极133a和133b并彼此隔开的纵向分支和两个形成第三和第四存储电极133c和133d并连接在第一和第二存储电极133a和133b之间的斜的分支。具体而言，第一存储电极133a具有自由的末端部分和连接到存储电极线131并具有突出体的固定末端部分。第三和第四存储电极133c和133d约从第一存储电极133a的中心分别延伸到第二存储电极133b的上端和下端。然而，存储电极线131可以具有各种形状和排列。
各接线133e连接在一组存储电极133a-133d的第一存储电极133a和邻近的另一组存储电极133a-133d的第二存储电极133b之间。
栅极线121和存储电极线131优选由含铝的金属例如铝和铝合金、含银的金属例如银和银合金、含铜的金属例如铜和铜合金、含钼的金属例如钼和钼合金、铬、钛或钽制成。栅极线121和存储电极线131可以具有包括两层具有不同物理性能的膜的多层结构。
另外，栅极线121和存储电极线131的侧面(lateral sides)相对于基板表面倾斜，并且其倾斜角的范围为约30-80度。
在栅极线121和存储电极线131上形成栅极绝缘层140，其优选由硅氮化物(SiNx)或硅氧化物(SiOx)制成。
在栅极绝缘层140上形成多个半导体条151，其优选由氢化非晶硅(缩写为“a-Si”)或多晶硅制成。各半导体条151基本上在纵向方向延伸，并具有多个向栅电极124分支出去的突出体154。在栅极线121和存储电极线131附近，半导体条151变宽，以便半导体条151覆盖大面积的栅极线121和存储电极线131。
在半导体条151上形成多个欧姆接触条161和岛状物165，其优选由硅化物或以n型杂质例如磷大量掺杂的n+氢化a-Si制成。各欧姆接触条161具有多个突出体163，突出体163和欧姆接触岛状物165成对地位于半导体条151的突出体154上。
半导体条151和欧姆接触(ohmic contact)161和165的侧面相对于基板表面倾斜，并且其倾斜角度优选为约30-80度。
在欧姆接触161和165和栅极绝缘层140上形成多条数据线171、多个与数据线171隔开的漏电极175和多个孤立的金属片178。
用于传输数据电压的数据线171基本上在纵向方向上延伸并与栅极线121以直角交叉。数据线171还与存储电极线131和接线133e相交，以便各数据线171布置于存储电极线131的邻近的各组分支133a-133d中的第一和第二存储电极133a与133b之间。各数据线171包括具有大面积的用于与另一层或外部装置接触的末端部分179。用于产生数据信号的数据驱动电路(未示出)可以安装FPC膜(未示出)上，该膜可以附在基板110上、直接安装在基板110上、或与基板110结合成一体。数据线171可以延伸以连接到驱动电路，该驱动电路可以与基板110结合成一体。各数据线171包括多个向漏电极175伸出的源电极173。
各漏电极175包括具有大面积的用于与另一层接触的一个末端部分和布置在栅电极124上并被源电极173部分围绕的另一末端部分。
栅电极124、源电极173和漏电极175连同半导体条151的突出体154形成TFT，该TFT具有在布置在源电极173和漏电极175之间的突出体154中形成的沟道。
金属片178布置于靠近存储电极133a末端部分的栅极线121上。
数据线171、漏电极175和金属片178优选由高熔点金属例如铬、钼、钛、钽或其合金制成。然而，它们还可以具有包括低电阻率膜(未示出)和高熔点金属膜(未示出)的多层结构。
像栅极线121和存储电极线131一样，数据线171和漏电极175具有锥形的侧面，并且其倾斜角度范围为约30-80度。
欧姆接触161和165仅置于下面的半导体条151与在其上的上面的数据线171和上面的漏电极175之间，降低了其间的接触电阻。半导体条151包括多个未被数据线171和漏电极175覆盖的暴露部分，例如位于源电极173和漏电极175之间的部分。尽管在多数地方半导体条151比数据线171更窄，如上所述，半导体条151的宽度在栅极线121和存储电极线131附近变宽，以使得表面轮廓平滑，从而防止数据线171的断开。半导体条151包括一些未被数据导体171和175覆盖的暴露部分，例如位于源电极173和漏电极175之间的部分。
