KR20120119111A - Light leakage free liquid crystal display device with large size and thin thickness - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정표시장치의 대형화 및 박형화에 따른 빛샘을 개선한 액정표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 액정표시장치는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 화소들에 화상정보에 따른 데이터신호를 개별적으로 공급하여, 그 화소들의 광투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 표시할 수 있도록 한 표시장치이다.2. Description of the Related Art In general, a liquid crystal display device is a display device which can display a desired image by individually supplying data signals according to image information to pixels arranged in a matrix form and adjusting light transmittance of the pixels.
따라서, 액정표시장치에는 화소들이 매트릭스 형태로 배열되는 액정패널과 상기 화소들을 구동하기 위한 구동부가 구비된다.Accordingly, the liquid crystal display includes a liquid crystal panel in which pixels are arranged in a matrix and a driving unit for driving the pixels.
상기 액정패널은 서로 대향하여 균일한 셀갭이 유지되도록 합착된 컬러필터(color filter) 기판과 어레이(array) 기판 및 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이의 셀갭 내에 형성된 액정층(liquid crystal layer)으로 구성된다.The liquid crystal panel is composed of a color filter substrate, an array substrate, and a liquid crystal layer formed in a cell gap between the color filter substrate and the array substrate so as to face each other to maintain a uniform cell gap. do.
이때, 상기 컬러필터 기판과 어레이 기판이 합착된 액정패널에는 공통전극과 화소전극이 형성되어 상기 액정층에 전계를 인가한다.In this case, a common electrode and a pixel electrode are formed in the liquid crystal panel to which the color filter substrate and the array substrate are bonded to apply an electric field to the liquid crystal layer.
따라서, 상기 공통전극에 전압이 인가된 상태에서 상기 화소전극에 인가되는 데이터신호의 전압을 제어하게 되면, 상기 액정층의 액정은 상기 공통전극과 화소전극 사이의 전계에 따라 유전 이방성에 의해 회전함으로써 화소별로 빛을 투과시키거나 차단시켜 문자나 화상을 표시하게 된다.Therefore, when the voltage of the data signal applied to the pixel electrode is controlled while the voltage is applied to the common electrode, the liquid crystal of the liquid crystal layer rotates by dielectric anisotropy according to the electric field between the common electrode and the pixel electrode. Characters or images are displayed by transmitting or blocking light for each pixel.
이때, 상기 액정표시장치는 자체적으로 발광하지 못하고 외부에서 들어오는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 소자이기 때문에 액정패널에 빛을 조사하기 위한 별도의 장치, 즉 백라이트 유닛(backlight unit)이 요구된다.In this case, since the liquid crystal display does not emit light by itself and is a light-receiving element that displays an image by adjusting the transmittance of light coming from the outside, a separate device for irradiating light to the liquid crystal panel, that is, a backlight unit is provided. Required.
이하, 도면을 참조하여 일반적인 액정표시장치에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, a general liquid crystal display device will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일반적인 액정패널의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도이며, 도 2는 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.1 is an exploded perspective view schematically illustrating a structure of a general liquid crystal panel, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a general liquid crystal display device.
먼저, 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 액정패널은 크게 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 및 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10) 사이에 형성된 액정층(30)으로 구성된다.First, as shown in FIG. 1, a general liquid crystal panel includes a
상기 컬러필터 기판(5)은 적(Red; R), 녹(Green; G) 및 청(Blue; B)의 색상을 구현하는 다수의 서브-컬러필터(7)로 구성된 컬러필터(C)와 상기 서브-컬러필터(7) 사이를 구분하고 액정층(30)을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스(black matrix)(6), 그리고 상기 액정층(30)에 전압을 인가하는 투명한 공통전극(8)으로 이루어져 있다.The
또한, 상기 어레이 기판(10)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트라인(16)과 데이터라인(17), 상기 게이트라인(16)과 데이터라인(17)의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터(T) 및 상기 화소영역(P) 위에 형성된 화소전극(18)으로 이루어져 있다.In addition, the
이와 같이 구성된 상기 액정패널은 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 액정패널의 후면에 설치되어 액정패널의 전면에 걸쳐 빛을 방출하는 백라이트 유닛 및 상기 액정패널과 백라이트 유닛을 서로 고정하여 결합시키는 가이드 패널(24)과 상부 케이스(21) 및 하부 커버(22) 등의 케이스 부품을 구비하여 액정표시장치를 구성하게 된다.As shown in FIG. 2, the liquid crystal panel configured as described above is provided at a rear surface of the liquid crystal panel, and a guide unit which fixes and couples the liquid crystal panel and the backlight unit to each other and emits light over the entire surface of the liquid crystal panel. A liquid crystal display device may be configured by including case parts such as a
이때, 상기 백라이트 유닛을 구체적으로 설명하면, 상기 하부 커버(22) 상에 빛을 발생시키는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 어레이(45)와 상기 LED를 구동하는 LED 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)(미도시) 및 반사판(43)이 설치되어 있으며, 상기 LED 어레이(45)의 출광 방향으로는 도광판(42)이 설치되게 된다.In this case, the backlight unit will be described in detail. A light emitting diode (LED)
