KR100350536B1 - 편광판을 갖는 액정 표시장치 - Google Patents

Abstract

편광판과 터치 패널을 구비하는 액정 표시장치에 관한 것으로서, 액정 표시장치는 제1, 2 기판과; 제 1,2 기판의 마주하는 안쪽 표면에 각각 형성되며, 구동 회로부로부터 각각의 신호 전압을 인가받는 화소 전극 및 공통 전극과; 제1, 2 기판 사이에 주입되며, 화소 전극과 공통 전극에 인가된 전압 차에 따라 배열 상태가 변화하는 액정과; 제1 기판의 외면에 부착되며 도전성 유기 또는 무기 물질로 이루어진 제1 투명 도전막이 형성되는 편광판; 및 제1 투명 도전막에 대향 배치되는 제2 투명 도전막을 구비하여 상기 제1, 2 투명 도전막의 접촉에 의해 좌표 신호를 발생하는 터치 패널을 포함한다.

Description

편광판을 갖는 액정 표시장치 {Liquid crystal display device having a polarizer}

본 발명은 액정 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편광판과, 데이터 입력 수단으로 기능하는 터치 패널을 구비하는 액정 표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시장치에 사용되는 편광판은 자연광을 직선 편광으로 바꾸는 광학 기기로서, 주로 액정 패널의 외표면에 부착되어 외부에서 액정 패널로 입사하거나 액정 패널에서 외부로 방출되는 빛을 편광시키는 역할을 한다.

종래 기술에 의한 투과형 편광판의 단면을 도 7에 도시하였다. 도시한 바와 같이 편광판(1)은 표면에서부터 순차적으로 표면 보호 필름(3)과, 보호층(5)과, 편광층(7)과, 보호층(5)과, 점착제(9) 및 분리 필름(11)으로 이루어진다. 여기서 상기 편광층(7)은 주로 옥소나 염료 같은 2색성 물질을 포함한 PVA 필름으로 이루어지며, 일정 방향으로 연장되어 2색성 물질을 배열 고정시키고 있다.

이와 같이 기존의 편광판(1)은 편광층(7)을 포함한 다수개의 유기물층을 적층하여 제조되는데, 편광판(1)을 구성하는 각각의 유기물층은 전기를 통하지 않는 절연 특성을 갖는다. 이로서 다수개의 유기물층이 적층된 편광판(1)은 전기적 특성을 보유하고 있지 않으므로, 편광을 위한 광학적 기능에만 사용되는 한계가 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 투명 도전막을 갖는 편광판과, 데이터 입력 수단으로서 터치 패널을 구비하며, 상기 투명 도전막을 터치 패널의 도전막으로 사용하여 터치 패널을 포함한 액정 표시장치를 박형화 및 경량화할 수 있는 액정 표시장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 액정 표시장치에 구비되는 편광판의 단면도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 편광판의 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 액정 표시장치의 단면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정 표시장치의 단면도.

도 5는 터치 패널의 일부 분해 사시도.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정 표시장치의 단면도.

도 7은 종래 기술에 의한 편광판의 단면도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

제 1 및 제 2 기판과;

상기 제1, 2 기판의 마주하는 안쪽 표면에 각각 형성되며, 구동 회로부로부터 각각의 신호 전압을 인가받는 화소 전극 및 공통 전극과;

상기 제1, 2 기판 사이에 주입되며, 화소 전극과 공통 전극에 인가된 전압 차에 따라 배열 상태가 변화하는 액정과;

상기 제1 기판의 외면에 부착되며, 도전성 유기 또는 무기 물질로 이루어진 제1 투명 도전막이 형성되는 편광판; 및상기 제1 투명 도전막에 대향 배치되는 제2 투명 도전막을 구비하여 상기 제1, 2 투명 도전막의 접촉에 의해 좌표 신호를 발생하는 터치 패널;을 포함하는 액정 표시장치를 제공한다.이로서 본 발명은 편광판에 형성된 제1 투명 도전막을 터치 패널과 같은 데이터 입력 수단에서 전기 신호를 감지하는 도전막으로 사용하여 터치 패널을 포함한 액정 표시장치를 박형화 및 경량화할 수 있는 장점을 갖는다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 실시예에 의한 액정 표시장치에 구비되는 편광판의 단면도로서, 투과형 편광판을 일례로 설명하면, 도시한 바와 같이 편광판(2)은 편광층(4)과, 상기 편광층(4)의 양쪽 표면에 적층되는 한쌍의 보호층(6a, 6b)과, 상부 보호층(6a) 표면에 적층되는 표면 보호 필름(8)과, 하부 보호층(6b) 표면에 적층되는 점착제(10) 및 분리 필름(12)과, 상기 표면 보호 필름(8) 표면에 형성되는 제1 투명 도전막(14)으로 이루어진다.

