KR101970490B1 - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액정표시장치를 개시한다. 개시된 본 발명의 액정표시장치 및 그 제조방법은, 상부기판 및 하부기판을 형성하는 단계; 상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 실재와 액정층을 형성하고, 상기 상부기판과 하부기판을 합착하여 합착기판을 형성하는 단계; 상기 합착기판을 셀 단위로 커트하여 패널을 형성하는 단계; 상기 상부기판 상에 상부 편광판을 부착하는 단계; 상기 하부기판 하부에 하부 편광판을 부착하는 단계; 및 상기 패널을 어닐링하고 곡면형 패널을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정표시장치 및 그 제조방법은, 일정한 곡률을 갖는 곡면형 패널을 사용하여, 3D TV 또는 대형 TV 등에서 입체감과 몰입감을 높이고, 편광판을 부착한 기판에 어닐링 공정을 통해 국부적인 굽힘 응력을 감소하고, 빛샘을 방지한다. 또한, 액정표시장치 상에 보호막을 형성하여 외부 수분으로 인한 편광판 수축의 복귀를 방지하고, 패널의 강성을 강화하며, 특정 온도에서 시간에 따른 휨량을 조절함으로써, 일정한 곡률반경을 갖는 패널을 형성하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법{Liquid crystal display and method for fabricating the same}
본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 빛샘 불량을 방지할 수 있는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근에 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다. 이러한 액정표시장치 중에서도, 각 화소(pixel)별로 전압의 온(on)/오프(off)를 조절할 수 있는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 구비된 액티브 매트릭스형 액정표시장치가 해상도 및 동영상 구현능력이 뛰어나 가장 주목받고 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 액정표시장치를 도시한 도면이다.
도 1a를 참조하면, 종래 평판 액정표시장치는 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판이 합착되어 형성된 합착기판 상부와 하부에 편광판이 부착되어 완성된 패널(50)을 포함하고, 백라이트 유닛(60)과, 상기 백라이트 유닛(60)을 하부에서 지지하는 바텀커버(61)와, 상기 바텀커버와 결합되는 패널 가이드(62)를 포함한다. 또한, 상기 백라이트 유닛(60)과, 상기 백라이트 유닛(60) 상에 형성된 패널(50)을 측면에서 고정하는 탑커버(63)를 더 포함하여 구성된다.
이때, 도 1b를 참조하면, 상기 합착기판 상하부에 부착된 편광판이 환경 변화에 의해 수축 및 팽창하여 상기 패널(50)의 형태에 변형이 발생한다. 변형이 발생된 패널(50)과 백라이트 유닛(60) 또는 탑커버(63)의 간섭으로 패널(50) 내부의 액정층에 뒤틀림이 발생하여 광축이 틀어진다. 상기 패널(50)의 편광판과 액정층의 광축이 틀어짐으로 인해 블랙 상태에서 빛샘이 발생한다.
또한, 종래 액정표시장치는 일반적으로 평판형태로 형성되어 주 시청영역에서 중앙영역까지의 거리와 양측 영역까지의 거리가 서로 달라 거리감의 편차가 발생하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 현재 액정표시장치의 구성에 일정한 곡률을 유지하는 곡면형 패널을 포함하는 액정표시장치가 제안되었다.
도 2는 종래 액정표시장치의 곡면형 패널을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 곡면형 패널(50)은 상부기판(20) 및 하부기판(10)이 액정층(40)을 사이에 두고, 실재(30)로 합착하여 패널을 형성하고, 벤딩 공정을 거쳐 완성된다. 상기 곡면형 패널(50)은 곡률반경(R)으로 정의되며, 곡률반경(R)이란 곡면이나 곡선의 각 점에 있어서 만곡의 정도를 표시하는 값으로 곡선의 한 점에서 그 곡선에 가장 가까운 원, 즉 접촉원의 반지름을 말한다.
상기 곡면형 패널(50)의 상기 상부기판(20)은 박막 트랜지스터 기판이고, 상기 하부기판(10)은 컬러필터 기판일 수 있으며, 벤딩 공정시 상부기판(20)은 인장하는 방향으로 응력이 발생하며, 하부기판(10)은 수축하는 방향으로 응력이 발생한다. 이때, 상부기판(20)과 하부기판(10)은 서로 반대 방향으로 응력이 발생하여 이동하려 하나, 상기 기판의 외곽부는 실재(30)로 패널(50)이 고정되어 비틀림 응력이 발생한다. 이로 인해, 기판의 미스얼라인이 발생하며, 상부기판(20)과 하부기판(10)의 러빙축이 틀어져 액정배열이 틀어지게 된다. 상기 액정배열이 틀어지며 빛샘이 발생하게 되고, 상기 빛샘은 특히 IPS 모드에서 더 문제가 된다. IPS 모드의 경우, 러빙시 액정층(40)이 수평방향으로 배향되고, 광축의 틀어짐에 매우 민감하다.