그리고, 램프 하우징(housing)(23)이 상기 LED 어레이(45)와 LED 인쇄회로기판을 고정하고 있다.A
상기 LED 어레이(45)에서 발생된 빛은 투명한 재질의 상기 도광판(42) 측면으로 입사되고, 상기 도광판(42)의 배면에 배치된 상기 반사판(43)은 상기 도광판(42)의 배면으로 투과되는 빛을 도광판(42) 상면의 광학시트(optical sheet)(41)들 쪽으로 반사시켜 빛의 손실을 줄이고 균일도를 향상시키게 된다.Light generated by the
이와 같이 구성된 백라이트 유닛의 상부에는 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)으로 이루어진 액정패널이 안착되며, 접착 테이프(15a, 15b)와 상부 케이스(21)를 통해 결합되어 액정표시장치를 구성하게 된다.A liquid crystal panel including the
이때, 상기 컬러필터 기판(5)과 어레이 기판(10)의 외측 표면에는 각각 상, 하부 편광판(1, 11)이 부착되어 있으며, 상기 상부 편광판(1)은 액정패널을 경유한 빛을 편광 시키고, 상기 하부 편광판(11)은 광학시트(41)들을 경유한 빛을 편광 시킨다.In this case, upper and
한편, 디스플레이 산업이 발달함에 따라서 디스플레이의 대형화 및 박형화 요구는 점점 증가하고 있다. 이때, 대형 사이즈의 액정표시장치의 경우 구조 변경에 따른 액정패널의 휨 자유도의 감소로 인해 4개의 모서리에서 빛샘이 발생하고 있다. 즉, 액정패널의 휨 자유도 감소로 기구 눌림에 의한 액정배열의 변형으로 빛샘이 발생하게 된다(상기 도 2의 A부분). 특히, 횡전계(In Plane Switching; IPS)방식 액정표시장치의 경우 액정이 수평한 방향으로 배열함에 따라 상부 케이스와 같은 기구 눌림에 민감한 특성을 가지고 있다.On the other hand, as the display industry develops, the demand for larger and thinner displays is increasing. In this case, in the case of a large-sized liquid crystal display device, light leakage occurs at four corners due to a decrease in the degree of freedom of bending of the liquid crystal panel due to a structural change. That is, light leakage occurs due to the deformation of the liquid crystal array due to the depressing of the mechanism due to the decrease in the degree of bending freedom of the liquid crystal panel (part A of FIG. 2). In particular, in the case of an in-plane switching (IPS) type liquid crystal display device, since liquid crystals are arranged in a horizontal direction, they have a sensitive characteristic such as an upper case.
또한, 액정표시장치가 박형화 되면서 액정패널과 기구 사이의 마진(margin) 감소로 인해 기구 간섭에 의한 빛샘 문제가 발생하고 있다.In addition, as the liquid crystal display becomes thinner, a light leakage problem due to instrument interference occurs due to a decrease in the margin between the liquid crystal panel and the instrument.
기존의 경우, 빛샘 개선을 위한 알려진 여러 가지 방법들이 있다.In the past, there are several known ways to improve light leakage.
첫 번째로 편광판에서 발생하는 수축응력 최소화를 통해 액정패널에 가해지는 수축응력을 최소화하는 방법이 있다.First, there is a method of minimizing the shrinkage stress applied to the liquid crystal panel by minimizing the shrinkage stress generated in the polarizer.
두 번째로 점착제 레진(resin)의 분자밀도를 증가시켜 열에 의한 변형을 줄이는 방법이 있다.Second, there is a method of reducing the deformation caused by heat by increasing the molecular density of the adhesive resin (resin).
세 번째로 베이스 필름 레진(base film resin)의 사슬 사이에 관능기를 추가하여 사슬간 가교도 증가를 통해 열적 안정성을 확보하는 방법이 있다.Third, there is a method of securing thermal stability by increasing crosslinking degree between chains by adding functional groups between chains of base film resin.
그러나, 기존의 경우 빛샘 개선을 위한 정확한 원인 파악이 이루어지지 않았고, 단편적인 해결방안밖에 제시되지 않아 구조가 변경되는 경우 대응이 쉽지 않은 문제점이 있었다.However, in the conventional case, the exact cause for light leakage improvement has not been made, and only a partial solution is presented, and thus, when the structure is changed, it is not easy to respond.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 액정표시장치의 대형화 및 박형화에 따른 빛샘을 개선하도록 한 액정표시장치를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device for improving light leakage due to the increase in size and thickness of the liquid crystal display device.
본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.Other objects and features of the present invention will be described in the following description of the invention and claims.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 액정표시장치는 컬러필터 기판과 어레이 기판 사이에 액정층이 형성되어 영상을 출력하는 액정패널; 상기 액정패널의 외측 표면에 각각 부착되며, 위상차 필름과 상기 위상차 필름의 양면에 적층된 보호필름 및 상기 보호필름의 일 면에 적층되어 상기 액정패널과 접합하는 점착제로 구성되는 상, 하부 편광판; 상기 액정패널의 후면에 설치되어 액정패널의 전면에 걸쳐 빛을 방출하는 백라이트 유닛; 및 상기 액정패널과 백라이트 유닛을 서로 고정하여 결합시키는 케이스 부품을 포함하며, 상기 상, 하부 편광판의 수축률을 제어하여 액정패널이 평평하거나, 아니면 아래로 약하게 휘는 컵 형상이 되게 하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the liquid crystal display device of the present invention comprises a liquid crystal panel formed between the color filter substrate and the array substrate to output an image; Upper and lower polarizing plates each attached to an outer surface of the liquid crystal panel, and comprising a retardation film, a protective film laminated on both sides of the retardation film, and an adhesive laminated on one surface of the protective film and bonded to the liquid crystal panel; A backlight unit installed at a rear side of the liquid crystal panel to emit light over the entire surface of the liquid crystal panel; And a case part for fixing and coupling the liquid crystal panel and the backlight unit to each other, and controlling the shrinkage ratio of the upper and lower polarizers so that the liquid crystal panel becomes flat or otherwise weakly bent into a cup shape.
