KR101318760B1

KR101318760B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR101318760B1
Application number: KR1020090099887A
Authority: KR
Inventors: 이미경; 진현석
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2013-10-16
Also published as: US8743321B2; US20110090430A1; KR20110042992A; CN102043283A

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 상판과 하판 사이에 액정층이 형성되는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 상판 상에 배치되는 제1 λ/4 판, 상기 제1 λ/4 판 상에 배치되는 제1 선편광자, 상기 제1 선편광자 상에 배치되는 제2 λ/4 판을 포함한 상부 편광판; 및 상기 액정표시패널의 하판에 배치되는 제3 λ/4 판, 및 상기 제3 λ/4 판 상에 배치되는 제2 선편광자를 포함한 하부 편광판을 구비한다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다.

액티브 매트릭스(Active Matrix) 구동방식의 액정표시장치는 스위칭 소자로서 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)를 이용하여 동영상을 표시하고 있다. 액정표시장치는 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT)에 비하여 소형화가 가능하여 휴대용 정보기기, 사무기기, 컴퓨터 등에서 표시기에 응용됨은 물론, 텔레비젼에도 응용되어 음극선관을 빠르게 대체하고 있다. 이러한 액정표시장치는 액정표시패널과, 액정표시패널에 빛을 조사하는 백라이트 유닛을 포함한다.

최근, 편광 선글라스에 대한 수요가 급증하고 있다. 편광 선글라스는 난반사되는 자연광을 편광시킨다. 편광 선글라스를 착용하는 사용자는 편광 선글라스를 통해 사물을 눈부심 없이 뚜렷하게 볼 수 있다. 따라서, 편광 선글라스는 안전 운전에 도움이 되고, 야외 활동에서 사용자의 눈을 보호하는 역할을 할 수 있다.

그런데, 편광 선글라스를 착용한 사용자는 액정표시장치에 표시된 화상을 볼 때, 액정표시장치에 표시되는 화상을 볼 수 없는 경우가 있다. 예컨대, 도 1과 같이 액정표시패널의 상부 편광판(또는 검광자 Analyzer, 10)의 광 흡수축(11)과 편광 선글라스(12)의 광 흡수축(13)이 90°를 이루는 경우에 액정표시패널의 상부 편광판(10)을 투과한 광이 편광 선글라스를 투과하시 못한다. 도 2와 같이 액정표시패널의 상부 편광판(10)의 광 흡수축(11)과 편광 선글라스(12)의 광 흡수축(13)이 일치하면 액정표시패널의 상부 편광판(10)을 투과한 광은 편광 선글라스(12)를 투과할 수 있다. 따라서, 액정표시패널의 상부 편광판(10)과 편광 선글라스(12)의 광 흡수축(11, 13)의 각도에 무관하게 편광 선글라스(12)를 통해 액정표시패널에 표시되는 화상을 볼 수 있는 방안이 요구되고 있다. 이를 위하여, 액정표시패널에 상부 편광판(10)에 편광 보상필름을 추가할 수 있으나 이 경우에 상부 편광판(10)의 두께가 두꺼워진다. 액정표시패널의 상부 편광판(10)과 도시하지 않은 하부 편광판의 두께 차이가 커지면, 액정표시패널의 상판과 하판의 잔류 응력 차로 인하여 액정표시패널이 휘어질 수 있다.

본 발명은 액정표시패널의 상부 편광판과 편광 선글라스의 광 흡수축의 각도에 무관하게 편광 선글라스를 통해 액정표시패널에 포시되는 화상을 볼 수 있게 하고, 액정표시패널이 휘어지는 현상을 방지하도록 한 액정표시장치를 제공한다.

본 발명의 액정표시장치는 상판과 하판 사이에 액정층이 형성되는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 상판 상에 배치되는 제1 λ/4 판, 상기 제1 λ/4 판 상에 배치되는 제1 선편광자, 상기 제1 선편광자 상에 배치되는 제2 λ/4 판을 포함한 상부 편광판; 및 상기 액정표시패널의 하판에 배치되는 제3 λ/4 판, 및 상기 제3 λ/4 판 상에 배치되는 제2 선편광자를 포함한 하부 편광판을 구비한다.

본 발명은 상부 편광판에 2 매의 λ/4 판들을 추가하고 하부 편광판에 1 매의 λ/4 판을 추가하여 상부 편광판을 통해 편광 선글라스 쪽으로 진행하는 광을 원편광(또는 타원편광)으로 변환한다. 그 결과, 본 발명은 액정표시패널의 상부 편광판과 편광 선글라스의 광 흡수축의 각도에 무관하게 편광 선글라스를 통해 액정표시패널에 포시되는 화상을 볼 수 있게 하고, 액정표시패널의 상부 편광판과 하부 편광판의 두께 차이를 줄여 액정표시패널이 휘어지는 현상을 최소화할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 액정표시장치는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션 단말기 등의 휴대 가능한 이동 단말기의 표시소자, 사무용 기기의 표시소자, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 온/오프(ON/OFF) 상태를 보여 주는 도면들이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 액정표시장치는 액정표시패널의 상판에 부착된 상부 편광판(31, 32, 33), 및 액정표시패널의 하판에 부착된 하부 편광판(35, 36)을 구비한다. 하부 편광판(35, 36)의 아래에는 액정표시패널에 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛이 배치될 수 있다.

