KR102063162B1 - 액정 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR102063162B1
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Abstract

본 발명은 액정 패널의 휨 발생을 개선하여 빛 샘을 줄일 수 있는 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치는 액정 패널; 상기 액정 패널의 배면에 배치되는 하부 편광 필름; 상기 하부 편광 필름을 상기 액정 패널의 배면에 부착시키는 하부 접착층; 상기 액정 패널의 상면에 배치되는 상부 편광 필름; 상기 상부 편광 필름을 상기 액정 패널에 부착시키는 상부 접착층; 및 상기 상부 편광 필름 상에 부착되는 FPR(Film-type Patterned Retarder)를 포함하고, 상기 하부 접착층과 상기 상부 접착층은 상이한 모듈러스(modulus)를 가지는 점착제로 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

액정 디스플레이 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 액정 패널의 휨 발생을 개선하여 빛 샘을 줄일 수 있는 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다.
이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다.
평판 표시장치로는 액정 디스플레이 장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP: Plasma Display Panel), 전계 방출 표시장치(FED: Field Emission Display Device), 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display Device), 유기발광 다이오드 표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diodes Device) 등의 기술개발이 이루어지고 있다.
평판 표시장치들 중에서 액정 디스플레이 장치는 양산 기술의 발전, 구동수단의 용이성, 고화질 구현, 저전력 소비 및 대화면 구현의 장점으로 적용 분야가 확대되고 있다.
액정 디스플레이 장치는 매트릭스 형태로 화소가 형성된 액정 패널을 통해 화상을 구현하게 되는데, 액정 패널은 자체적으로 광을 생성시키지 못하므로 백라이트 유닛으로부터 광을 공급받는다.
도 1은 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 장치는 액정 패널(40), 백라이트 유닛, 구동 회로부 및 외부 케이스를 포함하여 구성된다.
백라이트 유닛은 액정 패널에 광을 공급하기 위한 것으로, 광을 생성하는 광원인 LED(10, light emitting diode), LED(10)에서 입사된 광을 액정 패널(40)로 출사시키는 도광판(20, LGP: Light Guide Panel)과, 도광판(20) 상부에 배치되어 광 효율을 높이는 복수의 광학 시트(22)와, 도광판(20)의 하부에 배치되어 광을 반사시키는 반사판(30)을 포함한다.
액정 패널(40)은 하부 기판(42), 상부 기판(46) 및 액정층(44)을 포함한다.
하부 기판(42)에는 복수의 화소가 매트릭스 형태로 배열되어 있고 각 화소를 구동시키기 위한 TFT(thin film transistor)가 형성되어 있다. 상부 기판(46)에는 각 화소를 투과한 광을 색광으로 변환시키기 위한 레드(red), 그린(green), 블루(blue)의 컬러 필터 및 각 화소를 구분시키기 위한 블랙매트릭스가 형성되어 있다. 이러한, 하부 기판(42)과 상부 기판(46) 사이에 액정층(44)이 개재된다.
하부 기판(42)의 하부에는 하부 편광 필름(50)이 부착되어 있고, 상부 기판(46)의 상부에는 상부 편광 필름(60)이 부착되어 있다.
그리고, 액정 패널(40)에서 표시되는 화상이 시청자에게 3차원(3D) 화상으로 인지될 수 있도록 상부 편광 필름(60) 상에 FPR(70, Film-type Patterned Retarder)이 부착되어 있다.
하부 편광 필름(50)과 상부 편광 필름(60)은 한쪽 방향으로 연신된 편광자(polarizer)가 상, 하로 교차하도록 액정 패널(40)의 하부와 상부에 부착된다. 편광축이 상이한 하부 편광 필름(50)과 상부 편광 필름(60)의 인장력에 의해서 액정 패널(40)에 휨이 발생될 수 있다.
도 2는 액정 패널의 상부와 하부의 수분 침투 차이를 나타내는 도면이고, 도 3은 액정 패널의 상부와 하부의 수분 증발 차이를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 액정 패널(40)의 상부 기판(46) 상에는 상부 편광 필름(60)과 FPR(70)이 부착되어 있고, 하부 기판(42)의 배면에는 하부 편광 필름(50)만 부착되어 있다. 일반적으로, FPR(70)은 105um의 두께로 형성되어 있어, 상부 기판(46)이 하부 기판(42)보다 두꺼워진다. 따라서, 액정 패널(40)의 하부 기판(42)과 상부 기판(46)의 두께 차이로 인해 액정 패널(40)에 휨이 발생될 수 있다.
구체적으로, 액정 패널(40)의 하부 기판(42)과 상부 기판(46)의 수분 침투(유입)량과 수분 증발량이 서로 상이하게 됨으로 인해 액정 패널(40)에 휨이 발생되는 문제점이 있다. 이러한, FPR(70)이 부착되어 두께가 두꺼운 상부 기판(46)의 수분에 의한 수축/팽창 정도가 하부 기판(42)보다 크게 발생되어 액정 패널(40)에 휨이 발생되는 문제점이 있다.
