KR101988927B1 - 편광판과 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 편광필름과; 상기 편광필름의 제1면에 부착되는 제1지지필름과; 상기 편광필름의 제2면에 부착되는 제2지지필름을 포함하고, 상기 제1지지필름과 상기 제2지지필름 각각은 제1저투습층과 제2저투습층을 포함하고, 상기 제1저투습층과 상기 제2저투습층은 100g/m2/day 이하의 투습율을 가지는 편광판을 제공한다.

Description

편광판과 이를 포함하는 액정표시장치{polarizer and liquid crystal display including the same}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 신뢰성이 높은 편광판과 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(liquid crystal display: LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel: PDP), 유기발광표시장치(organic light emitting diode: OLED)와 같은 여러 가지 평판표시장치(flat panel display: FPD)가 활용되고 있다.
이들 평판표시장치 중에서, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 박형화, 저전력 구동의 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.
일반적으로 액정표시장치는 전계 생성 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 두 전극이 형성되어 있는 면이 마주 대하도록 배치하고 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현하는 장치이다. 이러한 액정표시장치는 휴대폰이나 멀티미디어장치와 같은 휴대용 기기부터 노트북 또는 컴퓨터 모니터 및 대형 텔레비전에 이르기까지 다양하게 적용된다.
액정표시장치는 다양한 형태로 이루어질 수 있는데, 현재 박막 트랜지스터와 박막 트랜지스터에 연결된 화소 전극이 행렬 방식으로 배열된 능동 행렬 액정표시장치(Active Matrix LCD: AM-LCD)가 해상도 및 동영상 구현 능력이 우수하여 가장 주목 받고 있다.
이러한 액정표시장치는 영상을 표시하는 표시패널(display panel)로 액정패널을 포함하며, 액정패널의 양면에 편광판을 부착하여 선택적으로 빛을 투과시킴으로써 원하는 영상을 구현한다.
도 1은 종래의 편광판 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 편광판(10)은 편광필름(12)과 제1 및 제2지지필름(14, 16)을 포함한다.
편광필름(12)은 요오드(I) 또는 이색성 염료가 염착된 폴리비닐알코올(poly-vinyl alcohol: PVA)을 연신(stretching)하여 형성되는데, 연신방향으로 흡수축이 형성되어 흡수축에 평행한 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고, 흡수축에 수직한 방향으로 진동하는 빛만을 선택적으로 투과시킨다.
그런데, 편광필름(12)의 재료인 폴리비닐알코올은 친수성이 강하고 내습성이 약하므로 수분에 의해 편광필름(12)의 고분자간 결합이 약해지게 되고, 이에 따라 연신한 방향으로 수축이 일어나게 된다. 따라서, 이를 막기 위해, 편광필름(12)의 양면에 수분에 의한 치수변화가 적은 보호기재를 접착시켜 제1 및 제2지지필름(14, 16)으로 사용함으로써, 편광필름(12)의 수축을 억제하도록 한다.
이러한 제1 및 제2지지필름(14, 16)은 트리아세틸셀룰로오스(tri-acetyl cellulose: TAC)로 이루어지며, 수계 접착제를 이용하여 열경화 방법으로 편광필름(12)에 부착된다.
그러나, 트리아세틸셀룰로오스로 이루어진 지지필름(14, 16)은 수분과 온도의 변화에 민감하게 반응하고, 약 500g/m2/day 이상의 투습율을 가지므로 수분의 유입 및 투습이 쉽게 발생하며, 수분에 의해 지지필름(14, 16)은 쉽게 수축 또는 팽창된다. 이에 따라, 편광필름(12)에 대한 수분 유입의 자유도가 커지게 되며, 연신된 편광필름(12)에 수분이 침투하여 편광필름(12)의 수축 팽창응력을 발생시키므로, 편광판의 수축 팽창이 발생한다.
이러한 편광판을 액정패널에 부착할 경우, 고온 고습 조건에서 편광판의 수축 팽창에 의해 액정패널의 휨이 크게 발생하게 되고, 이는 액정표시장치의 빛샘을 유발하게 된다.
상기한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은, 외부 환경에 의한 변화를 방지할 수 있는 신뢰성이 높은 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 휨을 방지하여 빛샘을 막을 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 편광필름과; 상기 편광필름의 제1면에 부착되는 제1지지필름과; 상기 편광필름의 제2면에 부착되는 제2지지필름을 포함하고, 상기 제1지지필름과 상기 제2지지필름 각각은 제1저투습층과 제2저투습층을 포함하고, 상기 제1저투습층과 상기 제2저투습층은 100g/m2/day 이하의 투습율을 가지는 편광판을 제공한다.
