KR20160029889A

KR20160029889A - 편광판과 그 제조방법 및 그를 이용한 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR20160029889A
Application number: KR1020140118457A
Authority: KR
Inventors: 김창수; 임채경
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2016-03-16
Also published as: CN105404043A; US20160070139A1; KR102233121B1; US20180101059A1; US9989800B2; US9874779B2; CN105404043B

Abstract

본 발명은, 백라이트 유닛과 액정 패널을 포함하여 이루어지며, 상기 액정 패널은 하부 편광판을 구비하고, 상기 하부 편광판은 편광을 위한 광축을 갖는 편광층 및 상기 편광층과 상기 백라이트 유닛 사이에 구비된 파장 변환 물질을 포함하여 이루어진 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.

Description

편광판과 그 제조방법 및 그를 이용한 액정 표시 장치{Polarizer and method of manufacturing the same and Liquid Crystal Display Device using the same}

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광효율이 향상된 액정 표시 장치 및 그에 이용되는 편광판과 그 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 이점으로 노트북 컴퓨터, 모니터, 우주선, 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.

액정 표시 장치는 하부 기판, 상부 기판, 및 상기 양 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성되며, 전계 인가 유무에 따라 액정층의 배열상태가 조절되고 그에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다.

이하, 도면을 참조로 종래의 액정 표시 장치에 대해서 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

도 1에서 알 수 있듯이, 종래의 액정 표시 장치는 백라이트 유닛(10) 및 액정 패널(20)을 포함하여 이루어진다.

상기 백라이트 유닛(10)은 상기 액정 패널(20)에 광을 공급한다. 액정 표시 장치는 자체 발광을 하지 못하기 때문에 그 하부에 광을 공급하는 공급원으로서 상기 백라이트 유닛(10)이 구비되어 있다.

상기 백라이트 유닛(10)은 발광 소자(12), 도광판(14), 광학 시트(16), 및 반사판(18)을 포함하여 이루어진다.

상기 발광 소자(12)는 광을 방출하는 소자로서 최근에는 발광 다이오드(Light emitting Diode: LED)가 상기 발광 소자(12)로 주로 이용되고 있다.

상기 도광판(14)은 상기 발광 소자(12)와 마주하도록 배치되어 있다. 상기 도광판(14)은 상기 발광 소자(12)에서 방출한 광이 상기 액정 패널(20) 방향으로 이동할 수 있도록 광의 이동 경로를 변경시킨다.

상기 광학 시트(16)는 상기 도광판(14)의 상부에 형성되어 있다. 상기 광학 시트(16)는 상기 도광판(14)의 상면을 통해 방출되는 광이 상기 액정 패널(20)로 균일하게 입사될 수 있도록 한다. 이와 같은 광학 시트(16)는 확산 시트 및 프리즘 시트의 조합으로 이루어진다.

상기 반사판(18)은 상기 도광판(14)의 하부에 형성되어 있다. 상기 반사판(18)은 상기 도광판(14)의 하부로 방출되는 광을 상기 도광판(14)의 상부로 반사시킴으로써 광효율을 향상시킨다.

상기 액정 패널(20)은 상부 기판(21), 하부 기판(22), 씰런트(23), 액정층(24), 상부 편광판(25), 및 하부 편광판(26)을 포함하여 이루어진다.

상기 씰런트(23)는 상기 상부 기판(21)과 상기 하부 기판(22)의 가장 자리에 형성되어 상기 양 기판(21, 22)을 합착시킨다.

상기 액정층(24)은 상기 씰런트(23)에 의해 합착된 상부 기판(21)과 하부 기판(22) 사이의 영역에 형성되어 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 상부 기판(21)과 상기 하부 기판(22) 중 적어도 하나의 기판에는 화소 전극과 공통 전극이 형성되어 있어, 상기 화소 전극과 공통 전극 사이의 전계에 의해서 상기 액정층(24)의 배열 방향이 변경된다.

상기 상부 편광판(25)은 상기 상부 기판(21)의 상면에 형성되어 있고, 상기 하부 편광판(26)은 상기 하부 기판(22)의 하면에 형성되어 있다.

상기 하부 편광판(26)은 소정의 광축으로 광을 편광시킨다. 따라서, 상기 백라이트 유닛(10)에서 방출된 광은 상기 하부 편광판(26)을 통과하면서 소정의 광축으로 편광된다.

상기 상부 편광판(25)은 상기 하부 편광판(26)과 수직을 이루는 광축을 구비한다. 따라서, 상기 하부 편광판(26)을 통과하면서 편광된 광은 상기 액정층(24)을 지나면서 그 위상이 지연되지 않을 경우에는 상기 상부 편광판(25)을 통과하지 못하여 블랙(black) 상태가 되고 상기 액정층(24)을 지나면서 그 위상이 지연될 경우에는 상기 상부 편광판(25)을 통과하여 화이트(white) 상태가 된다. 상기 편광된 광의 위상 지연 여부는 상기 액정층(24)의 배열상태를 통해서 조절할 수 있다.

