KR20070014263A - 편광판 및 이를 가지는 액정 표시 장치 - Google Patents

편광판 및 이를 가지는 액정 표시 장치 Download PDF

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KR20070014263A
KR20070014263A KR1020050068723A KR20050068723A KR20070014263A KR 20070014263 A KR20070014263 A KR 20070014263A KR 1020050068723 A KR1020050068723 A KR 1020050068723A KR 20050068723 A KR20050068723 A KR 20050068723A KR 20070014263 A KR20070014263 A KR 20070014263A
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홍권삼
최상건
손현덕
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 정전기로 인해 발생되는 얼룩 불량을 줄일 수 있는 편광판 및 이를 가지는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 편광판은 입사되는 광 중 소정방향으로 편광된 광을 투과시키는 편광막과; 상기 편광막 상부에 형성되어 정전기를 차단하는 제1 정전기 방지층과; 상기 편광막 하부에 형성되어 정전기를 차단하는 제2 정전기 방지층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

편광판 및 이를 가지는 액정 표시 장치{POLARIZER AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY HAVING THE SAME}
도 1은 종래 편광판으로부터 이형필름 박리시 정전기 발생 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 액정 표시 장치에 포함된 편광판을 상세히 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 3 및 도 4에 도시된 정전기 방지층의 위치에 따른 외부 전하 배출 속도를 설명하기 위한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1,11 ; 기판 58 : 박막트랜지스터
62 : 칼라필터 64 : 공통전극
68 : 블랙매트릭스 70 : 박막트랜지스터 기판
72 : 화소전극 74 : 데이터라인
76 : 액정층 80 : 칼라필터 기판
82 : 게이트라인 100,140 : 편광판
102 : 저반사층 104,112 : 정전기방지층
106,110 : 지지층 108,118 : 편광막
114,116 : 점착층 120,122,150 : 보상필름
130 : 액정 표시 패널 160 : 탑샤시
162 : 바텀샤시
본 발명은 편광판 및 이를 가지는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 정전기로 인해 발생되는 얼룩 불량을 줄일 수 있는 편광판 및 이를 가지는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 전계를 이용하여 액정의 광투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여 액정 표시 장치는 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열되어진 액정 표시 패널과, 액정 표시 패널을 구동하기 위한 구동 회로를 구비한다.
액정 표시 패널은 서로 대향하는 박막 트랜지스터 기판 및 칼러 필터 기판 과, 두 기판 사이에 주입된 액정과, 두 기판 사이의 셀갭을 유지시키는 스페이서를 구비한다.
이러한 액정 표시 패널의 상/하부 기판(20)의 각각에는 도 1에 도시된 바와 같이 입사되는 빔의 편광 정도에 따라 투과되는 빔의 광량을 제어하는 편광판(22)이 부착된다. 편광판(22)은 액정 표시 패널에 부착된 후 편광판(22)에 점착된 이형 필름(24)이 박리된다. 이형 필름(24)의 박리 공정시 이형 필름(24)의 이형 속도, 접착력 등에 의한 표면 에너지 변화에 의해 정전기가 발생된다. 이 정전기는 액정 표시 패널에 대전되어 검사 공정에서 정전기 얼룩으로 시인된다. 이러한 정전기 얼룩은 액정 표시 패널의 검사의 정확성을 저하시킬 뿐만 아니라 전하가 방전되지 않아 얼룩으로 고착되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 정전기로 인해 발생되는 얼룩 불량을 줄일 수 있는 편광판 및 이를 가지는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 액정을 사이에 두고 대향하는 제1 및 제2 기판과; 상기 제1 및 제2 기판 각각에 부착되며, 입사되는 광 중 소정방향으로 편광된 광을 투과시킴과 아울러 정전기를 차단하도록 양면 외곽에 형성되는 정전기 방지층을 포함하는 편광판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 편광판은 상기 입사되는 광을 편광시켜 투과시키는 편광막과; 상기 편광막 상부에 형성되어 정전기를 차단하는 제1 정전기 방지층과; 상기 편광막 하부에 형성되어 정전기를 차단하는 제2 정전기 