KR20080050720A - 편광필름 및 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편광필름 및 액정표시장치에 관한 것으로, 상기 편광필름은 온도나 습도 등으로 인해 편광필름이 연신 방향으로 불균일하게 수축하거나 팽창하는 현상을 개선하기 위하여, 종래 기술에서는 삽입하지 않았던 패턴을 편광필름에 형성한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 액정표시장치는 제1기판과 제2기판 및 두 기판 사이에 형성된 액정층으로 이루어진 액정패널과, 제1기판의 외측면에 부착된 제1편광필름과, 제2기판의 외측면에 부착된 제2편광필름을 포함하여 구성되며,

상기 제1편광필름과 제2편광필름은 편광필름이 연신방향으로 불균일하게 수축하거나 팽창하는 것을 방지하기 위한 패턴이 삽입된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 종래의 기술이 적용된 액정표시장치에서 편광필름의 국부적인 수축률 및 팽창률의 차이에 의하여, 블랙 화면을 구현할 때 전체 화면 또는 국부적인 화면에서 빛이 새는 현상을 개선할 수 있다.

편광필름, 연신, 수축

Description

편광필름 및 액정표시장치{POLARIZER FILM AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도1a와 도1b는 연신방향으로 수축한 편광필름을 나타낸 도면

도2는 종래의 사각형 구조의 편광필름을 적용한 액정표시장치의 구성을 나타낸 구성도

도3은 본 발명의 사상에 의하여 오목한 반원 모양의 변형 방지용 패턴이 형성된 편광필름을 나타낸 도면

도4는 본 발명의 사상에 의하여 오목한 반원 모양의 변형 방지용 패턴이 형성된 편광필름을 적용하여 구성된 액정표시장치를 나타낸 도면

도5는 종래의 사각형 구조의 편광필름을 적용한 액정표시장치에서, 연신방향으로 수축한 제1편광필름과 제2편광필름을 포개어 놓았을 경우를 위에서 내려다 본 도면.

도6은 종래의 사각형 구조의 편광필름을 적용한 액정표시장치에서, 편광필름이 연신방향으로 수축하였을 때, 블랙화면에서 화면 국부적으로 빛이 새는 모습을 나타낸 도면.

도7은 종래의 사각형 구조의 편광필름을 적용한 액정표시장치에서, 편광필름이 연신방향으로 수축하였을 때, 블랙화면에서 화면 전체적으로 모래시계 형태로 빛이 새는 모습을 나타낸 도면.

도8은 본 발명의 사상에 의하여 볼록한 반원 모양의 변형 방지용 패턴이 형성된 편광필름을 나타낸 도면

도9는 본 발명의 사상에 의하여 오목한 삼각형 모양의 변형 방지용 패턴이 형성된 편광필름을 나타낸 도면

도10은 본 발명의 사상에 의하여 볼록한 삼각형 모양의 변형 방지용 패턴이 형성된 편광필름을 나타낸 도면

본 발명은 편광필름 및 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히, 온도나 습도 등에 의해 편광필름이 연신 방향으로 불균일하게 수축하거나 팽창하는 것을 방지하기 위한 변형 방지용 패턴이 삽입된 것을 특징으로 하는 편광필름과,

상기 변형 방지용 패턴이 형성된 편광필름을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치에 관한 것이다.

현대 사회의 정보량은 인류 역사의 그 어느 시대보다 많으며, 그 정보의 전달 수단 역시 단순한 문자를 벗어나 시각을 통한 정보 전달의 중요성이 강조되고 있다. 특히 최근의 평판디스플레이(Flat Panel Display, FPD) 의 발전은 기존의 CRT(Cathode Ray Tube)가 가지는 무게, 부피 등의 단점을 보완하며 컴퓨터 모니터, TV등의 디스플레이 영역뿐 아니라, 노트북, 휴대전화, PMP(Portable Multimedia Player), MP3 플레이어, 디지털 카메라, 네비게이션 등과 같이 새로운 수요를 창출해 정보화 시대를 촉진하고 있다. 이중 LCD(Liquid Crystal Display; 이하 액정표시장치)는 평판디스플레이 시장의 상당 부분을 차지하고 있으며, 소형 디스플레이로부터 대형 TV시장에 까지 적용되고 있는 대표적인 평판디스플레이라고 할 수 있을 것이다.

이하에서 종래의 편광필름과 액정표시장치에 대하여 설명하기로 한다.