따라서, 곡면형 패널을 포함하는 액정표시장치를 형성할 때, 빛샘 현상을 개선할 필요가 있다.
본 발명은 일정한 곡률을 갖는 곡면형 패널을 사용하여, 3D TV 또는 대형 TV 등에서 입체감과 몰입감을 높이는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 편광판을 부착한 기판에 어닐링 공정을 통해 국부적인 굽힘 응력을 감소하고, 빛샘을 방지하는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 액정표시장치 상에 보호막을 형성하여 외부 수분으로 인한 편광판 수축의 복귀를 방지하고, 패널의 강성을 강화하는 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 특정 온도에서 시간에 따른 휨량을 조절함으로써, 일정한 곡률반경을 갖는 패널을 형성하여 신뢰성을 향상시킨 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 액정표시장치는, 하부기판 및 상부기판; 상기 하부기판 및 상부기판 사이에 개재된 액정층; 상기 상부기판 상에 형성된 상부 편광판; 및 상기 하부기판 하부에 형성된 하부 편광판으로 이루어진 곡면형 패널을 포함하고, 상기 상부 편광판은 상기 하부 편광판보다 수분 함유량이 높고, 상기 하부 편광판의 외부로 노출되는 일측면은 아크릴 계열로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 액정표시장치 제조방법은, 상부기판 및 하부기판을 형성하는 단계; 상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 실재와 액정층을 형성하고, 상기 상부기판과 하부기판을 합착하여 합착기판을 형성하는 단계; 상기 합착기판을 셀 단위로 커트하여 패널을 형성하는 단계; 상기 상부기판 상에 상부 편광판을 부착하는 단계; 상기 하부기판 하부에 하부 편광판을 부착하는 단계; 및 상기 패널을 어닐링하고 곡면형 패널을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 액정표시장치 제조방법은, 상부기판 및 하부기판을 형성하는 단계; 상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 실재와 액정층을 형성하고, 상기 상부기판과 하부기판을 합착하여 합착기판을 형성하는 단계; 상기 합착기판을 셀 단위로 커트하여 패널을 형성하는 단계; 상기 상부기판 상에 상부 편광판을 부착하는 단계; 상기 패널을 어닐링하고 곡면형 패널을 형성하는 단계; 및 상기 하부기판 하부에 하부 편광판을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법은, 일정한 곡률을 갖는 곡면형 패널을 사용하여, 3D TV 또는 대형 TV 등에서 입체감과 몰입감을 높이는 제 1 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법은, 편광판을 부착한 기판에 어닐링 공정을 통해 국부적인 굽힘 응력을 감소하고, 빛샘을 방지하는 제 2 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법은, 액정표시장치 상에 보호막을 형성하여 외부 수분으로 인한 편광판 수축의 복귀를 방지하고, 패널의 강성을 강화하는 제 3 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치 및 그 제조방법은, 특정 온도에서 시간에 따른 휨량을 조절함으로써, 일정한 곡률반경을 갖는 패널을 형성하여 신뢰성을 향상시킨 제 4 효과가 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래 액정표시장치를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 액정표시장치의 곡면형 패널을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치 제조방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치 제조방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치 제조방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 어닐링 시간에 대한 패널 휨량을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 편광판을 포함하는 액정표시장치를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 2 편광판을 포함하는 액정표시장치를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치 제조방법을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 하부기판과 상부기판을 형성하고, 소정간격 이격하여 배치하며, 상기 하부기판과 상부기판 사이에 액정층을 개재하고 합착하여 합착기판을 형성한다(A1). 이후, 상기 합착기판을 셀 단위로 커트하여 셀 단위의 패널을 형성한다(A2).
