KR20060082094A - 반사 편광 필름 및 반사 편광 필름의 제조 방법 - Google Patents

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KR20060082094A
KR20060082094A KR1020050002533A KR20050002533A KR20060082094A KR 20060082094 A KR20060082094 A KR 20060082094A KR 1020050002533 A KR1020050002533 A KR 1020050002533A KR 20050002533 A KR20050002533 A KR 20050002533A KR 20060082094 A KR20060082094 A KR 20060082094A
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이정환
정진미
김동훈
최진성
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명에서는 반사 편광 필름 본체보다 넓은 보호막을 상하로 형성하고, 보호막과 보호막 사이를 접착한다.
이렇게 형성함으로써, 반사 편광 필름 본체가 가지는 단점(열팽창계수가 높고 얇아서 신뢰성이 좋지 않다는 점)을 극복할 수 있다. 또한, 반사 편광 필름 본체가 다른 재질의 본체로 바뀌어도 별도의 접착제를 개발하지 않아도 반사 편광 필름을 형성할 수 있다는 장점이 있다.
반사 편광 필름, 보호층, 액정 표시 장치

Description

반사 편광 필름 및 반사 편광 필름의 제조 방법{reflective polarizer film and manufacturing method thereof}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 백라이트 어셈블리에서 필름의 위치관계를 도시하는 단면도이다.
도 3은 반사 편광필름의 광학 원리를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반사 편광 필름의 평면도이다.
도 5는 도 4의 반사 편광 필름을 V-V'선을 따라서 자른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 반사 편광 필름의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 바텀 섀시 12: 램프 홀더
14: 프레임 몰드 사이드 16: 램프
18: 반사시트 20: 백라이트 어셈블리
21: 반사 편광 필름 22: 프리즘 시트
23: 확산판 30: 몰드 프레임
51, 52: 편광판 60: 탑 섀시
70: 액정 표시 패널 72: 박막 트랜지스터 기판
74: 컬러 필터 기판 80: 액정 패널 어셈블리
81, 83: TCP 85, 87: 인쇄 회로 기판
100: 액정 표시 장치
210: 반사 편광 필름 본체 211: 보호층
215: 고정 홀 220: 표시 영역
본 발명은 반사 편광 필름 및 그 제조 방법에 대한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치(LCD; liquid crystal display)는 게이트선, 데이터선, 박막 트랜지스터 및 화소 전극 등이 형성되어 있는 박막 트랜지스터 표시판과 이에 대향하며 색 필터 및 공통 전극 등이 형성되어 있는 색필터 표시판 및 이들 박막 트랜지스터 표시판과 색필터 표시판의 사이에 채워져 있는 액정층 등으로 구성된다.
액정 표시 장치는 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 전계로 인하여 액정이 회전하면서 빛의 투과율이 변하게 되며, 이러한 투과율의 변화에 따라서 화상이 표시된다. 화소 전극과 공통 전극 사이에 형성되는 전계는 화소 전극에 의하여 조절되며, 화소 전극의 전압을 제어하는 것은 박막 트랜지스터라는 스위칭 소자를 통하여 이루어진다. 여기서, 박막 트랜지스터는 게이트선을 따라 전송되는 주사 신 호에 의하여 데이터선을 따라 전송되는 화상 신호를 화소 전극에 전달 또는 차단한다.
액정층은 화소 전극과 공통 전극에 전압이 가해지지 않는 경우에는 박막 트랜지스터 표시판과 색필터 표시판의 표면에 형성된 배향막에 의하여 일정한 방향으로 배열되어 있다가 전압이 가해지면 전계의 방향에 따라서 액정이 회전하게 된다.
액정은 수광 소자이므로, 액정 표시 장치에는 별도로 빛을 제공해주는 부분이 필요하다. 빛을 제공하기 위하여 별도의 백라이트 유닛이 박막 트랜지스터 기판의 배면에 형성되어 있다. 백라이트 유닛에는 빛을 제공하는 램프와 빛을 기판의 전 영역에 고루 분포시키기 위한 도광판 및 기타 필름이 형성되어 있다.