도 4는 수분에 의한 액정 패널의 상부 기판과 하부 기판의 수축/팽창 차이에 의해 액정 패널에 휨이 발생되는 문제점을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 액정 패널(40)의 상부에 FPR(70)이 부착된 액정 디스플레이 장치의 경우, 저습의 조건에서는 상부 기판(46)의 수축이 강하게 나타나 컵(cup) 형태로 액정 패널(40)에 휨이 발생하게 된다. 반면, 고습의 조건에서는 상부 기판(46)의 팽창이 강하게 나타나 캡(cap) 형태로 액정 패널(40)에 휨이 발생하게 된다.
이와 같이, 액정 패널(40)에 휨이 발생되면 액정 패널 모듈의 불량이 증가하고, 액정 패널 모듈의 네 모서리(4 corner)에서 빛 샘이 발생되어 휘도 저하 및 표시 품질이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 액정 패널의 휨 발생을 개선하여 빛 샘을 줄일 수 있는 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치는 액정 패널; 상기 액정 패널의 배면에 배치되는 하부 편광 필름; 상기 하부 편광 필름을 상기 액정 패널의 배면에 부착시키는 하부 접착층; 상기 액정 패널의 상면에 배치되는 상부 편광 필름; 상기 상부 편광 필름을 상기 액정 패널에 부착시키는 상부 접착층; 및 상기 상부 편광 필름 상에 부착되는 FPR(Film-type Patterned Retarder)를 포함하고, 상기 하부 접착층과 상기 상부 접착층은 상이한 모듈러스(modulus)를 가지는 점착제로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 액정 디스플레이 장치는 액정 패널의 휨 발생을 개선할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 액정 디스플레이 장치는 액정 패널의 휨 발생을 개선하여 액정 디스플레이 모듈의 네 모서리(4 corner)에서 빛 샘이 발생되는 것을 방지하고, 표시 품질을 높일 수 있다.
상기 효과들 외에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 액정 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 액정 패널의 상부와 하부의 수분 유입 차이를 나타내는 도면이다.
도 3은 액정 패널의 상부와 하부의 수분 증발 차이를 나타내는 도면이다.
도 4는 수분에 의한 액정 패널의 상부 기판과 하부 기판의 수축/팽창 차이에 의해 액정 패널에 휨이 발생되는 문제점을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치의 상부 편광 필름과 하부 편광 필름을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치의 상부 편광 필름과 하부 편광 필름을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치의 상부 편광 필름과 하부 편광 필름을 나타내는 도면이다.
도 9는 액정 패널의 휨이 개선된 효과를 나타내는 도면이다.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 기재하였다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되지 않는다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 어떤 구조물(전극, 라인, 배선, 레이어, 컨택)이 다른 구조물 "상부에 또는 상에" 및 "하부에 또는 아래에" 성된다고 기재된 경우, 이러한 기재는 이 구조물들이 서로 접촉되어 있는 경우는 물론이고 이들 구조물들 사이에 제3의 구조물이 개재되어 있는 경우까지 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 액정 패널의 휨을 개선하는 것을 주요 내용으로 한다. 따라서, 액정 패널의 휨을 개선하기 위한 상부 편광 필름, 하부 편광 필름, FPR 필름의 구성들에 대해서 상세히 설명하며 이를 제외한 다른 기구물, 백라이트 유닛 및 구동 회로부에 대한 도면과 상세한 설명은 생략될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 액정 디스플레이 장치와, 액정 패널의 상부에 부착되는 상부 편광 필름 및 액정 패널의 하부에 부착되는 하부 편광 필름을 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치는 액정 패널(100), 백라이트 유닛(160), 하부 편광 필름(200), 상부 편광 필름(300), FPR(400), 구동 회로부(미도시) 및 케이스(미도시)를 포함한다.
액정 디스플레이 장치는 액정 패널(100)에 포함된 액정층의 배열을 조절하는 방식에 따라 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 다양하게 개발되어 있다. 본 발명에서는 액정 패널(100)의 구동 방식에 제한이 없으며, TN 모드, VA 모드, IPS 모드 및 FFS가 모두 적용될 수 있고, 설명되지 않은 다른 구동 방식도 적용이 가능하다.
액정 패널(100)은 하부 기판(110), 상부 기판(130) 및 액정층(120)을 포함한다.
액정 패널(100) 하부 기판(110)에는 복수의 화소가 매트릭스 형태로 배열되어 있다. 액정 패널(100)의 화소는 교차 배열된 게이트 라인(미도시)과 데이터 라인(미도시)에 의해 정의되며, 상기 데이터 라인과 게이트 라인이 교차 배열된 영역에 스위칭 소자인 TFT(thin film transistor)가 형성되어 있다.