도시하지는 않았지만, 종래의 편광필름은 일반적으로 빛을 편광시키기 위한 편광자와, 편광자를 지지하기 위한 지지체로 구성이 되며, 편광자는 주로 PVA(Poly Vinyl Alcohol)필름을 한쪽 방향으로 연신시킨 후 요오드나 이색성 염료용액에 담구어 요오드 분자나 이색성 염료 분자를 흡착시켜 형성하고, 지지체는 주로 TAC(Tri-Acetyl Cellulose)로 형성된다.

도1a 및 도1b는 편광필름의 온도나 습도 등에 의해 수축할 때, 변형 상태를 나타낸 도면이다.

도1a 및 도1b에서 화살표방향(111)은 편광필름의 연신방향을 나타내며, 점선으로 표시된 부분(113)은 수축이 일어나기 전의 편광필름의 상태를, 실선으로 표시된 부분(112)은 수축이 일어난 후의 편광필름의 변형상태를 나타내었다.

도1a 및 도1b에서 알 수 있듯이, 편광필름의 수축은 연신방향으로 일어나게 된다. 도시하지는 않았지만, 편광필름이 팽창할 경우도 마찬가지로 연신방향으로 팽창하게 된다.

다음으로 종래의 액정표시장치를 상세한 도면을 통해 설명하기로 한다.

도2는 종래의 액정표시장치의 구성을 나타낸 구성도이다.

종래의 액정표시장치는 제1기판(212)과, 상기 제1기판(212)의 외측면에 부착되어 있는 제1편광필름(211)과, 상기 제1기판(212)과 소정 간격을 두고 합착되어 있는 제2기판(214)과, 상기 제2기판(214)의 외측면에 부착되어 있는 제2편광필름(215)과, 상기 두 기판 사이에 형성되어 있는 액정층(213)을 포함하여 구성되어 있다.

도2에서 알 수 있듯이, 제1편광필름(211) 이나 제2편광필름(215)로 종래의 액정표시장치는 상기 제1기판(212)이나 제2기판(214)의 외관과 유사한 사각형 구조의 편광필름을 적용하였다.

다음으로 종래의 액정표시장치의 구동원리에 대해 설명하기로 한다. 액정표시장치 중에서 널리 쓰이고 있는 여러 가지 액정 모드(Mode) 가운데 TN(Twisted Nematic) 모드의 액정구동원리를 예로 들어 설명하기로 한다.

먼저 전압이 인가되지 않은 상태(Off-state)에서는, 제1기판(212)과 제2기판(214) 사이에 형성된 액정층(213)내의 액정분자들은 전압이 인가되지 않은 상태에서는, 제1기판(212)에 도포된 제1배향막의 러빙방향과, 제2기판(214)에 도포된 제2배향막의 러빙방향을 따라 뒤들려서(twisted) 배열되어 있으며,

이 때 상기 제1기판(212)에 도포된 제1배향막의 러빙방향과 제2기판(214)에 도포된 제2배향막의 러빙방향은 서로 수직한다.

그리고 상기 제1기판(212)에 부착된 제1편광필름(211)의 투과축과 러빙방향이 서로 평행하도록, 상기 제1기판(212)에 도포된 제1배향막에 러빙을 실시한다..

또한, 상기 제2기판(214)에 부착된 제2편광필름(215)의 투과축과 러빙방향이 서로 평행하도록, 상기 제2기판(214)에 도포된 제2배향막에 러빙을 실시한다.

따라서, 전압이 인가되지 않은 상태에서 광원으로부터 편광되지 않은 무편광의 빛이 제2편광필름(215)을 지나게 되면, 제2편광필름의 투과축 방향으로만 진동하는 직선편광만 투과된다. 이 때 빛이 제1기판(212)과 제2기판(214) 사이에 형성된 90도 뒤틀리도록 액정분자들이 배열된 액정층을 진행하면서 빛의 진동방향도 90도 회전하게 된다.

따라서 제2편광필름의 투과축과 90도 수직하게 형성되어 있는 투과축을 가지는 제1편광필름(211)을 통과하여 화이트(white) 상태의 화면을 구현하게 된다.

이에 비해, 전압이 인가된 상태에서는 액정들이 제1기판과 제2기판 사이에 수직으로 형성된 전계의 영향을 받아서, 액정분자의 장축방향과 전계방향이 나란하게 상하 수직으로 액정분자들이 배열되게 된다.

