KR20080055059A - 편광판 - Google Patents

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KR20080055059A
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polarizing
liquid crystal
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홍성환
이남석
홍성규
변호연
김광현
박경옥
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삼성전자주식회사
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Abstract

제 1 보호 필름, 편광층 및 WV 필름을 포함하는 편광판을 제공한다. 상기 편광층은 상기 제 1 보호 필름 일측에 형성되고, 라운드 처리된 코너를 갖으며 상기 라운드 처리된 코너를 연결하는 면중 긴 면에 볼록한 엠보싱이 형성되어 있다. 상기 WV필름은 상기 편광층의 일측에 형성되고 광시야각을 보상한다. 상기 편광판은 상기 편광층과 상기 WV 필름 사이에 배치되는 제 2보호필름을 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 보호필름, 상기 WV 필름 및 상기 제 2 보호필름은 상기 편광층과 동일한 모양을 가질 수 있다.

Description

편광판 {POLARIZER}
도 1은 종래 편광판에 의한 얼룩발생부위를 도시하는 평면도이다.
도 2는 편광판에 가해지는 전단응력을 설명하기위한 평면도이다.
도 3a 는 TN모드의 경우 편광판에 작용하는 전단응력의 한 예를 나타내는 평면도이다.
도 3b 는 VA모드의 경우 편광판에 작용하는 전단응력의 한 예를 나타내는 평면도이다.
도 4a은 코너부분이 라운드 처리되지 않은 경우 편광판에 응력집중을 나타내는 평면도이다.
도 4b는 코너부분이 라운드 처리된 경우 편광판에 응력이 분산되는 것을 나타내는 평면도이다.
도 5a는 변 부분에 엠보싱 부분이 형성되지 않은 경우 편광판에 응력 집중을 나타내는 평면도이다.
도 5b는 변 부분에 엠보싱 부분이 형성된 경우 편광판에 응력이 분산되는 것을 나타내는 평면도 이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 사시도이다.
본 발명은 편광판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액정 표시 장치에서 발생하는 얼룩을 제거함으로써 화질을 개선하는 편광판에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장피 중 하나로서, 전계 생성 전극이 형성되어 있는 두장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정분자들을 재배열시킴으로써 액정층이 통과하는 빛의 투과율을 조절하는 표시 장치이다.
빛은 전자기파로서 진동방향은 이동방향에 수직인 횡파이며, 이러한 진동 방향은 방향성이 없어서 어느 방향으로든 같은 확률로 존재한다. 그러나, 액정 표시 장치에서 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표현하기 위해서는 편광된 빛이 유용하다. 따라서, 편광판이 액정표시 장치의 상부 및 하부 기판의 외측에 형성되어 특정한 방향으로 진동하는 빛을 만든다. 또한, 편광판에 보상필름이 부착된 일체형 편광판을 사용하여, 광시야각 확보나 색조 반전등의 문제점을 해결하기도 한다. 이를 일체형 편광판이라고 한다.
이러한 일체형 편광판을 사용하는 경우에, 액정 패널에 일체형 편광판을 부착한 직후에는 대조비(contrast)가 우수하고 색의 얼룩이 없으며 화면이 균일하지만, 구동후에 일정한 시간이 지나면, 대조비 불량, 변색, 얼룩 등이 발생하게 되며, 이러한 현상을 나비얼룩이라한다.
이러한 나비 얼룩은 열적 수축률 및 팽창률의 차이로 인한 계면 응력에 의해 발생한다. 즉 일체형 편광판을 구성하는 물질인 보호층, 편광자, 보상필름과 그사이에 배치된 점착층 등의 열적 수축률 및 팽창률의 차이로 인해 계면 응력이 발생하고, 이러한 계면응력에 의해 일체형 편광판이 부분적으로 비틀리거나 변형되는 것이다.
따라서, 본 발명은 화질 개선을 위한 편광판을 제공한다.
명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대하여는 동일한 부호를 붙인다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에", "상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 "바로 위에", " 바로 상부에" 있는 경우 뿐 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.
본 발명에 의한 편광판은 제 1 보호 필름, 편광층 및 WV필름을 포함한다. 상기 편광층은 상기 제 1 보호 필름 일측에 형성되고, 라운드 처리된 코너를 갖으며 상기 라운드 처리된 코너를 연결하는 면중 긴 면에 볼록한 엠보싱이 형성있다. 상기 WV필름은 상기 편광층의 일측에 형성되고 광시야각을 보상한다.
