KR20090019362A - 리액티브 메소겐 층을 이용한 편광 썬글래스 대응용 편광판제조 방법. - Google Patents

리액티브 메소겐 층을 이용한 편광 썬글래스 대응용 편광판제조 방법. Download PDF

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Abstract

본 발명은 Reactive Mesogen (RM) film을 이용하여 두 장의 편광판이 서로 투과축이 수직배열을 이루고 있는 액정 표시 장치의 필연적 구조에 의해 일어나는 단점을 보안하기 위함에 관한 것이다. 현재 상용화되고 있는 모바일 액정 표시 장치는 두 장의 편광판이 상부기판 위와 하부기판의 아래에 투과축이 수직 교차되어 있다. 요즘 가장 많이 선호되고 있는 가로, 세로 방향 보기 전환이 가능한 모바일 액정 표시 장치를 실외에서 편광 썬글래스를 쓰고 이용하는 경우, 썬글래스의 투과축과 액정 표시 장치 상부기판의 편광판 투과축과 수직이 되는 방향에서는 액정에 표시된 정보를 볼 수 없는 문제가 발생한다. 이러한 문제는 RM film을 이용하여 편광 상태를 바꿔주는 방법을 이용하여 개선할 수 있다.
편광개조, RM film, 편광 썬글래스 대응 편광판

