KR20090002630A - 편광자 및 편광자의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

편광자는 제1, 제2 및 제3 지지층들, 상기 제1 지지층과 상기 제2 지지층 사이에 배치되는 제1 편광 부재 및 상기 제2 지지층과 상기 제3 지지층 사이에 배치되는 제2 편광 부재를 포함한다. 상기 편광자를 제조하는 공정 동안, 상기 편광자는 연신 후의 상기 편광자의 폭이 연신 전의 상기 편광자의 폭의 절반 이상이 될 때까지 길이 방향을 따라 연신된다.

Description

편광자 및 편광자의 제조 방법{Polarizer and Method of manufacturing the same}

도 1은 액정 표시 장치의 일반적인 구조이다.

도 2는 편광자의 일반적인 구조이다.

도 3은 편광자가 제조되는 동안 연신 과정을 보여주는 다이어그램이다.

도 4는 커다란 표시 패널을 커버하는 결합 편광자들을 보여주는 다이어그램이다.

도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 설명된 편광자의 구조이다.

도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 설명된 편광자의 다른 구조이다.

도 6은 편광도와 연신율 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.

도 7은 일반적인 편광자가 사용될 때 편광도와 광 투과율 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.

도 8은 본 발명의 편광자가 사용될 때 편광도와 광 투과율 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

300,400 -- 편광자 310,311 -- 지지층

320 -- 편광 부재 500 -- 액정 패널

본 발명은 액정 표시 장치에 사용된 편광자 및 편광자의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커다란 크기의 액정 표시 패널을 커버할 수 있는 편광자에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 액정을 사용하여 영상을 표시한다. 액정 표시 장치는 얇고, 가볍고, 다른 표시 장치들에 비하여 낮은 구동 전압을 사용하기 때문에, 널리 보급되고 있다. 일반적인 액정 표시 장치는 컬러를 나타내기 위한 컬러 필터를 갖는 액정 패널, 및 액정 패널에 광을 제공하기 위하여 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL)나 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)와 같은 광원을 갖는 광 제공 유닛을 포함한다. 또한, 한 쌍의 편광자가 포함된다. 상기 한 쌍의 편광자 중 하나는 상기 광 제공 유닛과 상기 액정 패널의 사이에 배치된다. 상기 한 쌍의 편광자 중 나머지는 상기 액정 패널의 상부에 배치된다.

편광자는 일반적으로 상대적으로 저가이고 우수한 편광 성능 때문에, 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol; PVA) 필름으로 만들어진 편광 부재 및 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose; TAC) 필름 등으로 만들어진 한 쌍의 지지층들을 포함한다. 상기 PVA 필름은 요오드나 이색성 염료가 흡착되며, 상기 한 쌍의 지지층들은 상기 편광 부재의 앞면과 뒷면에서 서로 대향되게 배치되어, 상기 편광 부재는 상기 한 쌍의 지지층들 사이에서 고정된다.

그러나, 편광자는 적절한 편광 특성을 갖도록 하기 위한 연신 공정이 적용된 후에 그 폭이 대체로 3300mm에서 1475mm로 감소되기 때문에, 상기 일반적인 편광자는 한 장으로 커다란(60인치 이상) 액정 표시 장치를 커버할 수 없다. 만약 충분히 연신하지 않아서 편광자를 크게 한다면, 편광 특성이 감소될 것이다. 즉, 편광자의 크기와 편광 특성은 서로 트레이드 오프(trade-off) 관계에 있다.

