KR20090003884A

KR20090003884A - 편광판 및 이를 갖는 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20090003884A
Application number: KR1020070067624A
Authority: KR
Inventors: 노상용; 김선형; 이종환; 김범준; 이봉준; 이홍우; 강신택
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2009-01-12
Also published as: US20090009685A1; CN101339323A; JP2009015311A

Abstract

편광판 및 이를 갖는 액정 표시 장치가 제공된다. 상기 편광판은 편광 필름, 휘도 강화 필름 및 저반사층을 포함한다. 상기 액정 표시 장치는 백라이트 유닛, 액정 패널, 제1 및 제2 편광판을 포함한다. 상기 제1 편광판은 상기 백라이트 유닛과 마주보도록 상기 액정 패널에 부착되고, 상기 제2 편광판은 상기 제1 편광판과 대향되게 상기 액정 패널에 부착된다. 상기 액정 패널은 상기 백라이트 유닛에서 제공하는 광을 부분적으로 반사하는 제1 광학층을 포함하며, 상기 제1 편광판은 상기 제1 광학층에서 반사된 광이 상기 액정 패널로 재반사하는 것을 방지하는 제2 광학층을 포함한다.

Description

편광판 및 이를 갖는 액정 표시 장치{Polarizing plate and Liquid crystal display having the same}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다.

도 2는 일반적인 액정 표시 장치에서 발생되는 세로줄 무늬 현상을 보여주는 사진이다.

도 3a 및 도 3b는 도 2의 세로줄 무늬가 시인되는 과정을 설명하기 위하여, 도1의 제1 기판과 여기에 부착된 제1 편광판을 확대하여 도시한 단면도들이다.

도 4는 도 1의 액정 표시 장치에서 반사 방지층의 작동 과정을 설명하기 위하여, 도 1의 제1 기판과 여기에 부착된 제1 편광판을 확대하여 도시한 단면도이다.

도 5a 내지 도 5c는 도 1의 액정 표시 장치에 사용되는 제1 편광판의 여러가지 실시예들을 나타내는 단면도들이다.

도 6a 및 도 6b는 도 5a 내지 도 5c의 제1 편광판에 사용되는 반사 방지층의 여러가지 실시예들을 나타내는 단면도들이다.

도 7은 도 5c에 사용되는 휘도 강화 필름을 확대하여 도시한 사시도이다.

도 8은 도 1의 제2 편광판을 확대하여 도시한 단면도이다.

도 9는 도 1의 액정 패널을 확대하여 도시한 사시도이다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 평면도이다.

도 11a 는 도 10의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 11b 는 도 10의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 -- 액정 패널 20 -- 편광판

30 -- 백라이트 유닛 100 -- 제1 기판

200 -- 제2 기판 300 -- 액정층

본 발명은 편광판 및 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고화질의 영상을 표시하는 편광판 및 상기 편광판을 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 액정을 사용하여 영상을 전달하는 표시 장치이다. 액정 표시 장치는 액정을 포함하는 액정 패널 및 상기 액정 패널에 부착되는 편광판을 포함한다. 또한, 액정은 발광체가 아니므로, 액정 표시 장치는 광을 발생하여 상기 편광판 및 액정 패널에 제공하기 위한 발광 장치를 포함한다.

상기 편광판은 상기 광을 편광하는 편광 필름을 비롯하여 여러가지 부가적인 기능을 수행하기 위한 다양한 광학 필름을 포함한다. 상기 액정 패널은 상기 액정을 사이에 두고 서로 마주보는 두 장의 기판과, 상기 두 장의 기판상에 형성되는 여러가지 박막 패턴을 포함한다. 따라서, 상기 발광 장치에서 상기 편광판 및 상기 액정 패널에 제공된 광은 상기 다양한 광학 필름이나 여러가지 박막 패턴을 경유한다. 상기 광은 상기 광학 필름이나 박막 패턴에서 반사되거나 굴절될 수 있으며, 이러한 광학 작용의 결과 액정 표시 장치의 화질이 저하될 수 있다.

본 발명의 목적은 고화질의 영상이 표시되도록 작용하는 편광판을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 편광판을 갖는 액정 표시 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시예에 따른 편광판은 편광 필름, 휘도 강화 필름 및 저반사층을 포함한다. 상기 편광 필름은 광을 편광한다. 상기 휘도 강화 필름은 상기 편광 필름에 부착되며, 상기 광의 휘도를 증가한다. 상기 저반사층은 상기 휘도 강화 필름에 부착되며 상기 광의 반사를 방지한다.

상기한 편광판에 있어서, 상기 저반사층은 외부에 노출된 최외각층에 위치한다. 또한, 상기 저반사층은 광에 대해 1/4 파장의 위상 변화를 유발한다.