이와 같은 종래의 액정 표시 장치의 경우, 상기 발광 소자(12)에서 발광한 광이 상기 도광판(14), 광학 시트(16), 하부 편광판(16), 하부 기판(22), 액정층(24), 상부 기판(21), 및 상부 편광판(25)을 모두 통과하면서 이동하는데, 그와 같은 광의 이동 과정에서 많은 양의 광이 손실되어 광 효율이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 광 효율을 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 백라이트 유닛과 액정 패널을 포함하여 이루어지며, 상기 액정 패널은 하부 편광판을 구비하고, 상기 하부 편광판은 편광을 위한 광축을 갖는 편광층 및 상기 편광층과 상기 백라이트 유닛 사이에 구비된 파장 변환 물질을 포함하여 이루어진 액정 표시 장치를 제공한다.

본 발명은 또한 편광을 위한 광축을 갖는 편광층, 및 상기 편광층으로 광이 입사하기 전에 광의 파장을 변환시키는 파장 변환 물질을 포함하여 이루어진 편광판 및 그 제조 방법을 제공한다.

이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 하부 편광판이 파장 변환 물질을 포함함으로써, 상기 파장 변환 물질에 의해서 청색 파장 범위의 광의 일부가 녹색 파장 범위의 광 또는 적색 파장 범위의 광으로 변환됨으로써, 전체 파장 대역에서 균일한 광의 세기를 가지게 되어 광 효율이 향상될 수 있다.

도 1은 종래의 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 편광판의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하부 편광판의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 편광판의 제조 공정을 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 편광판의 제조 공정을 도시한 개략도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 개략적인 단면도이다.

도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는 백라이트 유닛(100) 및 액정 패널(200)을 포함하여 이루어진다.

상기 백라이트 유닛(100)은 상기 액정 패널(200)의 하부에 배치되어 상기 액정 패널(200)에 광을 공급한다.

상기 백라이트 유닛(100)은 상기 액정 패널(200)의 하부 전면(全面)에 광원을 배치하여 광원에서 방출된 광을 직접 상기 액정 패널(200) 쪽으로 전달하는 직하형 방식과, 상기 액정 패널(200)의 하부 일측에 광원을 배치하여 광원에서 방출된 광을 도광판을 통해 상기 액정 패널(200) 쪽으로 전달하는 에지형 방식으로 구분할 수 있는데, 본 발명의 경우 직하형 방식 또는 에지형 방식 어느 것이나 적용가능하다. 도면에는 에지형 방식의 백라이트 유닛(100)을 도시하였는데, 액정 표시 장치의 두께를 최소화하기 위해서는 직하형 방식보다 에지형 방식이 보다 유리할 수 있다.

상기 백라이트 유닛(100)은 발광 소자(120), 도광판(140), 광학 시트(160), 및 반사판(180)을 포함하여 이루어진다.

상기 발광 소자(120)는 광을 방출하는 소자로서 상기 액정 패널(200)의 하부 일측에 배치되어 있다. 이와 같은 발광 소자(120)는 화이트(white) 광을 방출하도록 구성될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 청색(Blue) 광을 방출하도록 구성될 수도 있다.

상기 발광 소자(120)는 발광 다이오드(Light emitting Diode: LED)로 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 발광 소자(120)는 청색 광을 방출하는 청색 발광 칩을 포함으로써 청색 광을 방출하도록 구성될 수 있고, 또는 청색 광을 방출하는 청색 발광 칩과 황색 형광 물질을 포함함으로써 화이트 광을 방출하도록 구성될 수도 있고, 또는 청색 광을 방출하는 청색 발광 칩, 적색 형광 물질, 및 녹색 형광 물질을 포함함으로써 화이트 광을 방출하도록 구성될 수도 있다. 상기 발광 소자(120)가 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Flourscent Lamp; CCFL)로 이루어질 수도 있다.

상기 도광판(140)은 그 일측이 상기 발광 소자(120)와 마주하도록 배치되어 있다. 상기 도광판(140)은 상기 발광 소자(120)에서 방출한 광이 상기 액정 패널(200) 방향으로 이동할 수 있도록 광의 이동 경로를 변경시키는 것으로서, 이와 같은 광의 이동 경로를 변경하기 위해서 상기 도광판(140)은 그 상면 및/또는 그 하면에 오목 패턴 또는 볼록 패턴을 포함하여 이루어질 수 있다. 이와 같은 도광판(140)은 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다.

상기 광학 시트(160)는 상기 도광판(140)의 상부에 형성되어 있다. 상기 광학 시트(160)는 상기 도광판(140)의 상면을 통해 방출되는 광이 상기 액정 패널(200)로 균일하게 입사될 수 있도록 한다. 이와 같은 광학 시트(160)는 확산 시트와 프리즘 시트의 조합으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 예로서, 상기 광학 시트(160)는 이중 휘도 강화 필름(Dual Brightness Enhancement Film; DBEF)을 포함하여 이루어질 수도 있다.