상기 편광층(4)은 편광판(2)에 입사하는 자연광을 직선 편광시키는 역할을 하며, 2색성 물질을 포함하는 투명 필름이 일정 방향으로 연장되어 연장된 방향으로 2색성 물질을 배열 고정시키고 있다. 투명 필름에 흡착되는 2색성 물질의 종류에 따라 편광판(2)은 요소계 편광판과 염료계 편광판으로 크게 분류된다.

그리고 상기 편광층(4) 표면으로 한쌍의 보호층(6)과 표면 보호 필름(8)과 점착제(10) 및 분리 필름(14)과 같은 다수개의 유기물층이 위치하며, 이들 유기물층은 편광판(2)의 종류에 따라 선택적으로 가감될 수 있다.

이 때 본 실시예에 의한 편광판(2)은 표면 보호 필름(8) 표면에 제1 투명 도전막(14)을 형성하는데, 상기 제1 투명 도전막(14)은 다른 실시예로서 액정 패널과 마주하는 분리 필름(12) 표면에 형성될 수 있으며, 도 2에서 도시한 바와 같이 상부 보호층(6a)과 표면 보호 필름(8) 사이에 형성되거나, 기타 유기물층 사이의 어느 위치에나 형성될 수 있다.

이와 같이 편광판(2)의 표면 또는 내부에 위치하는 제1 투명 도전막(14)은 전기를 통하는 투명 물질로서, 도전성 유기 재료 또는 무기 재료로 이루어진다.

보다 상세하게, 상기 제1 투명 도전막(14)은 폴리아닐린 같은 전도성 유기 재료로 이루어지며, 공지의 코팅법이나 라미네이션법으로 제작될 수 있다.

다른 실시예로서 상기 제1 투명 도전막(14)은 In₂O₃, SnO₂, ZnO, In₂O₃-ZnO 및 인듐 틴 옥사이드(ITO)와 같은 전도성 무기 재료로 이루어지며, 공지의 스퍼터링 공정이나 스핀 코팅 공정으로 제작될 수 있다.

그리고 제1 투명 도전막(14)은 편광판(2)의 광 투과 특성을 저해시키지 않도록 광 투과도가 80% 이상으로 이루어짐이 바람직하며, 면 저항은 100∼1500 Ω/□ 이내로 이루어진다.

이와 같이 편광판(2)은 제1 투명 도전막(14)을 형성함으로써 편광을 행하는 기본적인 광학 특성과 더불어 전기적 특성을 더욱 갖추게 되는바, 상기한 구성의 편광판(2)을 갖는 액정 표시장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 실시예에 의한 액정 표시장치의 단면도로서, 에스티엔 액정 표시장치를 기준으로 설명한다.

도시한 바와 같이, 액정 표시장치는 시일재(16)에 의해 일체로 접합되는 제 1 및 제 2 기판(18, 20)과, 제 1 및 제 2 기판(18, 20)의 바깥쪽 표면에 부착되는 한쌍의 편광판(2)과, 제 1 기판(18)의 안쪽 표면에 스트라이프 패턴으로 형성되는 화소 전극(22)과, 화소 전극(22)과 마주하는 제 2 기판(20)의 표면에서 화소 전극(22)과 수직한 스트라이프 패턴으로 형성되는 공통 전극(24)과, 상기 화소 전극(22) 및 공통 전극(24)의 표면에 형성되는 배향막(26)과, 한쌍의 배향막(26) 사이에 주입되는 액정(28)을 포함한다.

상기 화소 전극(22)과 공통 전극(24)의 교차 영역이 하나의 화소를 구성함에 따라, 한 화소 영역 내에 위치하는 액정(28) 분자들은 화소 전극(22)과 공통 전극(24)에 인가된 전압 차에 의해 배열 상태가 변화하게 된다.

상기한 구성에 의해, 액정 패널 저면에 배치된 백 라이트(30)를 작동시키고, 도시하지 않은 구동 회로부에서 상기 화소 전극(22)과 공통 전극(24)에 소정의 신호 전압을 인가하면, 편광판(2)에서 이루어지는 편광 작용과 액정(28) 분자들의 화소별 구동이 조합되어 각 화소별로 광 투과율을 변화시킨다.

이로서 각각의 화소별로 빛을 차단하거나 투과하여(온/오프 기능) 흑백 표시를 할 수 있으며, 광 투과율을 조절하여 계조 표시를 할 수 있다.