이때, 상기 백라이트 유닛은 상기 액정패널의 적어도 일 측면에 LED 패키지가 배치된 에지형으로 구성되는 것을 특징으로 한다.In this case, the backlight unit is characterized in that the LED package is arranged in the edge type on at least one side of the liquid crystal panel.
상기 위상차 필름의 탄성률 및 상기 점착제의 탄성률과 점착력의 설계를 통해 상기 상, 하부 편광판의 수축률을 제어하여 액정패널이 평평하거나, 아니면 아래로 약하게 휘는 컵 형상이 되게 하는 것을 특징으로 한다.By controlling the elastic modulus of the retardation film, and the elastic modulus and adhesive force of the pressure-sensitive adhesive to control the shrinkage of the upper and lower polarizing plate is characterized in that the liquid crystal panel is flat or slightly bent cup shape.
상기 액정패널은 60℃의 24시간 패널 휨 테스트 하에서 아래로 0 ~ 3.5mm의 휨 정도를 가지는 것을 특징으로 한다.The liquid crystal panel is characterized by having a degree of warpage of 0 to 3.5mm down under a 24-hour panel warpage test at 60 ° C.
상기 상부 편광판은 6.67x107Pa의 탄성률을 가진 사이클로올레핀 폴리머(Cycloolefin Polymer; COP)의 위상차 필름과 4.17x105Pa의 탄성률을 가진 COP용 점착제로 구성되는 한편, 상기 하부 편광판은 2.3x109Pa의 탄성률을 가진 아크릴(acryl)계 위상차 필름과 3.58x105Pa의 탄성률을 가진 아크릴계 위상차 필름용 점착제로 구성되는 것을 특징으로 한다.The upper polarizer is composed of a retardation film of cycloolefin polymer (COP) having an elastic modulus of 6.67x10 7 Pa and an adhesive for COP having an elastic modulus of 4.17x10 5 Pa, while the lower polarizer is 2.3x10 9 Pa It is characterized in that it is composed of an acrylic (acryl) retardation film having an elastic modulus and an adhesive for an acrylic retardation film having an elastic modulus of 3.58x10 5 Pa.
상기 상부 편광판은 6.67x107Pa의 탄성률을 가진 COP의 위상차 필름과 4.17x105Pa의 탄성률을 가진 COP용 점착제로 구성되는 한편, 상기 하부 편광판은 6.67x107Pa의 탄성률을 가진 COP의 위상차 필름과 4.48x105Pa의 탄성률을 가진 COP용 점착제로 구성되는 것을 특징으로 한다.The upper polarizer is composed of a COP retardation film having an elastic modulus of 6.67x10 7 Pa and a pressure-sensitive adhesive for COP having an elastic modulus of 4.17x10 5 Pa, while the lower polarizer is a retardation film of COP having an elastic modulus of 6.67x10 7 Pa; It is characterized by consisting of a pressure-sensitive adhesive for COP having an elastic modulus of 4.48x10 5 Pa.
상기 상부 편광판은 1.29x108Pa의 탄성률을 가진 저위상차 TAC 필름과 1.27x106Pa의 탄성률을 가진 저위상차 TAC 필름용 점착제로 구성되는 한편, 상기 하부 편광판은 6.67x107Pa의 탄성률을 가진 COP의 위상차 필름과 4.48x105Pa의 탄성률을 가진 COP용 점착제로 구성되는 것을 특징으로 한다.The upper polarizer is composed of a low phase difference TAC film having an elastic modulus of 1.29x10 8 Pa and an adhesive for a low phase difference TAC film having an elastic modulus of 1.27x10 6 Pa, while the lower polarizer is formed of a COP having an elastic modulus of 6.67x10 7 Pa. The retardation film and the pressure-sensitive adhesive for COP having an elastic modulus of 4.48x10 5 Pa.
이때, 상기 COP용 점착제는 아크릴레이트(acrylate)계 폴리머와 이소시아네이트(isocyanate)계 가교제와 실라인 커플링제(silane coupling agent) 및 대전방지제로 구성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the pressure-sensitive adhesive for COP is characterized by consisting of an acrylate (acrylate) polymer, an isocyanate-based crosslinking agent, a silane coupling agent and an antistatic agent.
상기 COP 필름과 상기 아크릴계 위상차 필름은 용융 압출(melt extrusion) 방식으로 제막하는 것을 특징으로 한다.The COP film and the acrylic retardation film is characterized in that the film is formed by a melt extrusion (melt extrusion) method.
상기 저위상차 TAC 필름은 TAC 필름에 위상차를 낮추는 첨가제를 넣어서 제막하는 것을 특징으로 한다.The low phase difference TAC film is characterized in that the film is put in the additive to lower the phase difference in the TAC film.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 상, 하부 기판의 편광판 수축률 설계를 통해 액정패널의 휨 방향을 제어함으로써 액정패널의 휨량 감소를 통해 빛샘을 개선하는 효과를 제공한다.As described above, the liquid crystal display according to the present invention provides an effect of improving light leakage by reducing the amount of warpage of the liquid crystal panel by controlling the bending direction of the liquid crystal panel through designing the shrinkage ratio of the polarizing plate of the upper and lower substrates.
또한, 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정표시장치의 박형화(기구와 액정패널 사이의 갭 감소)에 따른 기구 간섭 마진을 확보하는 효과를 제공한다.In addition, the liquid crystal display device according to the present invention provides an effect of securing the instrument interference margin due to the thinning of the liquid crystal display device (reducing the gap between the device and the liquid crystal panel).
도 1은 일반적인 액정패널의 구조를 개략적으로 나타내는 분해사시도.
