KR20160134468A - 비-직사각형 편광판 및 이의 제조 방법 - Google Patents

비-직사각형 편광판 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20160134468A
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protective layer
polarizing plate
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리앙 후이훙
채 밍-훙
유 창 칭
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주식회사 스미카 테크놀로지
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Abstract

편광 필름; 및 선형 마크를 가지며 상기 편광 필름 상에 배치되는 보호층;을 포함하는 비-직사각형 편광판이 제공되었다. 비-직사각형 편광판을 제조하는 방법은 편광 필름 및 상기 편광 필름 상에 형성된 보호층을 포함하는 편광판을 제공하는 단계; 보호층 상에 또는 내에 선형 마크를 마킹하는 단계; 비-직사각형 편광판을 형성하기 위해 편광판을 절단하는 단계를 포함한다.

Description

비-직사각형 편광판 및 이의 제조 방법{NON-RECTANGULAR POLARIZER PLATE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
관련 출원으로의 상호 참조
본 출원은 2015년 5월 14일에 출원한, 대만 출원 번호 104115349의 우선권을 주장하며, 상기 출원의 전체 공개 내용이 여기에서 참조로 통합된다.
본 발명은 비-직사각형 편광판(non-rectangular polarizer plate) 및 이의 제조 방법에 관한 것이며, 특히 마크(mark)를 포함하는 비-직사각형 편광판에 관한 것이다.
편광판(polarizer plates)은 액정 디스플레이(liquid crystal displays; LCDs)의 광학 부품에 널리 사용되고 있다. 액정 디스플레이의 적용이 예를 들어 휴대폰 및 착용형 장치와 같이 광범위해짐에 따라, 편광판이 고품질을 가질 필요성도 증가하고 있다. 현재, 비-직사각형 디스플레이, 예를 들어 원 형상, 타원 형상 또는 여러 가지 다각형 형상을 가지는 디스플레이와 함께, 편광판이 다양한 형상으로 형성되고있다.
디스플레이에 필요한 광축(optical axis)의 각도에 따라, 편광판은 특정 각도에서 디스플레이에 적층될 것이다. 대부분의 종래 디스플레이는 직사각형 형상을 가지며, 편광한의 광축은 기준으로서 디스플레이의 에지를 이용하여 형성될 수 있다. 특히, 디스플레이의 4면 및 직각이 기준선 및 기준점으로 제공될 수 있다. 따라서, 직사각형 디스플레이 및 편광판이 정확히 적층될 수 있다.
그러나, 비-직사각형 디스플레이는 명확한 기준선 또는 기준점을 가지고 있지 않아, 편광판이 디스플레이에 정확히 및 효과적으로 적층되기 어렵다. 또한, 비-직사각형 편광판의 광축의 대응 각도를 확인하기 어렵다.
본 발명은 편광 필름(polarizer film); 및 선형 마크(linear mark)를 가지며 상기 편광 필름 상에 또는 내에 배치된 보호층(protective layer);을 포함하는, 비-직사각형 편광판을 제공한다.
또한, 본 발명은 편광 필름 및 상기 편광 필름 상에 또는 내에 형성된 보호층을 포함하는 편광판을 제공하는 단계; 보호층 상에 또는 내에 선형 마크를 마킹하는 단계; 및 비-직사각형 편광판을 형성하기 위해 편광판을 절단하는 단계를 포함하는, 비-직사각형 편광판을 제조하는 방법을 제공한다.
도 1는 실시예에 따른, 비-직사각형 편광판을 제조하는 방법을 나타내는 흐름도.
도 2a~2d는 실시예에 따른, 다양한 제조 단계에서 비-직사각형 편광판의 단면도.
도 3는 실시예에 따른, 다이 스탬핑(die stamping) 공정에 이용된 절단 기구(cutting tool)의 단면도 및 이로 인해 형성된 비-직사각형 편광판의 단면도 및 상면도; 및
도 4a~4f는 실시예에 따른, 비-직사각형 편광판의 상면도.
본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 하기의 상세한 설명으로부터 더 완벽히 이해될 것이다. 다양한 형상은 일정한 비율로 도시되지 않으며, 오직 설명을 목적으로만 이용되는 점이 강조되어야 한다. 사실상, 다양한 형상의 크기는 해석의 명확성을 위해 임의적으로 증가되거나 감소될 지도 모른다. 또한, 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호 및/또는 알파벳으로 본 발명에 기술될 것이다.
본 발명은 제공된 소재의 다른 특징을 구현하기 위하여 다수의 다른 실시예 또는 예시를 제공한다. 구성 요소 및 장치의 특정 예시는 본 발명을 간소화하기 위해 하기에 기술되었다. 물론, 특정 예시는 오직 예일 뿐이며 제한하는 것을 의도하지 않는다. 예를 들어, 설명에서 제2 형상을 통한 또는 제2 형상으로 제1 형상의 형성은 제1 형상 및 제2 형상이 직접 접촉으로 형성되는 실시예를 포함할 수 있고, 또한 추가 특징이 제1 형상 및 제2 형상 사이에 형성되어 제1 형상 및 제2 형상이 직접 접촉에 있지 않을 수 있는 실시예를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명은 다양한 예시에서 참조 번호 및/또는 알파벳을 반복할 수 있다. 참조 번호 및/또는 알파벳의 반복은 단순성 및 명확성을 목적으로 하며, 해석된 다양한 실시예 및/또는 형상 사이의 관계를 그 자체로 나타내지 않는다.