Description

리액티브 메소겐 층을 이용한 편광 썬글래스 대응용 편광판 제조 방법. {The Polarizer fabrication method used Reactive Mesogen (RM) layer for the polarizing sunglasses}
제 1도는 일반적인 모바일 액정 표시장치를 사용할 시 나타날 수 있는 문제의 원인을 나타내는 도면
제 2도는 일반적인 편광판과 개발한 편광판의 구조를 나타내는 도면
제 3도는 새로 개발한 편광판을 사용함으로 문제점이 해결된 것을 나타내는 도면
<도면의 부호에 대한 간단한 설명>
11 : 광원
12 : 하부 편광판
13 : 선편광된 빛
14 : 액정층
15 : 상부 편광판
16 : 편광 썬글래스
17 : Protect film
18 : TAC
19 : PVA
20 : PSA
21 : Release film
22 : RM layer
23 : 개발한 상부 편광판
현재 상용화되고 있는 모바일 액정 표시 장치는 두 장의 편광판이 상부기판 위와 하부기판의 아래에 투과축이 수직 교차되어 있다. 두 장의 편광판을 사용하며 그 편광판에 의해 편광된 빛이 우리 눈에 들어와 정보를 인식하게 되는 원리이다. 따라서 우리 눈에 들어와 정보로서 인식되는 빛은 상판의 편광판의 투과축과 같은 방향으로 편광된 빛일 수 밖에 없다. 요즘 가장 많이 선호되고 있는 가로, 세로 방향 보기 전환이 가능한 모바일 액정 표시 장치를 실외에서 썬글래스를 쓰고 이용하는 경우, 썬글래스의 투과축과 액정 표시 장치 상부기판 위의 편광판 투과축과 수직이 되는 방향에서는 액정에 표시된 정보를 볼 수 없는 문제가 발생한다. 이러한 문제는 RM film을 이용하여 편광 상태를 바꿔주는 방법을 이용하여 개선 시킬 수 있다.
파동은 진동하는 방향 및 사물에 입사하는 각도에 따라 P파와 S파로 나뉜다. 빛은 S파로 그 진동방향과 진행방향이 서로 수직이다. 빛은 전기장과 자기장이 sine 곡선형태로 강도가 변하면서 진행하는데, 특정한 진동면을 가진다. 우리가 눈에 들어오는 자연광은 각기 다른 방향의 진동면을 가지며 모든 방향으로 진동하는 빛이다. 이러한 빛이 편광판을 통과하게 되면 편광판의 편광방향으로 진동하는 빛만 투과하고 다른 편광방향의 빛은 흡수된다. 이러한 현상을 '편광'이라하는데 편광판으로 안경을 만들면 빛의 대부분이 차단되고 편광방향의 빛만 투과하므로 썬글래스와 같은 효과를 볼 수 있다. 야외에서 반사된 빛은 마치 편광판을 지나온 빛처럼 편광되어 우리 눈에 들어온다.
두 장의 편광판이 필수적으로 사용되는 액정 표시 장치를 통해서 나오는 빛은 상판의 편광판의 투과축과 같은 방향으로 편광된 빛이 최종적으로 우리 눈에 들어와 정보로서 인식된다. 따라서 액정 표시 장치 상판의 편광판의 투과축과 썬글래스의 투과축이 수직이 되어 있는 경우에는 액정 표시 장치에 표시된 정보를 볼 수 없는 문제가 발생한다. 요즘 가장 많이 선호되고 있는 가로, 세로 방향 보기 전환이 가능한 모바일 액정 표시 장치를 실외에서 이용시에 이용자가 편광 선글라스를 쓰고 이용하는 경우, 가로 혹은 세로 방향 보기중에 한쪽 방향에서는 액정 표시장치 상판의 편광판의 투과축과 썬글래스의 투과축이 수직이 되어 액정 표시 장치에 표시된 정보를 볼 수 없는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해서는 액정 표시 장치의 가로, 세로 방향에 상관없이 썬글래스를 착용하고도 빛이 투과되도록 하는 편광방식이 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 편광 썬글래스의 편광축 방향 과 상관없는 액정표시장치가 구현되어야만 한다.
본 발명은 편광판의 투과축이 액정의 상하 기판위에서 수직배열을 이루고 있는 액정 표시 장치의 구조와 선편광된 빛을 이용하는 원리에 의해 일어날 수 있는 단점을 해결하기 위한 방법이다. 비교적 간단하게 해결하는 방법으로 액정 표시 소자의 상부 편광판에 RM층을 만들어주는 것이다. 액정 표시 소자의 가로, 세로 방향에 상관없이 편광 썬글래스를 착용하고도 빛이 투과되도록 하기 위해서는 액정 표시 장치의 상부편광판에 의해서 선편광된 빛이 무질서한 방향의 진동면을 갖도록 만들어야한다. 이러한 문제를 비교적 간단하게 해결하기 위해서 기존의 편광판에 새로운 공정을 추가하면 된다. 그것은 기존의 편광판 구조에서 편광판의 지지체 역할을 하는 TAC 필름 위에 Reactive Mesogen (RM)층을 만들거나 PVA위에 RM층을 만들어 RM이 편광판의 지지체 역할을 하는 TAC의 역할을 도울 수도 있는 것이다. 기존의 편광판 구조에서 편광판의 TAC 필름 혹은 PVA위에 Reactive Mesogen (RM) 층을 얇게 코팅하고 UV를 조사하여 경화시키면 선편광 상태의 빛을 개조할 수 있는 편광판을 간단하게 제조할 수 있다. 이렇게 RM층이 얇게 코팅된 상태로 되도록 제조된 편광판이 액정표시장치의 상부 편광판으로 이용되면 선편광된 빛이 RM층을 지나면서 선편광 상태가 깨지게 되어 무질서한 방향으로 진동하는 빛이 되어 더 이상 선편광상태를 띠지 않는다. 따라서 편광 썬글래스를 착용할 시에도 그 액정 표시 장치의 가로 혹은 세로 방향에 상관없이 장치에 표시되는 정보는 무리없이 인식할 수 있다.
모바일 기기에 쓰이는 액정 표시 장치에는 편광판이 필수적으로 사용된다. 따라서 액정 표시 장치의 맨 위에 존재하는 상부 편광판을 통해 나오는 정보는 한쪽 방향으로 편광된 빛으로 될 수밖에 없다. 상부 편광판을 지나면서 한 방향으로 편광된 빛은 편광판의 투과축과 같은 방향인데 야외에서 편광 썬글래스를 착용한 사용자가 요즘 선호되고 있는 액정 표시 장치의 가로에서 세로 방향보기 혹은 세로 에서 가로방향 보기로 보는 방향을 전환할 시에 액정표시 장치의 상부 편광판의 편광 방향이 편광 썬글래스의 투과축과 수직이 될 경우에는 썬글래스에 모든 빛이 흡수 되어 어떠한 정보도 인식할 수 없게 된다. 도 1는 이러한 문제가 발생되는 경우를 나타낸 그림이다. 이하, 본 발명에 관한 내용을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
위에서 언급한 문제를 해결하려면 액정표시 장치를 통해 최종적으로 나오는 빛이 선편광이 아닌 여러 방향으로 진동하는 빛이나 원편광이 되어야만 한다. 하지만 선편광을 원편광으로 만들기 위해서 빛의 위상지연 값이 λ/4인 필름의 삽입이 필요하고 비용절감효과가 적은 반면에 선편광을 여러 방향으로 진동하는 빛으로 만드는 것은 편광판에 RM층을 만드는 것으로 쉽게 해결할 수 있다. 그것은 기존의 편광판 구조에서 편광판의 지지체 역할을 하는 TAC 필름 위에 RM층을 삽입하는 것으로 혹은 PVA위에 RM층을 만들어 RM층이 TAC의 역할까지 겸할 수 있도록 하는 것이다. 기존의 편광판 구조에서 편광판의 TAC 필름 위에 Reactive Mesogen (RM) 층을 얇게 코팅하고 UV를 조사하여 경화시키면 선편광 상태의 빛을 개조할 수 있는 편광판을 비교적 간단하게 제조할 수 있는데 RM층이 얇게 코팅된 상태로 되도록 제조된 편광판이 액정표시장치의 상부 편광판으로 이용되면 RM층이 선편광된 빛의 상태를 깨트려 결국 우리 눈에 들어오는 빛은 더 이상 선편광된 상태를 띠지 않게 된다. 도 3은 도 1의 기존 편광판을 사용했을 때 나타나는 문제점의 해결방안으로 새로 개발한 편광판을 사용했을 때를 나타낸 것이다. 도 2는 새로 개발한 편광판의 구조로서 이것을 액정표시장치의 상부 편광판으로 사용하면 편광 썬글래스를 착용하고도 그 액정 표시장치의 가로 혹은 세로보기 방향에 상관없이 장치에 표시되도록 한다.
-실시 예 1-
모바일 액정 표시 장치를 실외에서 편광 썬글래스를 쓰고 이용하는 경우에 액정 표시 장치 상판의 편광판의 투과축과 썬글래스의 투과축이 수직이 되어 있는 경우에는 액정 표시 장치에 표시된 정보를 볼 수 없는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해서는 액정 표시 장치의 가로, 세로 방향에 상관없이 편광 썬글래스를 착용하고도 빛이 투과되도록 하는 방법이 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 액정 표시 장치 상판 편광판에 RM층을 코팅해줌으로써 썬글래스의 편광축 방향과 상관없이 인식 가능한 액정 표시 장치를 구현할 수 있다. 이때 제조공정은 용액상태의 RM, 대략 5~55w%/w정도의 용액을 사용하며, 편광판의 TAC에 3000 rpm으로 약 30초 스핀코팅을 하고 50~60℃에서 약 1분간 솔벤트 성분을 제거해준다. 이때 코팅된 RM의 두께는 0.3~5 ㎛가 된다. 사용된 RM의 위상지연치(△n)는 589nm 에서 0.15의 값을 사용하였고, 위상지연치(△n)의 값은 대략 0.03이상이면 바람직하다. 그 다음 UV를 파장 λ= 365±10 nm, 세기는 35 ± 10 mW/cm2로 1분간 조사하여 중합반응을 이용한 RM의 경화를 거친다. 일단 경화과정을 거친 RM은 필름형태를 그대로 유지하게 된다.
-실시 예 2-
편광판에 RM층은 편광판의 PVA의 상부에도 만들어질 수 있다. 프린팅 혹은 스핀 코팅하고 UV를 이용하여 RM을 경화시켜 만들어주면 PVA위에서 다른 기능성 필름 위에 경화된 RM층이 TAC을 형성하여 TAC의 역할까지 겸할 수도 있는 것이다.
본 발명은 편광판의 투과축이 액정표시 장치의 상하 기판위에서 수직배열을 이루고 있는 액정표시 장치의 구조와 선편광된 빛을 이용하는 필연적 원리에 의해 일어나는 단점을 간단히 해결할 수 있는 방법이다. DMB 방송 혹은 VOD(Video On Demand)등의 멀티미디어 기능을 가진 모바일 액정 표시 장치중에 요즘 가장 많이 선호되고 있는 가로, 세로 방향 보기 전환이 가능한 모바일 액정 표시 장치를 이용시에 편광 썬글래스를 쓰고 이용하는 경우, 액정 표시장치 상판의 편광판의 투과축과 썬글래스의 투과축이 수직이 되는 방향에서는 액정에 표시된 정보를 볼 수 없게 된다. 따라서 상부 편광판에 RM층을 만들어 액정 표시 장치의 상판 편광판으로 이용하면 RM층을 지나던 빛의 선편광 상태가 깨지고 무질서한 방향으로 진동하는 빛 이 되어 액정표시 소자의 가로, 세로 방향에 상관없이 썬글래스를 착용하고도 빛이 투과되어 우리 눈에 들어오는 빛을 정보로서 인식 가능하게 된다. 상부 편광판에 RM을 코팅하고 UV를 조사하여 경화시키는 간단한 공정으로써 액정 표시장치를 이용할 때 발생하는 단점을 간단하게 해결할 수 있다.