본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 백라이트 유닛, 액정 패널, 제1 편광판, 제2 편광판, 제1 광학층 및 제2 광학층을 포함한다. 상기 백라이트 유닛은 광을 발생한다. 상기 액정 패널은 상기 광을 제공받아 영상을 표시한다. 상기 제1 편광판은 상기 백라이트 유닛과 마주보도록 상기 액정 패널에 부착된다. 상기 제2 편광판은 상기 제1 편광판과 대향되게 상기 액정 패널에 부착된다. 상기 제1 광학층은 상기 액정 패널의 내부에 구비되며, 상기 광을 부분적으로 반사한다. 상기 제2 광학층은 상기 제1 광학층에서 반사된 광이 상기 액정 패널로 재반사하는 것을 방지한다.

상기한 액정 표시 장치에 있어서, 상기 제2 광학층은 저반사층을 포함하거나 광 산란층을 포함한다.

상기한 액정 표시 장치에 있어서, 상기 액정 패널은 제1 기판, 게이트 라인, 데이터 라인, 제2 기판, 차광막 패턴 및 액정층을 더 포함한다. 상기 제1 기판은 상기 제1 편광판이 부착되며, 화소 영역이 정의된다. 상기 게이트 라인은 상기 제1 기판에 형성된다. 상기 데이터 라인은 상기 게이트 라인과 교차하면서 상기 화소 영역을 정의한다. 상기 제2 기판은 상기 제2 편광판이 부착된다. 상기 차광막 패턴은 상기 제2 기판상에 형성되며, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 대응되게 위치한다. 상기 액정층은 상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재된다. 또한, 상기 제1 광학층은 상기 게이트 라인과 동일층에 형성되며, 상기 데이터 라인은 상기 제1 광학층과 완전히 중첩되게 위치한다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 다만 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이 다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 또한 하기 실시예와 함께 제시된 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 크기는 명확한 설명을 강조하기 위해서 간략화되거나 다소 과장되어진 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1을 참조하면, 액정 패널(10), 편광판(20) 및 백라이트 유닛(30)이 구비된다. 액정 패널(10)은 서로 마주보는 두 개의 기판을 구비한다. 상기 두 개의 기판을 구분하여, 하측에 위치한 것을 제1 기판(100)이라 명명하고 상측에 위치한 것을 제2 기판(200)이라 명명한다. 제1 및 제2 기판(100,200)의 사이에는 액정이 배열된 액정층(300)이 개재된다.

편광판(20)은 액정 패널(10)에 부착된다. 편광판(20)은 제1 기판(100)에 부착되는 제1 편광판(400) 및 제2 기판(200)에 부착되는 제2 편광판(500)을 포함한다. 백라이트 유닛(30)은 액정 패널(10)의 하부에 배치되며, 제1 편광판(400)은 백라이트 유닛(30)과 마주한다. 제2 편광판(500)은 액정 표시 장치의 최상측에 배치되어 외부로 노출된다.

제1 및 제2 편광판(400,500)은 소정 방향으로만 광을 투과하여 편광하는 투과축을 갖는다. 제1 및 제2 편광판(400,500)은 각각의 투과축이 서로 수직이 되게 배치된다. 이러한 배치 상태에서, 백라이트 유닛(30)으로부터 광이 제공되면, 상기 광은 제1 편광판(400)에서 직선 편광된 후 제2 편광판(500)에서 흡수된다. 또는 상기 직선 편광된 광은 액정층(300)을 통과하면서 그 편광 상태가 변경되면서 제2 편 광판(500)을 투과한다. 상기 편광 상태의 변경은 액정층(300)에서 액정의 배열 상태에 따라 달라진다. 따라서, 액정 표시 장치는 전기적 신호를 이용하여 액정의 배열 상태를 제어하면서, 제2 편광판(500)을 투과하는 광량을 조절하여 해당하는 영상을 표시한다.

위와 같은 동작을 수행하기 위해서, 제1 및 제2 기판(100,200)상에는 여러가지 박막 패턴들이 형성된다. 도 1에서 액정 패널(100)의 내부 구조는 간략화되었으며 상기 여러가지 박막 패턴들 중 하나의 박막 패턴(11)이 도시되었다. 도시된 것과 상이하게, 박막 패턴(11)은 제2 기판(200)에 형성되거나 또는 제1 및 제2 기판(100,200)에 동시에 형성될 수도 있다. 박막 패턴(11)은 불투명하며, 박막 패턴(11)으로 입사되는 광을 반사한다. 상기 반사되는 광은 제1 편광판(400)으로 진행한다.