또한, "밑에(beneath)", "아래에(below)", "상에 또는 내에(above)", "사이에(between)" 등과 같은 공간 관련 용어는 도면에 나타낸대로 다른 요소(들) 또는 특징(들)에 대하여 하나의 요소 또는 특징의 관계를 설명하기 위해 각각 상세한 설명에서 이용될 수 있다. 공간 관련 용어는 도면에 나타낸 방향 외에 이용 또는 작동중인 장치의 다른 방향을 포함할 수 있다. 장치는 다르게 (90도로 회전하거나 다른 방향으로) 향할 수 있으며, 여기에 이용된 공간 관련 용어가 마찬가지로 설명될 수 있다. 설명된 방법 및 설명 전, 중 또는 후에 추가 단계 일 수 있고 설명되는 몇몇 단계가 다른 실시예에서 대체되거나 제거될 수 있는 것을 명시해야 한다.
비-직사각형 편광판이 본 발명에 제공되었다. 비-직사각형 편광판의 보호층은 임의의 각도로 광축의 방향을 설정하는 선형 마크를 가진다. 따라서, 광축의 방향은 효과적으로 확인될 수 있다. 또한, 비-직사각형 편광판은 디스플레이, 예를 들어 액정 디스플레이 또는 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diodes; OLEDs)에 필요한 광축에 따라, 기준선 또는 기준점을 가지지 않는 비-직사각형 디스플레이 위로 적층될 수 있다.
비-직사각형 편광판 및 본 발명에서 비-직사각형 편광판을 제조하는 방법이 다음에 따라 설명된다. 도 1는 몇몇 실시예에 따른, 비-직사각형 편광판을 제조하는 방법(10)을 설명하는 흐름도이다. 또한, 도 2a~2d는 몇몇 실시예에 따른, 다양한 제조 단계에서 비-직사각형 편광판(100)의 단면도이다.
첫 번째로, 도 2a를 참조하여, 단계(12)에서, 편광 필름(polarizer film, 120)이 제공되었다. 편광 필름(120)은 비-편광된 광(non-polarized light)을 편광된 광(polarized light)으로 전환시킬 수 있는, 편광 판에서 편광을 위한 주요 기판이다. 편광 필름(120)은 배향 이색성 염료(oriented dichroic dye)를 흡수할 수 있는 폴리비닐 알코올(PVA)) 필름에 의해 형성될 수 있다. 또한, 편광 필름(120)은 염료와 액정 재료(liquid crystal materials)를 혼합하여 형성될 수 있다. PVA는 폴리비닐 아세테이트의 비누화 반응(saponification)에 의해 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 폴리비닐 아세테이트는 비닐 아세테이트의 호모폴리머 또는 비닐 아세테이트 및 다른 모노머의 코폴리머 등을 포함할 수 있다. 상술한 다른 모노머는 불포화 카르복실산, 올레핀, 불포화 술폰산, 비닐 에테르 등을 포함할 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 폴리비닐 아세테이트는 변성 폴리비닐 아세테이트(modified polyvinyl acetates), 예를 들어 폴리비닐 포르말(polyvinyl formals), 폴리비닐 아세탈(polyvinyl acetals), 폴리비닐 부틸알(poly-vinyl butyrals) 등과 같은, 알데히드로 변성된 폴리비닐 아세테이트를 포함할 수 있다.
편광 필름을 형성하는 방법은 특히 제한받지 않으며, 기술에서 적합한 공정이 이용될 수 있다. 일반적으로, 편광 필름을 형성하는 바업은 스웰링(swelling), 염색(dyeing), 가교(crosslinking), 세척(washing) 또는 그 밖의 유사한 단계를 포함한다. 또한, 편광 필름은 가교 단계 중 또는 전에 연신된 후 건조된다.
그 다음, 도 2b를 참조하여, 단계(14)에서, 편광판을 형성하기 위해 보호층(140)이 편광 필름(120) 상에 또는 내에 형성된다. 보호층(140)은 편광판의 최외층(outermost layer)을 보호한다. 디스플레이 상에 또는 내에 편광판을 적층시킨 후, 편광판의 표면 위의 보호층(140)이 제거된다. 보호층(140)은 폴리에스테르 수지(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalatel PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate; PEN)), 올레핀 수지(olefin resins), 셀룰로오스 아세테이트 수지(cellulose acetate resins), 폴리카보네이트 수지(polycarbonate resins), 아크릴 수지(예를 들어, 폴리(메틸 메타크릴레이트)(poly(methyl methacrylate); PMMA)), 고리형 올레핀 수지 또는 이들의 결합물로 한정하지 않고 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 보호층(140)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)일 수 있다.