상기 제1저투습층은 상기 제2저투습층과 상기 편광필름 사이에 위치하고, 상기 제2저투습층의 투습율은 상기 제1저투습층의 투습율보다 높다.
상기 제1저투습층은 폴리메틸 메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate): PMMA)를 기본으로 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체와 (메트)아크릴아마이드계 단량체를 포함하는 물질로 이루어진다.
상기 제2저투습층은 아크릴레이트계 수지나 실리콘계 경화성 수지로 이루어지며, 상기 아크릴레이트계 수지는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 다관능 아크릴레이트 중 어느 하나 또는 둘 이상 포함하고, 상기 실리콘계 경화성 수지는 트리알콕시실란, 테트라알콕시실란 또는 이들의 알킬화물의 부분 가수분해물, 메틸트리알콕시실란 및 페닐트리알콕시실란의 혼합물의 가수분해물 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함한다.
상기 제2지지필름은 내부에 미립자를 포함한다.
상기 미립자는 실리카(silica) 또는 폴리에스테르(polyester) 고분자를 포함한다.
상기 제1지지필름과 상기 제2지지필름 각각은 상기 제1저투습층과 상기 편광필름 사이에 100g/m2/day 이하의 투습율을 가지는 제3저투습층을 더 포함한다.
상기 제3저투습층의 투습율은 상기 제1저투습층의 투습율보다 높다.
상기 제2저투습층과 상기 제3저투습층의 두께는 상기 제1저투습층의 두께보다 얇다.
한편, 본 발명은 앞서 언급한 편광판을 적어도 하나 포함하는 제1 및 제2편광판과; 상기 제1 및 제2편광판 사이에 위치하는 액정패널을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 편광판에서는, 투습율이 낮은 재료를 지지필름으로 사용하는데 있어서, 지지필름을 이중 또는 삼중층으로 형성함으로써 편광필름으로 수분이 침투하는 것을 보다 효과적으로 막을 수 있다.
따라서, 외부 환경에 의한 편광필름의 변화를 방지하고, 수분과 온도에 따른 편광판의 수축과 팽창력을 낮춤으로써 액정패널이 휘는 것을 개선하며, 액정표시장치에서의 빛샘을 막을 수 있다.
한편, 지지필름에 미립자와 같은 요소를 첨가하여 표면 경도를 향상시키고 눈부심을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 편광판 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 편광판을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 편광판 제조 장비의 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 편광판을 포함하는 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 편광판을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 편광판을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 편광판(100)은 편광필름(110)과 제1지지필름(120)과 제2지지필름(130)을 포함한다.
편광필름(110)은 요오드 이온을 염착시킨 후 연신된 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol: PVA) 필름으로 이루어질 수 있다.
제1지지필름(120)과 제2지지필름(130) 각각은 제1저투습층(122, 132)과 제2저투습층(124, 134)을 포함하며, 제1저투습층(122, 132)이 제2저투습층(124, 134)과 편광필름(110) 사이에 위치한다. 여기서, 제1저투습층(122, 132)과 제2저투습층(124, 134)은 약 100g/m2/day 이하의 투습율을 가지며, 제2저투습층(124, 134)의 투습율이 제1저투습층(122, 132)의 투습율보다 큰 것이 바람직하다.
제1지지필름(120)과 제2지지필름(130)은 약 20㎛ 내지 80㎛의 두께, 바람직하게는 약 50㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 이때, 제2저투습층(124, 134)의 두께가 제1저투습층(122, 132)의 두께보다 클 수 있다.
제1저투습층(122, 132)은 아크릴계 필름으로 이루어지며, 아크릴계 필름은 폴리메틸 메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate): PMMA)를 기본으로 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체와 (메트)아크릴아마이드계 단량체를 포함할 수 있고, 약 60g/m2/day의 투습율을 가질 수 있다.
제2저투습층(124, 134)은 아크릴레이트계 수지 또는 실리콘계 경화성 수지를 제1저투습층(122, 132) 상에 코팅하고 경화함으로써 형성된다. 아크릴레이트계 수지는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 다관능 아크릴레이트 중 어느 하나 또는 둘 이상 포함하며, 실리콘계 경화성 수지는 트리알콕시실란, 테트라알콕시실란 또는 이들의 알킬화물의 부분 가수분해물, 메틸트리알콕시실란 및 페닐트리알콕시실란의 혼합물의 가수분해물 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함한다.
