KR20050087906A - Liquid crystal display device with a coated polarizing layer - Google Patents
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Abstract
액정 표시 장치를 제조함에 있어서 제품의 파손을 줄임과 동시에 디스플레이의 표시 특성을 향상시키기 위한 방안에 관한 것이다. 한 쌍의 기판으로 이루어진 액정 표시 장치 내부에 코팅 방식을 이용하여 편광층을 형성한다. 이때 기판 외부 혹은 부가적으로 형성된 기판 외부의 보호층에 눈부심 방지(anti-glare)층을 추가로 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 보호층 혹은 눈부심 방지층은 공정 진행 시 혹은 완성된 액정 표시 장치에서의 견고성을 유지시켜 주어 파손을 방지할 수 있다. 또한, 기판 외부에 형성된 눈부심 방지층은 액정 표시 장치의 외부로부터 들어오는 빛을 난반사시켜서 눈부심을 방지할 뿐 아니라 내부광을 산란시켜 백라이트 유니트의 프리즘 시트 등에 의해 생기는 광학적 모아레 현상을 완화시킬 수 있다.The present invention relates to a method for improving the display characteristics of a display while reducing damage to a product in manufacturing a liquid crystal display. A polarizing layer is formed in a liquid crystal display device including a pair of substrates by using a coating method. In this case, an anti-glare layer may be further formed on a protective layer outside the substrate or additionally formed on the substrate. The protective layer or the anti-glare layer thus formed may maintain damage during the process or in the finished liquid crystal display, thereby preventing damage. In addition, the anti-glare layer formed on the outside of the substrate not only prevents glare by diffusely reflecting light from the outside of the liquid crystal display device, but also scatters the internal light to alleviate the optical moiré phenomenon caused by the prism sheet of the backlight unit.
Description
본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 코팅 방식을 이용하여 형성된 편광층을 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device including a polarization layer formed by using a coating method.
일반적인 액정 표시 장치는 한 쌍의 기판 내에 삽입된 액정과 기판 내부에 형성된 액정 제어용 전극 등을 갖는 패널부와 광원 및 광원으로부터 나온 빛을 패널부로 전달하기 위한 백라이트 유니트로 구성된다.A general liquid crystal display device includes a panel unit having a liquid crystal inserted in a pair of substrates and a liquid crystal control electrode formed in the substrate, and a backlight unit for transferring light from the light source and the light source to the panel unit.
액정 표시 소자에서 별도의 광원이 필요한 이유는 액정 표시 장치는 유기이엘(OLED, organic light emitting diode)이나 PDP(plasma display panel) 등 다른 디스플레이와 달리 자체발광하지 않고, 한 쌍의 기판에 형성된 전극을 이용하여 액정의 움직임을 제어하는 것을 통해서 광원으로부터의 빛을 차단하거나 투과시킴으로써 디스플레이를 구현하기 때문이다. 이러한 광학적인 시스템 구성에서 기판의 바깥 면에 부착된 상부 및 하부 편광판은 일정방향으로 진동하는 빛만을 통과시킴으로써 액정이 빛을 제어하기 용이하도록 만들어 준다.The reason why a separate light source is required in a liquid crystal display device is that a liquid crystal display device does not emit light by itself, unlike other displays such as an organic light emitting diode (OLED) or a plasma display panel (PDP). This is because the display is realized by blocking or transmitting the light from the light source through controlling the movement of the liquid crystal. In this optical system configuration, the upper and lower polarizers attached to the outer surface of the substrate make the liquid crystal easier to control by passing only the light oscillating in a predetermined direction.