상기 게이트 라인에 인가되는 구동신호에 의해 각 화소의 TFT가 턴-온(turn-on)되면, 상기 데이터 라인에 인가된 데이터 전압이 TFT를 경유하여 화소 전극으로 인가된다.
공통전극에 인가된 공통전압(Vcom)과 상기 화소 전극에 인가된 데이터 전압에 의해 형성된 전계에 따라 각 화소의 액정이 배열되고, 액정 배열에 따라 백라이트 유닛에서 공급되는 광의 투과량을 조절하여 화상을 표시하게 된다.
액정 패널(100)의 상부 기판(130)에는 각 화소를 투과한 광을 색광으로 변환시키기 위한 레드(red), 그린(green), 블루(blue)의 컬러 필터 및 각 화소를 구분시키기 위한 블랙매트릭스가 형성되어 있다. 이러한, 하부 기판(110)과 상부 기판(130) 사이에 액정층(120)이 개재된다.
이러한, 액정 패널(100)은 자체적으로 광을 발생시키지 못하므로 백라이트 유닛을 통해 광을 공급받게 된다. 백라이트 유닛(160)은 액정 패널(100)에 광을 공급하기 위한 것으로, 광을 생성하는 광원인 LED(162, light emitting diode)와, LED(162)에서 입사된 광을 액정 패널(100)로 출사시키는 도광판(166, LGP: Light Guide Panel)과, 도광판(166) 상부에 배치되어 광 효율을 높이는 복수의 광학 시트(168)와, 도광판(166)의 하부에 배치되어 광을 반사시키는 반사판(164)을 포함한다.
백라이트 유닛(160)은 광원의 배치 구조에서 따라 구분될 수 있는데, 광원이 액정 패널(100)의 배면 방향에 배치된 직하형 방식과, 광원이 액정 패널(100)의 측면 방향에 배치되는 엣지형 방식이 있다. 도 5에서는 엣지형 방식의 백라이트 유닛(160)이 적용된 것을 일 예로 도시하고 있다.
액정 패널(100)의 하부 및 상부에는 입사광의 편광을 구분하여 광을 투과(통과)시키거나 흡수(차단)하는 하부 편광 필름(200)과 상부 편광 필름(300)이 형성되어 있다.
하부 편광 필름(200)은 하부 접착층(210)에 의해 액정 패널(100)의 하부 기판(110)의 배면에 부착된다. 그리고, 상부 편광 필름(300)은 상부 접착층(310)에 의해 액정 패널(100)의 상부 기판(130) 상부에 부착된다. 하부 접착층(210)과 상부 접착층(310)은 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)가 적용될 수 있다.
액정 패널(100)에서 표시되는 화상이 시청자에게 3차원(3D) 화상으로 인지될 수 있도록 상부 편광 필름(300) 상에 FPR(400)이 부착되어 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치의 상부 편광 필름과 하부 편광 필름을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 액정 패널(100)의 상면에는 상부 편광 필름(300)이 부착되어 있고, 액정 패널(100)의 배면에는 하부 편광 필름(200)이 부착되어 있다.
액정 패널(100)의 상면에 부착되는, 즉, 액정 패널(100)의 상부 기판 상부에 부착되는 상부 편광 필름(300)은 편광층(320)과, 상기 편광층(320) 상부에 형성된 제1 보호층(330) 및 상기 편광층(320) 하부에 형성된 제2 보호층(340)을 포함하여 구성된다.
상부 편광 필름(300)의 편광층(320)은 비편광된 광(unpolarized light)을 선편광된 광(linearly polarized light)으로 변화시키는 것으로, 입사된 광 중에서 한쪽 방향으로 진동하는 광만 투과시키고, 다른 방향으로 진동하는 광은 흡수한다.
이러한, 편광층(320)은 PVA(Poly Vinyl Alcohol) 필름을 Y축 방향 또는 X축 방향(MD: Mechanical Direction 방향 또는 TD: Tension Direction) 방향)으로 연신시켜 고분자 사슬을 연신 방향으로 배양시키고, 연신된 PVA 필름에 이색성을 가지는 요오드 분자 또는 염료 분자를 염착시켜 형성한다. 편광층(320)의 광축은 액정 패널(100)이 IPS 모드인 경우에는 0° 또는 90°로 형성되고, TN 모드인 경우에는 45° 또는 135°로 형성될 수 있다.
상부 편광 필름(300)의 제1 보호층(330)은 편광층(320)을 보호하기 위한 것으로, 천연 고분자(일 예로서, TAC: tri-acetate cellulose) 물질로 60um의 두께로 형성된다. 제1 보호층(330)의 표면에는 산란, 경도 강화, 무반사, 저반사 등의 특성을 가지는 표면코팅 처리가 이루어질 수 있다.
상부 편광 필름(300)의 제2 보호층(340)은 편광층(320)을 보호하기 위한 것으로, 아크릴(Acryl) 물질로 40um의 두께로 형성된다. 여기서, 제2 보호층(340)의 재료로 이용되는 아크릴 물질로서, Polyethylene Terephthalate(PET), polycarbonate(PC), polymethyl methacrylate(PMMA) 또는 Polybutyl methacrylate(PBMA)가 적용될 수 있다.