따라서, 하부에 있는 제2기판(214)에 부착된 제2편광필름(215)을 통과한 직선편광은 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 상하 수직으로 액정분자들이 배열된 액정층(213)을 진행하면서 그 진동방향이 변하지 않게 되므로, 투과축이 제2편광필름(215)과 수직하게 형성된 제1기판(212)에 부착된 제1편광필름(211)을 통과할 수 없게 되어 블랙(black) 상태의 화면을 구현하게 된다.

상기 제1편광필름의 투과축(312)과 상기 제2편광필름의 투과축(319), 상기 제1배향막의 러빙방향(314)과 상기 제2배향막의 러빙방향(317)은 액정모드에 따라 달라질 수 있으며, 이렇게 TN(Twisted Nematic)모드에서와 같이 전압이 인가되지 않은 상태에서 화이트 상태의 화면을 구현하는 경우를 NW(Normally White) 모드라고 하며, IPS(In Plane Switching)모드에서와 같이 전압이 인가되지 않은 상태에서 블랙 상태의 화면을 구현하는 경우를 NB(Normally Black) 모드라고 한다.

따라서, 액정표시장치가 블랙 화면을 구현할 때에는 편광필름의 투과축과 배향막의 러빙축 방향에 크게 영향을 받게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 편광필름과 액정표시장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래의 편광필름은 일반적으로 어떤 패턴도 형성되지 않은 사각형 구조의 편광필름을 사용하는데,

이러한 사각형 구조의 편광필름은 온도나 습도 등에 의해 편광필름이 수축이나 팽창이 일어날 때, 편광필름의 연신방향으로 수축하거나 팽창하는 성질 때문에 수축률이나 팽창률이 편광필름 내에서 균일하지 않게 된다.

편광필름 내에서 균일하지 않은 편광필름의 수축이나 팽창은 편광필름 내에서 균일하게 형성되어 있던 편광필름의 투과축을 국부적으로 틀어지게 만들어서, 블랙화면을 구현할 때 전체 화면에서나 혹은 화면 국부적으로 빛을 완전히 차단하지 못하고 투과하게 되어 표시품위를 떨어지는 문제가 생기게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서,

편광필름이 온도나 습도 등에 의하여 편광필름의 연신방향으로 불균일하게 수축하거나 팽창하는 것을 방지하는 변형 방지용 패턴이 형성된 편광필름과, 상기 변형 방지용 패턴이 형성된 편광필름을 포함하여 구성된 액정표시장치를 제공함으로써, 액정표시장치의 표시품위를 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 편광필름은,

네 모서리 중 적어도 어느 한 모서리에 복수 개의 필름 변형 방지용 패턴을 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시장치는,

제1기판과, 상기 제1기판의 외측면에 부착된 제1편광필름과, 상기 제1기판과 대향하여 소정의 간격을 두고 합착되어 있는 제2기판과, 상기 제2기판의 외측면에 부착된 제2편광필름과, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되며,

상기 제1편광필름 또는 제2편광필름은 온도나 습도 등에 의해 연신방향으로 불균일하게 수축하거나 팽창하는 것을 방지하기 위한 필름 변형 방지용 패턴이 네 모서리 중 적어도 어느 한 모서리에 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도3는 본 발명의 사상이 적용된 편광필름의 제1실시예를 대략적으로 도시한 도면이다.

도3에서 알 수 있듯이 온도나 습도 등에 의하여 연신방향으로 발생하는 편광필름의 불균일한 수축이나 팽창을 보정하기 위하여, 종래의 사각형 구조의 편광필 름과 달리 편광필름(411)의 테두리에 반복되는 오목한 반원모양의 패턴(412)을 형성하였다. 이러한 패턴을 편광필름의 테두리에 형성하여 편광필름의 테두리 부분의 단면적을 증가시킴으로서 편광 필름의 수축과 팽창이 연신 방향으로 치우친 경향을 감소시킨다.

도4는 상기 실시예가 적용된 편광필름을 적용한 액정표시장치를 대략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 사상이 적용된 액정표시장치는 제1기판(512)과, 제1기판에 외측면에 부착된 제1편광필름(511)과, 제1기판(512)과 대향하여 소정의 간격을 두고 합착되어 있는 제2기판(514)과, 제2기판의 외측면에 부착된 제2편광필름(515)과, 및 제1기판(512)과 제2기판(514)사이에 형성된 액정층(513)으로 구성되어 있으며,

상기 제1편광필름(511)과 제2편광필름(515)은, 온도나 습도 등에 의한 편광필름이 연신방향으로 불균일하게 수축하거나 팽창하는 것을 보정하기 위하여, 편광필름의 네 변에 반복되는 오목한 반원모양의 변형 방지용 패턴(516)을 형성한 것을 특징으로 한다.

