KR20040039559A - 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

외부로부터의 충격 및 오염으로부터 액정 패널을 보호하면서, 표시 특성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치가 개시된다. 액정 패널의 표시면 상에는 액정 패널을 보호하는 보호시트가 배치된다. 보호시트의 전면에는 액정 패널로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 이물 방지막, 외부로부터 제공되는 제1 광이 보호시트의 표면에서 반사되는 것을 방지하기 위한 반사 방지막 및 액정 패널로 출사되는 제2 광을 확산시키기 위한 광 산란막 중 어느 하나로부터 선택된 막이 구비된다. 따라서, 액정 패널을 보호하면서 액정표시장치의 표시 특성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부로부터의 충격 및 오염으로부터 액정 패널을 보호하면서, 표시 특성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
정보 처리 기기는 사용자가 정보처리 장치에서 처리된 정보를 육안으로 확인할 수 있도록 인터페이스 역할을 하는 디스플레이 장치를 필요로 한다. 액정표시장치는 디스플레이 장치의 대표적인 것으로써, 액정의 특정한 분자배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시키고, 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하는 것으로, 액정에 의한 빛의 변조를 이용한 디스플레이 장치이다.
기존에, 상기 액정표시장치는 액정 자체의 응답속도가 느리고, 제작이 어렵다는 사실로 인하여 약 20인치 미만의 사이즈를 갖는 노트북 컴퓨터의 표시장치나 휴대용 단말기의 표시장치로서 주로 사용되었다.
기술의 발달에 따라 응답속도와 시야각 문제가 해결되어 상기 액정 표시 장치의 패널 사이즈를 20인치 이상으로 만드는 것이 가능하게 되고 있다. 이는 결과적으로, 20인치 이상의 스크린 사이즈를 갖는 대형 액정표시장치을 구현할 수 있다는 것이다. 예를 들어 텔레비전에 상기 액정표시장치의 적용이 가능해 질 것으로 기대된다.
일반적으로, 상기 액정표시장치는 액정 패널 및 상기 액정 패널로 광을 공급하기 위한 광 공급장치를 구비한다. 상기 액정 패널의 양측면에는 광 공급장치 또는 외부로부터 제공된 광 중 일측 방향으로 진동하는 광을 상기 액정 패널로 공급하기 위한 편광판이 부착된다. 즉, 상기 액정 패널의 상부에는 상부 편광판이 부착되고 상기 액정 패널의 하부에는 하부 편광판이 부착된다.
빛은 전자기파로서, 사인 함수로 진동하며 진동방향은 전파 방향에 수직이다. 이러한 진동 방향은 방향성이 없이 어느 방향으로든 같은 확률로 존재한다. 상기 편광판은 이러한 빛 중에서 원하는 한쪽 방향으로 진동하는 빛만 투과시키고 그 외의 나머지 방향으로 진동하는 빛은 적당한 매질을 이용하여 흡수 또는 반사하여 특정한 방향으로 진동하는 빛을 만드는 역할을 한다.
상술한 바와 같이, 상기 액정표시장치가 텔레비전과 같이 대형 스크린 사이즈로 구현되기 위해서는 동작속도, 시야각과 같은 물리적, 전기적 특성의 향상뿐만 아니라 외관 특성 또한 향상되어야 한다. 주지하듯이, 텔레비전의 표면은 사용자들에 의한 표면 접촉이 잦다. 이 때문에, 표면이 충격을 받거나 이물질이 표면에 부착되는 문제가 발생된다.
표면이 잦은 충격을 받게 되면, 상기 액정표시장치의 경우 최외각에 배치되는 상기 상부 편광판이 손상되고, 그 결과 표시되는 화상이 왜곡될 수 있다. 또한, 표면에 부착된 이물질은 상기 액정표시장치로부터 표시되는 화상을 왜곡시킬 수 있다. 즉, CRT 디스플레이 장치와 같이 표면을 유리로 착각한 사용자들이 세정제 등을 이용하여 표면을 닦음으로써 상기 상부 편광판이 손상될 수 있고, 그 결과 표시되는 화상이 왜곡되는 것이다.