방지층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 및 제2 정전기 방지층은 인듐 틴 옥사이드를 포함하는 투명 도전성 물질; 도전성 카본, 금속 파우더, 도전성 폴리머, 도전성 올리고머, 도전성 모노머 등을 포함하는 필름; 또는 금속층을 내장하는 필름으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 편광판은 상기 편광막과 제1 정전기 방지층 사이에 형성되어 상기 편광막을 지지하는 제1 지지층과; 상기 편광막과 제2 정전기 방지층 사이에 형성되어 상기 편광막을 지지하는 제2 지지층을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판과 상기 편광판 사이에 형성되는 보상필름을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제1 보상 필름은 상기 제1 기판면에 대하여 수평한 방향의 광축을 가짐과 아울러 수직한 방향의 광축을 가지는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판과 상기 편광판 사이에 형성되는 제1 보상필름과; 상기 제2 기판과 상기 편광판 사이에 형성되는 제2 보상필름을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제1 보상 필름은 상기 제1 기판면에 대하여 수평한 방향의 광축 을 가지며, 상기 제2 보상 필름은 상기 제2 기판면에 대하여 수직한 방향의 광축을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 편광판은 입사되는 광 중 소정방향으로 편광된 광을 투과시키는 편광막과; 상기 편광막 상부에 형성되어 정전기를 차단하는 제1 정전기 방지층과; 상기 편광막 하부에 형성되어 정전기를 차단하는 제2 정전기 방지층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 편광판은 상기 편광막과 제1 정전기 방지층 사이에 형성되어 상기 편광막을 지지하는 제1 지지층과; 상기 편광막과 제2 정전기 방지층 사이에 형성되어 상기 편광막을 지지하는 제2 지지층을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 도 2 내지 도 5b를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정층(76)을 사이에 두고 서로 대향하여 합착된 박막 트랜지스터 기판(70) 및 칼라 필터 기판(80)와, 박막 트랜지스터 기판(70) 및 칼라 필터 기판(80)의 배면에 부착되는 제1 및 제2 보상 필름(120,122)과 상/하부 편광판(100,140)을 구비한다.
칼라 필터 기판(80)은 상부기판(11) 상에 순차적으로 형성된 블랙매트릭스(68), 칼라필터(62), 공통 전극(64), 컬럼 스페이서(도시하지 않음)를 구비한다.
블랙 매트릭스(68)는 상부기판(11)을 칼라 필터(62)가 형성되어질 다수의 셀영역들로 나누고, 인접한 셀들간의 광 간섭 및 외부광 반사를 방지한다. 이를 위해, 블랙 매트릭스(68)는 하부기판(1) 상에 형성된 데이터 라인(74), 게이트 라인(82) 및 박막 트랜지스터(58) 중 적어도 어느 하나와 중첩되게 상부기판(111) 상에 형성된다.
칼라 필터(62)는 블랙 매트릭스(68)에 의해 구분된 셀영역에 적(R), 녹(G), 청(B)으로 구분되게 형성되어 적, 녹, 청색 광을 각각 투과시킨다.
공통 전극(64)은 투명 도전층으로 액정 구동시 기준이 되는 공통 전압(Vcom)을 공급한다.
컬럼 스페이서는 박막 트랜지스터 기판(70)과 칼라 필터 기판(80)과의 셀갭을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
박막 트랜지스터 기판(70)은 하부 기판(1) 위에 서로 교차하게 형성된 게이트 라인(82) 및 데이터 라인(74)과, 그 교차부에 인접한 박막 트랜지스터(58)와, 그 교차 구조로 마련된 화소 영역에 형성된 화소 전극(72)을 구비한다.
박막 트랜지스터(58)는 게이트 라인(82)에 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(74)에 공급되는 화소 신호가 화소 전극(72)에 충전되어 유지되게 한다. 이를 위하여, 박막 트랜지스터(58)는 게이트 라인(82)과 접속된 게이트 전극, 데이터 라인(74)과 접속된 소스 전극, 소스 전극과 대향하게 위치하여 화소 전극(72)과 접속된 드레인 전극, 소스 전극과 드레인 전극 사이에 채널을 형성하는 활성층, 소스 전극 및 드레인 전극과의 오믹 접촉을 위한 오믹 접촉층을 구비한다.
화소 전극(72)은 박막 트랜지스터(58)로부터 공급된 화소 신호를 충전하여 칼라 필터 기판(80)에 형성되는 공통 전극(64)과 전위차를 발생시키게 된다. 이 전위차에 의해 박막 트랜지스터 기판(70)과 칼라 필터 기판(80)에 위치하는 액정이 유전 이방성에 의해 회전하게 되며 백라이트 유닛으로부터 화소 전극(72)을 경유하여 입사되는 광량을 조절하여 칼라 필터 기판(80) 쪽으로 투과시키게 된다.
칼라 필터 기판(80)과 박막트랜지스터 기판(70) 상에 부착된 상/하부 편광판들(100,140)은 어느 한 방향으로 편광된 빛을 투과시키게 되며, 액정층(76)이 90°TN 모드일 때 그들의 편광방향은 서로 직교하게 된다.