제1 편광판(400)은 반사 방지층(410)을 포함한다. 반사 방지층(410)은 박막 패턴(11)에서 반사된 광이 제1 편광판(400)에서 재반사된 후 액정 패널(100)로 진행하는 것을 방지한다. 이하에서 설명하듯, 상기 반사된 광이 재반사되어 액정 패널(100)로 진행하면, 상기 재반사된 광에 의해 액정 표시 장치의 화질이 저하될 수 있다. 즉, 반사 방지층(410)은 상기 광의 재반사를 방지함으로써 액정 표시 장치의 화질을 향상시키는 역할을 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 밝게 표시되는 화면에서 부분적으로 세로 방향의 줄 무늬(화살표 참조)가 시인된다. 상기 줄 무늬는 일정 간격마다 규칙적으로 나타난다. 따라서, 상기 줄 무늬는 액정 표시 장치에 규칙적으로 배치된 구성 요소로부터 기인하는 것임을 확인할 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 도 2의 세로줄 무늬가 시인되는 과정을 설명하기 위하여, 도 1의 제1 기판과 여기에 부착된 제1 편광판을 확대하여 도시한 단면도들이다. 설명의 편의를 위하여, 도 3a 및 도 3b에서 제1 편광판(400)은 반사 방지층(410)이 없는 경우를 가정하여 도시하였다.

도 3a를 참조하면, 제1 편광판(400)으로 입사된 광은 진행 경로에 따라 제1 광(L1)과 제2 광(L2)으로 구분된다. 제1 광(L1)은 제1 편광판(400)과 제1 기판(100)을 경유하여 진행한다. 제1 광(L1)은 제1 편광판(400)에 입사될 때와 제1 기판(100)으로부터 출사될 때 제1 광(L1)이 지나가는 매질에서의 굴절률 차이로 그 경로가 변경된다. 제1 광(L1)은 제1 편광판(400)의 내부 및 제1 기판(100)의 내부에서도 매질에서의 굴절률 차이로 그 경로가 변경될 수 있다. 다만, 제1 편광판(400)의 내부 및 제1 기판(100)의 내부에서는 굴절률 차이가 크지 않으며, 제1 광(L1)의 경로가 크게 변경되지는 않는다.

제2 광(L2)은 제1 편광판(400)과 제1 기판(100)을 지나면서 박막 패턴(11)에서 반사된다. 상기 반사 후, 제2 광(L2)은 제1 편광판(400)에서 재반사된다. 상기 재반사 후, 제2 광(L2)은 제1 편광판(400)과 제1 기판(100)을 경유하여 진행한다. 그 결과, 외부에서는 제1 및 제2 광(L1,L2)에 의하여 휘도가 증가된 영상이 표시된다.

도 3b를 참조하면, 제1 광(L1)은 제1 편광판(400)과 제1 기판(100)을 경유하여 진행한다. 제2 광(L2)은 제1 편광판(400)과 제1 기판(100)을 지나면서 박막 패턴(11)에서 반사된다. 상기 반사 후, 제2 광(L2)은 제1 편광판(400)에서 재반사된다. 상기 재반사 후, 제2 광(L2)은 박막 패턴(11)과 제1 편광판(400)사이에서 반복적으로 반사된다. 상기 반복적인 반사에 의해 제2 광(L2)은 외부로 출사되지 못하고 소멸된다. 그 결과, 외부에서는 제2 광(L2)만큼 휘도가 감소된 영상이 표시된다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 박막 패턴(11)에서 반사되는 광은 제1 편광판(400)에서 재반사된 후, 외부로 출사되어 시인되거나 또는 외부로 출사되지 못하여 시인되지 않는다. 상기 시인되는 부분과 상기 시인되지 않는 부분에서의 휘도 차이에 의하여 세로줄 무늬가 발생함을 확인할 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 편광판(400)으로 입사된 광은 진행 경로에 따라 제1 광(L1)과 제2 광(L2)으로 구분된다. 제1 광(L1)은 제1 편광판(400)과 제1 기판(100)을 경유하여 진행한다. 제1 광(L1)은 제1 편광판(400)에 입사될 때와 제1 기판(100)으로부터 출사될 때 제1 광(L1)이 지나가는 매질에서의 굴절률 차이로 그 경로가 변경된다.

제2 광(L2)은 제1 편광판(400)과 제1 기판(100)을 지나면서 박막 패턴(11)에 서 반사된다. 제2 광(L2)은 박막 패턴(11)에서 반사된 후, 제1 편광판(400)에 재입사 된다. 반사 방지층(410)은 제2 광(L2)이 재반사되어 액정 패널(100)로 진행하는 것을 방지한다. 그 결과, 제2 광(L2)은 제1 편광판(400) 내부에서 소멸되며, 액정 표시 장치는 제1 광(L1)에 의해서만 영상을 표시한다. 상기 영상은 제1 광(L1)에 해당하는 균일한 휘도를 가지며, 액정 표시 장치는 세로줄 무늬가 제거된 고화질의 영상을 표시한다. 반사 방지층(410)은 여러가지 수단들을 채용하여 제2 광(L2)이 액정 패널(100)로 재차 진행하는 것을 방지할 수 있다.