본 발명의 목적은 대형의 액정 표시 패널을 커버할 수 있는 편광자를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 편광자를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 편광자를 갖는 표시 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광자는 제1, 제2 및 제3 지지층들, 및 제1 및 제2 편광 부재를 포함한다. 상기 제1 편광 부재는 상기 제1 지지층과 상기 제2 지지층 사이에 배치되고, 상기 제2 편광 부재는 상기 제2 지지층과 상기 제3 지지층 사이에 배치된다. 선택적으로, 상기 제1 및 제2 편광 부재는 그들 사이에 지지층이 없이 서로에게 직접 접촉될 수 있다. 상기 제1 편광 부재 및 상기 제2 편광 부재는 모두 90% 이하의 편광도를 갖는다. 상기 편광 부재들 중 적어도 하나는 폴리비닐알콜층이고, 상기 지지층들 중 적어도 하나는 트리아세틸 셀룰로오스 필름이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 표시 장치는 광을 발생하는 광원, 상기 광 원의 경로에 배치되고, 한 쌍의 기판들, 상기 기판들 중 적어도 하나상에 형성되는 전극, 상기 한 쌍의 기판들 사이에 배치되는 액정층을 포함하는 액정 패널 및, 상기 광원과 상기 액정 패널 사이에 배치되는 제1 편광자 및 상기 액정 패널의 상부에 배치되는 제2 편광자를 포함한다. 상기 제1 및 제2 편광자 중 적어도 하나는 제1, 제2 및 제3 지지층들, 및 제1 및 제2 편광 부재를 포함한다. 상기 제1 편광 부재는 상기 제1 지지층과 상기 제2 지지층 사이에 배치되고, 상기 제2 편광 부재는 상기 제2 지지층과 상기 제3 지지층 사이에 배치된다. 선택적으로, 상기 제1 및 제2 편광 부재는 그들 사이에 지지층이 없이 서로에게 직접 접촉될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 편광자를 제조하기 위하여, 적어도 두 개의 지지층들과 적어도 두 개의 편광 부재들을 포함하며, 길이와 폭을 갖는 연신되지 않은 편광자를 준비하는 준비 단계 및 연신 후의 상기 편광자의 폭이 연신 전의 상기 편광자의 폭의 절반 이상이 될 때까지 길이 방향을 따라 상기 편광자를 연신하는 연신 단계가 필요하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 연신 전의 상기 편광자의 폭은 약 3300mm이고, 연신 후의 상기 편광자의 폭은 1870mm 이상이다. 또한, 연신 후의 상기 편광자의 대각 길이는 60인치 이상이다.

본 발명의 바람직한 실시예는 이를 보여주는 첨부 도면을 참조하여 아래에서 보다 자세히 설명된다.

여기서 사용된 용어는 상세한 실시예들을 설명하기 위한 목적일 뿐이며 본 발명을 한정하려고 의도된 것은 아니다. 여기서 사용된 단수 형태는, 문맥에서 명 시적으로 다르게 나타내지 않는다면, 복수 형태를 포함하고자 의도된 것이다. 또한, 명세서에 사용된 "포함하는" 또는 "갖는"이란 용어는 서술된 특징들, 영역들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들 및/또는 성분들을 명기하는 것이나, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들, 영역들, 정수들, 단계들, 동작들, 요소들, 성분들 및/또는 이들이 결합된 그룹들이 존재하거나 부가되는 것을 배제하는 것은 아님을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 광 제공 유닛, 액정 패널(500) 및 구동 회로를 포함하는 액정 표시 장치의 일반적인 구조를 나타낸다.

액정 패널(500)은 자체적으로 광을 발생하는 발광 장치가 아니므로, 영상을 표시하기 위해서는 액정 패널(500)을 통하여 광을 방출하도록 광원(130)이 제공될 필요가 있다. 광 제공 유닛은 광원(130) 및 도광 부재(120)를 포함하며, 도광 부재(120)는 프리즘 필름 및/또는 확산 필름과 같은 광 향상 부재를 갖는다. 액정 패널(500)은 한 쌍의 편광자들(300,400), 서로 마주보는 한 쌍의 기판들, 상기 기판들상에 형성된 전극들 및 상기 한 쌍의 기판들 사이에 채워지는 액정 분자들을 포함한다. 상기 한 쌍의 편광자들(300,400)은 광 제공 유닛으로부터 제공되는 광을 편광한다.