상기 반사판(180)은 상기 도광판(140)의 하부에 형성되어 있다. 상기 반사판(180)은 상기 도광판(140)의 하부로 방출되는 광을 상기 도광판(140)의 상부로 반사시킴으로써 광효율을 향상시킨다.

한편, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 상기 백라이트 유닛(100)은 상기 발광 소자(120)에 전원을 공급하기 위한 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 백라이트 유닛(100)은 상기 발광 소자(120), 상기 도광판(140), 및 상기 반사판(180)을 수용하기 위한 커버 보텀(Cover Bottom)을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 백라이트 유닛(100)은 상기 광학 시트(160)와 상기 액정 패널(200)을 지지하기 위한 가이드 프레임(Guide Frame)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 인쇄 회로 기판(PCB), 상기 커버 보텀, 및 상기 가이드 프레임은 당업계에 공지된 다양한 형태가 적용될 수 있다.

상기 액정 패널(200)은 상기 백라이트 유닛(100) 위에 배치되어 있으며, 상부 기판(210), 하부 기판(220), 씰런트(230), 액정층(240), 상부 편광판(250), 및 하부 편광판(260)을 포함하여 이루어진다.

상기 상부 기판(210)은 상기 하부 기판(220)과 마주하는 그 하면 상에 차광층(211)과 컬러 필터층(212)을 구비하고 있다.

상기 차광층(211)은 화소 영역 이외의 영역에 형성되어 화소 영역 이외의 영역으로 광이 누설되는 것을 차단하는 역할을 한다. 상기 컬러 필터층(212)은 상기 화소 영역 내에 형성되어 액정 표시 장치의 컬러 화상을 구현할 수 있게 한다. 이와 같은 컬러 필터층(212)은 적색(R) 컬러 필터, 녹색(G) 컬러 필터, 및 청색 컬러 필터(B)를 포함하여 이루어진다.

상기 하부 기판(220)은 상기 상부 기판(210)과 마주하는 그 상면 상에 화소 전극(221)과 공통 전극(222)을 구비하고 있다.

상기 화소 전극(221)과 상기 공통 전극(222)은 각각의 화소 영역에 형성되어 양자 사이에 전계를 형성한다. 따라서, 상기 화소 전극(221)과 상기 공통 전극(222) 사이의 전계에 의해서 상기 액정층(240)의 배열 상태가 조절된다. 한편, 도시하지는 않았지만, 상기 하부 기판(220) 상에는 상기 화소 전극(221)에의 전압 공급을 스위칭하는 박막 트랜지스터가 각각의 화소 영역에 형성되어 있다.

상기 상부 기판(210)과 하부 기판(220)의 구체적인 구성은 액정 표시 장치의 구동 모드에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 액정 표시 장치가 TN(Twisted Nematic) 모드일 경우 상기 상부 기판(210) 상에 상기 공통 전극(222)이 형성되고 상기 하부 기판(220) 상에 상기 화소 전극(221)이 형성되어 상기 공통 전극(222)과 상기 화소 전극(221) 사이에 수직 전계가 형성된다. 또한, 본 발명에 따른 액정 표시 장치가 IPS(In Plane Switching) 모드 또는 FFS(Fringe Field Switching) 모드일 경우 상기 하부 기판(220) 상에 상기 화소 전극(221)과 공통 전극(222)이 모두 형성되어 상기 화소 전극(221)과 상기 공통 전극(222) 사이에 수평 전계가 형성된다.

상기 씰런트(230)는 상기 상부 기판(210)과 상기 하부 기판(220)의 가장 자리에 형성되어 상기 상부 기판(210)과 상기 하부 기판(220)을 합착시킨다.

상기 액정층(240)은 상기 씰런트(230)에 의해 합착된 상부 기판(210)과 하부 기판(220) 사이의 영역에 형성되어 있다. 도시하지는 않았지만, 상기 상부 기판(210)과 상기 하부 기판(220) 사이의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 스페이서(Spacer)가 상기 상부 기판(210)과 상기 하부 기판(220) 사이에 추가로 형성될 수 있다.

상기 상부 편광판(250)은 상기 상부 기판(210)의 상면에 형성되어 있다. 도 2의 확대도에서 알 수 있듯이, 상기 상부 편광판(250)은 제1 편광층(251), 제1 상면 코팅층(253), 제1 하면 코팅층(255), 제1 보호층(257), 및 제1 점착층(259)을 포함하여 이루어진다.

상기 제1 편광층(251)은 상기 상부 편광판(250)의 편광 특성을 부여하는 층이다. 따라서, 상기 제1 편광층(251)은 그를 통과하는 광이 편광될 수 있도록 소정의 광축을 갖도록 구성된다. 이와 같은 제1 편광층(251)은 폴리비닐알콜(Polyvinyl Alcohol; PVA)에 요오드(I)와 붕산(B)이 염착되어 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 편광층(251)은 폴리비닐알콜(PVA)에 요오드(I)와 붕산(B)을 염착시킨 후 연신하는 공정을 통해 얻을 수 있다.