도 5a를 참조하면, 제1 편광판(400)은 제1 편광 필름(401), 제1 지지 필름(402) 및 반사 방지층(410)을 포함한다. 제1 편광 필름(401)은 광을 편광시킨다. 제1 편광 필름(401)은 폴리비닐알콜(Poly Vinyl Alcohol; PVA)을 주 성분으로 하여 상기 폴리비닐알콜 재질의 광학 필름에 요오드(I) 등의 이색성 염료를 염착시킨 후 한쪽 방향으로 연신하여 제조된다. 상기 연신 방향과 수직한 방향이 제1 편광 필름(401)에 있어서 투과축 방향이 된다.

제1 지지 필름(402)은 제1 편광 필름(401)을 지지한다. 제1 지지 필름(402)은 제1 편광 필름(401)의 기계적 강도와 내열 및 내습성을 유지하도록 내구성을 갖는다. 제1 지지 필름(402)은 트리 아세테이트 셀룰로오스(Tri Acetate Cellulose,TAC)를 포함한다. 제1 지지 필름(402)은 제1 편광 필름(401)을 사이에 두고 한 쌍이 구비된다.

반사 방지층(410)은 제1 편광 필름(401)의 하부에 부착되는 제1 지지 필름(402)에 형성된다. 반사 방지층(410)은 별도의 광학 필름으로 제작된 후 제1 지지 필름(402)에 부착되거나, 제1 지지 필름(402)의 하부면에 코팅되어 형성될 수 있다. 반사 방지층(410)은 여러가지 물리적/화학적 수단을 채용하여 반사 방지층(410)에 입사되는 광의 반사를 방지한다.

도 6a를 참조하면, 박막 패턴(11)에서 반사된 후 반사 방지층(410)을 향하여 진행하는 광은 반사 방지층(410)의 상부면에서 반사되거나 반사 방지층(410)의 내부에 입사된다. 편의상, 상기 상부면에서 반사된 광을 제3 광(L3)이라 명명하고, 상기 내부에 입사된 광을 제4 광(L4)이라 명명한다. 제4 광(L4)은 반사 방지층(410)의 하부면에서 반사된다. 여기서 일부 광이 상기 하부면으로부터 출사될 수 있는데, 이는 외부에 영상을 표시하는데 관여하지 않으므로 논외로 한다. 제4 광(L4)은 반사 방지층(410)의 상부면으로부터 출사되며, 제3 광(L3)과 간섭한다.

반사 방지층(410)은 그 내부를 통과하는 광에 대하여 위상차를 유발한다. 예컨대, 반사 방지층(410)이 1/4 파장의 위상차를 유발한다면, 제4 광(L4)은 반사 방지층(410)의 상부면에서 하부면으로 이동하는 동안 1/4 파장의 위상차가 발생되고, 반사 방지층(410)의 하부면에서 상부면으로 이동하는 동안 다시 1/4 파장의 위상차가 발생된다. 따라서, 제4 광(L4)은 반사 방지층(410) 내부에서 이동하면서 1/2 파장의 위상차를 갖게 되며, 제3 및 제4 광(L3,L4)은 상호간에 상쇄 간섭을 일으켜서 소멸한다.

도 6b를 참조하면, 박막 패턴(11)에서 반사된 후 반사 방지층(410)을 향하여 진행하는 광은 반사 방지층(410)의 상부면에서 산란된다. 상기 산란에 의해 상기 광은 여러 방향으로 분산되며 그 세기가 약화된다. 즉, 상기 분산된 광은 그 세기가 약화되어 외부에서 시인되지 못하며, 액정 표시 장치의 줄 무늬 얼룩이 방지된다. 상기 광을 산란하기 위한 수단으로, 반사 방지층(410)은 그 표면에 올록볼록한 요철이 형성되거나, 그 내부에 광을 산란하는 입자를 포함하거나 또는 상기 요철 형상과 산란 입자를 모두 가질 수 있다.

반사 방지층(410)이 채용될 수 있는 수단은 상기한 상쇄 간섭이나 광을 산란하는 방법에 한정되지 않으며, 상기한 방법 이외에도 광의 반사를 방지할 수 있는 여러가지 수단들을 가질 수 있다.

도 5b를 참조하면, 제1 편광판(400)은 제1 편광 필름(401), 제1 지지 필름(402), 보상 필름(403) 및 반사 방지층(410)을 포함한다. 제1 편광 필름(401)은 투과축을 가지며 상기 투과축에 나란한 방향으로 광을 편광시킨다. 제1 지지 필름(402)은 제1 편광 필름(401)의 상부에 부착되며, 제1 편광 필름(401)을 지지한다. 보상 필름(403)은 제1 편광 필름(401)을 사이에 두고 제1 지지 필름(402)과 마주본다. 보상 필름(403)은 액정 표시 장치의 측면 방향에서 화질을 개선하여 시야각을 넓히는 역할을 한다. 보상 필름(403)은 제1 지지 필름(402)과 함께 제1 편광 필름(401)을 지지하는 역할을 겸한다. 반사 방지층(410)은 보상 필름(403)의 하부에 형성되며, 여러가지 물리적/화학적 수단을 채용하여 반사 방지층(410)에 입사되 는 광의 반사를 방지한다.