상기 하부기판은 박막 트랜지스터 기판이고, 상기 상부기판은 컬러필터 기판일 수 있다. 상기 하부기판 상에는 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 수직하게 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선을 형성한다. 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차영역에는 게이트 전극, 게이트절연막, 반도체층, 소스전극 및 드레인전극으로 구성되는 박막 트랜지스터를 형성한다. 또한, 상기 하부기판에는 상기 박막 트랜지스터와 접촉하는 화소전극을 형성한다. 이때, 상기 상부기판 상에는 격자형상의 블랙 매트릭스와 컬러필터를 형성하고, 오버코트층을 형성한다.
또한, 상기 액정표시장치는 칼라필터 및 블랙매트릭스를 하부기판에 형성하는 COT(color filter on transistor)구조일 수 있다. 상기 하부기판 상에는 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 수직하게 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선을 형성한다. 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차영역에는 게이트 전극, 게이트절연막, 반도체층, 소스전극 및 드레인전극으로 구성되는 박막 트랜지스터를 형성한다. 상기 박막 트랜지스터 상에는 보호막을 형성하고, 상기 보호막 상에 컬러필터층을 형성한다. 또한, 상기 하부기판에는 상기 박막 트랜지스터와 접촉하는 화소전극을 형성한다. 이때, 개구율을 향상하고 마스크 공정을 단순화하기 위해 블랙매트릭스를 생략하고, 공통 전극이 블랙매트릭스의 역할을 겸하도록 형성할 수도 있다.
상기 패널의 상부기판 상에 상부 편광판을 부착하고, 상기 패널의 하부기판 하부에 하부 편광판을 부착한다(A3). 상기 상부 편광판과 하부 편광판이 부착된 패널을 어닐링 단계를 통해 곡면형 패널로 형성한다(A4).
상기 상부 편광판과 하부 편광판이 부착된 패널은 평면형 패널로, 상기 평면형의 패널은 어닐링 단계를 통해 상기 편광판들이 수축하여 상부 기판 방향으로 휘어지도록 형성하고, 벤딩 공정을 통해 곡면형 패널을 형성할 수 있다. 또는, 상기 평면형 패널을 벤딩 공정 단계를 통해 상부 기판 방향으로 휘어지도록 일정한 곡률을 갖도록 형성하고, 어닐링 단계를 거쳐 곡면형 패널을 완성할 수 있다. 상기 곡률형 패널은 상부기판의 곡률반경이 상기 하부기판의 곡률반경보다 작게 형성되어 상부기판 쪽으로 패널이 휘도록 형성되며, 상기 어닐링 온도는 40℃ 이상 편광판의 유리전이온도 미만에서 이루어질 수 있고, 상기 어닐링 시간은 1시간 이상으로 진행될 수 있다.
상기 상부기판 상에 형성되는 상부 편광판이 장축을 흡수축으로 할 경우, 상기 하부기판 하부에 형성되는 하부 편광판은 단축을 흡수축으로 하여 형성된다. 또한, 상기 상부 편광판이 단축을 흡수축으로 하여 형성될 경우, 상기 하부 편광판은 장축을 흡수축으로 하여 형성된다. 바람직하게는 상기 상부 편광판의 흡수축은 장축으로 하고, 상기 하부 편광판의 흡수축은 단축으로 하여 형성될 수 있다.
상기 편광판들은 어닐링 단계로 수축력이 발생하며, 편광판들의 수축력이 더해짐에 따라 곡면형 패널 형성시 필요한 국부적인 굽힘 응력을 감소시킬 수 있다. 특히, 상부 편광판의 수축력이 증가함으로써, 굽힘 응력을 감소하고, 빛샘을 방지할 수 있다.
상기 편광판들은 가교, 연신 건조 등의 공정을 거쳐 형성되며, 상기 연신 공정에서 발생한 응력이 잔류하게 되고, 상기 잔류 응력은 흡수축의 방향의 수축력으로 크게 작용한다. 이때, 상부 편광판의 흡수축을 장축으로 하는 경우, 상기 잔류 응력과 어닐링 단계를 통한 편광판들의 수축력이 더해져, 이러한 장축 방향의 수축력이 증대되며, 곡면형 패널의 국부적인 굽힘 응력을 더욱 감소할 수 있다.
즉, 상기 편광판들을 부착한 패널을 어닐링 단계를 통해 편광판들의 수축력을 더해짐에 따라, 상기 곡면형 패널을 형성하기 위한 초기의 굽힘 응력이 감소하게 되고, 곡면형 패널을 형성하기 위해 초기에 국부적으로 발생하는 굽힘 응력이 감소하여 빛샘 현상을 감소할 수 있다.