도 2는 일반적인 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 사용되는 위상차 필름의 물성을 나타내는 표.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 사용되는 점착제의 물성을 나타내는 표.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 편광판의 구성 및 이에 따른 수축률을 나타내는 표.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 편광판에 있어 상, 하부 편광판의 조합별 휨량을 개략적으로 보여주는 3D 이미지.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 편광판에 있어 상, 하부 편광판의 조합별 액정패널의 빛샘을 개략적으로 보여주는 사진.1 is an exploded perspective view schematically illustrating a structure of a general liquid crystal panel.
2 is a cross-sectional view schematically showing a general liquid crystal display device.
3 is a cross-sectional view schematically illustrating a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a table showing the physical properties of the retardation film used in the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention.
5 is a table showing the physical properties of the pressure-sensitive adhesive used in the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a table illustrating a configuration of a polarizing plate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention and a shrinkage ratio according thereto. FIG.
7A to 7E are 3D images schematically showing the amount of warpage for each combination of upper and lower polarizing plates in the polarizing plate for a liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.
8A to 8E are photographs schematically showing light leakage of liquid crystal panels for combinations of upper and lower polarizing plates in a polarizing plate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of a liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도로써, 액정표시장치의 일 측면의 단면 구조를 개략적으로 나타내고 있다.3 is a cross-sectional view schematically illustrating a liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention, and schematically illustrates a cross-sectional structure of one side of the liquid crystal display device.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 크게 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110) 사이에 액정층이 형성되어 영상을 출력하는 액정패널, 상기 액정패널의 후면에 설치되어 액정패널의 전면에 걸쳐 빛을 방출하는 백라이트 유닛(140) 및 상기 액정패널과 백라이트 유닛(140)을 서로 고정하여 결합시키는 가이드 패널(124)과 상부 케이스(121) 및 하부 커버(122) 등의 케이스 부품으로 구성된다.As shown in the figure, the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention is a liquid crystal panel that is largely formed between the
이때, 상기 백라이트 유닛(140)은 액정패널의 적어도 일 측면에 LED 패키지가 배치된 에지형(edge type)으로 구성되며, 상기 LED 패키지는 빛을 발생시키는 LED 어레이(145)와 상기 LED를 구동하는 LED 인쇄회로기판(144) 및 상기 LED 어레이(145)를 둘러싸 빛을 도광판(142) 쪽으로 반사시키는 LED 하우징(미도시)으로 이루어진다.At this time, the
이와 같이 상기 LED 어레이(145)의 출광 방향으로는 도광판(142)이 설치되어 있으며, 그리고 상기 도광판(142)으로 입사하지 못하고 손실되는 빛을 최소화하기 위해 상기 LED 어레이(145)에서 도광판(142)과의 사이에 상기 LED 하우징을 도입할 수 있다. 이때, 상기 LED 하우징은 그 표면에 반사판을 부착하거나 은 반사 코팅 등의 처리를 통해 반사율을 높임으로써 입광효율을 향상시킬 수 있다. As described above, the
그리고, 램프 하우징(123)이 상기 LED 어레이(145)와 LED 인쇄회로기판(144)을 고정하고 있으며, 이때 상기 램프 하우징(123)은 상기 도광판(142) 배면에 배치된 반사판(143)이 아래로 처지는 것을 방지하기 위해 반사판 지지부(123a)를 구비할 수 있다.The
상기 LED 어레이(145)에서 발생된 빛은 투명한 재질의 상기 도광판(142) 측면으로 입사되고, 상기 도광판(142)의 배면에 배치된 상기 반사판(143)은 상기 도광판(142)의 배면으로 투과되는 빛을 도광판(142) 상면의 광학시트(141)들 쪽으로 반사시켜 빛의 손실을 줄이고 균일도를 향상시키게 된다.The light generated by the
이와 같이 구성된 백라이트 유닛(140)의 상부에는 상기 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110)으로 이루어진 액정패널이 안착되며, 접착 테이프(115a, 115b)와 상부 케이스(121)를 통해 결합되어 액정표시장치를 구성하게 된다.The liquid crystal panel including the
이때, 상기 컬러필터 기판(105)과 어레이 기판(110)의 외측 표면에는 각각 상, 하부 편광판(101, 111)이 부착되어 있으며, 상기 상부 편광판(101)은 액정패널을 경유한 빛을 편광 시키고, 상기 하부 편광판(111)은 광학시트(141)들을 경유한 빛을 편광 시킨다.In this case, upper and
한편, 도면에는 자세히 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터 기판(105)은 적, 녹 및 청의 색을 구현하는 다수의 서브-컬러필터로 구성된 컬러필터와 상기 서브-컬러필터 사이를 구분하고 액정층을 투과하는 광을 차단하는 블랙매트릭스, 그리고 상기 액정층에 전압을 인가하는 투명한 공통전극으로 이루어져 있다. 이때, 횡전계방식 액정표시장치의 경우에는 화소전극이 형성된 어레이 기판에 상기 공통전극을 형성하게 된다.On the other hand, although not shown in detail in the drawing, the
상기 어레이 기판(110)은 종횡으로 배열되어 복수개의 화소영역을 정의하는 복수개의 게이트라인과 데이터라인, 상기 게이트라인과 데이터라인의 교차영역에 형성된 스위칭소자인 박막 트랜지스터 및 상기 화소영역 위에 형성된 화소전극으로 이루어져 있다. 이때, 상기 게이트라인 및 데이터라인은 게이트 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; TCP) 및 데이터 테이프 캐리어 패키지를 통해 게이트 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB) 및 데이터 인쇄회로기판에 각각 전기적으로 접속하게 된다.The