예를 들어, 상기 제 1 보호필름과 상기 WV필름은 상기 편광층과 동일한 모양일 수 있다. 상기 편광판은 상기 편광층 및 상기 WV 필름사이에 배치되는 제 2 보호층을 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 보호층은 상기 편광층과 동일한 모양일 수 있다. 상기 엠보싱은 상기 편광판 네면에 모두 형성될 수 있다.
이러한 편광판에 의하면, 전단응력이 집중되는 모서리 및 끝부분을 라운드 처리함으로써, 빛샘을 방지하여 나비얼룩을 개선하고 표시품질을 향상시킬 수 있다.
이하 도면을 중심으로 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 종래 편광판에 의한 얼룩발생부위를 도시하는 평면도이다. 도 1을 참조하면, 온도구배에 따라서 편광판의 연신축에 의한 수축율 차이에 의해서 나비 얼룩이 발생함을 알 수 있다. 이와 같은 나비 얼룩은 빛샘현상으로 나타나기도 하는데 이로 인해 화질이 나빠지는 문제점이 발생한다.
도 2는 편광판에 가해지는 전단응력을 설명하기위한 평면도이다. 도 2를 참조하면, 편광판에 작용하는 수직응력(σ)과 편광판의 면에 작용하는 전단응력(τ)은 다음의 수학식 1과 수학식 2와 같은 관계를 만족시킨다. 전단응력이란 물체의 어떤 면에서 어긋남의 변형이 일어날 때 그 면에 평행인 방향으로 작용하여 원형을 지키려는 힘을 뜻한다.
[ 수학식 1]
Figure 112006092715127-PAT00001
[ 수학식 2]
Figure 112006092715127-PAT00002
응력 σ1과σ3이 결정되면 전단응력은 θ=45°C에서 최대가 되고 전단응력은 σ1 및 σ3과 45°C를 이루는 부분에서 가장 크게 발생한다.
도 3a 는 TN모드의 경우 편광판에 작용하는 전단응력의 한 예를 나타낸 평면도이고, 도 3b 는 VA모드의 경우 편광판에 작용하는 전단응력의 한 예를 나타내는 평면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, TN모드에 사용되는 편광판의 경우, 대각방향으로 연신이 되기 때문에 135°C 와 45°C방향으로 가장 강한 전단응력이 가해진다. 즉 TN모드의 경우 모서리 부분에 연신으로 인한 강한 수축력을 갖게 된다.
VA모드에 사용되는 편광판인 경우, 수평 및 수직방향으로 연신이 이루어지기 때문에 90°C 와 180°C방향에 가장 강한 전단응력이 가해진다. 즉 VA모드의 경우 면내 방향의 부분으로 강한 수축력을 갖게 된다. 이러한 전단응력이 집중되는 부분에서 가장 큰 수축이 일어나게 된다. 따라서 이러한 방향에 집중되는 전단응력을 상쇄하거나 분산시키는 경우 나비얼룩을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 4a은 코너부분이 라운드 처리되지 않은 경우 편광판에 응력집중을 나타내는 평면도이다. 도 4b는 코너부분이 라운드 처리된 경우 편광판에 응력이 분산되는 것을 나타내는 평면도이다. 도 4a 및 4b 를 참조하면, 코너 부분이 라운드 처리가 되지 않은 경우과 라운드 처리된 경우 가해지는 응력의 변화를 알 수 있다.
예를 들어, 모서리부분이 반지름 R을 갖는 원호로 라운드 처리가 되면 둘레가
Figure 112006092715127-PAT00003
만큼 증가 하고, 그에 대한 응력이 분산되게 된다. 따라서 모서리부분의 응력이 줄어들게 된다. 모서리에 집중된 응력이 줄어들기 때문에 코너부분에서 수축이 많이 이루어지지 않고 코너 부분에서의 빛샘 현상도 줄어들어 화질이 향상될 수 있다. 상기 라운드 처리된 부분의 R은 다양한 범위를 가질 수 있다. 예를 들어 R은 1mm부터 100mm일 수 있다.