상기 제1 상면 코팅층(253)은 상기 제1 편광층(251)의 상면에 형성되어 상기 제1 편광층(251)의 상면을 보호하는 역할을 한다. 특히, 상기 제1 상면 코팅층(253)은 그 표면에 표면처리가 추가될 수 있다. 예로서, 상기 제1 상면 코팅층(253)의 표면에는 반사방지코팅이 추가될 수 있다. 이와 같은 제1 상면 코팅층(253)은 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetyl Cellulose; TAC)로 이루어질 수 있다.

상기 제1 하면 코팅층(255)은 상기 제1 편광층(251)의 하면에 형성되어 상기 제1 편광층(251)의 하면을 보호하는 역할을 한다. 이와 같은 제1 하면 코팅층(255)은 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetyl Cellulose; TAC)로 이루어질 수 있다.

상기 제1 보호층(257)은 상기 제1 상면 코팅층(253)의 상면에 형성되어 상기 상부 편광판(250)의 표면을 보호한다. 예로서, 상기 제1 보호층(257)은 상기 상부 편광판(250)에 스크래치 등이 발생하는 것을 방지한다. 이와 같은 제1 보호층(257)은 당업계에 공지된 다양한 보호 필름으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 점착층(259)은 상기 제1 하면 코팅층(255)의 하면에 형성되어 있다. 상기 제1 점착층(259)은 상기 상부 편광판(250)이 상기 상부 기판(210)의 상면에 접착될 수 있도록 한다. 이와 같은 제1 점착층(259)은 당업계에 공지된 다양한 점착물질로 이루어질 수 있다.

상기 하부 편광판(260)은 상기 하부 기판(220)의 하면에 형성되어 있다. 도 2의 확대도에서 알 수 있듯이, 상기 하부 편광판(260)은 제2 편광층(261), 제2 상면 코팅층(263), 제2 하면 코팅층(265), 제2 보호층(267), 및 제2 점착층(269)을 포함하여 이루어진다.

상기 제2 편광층(261)은 상기 하부 편광판(260)의 편광 특성을 부여하는 층이다. 따라서, 상기 제2 편광층(261)은 그를 통과하는 광이 편광될 수 있도록 소정의 광축을 갖도록 구성된다. 상기 제2 편광층(261)의 광축은 상기 제1 편광층(251)의 광축과 수직을 이룰 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 이와 같은 제2 편광층(261)은 상기 제1 편광층(251)과 마찬가지로 폴리비닐알콜(Polyvinyl Alcohol; PVA)에 요오드(I)와 붕산(B)이 염착되어 형성될 수 있다.

상기 제2 상면 코팅층(263)은 상기 제2 편광층(261)의 상면에 형성되어 상기 제2 편광층(261)의 상면을 보호하는 역할을 한다. 이와 같은 제2 상면 코팅층(263)은 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetyl Cellulose; TAC)로 이루어질 수 있다.

상기 제2 하면 코팅층(265)은 상기 제2 편광층(261)의 하면에 형성되어 상기 제2 편광층(261)의 하면을 보호함과 더불어 상기 백라이트 유닛(100)에서 방출된 광의 파장을 변환시켜 액정 표시 장치의 광효율을 향상시키는 역할을 한다.

이와 같은 제2 하면 코팅층(265)은 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetyl Cellulose; TAC)를 베이스(base)로 하고 상기 베이스 내에 파장 변환 물질(WC)을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 파장 변환 물질(WC)은 상기 백라이트 유닛(100)에서 방출한 광의 파장을 변환시킴으로써 액정 표시 장치의 광효율을 향상시킨다. 구체적으로, 상기 백라이트 유닛(100)에서 화이트(white) 광을 방출하는 경우, 상기 방출된 화이트 광은 청색 파장 범위의 광 세기가 가장 크고, 녹색 파장 범위의 광 및 적색 파장 범위의 광은 청색 파장 범위의 광보다 그 세기가 작다. 따라서, 이와 같이 파장 대별 광 세기가 상이한 화이트 광이 상기 액정 패널(200)로 그대로 입사하게 되면, 상기 청색(B)의 컬러 필터층(212)을 통과하는 광에 비하여 상기 녹색(G) 및 적색(R)의 컬러 필터층(212)을 통과하는 광의 효율이 저하된다.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 제2 하면 코팅층(265)에 상기 파장 변환 물질(WC)을 포함시킴으로써, 상기 파장 변환 물질(WC)에 의해서 청색 파장 범위의 광의 일부가 녹색 파장 범위의 광 및 적색 파장 범위의 광으로 변환됨으로써, 전체 파장 대역에서 균일한 광의 세기를 가지게 되어 상기 녹색(G) 및 적색(R)의 컬러 필터층(212)을 통과하는 광의 효율이 저하되는 문제가 해소될 수 있다.