또한, 상기 상, 하부 편광판(101, 111)은 약 30㎛ 두께의 위상차 필름을 포함하며, 위상차 필름의 양면에는 트리아세틸셀룰로오스 필름(Triacetyl Cellulose; TAC)으로 대표되는 약 80㎛ 두께의 보호필름이 접착제를 통하여 각각 적층될 수 있으며, 상기 보호필름의 일 면에는 액정패널과 접합하게 되는 점착제가 적층되어 있는 다층 구조를 가질 수 있다.In addition, the upper and lower
이러한 상, 하부 편광판(101, 111)의 각 구성 필름은 서로 다른 분자구조 및 조성을 가지는 재료로 이루어진 것이기 때문에 서로 상이한 물리화학적 특성을 가진다. 이중 일 예로 폴리비닐 알코올계(Polyvinyl Alcohol; PVA) 수지가 연신된 필름인 위상차 필름은 높은 온도와 습도 하에서는 수축 또는 팽창하는데 지지체인 TAC 필름이 이러한 현상을 막아주고 있다. 그러나, 높은 온도에서는 고분자 물질의 특성으로 TAC의 지지력이 약해지고 PVA의 수축력에 의해 TAC와 PVA에 어느 정도의 변형이 발생하게 된다. 따라서, 상, 하부 편광판(101, 111)의 구성 필름들이 구부러지거나 쉽게 떨어지게 되고 기포가 발생하는 등의 내구성이 저하되며, 변형된 TAC 필름이 굴절률 이방성을 갖게 되어 입사되는 광을 여러 각도로 굴절시켜 빛샘현상이 유발된다.Since the constituent films of the upper and lower
또한, 이와 같이 구성된 상기 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 액정표시장치의 박형화를 위해 상부 케이스(121)와 액정패널 사이, 구체적으로 상부 케이스(121)에 부착된 접착 테이프(115a)와 액정패널 상측의 상부 편광판(101) 사이의 갭을 1mm에서 약 0.5mm로 축소하게 된다.In addition, the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention configured as described above has an
이와 같이 액정패널과 기구 사이의 갭이 점차 줄어드는 경향 및 액정표시장치의 사이즈가 커지는 경향에 따라 액정패널의 휨량이 상대적으로 커지고 액정패널의 눌림에 의한 액정배열의 변형으로 빛샘이 발생하게 된다.As the gap between the liquid crystal panel and the mechanism gradually decreases and the size of the liquid crystal display device increases, the amount of warpage of the liquid crystal panel becomes relatively large and light leakage occurs due to deformation of the liquid crystal array due to the pressing of the liquid crystal panel.
이에 따라 본 발명에서는 상, 하부 편광판(101, 111)의 수축률 설계를 통해 액정패널의 휨 방향을 제어함으로써 액정표시장치의 대형화 및 박형화에 따른 빛샘을 개선하는 것을 특징으로 한다. 즉, 위상차 필름의 탄성률 및 점착제의 탄성률과 점착력의 설계를 통해 상기 상, 하부 편광판(101, 111)의 장, 단변 수축률을 설계하여 액정패널의 휨 방향을 예측하고 제어함으로써 빛샘을 개선할 수 있다.Accordingly, the present invention is characterized by improving the light leakage according to the size and thickness of the liquid crystal display device by controlling the bending direction of the liquid crystal panel through the shrinkage ratio design of the upper and lower polarizing plates (101, 111). That is, by designing the elastic modulus of the retardation film, the elastic modulus of the pressure-sensitive adhesive and the adhesive force, the light leakage can be improved by designing the long and short side shrinkages of the upper and lower
참고로, 상, 하부 편광판(101, 111)의 수축률을 동일하게 설계한다하더라도 실질적으로 액정패널은 위나 아래로 휘게 되는데, 액정표시장치가 대형화될수록 액정패널의 휨 정도는 커지게 된다.For reference, even if the shrinkage ratios of the upper and
이때, 액정패널이 위로 휘는 경우에는 전술한 바와 같이 액정패널과 기구 사이의 갭이 점차 줄어드는 경향에 따라 상부 케이스(121)와 같은 기구에 의해 액정패널의 모서리에서 눌림이 발생하게 된다. 이때, 액정표시장치의 사이즈 및 구성에 따라 다르겠지만, 액정패널의 눌림에 의한 빛샘이 발생되지 않도록 허용되는 휨 정도는 0 ~ 1mm 정도이다. 참고로, 일 예로 휨 정도는 60℃에서 24시간동안 패널 휨 테스트 결과 발생한 액정패널의 높낮이 차를 의미한다.At this time, when the liquid crystal panel is bent upward, as described above, the gap between the liquid crystal panel and the mechanism gradually decreases, so that the pressing occurs at the edge of the liquid crystal panel by a mechanism such as the
반면, 액정패널이 아래로 휘는 경우에는 전술한 위로 휘는 경우에 비해 기구에 의한 액정패널의 눌림이 발생할 가능성은 적으나, 하부 편광판(111)이 하부의 광학시트(141)에 접촉할 경우 에그 뮤라(egg mura)가 발생할 가능성이 있으며, 이때 액정표시장치의 사이즈 및 구성에 따라 다르겠지만, 허용되는 휨 정도는 0 ~ 3.5mm 정도이다.On the other hand, when the liquid crystal panel is bent downward, the liquid crystal panel is less likely to be pressed by the mechanism as compared to the above-mentioned case, but when the lower
상기의 결과로부터 빛샘 측면에서는 액정패널이 평평하거나, 아니면 아래로 약하게 휘는 컵(cup) 형상이 유리하다는 것을 알 수 있으며, 이를 위해 본 발명에서는 상, 하부 편광판(101, 111)의 수축률 제어를 통해 편광판(101, 111) 부착 시 액정패널의 휨 방향을 컵 형상으로 설계하는 것을 특징으로 한다. 또한, 기존의 위상차 필름에 대해 건조를 많이 하고 연신을 적게 함으로써 기존대비 수축률을 감소시키는 것을 특징으로 한다.From the above results, it can be seen that the liquid crystal panel is flat in the light leakage side, or the cup shape bent slightly downwardly is advantageous. For this purpose, in the present invention, the shrinkage control of the upper and
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 사용되는 위상차 필름의 물성을 나타내는 표다.4 is a table showing the physical properties of the retardation film used in the liquid crystal display according to the embodiment of the present invention.