도 5c를 참조하면, 제1 편광판(400)은 제1 편광 필름(401), 제1 지지 필름(402), 휘도 강화 필름(404) 및 반사 방지층(410)을 포함한다. 제1 편광 필름(401)은 광을 편광시키며, 제1 지지 필름(402)은 제1 편광 필름(401)의 양면을 지지한다.

휘도 강화 필름(404)은 액정 표시 장치의 휘도를 향상하는 역할을 한다. 즉, 휘도 강화 필름(404)은 자신을 지나는 광에 있어서, 제1 편광판의 투과축에 평행한 광은 그대로 출사하고 상기 제1 편광판의 투과축에 수직한 광은 상기 투과축에 평행한 광으로 변경하여 출사한다.

도 7을 참조하면, 휘도 강화 필름(404)은 서로 다른 두 개의 박막(404a,404b)이 교호적으로 적층된 다층막을 포함한다. 예컨대, 상기 두 개의 박막(404a,404b)은 복굴절률이 매우 높은 폴리 에틸렌 나프탈레이트(poly ethylene naphtalate) 박막과 등방성 구조를 갖는 폴리 메틸 메타크릴레이트(poly methyl methacrylate) 박막이 될 수 있다. 상기한 역할을 수행하는 휘도 강화 필름(404)의 예로서, 미국의 3M사가 판매하고 있는 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)이 있다. 휘도 강화 필름(404)은 제1 편광판(400)에 일체로 형성되거나 또는 제1 편광판(400)과 별도로 구비될 수 있다. 즉, 휘도 강화 필름(404)은 제1 편광판(400)으로부터 제거되고, 제1 편광판(400)과 백라이트 유닛(300) 사이에 배치될 수 있다.

반사 방지층(410)은 휘도 강화 필름(404)의 하부에 형성되며, 반사 방지 층(410)에 입사되는 광의 반사를 방지한다. 본 실시예와 같이, 휘도 강화 필름(404)이 사용되면 액정 표시 장치의 휘도가 크게 증가된다. 따라서, 반사 방지층(410)을 사용하지 않는 경우에는, 제1 편광판(400)에서 재반사되는 광의 휘도도 증가되어 상기 세로줄 무늬 얼룩이 보다 선명하게 시인될 수 있다.

도 5a 내지 도 5c에 도시된 실시예들에 있어서, 반사 방지층(410)은 제1 편광판(400)의 최하층에 배치된다. 그러나, 반사 방지층(410)은 최하층외에 제1 편광판(400) 내부의 여러 위치에 배치될 수도 있다. 예컨대, 반사 방지층(410)은 제1 지지 필름(402)과 휘도 강화 필름(404) 사이에 배치될 수 있다. 다만, 제1 편광판(400)의 각 구성 요소들은 상호간에 굴절률 차이가 크지 않기 때문에, 각 구성 요소들간의 계면에서 광의 반사가 크지 않다. 이에 비해, 제1 편광판(400)의 하부면은 외부와 인접하기 때문에 계면에서 굴절률 차이가 커서 광의 반사가 활발하다. 따라서, 반사 방지층(410)이 최하층에 배치되면, 광이 가장 크게 반사될 수 있는 영역에서의 반사를 차단함으로써 액정 표시 장치의 화질 개선 효과가 증가된다.

도 8은 도 1의 제2 편광판을 확대하여 도시한 단면도이다.

도 8을 참조하면, 제2 편광판(500)은 제2 편광 필름(501), 제2 지지 필름(502) 및 표면 보호 필름(503)을 포함한다. 제2 편광 필름(502)은 광을 한 방향으로 편광시킨다. 제2 지지 필름(502)은 제2 편광 필름(501)을 사이에 두고 한 쌍이 구비되며, 제2 편광 필름(501)을 지지한다.

표면 보호 필름(503)은 제2 편광판(500)의 최상층에 위치하며, 외부로부터 제2 편광판(500)의 내부를 보호하는 역할을 한다. 또한, 표면 처리 필름(503)은 정 전기 방지(Anti Static) 처리 또는 눈부심 방지(Anti Glare) 처리될 수 있다. 상기 정전기 방지 처리는 액정 표시 장치 내부의 정전기 발생을 방지하며, 상기 눈부심 방지 처리는 외부광이 액정 표시 장치의 표면에서 경면 반사되지 않고 난반사되도록 하여 외부광에 의한 눈부심을 방지한다. 상기 눈부심 방지 처리는 영상을 표시하기 위하여 백라이트 유닛(30)으로부터 제공되는 광에도 영향을 주며, 상기 눈부심 방지 처리가 안 된 경우에 상기 세로줄 무늬가 보다 선명하게 시인될 수 있다.