액정표시패널은 액정층을 사이에 두고 대향하는 상판과 하판을 포함하여 비디오 데이터를 표시한다. 액정표시패널의 하판은 하부 유리기판에 형성된 TFT 어레이를 포함한다. TFT 어레이는 데이터라인들, 데이터라인들과 교차되는 게이트라인들과, 데이터라인들과 게이트라인들의 교차부마다 형성되는 TFT들, TFT에 접속된 화소전극, 화소전극에 접속된 스토리지 커패시터 등을 포함한다.

액정표시패널의 상판은 상부 유리기판에 형성된 컬러필터 어레이를 포함한다. 컬러필터 어레이는 블랙매트릭스, 컬러필터 및 공통전극 등을 포함한다.

액정표시패널의 상판과 하판 사이에 개재된 액정층(34)은 VA(Vertical Alignment) 모드로 구현될 수 있다. VA 모드의 액정표시장치는 액정 분자들을 수 직 배향하고, 도 3과 같이 화소전극과 공통전극에 전압을 인가하여 상판과 하판 사이에 전기장을 형성시켜 액정분자들을 눕히고, 화소전극에 인가되는 데이터전압을 비디오 데이터에 따라 조정하여 액정 분자들의 눕는 각도를 조절하여 계조(Gray scale)을 표현할 수 있다.

상부 편광판(31, 32, 33)은 액정표시패널의 상판 상에 배치되는 제1 λ(λ는 빛의 파장)/4 판(33), 제1 λ/4 판(33) 상에 배치되는 제1 선편광자(32), 제1 선편광자(32) 상에 배치되는 제2 λ/4 판(31)을 포함한다. 제1 λ/4 판(33)은 액정층(34)을 투과한 빛의 위상값을 45°지연시키고, 제2 λ/4 판(31)은 제1 선편광자(32)을 투과한 빛의 위상값을 45°지연시킨다. 제1 선편광자(32)은 제1 및 제2 λ/4 판(33, 31) 사이에 배치되어 제1 λ/4 판(33)으로부터의 제1 선평광만을 투과시킨다.

하부 편광판(35, 36)은 액정표시패널의 하판에 배치되는 제3 λ/4 판(35) 및 제3 λ/4 판(35) 상에 배치되는 제2 선편광자(36)을 포함한다. 제3 λ/4 판(35)은 제2 선편광자(36)을 투과한 빛의 위상값을 45°지연시켜 좌 원편광(또는 좌 타원편광)으로 변환시킨다. 제2 선편광자(36)은 백라이트 유닛과 제3 λ/4 판(35) 사이에 배치되어 백라이트 유닛으로부터의 제2 선평광만을 투과시킨다.

제1 선편광자(32)의 광 흡수축과 제2 선편광자(36)의 광 흡수축은 대략 90°로 교차한다.

액정표시패널의 상판과 하판에 전기장이 인가되는 도 3과 같은 온 상태에서, VA 모드의 액정분자들은 액정표시패널의 상판과 하판 사이에서 눕혀지게 된다. 이 상태에서 백라이트 유닛이 점등되면, 제2 선편광자(36)를 투과한 제2 선편광은 제3 λ/4 판(35)을 통해 좌 원편광(또는 좌 타원편광)으로 변환되고 액정층(34)을 통과하면서 λ/2 만큼 위상 지연되어 우 원편광(또는 우 타원편광)으로 변환된다. 액정층(34)을 통과한 우 원편광(또는 우 타원편광)은 제1 λ/4 판(33)을 통해 λ/2 만큼 위상 지연되어 제1 선편광으로 변환되어 제1 선편광자(32)를 그대로 통과하고, 제2 λ/4 판(31)을 통해 λ/2 만큼 위상 지연되어 우 원편광(또는 우 타원편광)으로 변환되어 외부로 전파된다.

편광 선글라스는 원편광의 일부를 통과시킬 수 있다. 따라서, 편광 선글라스를 착용한 사용자는 상부 편광판과 편광 선글라스의 광 흡수축 각도에 무관하게 액정표시장치에 표시되는 화상을 볼 수 있다.

액정표시패널의 상부 편광판(31, 32, 33)의 구성은 하부 편광판(35, 36)의 구성에 비하여 한 매의 λ/4 판이 더 추가된 구조를 갖는다. 따라서, 본 발명은 상부 편광(31, 32, 33)과 하부 편광판(35, 36)의 두께 차이가 거의 없으므로 액정표시패널의 상판과 하판의 두께 차이로 인한 액정표시패널의 휨 현상을 최소화할 수 있다.