상/하부 편광판(100,140)은 도 3에 도시된 바와 같이 입사되는 빔에 대해 투과 광량 및 편광 상태를 제어하는 상/하부 편광막(108,118)과, 편광막(108,118)을 보호/지지하는 제1 및 제2 지지층(106,110)과, 제1 및 제2 지지층(106,110) 상에 형성되어 정전기를 방지하는 제1 및 제2 정전기 방지층(104,112)과, 제1 정전기 방지층(104) 상에 형성되어 반사율을 낮추는 저반사층(102)을 구비한다.
상/하부 편광막(108,118) 각각은 폴리 비닐 알코올(Poly Vinyl Alcohol : PVA)의 얇은 막을 가열시켜면서 연신시켜 요오드 산(iodic acid)을 이색성 염료 용액에 침적시킴으로써 형성된다. 이러한 편광막(108,118)을 가지는 편광판(100,140)은 편광막(108,118)을 연신한 방향인 연식축과, 그 연식축과 직교되는 투과축을 가진다.
제1 및 제2 지지층(104,112)은 트라이 아세테이트 셀루로스(TriAcetyl Cellulose : TAC) 등으로 형성되며, 연신된 편광막(108,118)의 수축을 방지하고 편 광막(108,118)을 보호/지지하는 역할을 한다.
제1 정전기 방지층(104)은 외부로부터 유입되는 정전기 또는 ESD 테스트시 유입되는 정전기를 차단하는 역할을 한다.
제2 정전기 방지층(112)은 제1 점착층(114)으로부터 이형 필름(도시하지 않음) 제거시 발생되는 정전기를 차단하는 역할을 한다.
이러한 제1 및 제2 정전기 방지층(104,112)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide)를 포함하는 투명 도전성 물질; 도전성 카본, 금속 파우더, 도전성 폴리머, 도전성 올리고머, 도전성 모노머 등을 포함하는 필름; 또는 금속층을 내장하는 필름으로 형성된다. 이 때, 필름은 PE, PET, PVC, PVA, PMMA, PC, PP, PS, ABS 등이 이용된다.
저반사층(102)은 외부로부터 입사되는 광이 다시 외부로 반사되는 것을 방지하도록 AG(Anti Glare)처리를 한다. 이러한 저반사층(102)에 의해 액정 표시 패널(130)의 콘트라스트는 향상된다. 이 저반사층(102)은 제1 정전기 방지층(104) 상에 형성된다.
제1 보상 필름(120)은 제1 점착층(114)을 통해 상부 편광판(100)과 접착됨과 아울러 제2 점착층(116)을 통해 액정 표시 패널(130)의 칼라필터 기판(80)과 접착된다. 제2 보상 필름(122)은 제1 점착층(114)을 통해 하부 편광판(140)과 접착됨과 아울러 제2 점착층(116)을 통해 액정 표시 패널의 박막트랜지스터 기판(70)과 접착된다. 이러한 제1 및 제2 보상 필름(120,122)은 액정 표시 패널의 굴절율 이방성과 액정셀갭으로 인한 위상차를 완하하는 역할을 한다. 이 때, 제1 보상 필름 (120)은 액정 표시 패널(130)에 대하여 수평한 방향의 광축을 가지는 A 플레이트 및 액정 표시 패널(130)에 대하여 수직한 방향의 광축을 가지는 C 플레이트 중 어느 하나를 포함하며, 제2 보상 필름(122)은 A 플레이트 및 C 플레이트 중 제1 보상 필름(120)과 다른 것으로 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 편광막 상/하부에 형성되는 제1 및 제2 정전기 방지층을 구비한다. 이 정전기 방지층에 의해 외부로부터 유입되는 정전기, ESD 검사시 유입되는 정전기, 이형 필름 박리시 유입되는 정전기를 차단할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 정전기로 인한 화상저하를 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 도 3에 도시된 액정 표시 장치와 대비하여 제1 및 제2 보상 필름 대신에 액정 표시 패널의 칼라필터 기판과 상부 편광판 사이에 위치하는 보상 필름을 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
보상 필름(150)은 제1 점착층(114)을 통해 상부 편광판(100)과 접착됨과 아울러 제2 점착층(116)을 통해 액정 표시 패널의 칼라필터 기판(80)과 접착된다. 이러한 보상 필름(150)은 액정 표시 패널의 굴절율 이방성과 액정셀갭으로 인한 위상차를 완하하는 역할을 한다. 이 보상 필름(150)은 예를 들어 액정 표시 패널 (130)에 대하여 수평한 방향의 광축을 가짐과 아울러 액정 표시 패널(130)에 대하여 수직한 방향의 광축을 가지는 X플레이트이다.