제1지지필름(120)과 제2지지필름(130)은 위상 지연을 가지지 않는 것이 바람직하며, 두께방향의 위상지연(Rth) 및 평면 내에서의 위상지연(Rin)이 -10nm 내지 +10nm, 보다 상세하게는, -5nm 내지 +5nm인 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 편광판(100)에서는, 제1지지필름(120)과 제2지지필름(130) 각각이 제1저투습층(122, 132)과 제2저투습층(124, 134)을 포함하여, 단일 저투습층을 사용하는 경우에 비해 수분의 유입 및 투습을 더욱 낮출 수 있으며, 표면 경도를 증가시켜 외부로부터의 영향을 최소화할 수 있다.
한편, 제2저투습층(124, 134) 내부에 미립자를 첨가하여 표면 경도를 더욱 증가시키고, 눈부심을 방지할 수도 있다. 이때, 첨가되는 미립자는 유기 또는 무기 미립자이거나 무기 미립자의 표면에 유기 폴리머가 고정된 복합 무기 미립자일 수 있으며, 실리카(silica) 또는 폴리에스테르(polyester) 고분자를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 편광판 제조 장비의 개략적인 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 편광판 제조 장비는 제1공급부(212)와, 염색유닛(213), 연신유닛(214), 건조유닛(215), 제1 및 제2코팅유닛(216a, 216b), 제2공급부(222), 제3코팅유닛(224), 제3공급부(232), 제4코팅유닛(234), 부착유닛(240), 광조사유닛(250), 그리고 회수롤(260)을 포함한다.
먼저, 제1공급부(212)로부터 편광필름(110)이 공급된다. 제1공급부(212)는 편광필름(110)이 감긴 공급롤일 수 있으며, 편광필름(110)을 이동시키기 위한 이동수단(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 이동수단은 공급롤에 회전력을 제공하는 모터일 수 있는데, 이동수단은 공급롤의 회전축에 직접 연결되거나, 풀리와 벨트 등을 통해 공급롤의 회전축에 연결될 수 있다.
한편, 편광필름(110)은 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol: PVA)로 형성될 수 있다.
제1공급부(212)로부터 공급된 편광필름(110)은 염색유닛(213)으로 전달되고, 염색유닛(213)에서 편광필름(110) 내에 요오드 이온을 염착시킨다. 이때, 요오드 이온의 염착을 위해 요오드화 칼륨 용액이 사용될 수 있다.
편광필름(110)은 염색유닛(213)으로 전달 전 증류수(de-ionized water) 등을 이용한 수세 공정을 거칠 수 있으며, 편광필름(110)은 수세 공정을 통해 요오드 이온이 착제하기 쉽도록 팽윤될 수 있다.
이어, 요오드 이온이 염착된 편광필름(110)은 연신유닛(214)으로 전달되고, 편광필름(110)은 연신유닛(214)에서 연신된다. 이때, 요오드 이온은 연신 방향으로 정렬하여 연신된 편광필름(110)은 연신 방향으로 흡수축을 가지게 된다. 따라서, 연신된 편광필름(110)은 흡수축과 평행한 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고, 흡수축과 수직한 방향으로 진동하는 빛은 투과시킨다. 일례로, 편광필름(110)은 길이 방향, 즉, 공정의 진행 방향(machine direction: MD)으로 연신될 수 있다. 여기서, 연신 배율은 5배 내지 6배일 수 있다.
한편, 염착된 편광필름(110)을 붕산 수용액 중에서 연신함으로써 가교 단계를 함께 진행할 수 있다. 즉, 염착된 편광필름(110)을 붕산 수용액에 침지하여 연신함으로써, 붕산은 요오드 이온이 염착된 편광필름(110)의 고분자와 고분자 사이를 가교시켜 요오드 이온의 승화를 막는다. 가교 단계는 연신 단계와 별도로 진행될 수도 있다.
다음, 연신된 편광필름(110)은 건조유닛(215)으로 전달되어 건조된다. 이때, 건조유닛(215)은 오븐을 포함할 수 있으며, 건조 온도는 섭씨 50도 내지 65도일 수 있다.
다음, 건조된 편광필름(110)은 제1 및 제2코팅유닛(216a, 216b)으로 전달된다. 제1 및 제2코팅유닛(216a, 216b)은 편광필름(110)을 기준으로 마주대하며 이격되어 위치하고, 제1 및 제2코팅유닛(216a, 216b)은 그 사이를 통과하는 편광필름(110)의 양면에 각각 접착제를 코팅한다. 이때, 접착제는 자외선(ultraviolet: UV) 경화형 접착제가 사용된다.
이어, 접착제가 코팅된 편광필름(110)은 부착유닛(240)으로 전달된다.