이때, 상온에서 방치하면 시간이 지나면서 액정표시장치로 수분이 침투하여 편광판의 수축력이 원래대로 회복될 수 있다. 따라서, 액정표시장치의 곡면형 패널 상에 보호막을 부착하여 수분의 침투를 방지할 수 있고, 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 곡면형 패널의 형태를 유지하기 위해 상기 보호막은 곡면형의 강화유리로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치 제조방법을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 하부기판과 상부기판을 형성하고, 소정간격 이격하여 배치하며, 상기 하부기판과 상부기판 사이에 액정층을 개재하고 합착하여 합착기판을 형성한다(B1). 이후, 상기 합착기판을 셀 단위로 커트하여 셀 단위의 패널을 형성한다(B2).
상기 하부기판은 박막 트랜지스터 기판이고, 상기 상부기판은 컬러필터 기판일 수 있다. 이때, 상기 하부기판 상에는 박막 트랜지스터를 형성하고, 상기 상부기판 상에는 격자형상의 블랙 매트릭스와 컬러필터를 형성한다. 또한, 상기 액정표시장치는 칼라필터 및 블랙매트릭스를 하부기판에 형성하는 COT(color filter on transistor)구조일 수 있다. 이때, 상기 하부기판 상에 박막 트랜지스터와 컬러필터층을 형성한다.
상기 패널의 상부기판 상에 상부 편광판을 부착한다(B3). 상기 상부 편광판이 부착된 패널을 어닐링하고(B4), 상기 패널의 하부기판 하부에 하부 편광판을 부착한다(B5). 상기 하부 편광판을 부착하는 단계에서, 상기 상부 편광판 상에 편광필름(Film-type patterned retarder;FPR)를 형성할 수 있다.
상기 상부 편광판이 부착된 패널은 어닐링 단계를 통해 상기 상부 편광판이 수축하여 상부 기판 방향으로 휘어지도록 형성하고, 곡면형 패널을 형성할 수 있다. 상기 곡면형 패널은 상부기판의 곡률반경이 상기 하부기판의 곡률반경보다 작게 형성되어 상부기판 쪽으로 패널이 휘도록 형성한다. 상기 어닐링 온도는 40℃ 이상 편광판의 유리전이온도 미만에서 이루어질 수 있고, 상기 어닐링 시간은 1시간 이상으로 진행될 수 있다.
상기 상부기판 상에 형성되는 상부 편광판이 장축을 흡수축으로 할 경우, 상기 하부기판 하부에 형성되는 하부 편광판은 단축을 흡수축으로 하여 형성된다. 또한, 상기 상부 편광판이 단축을 흡수축으로 하여 형성될 경우, 상기 하부 편광판은 장축을 흡수축으로 하여 형성된다. 바람직하게는 상기 상부 편광판의 흡수축은 장축으로 하고, 상기 하부 편광판의 흡수축은 단축으로 하여 형성될 수 있다. 이때, 편광판의 수축력을 이용함으로써, 굽힘 응력을 감소하는 효과를 극대화할 수 있다.
상기 상부 편광판은 어닐링 단계로 수축력이 발생하며, 편광판의 수축력에 의해 곡면형 패널 형성시 필요한 국부적인 굽힘 응력을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 상부 편광판은 가교, 연신 건조 등의 공정을 거쳐 형성되며, 상기 연신 공정에서 발생한 응력이 잔류하게 되고, 상기 잔류 응력은 흡수축의 방향의 수축력으로 크게 작용한다.
즉, 상기 상부기판 상에 형성된 상부 편광판이 장축을 흡수축으로 하여 형성되면, 어닐링 단계를 통해 상부 편광판의 수축력과, 흡수축 방향의 잔류 응력에 의한 수축력이 장축의 방향으로 작용하여, 곡면형 패널 형성시 필요한 국부적인 굽힘 응력을 더욱 감소할 수 있다.
따라서, 상기 상부 편광판의 수축력이 더해짐에 따라, 상기 곡면형 패널을 형성하기 위한 초기의 굽힘 응력이 감소하게 되고, 곡면형 패널을 형성하기 위해 초기에 국부적으로 발생하는 굽힘 응력이 감소하여 빛샘 현상을 감소할 수 있다.
또한, 어닐링 단계 후에 하부 편광판을 부착함으로써, 상부 편광판의 수축력의 곡면형 패널에 대한 영향력이 더 크게 작용하고, 하부 편광판의 어닐링에 의한 수축력은 발생하지 않을 수 있다.