도 2는 편광자의 일반적인 구조이다. 일반적인 편광자는 요오드나 이색성 염료가 흡착된 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol; PVA) 필름으로 만들어진 편광 부재(320) 및 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose; TAC) 필름 등으로 만들어진 한 쌍의 지지층들(310,311)을 포함한다. 상기 지지층들(310,311)은 상기 편광 부재(320)의 앞면과 뒷면에서 서로 마주보게 배치되어, 상기 편광 부재(320)는 상기 한 쌍의 지지 필름들(310,311) 사이에서 고정된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 편광자가 제조될 때, TAC/PVA/TAC 구조의 편광자는 길이 방향으로 연신된다. 상기 연신되지 않은 편광자가 길이 방향으로 연신되는 동안, 상기 연신되지 않은 편광자의 폭이 감소된다. 상기 연신 공정은 편광자가 편광 특성을 갖도록 하기 위하여 필요한 공정이다. 상기 편광자의 적정한 편광도(polarizing rate)를 얻기 위해서, 상기 편광되지 않은 편광자는 5.8배까지 연신된다.

그러나, 디지털 정보 디스플레이(Digital Information Display; DID)를 위한 커다란 표시 장치의 수요 때문에, 60인치 이상의 액정 표시 장치(LCD)가 필요하다. 그러나, 적정한 편광도를 갖는 상업적으로 이용가능한 편광자의 최대 크기는 60인치보다 작다. 따라서, 60인치 이상의 커다란 액정 표시 장치를 만드는데에는 결합된 편광자들이 필요하다. 예컨대, 60인치 액정 표시 장치를 위하여 두 매의 30인치 편광자가 결합된다. 상기 두 매의 결합된 30인치 편광자들이 60인치 액정 표시 장치를 위하여 사용되는 경우에도, 상기 두 매의 편광자들 사이를 결합하는 부분이 보여진다. 도 4는 82인치 액정 패널에서 상기 편광자들 사이의 결합하는 부분을 나타낸다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 커다란 액정 표시 장치를 커버할 수 있도록 2층의 편광 부재들(320)을 갖는 편광자가 적용된다. 도 5a에서, 편광자는 제1, 제2 및 제3 지지층들(310,311,312) 그리고 제1 및 제2 편광부재들(320,321)을 포함한다. 제1 편광자(320)는 제1 지지층(310) 및 제2 지지층(311) 사이에 배치되 고, 제2 편광자(321)는 제2 지지층(311) 및 제3 지지층(312) 사이에 배치된다. 상기 지지층들(310,311,312) 중 적어도 하나는 트리아세틸 셀룰로오스 필름이고, 상기 편광 부재들(320,321) 중 적어도 하나는 폴리비닐알콜층이다.

도 5b에 보여진 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1 편광 부재(322) 및 제2 편광 부재(323)는 그들 사이에 지지층이 없이 서로에 대해 직접 접촉된다. 제1 편광 부재(322) 및 제2 편광 부재(323)는 모두 90% 이하의 편광도(polarizing rate)를 갖는다. 상기 편광 부재들(322,323) 중 적어도 하나는 폴리비닐알콜층이고, 상기 지지층들(313,314) 중 적어도 하나는 트리아세틸 셀룰로오스 필름이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 편광자의 제조 방법에 대하여, 준비 단계는 적어도 두 개의 지지층들과 적어도 두 개의 편광 부재들을 포함하며, 길이와 폭을 갖는 연신되지 않은 편광자를 준비하고, 연신 단계는 연신 후의 상기 편광자의 폭이 연신 전의 상기 편광자의 폭의 절반 이상이 될 때까지 길이 방향을 따라 상기 편광자를 연신한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 연신 전의 상기 편광자의 폭은 약 3300mm이고, 연신 후의 상기 편광자의 폭은 1870mm 이상이다. 또한, 연신 후의 상기 편광자의 대각 길이는 60인치 이상이다.