상기 상부 편광판이 심하게 오염되거나 훼손된 경우에, 상기 상부 편광판을 수리하기 위하여 상기 액정 패널로부터 상기 상부 편광판을 떼어내어 교체하는 공정이 수반된다. 그러나, 이러한 교체 공정에서 상기 액정 패널이 손상되는 경우가 종종 발생된다.
또한, 상기 상부 편광판에는 상기 액정 패널의 표시 특성을 향상시킬 수 있는 기능성 시트들이 부착되거나, 상기 상부 편광판 제조 공정시 상기 상부 편광판자체에 일체화된다.
상기 상부 편광판에 별도의 시트를 부착할 경우, 부착 방법의 어려움으로 인해서 상기 액정표시장치의 수율이 감소되는 문제가 발생된다. 또한, 상기 기능성 시트를 상기 상부 편광판에 일체화시킬 경우에는 상기 액정표시장치의 원가가 증가되는 문제가 발생된다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 외부로부터의 충격 및 오염으로부터 액정패널을 보호하면서, 표시 특성 및 생산성을 향상시키기 위한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 편광판 및 보호시트를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호시트를 나타낸 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 백 라이트 유닛 200 : 디스플레이 유닛
210 : 액정 패널 213 : 액정층
220 : 제1 편광판 230 : 제2 편광판
250 : 보호시트 260 : 제1 막
270 : 제2 막 300 : 액정표시장치
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치는, 스위칭 소자와 제1 전극으로 이루어진 다수의 화소가 형성된 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보는 면상에 제2 전극이 형성된 제2 기판 및 상기 제1 및 제2 기판과의 사이에 개재된 액정층으로 이루어진 액정 패널; 및 상기 액정 패널의 표시면 상에 배치되어 외부로부터 가해지는 충격으로부터 상기 액정 패널을 보호하는 투명성 보호시트를 포함한다.
이러한 액정표시장치에 따르면, 액정 패널의 표시면 상에는 액정 패널을 보호하는 보호시트가 배치되고, 보호시트의 전면에는 이물 방지막, 반사 방지막 및 광 산란막 중 어느 하나로부터 선택된 막이 구비된다. 따라서, 외부 충격 및 오염으로부터 상기 액정 패널을 보호하면서 상기 액정표시장치의 표시 특성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(300)는 광을 발생하는 백 라이트 유닛(100) 및 상기 광을 제공받아 영상을 표시하는 디스플레이 유닛(200)으로 이루어진다.
상기 백 라이트 유닛(100)은 상기 광을 발생하는 다수의 램프(110), 상기 광을 액정 패널(210) 측으로 반사하기 위한 램프 반사판(120) 및 상기 광을 확산하여 상기 액정 패널(210)로 제공하기 위한 확산판(130)을 포함한다.
상기 램프들(110)은 상기 램프 반사판(120)의 반사면 상에 나란하게 배치되고, 상기 램프 반사판(120)은 상기 반사면을 통해 상기 램프들(110)로부터 누설되는 광을 상기 액정 패널(200) 측으로 진행시킨다.
상기 확산판(130)은 상기 램프들(110)과 소정의 간격을 유지하면서 상기 램프들(110)의 상부에 배치되어, 상기 광이 균일한 휘도 분포를 갖도록 상기 광을 확산시킨다. 또한, 상기 확산판(130)의 상면에는 광학 시트(140)가 구비된다. 상기 광학 시트(140)는 상기 확산된 광을 집광하여 상기 액정표시장치(300)의 정면 휘도를 증가시켜면서, 집광된 광을 확산시켜 상기 액정표시장치(300)의 시야각을 향상시킨다.
한편, 상기 디스플레이 유닛(200)은 액정 패널(210), 상기 액정 패널(210)의상부에 구비되는 제1 편광판(220), 상기 액정 패널(210)의 하부에 구비되는 제2 편광판(230) 및 상기 제2 편광판(230) 상에 구비되는 보호시트(250)를 포함한다.