도시하지는 않았지만, 하부에 형성되는 상기 제2기판(514)에는 화면을 구동하기 위한 신호들이 인가되는 데이터 라인과 게이트 라인이 서로 교차하면서 형성되어 있고, 게이트 라인과 데이터 라인이 교차하며 정의되는 화소영역과 화소영역을 구동하기 위한 스위칭 소자로서 박막트랜지스터가 형성되어 있다.

도시하지는 않았지만, 상부에 형성되는 상기 제1기판(512)에는 화소영역 이외의 영역에서 빛이 새는 것을 차단하기 위한 차광층이 형성되고, 상기 화소영역에 대응되는 부분에는 색상을 구현하기 위해 적색(Red,R), 녹색(Green,G), 청색(Blue, B)의 컬러필터층이 형성되고, 상기 컬러필터층 상부에는 공통전극이 형성된다. 액정모드에 따라 상기 공통전극은 하부에 형성되는 제2기판에 형성될 수 있다.

종래의 기술이 적용된 편광필름을 사용한 액정표시장치와 본 발명이 적용된 편광필름을 사용한 액정표시장치에서, 편광필름이 온도나 습도 등에 의하여 수축할 경우를 예로 들어 상세한 도면과 함께 비교하여 아래에서 설명하기로 한다.

먼저, 도5는 종래의 사각형 구조의 편광필름을 적용한 액정표시장치에서, 제1편광필름과 제2편광필름이 연신방향으로 수축하였을 때, 제1편광필름과 제2편광필름을 포개어 놓은 모습을 위에서 본 도면이다.

도5에서 점선으로 표시된 부분(611)은 수축이 일어나기 전 사각형 구조의 편광필름을, 가는 실선으로 표시된 부분(612)은 수축한 제1편광필름을, 굵은 실선으로 표시한 부분(613)은 수축한 제2편광필름을 나타내었다.

수축 전에는 제1편광필름의 투과축과, 제2편광필름의 투과축이 수직한 상태에 있으므로 투과되는 빛을 전압인가상태에서 효과적으로 차단할 수 있지만, 도5에서와 같이 제1편광필름과 제2편광필름이 연신방향으로 불균일하게 수축하게 되면, 상기 제1편광필름의 투과축과 상기 제2편광필름의 투과축이 서로 수직한 상태가 국부적으로 틀어지게 되어서, 결과적으로 블랙화면을 구동할 때 전체 화면 혹은 화면 국부적으로 빛이 샐 수 있는 현상이 생기게 된다.

도6은 편광필름에 변형이 일어났을 경우에 블랙화면에서 화면의 상단부와 하단부 국부적으로 빛이 새는 현상을 나타낸 도면이다.

도7은 편광필름에 변형이 일어났을 경우에 블랙화면에서 화면 전체적으로 모래시계 형태로 빛이 새는 현상을 나타낸 도면이다.

이에 비해 도3에서와 같이, 본 발명의 변형 방지용 패턴이 형성된 편광필름을 제1편광필름과 제2편광필름에 적용한 경우에는, 제1편광필름과 제2편광필름이 연신방향으로 수축하더라도 그 변형 상태가 미미하여 편광필름의 투과축에 영향을 주지 않는다. 따라서, 효과적으로 블랙화면을 구현할 수 있어서 액정표시장치의 표시품위를 향상시킨다.

도8는 본 발명의 사상이 적용된 편광필름의 바람직한 제2실시예를 대략적으로 도시한 도면이다.

도8에서 알 수 있듯이 온도나 습도 등에 의해 편광필름이 연신방향으로 불균일하게 수축하거나 팽창하는 것을 방지하기 위하여 편광필름의 테두리에 볼록한 반원 모양의 변형 방지용 패턴(413)을 반복적으로 형성해준다.

도시하지는 않았지만, 상기 실시예가 적용된 액정표시장치의 경우 그 구성 요소 가운데 제1편광필름 및 제2편광필름에 대하여 상기 실시예가 적용된 편광필름이 사용되는 것 이외에는 앞서 설명한 액정표시장치와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

도9는 본 발명의 사상이 적용된 편광필름의 바람직한 제3실시예를 대략적으로 도시한 도면이다.