이러한 액정 표시 장치는 백라이트에서 제공되는 빛을 전부 투과시키는 것이 아니라서 패널의 휘도가 매우 중요하다. 패널의 휘도를 향상시키기 위하여 여러 가지의 필름을 개발하여 사용하고 있으며, 그 대표적인 예로 반사 편광 필름이 있다.
반사 편광 필름은 일반적으로 그 자체로서는 열팽창 계수가 높고, 얇아서 신뢰성이 좋지 않다는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열팽창이 적고, 신뢰성이 좋은 반사 편광 필름을 제공하고자 한다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 반사 편광 필름 본체보다 넓은 보호막을 상하로 형성하고, 보호막과 보호막 사이를 접착한다.
구체적으로는, 빛을 반사 편광시키는 본체, 상기 본체의 상부와 하부에 각각 존재하며, 상기 본체의 넓이보다 넓게 형성되어 있는 제1 및 제2 보호층을 포함하며, 상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층만이 만나는 부분을 서로 접착되어 있는 반사 편광 필름에 대한 것이며,
상기 본체는 적어도 표시 장치의 표시 영역을 커버할 수 있는 넓이를 가지는 것이 바람직하며,
상기 제1 및 제2 보호층이 접착되어 있는 영역에 형성되어 있는 고정 홀을 더 포함하는 것이 바람직하며,
상기 본체는 DBEF(dual brightness enhancement film) 또는 DRPF(diffusive reflective polarization film)인 것을 바람직하며,
상기 제1 및 제2 보호층은 폴리카보네이트(polycabonate)인 것이 바람직하며,
상기 보호층을 접착하는 접착제는 아크릴계 접착제인 것이 바람직하며,
빛을 반사 편광시키는 본체와 상기 본체의 상부와 하부에 상기 본체의 넓이보다 넓은 제1 및 제2 보호층을 배치시키는 단계, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층이 만나는 부분만을 접착시켜, 상기 본체를 고정시키는 단계, 상기 접착된 보호층을 필름이 사용되는 표시 장치의 크기에 맞도록 자르는 단계를 포함하는 반사 편광 필름의 제조 방법에 대한 것이며,
상기 본체는 적어도 표시 장치의 표시 영역을 커버할 수 있는 넓이를 가지는 것이 바람직하며,
상기 제1 및 제2 보호층이 접착하여 있는 영역에 고정 홀을 형성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 반사 편광 필름에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1에 도시한 본 발명의 제1 실시예에 따른 액정 표시 장치(100)는, 크게는 광을 공급하기 위한 직하형의 백라이트 어셈블리(20)와 광에 대응하여 영상을 표시하기 위한 액정 표시 패널 어셈블리(80)로 이루어진다. 이외에, 이들을 고정 지지하기 위하여 탑 섀시(60), 몰드 프레임(30) 및 바텀 섀시(10)가 결합되어 있다. 도 1에 도시한 직하형의 백라이트 어셈블리(20)는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 이러한 구조에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명을 다른 구조의 액정 표시 장치도 적용할 수 있다. 백라이트 어셈블리(20)는 액정 표시 패널 어셈블리(80)에 광을 공급하며 광을 가이드하면서 휘도를 향상시키고, 백라이트 어셈블리(20)상에 위치하는 액정 표시 패널 어셈블리(80)는 화상이 표시되는 액정표시패널(70)을 제어한다.
액정 표시 패널 어셈블리(80)는 액정 표시 패널(70), 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package, TCP)(81, 83) 및 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)(85, 87)으로 이루어진다. 여기서, 액정 표시 패널(70)은 다수의 TFT(thin film transistor, 박막 트랜지스터)로 이루어진 TFT 기판(72)과 TFT 기판(72) 상부에 위치하는 컬러 필터 기판(74) 및 이들 기판사이에 주입되는 액정(미도시)으로 이루어진다.
TFT 기판(72)은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 유리 기판이며, 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결되어 있다. 그리고 드레인 단자에는 도전성 재질로서 투명한 ITO(indium tin oxide, 인듐 틴 옥사이드)로 이루어진 화소 전극이 형성된다.