상기 도 4를 참조하면, 위상차 필름에 있어 탄성률이 편광판의 수축률에 영향을 주는 주 요인이며, 파스칼(Pa)은 압력에 대한 SI 유도단위로 1 파스칼은 1 제곱미터 당 1 뉴턴의 힘이 작용할 때의 압력에 해당한다.Referring to FIG. 4, in the retardation film, the modulus of elasticity is a main factor influencing the shrinkage of the polarizing plate, and Pascal (Pa) is an SI induction unit with respect to pressure. Corresponds to pressure.
이때, 위상차 필름 A는 5.0x107Pa ~ 8.0x107Pa, 바람직하게는 약 6.67x107Pa의 탄성률을 가진 사이클로올레핀 폴리머(Cycloolefin Polymer; COP) 필름이고, 위상차 필름 B는 1.0x108Pa ~ 3.0x108Pa, 바람직하게는 약 1.29x108Pa의 탄성률을 가진 저위상차 TAC 필름이며, 위상차 필름 C는 1.0x109Pa ~ 4.0x109Pa, 바람직하게는 약 2.3x109Pa의 탄성률을 가진 아크릴(acryl)계 위상차 필름을 나타낸다.At this time, the retardation film A is a cycloolefin polymer (COP) film having an elastic modulus of 5.0x10 7 Pa to 8.0x10 7 Pa, preferably about 6.67x10 7 Pa, and the retardation film B is 1.0x10 8 Pa to 3.0 x10 8 Pa, preferably in the low retardation TAC film with an elastic modulus of approximately 1.29x10 8 Pa, the retardation film C is 1.0x10 9 Pa ~ 4.0x10 9 Pa, preferably from acrylic with a modulus of elasticity of about 2.3x10 9 Pa ( acryl) system retardation film.
그리고, 상기 위상차 필름 A, 위상차 필름 B 및 위상차 필름 C의 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion; CTE)는 각각 약 99ppm/K, 60ppm/K 및 60ppm/K이다.The coefficient of thermal expansion (CTE) of the retardation film A, the retardation film B, and the retardation film C is about 99 ppm / K, 60 ppm / K, and 60 ppm / K, respectively.
참고로, 상기 COP 필름과 상기 아크릴계 위상차 필름은 용융 압출(melt extrusion) 방식으로 제막할 수 있는데, 상기 용융 압출 방식은 압출 방식과 동일하나 물을 사용하지 않고 고온에서 녹을 수 있는 바인더(binder)를 사용하여 고온에서 반죽한 뒤 스크린을 통과시켜 압출하는 방식이다. 또한, 상기 저위상차 TAC 필름은 TAC 필름에 위상차를 낮추는 첨가제를 넣어서 제막할 수 있다.For reference, the COP film and the acrylic retardation film may be formed by a melt extrusion method. The melt extrusion method is the same as the extrusion method, but a binder that may be melted at a high temperature without using water is used. It is kneaded at high temperature and then extruded through a screen. In addition, the low phase difference TAC film can be formed by putting an additive that lowers the phase difference in the TAC film.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 사용되는 점착제의 물성을 나타내는 표다.5 is a table showing the physical properties of the pressure-sensitive adhesive used in the liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
상기 도 5를 참조하면, 점착제에 있어 탄성률 및 점착력이 편광판의 수축률에 영향을 주는 요인이며, 1gf(gram force)는 약 0.00980665N에 해당한다.Referring to FIG. 5, the elastic modulus and the adhesive force of the pressure-sensitive adhesive are factors influencing the shrinkage of the polarizer, and 1 gf (gram force) corresponds to about 0.00980665N.
이때, 점착제 a는 4.1x105Pa ~ 4.2x105Pa, 바람직하게는 약 4.17x105Pa의 탄성률을 가진 COP용 점착제이고, 점착제 b는 4.4x105Pa ~ 4.5x105Pa, 바람직하게는 약 4.48x105Pa의 탄성률을 가진 COP용 점착제이며, 상기 COP용 점착제는 기본적으로 아크릴레이트(acrylate)계 폴리머와 이소시아네이트(isocyanate)계 가교제와 실라인 커플링제(silane coupling agent) 및 대전방지제로 구성되어 있다.In this case, a pressure-sensitive adhesive is 4.1x10 5 Pa ~ 4.2x10 5 Pa, preferably in the COP for the pressure-sensitive adhesive having a modulus of elasticity of about 4.17x10 5 Pa, the pressure-sensitive adhesive b is 4.4x10 5 Pa ~ 4.5x10 5 Pa, preferably from about 4.48 COP pressure-sensitive adhesive having an elastic modulus of x10 5 Pa, and the pressure-sensitive adhesive for COP is basically composed of an acrylate polymer, an isocyanate crosslinker, a silane coupling agent, and an antistatic agent. .