상기 액정 패널(210)은 제1 기판(211)과, 상기 제1 기판(211)에 대향하는 제2 기판(212)과, 상기 제1 기판(211)과 제2 기판(212)과의 사이에 개재된 액정층(213)으로 이루어진다.
상기 제1 기판(211)은 제1 유리기판 상에 스위칭 소자의 하나인 TFT(미도시)와 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; 이하, ITO)와 같은 도전성 산화막으로 이루어져 상기 TFT에 접속된 투명 전극(미도시)으로 이루어진 단위 화소가 매트릭스 형태로 다수개 형성된 기판이다. 상기 제1 기판은 상기 투명 전극 상에 형성된 제1 배향막(미도시)을 더 구비한다.
한편, 상기 제2 기판(212)은 제2 유리기판 상에 RGB 색화소로 이루어진 컬러필터(미도시), 화소들 사이에서 광의 누출을 방지하기 위한 차광막(미도시) 및 컬러필터와 차광막 상에 형성되고 ITO로 이루어진 공통 전극(미도시)이 형성된 기판이다. 상기 제2 기판(212)은 상기 공통전극 상에 형성되어 상기 제1 배향막과 함께 상기 액정층(213)의 프리틸트(Pretilt)각을 결정하는 제2 배향막(미도시)을 더 구비한다.
상기 제1 기판(211)과 제2 기판(212)은 상기 투명 전극과 공통 전극이 서로 마주보도록 배치된다.
상기 액정층(213)은 90°트위스트된 네마틱(Twisted Nematic; TN) 액정 조성물을 이용하여 형성된다.
또한, 상기 제1 및 제2 편광판(220, 230)은 상기 액정층(213)의 배향 방향에 따라 광의 투과 방향을 일정하게 해준다. 구체적으로, 상기 액정 패널(210)의 상기 제2 기판(212) 상에는 상면, 즉 상기 보호시트(250)와 상기 제2 기판(212)과의 사이에는 상기 제1 편광판(220)이 배치된다. 또한, 상기 액정패널(210)과 상기 백 라이트 유닛(100)과의 사이에는 상기 제2 편광판(230)이 배치된다. 상기 제1 및 제2 편광판(220, 230)은 소정의 편광 성분을 흡수하고 그 밖의 편광 성분을 투과하여 빛의 투과 방향을 일정하게 해주는 역할을 한다. 여기서, 상기 제1 및 제2 편광판(220, 230)의 편광축은 서로에 대해 수직이므로, 상기 제1 및 제2 편광판(220, 230)이 투과하는 광의 편광 성분도 서로 수직하다.
상기 보호시트(250)는 상기 제1 편광판(220) 상에 배치되어 상기 액정 패널(210) 및 상기 제1 편광판(220)을 외부로부터 가해지는 충격으로부터 보호하는 기능을 수행한다. 그러기 위해서 상기 보호시트(250)는 외부 충격으로부터 견딜 수 있도록 약 2H 이상의 경도를 갖는다.
또한, 상기 보호시트(250)는 무색-투명한 특성을 갖는 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어진다. 구체적으로, 상기 보호시트(250)는 상기 폴리 카보네이트(poly carbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이드(Polymethyle Methacrylate; PMMA)로 이루어진다.
상기 보호시트(250)는 상기 액정표시장치(300)의 표시 특성을 향상시킬 수 있는 다양한 기능을 갖는 막들을 더 구비할 수 있다. 여기에 대해서는 이하 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도 1에서는 텔레비전에 적용되는 액정표시장치(300)를 대표적인 예로서 보여준다. 그러나, 본 발명의 적용은 여기에 국한되지는 않는다.
또한, 도 1에서는 상기 액정 패널(210)의 하부에 다수의 램프들(110)이 일렬로 배치되어, 발생된 광을 상기 액정 패널(210)로 직접적으로 제공하는 직하형 백 라이트 유닛(100)의 구조를 나타내었다. 그러나, 본 발명은 직하형 백 라이트 유닛(100)에 한정되지 않으며, 에지형 백 라이트 유닛에도 충분히 적용될 수 있는 구조이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 편광판과 보호시트를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 제1 편광판(220)은 편광 기능을 수행하는 편광층(221), 상기 편광층(221)의 상부면 및 하부면에 각각 구비되어 상기 편광층(221)을 지지하는 제1 및 제2 지지층(222, 223)으로 이루어진다.