전술한 액정 표시 패널(70)의 데이터 라인 및 게이트 라인에 인쇄 회로 기판(85, 87)으로부터 전기적인 신호를 입력하면 TFT의 소스 단자와 게이트 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 TFT는 턴 온 또는 턴 오프되어 화소 형성에 필요한 전기적인 신호가 드레인 단자로 출력된다.
한편, TFT 기판(72)에 대향하여 그 위에 컬러 필터 기판(74)이 배치되어 있 다. 컬러 필터 기판(74)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 기판으로, 전면에 ITO로 이루어진 공통 전극이 도포되어 있다. TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴 온 되면, 화소 전극과 컬러 필터 기판의 공통 전극사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 TFT 기판(72)과 컬러 필터 기판(74)사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화소를 얻게 된다.
액정 표시 패널(70)의 액정의 배열각과 액정이 배열되는 시기를 제어하기 위해서는 TFT의 게이트 라인과 데이터 라인에 구동신호 및 타이밍 신호를 인가하는 데, 액정 표시 패널(70)의 소스측에는 데이터 구동신호의 인가 시기를 결정하는 데이터 TCP(81)가 부착되어 있고, 게이트 측에는 게이트 구동신호의 인가 시기를 결정하기 위하여 게이트 TCP(83)가 부착되어 있다.
액정 표시 패널(70)의 외부로부터 영상신호를 입력받아 데이터 라인과 게이트 라인에 각각 구동신호를 인가하기 위한 데이터 PCB(85) 및 게이트 PCB(87)는 액정표시패널(70)의 게이트 라인측의 게이트 TCP(83) 및 데이터 라인측의 데이터 TCP(81)와 각각 연결된다.
데이터 PCB(85) 및 게이트 PCB(87)는 각각 액정 표시 장치(100)를 구동하기 위한 신호인 데이터 신호, 게이트 구동 신호, 그리고 이들 신호들을 적절한 시기에 인가하기 위한 복수의 타이밍 신호들을 발생시켜서, 게이트 구동 신호를 게이트 TCP(83)를 통하여 액정 표시 패널(70)의 게이트 라인에 인가하고, 데이터 신호를 데이터 TCP(81)를 통하여 액정 표시 패널(70)의 데이터 라인에 인가한다.
액정 표시 패널 어셈블리(80)의 하부에는 액정 표시 패널 어셈블리(80)에 균일한 광을 제공하기 위한 백라이트 어셈블리(20)가 구비되어 있다.
백라이트 어셈블리(20)는 바텀 섀시(10)상에 수납되어 고정되는 데, 바텀 섀시(10)상에 소정 거리로 이격되어 설치되는 다수의 백라이트인 램프(16), 램프(16)의 하부 전면에 위치하여 램프로부터 방출되는 빛을 반사시키는 반사시트(18), 다수의 램프(16)의 양단에서 램프(16)를 고정 지지하는 램프 홀더(12), 램프 홀더 (12)를 고정하는 프레임 몰드 사이드(frame mold side)(14), 그리고 램프(16)로부터의 광의 휘도 특성을 확보하여 액정 표시 패널 어셈블리(80)로 광을 제공하기 위한 반사 편광 필름(21), 프리즘 시트(22) 및 확산판(23)을 구비한다.
도 1에는 도시하지 않았지만, 바텀 섀시(10)의 배면에는 전원공급용 PCB인 인버터 보드와 신호변환용 PCB를 설치한다. 인버터 보드는 외부 전원을 일정한 전압 레벨로 변압하여 램프(16)에 제공하고, 신호변환용 PCB는 전술한 데이터 PCB(85) 및 게이트 PCB(87)와 접속하여 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하여 액정 표시 패널(70)에 제공한다.