이 때, 본 실시예에 의한 액정 표시장치는 편광판(2)에 제1 투명 도전막(14)이 더욱 형성되는바, 도시하는 바와 같이 상기 제1 투명 도전막(14)은 연결선에 의해 외부와 접지된 구성으로 이루어진다.

여기서 상기 제1 투명 도전막(14)을 제외한 편광판(2)의 나머지 유기물층들은 별도의 층 구분 없이 일체로 도시하였으며, 도면에서는 제1 투명 도전막(14)이 편광판(2) 내부에 위치하고 있으나, 편광판(2)의 가장 바깥쪽 표면 또는 가장 안쪽 표면에 위치할 수 있다.

이와 같이 제1 투명 도전막(14)을 외부에 접지시킴으로써 상기 편광판(2)은 기본적인 편광 기능을 하는 동시에, 액정 표시장치 표면에 축적되는 정전기를 제거할 수 있다. 이로서 정전기에 의한 먼저 부착을 방지하여 액정 표시장치의 해상도 저하를 방지할 수 있는 장점을 갖는다.

다음으로, 본 실시예에 의한 액정 표시장치는 편광판(2)에 형성된 제1 투명 도전막(14)이 가장 바깥쪽 표면에 위치할 경우, 상기 제1 투명 도전막(14)을 터치 패널 또는 디지타이저의 도전막으로 이용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 액정 표시장치의 단면도로서, 액정 표시장치는 액정 패널과 더불어 터치 패널 또는 디지타이저 등과 같은 데이터 입력 수단을 구비하며, 상기한 데이터 입력 수단으로는 터치 패널(32)을 일례로 설명한다.

상기 터치 패널(32)은 액정 표시장치와 같은 디스플레이 장치의 표면에 부착되어 화면에 표시된 아이콘이나 선택 버튼에 해당하는 부분을 사용자가 손가락이나 펜 등으로 누르면 미리 약속된 명령이 실행되도록 만들어진 입력 장치로서, 일정한 간격을 두고 배치되는 한쌍의 도전막을 구비하여 사용자가 가한 압력에 의해 한쌍의 도전막이 접촉하면, 접촉된 위치의 좌표 신호를 읽고 이를 표시장치의 중앙 처리장치에 전달시키는 역할을 한다.

보다 상세하게, 상기 터치 패널(32)은 액정 패널의 제 1기판(18) 표면에 형성되는 투명 필름(34)(일례로 PET 필름) 및 제2 투명 도전막(36)과, 제2 투명 도전막(36) 위에 일정 간격으로 배치되며 소정의 탄성을 갖는 다수개의 도트 스페이서(38)와, 상기 도트 스페이서(38)를 사이로 제2 투명 도전막(36)과 대향 배치되는 편광판(2)을 포함한다.

상기 편광판(2)에 형성된 제1 투명 도전막(14)은 편광판(2)의 가장 아래쪽 표면에 위치하여 터치 패널(32)의 상부 도전막으로 기능하며, 상기 편광판(2)은 액정 표시장치의 상부 편광판 역할과 더불어 터치 패널(32)의 상부 기판으로 기능한다.

도 5에서 도시하는 바와 같이, 제1 투명 도전막(14)은 가로 방향으로 마주하는 양측단에 한쌍의 제 1전극(40)을 구비하며, 상기 제 1전극(40)은 제어 장치(44) 내부의 구동 회로를 통하여 특정 전위차의 개별 전압을 각각 인가받아 제1 투명 도전막(14) 전체에 가로 방향으로 균일한 전류가 흐르도록 한다.

이와 마찬가지로 제2 투명 도전막(36) 또한 세로 방향으로 마주하는 양측단에 한쌍의 제 2전극(42)을 구비하여 제2 투명 도전막(36) 전체에 세로 방향으로 균일한 전류가 흐르도록 한다.

이로서 사용자가 가한 압력에 의해 특정 지점에서 제1 투명 도전막(14)과 제2 투명 도전막(36)이 접촉하여 통전이 되면, 제어 장치(44)에서 통전된 지점의 가로 및 세로 위치를 찾고, 이를 디지털 좌표 신호로 검출한 다음, 좌표 신호를 액정 패널의 중앙 처리 장치(46)에 전달함으로써 데이터 입력을 행하게 된다.

이와 같이 액정 패널에 부착되어 데이터 입력을 행하는 터치 패널(32)은, 편광판(2)을 상부 기판으로 사용함으로써 별도의 상부 기판과 상부 도전막을 구비하지 않아도 되므로, 기존의 터치 패널에 비해 박형화 및 경량화될 수 있다.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 의한 액정 표시장치의 단면도로서, 앞선 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.