구체적으로, 상기 편광층(221)은 제1 방향으로 연신된 폴리 비닐 알코올(Poly Vinyl Alcohol, 이하, "PVA"라 함)층에 요오드나 이색성 염료를 흡착하여 형성된다. 상기 편광층(221)은 입사된 광 중 상기 제1 방향, 즉 연신축으로 진동하는 성분은 흡수하고, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 진동하는 성분은 투과시킨다. 상기 제1 및 제2 지지층(222, 223)은 내구성을 갖는 트리 아세테이트 셀룰로오스(Tri Acetate Cellulose; TAC)로 형성되고, 상기 편광층(221)의 상부면 및 하부면에 배치되어 상기 편광층(221)을 지지 및 보호한다.
상기 제1 편광판(220) 상에는 상기 제1 편광판(220)을 외부 충격으로부터 보호하는 보호막(251) 및 상기 보호막(251) 상에 형성된 제1 막으로 이루어진 상기 보호시트(250)가 구비된다. 상기 제1 막(252)은 이하의 설명에서 제시되는 세 가지의 막중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
첫 번째, 상기 보호막(251) 상에는 상기 제1 편광판(220)이 이물질에 의해서 오염되는 것을 방지하기 위한 이물 방지막이 형성될 수 있다.
두 번째, 상기 보호막(251)의 상부 표면에는 고분자 다층막을 증착 또는 도포하여 반사방지(anti-reflection) 처리를 하여 반사 방지막이 형성될 수 있다. 상기 반사 방지막은 외부로부터 입사되는 광이 상기 보호막(251)의 표면에서 반사되어 눈부심 현상이 일어나는 것을 방지한다. 상기 반사 방지막은 굴절률이 서로 다른 두 종류의 투명 막들을 일정 두께로 반복 증착 또는 코팅하여 형성된 막으로써, 막 내부에서의 다반사(multi-reflection)에 의해 소멸 간섭이 이루어지도록 함으로써 반사 방지의 역할을 수행한다.
세 번째, 상기 보호막(251)의 상부 표면에는 상기 제1 편광판(220)으로부터 출사되어 상기 보호막(251)으로 입사된 광을 확산시키기 위하여 안티-글레어(anti-glare) 처리를 하여 확산막이 형성될 수 있다. 상기 확산막은 상기 보호시트(250)에 일체로 형성되거나 상기 보호막(251)과 분리된 별도의 시트 형태로 형성된다. 상기 확산막은 아크릴계 수지에 투명한 비드(Bead)를 분산한 상태에서 상기 보호막(251)에 코팅하여 형성될 수 있다.
도 2에서는 세 가지 기능을 갖는 막들 중 어느 하나의 막이 상기 보호막(251) 상에 형성된 구조를 도시하였으나, 상기 보호막(251) 상에는 상기 세가지 막 중 두 개 또는 세 개 이상의 막들이 함께 형성될 수도 있다.
또한, 상기 세 가지 중 어느 하나의 기능을 갖는 상기 제1 막(252)이 상기 보호막(251)의 상면에 형성되는 구조를 나타내었지만, 상기 제1 막(252)은 상기 보호막(251)의 하부면에도 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보호시트를 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 보호시트(250)는 액정 패널을 외부 충격으로부터 보호하기 위한 보호막(251), 상기 보호막(251) 상에 형성된 제1 막(252), 상기 보호막(251)의 하부에 형성된 제2 막(252)으로 이루어진다.
상기 제1 막(251)은 상기 제1 편광판(220)이 이물질에 의해서 오염되는 것을 방지하기 위한 이물 방지막, 외부로부터 입사되는 광이 상기 보호막(251)의 표면에서 반사되어 눈부심 현상이 일어나는 것을 방지하기 위한 반사 방지막 및 상기 제1 편광판(220)으로부터 출사된 광을 확산시키기 위하여 확산막 중 어느 하나로 이루어진다.