도 5a는 편광판의 변 부분에 엠보싱 부분이 형성되지 않은 경우 응력 집중을 나타내는 평면도이고 도 5b는 편광판의 변 부분에 엠보싱 부분이 형성된 경우 응력이 분산되는 것을 나타내는 평면도 이다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 변 부분에 엠보싱처리가 된 경우 응력이 분산되는 것을 알 수 있다.
예를 들어, 코너 부분이 아닌 각 코너를 잇는 변부분에 응력이 집중되는 경우, 변 부분을 라운드 처리하거나, 엠보싱처리를 하는 경우에는 변부분에 집중되는 응력을 분산시킬수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 코너 부분이 라운드 처리되고 동시에 변 부분에 엠보싱 처리가 될 수 있다. 상기 엠보싱들은 서로 떨어져 있을 수도 있고, 서로 연결되어 있을 수도 있다.
상기 엠보싱의 반지름은 상기 라운드처리된 코너 부분의 반지름보다 클수도 있고 작을 수도 있고, 동일할 수도 있다. 예를 들어 상기 엠보싱의 반지름은 1mm부터 100mm일 수 있다. 또한 변 부분이 엠보싱 부분을 갖는 것을 대신하여, 도시되지 는 않았으나 변 부분전체가 하나의 곡선처리가 될 수도 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 사시도이다. 도 6을 참조하면, 편광판 (600)은 제 1 보호 필름(610), 편광층 (620) 및 WV 필름 (630)을 포함한다. 상기 편광층 (620)의 일 측에 상기 제 1보호 필름(610)이 배치되고, 타 측에 상기 WV필름 (630)이 배치된다.
상기 제 1 보호필름 (610)은 TAC(triacetyl cellulous) 또는 CAP(Cellulous acetate propionate)를 포함한다. 상기 제 1 보호필름 (610)은 아크릴계, 폴리에스테르계, 폴리 아마이드계, 폴리우레탄계, 폴리 카보네이트 계 등을 포함 할 수 있다. 상기 제 1 보호필름(610)은 상기 편광층 (620)을 보호하고 지지한다. 상기 제 1 보호필름은 상기 편광층과 동일한 모양일 수도 있고, 직사각형 형상을 가질 수도 있다.
상기 편광층 (620)은 PVA (Poly Vinyl Alcohol)을 포함한다. 상기 편광층 (620)은 PVA 필름을 한쪽 방향으로 늘린 후 요오드나 이색성 염료를 흡착하여 만들어진다. 이 때 연장측 방향이 편광판의 흡수축이다. 상기 편광층의 코너 부분은 라운드 처리되어 코너부분에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있는 구조로 되어있다. 상기 편광층의 코너를 잇는 변부분에 응력이 집중될 수도 있기 때문에, 이를 분산시키기 위해 상기 변에 엠보싱이 형성될 수도 있다. 상기 라운드처리된 부분과 엠보싱부분은 도 4 및 도 5에서 설명한 것과 실질적으로 동일하거나 유사하다.
상기 편광층 (620)과 상기 WV필름 (630)사이에는 점착층 (미도시)가 배치될 수 도 있다. 상기 점착층은 감압성 점착제(pressure sensitive adhesive)를 포함한 다.
상기 WV 필름(630)은 원반형 액정 (Discotic liquid crystal, 미도시)을 포함한다.
편광판이 사용되는 액정표시패널의 액정분자들과 상기 WV필름 (630)의 액정들과의 관계를 시야각면에서 살피면, 액정표시 패널의 액정분자의 축과 WV 필름 (630)의 액정분자의 축이 수직을 이루는 경우 가장 시야각이 넓게된다.
TN 모드인 경우, 액정표시패널의 네마틱 액정의 방향자와 원반형 액정의 축(axis)이 나란한 경우 빛의 진행 방향에 대한 위상차가 어느 정도 보상된다. 액정층에서는 z 방향의 굴절률이 가장 크지만, 보상필름에서는 z방향의 굴절률이 가장 작기 때문이다. 즉 상기 원반형 액정분자의 법선은 편광판을 기준으로 수직을 이루는 것이 바람직하다.
VA 모드 인 경우, 액정 표시 패널의 네마틱 액정분자가 수직으로 배열된다. 따라서 상기 WV 필름의 원반형 액정분자의 법선은 상기 편광판을 기준으로 0° 보다 크고 90°보다 작다.