이러한, 편광층(320), 제1 보호층(330) 및 제2 보호층(340)을 포함하는 상부 편광 필름(300)은 상부 접착층(150)에 의해 액정 패널(100)의 상면, 즉, 상부 기판의 상부에 부착된다. 상부 편광 필름(300)의 제1 보호층(330) 상에 FPR(400)이 부착된다. 상부 접착층(150)은 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)가 적용될 수 있다.
액정 패널(100)의 상부에 상부 편광 필름(300) 및 FPR(400)이 부착되고, 액정 패널(100)의 하부에 하부 편광 필름(200)이 부착되면 액정 패널(100)의 하부 기판과 상부 기판의 두께차이로 인해 휨이 발생될 수 있다.
본 발명의 제1 실시 예에서는 액정 패널의 하부 기판과 상부 기판의 두께차이로 인한 휨 발생을 방지하기 위해서, 하부 편광 필름(200)의 제1 보호층(230) 및 제2 보호층(240)의 물질로 저투습 특성을 가지는 아크릴(acryl)을 적용하였다.
구체적으로, 액정 패널(100)의 배면에 부착되는, 즉, 액정 패널(100)의 하부 기판 배면(하부)에 부착되는 하부 편광 필름(200)은 편광층(220)과, 상기 편광층(220) 하부에 형성된 제1 보호층(230) 및 상기 편광층(220) 상부에 형성된 제2 보호층(240)을 포함하여 구성된다.
하부 편광 필름(200)의 편광층(220)은 비편광된 광(unpolarized light)을 선편광된 광(linearly polarized light)으로 변화시키는 것으로, 입사된 광 중에서 한쪽 방향으로 진동하는 광만 투과시키고, 다른 방향으로 진동하는 광은 흡수한다.
이러한, 편광층(220)은 PVA(Poly Vinyl Alcohol) 필름을 Y축 방향 또는 X축 방향(MD: Mechanical Direction 방향 또는 TD: Tension Direction) 방향)으로 연신시켜 고분자 사슬을 연신 방향으로 배양시키고, 이색성을 가지는 요오드 분자 또는 염료 분자를 연신된 PVA 필름에 염착시켜 형성한다. 편광층(220)의 광축은 액정 패널(100)이 IPS 모드인 경우에는 0° 또는 90°로 형성되고, TN 모드인 경우에는 45° 또는 135°로 형성될 수 있다.
하부 편광 필름(200)의 제1 보호층(230)은 편광층(320)을 보호하기 위한 것으로, TAC 물질 대비 저투습 특성을 가지는 아크릴(Acryl) 물질로 40um의 두께를 가지도록 형성된다. 제1 보호층(230)의 표면에는 산란, 경도 강화, 무반사, 저반사 등의 특성을 가지는 표면코팅 처리가 이루어질 수 있다.
하부 편광 필름(200)의 제2 보호층(240)은 편광층(220)을 보호하기 위한 것으로, TAC 물질 대비 저투습 특성을 가지는 아크릴(Acryl) 물질로 40um의 두께를 가지도록 형성된다.
여기서, 하부 편광 필름(200)의 제1 보호층(230) 및 제2 보호층(240)의 재료로 이용되는 아크릴 물질로서, Polyethylene Terephthalate(PET), polycarbonate(PC), polymethyl methacrylate(PMMA) 또는 Polybutyl methacrylate(PBMA)가 적용될 수 있다.
이러한, 편광층(220), 제1 보호층(230) 및 제2 보호층(240)을 포함하는 하부 편광 필름(200)은 하부 접착층(140)에 의해 액정 패널(100)의 배면, 즉, 하부 기판의 배면에 부착된다. 하부 접착층(140)은 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)가 적용될 수 있다.
여기서, 액정 패널(100)의 배면에 하부 편광 필름(200)을 부착시키는 하부 접착층(140)과, 액정 패널(100)의 상면에 상부 편광 필름(300)을 부착시키는 상부 접착층(150)은 동일한 모듈러스(modulus)를 가진다.
여기서, 상기 TAC 물질로 형성된 보호층은 180g/m2day의 수분 침투율을 가지며, 상기 아크릴 물질로 형성된 보호층 30g/m2day의 수분 침투율을 가진다.
상술한, 액정 패널(100), 하부 편광 필름(200), 상부 편광 필름(300) 및 FPR(400)을 포함하는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치는, 저투습 특성의 물질인 아크릴로 하부 편광 필름(200)의 제1 보호층(230)과 제2 보호층(240)을 형성하여 액정 패널(100)이 수축/팽창되는 것을 개선할 수 있다. 이를 통해, 액정 패널(100)의 휨 발생을 개선하여 액정 디스플레이 모듈의 네 모서리(4 corner)에서 빛 샘이 발생되는 것을 방지하고, 표시 품질을 높일 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치의 상부 편광 필름과 하부 편광 필름을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 액정 패널(100)의 상면에는 상부 편광 필름(300)이 부착되어 있고, 액정 패널(100)의 배면에는 하부 편광 필름(200)이 부착되어 있다.