한편, 제1공급부(212)와 이격되어 제2공급부(222)가 배치되고, 제2공급부(222)로부터 필름 형태를 갖는 제1지지필름(120)의 제1저투습층(122)이 공급된다. 제2공급부(222)는 제1지지필름(120)의 제1저투습층(122)이 감긴 공급롤일 수 있으며, 제1지지필름(120)의 제1저투습층(122)을 이동시키기 위한 이동수단(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 이동수단은 공급롤에 회전력을 제공하는 모터일 수 있는데, 이동수단은 공급롤의 회전축에 직접 연결되거나, 풀리와 벨트 등을 통해 공급롤의 회전축에 연결될 수 있다.
제1지지필름(120)의 제1저투습층(122)은 아크릴계 필름으로 이루어지며, 약 100g/m2/day 이하의 투습율을 가진다. 아크릴계 필름은 폴리메틸 메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate): PMMA)를 기본으로 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체와 (메트)아크릴아마이드계 단량체를 포함할 수 있고, 약 60g/m2/day의 투습율을 가질 수 있다.
제2공급부(222)로부터 공급된 제1지지필름(120)의 제1저투습층(122)은 제3코팅유닛(224)으로 전달되고, 제3코팅유닛(224)은 제1지지필름(120)의 제1저투습층(122)의 표면에 아크릴레이트계 수지 또는 실리콘계 경화성 수지를 코팅하여 제1지지필름(120)의 제2저투습층(124)을 형성한다. 이때, 제1지지필름(120)의 제2저투습층(124)은 편광필름(110)을 향하는 제1지지필름(120)의 제1저투습층(122)의 반대면에 형성된다.
여기서, 아크릴레이트계 수지는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 다관능 아크릴레이트 중 어느 하나 또는 둘 이상 포함하며, 실리콘계 경화성 수지는 트리알콕시실란, 테트라알콕시실란 또는 이들의 알킬화물의 부분 가수분해물, 메틸트리알콕시실란 및 페닐트리알콕시실란의 혼합물의 가수분해물 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함한다. 제1지지필름(120)의 제2저투습층(124)은 약 100g/m2/day 이하의 투습율을 가지며, 제1지지필름(120)의 제2저투습층(124)의 투습율이 제1지지필름(120)의 제1저투습층(122)의 투습율보다 큰 것이 바람직하다.
다음, 제1지지필름(120)의 제1저투습층(122)과 제2저투습층(124)은 부착유닛(240)으로 전달된다.
한편, 제1공급부(212)를 기준으로 제2공급부(222)의 반대쪽에는 제1공급부(212)와 이격되어 제3공급부(232)가 배치되고, 제3공급부(232)로부터 제2지필름(130)의 제1저투습층(132)이 공급된다. 제3공급부(232)는 제2지지필름(130)의 제1저투습층(132)이 감긴 공급롤일 수 있으며, 제2지지필름(130)의 제1저투습층(132)을 이동시키기 위한 이동수단(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 이동수단은 공급롤에 회전력을 제공하는 모터일 수 있는데, 이동수단은 공급롤의 회전축에 직접 연결되거나, 풀리와 벨트 등을 통해 공급롤의 회전축에 연결될 수 있다.
제2지지필름(130)의 제1저투습층(132)은 아크릴계 필름으로 이루어지며, 약 100g/m2/day 이하의 투습율을 가진다. 아크릴계 필름은 폴리메틸 메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate): PMMA)를 기본으로 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체와 (메트)아크릴아마이드계 단량체를 포함할 수 있고, 약 60g/m2/day의 투습율을 가질 수 있다.
제3공급부(232)로부터 공급된 제2지지필름(130)의 제1저투습층(132)은 제4코팅유닛(234)으로 전달되고, 제4코팅유닛(234)은 제2지지필름(130)의 제1저투습층(132)의 표면에 아크릴레이트계 수지 또는 실리콘계 경화성 수지를 코팅하여 제2지지필름(130)의 제2저투습층(134)을 형성한다. 이때, 제2지지필름(130)의 제2저투습층(134)은 편광필름(110)을 향하는 제2지지필름(130)의 제1저투습층(132)의 반대면에 형성된다.
여기서, 아크릴레이트계 수지는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 다관능 아크릴레이트 중 어느 하나 또는 둘 이상 포함하며, 실리콘계 경화성 수지는 트리알콕시실란, 테트라알콕시실란 또는 이들의 알킬화물의 부분 가수분해물, 메틸트리알콕시실란 및 페닐트리알콕시실란의 혼합물의 가수분해물 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함한다. 제2지지필름(130)의 제2저투습층(134)은 약 100g/m2/day 이하의 투습율을 가지며, 제2지지필름(130)의 제2저투습층(134)의 투습율이 제2지지필름(130)의 제1저투습층(132)의 투습율보다 큰 것이 바람직하다.