Claims (3)

  1. 편광 썬글래스에 대응하는 액정 표시 장치를 위한 고기능성 편광판을 제조하는데 있어서;
    RM (Reactive Mesogen)층이 편광자의 역할을 하는 PVA (Polyvinyl Alcohol)층의 상층에 위치하며 기존의 외층의 TAC 필름의 역할 수행 및 하부 편광판과 액정층 및 PVA층을 통과한 빛의 편광상태를 깨트리고 무질서한 방향의 진동상태로 만들어줌으로써 편광 썬글래스에 의해 빛이 차단되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 reactive Mesogen 층을 이용한 고기능성 편광판 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서;
    RM (Reactive Mesogen)층이 편광판의 PVA층 및 외부의 TAC 필름 상부에 위치시킴으로 하부 편광판과 액정층 및 PVA층을 통과한 빛의 선편광성을 깨트림으로 편광 썬글래스에 의해 빛이 차단되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 reactive Mesogen 층을 이용한 고기능성 편광판 제조 방법
  3. 제 1항 및 제 2항에 있어서,
    RM은 Solvent에 대략 5~55w%/w 정도 RM 함량을 가지는 것을 특징으로 하며;
    RM의 위상지연치(△n)는 대략 589nm 기준으로 0.03이상의 값을 가지는 것을 특징으로 하며;
    RM의 두께는 대략 0.3 ~ 5㎛ 사이의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 reactive Mesogen 층을 이용한 고기능성 편광판 제조 방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8304039B2 (en) 2010-04-21 2012-11-06 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display device and manufacturing method thereof

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