여기서, 액정 패널(100)의 상면에 상부 편광 필름(300)을 부착시키는 상부 접착층(310)과, 액정 패널(100)의 배면에 하부 편광 필름(200)을 부착시키는 하부 접착층(210)은 상이한 모듈러스(modulus)를 가지는 점착제로 형성된다.
액정 패널(100)의 상부에 상부 편광 필름(300) 및 FPR(400)이 부착되고, 액정 패널(100)의 하부에 하부 편광 필름(200)이 부착되면 액정 패널(100)의 하부 기판과 상부 기판의 두께차이로 인해 휨이 발생될 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에서는 액정 패널의 하부 기판과 상부 기판의 두께차이로 인한 휨 발생을 방지하기 위해서, 액정 패널(100)의 상면에 상부 편광 필름(300)을 부착시키는 상부 접착층(310)의 물질로 하드 타입(hard type)의 점착제를 적용하고, 액정 패널(100)의 배면에 하부 편광 필름(200)을 부착시키는 하부 접착층(210)의 물질로 미들 타입(middle type)의 접착제를 적용한다.
구체적으로, 액정 패널(100)의 상면에 부착되는, 즉, 액정 패널(100)의 상부 기판 상부에 부착되는 상부 편광 필름(300)은 편광층(320)과, 상기 편광층(320) 상부에 형성된 제1 보호층(330) 및 상기 편광층(320) 하부에 형성된 제2 보호층(340)을 포함하여 구성된다.
상부 편광 필름(300)의 편광층(320)은 비편광된 광(unpolarized light)을 선편광된 광(linearly polarized light)으로 변화시키는 것으로, 입사된 광 중에서 한쪽 방향으로 진동하는 광만 투과시키고, 다른 방향으로 진동하는 광은 흡수한다.
이러한, 편광층(320)은 PVA(Poly Vinyl Alcohol) 필름을 Y축 방향 또는 X축 방향(MD: Mechanical Direction 방향 또는 TD: Tension Direction) 방향)으로 연신시켜 고분자 사슬을 연신 방향으로 배양시키고, 연신된 PVA 필름에 이색성을 가지는 요오드 분자 또는 염료 분자를 염착시켜 형성한다. 편광층(320)의 광축은 액정 패널(100)이 IPS 모드인 경우에는 0° 또는 90°로 형성되고, TN 모드인 경우에는 45° 또는 135°로 형성될 수 있다.
상부 편광 필름(300)의 제1 보호층(330)은 편광층(320)을 보호하기 위한 것으로, 천연 고분자(일 예로서, TAC: tri-acetate cellulose) 물질로 60um의 두께로 형성된다. 제1 보호층(330)의 표면에는 산란, 경도 강화, 무반사, 저반사 등의 특성을 가지는 표면코팅 처리가 이루어질 수 있다.
상부 편광 필름(300)의 제2 보호층(340)은 편광층(320)을 보호하기 위한 것으로, 아크릴(Acryl) 물질로 40um의 두께로 형성된다. 여기서, 제2 보호층(340)의 재료로 이용되는 아크릴 물질로서, Polyethylene Terephthalate(PET), polycarbonate(PC), polymethyl methacrylate(PMMA) 또는 Polybutyl methacrylate(PBMA)가 적용될 수 있다.
이러한, 편광층(320), 제1 보호층(330) 및 제2 보호층(340)을 포함하는 상부 편광 필름(300)은 상부 접착층(310)에 의해 액정 패널(100)의 상면, 즉, 상부 기판의 상부에 부착된다. 상부 편광 필름(300)의 제1 보호층(330) 상에 FPR(400)이 부착된다.
액정 패널(100)의 상부에 상부 편광 필름(300)을 부착시키는 상부 접착층(310)은 100,000[Pa] 이상의 모듈러스(modulus)를 가지는 하드 타입(hard type)의 점착제가 적용될 수 있다.
이어서, 액정 패널(100)의 배면에 부착되는, 즉, 액정 패널(100)의 하부 기판 배면(하부)에 부착되는 하부 편광 필름(200)은 편광층(220)과, 상기 편광층(220) 하부에 형성된 제1 보호층(250) 및 상기 편광층(220) 상부에 형성된 제2 보호층(240)을 포함하여 구성된다.
하부 편광 필름(200)의 편광층(220)은 비편광된 광(unpolarized light)을 선편광된 광(linearly polarized light)으로 변화시키는 것으로, 입사된 광 중에서 한쪽 방향으로 진동하는 광만 투과시키고, 다른 방향으로 진동하는 광은 흡수한다.