다음, 제2지지필름(130)의 제1저투습층(132)과 제2저투습층(134)은 부착유닛(240)으로 전달된다.
부착유닛(240)은 제1 및 제2부착롤(242, 244)을 포함한다. 제1 및 제2부착롤(242, 244)은 서로 이격되고 마주 대하여 위치할 수 있다. 또는, 제1 및 제2부착롤(242, 244)은 서로 어긋나게 위치할 수도 있다.
부착유닛(240)으로 전달된 편광필름(110)과, 편광필름(110) 일측의 제1지지필름(120) 및 편광필름(110) 타측의 제2지지필름(130)은 제1 및 제2부착롤(242, 244) 사이를 통과하면서 가압되고, 편광필름(110)의 양면에 코팅된 UV 경화형 접착제에 의해 편광필름(110)은 제1 및 제2지지필름(120, 130)과 서로 부착된다. 이때, 편광필름(110)은 제1 및 제2지지필름(120, 130)의 제1저투습층(122,1 32)과 접착된다.
여기서, 저투습기재로 형성되는 제1 및 제2지지필름(120, 130)은 소수성의 특성을 가지므로, UV 경화형 접착제에 의해 편광필름(110)과 부착하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예에서 접착제가 편광필름(110)의 양면에 코팅된 것으로 설명하였으나, 접착제는 제1지지필름(120)과 제2지지필름(130)에 코팅될 수도 있다.
다음, 부착된 편광필름(110)과 제1 및 제2지지필름(120, 130)은 광조사유닛(250)으로 전달되고, 광조사유닛(250)은 자외선(UV)을 조사하여 편광필름(110)과 제1지지필름(120) 사이 및 편광필름(110)과 제2지지필름(130) 사이의 UV 경화형 접착제를 경화한다. 이어, 편광필름(110)과 제1 및 제2지지필름(120, 130)은 건조유닛(도시하지 않음)으로 전달되어, 건조 단계를 거칠 수 있다.
다음, 건조된 편광필름(110)과 제1 및 제2지지필름(120, 130) 회수롤(260)로 전달되고, 회수롤(260)에 감겨질 수 있다.
한편, 도시하지 않았지만, 회수롤(260)로 전달 전, 부착된 제1 및 제2지지필름(120, 130) 중 하나의 일면에 점착층을 형성하고 이형필름을 부착한 후 건조하는 단계가 더 수행될 수도 있다.
이러한 본 발명의 편광판을 액정표시장치에 적용한 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 편광판을 포함하는 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정패널(310)과, 액정패널(310)의 일면에 부착되는 제1편광판(320) 및 액정패널(310)의 타면에 부착되는 제2편광판(330), 그리고 제2편광판(330) 하부의 백라이트 유닛(350)을 포함한다.
도시하지 않았지만, 액정패널(310)은 제1 및 제2기판과 제1 및 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되며, 제1 및 제2기판 각각 또는 두 기판 중 어느 하나 에 화소 전극과 공통 전극이 형성된다. 따라서, 액정층의 액정분자는 두 전극 사이에 생성되는 전기장에 의해 배열이 달라지고, 이에 따라 백라이트 유닛(350)으로부터 공급되는 빛의 투과율을 조절한다.
부착을 위해, 제1편광판(320)과 액정패널(310) 사이에는 제1점착층(342)이 위치하고, 제2편광판(330)과 액정패널(310) 사이에는 제2점착층(344)이 위치한다. 제1점착층(342)은 제1편광판(320)에 형성되어 공급될 수 있고, 제2점착층(344)은 제2편광판(330)에 형성되어 공급될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2점착층(342, 344)은 감압 점착제(pressure sensitive adhesive: PSA)일 수 있다.
제1편광판(320)과 제2편광판(330) 각각은 도 2의 편광판과 동일한 구조를 가지며, 도 3의 편광판 제조 장비를 통해 제조될 수 있다.
제1편광판(320)은 액정패널(310)의 전면(front surface), 즉, 빛이 출력되는 면에 부착된다. 제1편광판(320)은 제1편광필름(322)과, 제1편광필름(322) 제1면의 제1내부지지필름(324)과, 제1편광필름(322) 제2면의 제1외부지지필름(326)을 포함하며, 제1내부지지필름(324)이 액정패널(310)과 부착된다.
제1내부지지필름(324)과 제1외부지지필름(326) 각각은 제1저투습층(324a, 326a)과 제2저투습층(324b, 326b)를 포함하며, 제1저투습층((324a, 326a)이 제2저투습층(324b, 326b)과 제1편광필름(322) 사이에 위치한다.