상기 편광판은 제 2보호필름(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 보호필름은 상기 WV필름(630) 과 상기 편광층(620) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 2 보호필름은 TAC(triacetyl cellulous) 또는 CAP(Cellulous acetate propionate)를 포함한다. 상기 제 1 보호필름 (610)은 아크릴계, 폴리에스테르계, 폴리 아마이드계, 폴리우레탄계, 폴리 카보네이트 계 등을 포함 할 수 있다. 상기 제 1 보호필름(610)은 상기 편광층 (620)을 보호하고 지지한다. 상기 제 1 보호필름은 상기 편 광층(620) 과 동일한 모양일 수도 있고, 직사각형 형상을 가질 수도 있다. 상기 제 2 보호필름은 편광층을 보호하고 지지한다.
다시 도 6을 참조하면, 상기 편광판(600)은 코너 부분이 라운드 처리되어 있고, 상기 코너 부분을 연결하는 변부분에 엠보싱 패턴이 형성되어 있다. 도시되어 있지는 않지만, 상기 편광층(620)의 코너를 연결하는 변 부분만이 엠보싱 패턴을 갖고 상기 제 1보호필름(610) 및 상기 WV 필름은 변부분에 엠보싱 패턴이 형성되어 있지 않을 수도 있다. 바람직하게는 상기 제 1 보호필름(610), 상기 편광층 (620) 및 상기 WV 필름(630)은 동일한 모양을 갖는다. 상기 엠보싱 패턴은 상기 편광판 (600)의 네 변에 모두 형성 될 수 있다.
상기 편광판(600)의 코너 부분을 라운드 처리하고 라운드 처리된 코너를 잇는 변에 엠보싱 패턴처리를 하는 방법으로는, 기존의 4면취 공정에다 요철을 가하는 방법이 있다. 즉 하나의 기판을 복수개의 구역으로 분할하여 복수개의 편광판을 획득하는 공정에서, 별도의 라운드 처리공정 및 엠보싱 패턴 처리 공정없이 복수개의 편광판을 상기 기술한 라운드처리된 코너를 갖고 엠보싱패턴을 갖도록 절단하면 별도의 공정없이 원하는 형상을 갖는 편광판을 얻을 수 있다. 따라서 별도의 공정이 필요 없게 된다. 물론 이러한 요철을 가하는 절단 방법은 4면취 공정뿐 아니라 6면취, 8면취등 다면취 공정에 응용될 수 있다.
이상에서 상세한 설명에 의한 화질개선을 위한 편광판에 의하면, 코너 부분에 라운드 처리를 하거나 코너를 잇는 변에 엠보싱패턴을 형성함으로써, 코너 또는 코너를 잇는 변에 집중되는 전단응력을 분산 시켜 집중되는 응력에 의한 수축을 감소 시킬 수 있다. 이에 따라 수축율 차이에 의한 나비얼룩이 감소되고 화질이 개선된다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술된 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변형시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 제 1 보호 필름;
    상기 제 1 보호 필름 일측에 형성되고, 라운드 처리된 코너를 갖으며 상기 라운드 처리된 코너를 연결하는 면중 긴 면에 볼록한 엠보싱이 형성된 편광층; 및
    상기 편광층의 일측에 형성되고 광시야각을 보상하는 WV필름을 포함하는 편광판.
  2. 제 1항에 있어서 상기 제 1 보호층 과 상기 WV필름은 상기 편광층과 동일한 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 편광판.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 편광층 및 상기 WV 필름사이에 배치되는 제 2 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  4. 제 3항에 있어서 상기 제 2 보호층은 상기 제 1보호층과 동일한 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 편광판.
  5. 제 4항에 있어서 상기 라운드 처리된 코너를 잊는 면 중 짧은 면에도 엠보싱이 형성된 것을 특징으로 하는 편광판.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 엠보싱의 직경은 라운드 처리된 코너부분의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 편광판.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 제 1보호필름은 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetyl cellulous)를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 편광층은 폴리비닐 알콜(Polycinyl alcohol)을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 액정층은 원반형 액정(discotic liquid crystal)을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 원반형 액정분자의 법선은 편광판을 기준으로 수직인 것을 특징으로 하는 편광판.
  11. 제 4항에 있어서, 상기 라운드된 코너 및 엠보싱의 반지름은 1mm부터 100mm인 것을 특징으로 하는 편광판.
  12. 제 11항에 있어서 상기 엠보싱은 서로 이어져 있는 것을 특징으로 하는 편광판.
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