따라서, 상기 파장 변환 물질(WC)은 청색 파장의 광을 녹색 파장 범위의 광으로 변환시키는 물질과 청색 파장의 광을 적색 파장 범위의 광으로 변환시키는 물질의 혼합물질로 이루어진다. 예로서, 상기 파장 변환 물질(WC)은 피크(peak) 파장 범위가 400 내지 455nm 범위의 청색 파장의 광을 피크 파장 범위가 600nm 내지 640nm 범위의 적색 파장 범위로 변환시키는 물질과 피크(peak) 파장 범위가 400 내지 455nm 범위의 청색 파장의 광을 피크 파장 범위가 500nm 내지 570nm 범위의 녹색 파장 범위로 변환시키는 물질의 혼합물로 이루어질 수 있다. 다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 파장 변환 물질(WC)은 청색 파장의 광을 녹색 파장 범위의 광으로 변환시키는 물질 또는 청색 파장의 광을 적색 파장 범위의 광으로 변환시키는 물질로 이루어지는 것도 가능하다.

이와 같은 파장 변환 물질(WC)은 양자점(Quantum dot)으로 이루어질 수 있다. 양자점은 수십 나노미터 이하의 결정 구조를 가진 반도체 물질로서 발광하는 특성을 가지고 있는데, 특히 양자점은 그 크기에 따라 에너지 준위가 달라지기 때문에 단순히 크기를 변경함으로써 밴드갭을 조절할 수 있다. 즉, 양자점은 크기 조절을 통해서 발광 파장을 조절할 수 있기 때문에 상기 파장 변환 물질(WC)로 유용하게 이용될 수 있다. 다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 상기 파장 변환 물질(WC)은 형광 염료로 이루어질 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 청색 파장의 광을 녹색 또는 적색 파장의 광으로 변환시키는 파장 변환 물질(WC)이 상기 제2 하면 코팅층(265)에 포함되어 있기 때문에, 상기 백라이트 유닛(100)에서 화이트 광이 아닌 청색 광을 방출하여도 무방하다. 즉, 상기 백라이트 유닛(100)에 청색 광을 방출할 경우 방출된 청색 광의 일부가 상기 제2 하면 코팅층(265)에 포함된 파장 변환 물질(WC)에 의해서 녹색 및 적색 파장의 광으로 변환될 수 있기 때문에 컬러 화상을 디스플레이하는데 아무런 문제가 없게 된다.

한편, 상기 파장 변환 물질(WC)은 상기 백라이트 유닛(100)에서 방출된 광이 편광되기 이전의 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 만약, 상기 백라이트 유닛(100)에서 방출된 광이 편광된 이후에 상기 파장 변환 물질(WC)에 의해서 그 파장이 변환되면 원하는 광효율 향상 효과를 얻을 수 없다. 따라서, 상기 파장 변환 물질(WC)은 상기 백라이트 유닛(100)과 상기 제2 편광층(261) 사이에 형성되는 것이 바람직하며, 그에 따라 본 발명에 일 실시예에서는 제2 편광층(261)의 하면에 형성되는 제2 하면 코팅층(265) 내에 상기 파장 변환 물질(WC)을 포함시킨 것이다.

상기 제2 보호층(267)은 상기 제2 하면 코팅층(265)의 하면에 형성되어 상기 하부 편광판(260)의 표면을 보호한다. 이와 같은 제2 보호층(267)은 당업계에 공지된 다양한 보호 필름으로 이루어질 수 있다.

상기 제2 점착층(269)은 상기 제2 상면 코팅층(263)의 상면에 형성되어 있다. 상기 제2 점착층(269)은 상기 하부 편광판(260)이 상기 하부 기판(220)의 하면에 접착될 수 있도록 한다. 이와 같은 제2 점착층(269)은 당업계에 공지된 다양한 점착물질로 이루어질 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 편광판(260)의 개략적인 단면도이다.

도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 편광판(260)은 제2 편광층(261), 제2 상면 코팅층(263), 파장 변환층(264), 제2 하면 코팅층(265), 제2 보호층(267), 및 제2 점착층(269)을 포함하여 이루어진다.

도 3에 따른 하부 편광판(260)은 제2 하면 코팅층(265)에 파장 변환 물질(WC)이 포함되지 않고 그 대신에 별도의 파장 변환층(264)이 추가로 형성된 점에서 전술한 도 2에 도시한 하부 편광판(260)과 상이하다.

도 3에 따른 하부 편광판(260)에서, 상기 제2 편광층(261), 제2 상면 코팅층(263), 제2 보호층(267), 및 제2 점착층(269)은 전술한 실시예와 동일하므로 반복 설명은 생략하기로 한다.

상기 파장 변환층(264)은 상기 제2 편광층(261)의 하면, 보다 구체적으로는 상기 제2 편광층(261)과 제2 하면 코팅층(265) 사이에 형성된다. 상기 파장 변환층(264)은 파장 변환 물질(WC)을 포함하여 이루어지며, 상기 파장 변환 물질(WC)은 전술한 바와 동일하므로 반복 설명은 생략하기로 한다. 상기 파장 변환층(264)은 투명한 고분자 물질을 베이스로 하여 그 베이스 내에 상기 파장 변환 물질(WC)이 포함된 구조로 이루어질 수 있다.