여기서, 제1저투습층(324a, 326a)과 제2저투습층(324b, 326b)은 약 100g/m2/day 이하의 투습율을 가지며, 제2저투습층(324b, 326b)의 투습율이 제1저투습층(324a, 326a)의 투습율보다 큰 것이 바람직하다.
제2편광판(330)은 액정패널(310)의 배면(rear surface), 즉, 백라이트 유닛(350)으로부터 빛이 입사되는 면에 부착된다. 제2편광판(330)은 제2편광필름(332)과, 제2편광필름(332) 제1면의 제2내부지지필름(334)과, 제2편광필름(332) 제2면의 제2외부지지필름(336)을 포함하며, 제2내부지지필름(334)이 액정패널(310)과 부착된다.
제2내부지지필름(334)과 제2외부지지필름(336) 각각은 제3저투습층(334a, 336a)과 제4저투습층(334b, 336b)를 포함하며, 제3저투습층(334a, 336a)이 제4저투습층(334b, 336b)과 제2편광필름(332) 사이에 위치한다.
여기서, 제3저투습층(334a, 336a)과 제4저투습층(334b, 336b)은 약 100g/m2/day 이하의 투습율을 가지며, 제4저투습층(334b, 336b)의 투습율이 제3저투습층(334a, 336a)의 투습율보다 큰 것이 바람직하다.
한편, 제2편광판(330)의 제2편광필름(332)의 흡수축은 제1편광판(320)의 제1편광필름(322)의 흡수축과 수직이 되도록 배치된다.
제2편광판(330) 하부에는 백라이트 유닛(350)이 배치된다. 백라이트 유닛(350)은 반사판(352)과, 도광판(354), 광학시트들(356) 및 발광다이오드(light emitting diode: LED) 어셈블리(358)를 포함한다.
LED 어셈블리(358)는 LED 인쇄회로기판(358a)과 LED 인쇄회로기판(358a) 상부의 LED 램프(358b)를 포함하며, 도광판(354)의 일측에 위치하여 빛을 공급한다.
도광판(354)은 LED 램프(358b)로부터 내부로 입사된 빛을 반사 및 굴절시켜 액정패널(310) 방향으로 전달함으로써 면광원을 구현하는 역할을 한다.
반사판(352)은 도광판(354) 하부에 위치하여, 도광판(354)의 배면을 통과한 빛을 액정패널(310) 쪽으로 반사시킴으로써, 빛의 휘도를 향상시킨다. 한편, 반사판(352)은 시트의 형태일 수 있으며, LED 에셈블리(358)의 외측까지 연장될 수도 있다.
도광판(354) 상부에는 광학시트들(356)이 위치하며, 광학시트들(356)은 도광판(354)으로부터의 빛을 확산 또는 집광한다. 광학시트들(356)은 광 확산 기능을 갖는 적어도 하나 이상의 시트와, 집광 기능을 갖는 적어도 하나 이상의 시트를 포함할 수 있다.
여기서는 광원인 LED 램프(358b)가 액정패널(310)의 일측에 위치하는 측면형(edge type) 백라이트 유닛(350) 구조에 대하여 설명하였으나, 광원이 액정패널(310) 하부에 바로 위치하는 직하형(direct type) 백라이트 유닛이 사용될 수도 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 편광판을 포함하는 액정표시장치에서는, 제1 및 제2편광판(320, 330)의 내부지지필름(324, 334)과 외부지지필름(326, 336)을 투습율이 낮은 재료로 이중층 구조를 갖도록 형성함으로써, 단일 저투습층 사용하는 경우에 비해 수분의 유입 및 투습을 더욱 낮출 수 있어, 액정패널(310)의 휨을 방지할 수 있다. 따라서, 액정표시장치의 빛샘을 막을 수 있다.
또한, 표면 경도를 증가시켜 외부로부터의 영향을 최소화할 수 있다.
한편, 앞선 실시예에서는 제1 및 제2편광판(320, 330)의 내부지지필름(324, 334)과 외부지지필름(326, 336)이 모두 투습율이 낮은 재료의 이중층 구조를 갖도록 형성되었으나, 제1 및 제2편광판(320, 330)의 외부지지필름(326, 336)만이 투습율이 낮은 재료의 이중층 구조를 갖도록 형성되고, 내부지지필름(324, 334)은 TAC 또는 투습율이 낮은 재료의 단일층 구조를 갖도록 형성될 수도 있다.
또는, 제1편광판(320)의 내부지지필름(324)과 외부지지필름(326)은 투습율이 낮은 재료의 이중층 구조를 갖도록 형성되고, 제2편광판(330)의 내부지지필름(334)과 외부지지필름(336)은 TAC 또는 투습율이 낮은 재료의 단일층 구조를 갖도록 형성될 수도 있다.