액정 표시 패널 어셈블리(80) 위에는 데이터 PCB(85) 및 게이트 PCB(87)를 몰드 프레임(30)의 외부로 절곡시키면서 액정 표시 패널 어셈블리(80)가 바텀 섀시(10)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 탑 섀시(60)를 구비한다. 도 1에는 도시하지는 않았지만, 탑 섀시(60)의 상부와 바텀 섀시(10)의 하부에는 각각 전면 케이스 및 배면 케이스가 위치하여 이들의 결합으로 액정 표시 장치(100)를 이룬다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라서 백라이트 어셈블리에서 필름의 위치관계를 도시하는 단면도이다.
도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 백라이트 어셈블리(20)는 바텀 섀시(10)의 바닥면에 반사 시트(18)를 형성하고, 그 위에 램프(16)를 형성한다. 램프(16)위에 확산판(23-2)과 확산 시트(23-1)를 형성하여 램프(16)에서 입사한 빛이 확산되어 기판의 전 영역에 고루 퍼지도록 한다. 확산 시트(23-1) 위에는 프리즘 시트(22)가 형성되어 있으며, 그 위에 반사 편광 필름(21)이 형성되어 있다. 프리즘 시트(22)와 반사 편광 필름(21)은 모두 휘도 강화 필름의 일종이며, 표시 장치의 휘도를 강화시키기 위한 필름이다.
본 도 2에서 도시하고 있는 바와 다른 배열을 가지도록 형성하는 것도 가능하다.
도 3은 반사 편광 필름의 광학 원리를 도시하는 도면이다.
도 3에 도시하고 있는 바와 같이 반사 편광 필름(21)은 P파는 통과시키고, S파는 통과시키지 않고 반사시킨다. 반사 편광 필름(21)에서 반사된 S파는 램프(16)하부의 반사시트(18)에서 다시 반사되어 반사 편광 필름(21)으로 입사된다. 이때, 일부는 P파로 편광 방향이 바뀌어서 반사 편광 필름(21)을 통과하게 된다. 이와같은 과정을 계속 반복함으로써, 표시 장치의 휘도를 향상시킨다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반사 편광 필름의 평면도이고, 도 5는 도 4의 반사 편광 필름을 V-V'선을 따라서 자른 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시예인 반사 편광 필름(21)에 대하여 상세하게 살펴 본다.
반사 편광 필름(21)은 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, 총 3개의 층으로 형성되어 있다. 우선 반사 편광 필름(21)의 기능을 수행하는 본체(210)와 본체(210)의 상부면과 하부면에 위치하며, 본체(210)보다 넓이가 넓은 상하 보호층(211)으로 이루어진다.
반사 편광 필름(21)의 본체(210)만을 사용하는 경우에는 열팽창계수가 높고 얇아서 신뢰성이 좋지 않기 때문에 보호층(211)을 형성하여 반사 편광 필름(21)의 본체(210)가 가지는 단점을 보완한다.
반사 편광 필름(21)의 본체(210)는 일반적으로 DBEF(dual brightness enhancement film)이나 DRPF(diffusive reflective polarization film)등을 사용한다. 한편, 보호층(211)으로는 폴리카보네이트(polycabonate; 이하 PC 라고 한다) 등이 사용되는 것이 바람직하다.
반사 편광 필름(21)은 도 4에 도시되어 있는 바와 같은 평면 형상을 가진다.
반사 편광 필름(21)의 본체(210)는 보호층(211)에 비하여 그 넓이가 좁다. 본체(210)는 도 4에 점선으로 도시한 표시 영역(220)을 커버할 수 있는 정도의 넓이면 충분하며, 일반적으로 표시 영역(220)보다 약간 넓은 넓이로 형성한다. 한편, 보호층(211)은 상기 본체(210)의 넓이보다 넓으며, 백라이트 어셈블리(20)의 바텀 섀시(10)에 장착할 수 있는 크기로 형성된다.
이하에서는 도 6에 도시되어 있는 반사 편광 필름의 제조 방법에 대하여 살펴본다.