상기 제2 하면 코팅층(265)은 상기 파장 변환층(264)의 하면, 보다 구체적으로는 상기 파장 변환층(264)과 제2 보호층(267) 사이에 형성된다. 상기 제2 하면 코팅층(265)은 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetyl Cellulose; TAC)로 이루어질 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하부 편광판(260)의 개략적인 단면도이다.

도 4에 따른 하부 편광판(260)은 제2 편광층(261)과 제2 하면 코팅층(265) 사이에 파장 변환층(264)이 추가로 형성된 점에서 전술한 도 2에 도시한 하부 편광판(260)과 상이하다.

도 4에 따른 하부 편광판(260)의 경우, 파장 변환 물질(WC)이 상기 제2 하면 코팅층(265) 및 상기 파장 변환층(264)에 각각 포함되어 있다. 이때, 상기 제2 하면 코팅층(265)에 포함되는 파장 변환 물질(WC)과 상기 파장 변환층(264)에 포함되는 파장 변환 물질(WC)은 서로 동일할 수도 있고 서로 상이할 수도 있다.

예로서, 상기 제2 하면 코팅층(265) 및 상기 파장 변환층(264)에 포함되는 파장 변환 물질(WC) 모두 청색 파장 범위의 광을 녹색 파장 범위의 광으로 변환시키는 물질과 청색 파장 범위의 광을 적색 파장 범위의 광으로 변환시키는 물질의 혼합물로 이루어질 수 있다. 또는, 상기 제2 하면 코팅층(265)에 포함되는 파장 변환 물질(WC)은 청색 파장 범위의 광을 녹색 파장 범위의 광으로 변환시키는 물질로 이루어지고 상기 파장 변환층(264)에 포함되는 파장 변환 물질(WC)은 청색 파장 범위의 광을 적색 파장 범위의 광으로 변환시키는 물질로 이루어질 수 있다. 또는, 상기 제2 하면 코팅층(265)에 포함되는 파장 변환 물질(WC)은 청색 파장 범위의 광을 적색 파장 범위의 광으로 변환시키는 물질로 이루어지고 상기 파장 변환층(264)에 포함되는 파장 변환 물질(WC)은 청색 파장 범위의 광을 녹색 파장 범위의 광으로 변환시키는 물질로 이루어질 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 편광판의 제조 공정을 도시한 개략도로서, 이는 전술한 도 2에 도시한 하부 편광판의 제조 공정에 관한 것이다.

도 5에서 알 수 있듯이, 제1 권취롤(301)에는 제2 편광층(261)용 폴리비닐알콜(Polyvinyl Alcohol; PVA)이 감겨져 있고, 감겨져 있는 폴리비닐알콜을 풀면서 요오드(I)와 붕산(B)을 염착시킨 후 연신하여 제2 편광층(261)을 형성한다.

상기 제1 권취롤(301)의 일측, 예로서 상측에 위치하는 제2 권취롤(302)에는 제2 상면 코팅층(263)용 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetyl Cellulose; TAC)가 감겨져 있다. 상기 제2 상면 코팅층(263)용 트리아세틸 셀룰로오스(TAC)는 복수의 가이드 롤러(400)에 의해서 상기 제2 편광층(261) 상면으로 안내되어 제2 상면 코팅층(263)이 형성된다. 이때, 상기 제2 상면 코팅층(263)용 트리아세틸 셀룰로오스(TAC)의 하면에 표면처리를 수행함으로써 상기 제2 상면 코팅층(263)과 상기 제2 편광층(261) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다. 상기 표면처리는 수산화나트륨(NaOH) 처리 및 수세 처리로 이루어질 수 있다.

상기 제1 권취롤(301)의 타측, 예로서 하측에 위치하는 제3 권취롤(303)에는 제2 하면 코팅층(265)용 파장 변환 물질(WC)이 포함된 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetyl Cellulose; TAC)가 감겨져 있다. 상기 제2 하면 코팅층(265)용 파장 변환 물질(WC)이 포함된 트리아세틸 셀룰로오스(TAC)는 복수의 가이드 롤러(400)에 의해서 상기 제2 편광층(261) 하면으로 안내되어 제2 하면 코팅층(265)이 형성된다. 이때, 상기 제2 하면 코팅층(265)용 파장 변환 물질(WC)이 포함된 트리아세틸 셀룰로오스(TAC)의 상면에 표면처리를 수행함으로써 상기 제2 하면 코팅층(265)과 상기 제2 편광층(261) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다. 상기 표면처리는 수산화나트륨(NaOH) 처리 및 수세 처리로 이루어질 수 있다.