이러한, 편광층(220)은 PVA(Poly Vinyl Alcohol) 필름을 Y축 방향 또는 X축 방향(MD: Mechanical Direction 방향 또는 TD: Tension Direction) 방향)으로 연신시켜 고분자 사슬을 연신 방향으로 배양시키고, 이색성을 가지는 요오드 분자 또는 염료 분자를 연신된 PVA 필름에 염착시켜 형성한다. 편광층(220)의 광축은 액정 패널(100)이 IPS 모드인 경우에는 0° 또는 90°로 형성되고, TN 모드인 경우에는 45° 또는 135°로 형성될 수 있다.
하부 편광 필름(200)의 제1 보호층(250)은 편광층(320)을 보호하기 위한 것으로, 천연 고분자(일 예로서, TAC: tri-acetate cellulose) 물질로 60um의 두께로 형성된다. 제1 보호층(250)의 표면에는 산란, 경도 강화, 무반사, 저반사 등의 특성을 가지는 표면코팅 처리가 이루어질 수 있다.
하부 편광 필름(200)의 제2 보호층(240)은 편광층(220)을 보호하기 위한 것으로, TAC 물질 대비 저투습 특성을 가지는 아크릴(Acryl) 물질로 40um의 두께를 가지도록 형성된다.
여기서, 하부 편광 필름(200)의 제2 보호층(240)의 재료로 이용되는 아크릴 물질로서, Polyethylene Terephthalate(PET), polycarbonate(PC), polymethyl methacrylate(PMMA) 또는 Polybutyl methacrylate(PBMA)가 적용될 수 있다.
여기서, 상기 TAC 물질로 형성된 보호층은 180g/m2day의 수분 침투율을 가지며, 상기 아크릴 물질로 형성된 보호층 30g/m2day의 수분 침투율을 가진다.
이러한, 편광층(220), 제1 보호층(250) 및 제2 보호층(240)을 포함하는 하부 편광 필름(200)은 하부 접착층(210)에 의해 액정 패널(100)의 배면, 즉, 하부 기판의 배면에 부착된다.
여기서, 액정 패널(100)의 배면에 하부 편광 필름(200)을 부착시키는 하부 접착층(210)은 60,000~100,000[Pa]의 모듈러스(modulus)를 가지는 미들 타입(middle type)의 점착제가 적용될 수 있다.
상술한, 액정 패널(100), 하부 편광 필름(200), 상부 편광 필름(300) 및 FPR(400)을 포함하는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치는, 하드 타입(100,000[Pa] 이상의 모듈러스)의 점착제로 형성된 상부 접착층(310)을 통해 상부 편광 필름(300)을 액정 패널에 부착시켜 수분에 의한 변형이 상대적으로 심한 상부 편광 필름(300)의 변형을 줄일 수 있다.
또한, 하드 타입(100,000[Pa] 이상의 모듈러스)의 점착제로 형성된 상부 접착층(310)으로 액정 패널(100)의 상부 기판에 상부 편광 필름(300)을 부착시켜, 상부 기판의 치수 변동을 줄여 액정 패널(100)에 휨이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이, 액정 패널(100)의 휨 발생을 개선하여 액정 디스플레이 모듈의 네 모서리(4 corner)에서 빛 샘이 발생되는 것을 방지하고, 표시 품질을 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치의 상부 편광 필름과 하부 편광 필름을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 액정 패널(100)의 상면에는 상부 편광 필름(300)이 부착되어 있고, 액정 패널(100)의 배면에는 하부 편광 필름(200)이 부착되어 있다.
본 발명의 제3 실시 예에서는 액정 패널의 하부 기판과 상부 기판의 두께차이로 인한 휨 발생을 방지하기 위해서, 하부 편광 필름(200)의 제1 보호층(230) 및 제2 보호층(240)의 물질로 저투습 특성을 가지는 아크릴(acryl)을 적용하였다.
또한, 액정 패널(100)의 상면에 상부 편광 필름(300)을 부착시키는 상부 접착층(310)의 물질로 하드 타입(hard type)의 점착제를 적용하고, 액정 패널(100)의 배면에 하부 편광 필름(200)을 부착시키는 하부 접착층(210)의 물질로 미들 타입(middle type)의 접착제를 적용한다.
구체적으로, 액정 패널(100)의 상면에 부착되는, 즉, 액정 패널(100)의 상부 기판 상부에 부착되는 상부 편광 필름(300)은 편광층(320)과, 상기 편광층(320) 상부에 형성된 제1 보호층(330) 및 상기 편광층(320) 하부에 형성된 제2 보호층(340)을 포함하여 구성된다.
상부 편광 필름(300)의 편광층(320)은 비편광된 광(unpolarized light)을 선편광된 광(linearly polarized light)으로 변화시키는 것으로, 입사된 광 중에서 한쪽 방향으로 진동하는 광만 투과시키고, 다른 방향으로 진동하는 광은 흡수한다.