일반적인 편광판의 구조는, 도 1에서 보여 주는 것과 같이, 고분자 편광 매질인 폴리비닐알코올(poly-vinyl alcohol)층(13)을 중심으로 상하 양면에 트리아세틸 셀룰로오스(TAC: triacetyl cellulous) 지지체층(12, 14)이 부착되고, 상측 지지체층(12) 위에는 상측 보호막(11)이 부착되며, 하측 지지체층(14) 위에는 접착층(15)과 하부 보호막(16)이 차례로 부착된다. 이러한 적층 구조로 인해서 편광판 자체의 두께는 0.2~0.3 mm로 기판의 바깥 면에 부착된다.As shown in FIG. 1, a general polarizing plate has a triacetyl cellulose (TAC) support layer 12 formed on both sides of a poly-vinyl alcohol layer 13, which is a polymer polarizing medium, on both sides thereof. , 14 is attached, and the upper protective layer 11 is attached on the upper support layer 12, and the adhesive layer 15 and the lower protective layer 16 are sequentially attached on the lower support layer 14. Due to this laminated structure, the thickness of the polarizing plate itself is 0.2 to 0.3 mm and is attached to the outer surface of the substrate.
상기에 설명한 편광판은 액정 표시 장치의 대형화에 따라 편광판 자체의 대형화의 어려움과 편광판 부착 공정 중의 불량으로 인한 수율 저하 및 원가 상승의 문제를 발생시켜 왔다.The polarizing plate described above has caused a problem in yield reduction and cost increase due to difficulty in increasing the size of the polarizing plate itself and defects during the polarizing plate attaching process as the size of the liquid crystal display device increases.
이러한 문제점을 해결하기 위해 편광판을 별도로 제작하여 기판상에 부착하는 방식이 아닌, 도 2 에서 보여 주는 바와 같이 플라스틱이나 유리 기판(30) 위에 수용성 유기 다이(soluble organic dyestuffs)를 이용하여 편광층(20)을 직접 형성하는 기술이 개발되어 왔다. 그러나, 이러한 코팅 방식을 액정 표시 장치에 적용하는 경우에는 바깥 면에 편광판을 부착하는 경우와 비교해서, 유리 혹은 플라스틱 기판이 직접 외부에 노출되어 파손 및 긁힘에 취약하게 된다. 더구나, 반사되어 나오는 외부광에 의해 눈부심 현상이 발생할 뿐 아니라, 백라이트 유니트(backlight unit)의 광학 시트류와 패널 간의 간섭으로 인한 모아레(moire) 현상에 직접적으로 노출되어 이로 인한 표시 품질의 저하를 유발하는 문제점이 있다. In order to solve this problem, rather than separately fabricating a polarizing plate and attaching it to a substrate, as shown in FIG. 2, the polarizing layer 20 using soluble organic dyestuffs on a plastic or glass substrate 30 is shown. Has been developed to form directly. However, when the coating method is applied to the liquid crystal display device, the glass or plastic substrate is directly exposed to the outside compared to the case where the polarizer is attached to the outer surface, thereby making it vulnerable to breakage and scratching. Moreover, not only glare is caused by the reflected external light, but also directly exposed to the moire phenomenon caused by interference between the optical sheet of the backlight unit and the panel, resulting in deterioration of display quality. There is a problem.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 코팅 방식으로 직접 기판 상에 형성되는 편광층을 포함하는 액정 표시 장치에서 보호층 및 표면 처리를 포함하는 구조를 제시한다.In order to solve this problem, the present invention provides a structure including a protective layer and a surface treatment in a liquid crystal display device including a polarizing layer formed directly on a substrate by a coating method.
상술한 본 발명의 기술적 과제를 이루기 위한 액정 표시 장치는 한 쌍의 기판과 기판상에 코팅 방식으로 형성된 적어도 한 층의 편광층을 포함하고, 기판 외부에 광학 특성에 영향을 주지 않는 물질을 사용하여 보호층을 스핀(spin) 혹은 슬릿 코팅(slit Coating) 공정으로 형성하거나, 필름(film) 형태로 이미 형성된 보호층을 부착한다. 상기 편광층은 상기 한 쌍의 기판 사이에 형성될 수도 있고, 기판 외부에 보호층과 같이 형성될 수도 있다.The liquid crystal display device for achieving the above technical problem of the present invention comprises a pair of substrates and at least one polarizing layer formed by a coating method on the substrate, using a material that does not affect the optical properties on the outside of the substrate The protective layer is formed by a spin or slit coating process, or a protective layer already formed in a film form is attached. The polarizing layer may be formed between the pair of substrates, or may be formed outside the substrate as a protective layer.