상기 제2 편광층(261)의 하면으로 안내된 제2 하면 코팅층(265)의 하측에 위치하는 제4 권취롤(304)에는 제2 보호층(267)용 필름이 감겨져 있다. 상기 제2 보호층(267)용 필름은 가이드 롤러(400)에 의해서 상기 제2 하면 코팅층(265)의 하면으로 안내되어 제2 보호층(267)이 형성된다.

상기 제2 편광층(261)의 상면으로 안내된 제2 상면 코팅층(263)의 상측에는 점착층 코팅 장치(500)가 위치하고 있어, 상기 점착층 코팅 장치(500)를 이용하여 상기 제2 상면 코팅층(263)의 상면에 점착층(269)을 형성한다.

또한, 상기 제2 편광층(261)의 상면으로 안내된 제2 상면 코팅층(263)의 상측에는 제5 권취롤(305)이 위치하고 있고, 상기 제5 권취롤(305)에는 이형 필름(270)이 감겨져 있다. 상기 이형 필름(270)은 가이드 롤러(400)에 의해서 상기 점착층(269)의 상면으로 안내된다. 상기 이형 필름(270)은 상기 점착층(269) 상면에 부착된 후 추후 하부 편광판을 하부 기판의 하면에 부착할 때 벗겨낸다.

한편, 도시하지는 않았지만, 상기 이형 필름(270)을 형성한 이후에, 제2 편광층(261), 제2 상면 코팅층(263), 제2 하면 코팅층(265), 제2 보호층(267), 제2 점착층(269), 및 이형 필름(270)으로 이루어진 하부 편광판을 절단하는 공정을 추가로 수행한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 편광판의 제조 공정을 도시한 개략도로서, 이는 전술한 도 3에 도시한 하부 편광판 또는 도 4에 도시한 하부 편광판의 제조 공정에 관한 것이다. 전술한 실시예와 동일한 구성에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도 6에서 알 수 있듯이, 제1 권취롤(301)에 감겨져 있는 제2 편광층(261)용 폴리비닐알콜(PVA)을 풀면서 요오드(I)와 붕산(B)을 염착시킨 후 연신하여 제2 편광층(261)을 형성한다.

제2 권취롤(302)에 감겨져 있는 제2 상면 코팅층(263)용 트리아세틸 셀룰로오스(TAC)는 복수의 가이드 롤러(400)에 의해서 상기 제2 편광층(261) 상면으로 안내되어 제2 상면 코팅층(263)이 형성된다.

상기 제1 권취롤(301)의 하측에는 파장 변환층 코팅 장치(600)가 위치하고 있어, 상기 파장 변환층 코팅 장치(600)를 이용하여 상기 제2 편광층(261)의 하면에 파장 변환층(264)을 형성한다.

제3 권취롤(303)에는 제2 하면 코팅층(265)용 트리아세틸 셀룰로오스(TAC)가 감겨질 수 있고 이 경우에는 최종적으로 도 3에 도시한 하부 편광판이 얻어진다. 한편, 상기 제3 권취롤(303)에는 제2 하면 코팅층(265)용 파장 변환 물질(WC)이 포함된 트리아세틸 셀룰로오스(TAC)가 감겨질 수 있고 이 경우에는 최종적으로 도 4에 도시한 하부 편광판이 얻어진다. 상기 제2 하면 코팅층(265)용 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 또는 파장 변환 물질(WC)이 포함된 트리아세틸 셀룰로오스(TAC)는 복수의 가이드 롤러(400)에 의해서 상기 파장 변환층(264)의 하면으로 안내되어 제2 하면 코팅층(265)이 형성된다.

상기 제4 권취롤(304)에 감겨져 있는 제2 보호층(267)용 필름은 가이드 롤러(400)에 의해서 상기 제2 하면 코팅층(265)의 하면으로 안내되어 제2 보호층(267)이 형성된다.

상기 점착층 코팅 장치(500)를 이용하여 상기 제2 상면 코팅층(263)의 상면에 점착층(269)을 형성하고, 또한, 상기 제5 권취롤(305)에 감겨져 있는 이형 필름(270)은 가이드 롤러(400)에 의해서 상기 점착층(269)의 상면으로 안내된다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 전술한 도 5 또는 도 6에 따른 공정에 의해 하부 편광판(260)을 제조하고, 그 후, 합착 기판의 하면, 즉, 하부 기판(220)의 하면에 상기 하부 편광판(260)을 부착하는 공정을 통해서 액정 패널(200)을 형성하고, 상기 액정 패널(200)과 백라이트 유닛(100)을 결합하는 공정을 통해서 제조될 수 있으며, 각각의 공정은 당업계에 공지된 다양한 제조 방법을 이용할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 백라이트 유닛 120: 발광 소자
140: 도광판 160: 광학 시트
180: 반사판 200: 액정 패널
210: 상부 기판 220: 하부 기판
230: 씰런트 240: 액정층
250: 상부 편광판 260: 하부 편광판
251, 261: 제1, 제2 편광층 253, 263: 제1, 제2 상면 코팅층
255, 265: 제1, 제2 하면 코팅층 257, 267: 제1, 제2 보호층
259, 269: 제1, 제2 점착층 264: 파장 변환층