도시한 바와 같이, 편광판(2)은 액정 패널의 제 1기판(18) 표면에 부착되며,편광판(2) 위에 일정한 간격을 두고 다수개의 도트 스페이서(36)가 위치하고, 도트 스페이서(36) 위로 상부 도전막(48)과 상부 기판(50)이 위치한다.

상기 편광판(2)에 형성되는 제1 투명 도전막(14)은 도시한 바와 같이 액정 패널의 가장 바깥 표면에 위치하여 터치 패널(32)의 하부 도전막으로 기능하며, 앞선 실시예와 동일하게 제2 투명 도전막(48)과 제1 투명 도전막(14)의 마주하는 양측단에 한쌍의 전극이 부착되어 소정의 전압을 인가받는다.

이와 같이 상기 편광판(2)이 제1 투명 도전막(14)을 구비함에 따라 상기 제1 투명 도전막(14)을 터치 패널(32)의 하부 도전막으로 사용할 수 있다. 이로서 터치 패널(32)은 통상의 유리 기판으로 이루어지는 하부 기판 및 하부 기판에 형성되는 하부 도전막을 구비하지 않아도 되므로, 기존 터치 패널에 비해 박형화 및 경량화될 수 있는 장점을 갖는다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명에 의한 편광판은 표면 또는 그 내부에 투명 도전막을 형성하여 기본적인 광학적인 특성에 전기적 특성을 겸비한다. 이로서 액정 표시장치의 데이터 입력 수단으로서 터치 패널이나 디지타이저가 부착되는 경우, 전기 신호를 감지하는 도전막으로 상기 투명 도전막을 사용할 수 있으므로 터치 패널이나 디지타이저를 박형화 및 경량화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

1. (삭제)
2. (삭제)
3. (삭제)
4. (삭제)
5. (삭제)
6. 제 1 및 제 2 기판과;

   상기 제1, 2 기판의 마주하는 안쪽 표면에 각각 형성되며, 구동 회로부로부터 각각의 신호 전압을 인가받는 화소 전극 및 공통 전극과;

   상기 제1, 2 기판 사이에 주입되며, 화소 전극과 공통 전극에 인가된 전압 차에 따라 배열 상태가 변화하는 액정과;

   상기 제1 기판의 외면에 부착되며, 도전성 유기 또는 무기 물질로 이루어진 제1 투명 도전막이 형성되는 편광판; 및

   상기 제1 투명 도전막에 대향 배치되는 제2 투명 도전막을 구비하여 상기 제1, 2 투명 도전막의 접촉에 의해 좌표 신호를 발생하는 터치 패널;

   을 포함하는 액정 표시장치.
7. (삭제)
8. 제 6항에 있어서,

   상기 투명 도전막이 편광판의 가장 바깥 표면에 위치함을 특징으로 하는 액정 표시장치.
9. (삭제)
10. 제 6항에 있어서,

    상기 터치 패널이 제1 기판과 편광판 사이에 위치하여 상기 편광판과 제1 투명 도전막이 터치 패널의 상부 기판과 상부 도전막으로 기능하고, 상기 터치 패널이,

    하부 기판과, 이 하부 기판에 형성되는 하부 도전막과;

    상기 상, 하부 도전막 사이에 일정 간격으로 배치되며, 소정의 탄성을 갖는 다수개의 도트 스페이서와;

    상기 상, 하부 도전막의 마주하는 양측단에 각각 부착되어 상, 하부 도전막으로 소정의 전압을 인가하는 한쌍의 제1, 2 전극; 및

    사용자가 가한 압력에 의해 상, 하부 도전막이 접촉된 위치의 좌표 신호를 검출하는 제어 장치를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
11. (삭제)
12. 제 6항에 있어서,

    상기 터치 패널이 상기 편광판의 바깥 표면에 부착되어 상기 편광판과 제1 투명 도전막이 터치 패널의 하부 기판과 하부 도전막으로 기능하고, 상기 터치 패널이,

    상부 기판과, 이 상부 기판에 형성되는 상부 도전막과;

    상기 상, 하부 도전막 사이에 일정 간격으로 배치되며, 소정의 탄성을 갖는 다수개의 도트 스페이서와;

    상기 상, 하부 도전막의 마주하는 양측단에 각각 부착되어 상, 하부 도전막으로 소정의 전압을 인가하는 한쌍의 제1, 2 전극; 및

    사용자가 가한 압력에 의해 상, 하부 도전막이 접촉된 위치의 좌표 신호를 검출하는 제어 장치를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.