또한, 본 발명의 기술적 과제를 이루기 액정 표시 장치는 상기 기판 표면 상에 혹은 상기 보호층의 표면상에 눈부심 방지층을 형성하여 특정한 방향에서 반사되는 빛을 줄일 수 있다. 이때, 눈부심 방지층과 보호층은 일체형으로도 형성 가능하다. 또한, 눈부심 방지층을 대신해서 표면에서 반사되는 빛의 위상이 서로 상쇄 간섭되어 표면에서 저반사를 실현할 수 있는 반사 방지(anti-reflection)층의 형성도 가능하며, 눈부심 방지층과 반사 방지층을 동시에 형성할 수도 있다.In addition, a liquid crystal display device may reduce the light reflected in a specific direction by forming an anti-glare layer on the surface of the substrate or on the surface of the protective layer. At this time, the anti-glare layer and the protective layer can be formed in one piece. In addition, instead of the anti-glare layer, the phases of the light reflected from the surface cancel each other and can form an anti-reflection layer that can realize low reflection on the surface. The anti-glare layer and the anti-reflection layer can be simultaneously formed. It may be.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 도면에서와 같이 본 실시예의 액정 표시 장치는 한 쌍의 기판(30), 코팅 방식으로 형성된 편광층(20)과 액정층(200) 그리고 기판(30) 바깥 면에 형성된 보호층(70)을 포함한다.3A and 3B are cross-sectional views of a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the liquid crystal display according to the present exemplary embodiment includes a pair of substrates 30, a polarizing layer 20 formed by a coating method, a liquid crystal layer 200, and a protective layer 70 formed on an outer surface of the substrate 30. do.
상기 한 쌍의 기판(30)은 0.3mm ~ 0.7mm 혹은 그 이하 두께의 유리 또는 플라스틱으로 만들어지며, 플라스틱인 경우 구부리거나 휘어짐이 가능한 가요성(可撓性)(flexible) 액정 표시 장치를 구현할 수 있다. 기판(30)의 안쪽 면 위에는 투명 전극(40)과 보호막(50) 및 배향막(60)이 차례로 형성되어 있다.The pair of substrates 30 may be made of glass or plastic having a thickness of 0.3 mm to 0.7 mm or less, and in the case of plastic, a flexible liquid crystal display device capable of bending or bending the plastic substrate 30 may be implemented. have. The transparent electrode 40, the protective film 50, and the alignment film 60 are sequentially formed on the inner surface of the substrate 30.
편광층(20)은 기판(30)의 한쪽 면에 농도 전이형 액정상을 갖는 염료를 한 쪽 방향으로 코팅하여 방향성을 갖도록 한 후 이를 건조하여 형성할 수 있고, 이때 편광층(20)은, 도 3a와 같이 투명 전극(40)이나 배향막(60)의 형성과 같이 패널의 내부 구조를 형성할 때에 기판(30)의 내부에 코팅 방식으로 형성할 수도 있으며, 도 3b와 같이 액정 표시 장치 제조 공정의 후단계로 기판(30)의 외부에 형성할 수도 있다. The polarizing layer 20 may be formed by coating a dye having a concentration-transition liquid crystal phase on one side of the substrate 30 in one direction to have a directionality and then drying it, wherein the polarizing layer 20 is When forming the internal structure of the panel, such as the formation of the transparent electrode 40 or the alignment layer 60, as shown in Figure 3a may be formed in a coating method inside the substrate 30, as shown in Figure 3b It may be formed on the outside of the substrate 30 in a later step.
상기 보호층(70)은 광학 특성에 영향을 주지 않는 폴리머(polymer)를 스핀(spin) 및 슬릿 코팅(slit coating)하여 형성할 수 있으며, 필름(film) 형태로 이미 만들어진 것을 부착하여 형성할 수도 있다. 또한, 도 3b에서처럼 편광층(20)이 외부에 형성되는 경우 편광층(20) 자체가 보호층(70)의 역할을 할 수 있도록 코팅된 편광층(20)이 셀룰로오스(TAC: triacetyl cellulous) 등의 지지체층을 포함하도록 할 수 있다.The protective layer 70 may be formed by spin and slit coating a polymer that does not affect optical properties, or may be formed by attaching a film that is already made in a film form. have. In addition, as shown in FIG. 3B, when the polarizing layer 20 is formed outside, the polarizing layer 20 coated so that the polarizing layer 20 itself may serve as a protective layer 70 may be formed of cellulose (TAC: triacetyl cellulous) or the like. It may be to include a support layer of.