본체(210) 및 2 장의 상하 보호층(211)을 도 5에 도시한 바와 같이, 맨 아래층에 하부 보호층(211)을 배치하고, 그 위에 본체(210)를, 그 위에 다시 상부 보호층(211)을 배치한 후(S1), 본체(210)가 위치하고 있지 않아서 보호층(211)과 보호층(211)이 만나는 부분에만 접착제를 사용하여 접착한다(S2). 이렇게 하여 보호층(211) 내부의 본체(210)도 고정된다. 그 후, 보호층(211)을 바텀 섀시(10)의 크기에 맞도록 반사 편광 필름(21)을 자른다(S3). 이때, 본체(210)의 위치는 반사 편광 필름(21)이 바텀 섀시(10)에 고정되었을 때 표시 영역(220)을 커버할 수 있도록 위치시킨다.
마지막으로 반사 편광 필름(21)에 고정 홀(215)을 형성한다(S4). 고정 홀(215)은 백라이트 어셈블리(20)의 바텀 섀시(10)에 형성되어 있는 돌기 형상의 고정부(도시하지 않음)에 대응하여 반사 편광 필름(21)이 바텀 섀시(10)에 고정되도록 한다. 고정 홀(215)은 보호층(211)에만 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 상부 보호층(211)과 하부 보호층(211)만을 접착하는 방식을 사용하면, 내부의 본체(210)의 재질이 변경되어도 별도의 접착제의 개발이 필요 없이 반사 편광 필름(21)의 본체(210)를 고정할 수 있다는 장점이 있다. 실제로 별도의 접착제를 개발하는데 있어서는 시간 및 비용의 투자가 막대하므로 이러한 방식은 다양한 본체(210)가 개발되어도 별도의 개발 없이 반사 편광 필름(21)을 형성할 수 있다는 장점이 있다. 일반적으로 상하 보호층(211)을 접착하는 접착제는 아크릴계 접착제가 사용된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발 명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본체와 2개의 상하 보호층으로 이루어지며, 상부 보호층과 하부 보호층을 접착하여 본체를 고정하는 반사 편광 필름을 형성함으로써, 반사 편광 필름 본체가 가지는 단점(열팽창계수가 높고 얇아서 신뢰성이 좋지 않다는 점)을 극복할 수 있다. 또한, 반사 편광 필름 본체가 다른 재질의 본체로 바뀌어도 별도의 접착제를 개발하지 않아도 반사 편광 필름을 형성할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (9)

  1. 빛을 반사 편광시키는 본체,
    상기 본체의 상부와 하부에 각각 존재하며, 상기 본체의 넓이보다 넓게 형성되어 있는 제1 및 제2 보호층을 포함하며,
    상기 제1 보호층과 상기 제2 보호층만이 만나는 부분을 서로 접착되어 있는 반사 편광 필름.
  2. 제1항에서,
    상기 본체는 적어도 표시 장치의 표시 영역을 커버할 수 있는 넓이를 가지는 반사 편광 필름.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 보호층이 접착되어 있는 영역에 형성되어 있는 고정 홀을 더 포함하는 반사 편광 필름.
  4. 제1항에서,
    상기 본체는 DBEF(dual brightness enhancement film) 또는 DRPF(diffusive reflective polarization film)인 반사 편광 필름.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 및 제2 보호층은 폴리카보네이트(polycabonate)인 반사 편광 필름.
  6. 제5항에서,
    상기 보호층을 접착하는 접착제는 아크릴계 접착제인 반사 편광 필름.
  7. 빛을 반사 편광시키는 본체와 상기 본체의 상부와 하부에 상기 본체의 넓이보다 넓은 제1 및 제2 보호층을 배치시키는 단계,
    상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층이 만나는 부분만을 접착시켜, 상기 본체를 고정시키는 단계,
    상기 접착된 보호층을 필름이 사용되는 표시 장치의 크기에 맞도록 자르는 단계를 포함하는 반사 편광 필름의 제조 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 본체는 적어도 표시 장치의 표시 영역을 커버할 수 있는 넓이를 가지는 반사 편광 필름의 제조 방법.
  9. 제7항에서,
    상기 제1 및 제2 보호층이 접착하여 있는 영역에 고정 홀을 형성하는 단계를 더 포함하는 반사 편광 필름의 제조 방법.
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