보상 필름(150) 상에 위치하는 상부 편광판(100)과, 액정 표시 패널(130)의 배면에 위치하는 하부 편광판(140) 각각은 양측 외곽에 형성되는 정전기 방지층(104,112)을 구비한다. 이 정전기 방지층(104,112)에 의해 외부로부터 유입되는 정전기, ESD 검사시 유입되는 정전기, 이형 필름 박리시 유입되는 정전기를 차단할 수 있다.
이러한 정전기 방지층(104,112)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide)를 포함하는 투명 도전성 물질; 도전성 카본, 금속 파우더, 도전성 폴리머, 도전성 올리고머, 도전성 모노머 등을 포함하는 필름; 또는 금속층을 내장하는 필름으로 형성된다. 이 때, 필름은 PE, PET, PVC, PVA, PMMA, PC, PP, PS, ABS 등이 이용된다.
이에 따라, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 액정 표시 장치는 정전기로 인한 화상저하를 방지할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 도 3 및 도 4에 도시된 정전기 방지층에 위치에 따른 외부 전하 배출 속도를 나타내는 단면도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이 편광판(108) 하부에 정전기 방지층(104)이 위치하여 편광판(108)이 최상층으로 노출되는 경우, 정전기로 인해 발생된 전하들은 탑샤시(160) 및 바텀샤시(162)를 통해 방전되지 못하고 편광판(108)에 고착된다.
반면에 도 5b에 도시된 바와 같이 편광판(108) 상부에 정전기 방지층(104)이 위치하여 정전기 방지층(104)이 최상층으로 노출되는 경우, 정전기로 인해 발생된 전하들은 그라운드 전원에 접지되어 있는 탑샤시(160) 및 바텀샤시(162)를 통해 빠르게 방전된다. 이와 같이, 정전기 방지층이 편광판 양면에 부착되는 경우, 정전기로 인해 발생된 전하들의 방전속도가 빨라 정전기로 인한 얼룩 발생을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 편광판 및 이를 가지는 액정 표시 장치는 편광막 상/하부에 형성되는 제1 및 제2 정전기 방지층을 구비한다.
이 정전기 방지층에 의해 외부로부터 유입되는 정전기, ESD 검사시 유입되는 정전기, 이형 필름 박리시 유입되는 정전기를 차단할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 정전기로 인한 얼룩 발생을 줄여 화질이 향상된다.
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.

Claims (11)

  1. 액정을 사이에 두고 대향하는 제1 및 제2 기판과;
    상기 제1 및 제2 기판 각각에 부착되며, 입사되는 광 중 소정방향으로 편광된 광을 투과시킴과 아울러 정전기를 차단하도록 양면에 형성되는 정전기 방지층을 포함하는 편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광판은
    상기 입사되는 광을 편광시켜 투과시키는 편광막과;
    상기 편광막 상부에 형성되어 정전기를 차단하는 제1 정전기 방지층과;
    상기 편광막 하부에 형성되어 정전기를 차단하는 제2 정전기 방지층을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 정전기 방지층은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide)를 포함하는 투명 도전성 물질; 도전성 카본, 금속 파우더, 도전성 폴리머, 도전성 올리고머, 도전성 모노머 등을 포함하는 필름; 또는 금속층을 내장하는 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 편광판은
    상기 편광막과 제1 정전기 방지층 사이에 형성되어 상기 편광막을 지지하는 제1 지지층과;
    상기 편광막과 제2 정전기 방지층 사이에 형성되어 상기 편광막을 지지하는 제2 지지층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 편광판 사이에 형성되는 보상필름을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보상 필름은 상기 제1 기판면에 대하여 수평한 방향의 광축을 가짐과 아울러 수직한 방향의 광축을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 편광판 사이에 형성되는 제1 보상필름과;
    상기 제2 기판과 상기 편광판 사이에 형성되는 제2 보상필름을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 보상 필름은 상기 제1 기판면에 대하여 수평한 방향의 광축을 가지며,
    상기 제2 보상 필름은 상기 제2 기판면에 대하여 수직한 방향의 광축을 가지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  9. 입사되는 광 중 소정방향으로 편광된 광을 투과시키는 편광막과;
    상기 편광막 상부에 형성되어 정전기를 차단하는 제1 정전기 방지층과;
    상기 편광막 하부에 형성되어 정전기를 차단하는 제2 정전기 방지층을 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 편광막과 제1 정전기 방지층 사이에 형성되어 상기 편광막을 지지하는 제1 지지층과;
    상기 편광막과 제2 정전기 방지층 사이에 형성되어 상기 편광막을 지지하는 제2 지지층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 정전기 방지층은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide)를 포함하는 투명 도전성 물질; 도전성 카본, 금속 파우더, 도전성 폴리머, 도전성 올리 고머, 도전성 모노머 등을 포함하는 필름; 또는 금속층을 내장하는 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 편광판.
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