액정표시패널의 상판과 하판에 전기장이 인가되지 않은 도 4와 같은 오프 상태에서, VA 모드의 액정분자들은 액정표시패널의 상판과 하판 사이에서 세워지게 된다. 이 상태에서 백라이트 유닛이 점등되면, 제2 선편광자(36)를 투과한 제2 선편광은 제3 λ/4 판(35)을 통해 좌 원편광(또는 좌 타원편광)으로 변환된 후, 그 좌 원편광(또는 좌 타원편광)은 액정층(34)을 그대로 통과한 후에 제1 λ/4 판(33) 을 통해 λ/2 만큼 위상 지연되어 제2 선편광으로 변환된다. 제1 λ/4 판(33)을 투과한 제2 선편광은 제1 선편광자(32)를 통과하지 못한다.

도 5는 상부 편광판(31, 32, 33)과 하부 편광판(35, 36)의 구조를 상세히 보여 주는 단면도이다.

도 5를 참조하면, 상부 편광판(31, 32, 33)은 점착제(43), 접착제(42) 및 보호필름(41)을 더 포함한다.

점착제(43)는 제1 λ/4 판(33)을 액정표시패널의 상부 유리기판 상에 점착시킨다. 점착제(43)로는 일반 접착제와 달리 사용시 복잡한 경화 과정 없이 용이하게 피착제(액정표시패널의 상부 유리기판과 제1 λ/4 판)에 탈부착시킬 수 있는 재료로 선택되어야 하며, 일 예 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)가 선택될 수 있다. 접착제(42)는 제2 λ/4 판(31)과 보호 필름(41)을 접착시킨다. 보호 필름(41)은 연신된 제1 선편광자(32)와 제2 λ/4 판(31)을 외부로부터의 스크래치나 충격으로부터 보호한다. 보호 필름(41)으로는 TAC(Triacetyl Cellulose)가 선택될 수 있다. 제1 선편광자(32)로는 PVA(Polyvinyl Alcohol)가 선택될 수 있다.

하부 편광판(35, 36)은 점착제(44), 접착제(45) 및 보호필름(46)을 더 포함한다.

점착제(44)는 제3 λ/4 판(35)을 액정표시패널의 하부 유리기판 상에 점착시킨다. 점착제(44)로는 PSA가 선택될 수 있다. 접착제(45)는 제2 선편광자(36)와 보호 필름(46)을 접착시킨다. 보호 필름(46)은 연신된 제2 선편광자(36)와 제3 λ/4 판(35)을 외부로부터의 스크래치나 충격으로부터 보호한다. 보호 필름(41)으로 는 TAC가 선택될 수 있다. 제2 선편광자(36)로는 PVA가 선택될 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1 및 도 2는 액정표시패널의 상부 편광판과 편광 선글라스의 광 흡수축의 각도에 따라 사용자가 액정표시패널에 표시되는 화상을 볼 수 없는 예를 보여 주는 도면들이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치의 온/오프 상태를 보여 주는 도면들이다.

도 5는 본 발명의 상시예에 따른 액정표시장치의 상부 편광판과 하부 편광판의 구조를 상세히 보여 주는 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

31, 33, 35 : λ/4 판 32, 36 : 선편광판

Claims

상판과 하판 사이에 액정층이 형성되는 액정표시패널;

상기 액정표시패널의 상판 상에 배치되는 제1 λ/4 판, 상기 제1 λ/4 판 상에 배치되는 제1 선편광자, 상기 제1 선편광자 상에 배치되는 제2 λ/4 판을 포함한 상부 편광판;

상기 액정표시패널의 하판에 배치되는 제3 λ/4 판, 및 상기 제3 λ/4 판 상에 배치되는 제2 선편광자를 포함한 하부 편광판; 및

광흡수축이 상기 제1 선편광자의 광흡수축과 상이한 편광 선글라스를 구비하고,

상기 상부 편광판은,

상기 제2 λ/4 판 상에 배치되는 제1 보호 필름;

상기 제1 λ/4 판을 상기 액정표시패널의 상판에 경화 과정 없이 탈부착시키며, PSA(Pressure Sensitive Adhesive)를 재료로 하는 제1 점착제; 및

상기 제2 λ/4 판과 상기 제1 보호 필름을 접착시키는 제1 접착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 하부 편광판은,

상기 제2 선편광자 상에 배치되는 제2 보호 필름;

상기 제3 λ/4 판을 상기 액정표시패널의 하판에 점착시키는 제2 점착제; 및

상기 제2 선편광자와 상기 제2 보호 필름을 접착시키는 제2 접착제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 1 항에 있어서,

상기 액정표시패널의 액정층은 VA(Vertical Alignment) 모드의 액정 분자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.