도 6, 도 7 및 도 8은 시뮬레이션 결과를 보여준다. 도 6은 편광도와 연신율 사이의 관계를 보여주는 그래프이다. 상기 연신율에 따라서 편광도가 증가된다. 도 6은 상기 연신되지 않은 편광자의 폭이 3300mm에서 1470mm까지 감소됨을 보여준다. 상기 연신되지 않은 편광자가 상기 연신되지 않은 편광자의 폭이 1470mm가 될 때까지 연신될 때, 편광도는 거의 100%가 된다. 그러나, 상기 연신되지 않은 편광자의 폭이 커다란 액정 패널을 커버할 수 있도록 1870mm가 될 때까지 연신될 때, 편광도는 86% 정도가 될 것이다. 이러한 편광도는 액정 패널에 사용되는 편광자로서 충분하지 않다. 도 7은 일반적인 편광도와 투과율 사이의 관계를 보여준다. 편광도가 86%일 때, 투과율은 50%가 될 것이다. 도 8을 참조하면, 두 개의 PVA층을 갖는 본 발명의 편광자가 사용되면, 투과율이 42%로 감소될 때 상기 편광도는 거의 99.9%가 될 것이며, 이는 액정 패널에 적용 가능하다.

본 발명의 설명적인 실시예들이 첨부된 도면들 참조하여 여기에서 설명되었지만, 본 발명은 상기한 실시예들에 한정되지 않으며 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 분야의 통상의 지식을 가진 업자에 의하여 다양한 다른 변형들이 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 모든 그러한 변형들은 첨부된 청구항들에 의하여 정의된 발명의 범위내에 포함되도록 의도된 것이다.

상기한 실시예들의 편광자, 편광자의 제조 방법 및 액정 표시 장치에 따르면, 대형의 액정 표시 패널을 커버할 수 있는 효과가 있다.

Claims (19)

1. 제1, 제2 및 제3 지지층들;

   상기 제1 지지층과 상기 제2 지지층 사이에 배치되는 제1 편광 부재; 및

   상기 제2 지지층과 상기 제3 지지층 사이에 배치되는 제2 편광 부재를 포함하고,

   상기 제1 편광 부재 및 상기 제2 편광 부재는 모두 90% 이하의 편광도를 갖는 것을 특징으로 하는 편광자.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 편광 부재들 중 적어도 하나는 폴리비닐알콜층인 것을 특징으로 하는 편광자.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 지지층들 중 적어도 하나는 트리아세틸 셀룰로오스 필름인 것을 특징으로 하는 편광자.
4. 한 쌍의 지지층들; 및

   서로에게 직접 접촉하며 상기 한 쌍의 지지층들 사이에 배치되는 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재를 포함하고,

   상기 제1 편광 부재 및 상기 제2 편광 부재는 모두 90% 이하의 편광도를 갖는 것을 특징으로 하는 편광자.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 편광 부재들 중 적어도 하나는 폴리비닐알콜층인 것을 특징으로 하는 편광자.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 지지층들 중 적어도 하나는 트리아세틸 셀룰로오스 필름인 것을 특징으로 하는 편광자.
7. 광을 발생하는 광원;

   상기 광원의 경로에 배치되고, 한 쌍의 기판들, 상기 기판들 중 적어도 하나상에 형성되는 전극, 상기 한 쌍의 기판들 사이에 배치되는 액정층을 포함하는 액정 패널;

   상기 광원과 상기 액정 패널 사이에 배치되는 제1 편광자 및 상기 액정 패널의 상부에 배치되는 제2 편광자를 포함하고,

   상기 제1 및 제2 편광자 중 적어도 하나는 제1, 제2 및 제3 지지층들, 상기 제1 지지층과 상기 제2 지지층 사이에 배치되는 제1 편광 부재 및 상기 제2 지지층과 상기 제3 지지층 사이에 배치되는 제2 편광 부재를 포함하며,