또한, 점착제 c는 1.0x106Pa ~ 2.0x106Pa, 바람직하게는 약 1.27x106Pa의 탄성률을 가진 저위상차 TAC 필름용 점착제이며, 점착제 d는 3.0x105Pa ~ 4.0x105Pa, 바람직하게는 약 3.58x105Pa의 탄성률을 가진 아크릴계 위상차 필름용 점착제이다.In addition, the pressure-sensitive adhesive c is a pressure-sensitive adhesive for low phase difference TAC film having an elastic modulus of 1.0x10 6 Pa to 2.0x10 6 Pa, preferably about 1.27x10 6 Pa, and the adhesive d is 3.0x10 5 Pa to 4.0x10 5 Pa, preferably Is an adhesive for acrylic retardation films having an elastic modulus of about 3.58x10 5 Pa.
그리고, 상기 점착제 a, 점착제 b, 점착제 c 및 점착제 d의 점착력은 각각 약 271gf/mm, 242gf/mm, 329gf/mm 및 1041gf/mm이다.In addition, the adhesive strengths of the pressure-sensitive adhesive a, pressure-sensitive adhesive b, pressure-sensitive adhesive c and pressure-sensitive adhesive d are about 271 gf / mm, 242 gf / mm, 329 gf / mm and 1041 gf / mm, respectively.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 편광판의 구성 및 이에 따른 수축률을 나타내는 표로써, 80℃에서 24시간동안 패널 휨 테스트를 진행한 결과를 나타내고 있다.FIG. 6 is a table illustrating a configuration of a polarizing plate for a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention and a shrinkage rate thereof, and shows a result of a panel bending test performed at 80 ° C. for 24 hours.
상기 도 6을 참조하면, 편광판 I는 기존의 구조로 위상차 필름 A와 점착제 b로 구성되어 있으며, 상부 편광판 및 하부 편광판에서 각각 수축률이 -0.151 및 -0.165를 나타내고 있다.Referring to FIG. 6, the polarizing plate I is composed of a phase difference film A and an adhesive b in a conventional structure, and shows shrinkage ratios of −0.151 and −0.165 in the upper and lower polarizing plates, respectively.
그리고, 편광판 II는 위상차 필름 A와 점착제 a로 구성되고, 편광판 III은 위상차 필름 B와 점착제 c로 구성되며, 편광판 IV는 위상차 필름 C와 점착제 d로 구성되어 있다.The polarizing plate II is composed of a retardation film A and an adhesive a, the polarizing plate III is composed of a retardation film B and an adhesive c, and the polarizing plate IV is composed of a retardation film C and an adhesive d.
이때, 상기 편광판 II의 경우에는 상부 편광판 및 하부 편광판에서 각각 수축률이 -0.221 및 -0.227을 나타내고 있고, 상기 편광판 III의 경우에는 상부 편광판 및 하부 편광판에서 각각 수축률이 -0.105 및 -0.086을 나타내고 있으며, 상기 편광판 IV의 경우에는 하부 편광판에서 수축률이 -0.120을 나타내고 있다.In this case, in the case of the polarizing plate II, the shrinkage ratios are -0.221 and -0.227 in the upper and lower polarizing plates, respectively, and in the case of the polarizing plate III, the shrinkage in the upper and lower polarizing plates is -0.105 and -0.086, respectively. In the case of the polarizing plate IV, the shrinkage ratio of the lower polarizing plate is -0.120.
이와 같은 구성의 조합을 가지고 액정표시장치의 상, 하부 편광판을 설계할 경우 24시간의 패널 휨 테스트 결과, 상, 하부 편광판으로 상기 편광판 II, IV의 조합을 사용한 경우에 가장 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 다만, 공정의 편의성을 고려하면, 상기 상, 하부 편광판으로 상기 편광판 II, I의 조합을 사용하거나 상기 편광판 III, I의 조합을 사용한 경우에 양호한 결과를 얻을 수 있다.When the upper and lower polarizers of the liquid crystal display were designed using the combination of the above configurations, the panel bending test for 24 hours showed the best results when the combination of the polarizers II and IV were used as the upper and lower polarizers. . However, in consideration of the convenience of the process, good results can be obtained when the combination of the polarizing plates II and I or the combination of the polarizing plates III and I is used as the upper and lower polarizing plates.
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 편광판에 있어 상, 하부 편광판의 조합별 휨량을 개략적으로 보여주는 3D 이미지이다.7A to 7E are 3D images schematically illustrating the amount of warpage for each combination of the upper and lower polarizing plates in the polarizing plate for the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.
또한, 도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치용 편광판에 있어 상, 하부 편광판의 조합별 액정패널의 빛샘을 개략적으로 보여주는 사진이다.8A to 8E are photographs schematically showing light leakage of liquid crystal panels for combinations of upper and lower polarizing plates in the polarizing plate for the liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.
이때, 상기 도 7a 및 도 8a는 상, 하부 편광판으로 상기 편광판 I, I의 조합을 사용한 경우에 있어 액정패널의 휨량 및 빛샘을 개략적으로 보여주는데, 액정패널이 위로 휘어진 상태에서 높낮이 차가 크게 있어 전체적으로 빛샘이 강하게 발생하는 것을 알 수 있다.7A and 8A schematically show the amount of warpage and the light leakage of the liquid crystal panel when the combination of the polarizing plates I and I is used as the upper and lower polarizers, and the light leakage is large in the state where the liquid crystal panel is bent upward. It can be seen that this occurs strongly.