이때, 상온에서 방치하면 시간이 지나면서 액정표시장치로 수분이 침투하여 편광판의 수축력이 원래대로 회복될 수 있다. 따라서, 액정표시장치의 곡면형 패널 상에 보호막을 부착하여 수분의 침투를 방지할 수 있고, 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 곡면형 패널의 형태를 유지하기 위해 상기 보호막은 곡면형의 강화유리로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치 제조방법을 도시한 도면이다.
하부기판과 상부기판을 형성하고, 소정간격 이격하여 배치하며, 상기 하부기판과 상부기판 사이에 액정층을 개재하고 합착하여 합착기판을 형성한다(C1). 이후, 상기 합착기판을 셀 단위로 커트하여 셀 단위의 패널을 형성한다(C2). 상기 패널의 상부기판 상에 상부 편광판을 부착하고, 상기 상부 편광판 상에 편광필름(Film-type patterned retarder;FPR)을 부착한다(C3). 상기 상부 편광판과 편광필름(FPR)이 부착된 패널을 어닐링하고(C4), 상기 패널의 하부기판 하부에 하부 편광판을 부착한다(C5).
즉, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액정표시장치 제조방법은 상부 편광판을 부착하는 단계에서 상부 편광판 상에 편광필름(FPR)이 더 부착되는 것을 제외하고, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치 제조방법과 동일하다.
도 6은 본 발명의 어닐링 시간에 대한 패널 휨량을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예와 제 3 실시예에 따른 액정표시장치는 동일 온도에서 시간에 따른 패널의 휨량에서 차이가 있다. 편광필름(FPR)을 상부 편광판 상에 형성하고, 어닐링 단계를 진행하는 경우, 패널의 휨량이 더욱 증가함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 액정표시장치는 어닐링 단계를 통해 일정 온도에서 시간에 따른 휨량을 정확하게 조절할 수 있으며, 이로 인해 일정한 곡률을 가지는 곡면형 액정패널을 형성하고, 신뢰성을 향상할 수 있다.
편광판의 수축력을 증가할 수 있는 편광판의 구성을 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 제 1 편광판을 포함하는 액정표시장치를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 곡면형 패널(500)을 사이에 두고, 상기 곡면형 패널(500) 상에는 상부 편광판(200)이 부착되고, 상기 곡면형 패널(500) 하부에는 하부 편광판(100)이 부착된다.
상기 상부 편광판(200)은 입사되는 빔의 편광정도에 따라 투과되는 빔의 광량을 제어하는 편광막인 PVA(Poly vinyl alcohol film; 203) 필름과 상기 PVA 필름(203) 양측에 상기 PVA 필름(203)을 보호, 지지하기 위해 제 1 TAC(Triacetyl cellulose film; 202) 필름 및 제 2 TAC 필름(204)으로 이루어지며, 제 1 점착제(201)에 의해 상기 곡면형 패널(500)에 부착된다. 또한, 상기 상부 편광판(200)은 일측면에는 편광필름(FPR;206)과 FPR 점착층(205)을 포함할 수도 있다.
상기 제 2 TAC 필름(204)은 버퍼층의 역할도 할 수 있다. 상기 버퍼층은 수축보조층으로 상부 편광판(200)의 수축력을 크게 만들기 위해 수분함유량을 높이는 역할을 한다. 상기 제 2 TAC 필름(204)은 60㎛ 이상 200㎛ 이하로 형성될 수 있다. 수분함유량이 높아진 상부 편광판(200)은 어닐링 공정이 진행되면, 상기 상부 편광판(200)의 수축력을 더욱 증가시킬 수 있다.
상기 하부 편광판(100)은 입사되는 빔의 편광정도에 따라 투과되는 빔의 광량을 제어하는 편광막인 PVA(Poly vinyl alcohol film; 103) 필름과 상기 PVA 필름(103) 양측에 아크릴 계열의 제 1 보호층(102) 및 제 2 보호층(104)으로 이루어지며, 제 2 점착제(101)에 의해 상기 곡면형 패널(500)에 부착된다.
상기 외부로 노출되는 일측면에 형성되는 제 2 보호층(104)은 일반적으로 TAC 필름으로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 하부 편광판(100)의 수축력을 최소화하며, 수분 유출입을 차단하기 위해 아크릴 계열로 형성될 수 있다.