钝化层180形成在数据线171、漏电极175、金属片178和半导体条151的暴露部分之上。钝化层180优选由具有良好平面特性的有机材料制成。钝化层180可以包括无机绝缘体的下层膜和有机绝缘体的上层膜以便其具有优异的有机绝缘体的绝缘特性，同时防止半导体条151的暴露部分被有机绝缘体损坏。
在钝化层180上形成优选由透明导体例如ITO或IZO或反射性导体例如Ag或Al制成的多个像素电极191、多个接触辅助物(contact assisitant)81和82以及多条跨线(overpass)83。
像素电极191通过接触孔(contact hole)185物理和电连接到漏电极175，以便像素电极191接收来自漏电极175的数据电压。
接收数据电压的像素电极191与公共电极270合作产生电场以决定液晶层3中液晶分子的取向。
像素电极191和公共电极面板200的公共电极270形成液晶电容器，其在关闭TFT后存储施加的电压。提供另外的称为“存储电容器”的电容器用于提高电压存储容量，其与液晶电容器并联。存储电容器通过将像素电极191与包括存储电极133a-133d的存储电极线131重叠而实现。
各像素电极191在其左角斜切，并且像素电极191的斜切边缘与栅极线121形成约45度的角。
各像素电极191具有下切口(cutout)92a、中央切口91和上切口92b，其将像素电极191分成多个部分。切口91-92b对于将像素电极191一分为二的假想横向线(imaginary transverse line)基本上具有反对称性。
下切口92a和上切口92b分别从像素电极191的右边缘在右下角和右上角附近处斜着延伸大约到像素电极191的左边缘的中心，并与第三和第四存储电极133c和133d重叠。下切口92a和上切口92b分别布置在可以被假想横向线分割的像素电极191的下半部分和上半部分。下切口92a和上切口92b与栅极线121形成约45度的角，并且它们基本上互相垂直延伸。
中央切口91沿着假想横向线延伸并具有自像素电极191右边缘的入口(inlet)，其具有一对基本上分别与下切口92a和上切口92b平行的倾斜边缘。
因此，像素电极191的下半部分被下切口92a分成两个下部分，以及像素电极191的上半部分也被上切口92b分成两个上部分。分区的数目或切口的数目根据例如像素的尺寸、像素电极的横边与纵边的比、液晶层3的类型和特性等设计因素而变化。
跨线83跨过栅极线121并通过接触孔183b和183a分别连接到第一存储电极133a的固定末端部分的暴露的突出体以及存储电极线131的暴露部分，接触孔183b和183a相对于栅极线121相对布置。跨线83与金属片178重叠，并且它们可以电连接到金属片178。包括存储电极133a-133d的存储电极线131连同跨线83及金属片178可以用于修补在栅极线121、数据线171或TFT中的缺陷。
接触辅助物81和82分别通过接触孔181和182连接到栅极线121的末端部分129和数据线171的末端部分179。接触辅助物81和82保护末端部分129和179并补充末端部分129和179与外部装置的粘合。
下面参考图2-5描述公共电极面板200。
在由例如透明玻璃的材料上制成的绝缘基板210上形成用于防止漏光的称为黑矩阵的挡光部件220。挡光部件220可以包括多个面对像素电极191的开口225，并且还可以具有与像素电极191基本上相同的平面形状。此外，挡光部件220可以包括与数据线171和栅极线121相应的线型部分和与TFT相应的其它部分。
在基板210上形成多个彩色滤光片230，并且其基本上布置在被挡光部件220包围的区域内。彩色滤光片230可以沿着像素电极191基本上在纵向方向上延伸。彩色滤光片230可以表现出例如红、绿和蓝等原色中的一种。
在彩色滤光片230和挡光部件220上形成保护层(overcoat)250，其用于防止彩色滤光片230暴露以及用于提供平坦的表面。保护层250可以省略。
优选由透明导电材料例如ITO和IZO制成的公共电极270在保护层250上形成，并且厚于像素电极191。
公共电极270具有多组切口71-72b。
一组切口71-72b面对像素电极191，并包括下切口72a、中央切口71和上切口72b。71-72b切口各布置在像素电极191的相邻切口91-92b之间，或在像素电极191的切口92a或92b与斜切边缘之间。此外，切口71-72b各至少具有与像素电极191的下切口92a或上切口92b平行延伸的倾斜部分，并且切口71、72a、72b、91、92a和92b的倾斜部分以及像素电极191的斜切边缘彼此平行，并且选自切口71、72a、72b、91、92a和92b的倾斜部分以及像素电极191的斜切边缘的相邻二者之间的距离基本上相等。切口71-72b对于上述将像素电极191一分为二的横向线具有反对称性，并且宽于像素电极191的切口91-92b。