도 4와 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 도면에서와 같이 본 실시예의 액정 표시 장치는 기판(30)의 표면상 혹은 기판(30)의 한 면에 형성된 보호층(70) 상에 형성 되어 있는 눈부심 방지층(402) 혹은 반사 방지층(404)을 포함한다.4 and 5 are cross-sectional views of a liquid crystal display according to a second exemplary embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the liquid crystal display of the present embodiment uses the anti-glare layer 402 or the anti-reflection layer 404 formed on the surface of the substrate 30 or on the protective layer 70 formed on one surface of the substrate 30. Include.
상기 기판(30) 및 편광층(20)과 보호층(70) 등은 제1 실시예에서 언급한 방법으로 형성 가능하다. The substrate 30, the polarizing layer 20, the protective layer 70, and the like may be formed by the method described in the first embodiment.
상기 눈부심 방지층(402)은 특정한 방향에서 반사되는 빛을 줄이기 위해 표면에 들어오는 빛을 난반사시키기 위한 것이다. 편광층(20)이 기판(30)의 내부에 형성되는 경우 눈부심 방지층(402)은 기판(30)의 외부 혹은 보호층(70)의 표면상에 형성할 수 있으며, 또한 보호층(70)과 동시에 형성할 수 있다. 이러한 눈부심 방지층(402)은 도 5에서와 같이 구형의 실리카(silica) 입자(500)를 겔(Gel) 상태로 코팅하거나 도 4에서와 같이 기판(30)이나 보호층(70)에 굴곡을 형성하기 위한 표면 처리 방식으로 형성 가능하다. 편광층(20)이 기판(30)의 외부에 형성되는 경우는 편광층(20) 위에 앞에서 언급한 바와 같이 부가적인 눈부심 방지층(402)을 코팅 방식으로 형성하거나 편광층(20)을 표면 처리 하는 방식으로 형성 가능하다. The anti-glare layer 402 diffusely reflects light entering the surface in order to reduce light reflected from a specific direction. When the polarizing layer 20 is formed inside the substrate 30, the anti-glare layer 402 may be formed on the surface of the protective layer 70 or on the outside of the substrate 30. It can be formed at the same time. The anti-glare layer 402 coats spherical silica particles 500 in a gel state as shown in FIG. 5 or forms a bend in the substrate 30 or the protective layer 70 as shown in FIG. 4. It can form by the surface treatment method for following. When the polarizing layer 20 is formed on the outside of the substrate 30, as described above, the additional anti-glare layer 402 may be formed on the polarizing layer 20 by coating or surface treatment of the polarizing layer 20. It can be formed in a manner.
반사 방지층(404)은 표면에 반사되는 빛을 서로 상쇄 간섭시켜 표면에서 저반사를 실현하기 위한 것으로, 굴절율이 다른 한 층(one layer) 혹은 복수의 층(multilayer)을 스퍼터링(Sputtering) 혹은 코팅(coating)함으로써 제조가 가능하다. 편광층(20)이 기판(30)의 내부에 형성될 경우 상기의 한 층 혹은 복수의 층을 기판(30)에 직접 혹은 별도의 보호층(70) 형성 전후 혹은 보호층(70)과 일체형으로 형성 가능하며, 편광층(20)이 기판(30)의 외부에 형성될 경우 반사 방지층(404)을 편광층(20) 상에 별개로 형성하거나 편광층(20)을 표면 처리하는 방식으로 형성 가능하다. 또한, 상기 편광층(20)의 일부로서 편광층(20)과 일체로 형성할 수도 있다.The anti-reflection layer 404 is for realizing low reflection at the surface by mutually interfering light reflected on the surface. The anti-reflection layer 404 is sputtered or coated with one layer or multiple layers having different refractive indices. can be manufactured by coating). When the polarizing layer 20 is formed inside the substrate 30, one or a plurality of the layers may be directly or separately formed on the substrate 30, before or after the formation of the protective layer 70, or integrally with the protective layer 70. When the polarization layer 20 is formed outside the substrate 30, the anti-reflection layer 404 may be separately formed on the polarization layer 20 or may be formed by surface treatment of the polarization layer 20. Do. In addition, the polarizing layer 20 may be integrally formed with the polarizing layer 20 as a part of the polarizing layer 20.