   상기 제1 편광 부재 및 상기 제2 편광 부재는 모두 90% 이하의 편광도를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 편광 부재들 중 적어도 하나는 폴리비닐알콜층인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 지지층들 중 적어도 하나는 트리아세틸 셀룰로오스 필름인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
10. 광을 발생하는 광원;

    상기 광원의 경로에 배치되고, 한 쌍의 기판들, 상기 기판들 중 적어도 하나상에 형성되는 전극, 상기 한 쌍의 기판들 사이에 배치되는 액정층을 포함하는 액정 패널;

    상기 광원과 상기 액정 패널 사이에 배치되는 제1 편광자 및 상기 액정 패널의 상부에 배치되는 제2 편광자를 포함하고,

    상기 제1 및 제2 편광자 중 적어도 하나는 한 쌍의 지지층들 및 서로에게 직접 접촉하며 상기 한 쌍의 지지층들 사이에 배치되는 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재를 포함하며,

    상기 제1 편광 부재 및 상기 제2 편광 부재는 모두 90% 이하의 편광도를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 편광 부재들 중 적어도 하나는 폴리비닐알콜층인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
12. 제 10항에 있어서,

    상기 지지층들 중 적어도 하나는 트리아세틸 셀룰로오스 필름인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
13. 적어도 두 개의 지지층들과 적어도 두 개의 편광 부재들을 포함하며, 길이와 폭을 갖는 연신되지 않은 편광자를 준비하는 준비 단계; 및

    연신 후의 상기 편광자의 폭이 연신 전의 상기 편광자의 폭의 절반 이상이 될 때까지 길이 방향을 따라 상기 편광자를 연신하는 연신 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자의 제조 방법.
14. 제 13항에 있어서,

    연신 전의 상기 편광자의 폭은 약 3300mm이고, 연신 후의 상기 편광자의 폭은 1870mm 이상인 것을 특징으로 하는 편광자의 제조 방법.
15. 제 13항에 있어서,

    연신 후의 상기 편광자의 대각 길이는 60인치 이상인 것을 특징으로 하는 편광자의 제조 방법.
16. 제1, 제2 및 제3 지지층들, 상기 제1 지지층과 상기 제2 지지층 사이에 배치되는 제1 편광 부재, 상기 제2 지지층과 상기 제3 지지층 사이에 배치되는 제2 편광 부재를 포함하고, 길이와 폭을 갖는 연신되지 않은 편광자를 준비하는 준비 단계; 및

    연신 후의 상기 편광자의 폭이 연신 전의 상기 편광자의 폭의 절반 이상이 될 때까지 길이 방향을 따라 상기 편광자를 연신하는 연신 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자의 제조 방법.
17. 제 16항에 있어서,

    상기 제1 편광 부재 및 상기 제2 편광 부재는 모두 상기 연신 후에 90% 이하의 편광도를 갖는 것을 특징으로 하는 편광자의 제조 방법.
18. 한 쌍의 지지층들, 서로에게 직접 접촉하며 상기 한 쌍의 지지층들 사이에 배치되는 제1 편광 부재 및 제2 편광 부재를 포함하고, 길이와 폭을 갖는 연신되지 않은 편광자를 준비하는 준비 단계; 및

    연신 후의 상기 편광자의 폭이 연신 전의 상기 편광자의 폭의 절반 이상이 될 때까지 길이 방향을 따라 상기 편광자를 연신하는 연신 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광자의 제조 방법.
19. 제 18항에 있어서,

    상기 제1 편광 부재 및 상기 제2 편광 부재는 모두 상기 연신 후에 90% 이하의 편광도를 갖는 것을 특징으로 하는 편광자의 제조 방법.

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