도 9는 도 1의 액정 패널을 확대하여 도시한 사시도이다.

도 9를 참조하면, 제1 기판(100)상에는 게이트 라인(110)과 데이터 라인(130)이 형성된다. 게이트 라인(110)과 데이터 라인(130)은 각각 복수로 구비되며, 상기 복수의 라인들이 상호간에 절연되게 교차하면서 복수의 화소 영역을 정의한다. 각 화소 영역(Pixel Area, PA)에는 박막 트랜지스터(T)와 화소 전극(140)이 구비된다. 박막 트랜지스터(T)는 게이트 라인(110)에 연결된 제어 전극, 데이터 라인(130)에 연결된 입력 전극 및 상기 입력 전극과 마주보는 출력 전극을 포함한다. 화소 전극(140)은 상기 출력 전극에 전기적으로 연결된다.

제2 기판(200)상에는 화소 영역(PA)에 대응되는 부분이 개구된 차광막 패턴(210)이 형성된다. 차광막 패턴(210) 상에는 컬러 필터(220)가 형성되며, 컬러 필터(220)는 상기 개구된 부분을 채우게 된다. 컬러 필터(220)는 적색 필터(R), 녹색 필터(G) 및 청색 필터(B)를 포함하며, 이들은 복수의 화소 영역들을 따라 번갈아가면서 배치된다. 컬러 필터(220)는 적색, 녹색 및 청색을 조합하며, 액정 표시 장치는 상기한 조합으로 다양한 컬러를 갖는 영상을 표시한다. 컬러 필터(220) 상 에는 공통 전극(230)이 형성된다.

박막 트랜지스터(T)는 게이트 라인(110)으로 인가된 게이트 신호에 의해 턴 온 된다. 화소 전극(140)은 데이트 라인(130)으로 인가된 데이터 신호에 의해 데이터 전압이 인가된다. 공통 전극(230)에는 일정한 값을 갖는 공통 전압이 인가된다. 상기 데이터 전압과 공통 전압의 차이로 제1 및 제2 기판(100,200)의 사이에 전기장이 형성된다. 액정층(300)의 액정은 상기 전기장에 따라 배열 방향이 변경된다. 위와 같이, 액정의 배열 방향이 제어되면, 그에 따라 제2 편광판(500)을 투과하여 외부로 출사되는 광량이 조절되어 해당하는 영상이 표시된다.

위와 같은 구조 및 동작에 있어서, 게이트 라인(110), 게이트 라인(110)에 연결된 박막 트랜지스터(T)의 제어 전극, 데이터 라인(130), 데이터 라인(130)에 연결된 박막 트랜지스터(T)의 입력 전극, 상기 입력 전극과 마주하는 박막 트랜지스터(T)의 출력 전극은 모두 광을 부분적으로 반사하는 박막 패턴(11)이 될 수 있다. 즉, 상기 게이트 라인(110), 제어 전극, 데이터 라인(130), 입력 전극 및 출력 전극은 도전성의 금속으로 형성되며, 상기 도전성 금속은 광의 진행을 차단하고 그 표면에서 입사된 광을 반사한다.

본 실시예에 따른 액정 표시 장치는 액정 패널, 편광판 및 백라이트 유닛을 구비하며, 상기 편광판 및 백라이트 유닛의 구조는 앞서 살핀 실시예와 동일하다. 따라서, 상기 편광판 및 백라이트 유닛에 대한 도면 및 설명은 생략하고. 도 10은 상기 액정 패널만 도시하였다. 본 실시예에 있어서, 앞선 실시예와 동일한 구성 요 소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하였으며, 이들의 구조 및 작용에 대한 상세 설명은 생략된다.

도 10을 참조하면, 제1 및 제2 기판(100,200)이 구비된다. 제1 기판(100)상에는 게이트 라인(110)과 데이터 라인(130)이 형성된다. 게이트 라인(110)과 데이터 라인(130)은 화소 영역(PA)을 정의하며, 화소 영역(PA)에는 스토리지 전극(112), 박막 트랜지스터(T) 및 화소 전극(140)이 구비된다. 스토리지 전극(112)은 데이터 라인(130)과 평면상에서 중첩되며, 데이터 라인(130)보다 큰 폭을 갖는다. 스토리지 전극(112)은 게이트 라인(110)과 나란하게 형성된 부분을 포함하며, 상기 부분에 의하여 가로 방향으로 인접하는 스토리지 전극(112)이 상호간에 전기적으로 연결된다. 또한, 스토리지 전극(112)은 세로 방향에 대해서는 제1 콘택홀(125a)에 연결된 연결 전극(141)을 매개로 하여 상호간에 전기적으로 연결된다. 상기 연결 전극(141)은 화소 전극(140)과 동일한 층에 형성되며, 화소 전극(140)과 동일한 재질을 가질 수 있다. 박막 트랜지스터(T)는 제어 전극(111), 반도체막 패턴(120), 입력 전극(131) 및 출력 전극(132)을 포함한다. 제2 기판(200)상에는 화소 전극(140)과 마주보는 공통 전극(230)이 형성된다.