즉, 제1편광판(320)과 제2편광판(330)의 내부지지필름(324, 334)과 외부지지필름(326, 336) 중의 적어도 하나는 투습율이 낮은 재료의 이중층 구조를 갖도록 형성된다. 이때, 제1편광판(320)의 외부지지필름(326)이 투습율이 낮은 재료의 이중층 구조를 갖는 것이 바람직하다,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 편광판(400)은 편광필름(410)과 제1지지필름(420)과 제2지지필름(430)을 포함한다.
편광필름(410)은 요오드 이온을 염착시킨 후 연신된 폴리비닐알코올 필름으로 이루어질 수 있다.
제1지지필름(420)과 제2지지필름(430) 각각은 제1저투습층(422, 432)과 제2저투습층(424, 434) 및 제3저투습층(426, 436)을 포함하며, 제1저투습층(422, 432)이 제2저투습층(424, 434)과 제3저투습층(426, 436) 사이에 위치한다. 여기서, 제1저투습층(422, 432)과 제2저투습층(424, 434) 및 제3저투습층(426, 436)은 약 100g/m2/day 이하의 투습율을 가지며, 제2저투습층(424, 434) 및 제3저투습층(426, 436)의 투습율이 제1저투습층(422, 432)의 투습율보다 큰 것이 바람직하다.
제1지지필름(420)과 제2지지필름(430)은 약 20㎛ 내지 80㎛의 두께, 바람직하게는 약 50㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 이때, 제1저투습층(422, 432)은 약 10㎛ 내지 60㎛의 두께를 가지며, 제2저투습층(424, 434) 및 제3저투습층(426, 436)은 약 10㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
제1저투습층(422, 432)은 아크릴계 필름으로 이루어지며, 아크릴계 필름은 폴리메틸 메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate): PMMA)를 기본으로 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체와 (메트)아크릴아마이드계 단량체를 포함할 수 있고, 약 60g/m2/day의 투습율을 가질 수 있다.
제2저투습층(424, 434) 및 제3저투습층(426, 436)은 아크릴레이트계 수지 또는 실리콘계 경화성 수지를 제1저투습층(422, 432)의 양면에 각각 코팅하고 경화함으로써 형성된다. 아크릴레이트계 수지는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 다관능 아크릴레이트 중 어느 하나 또는 둘 이상 포함하며, 실리콘계 경화성 수지는 트리알콕시실란, 테트라알콕시실란 또는 이들의 알킬화물의 부분 가수분해물, 메틸트리알콕시실란 및 페닐트리알콕시실란의 혼합물의 가수분해물 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함한다.
제1지지필름(420)과 제2지지필름(430)은 위상 지연을 가지지 않는 것이 바람직하며, 두께방향의 위상지연(Rth) 및 평면 내에서의 위상지연(Rin)이 -10nm 내지 +10nm, 보다 상세하게는, -5nm 내지 +5nm인 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는, 제1지지필름(420)과 제2지지필름(430) 각각이 투습율이 낮은 재료로 삼중층 구조를 가지므로, 수분의 유입 및 투습을 더욱 낮출 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 편광판을 개략적으로 도시한 도면으로, 도 5의 편광판과 유사한 구조를 가진다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 편광판(500)은 편광필름(510)과 제1지지필름(520)과 제2지지필름(530)을 포함한다.
편광필름(510)은 요오드 이온을 염착시킨 후 연신된 폴리비닐알코올 필름으로 이루어질 수 있다.
제1지지필름(520)과 제2지지필름(530) 각각은 제1저투습층(522, 532)과 제2저투습층(524, 534) 및 제3저투습층(526, 536)을 포함하며, 제1저투습층(522, 532)이 제2저투습층(524, 534)과 제3저투습층(526, 536) 사이에 위치한다. 여기서, 제1저투습층(522, 532)과 제2저투습층(524, 534) 및 제3저투습층(526, 536)은 약 100g/m2/day 이하의 투습율을 가지며, 제2저투습층(524, 534) 및 제3저투습층(526, 536)의 투습율이 제1저투습층(522, 532)의 투습율보다 큰 것이 바람직하다.
제1지지필름(520)과 제2지지필름(530)은 약 20㎛ 내지 80㎛의 두께, 바람직하게는 약 50㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 이때, 제1저투습층(522, 532)은 약 10㎛ 내지 60㎛의 두께를 가지며, 제2저투습층(524, 534) 및 제3저투습층(526, 536)은 약 10㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
제1저투습층(522, 532)은 앞서 언급한 아크릴계 필름으로 이루어지며, 약 60g/m2/day의 투습율을 가질 수 있다.