상기 제 1 점착제(201)는 하드(hard) 타입의 점착제로 상기 상부 편광판(200)과 곡면형 패널(500)의 접착력을 강화한다. 이로써, 상기 상부 편광판(200)의 수축력을 그대로 곡면형 패널(500)에 전달할 수 있다. 바람직하게는 제 1 점착제(201)는 모듈러스(modulus)가 60,000Pa 이상으로 제작될 수 있다. 상기 제 2 점착제(101)는 소프트(soft) 타입의 점착제로 상기 하부 편광판(100)의 수축력을 곡면형 패널(500)에 적게 전달할 수 있다. 바람직하게는 제 2 점착제(101)는 모듈러스(modulus)가 40,000Pa 이하로 제작될 수 있다. 즉, 상기 제 1 점착제(201)의 모듈러스가 상기 제 2 점착제(101)의 모듈러스보다 크게 형성된다.
도 8은 본 발명의 제 2 편광판을 포함하는 액정표시장치를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 곡면형 패널(500)을 사이에 두고, 상기 곡면형 패널(500) 상에는 상부 편광판(300)이 부착되고, 상기 곡면형 패널(500) 하부에는 하부 편광판(100)이 부착된다. 상기 하부 편광판(100)은 도 7에 도시된 하부 편광판(100)과 동일하다.
상기 상부 편광판(300)은 입사되는 빔의 편광정도에 따라 투과되는 빔의 광량을 제어하는 편광막인 PVA(Poly vinyl alcohol film; 303) 필름과 상기 PVA 필름(303) 양측에 상기 PVA 필름(303)을 보호, 지지하기 위해 제 1 TAC(Triacetyl cellulose film; 302) 필름 및 제 2 TAC 필름(304)으로 이루어지며, 제 1 점착제(301)에 의해 상기 곡면형 패널(500)에 부착된다. 또한, 상기 상부 편광판(300)은 일측면에는 편광필름(FPR;308)과 FPR 점착층(307)을 포함할 수도 있다.
상기 제 2 TAC 필름(304) 상에는 버퍼층(310)이 형성된다. 상기 버퍼층(310)은 수축보조층으로 상부 편광판(300)의 수축력을 크게 만들기 위해 수분함유량을 높이는 역할을 한다. 상기 버퍼층(310)은 수축력에 가장 영향을 미치는 TAC 필름(306)과 점착층(305)로 형성될 수 있다. 수분함유량이 높아진 상부 편광판(300)은 어닐링 공정이 진행되면, 상기 상부 편광판(300)의 수축력을 더욱 증가시킬 수 있다. 이때, 상기 점착층(305)은 하드(hard) 타입의 점착층으로 형성될 수 있으며, 수축력 증가를 통해 휨량을 증가하고, 상부 편광판(300)에 수축력 전달이 용이하다.
상기 제 1 점착제(301)는 하드(hard) 타입의 점착제로 상기 상부 편광판(300)과 곡면형 패널(500)의 접착력을 강화한다. 이로써, 상기 상부 편광판(300)의 수축력을 그대로 곡면형 패널(500)에 전달할 수 있다. 바람직하게는 제 1 점착제(301)는 모듈러스(modulus)가 60,000Pa 이상으로 제작될 수 있다. 상기 제 2 점착제(101)는 소프트(soft) 타입의 점착제로 상기 하부 편광판(100)의 수축력을 곡면형 패널(500)에 적게 전달할 수 있다. 바람직하게는 제 2 점착제(101)는 모듈러스(modulus)가 40,000Pa 이하로 제작될 수 있다. 즉, 상기 제 1 점착제(301)의 모듈러스가 상기 제 2 점착제(101)의 모듈러스보다 크게 형성된다.
상기 도 7 및 도 8에 도시된 상부 편광판과 하부 편광판은 상기 본 발명의 제 1 실시예 내지 제 3 실시예에 따른 액정표시장치 제조방법에 사용되는 편광판들에 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 일정한 곡률을 갖는 곡면형 패널을 사용하여, 3D TV 또는 대형 TV 등에서 입체감과 몰입감을 높이고, 편광판을 부착한 기판에 어닐링 공정을 통해 국부적인 굽힘 응력을 감소하고, 빛샘을 방지한다. 또한, 액정표시장치 상에 보호막을 형성하여 외부 수분으로 인한 편광판 수축의 복귀를 방지하고, 패널의 강성을 강화하며, 특정 온도에서 시간에 따른 휨량을 조절함으로써, 일정한 곡률반경을 갖는 패널을 형성하여 신뢰성을 향상시킬 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.