Claims

백라이트 유닛; 및
상기 백라이트 유닛 위에 배치된 하부 편광판을 구비한 액정 패널을 포함하여 이루어지고,
상기 하부 편광판은 편광을 위한 광축을 갖는 편광층 및 상기 편광층과 상기 백라이트 유닛 사이에 구비된 파장 변환 물질을 포함하여 이루어진 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 하부 편광판은 상기 편광층의 상면에 구비된 상면 코팅층, 상기 상면 코팅층의 상면에 구비된 점착층, 상기 편광층의 하면에 구비된 하면 코팅층, 및 상기 하면 코팅층의 하면에 구비된 보호층을 추가로 포함하여 이루어진 액정 표시 장치.
제2항에 있어서,
상기 파장 변환 물질은 상기 하면 코팅층 내에 포함되어 있는 액정 표시 장치.
제2항에 있어서,
상기 편광층과 상기 하면 코팅층 사이에 파장 변환층이 추가로 구비되어 있고, 상기 파장 변환 물질은 상기 파장 변환층 내에 포함되어 있는 액정 표시 장치.
제4항에 있어서,
상기 파장 변환 물질은 상기 하면 코팅층 내에 추가로 포함되어 있는 액정 표시 장치.
제1항에 있어서,
상기 백라이트 유닛은 청색 광 또는 화이트 광을 방출하고, 상기 파장 변환 물질은 청색 파장의 광을 녹색 또는 적색 파장의 광으로 변환시키는 물질을 포함하는 액정 표시 장치.
제1 권취롤에 감겨져 있는 편광층용 물질을 연신하여 편광층을 형성하는 공정;
제2 권취롤에 감겨져 있는 상면 코팅층용 물질을 상기 편광층의 상면으로 안내하여 상면 코팅층을 형성하는 공정;
제3 권취롤에 감겨져 있으며 파장 변환 물질을 포함한 하면 코팅층용 물질을 상기 편광층의 하면으로 안내하여 하면 코팅층을 형성하는 공정;
제4 권취롤에 감겨져 있는 보호층용 필름을 상기 하면 코팅층 하면으로 안내하여 보호층을 형성하는 공정;
점착층 코팅 장치를 이용하여 상기 상면 코팅층의 상면에 점착층을 형성하는 공정; 및
제5 권취롤에 감겨져 있는 이형 필름을 상기 점착층의 상면으로 안내하는 공정을 포함하는 편광판의 제조방법.
제1 권취롤에 감겨져 있는 편광층용 물질을 연신하여 편광층을 형성하는 공정;
제2 권취롤에 감겨져 있는 상면 코팅층용 물질을 상기 편광층의 상면으로 안내하여 상면 코팅층을 형성하는 공정;
파장 변환층 코팅 장치를 이용하여 상기 편광층의 하면에 파장 변환층을 형성하는 공정;
제3 권취롤에 감겨져 있는 하면 코팅층용 물질을 상기 파장 변환층 하면으로 안내하여 하면 코팅층을 형성하는 공정;
제4 권취롤에 감겨져 있는 보호층용 필름을 상기 하면 코팅층 하면으로 안내하여 보호층을 형성하는 공정;
점착층 코팅 장치를 이용하여 상기 상면 코팅층의 상면에 점착층을 형성하는 공정; 및
제5 권취롤에 감겨져 있는 이형 필름을 상기 점착층의 상면으로 안내하는 공정을 포함하는 편광판의 제조방법.
편광을 위한 광축을 갖는 편광층; 및
상기 편광층으로 광이 입사하기 전에 광의 파장을 변환시키는 파장 변환 물질을 포함하여 이루어진 편광판.
제9항에 있어서,
상기 편광판은 상기 편광층의 상면에 구비된 상면 코팅층, 상기 상면 코팅층의 상면에 구비된 점착층, 상기 편광층의 하면에 구비된 하면 코팅층, 및 상기 하면 코팅층의 하면에 구비된 보호층을 추가로 포함하여 이루어지고,
상기 파장 변환 물질은 상기 하면 코팅층 내에 포함되어 있는 편광판.
제9항에 있어서,
상기 편광판은 상기 편광층의 상면에 구비된 상면 코팅층, 상기 상면 코팅층의 상면에 구비된 점착층, 상기 편광층의 하면에 구비된 하면 코팅층, 및 상기 하면 코팅층의 하면에 구비된 보호층을 추가로 포함하여 이루어지고,
상기 편광층과 상기 하면 코팅층 사이에 파장 변환층이 추가로 구비되어 있고, 상기 파장 변환 물질은 상기 파장 변환층 내에 포함되어 있는 편광판.
제9항에 있어서,
상기 파장 변환 물질은 청색 파장의 광을 녹색 또는 적색 파장의 광으로 변환시키는 물질을 포함하는 편광판.