도 11a 는 도 10의 Ⅰ-Ⅰ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 11a를 참조하면, 제어 전극(111)과 화소 전극(140) 사이에는 제1 및 제2 절연막(115,125)이 형성된다. 제1 절연막(115)은 제어 전극(111) 상부에 배치되며, 제1 기판(100)의 전면을 커버한다. 제2 절연막(125)은 입력 전극(131) 및 출력 전극(132) 상부에 배치되고, 제1 기판(100)의 전면을 커버한다. 제2 절연막(125)에는 출력 전극(122)을 노출하는 제2 콘택홀(125b)이 형성된다. 화소 전극(140)은 제2 콘택홀(125b)을 통하여 출력 전극(132)과 전기적으로 연결된다. 박막 트랜지스터(T)는 반도체막 패턴(120)을 더 포함한다. 반도체막 패턴(120)은 액티브층(121)과, 액티브층(121)상에서 입력 전극(131) 및 출력 전극(132)을 따라 분리되게 형성된 오믹콘택층(122)을 포함한다.

제2 기판(200)상에는 화소 영역(PA)에 대응되는 부분이 개구된 차광막 패턴(210)이 형성된다. 차광막 패턴(210)의 개구된 부분은 컬러 필터(220)에 의해 채워진다. 컬러 필터(220) 상에는 공통 전극(230)이 형성된다.

도 11b 는 도 10의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따라 취해진 단면도이다.

도 11b를 참조하면, 인접하는 화소 영역(PA)과 화소 영역(PA)의 사이에 있어서, 제1 기판(100)상에는 스토리지 전극(112), 데이터 라인(130) 및 화소 전극(140)이 형성된다. 스토리지 전극(112)은 다음의 두 가지 역할을 수행한다.

스토리지 전극(112)은 화소 전극(140)과 평면상에서 부분적으로 중첩된다. 스토리지 전극(112)과 화소 전극(140) 사이에는 제1 및 제2 절연막(115,125)이 개재된다. 스토리지 전극(112)과 화소 전극(140)이 중첩되는 부분과 그 사이의 제1 및 제2 절연막(115,125)에 의해 스토리지 커패시터가 형성된다. 스토리지 커패시터는 외부에 표시될 영상에 대응하는 데이터 전압을 일정 시간 유지하는 역할을 한다.

스토리지 전극(112)은 제1 기판(100)상에 게이트 라인(110) 및 제어 전극(111)과 함께 형성된다. 스토리지 전극(112), 게이트 라인(110) 및 제어 전 극(111)은 동일한 재질을 가지며, 상기 재질은 광을 차단하는 도전성 금속이 될 수 있다. 따라서, 스토리지 전극(112)은 인접하는 화소 영역(PA)간 경계에서 광의 진행을 차단하는 역할을 한다.

스토리지 전극(112)의 상기 첫번째 역할은 보조적인 것으로 필수적인 것은 아니다. 또한, 스토리지 전극(112)의 상기 두번째 역할은 차광막 패턴(210)에 의해 수행될 수도 있다. 따라서, 스토리지 전극(112)은 생략될 수도 있다. 그러나, 스토리지 전극(112)이 생략되고, 차광막 패턴(210)으로 상기 화소 영역(PA)의 경계에서 광 차단 역할을 수행하려면, 차광막 패턴(210)이 정확하게 화소 영역(PA)의 경계에 위치해야 한다. 그러나, 화소 영역(PA)은 제1 기판(100)에 정의되고 차광막 패턴(210)은 제2 기판(200)에 형성되기 때문에, 제조 과정 중에 얼라인 미스로 차광막 패턴(210)이 화소 영역(PA)의 경계에서 벗어나게 위치할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 차광막 패턴(210)은 상기 얼라인 미스에 대한 마진을 충분히 확보할 수 있게, 큰 폭을 가져야 한다. 차광막 패턴(210)이 큰 폭을 갖는 경우, 화소 영역(PA)에서 광이 투과하여 외부로 영상을 표시할 수 있는 영역의 면적이 줄어들고 개구율이 감소할 수 있다.

그러나, 제1 기판(100)상에 형성되는 스토리지 전극(112)을 이용하여 화소 영역(PA)의 경계에서 광을 차단하는 경우, 얼라인 미스에 의한 영향을 최소화할 수 있다. 따라서, 스토리지 전극(112)은 불필요하게 큰 폭을 가질 필요가 없으며, 적정 폭으로 형성되어 액정 표시 장치의 개구율이 향상된다. 예컨대, 차광막 패턴(210)이 15㎛의 폭을 가질 때, 스토리지 전극(112)은 차광막 패턴(210)을 커버하 도록 15㎛ 이상의 폭을 갖는다. 스토리지 전극(112)은 지나치게 큰 폭을 가질 필요가 없으므로, 25㎛ 이하의 폭을 가질 수 있다. 바람직하게는, 차광막 패턴(210)이 15㎛의 폭을 가질 때 스토리지 전극(112)은 20㎛의 폭을 갖는 것이 적정하다. 다만, 스토리지 전극(112)에서 게이트 라인(110)과 평행하게 형성된 부분은 개구율 감소를 최소화할 수 있도록, 데이터 라인(130)과 오버랩되는 부분에 비하여 작은 폭을 가질 수 있다.