한편, 상기 제2 막(253)은 상기 액정표시장치(300)의 광 효율을 최적화하기 위하여 상기 제1 편광판(220)으로부터 출사된 광의 휘도 및 시야각을 보상하기 위한 막이다. 상기 제2 막(253)은 상기 보호막(251)에 일체로 형성되거나, 상기 보호막(251)과 분리되어 별도의 시트 형태로 형성될 수 있다.
상기 제2 막(253)은 상기 제1 편광판(220)으로부터 출사된 광이 입사되는 입사면에 역프리즘 형상을 갖는 다수의 돌출부(253a)를 구비한다. 따라서, 상기 제2 막(253)은 상기 입사면을 통해 입사된 입사광을 집광 또는 산란시켜 시야각 및 시인성을 향상된 광으로써 출사시킬 수 있다. 따라서, 상기 액정표시장치(300)의 표시 특성을 향상시킬 수 있다.
도 3에서는 상기 제2 막(253)이 프리즘 처리된 구조만을 도시하였다. 그러나, 상기 제2 막(253)은 상기 액정표시장치(300)의 광학 특성을 향상시킬 수 있는 범위 내에서 다양한 구조로 변형될 수 있다.
또한, 상기 제2 막(253)이 상기 제1 편광판(200)의 입사면에 형성된 경우만을 도시하였지만, 상기 제2 막(253)은 상기 제1 편광판(200)의 출사면에도 형성될 수 있다.
이와 같은 액정표시장치에 따르면, 액정표시장치의 최외각에 배치되는 보호시트의 전면에는 이물질에 의해서 액정 패널이 오염되는 것을 방지하는 이물 방지막, 외부로부터 제공되는 광에 의해 눈부심 현상이 발생되는 것을 방지하는 반사 방지막 및 액정 패널로부터 출사되는 광을 확산시키는 확산막 중 어느 하나로부터 선택된 막이 구비된다.
따라서, 보호시트는 액정표시장치를 외부로부터 가해지는 충격 및 오염으로부터 보호하여 액정 패널 및 편광판이 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 보호시트에 반사 방지막, 확산막 및 보상 필름들을 추가하여 형성함으로써, 눈부심 현상을 방지할 수 있고, 시야각을 확상시킬 수 있으며, 정면 시야각을 확보할 수 있다. 따라서, 액정표시장치의 표시 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 반사 방지막, 확산막 및 보상 필름들을 편광판에 형성하는 종래의 기술에 비하여 제조 원가가 절감되고, 공정이 용이해 짐으로써 액정표시장치의 생산성을 증가시킬 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 스위칭 소자와 제1 전극으로 이루어진 다수의 단위 화소가 형성된 제1 기판, 상기 제1 기판과 마주보는 면상에 제2 전극이 형성된 제2 기판 및 상기 제1 및 제2 기판과의 사이에 개재된 액정층으로 이루어진 액정 패널; 및
    상기 액정 패널의 표시면 상에 배치되어 외부로부터 가해지는 충격으로부터 상기 액정 패널을 보호하는 보호시트를 포함하는 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액정표시장치는,
    상기 액정 패널과 상기 보호시트 사이에 배치되어 상기 액정 패널로부터 출사되는 제1 광을 편광하는 제1 편광판; 및
    상기 액정 패널의 하부에 배치되어 상기 액정 패널로 입사되는 제2 광을 편광하는 제2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보호시트의 전면에는 상기 액정패널로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위한 이물 방지막, 외부로부터 상기 액정표시장치로 입사되는 제1 광이 상기 보호시트의 표면에서 반사되는 것을 방지하기 위한 반사 방지막, 및 상기 액정패널로 출사되는 제2 광을 확산하기 위한 확산막 중 어느 하나로부터 선택된 막이 구비되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보호시트의 후면에는 상기 액정패널로부터 출사되는 광의 시야각을 확장시키기 위한 보상막이 구비되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 보상막의 표면에는 프리즘 형상을 갖는 다수의 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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