도9에서 알 수 있듯이 온도나 습도 등에 의하여 편광필름이 연신방향으로 불균일하게 수축하거나 팽창하는 것을 보정하기 위하여 편광필름의 테두리에 오목한 삼각형 모양의 패턴(414)을 반복적으로 형성하여 준다.

도시하지는 않았지만, 상기 실시예가 적용된 액정표시장치의 경우 그 구성 요소 가운데 제1편광필름 및 제2편광필름에 대하여 상기 실시예가 적용된 편광필름이 사용되는 것 이외에는 앞서 설명한 액정표시장치와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

도10은 본 발명의 사상이 적용된 편광필름의 바람직한 제4실시예를 대략적으로 도시한 도면이다.

도10에서 알 수 있듯이 온도나 습도 등에 의하여 편광필름이 연신방향으로 불균일하게 수축하거나 팽창하는 것을 보정하기 위하여 편광필름의 테두리에 볼록한 삼각형 모양의 패턴(415)을 반복적으로 형성하여 준다.

도시하지는 않았지만, 상기 실시예가 적용된 액정표시장치의 경우 그 구성 요소 가운데 제1편광필름 및 제2편광필름에 대하여 상기 실시예가 적용된 편광필름이 사용되는 것 이외에는 앞서 설명한 액정표시장치와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 실시예에서는 필름 변형 방지용 패턴으로 오목하거나 또는 볼록한 반원형이나 삼각형 모양의 패턴을 적용한 것에 국한하였으나, 이에 한정하지 말고 다각형 형태의 패턴도 적용 가능할 것이다.

이상은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것으로써, 본 발명이 상기 실시예에 국한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상이 변경되지 않는 범위 내에서 다양하게 변경 실시될 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 효과는 다음과 같다.

즉, 편광필름에 변형 방지용 패턴을 형성함으로써, 종래의 사각형 구조의 편광필름이 온도나 습도 등에 의해 편광필름의 연신방향으로 수축이나 팽창하여서 편광필름 내에서의 수축률이나 팽창률이 불균일하던 현상을 개선하였고,

또한 종래의 사각형 구조의 편광필름을 적용한 액정표시장치가 편광필름의 변형에 의하여 블랙화면을 구현할 때 화면 전체적으로 또는 화면 국부적으로 빛을 완전하게 가리지 못하여 빛이 새던 현상을 개선함으로서, 액정표시장치의 표시품위를 향상시킬 수 있게 되었다.

Claims (12)

1. 네 모서리 가운데 적어도 어느 하나의 모서리에 복수 개의 필름 변형 방지용 패턴을 구비한 것을 특징으로 하는 편광필름.
2. 제1항에 있어서,

   상기 패턴은 편광판의 모서리에 반복적으로 형성한 것을 특징으로 하는 편광필름.
3. 제2항에 있어서,

   상기 패턴은 오목한 패턴인 것을 특징으로 하는 편광필름.
4. 제2항에 있어서,

   상기 패턴은 볼록한 패턴인 것을 특징으로 하는 편광필름.
5. 제2항에 있어서,

   상기 패턴은 네 모서리 전부에 형성된 것을 특징으로 하는 편광필름.
6. 제2항에 있어서,

   상기 패턴은 반원형이나 삼각형 또는 다각형의 패턴 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 편광필름.
7. 제1기판과, 상기 제1기판의 외측면에 부착된 제1편광필름;

   상기 제1기판과 대향하여 소정의 간격을 두고 합착되어 있는 제2기판;

   상기 제2기판의 외측면에 부착된 제2편광필름;

   상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 이루어지는 액정표시장치에 있어서,

   상기 제1 또는 제2편광필름은 온도나 습도 등에 의해 연신방향으로 불균일하게 수축하거나 팽창하는 것을 방지하기 위한 필름 변형 방지용 패턴이 네 모서리 중 적어도 어느 한 모서리에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 패턴은 편광필름의 모서리에 반복적으로 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 패턴은 오목한 패턴인 것을 특징으로 하는 액정표시장치..
10. 제8항에 있어서,

    상기 패턴은 볼록한 패턴인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
11. 제8항에 있어서,

    상기 패턴은 네 모서리 전부에 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
12. 제8항에 있어서,

    상기 패턴은 반원형이나 삼각형 또는 다각형의 패턴 중 적어도 어느 하나인 것이 특징인 액정표시장치.

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