앞선 실시예에서 살펴 본 바와 같이, 제1 기판(100) 및 제2 기판(200)에 형성되는 금속성의 박막 패턴들은 광의 진행을 차단하고 그 표면에 입사된 광을 반사한다. 또한, 상기 반사광이 액정 패널의 하부에 부착된 편광판에서 재반사되는 경우 세로줄 무늬 얼룩이 발생되어 액정 표시 장치의 화질이 저하된다. 본 실시예에 있어서, 스토리지 전극(112)은 화소 영역(PA)이 경계에서 광을 차단하기 위해 제1 및 제2 기판(100,200)상에 형성되는 어떠한 금속성의 박막 패턴들보다 큰 폭을 갖는다. 따라서, 스토리지 전극(112)에서 광의 반사가 증가되며, 이로 인하여 상기 반사광의 재반사로 인한 화질 저하가 더욱 증가될 수 있다. 상기한 화질 저하를 방지하기 위해서, 액정 패널의 하부에 부착된 편광판에 반사 방지층에 대한 필요성이 증가된다.

상기한 실시예들에 따른 액정 표시 장치는 고화질의 영상을 표시한다. 다만, 상기한 실시예들은 예시적인 관점에서 몇 가지만을 선별하여 제시한 것으로, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 갖는 당업자라면 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

광을 발생하는 백라이트 유닛;

상기 광을 제공받아 영상을 표시하는 액정 패널;

상기 백라이트 유닛과 마주보도록 상기 액정 패널에 부착되는 제1 편광판;

상기 제1 편광판과 대향되게 상기 액정 패널에 부착되는 제2 편광판;

상기 액정 패널의 내부에 구비되며, 상기 광을 부분적으로 반사하는 제1 광학층; 및

상기 제1 편광판 내부에 구비되며, 상기 제1 광학층에서 반사된 광이 상기 액정 패널로 재반사하는 것을 방지하는 제2 광학층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제2 광학층은 외부에 노출된 최외각층에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항에 있어서

상기 제2 광학층은 저반사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 3항에 있어서,

상기 저반사층은 광에 대해 1/4 파장의 위상 변화를 유발하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제2 광학층은 광 산란층을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 제1 편광판은 상기 백라이트 유닛에서 제공하는 광의 휘도를 증가하는 휘도 강화 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 6항에 있어서,

상기 휘도 강화 필름은 서로 다른 두 개의 박막이 교호적으로 적층된 다층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1항에 있어서,

상기 액정 패널은,

상기 제1 편광판이 부착되며, 화소 영역이 정의된 제1 기판;

상기 제1 기판에 형성된 게이트 라인;

상기 게이트 라인과 교차하면서 상기 화소 영역을 정의하는 데이터 라인;

상기 제2 편광판이 부착되는 제2 기판;

상기 제2 기판상에 형성되며, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인과 대응되게 위치하는 차광막 패턴; 및

상기 제1 및 제2 기판 사이에 개재되는 액정층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 8항에 있어서,

상기 제1 광학층은 상기 게이트 라인과 동일층에 형성되며, 상기 데이터 라인은 상기 제1 광학층에 완전히 중첩되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 9항에 있어서,

상기 차광막 패턴은 상기 제1 광학층에 완전히 중첩되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 10항에 있어서,

상기 제1 광학층은 15 - 25㎛의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 10항에 있어서,

상기 액정 패널은 상기 제1 기판상에 형성되고 데이터 전압이 인가되는 화소 전극 및 상기 제2 기판상에 형성되고 공통 전압이 인가되는 공통 전극을 더 포함하고, 상기 제1 광학층은 상기 공통 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
광을 편광하는 편광 필름;

상기 편광 필름에 부착되며, 상기 광의 휘도를 증가하는 휘도 강화 필름; 및

상기 휘도 강화 필름에 부착되며, 상기 광의 반사를 방지하는 저반사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
제 13항에 있어서,

상기 휘도 강화 필름은 서로 다른 두 개의 박막이 교호적으로 적층된 다층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
제 13항에 있어서,

상기 저반사층은 외부에 노출된 최외각층에 위치하는 것을 특징으로 하는 편광판.
제 15항에 있어서,

상기 저반사층은 광에 대해 1/4 파장의 위상 변화를 유발하는 것을 특징으로 하는 편광판.