이러한, 편광층(320)은 PVA(Poly Vinyl Alcohol) 필름을 Y축 방향 또는 X축 방향(MD: Mechanical Direction 방향 또는 TD: Tension Direction) 방향)으로 연신시켜 고분자 사슬을 연신 방향으로 배양시키고, 연신된 PVA 필름에 이색성을 가지는 요오드 분자 또는 염료 분자를 염착시켜 형성한다. 편광층(320)의 광축은 액정 패널(100)이 IPS 모드인 경우에는 0° 또는 90°로 형성되고, TN 모드인 경우에는 45° 또는 135°로 형성될 수 있다.
상부 편광 필름(300)의 제1 보호층(330)은 편광층(320)을 보호하기 위한 것으로, 천연 고분자(일 예로서, TAC: tri-acetate cellulose) 물질로 60um의 두께로 형성된다. 제1 보호층(330)의 표면에는 산란, 경도 강화, 무반사, 저반사 등의 특성을 가지는 표면코팅 처리가 이루어질 수 있다.
상부 편광 필름(300)의 제2 보호층(340)은 편광층(320)을 보호하기 위한 것으로, 아크릴(Acryl) 물질로 40um의 두께로 형성된다. 여기서, 제2 보호층(340)의 재료로 이용되는 아크릴 물질로서, Polyethylene Terephthalate(PET), polycarbonate(PC), polymethyl methacrylate(PMMA) 또는 Polybutyl methacrylate(PBMA)가 적용될 수 있다.
이러한, 편광층(320), 제1 보호층(330) 및 제2 보호층(340)을 포함하는 상부 편광 필름(300)은 상부 접착층(310)에 의해 액정 패널(100)의 상면, 즉, 상부 기판의 상부에 부착된다. 상부 편광 필름(300)의 제1 보호층(330) 상에 FPR(400)이 부착된다.
액정 패널(100)의 상부에 상부 편광 필름(300)을 부착시키는 상부 접착층(310)은 100,000[Pa] 이상의 모듈러스(modulus)를 가지는 하드 타입(hard type)의 점착제가 적용될 수 있다.
이어서, 액정 패널(100)의 배면에 부착되는, 즉, 액정 패널(100)의 하부 기판 배면(하부)에 부착되는 하부 편광 필름(200)은 편광층(220)과, 상기 편광층(220) 하부에 형성된 제1 보호층(230) 및 상기 편광층(220) 상부에 형성된 제2 보호층(240)을 포함하여 구성된다.
하부 편광 필름(200)의 편광층(220)은 비편광된 광(unpolarized light)을 선편광된 광(linearly polarized light)으로 변화시키는 것으로, 입사된 광 중에서 한쪽 방향으로 진동하는 광만 투과시키고, 다른 방향으로 진동하는 광은 흡수한다.
이러한, 편광층(220)은 PVA(Poly Vinyl Alcohol) 필름을 Y축 방향 또는 X축 방향(MD: Mechanical Direction 방향 또는 TD: Tension Direction) 방향)으로 연신시켜 고분자 사슬을 연신 방향으로 배양시키고, 이색성을 가지는 요오드 분자 또는 염료 분자를 연신된 PVA 필름에 염착시켜 형성한다. 편광층(220)의 광축은 액정 패널(100)이 IPS 모드인 경우에는 0° 또는 90°로 형성되고, TN 모드인 경우에는 45° 또는 135°로 형성될 수 있다.
하부 편광 필름(200)의 제1 보호층(230)은 편광층(320)을 보호하기 위한 것으로, TAC 물질 대비 저투습 특성을 가지는 아크릴(Acryl) 물질로 40um의 두께를 가지도록 형성된다. 제1 보호층(230)의 표면에는 산란, 경도 강화, 무반사, 저반사 등의 특성을 가지는 표면코팅 처리가 이루어질 수 있다.
하부 편광 필름(200)의 제2 보호층(240)은 편광층(220)을 보호하기 위한 것으로, TAC 물질 대비 저투습 특성을 가지는 아크릴(Acryl) 물질로 40um의 두께를 가지도록 형성된다.
여기서, 하부 편광 필름(200)의 제1 보호층(230) 및 제2 보호층(240)의 재료로 이용되는 아크릴 물질로서, Polyethylene Terephthalate(PET), polycarbonate(PC), polymethyl methacrylate(PMMA) 또는 Polybutyl methacrylate(PBMA)가 적용될 수 있다.
이러한, 편광층(220), 제1 보호층(230) 및 제2 보호층(240)을 포함하는 하부 편광 필름(200)은 하부 접착층(140)에 의해 액정 패널(100)의 배면, 즉, 하부 기판의 배면에 부착된다.
액정 패널(100)의 배면에 하부 편광 필름(200)을 부착시키는 하부 접착층(210)은 60,000~100,000[Pa]의 모듈러스(modulus)를 가지는 미들 타입(middle type)의 점착제가 적용될 수 있다.