下切口72a和上切口72b各包括倾斜部分，其大约从像素电极191的左边缘延伸大约到像素电极191的下边缘和上边缘；以及横向和纵向部分，其从倾斜部分的各末端部分沿着像素电极191的边缘延伸、重叠在像素电极191的边缘上并且与倾斜部分形成钝角。
中央切口71包括大约从像素电极191的左边缘沿着第三存储电极133c延伸的中央横向部分；一对倾斜部分，其从中央横向部分的末端延伸大约到像素电极右边缘并且与中央横向部分成钝角；以及一对末端纵向部分，其从各倾斜部分的末端沿着像素电极191的右边缘延伸、重叠在像素电极191的右边缘上并与各倾斜部分形成钝角。
切口71-72b的数量根据设计因素而变化，挡光部件220还可以重叠在切口71-72b上以阻挡通过切口71-72b的光泄漏。
在将公共电压施加在公共电极270上以及将数据电压施加在像素电极191上时，生成基本上垂直于面板100和200的表面的电场。LC分子倾向于响应电场而改变其取向使得其长轴垂直于电场方向。公共电极270和像素电极191用作场发生电极。
电极191和270的切口91-92b和71-72b以及像素电极191的边缘将电场扭曲(distort)以具有水平分量，该水平分量基本上垂直于切口91-92b和71-72b的边缘以及像素电极191的边缘。因此，在各子区域上的LC分子由此水平分量在某方向倾斜，并且倾斜方向的方位角分布定位于四向，由此增加LCD的视角。
切口71-72b和91-92b的数量和阵列可以根据设计因素而变化。
切口91-92b和71-72b中至少之一可以被突起(未示出)或凹陷(未示出)取代。该突起优选由有机或无机材料制成，并且布置于场发生电极191和270之上或之下。
可以是垂面的取向层11和21覆盖在面板100和200的内表面上，以及偏光片12和22配置在面板100和200的外表面上以使其偏振轴可以交叉且透射轴之一可以与栅极线121平行。当LCD是反射型LCD时，其中的一个偏光片可以省去。随后将详细描述偏光片12和22的结构。
LCD可以进一步包括至少一个延迟膜(未示出)用以补偿液晶层3的延迟。延迟膜具有双折射并与液晶层3相反地延迟。
LCD可以进一步包括背光单元(未示出)用以通过偏光片12和22、延迟膜和面板100和200为液晶层3提供光。
优选液晶层3具有负的介电各向异性并进行垂直排列，以使得在缺乏电场时，液晶层3中的液晶分子300排列成其长轴基本上垂直于面板100和200的表面。因此，入射光不能穿过偏光片12和22交叉偏振体系。
接下来参考图7A、7B和8描述偏光片12和22以及偏光片12和22附在其上的LCD。
图7A和7B是根据本发明实施方式的偏光片的剖面图，以及图8是包括根据本发明实施方式的偏光片的LCD的剖面图。
如图8所示，薄膜晶体管面板100和公共电极面板200由间隔部件40以预定的距离隔开，以及液晶层3在其间形成。
下偏光片12和上偏光片22在两个面板100和200外侧的表面上形成。
接着参考图7A和7B描述下偏光片12和上偏光片22。
图7A是下偏光片12的剖面图，以及图7B是上偏光片22的剖面图。
下偏光片12和上偏光片22分别包括偏光片主体13和23、分别形成在偏光片主体13和23的一侧上的离型膜18和28、分别形成在偏光片主体13和23的另一侧上的保护膜19和29、以及分别形成在偏光片主体13和23与离型膜18和28之间的粘合剂层14和24。
偏光片主体13和23分别包括偏光介质16和26以及分别形成在偏光介质16和26之上或之下的支持层17和27。
偏光介质16和26可以由聚乙烯醇(PVA)制成，以及支持层17和27可以由纤维素三醋酸酯、纤维素醋酸丙酸酯、和/或宽视角-TAC(WV-TAC)制成。
离型膜18和28分别形成在粘合剂层14和24上，以及当将偏光片12和22附在面板100和200上时，离型膜18和28从偏光片12和22上除去。因此，如图8所示，附在LCD上的偏光片12和22不包括离型膜18和28。