제2저투습층(524, 534) 및 제3저투습층(526, 536)은 앞서 언급한 아크릴레이트계 수지 또는 실리콘계 경화성 수지를 제1저투습층(522, 532)의 양면에 각각 코팅하고 경화함으로써 형성된다.
한편, 제3저투습층(526, 536)은 내부에 미립자(526a, 536a)를 더 포함한다. 이때, 제3저투습층(526, 536)은, 미립자(526a, 536a)를 아크릴레이트계 수지 또는 실리콘계 경화성 수지에 첨가하여 제1저투습층(522, 532)의 외면에 코팅하고 이를 경화함으로써 형성된다. 여기서, 미립자(526a, 536a)는 유기 또는 무기 미립자이거나 무기 미립자의 표면에 유기 폴리머가 고정된 복합 무기 미립자일 수 있으며, 실리카(silica) 또는 폴리에스테르(polyester) 고분자를 포함할 수 있다
따라서, 미립자(526a, 536a)를 포함하는 제3저투습층(526, 536)의 표면 경도가 더욱 증가되고 눈부심을 방지할 수 있다.
제1지지필름(520)과 제2지지필름(530)은 위상 지연을 가지지 않는 것이 바람직하며, 두께방향의 위상지연(Rth) 및 평면 내에서의 위상지연(Rin)이 -10nm 내지 +10nm, 보다 상세하게는, -5nm 내지 +5nm인 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는, 제1지지필름(520)과 제2지지필름(530) 각각이 투습율이 낮은 재료로 삼중층 구조를 가지므로 수분의 유입 및 투습을 더욱 낮출 수 있으면서, 외측의 제1 및 제2지지필름(520, 530)의 제3저투습층(526, 536)은 미립자(526a, 536a)를 포함하므로, 표면 경도를 더욱 향상시키고 눈부심을 방지할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.
110: 편광필름 120: 제1지지필름(120)
130: 제2지지필름 122, 132: 제1저투습층
124, 134: 제2저투습층

Claims (12)

  1. 편광필름과;
    상기 편광필름의 제1면에 부착되는 제1지지필름과;
    상기 편광필름의 제2면에 부착되는 제2지지필름
    을 포함하고,
    상기 제1지지필름과 상기 제2지지필름 각각은 제1저투습층과 제2저투습층을 포함하고, 상기 제1저투습층과 상기 제2저투습층은 100g/m2/day 이하의 투습율을 가지며,
    상기 제1저투습층은 상기 제2저투습층과 상기 편광필름 사이에 위치하고, 폴리메틸 메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate): PMMA)를 기본으로 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 단량체와 (메트)아크릴아마이드계 단량체를 포함하는 물질로 이루어지는 편광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2저투습층의 투습율은 상기 제1저투습층의 투습율보다 높은 것을 특징으로 하는 편광판.

  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2저투습층은 아크릴레이트계 수지나 실리콘계 경화성 수지로 이루어지며, 상기 아크릴레이트계 수지는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 다관능 아크릴레이트 중 어느 하나 또는 둘 이상 포함하고, 상기 실리콘계 경화성 수지는 트리알콕시실란, 테트라알콕시실란 또는 이들의 알킬화물의 부분 가수분해물, 메틸트리알콕시실란 및 페닐트리알콕시실란의 혼합물의 가수분해물 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2지지필름은 내부에 미립자를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 미립자는 실리카(silica) 또는 폴리에스테르(polyester) 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1지지필름과 상기 제2지지필름 각각은 상기 제1저투습층과 상기 편광필름 사이에 100g/m2/day 이하의 투습율을 가지는 제3저투습층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3저투습층의 투습율은 상기 제1저투습층의 투습율보다 높은 것을 특징으로 하는 편광판.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2저투습층과 상기 제3저투습층의 두께는 상기 제1저투습층의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 편광판.
  10. 제1항과 제2항 그리고 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 편광판을 적어도 하나 포함하는 제1 및 제2편광판과;
    상기 제1 및 제2편광판 사이에 위치하는 액정패널
    을 포함하는 액정표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2저투습층의 두께는 상기 제1저투습층의 두께보다 큰 편광판.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2지지필름은 소수성의 특성을 가지며, 상기 제1 및 제2지지필름의 상기 제1저투습층은 UV 경화형 접착제에 의해 상기 편광필름에 부착되는 편광판.
KR1020120158102A 2012-12-31 2012-12-31 편광판과 이를 포함하는 액정표시장치 KR101988927B1 (ko)

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