상술한 눈부심 방지층(402) 혹은 반사 방지층(404)은 액정 표시 장치의 외부로부터 들어오는 빛을 난반사시켜서 눈부심을 방지하고 보다 선명한 디스플레이 화면을 제공할 뿐 아니라, 백라이트 유니트로부터 입사되어온 내부광을 산란시켜 백라이트 유니트 내의 프리즘 시트 등 일정 피치(pitch)를 갖는 광학 시트(sheet)류와 액정을 구동하기 위해 형성된 투명 전극 등의 배선에 의하여 형성되는 피치(pitch)를 갖는 패널 구조와의 광학적인 간섭 현상을 완화시킬 수 있다. 즉, 백라이트 유니트 내의 광학 시트와 패널 간의 광학적 간섭으로 발생하는 명부(bright line)와 암부(dark line)의 교차 패턴을 상기의 눈부심 방지층과 반사 방지층(404)을 사용하여 완화함으로써, 실제 디스플레이 화면상으로는 명부와 암부를 느끼지 못하도록 할 수 있다.The above-described anti-glare layer 402 or anti-reflection layer 404 diffusely reflects light from the outside of the liquid crystal display to prevent glare and provide a clearer display screen, as well as scatter internal light incident from the backlight unit to backlight Mitigating optical interference with the panel structure having a pitch formed by wiring of optical sheets such as a prism sheet and a transparent electrode formed to drive a liquid crystal. You can. That is, by using the anti-glare layer and the anti-reflection layer 404 as described above, the cross pattern of the bright line and the dark line caused by the optical interference between the optical sheet and the panel in the backlight unit is alleviated, so as to be displayed on the actual display screen. You may want to keep the roster and the dark from feeling.
이상에서와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는 스크래치와 같은 외부 충격으로부터 패널을 보호하고 동시에 표시 특성을 향상시키기 위해 코팅 방식으로 형성된 편광층과 보호층 그리고 눈부심 방지층 혹은 반사 방지층을 포함한다.As described above, the liquid crystal display of the present invention includes a polarizing layer, a protective layer, and an anti-glare layer or an anti-glare layer formed by a coating method to protect the panel from external impact such as scratch and at the same time improve display characteristics.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art having ordinary skill in the art will be described in the claims to be described later It will be understood that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
도 1은 일반적인 편광판의 단면도.1 is a cross-sectional view of a general polarizing plate.
도 2는 코팅 방식을 이용한 편광층 형성 방법 및 구조를 나타낸 도면.2 is a view showing a polarizing layer forming method and a structure using a coating method.
도 3a은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도.3A is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to a first embodiment of the present invention.
도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 변형 예의 단면도.3B is a cross-sectional view of a modification of the liquid crystal display according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 눈부심 방지층을 나타내는 단면도.4 is a cross-sectional view showing an anti-glare layer according to a second embodiment of the present invention.
도 5은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 변형 예를 위한 눈부심 방지층과 반사 방지층을 나타내는 단면도.5 is a cross-sectional view illustrating an anti-glare layer and an anti-reflection layer for a modified example of the liquid crystal display according to the second exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
20: 편광층 30: 기판20: polarizing layer 30: substrate
40: 전극부 60: 배향막 40: electrode portion 60: alignment film
70: 보호층 200: 액정층70: protective layer 200: liquid crystal layer
402: 눈부심 방지층 404: 반사 방지층402: anti-glare layer 404: anti-reflection layer
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2004
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| WITN | Withdrawal due to no request for examination |