100: 하부편광판
200,300: 상부편광판
500: 곡면형 패널

Claims (18)

  1. 하부기판 및 상부기판;
    상기 하부기판 및 상부기판 사이에 개재된 액정층;
    상기 상부기판 상에 형성된 상부 편광판; 및
    상기 하부기판 하부에 형성된 하부 편광판으로 이루어진 곡면형 패널을 포함하고,
    상기 상부 편광판은 상기 하부 편광판보다 수분 함유량이 높고,
    상기 하부 편광판의 외부로 노출되는 일측면은 아크릴 계열로 형성되며,
    상기 상부 편광판은 어닐링에 의해 수축되어 상기 상부기판 방향으로 휘어진 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부기판의 곡률반경이 상기 하부기판의 곡률반경보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 편광판과 상기 상부기판 사이에는 제 1 점착제가 있고,
    상기 하부 편광판과 상기 하부기판 사이에는 제 2 점착제가 있으며,
    상기 제 1 점착제의 모듈러스는 상기 제 2 점착제의 모듈러스보다 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 상부기판 및 하부기판을 형성하는 단계;
    상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 액정층을 형성하고, 상기 상부기판과 하부기판을 합착하여 합착기판을 형성하는 단계;
    상기 합착기판을 셀 단위로 커트하여 패널을 형성하는 단계;
    상기 상부기판 상에 상부 편광판을 부착하는 단계;
    상기 하부기판 하부에 하부 편광판을 부착하는 단계; 및
    상기 패널을 어닐링하고 곡면형 패널을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 패널을 어닐링하고 곡면형 패널을 형성하는 단계는, 상기 상부기판 상에 상부 편광판을 부착하는 단계와 상기 하부기판 하부에 하부 편광판을 부착하는 단계 이후에 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부기판의 곡률반경이 상기 하부기판의 곡률반경보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 편광판은 어닐링을 통해 수축하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 패널을 어닐링하고 곡면형 패널을 형성하는 단계는,
    평판 패널을 어닐링하는 단계; 및
    상기 어닐링한 평판 패널을 굽히는 벤딩 공정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 패널을 어닐링하고 곡면형 패널을 형성하는 단계는,
    평판 패널을 굽히는 벤딩 공정 단계; 및
    상기 벤딩 공정으로 일정한 곡률을 갖는 패널을 어닐링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 편광판은 상기 하부 편광판보다 수분 함유량이 높은 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 편광판을 부착하는 단계에서 사용되는 제 1 점착제는 상기 하부 편광판을 부착하는 단계에서 사용되는 제 2 점착제보다 모듈러스가 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 하부 편광판의 외부로 노출되는 일측면은 아크릴 계열로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  12. 상부기판 및 하부기판을 형성하는 단계;
    상기 상부기판 및 상기 하부기판 사이에 액정층을 형성하고, 상기 상부기판과 하부기판을 합착하여 합착기판을 형성하는 단계;
    상기 합착기판을 셀 단위로 커트하여 패널을 형성하는 단계;
    상기 상부기판 상에 상부 편광판을 부착하는 단계;
    상기 패널을 어닐링하고 곡면형 패널을 형성하는 단계; 및
    상기 하부기판 하부에 하부 편광판을 부착하는 단계를 포함하고,
    상기 패널을 어닐링하고 곡면형 패널을 형성하는 단계는, 상기 상부기판 상에 상부 편광판을 부착하는 단계 이후에 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 상부기판의 곡률반경이 상기 하부기판의 곡률반경보다 작은 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 상부 편광판은 어닐링을 통해 수축하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 하부기판 하부에 하부 편광판을 부착하는 단계는,
    상기 곡면형 패널의 상부 편광판 상에 편광필름(FPR)을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 상부기판 상에 상부 편광판을 부착하는 단계는,
    상기 곡면형 패널의 상부 편광판 상에 편광필름(FPR)을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 상부 편광판은 상기 하부 편광판보다 수분 함유량이 높은 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 상부 편광판을 부착하는 단계에서 사용되는 제 1 점착제는 상기 하부 편광판을 부착하는 단계에서 사용되는 제 2 점착제보다 모듈러스가 큰 것을 특징으로 하는 액정표시장치 제조방법.
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