상기 도 7b 및 도 8b는 상, 하부 편광판으로 상기 편광판 III, II의 조합을 사용한 경우에 있어 액정패널의 휨량 및 빛샘을 개략적으로 보여주는데, 액정패널이 위로 휘어진 상태에서 높낮이 차가 비교적 크게 있어 부분적으로 빛샘이 발생한 것을 알 수 있다.7b and 8b schematically show the amount of warpage and the light leakage of the liquid crystal panel when the combination of the polarizers III and II is used as the upper and lower polarizers, and the height difference is relatively large in the state where the liquid crystal panel is bent upward. It can be seen that this occurred.
상기 도 7c 및 도 8c는 상, 하부 편광판으로 상기 편광판 III, I의 조합을 사용한 경우에 있어 액정패널의 휨량 및 빛샘을 개략적으로 보여주는데, 액정패널이 위로 휘어진 상태에서 높낮이 차가 비교적 적어 빛샘이 개선된 것을 알 수 있다.7C and 8C schematically show the amount of warpage and the light leakage of the liquid crystal panel when the combination of the polarizing plates III and I is used as the upper and lower polarizing plates, and the light leakage is improved due to the relatively small height difference in the state where the liquid crystal panel is bent upward. It can be seen that.
상기 도 7d 및 도 8d는 상, 하부 편광판으로 상기 편광판 II, IV의 조합을 사용한 경우에 있어 액정패널의 휨량 및 빛샘을 개략적으로 보여주는데, 액정패널이 아래로 휘어진 상태에서 높낮이 차가 비교적 적어 빛샘이 개선된 것을 알 수 있다.7D and 8D schematically show the amount of warpage and the light leakage of the liquid crystal panel when the combination of the polarizers II and IV are used as the upper and lower polarizers, and the light leakage is improved because the height difference is relatively small when the liquid crystal panel is bent downward. You can see that.
또한, 상기 도 7e 및 도 8e는 상, 하부 편광판으로 상기 편광판 II, I의 조합을 사용한 경우에 있어 액정패널의 휨량 및 빛샘을 개략적으로 보여주는데, 액정패널이 아래로 휘어진 상태에서 높낮이 차가 비교적 적어 빛샘이 개선된 것을 알 수 있다.7E and 8E schematically show the amount of warpage and the light leakage of the liquid crystal panel when the combination of the polarizing plates II and I is used as the upper and lower polarizers, and the light leakage is relatively small in the state where the liquid crystal panel is bent downward. It can be seen that this improvement.
이와 같이 상, 하부 편광판의 수축률을 제어하여 편광판 부착 시 액정패널의 휨 방향을 아래로 약하게 휘는 컵 형상으로 설계하는 경우 액정표시장치의 대형화 및 박형화에 따른 빛샘을 개선할 수 있게 된다.As such, when the shrinkage ratio of the upper and lower polarizers is controlled to design a cup shape in which the bending direction of the liquid crystal panel is weakly bent downward when the polarizer is attached, light leakage due to the enlargement and thickness of the liquid crystal display device can be improved.
또한, PVA 건조 시 건조온도를 높여서 건조하는 한편, 연신을 적게 함으로써 기존대비 수축률을 감소시킬 수 있게 된다.In addition, while drying the PVA drying drying by increasing the drying temperature, it is possible to reduce the shrinkage compared to the existing by reducing the stretching.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Many details are set forth in the foregoing description but should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the invention should not be construed as limited to the embodiments described, but should be determined by equivalents to the appended claims and the claims.
101,111 : 편광판 105 : 컬러필터 기판
110 : 어레이 기판 115a,115b : 접착 테이프
121 : 상부 케이스 122 : 하부 커버
140 : 백라이트 유닛 141 : 광학시트
142 : 도광판 143 : 반사판
144 : LED 인쇄회로기판 145 : LED 어레이101,111
110:
121: upper case 122: lower cover
140: backlight unit 141: optical sheet
142: light guide plate 143: reflector
144: LED printed circuit board 145: LED array
Claims (13)
상기 액정패널의 외측 표면에 각각 부착되며, 위상차 필름과 상기 위상차 필름의 양면에 적층된 보호필름 및 상기 보호필름의 일 면에 적층되어 상기 액정패널과 접합하는 점착제로 구성되는 상, 하부 편광판;
상기 액정패널의 후면에 설치되어 액정패널의 전면에 걸쳐 빛을 방출하는 백라이트 유닛; 및
상기 액정패널과 백라이트 유닛을 서로 고정하여 결합시키는 케이스 부품을 포함하며, 상기 상, 하부 편광판의 수축률을 제어하여 액정패널이 평평하거나, 아니면 아래로 약하게 휘는 컵 형상이 되게 하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.A liquid crystal panel formed between the color filter substrate and the array substrate to output an image;
Upper and lower polarizing plates each attached to an outer surface of the liquid crystal panel, and comprising a retardation film, a protective film laminated on both sides of the retardation film, and an adhesive laminated on one surface of the protective film and bonded to the liquid crystal panel;
A backlight unit installed at a rear side of the liquid crystal panel to emit light over the entire surface of the liquid crystal panel; And
And a case component for fixing and coupling the liquid crystal panel and the backlight unit to each other, and controlling the shrinkage ratio of the upper and lower polarizers so that the liquid crystal panel becomes flat or otherwise weakly bent into a cup shape. Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110036877A KR101823150B1 (en) | 2011-04-20 | 2011-04-20 | Light leakage free liquid crystal display device with large size and thin thickness |
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KR1020110036877A KR101823150B1 (en) | 2011-04-20 | 2011-04-20 | Light leakage free liquid crystal display device with large size and thin thickness |
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- 2011-04-20 KR KR1020110036877A patent/KR101823150B1/en active IP Right Grant
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