保护膜19和29分别形成在偏光片主体13和23的外侧，并且在制造LCD的过程中保护偏光片12和22。保护膜19和29在完成LCD后从偏光片12和22上除去。因此，如图8所示，附在LCD上的偏光片12和22不包括保护膜19和29。
如上所述，在预定步骤中，保护膜19和29以及离型膜18和28从偏光片12和22上除去。然而，由于当离型膜18和28或保护膜19和29从偏光片12和22上除去时产生电荷分离，可以产生静电。
在根据本发明的该实施方式中，偏光片12和22包括包含水溶性导电聚合物的粘合剂层14和24，因此，在制造过程中可以有效地除去静电。
粘合剂层14和24包括粘合性材料和水溶性导电聚合物以将偏光片主体13和23粘附到面板100和200上。
粘合性材料可以包括例如聚醋酸乙烯酯、氰基丙烯酸酯和双丙烯酸酯的材料，但粘合性材料并不限于特定的材料，只要该材料具有粘合性即可。
水溶性导电聚合物可以是由化学式(I)表示的自掺杂水溶性聚苯胺接枝共聚物：
Figure S2007103035337D00111
或者由化学式(II)表示的自掺杂水溶性聚吡咯接枝共聚物：
Figure S2007103035337D00112
优选水溶性导电聚合物的含量占粘合剂总量的约5-50重量％。
聚苯胺接枝共聚物可以通过将苯胺单体接枝到聚磺苯乙烯的主链上而形成，以及聚吡咯接枝共聚物可以通过将吡咯单体接枝到聚磺苯乙烯的主链上而形成。
由于主链具有掺杂剂功能，共聚物不必包括额外的掺杂剂以改善溶解性，又由于共聚物可以容易地溶解在有机溶剂和水性溶液中，共聚物可以与粘合性材料和溶剂容易地混合。
因此，可以防止聚苯胺或聚吡咯与掺杂剂之间的相分离。当将额外的掺杂剂加入到聚苯胺或聚吡咯中以将聚苯胺或聚吡咯容易地溶解在粘合性材料和溶剂中时可能产生相分离。
在根据本发明的该实施方式中，当形成粘合剂层14和24时，将自掺杂水溶性聚苯胺接枝共聚物或自掺杂水溶性聚吡咯接枝共聚物与粘合性材料混合，以便可以有效地除去由于剥离起电引起的静电而不用额外的静电阻碍层。
因此，根据本发明的实施方式，可以防止LCD的静电斑点和损坏。
尽管已经参照优选实施方式详细描述了本发明，本领域技术人员将理解，在不背离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情形下，可以进行各种修改和替换。

Claims (14)

1.一种偏光片，包括：
偏光片主体；
在偏光片主体的一侧上形成的膜；和
在偏光片主体与膜之间形成的粘合剂，其中该粘合剂包括水溶性导电聚合物。
2.权利要求1的偏光片，其中该水溶性导电聚合物包括自掺杂水溶性聚苯胺接枝共聚物。
3.权利要求2的偏光片，其中该自掺杂水溶性聚苯胺接枝共聚物由化学式(I)表示：
Figure S2007103035337C00011
4.权利要求1的偏光片，其中该水溶性导电聚合物包括自掺杂水溶性聚吡咯接枝共聚物。
5.权利要求4的偏光片，其中该自掺杂水溶性聚吡咯接枝共聚物由化学式(II)表示：
Figure S2007103035337C00012
6.权利要求1的偏光片，其中该水溶性导电聚合物的含量为该粘合剂总量的约5-50重量％。
7.一种液晶显示器，包括：
第一和第二基板；
在第一和第二基板之间形成的液晶层；
配置在第一和第二基板中的至少一个之上的偏光片，和
将偏光片粘附到第一和第二基板中的一个之上的粘合剂，
其中该粘合剂包括水溶性导电聚合物。
8.权利要求7的液晶显示器，其中该水溶性导电聚合物包括自掺杂水溶性聚苯胺接枝共聚物。
9.权利要求8的液晶显示器，其中该自掺杂水溶性聚苯胺接枝共聚物由化学式(I)表示：
Figure S2007103035337C00021
10.权利要求7的液晶显示器，其中该水溶性导电聚合物包括自掺杂水溶性聚吡咯接枝共聚物。
11.权利要求10的液晶显示器，其中该自掺杂水溶性聚吡咯接枝共聚物由化学式(II)表示：
12.权利要求7的液晶显示器，其中该水溶性导电聚合物的含量为该粘合剂总量的约5-50重量％。
13.权利要求7的液晶显示器，进一步包括：
在第一基板上形成且互相交叉的栅极线和数据线；
连接到栅极线和数据线的薄膜晶体管；和
连接到薄膜晶体管的像素电极。
14.权利要求7的液晶显示器，进一步包括用于决定液晶层的液晶分子的倾斜方向的倾斜部件。
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