여기서, 상기 TAC 물질로 형성된 보호층은 180g/m2day의 수분 침투율을 가지며, 상기 아크릴 물질로 형성된 보호층 30g/m2day의 수분 침투율을 가진다.
상술한, 액정 패널(100), 하부 편광 필름(200), 상부 편광 필름(300) 및 FPR(400)을 포함하는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 액정 디스플레이 장치는, 저투습 특성의 물질인 아크릴로 하부 편광 필름(200)의 제1 보호층(230)과 제2 보호층(240)을 형성하여 액정 패널(100)이 수축/팽창되는 것을 개선할 수 있다.
또한, 하드 타입(100,000[Pa] 이상의 모듈러스)의 점착제로 형성된 상부 접착층(310)을 통해 상부 편광 필름(300)을 액정 패널에 부착시켜 수분에 의한 변형이 상대적으로 심한 상부 편광 필름(300)의 변형을 줄일 수 있다.
또한, 하드 타입(100,000[Pa] 이상의 모듈러스)의 점착제로 형성된 상부 접착층(310)으로 액정 패널(100)의 상부 기판에 상부 편광 필름(300)을 부착시켜, 상부 기판의 치수 변동을 줄여 액정 패널(100)에 휨이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 액정 패널의 휨이 개선된 효과를 나타내는 도면이다. 도 9에서는 본 발명의 액정 디스플레이 장치와 종래 기술의 액정 디스플레이 장치의 휨 발생을 측정한 결과를 나타내고 있다.
도 9를 참조하면, 종래 기술의 액정 디스플레이 장치는 0.85 내지 1.05 수준으로 액정 패널에 휨이 발생했으나, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 종래 기술과 동일한 수준 조건 하에서 0.34 수준으로 액정 패널에 휨이 개선된 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 액정 패널(100)의 휨 발생을 개선하여 액정 디스플레이 모듈의 네 모서리(4 corner)에서 빛 샘이 발생되는 것을 방지하고, 표시 품질을 높일 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당 업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
00: 액정 패널 : 하부 기판
120: 상부 기판 : 액정층
162: LED 164: 반사판
166: 도광판 168: 복수의 광학 시트
200: 하부 편광 필름 140, 210: 하부 접착층
300: 상부 편광 필름 150, 310: 상부 접착층
220: 편광층 230, 250: 제1 보호층
240: 제2 보호층 320: 편광층
330: 제1 보호층 340: 제2 보호층
400: FPR(Film-type Patterned Retarder)

Claims (9)

  1. 액정 패널;
    상기 액정 패널의 배면에 배치되는 하부 편광 필름;
    상기 하부 편광 필름을 상기 액정 패널의 배면에 부착시키는 하부 접착층;
    상기 액정 패널의 상면에 배치되는 상부 편광 필름;
    상기 상부 편광 필름을 상기 액정 패널에 부착시키는 상부 접착층; 및
    상기 상부 편광 필름 상에 부착되는 FPR(Film-type Patterned Retarder)를 포함하고,
    상기 하부 접착층과 상기 상부 접착층은 상이한 모듈러스(modulus)를 가지는 점착제로 형성되고,
    상기 상부 접착층은 하드 타입의 점착제로 구비되고,
    상기 하부 접착층은 60,000~100,000[Pa]의 모듈러스를 가지는 미들 타입의 점착제로 구비되고,
    상기 상부 편광 필름은 편광층, 상기 편광층 상부에 천연 고분자 물질로 형성된 제1 보호층, 및 상기 편광층 하부에 저투습 특성을 가지는 아크릴 물질로 형성된 제2 보호층을 포함하고,
    상기 하부 편광 필름은 편광층, 상기 편광층 하부에 저투습 특성을 가지는 아크릴 물질로 형성된 제1 보호층, 및 상기 편광층 상부에 저투습 특성을 가지는 아크릴 물질로 형성된 제2 보호층을 포함하고,
    상기 천연 고분자 물질로 형성된 보호층은 180g/m2day의 수분 침투율을 가지며,
    상기 아크릴 물질로 형성된 보호층은 30g/m2day의 수분 침투율을 가지는 액정 디스플레이 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 접착층은 상기 하부 접착층보다 큰 모듈러스를 가지는 점착제로 형성된 액정 디스플레이 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 접착층은 100,000[Pa] 이상의 모듈러스를 가지는 점착제로 형성된 액정 디스플레이 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 편광 필름의 제1 보호층은 tri-acetate cellulose 물질로 60um의 두께로 형성된 액정 디스플레이 장치.
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 편광 필름의 제2 보호층과, 상기 하부 편광 필름의 제1 보호층 및 제2 보호층은 Polyethylene Terephthalate(PET), polycarbonate(PC), polymethyl methacrylate(PMMA) 또는 Polybutyl methacrylate(PBMA) 물질로 40um의 두께로 형성된 액정 디스플레이 장치.
  9. 삭제
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