또한, 보호층(140)은 UV 흡착제(예를 들어, 벤조페논(benzophenones) 또는 벤조트리아졸(benzotriazoles)) 또는 가소제(plasticizers)(예를 들어, 페닐 포스페이트(phenyl phosphates) 또는 프탈레이트 에스테르(phthalate esters))를 포함할 수 있다. 추가적으로, 반사 방지(anti-reflective), 눈부심 방지(anti-glare), 경질 코팅(hard coating), 정전기 방지(anti-static), 방진(dirt resistant) 처리 또는 그 밖의 유사한 처리와 같은 표면 처리가 보호층 위로 수행될 수 있다.
보호층을 형성하는 방법은 특히 제한되지 않으며, 임의의 적합한 공정이 기술에서 이용될 수 있다. 보호층은 예를 들어, 증발, 스퍼터링(sputtering) 또는 코팅 공정을 이용하여 또는 직접 편광 필름 위로 보호층을 적층시기도록 적합한 바인더(binders)를 이용하여, 편광 필름 상에 또는 내에 형성된다. 그 다음, 단계(16)에서, 선형 마크가 보호층 위 또는 보호층에 마킹된다. 몇몇 실시예에서, 도 2c를 참조하여, 선형 마크(200)가 보호층(140) 상에 또는 내에 마킹된다. 선형 마크(200)를 마킹하는 단계는 보호층(140) 위로 가시성 재료(visible materials)(예를 들어, 잉크 또는 안료)를 형성하도록 잉크 젯(ink jet), 도트 매트릭스(dot matrix) 등과 같은 프린팅 공정을 이용하는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 다른 실시예에서, 도 2d에 나타낸대로, 선형 마크(220)는 보호층(140)에 마킹된다. 선형 마크(220)를 마킹하는 단계는 보호층(140)에 오목부(recess)를 형성하도록, 다이 스탬핑 공정, 레이저 절단 공정 등을 이용하는 단계를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 보포층(140)에서 오목부의 깊이는 보호층(140)의 두께의 약 1~99%일 수 있다. 일 실시예에서, 오목부의 깊이는 보호층(140)의 두께의 약 30~80%이다.
그 다음, 단계(18)에서, 편광판은 비-직사각형 편광판(100)을 형성하기 위해 절단된다. 형성된 비-직사각형 편광판(100)은 도 4a에 나타낸대로 원 형상, 도 4b에 나타낸대로 타원 형상 또는 도 4c에 나타낸대로 다각형 형상을 가질 수 있으나, 이들로 한정되지 않는다. 형성된 비-직사각형 편광판(100)의 편광 필름(120) 또는 보호층(140)의 형상은 비-직사각형 편광판(100)의 형상과 동일하다. 게다가, 편광판은 다이 스탬핑 공정, 레이저 절단 공정 등을 이용하여 절단될 수 있다.
편광판을 절단하는 단계 및 선형 마크를 마킹하는 단계가 상술한 공정을 임의로 결합하여 수행될 수 있는 것을 명시해야 한다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 편광판을 절단하는 단계 및 선형 마크를 마킹하는 단계 둘 다는 레이저 절단 공정을 이용하여 수행될 수 있다. 둘 이상의 다른 레이저 강도가 각각 편광판을 적단하기 위해 및 선형 마크를 마킹하기 위해 이용될 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 편광판을 절단하는 단계 및 선형 마크를 마킹하는 단계 둘 다는 다이 스탬핑 공정을 이용하여 수행되며, 둘 이상의 다른 절단 기구(다이)가 각각 편광판을 절단하고 선형 마크를 마킹하는데 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 편광판을 절단하는 단계 및 선형 마크를 마킹하는 단계는 레이저 절단 공정 및 다이 스탬핑 공정 둘 다를 이용하여 수행될 수 있다.
선형 마크를 마킹하는 단계가 상술한 실시예에서 편광판을 절단하는 단계보다 앞서 있을지라도, 기술의 숙련자는 선형 마크를 마킹하는 단계 및 편광판을 절단하는 단계가 임의의 순서로 수행될 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다. 몇몇 실시예에서, 편광판을 절단하는 단계가 선형 마크를 마킹하는 단계보다 앞설 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 편광판을 절단하는 단계 및 선형 마크를 마킹하는 단계가 동시해 수행된다.
특히, 몇몇 실시예에서, 단일 절단 기구(single cutting tool)는 동시에 편광판을 절단하고 선형 마크를 마킹하는데 이용된다. 도 3은 실시예에 따른, 다이 스탬핑 공정에 이용된 절단 기구(다이)의 단면도 및 이로 인하여 형성된 비-직사각형 편광판(100)의 단면도 및 상면도를 나타낸다. 도 3에 나타낸대로, 다이 스탬핑 공정에 이용된 절단 기구(30)는 제1 블레이드(blade, 32) 및 제2 블레이트(34)를 포함할 수 있다. 제1 블레이드(32) 및 제2 블레이드(34)는 각각 비-직사각형 편광판(100)을 형성하도록 편광판을 절단하고 보호층(140)에 선형 마크(220)를 마킹하는데 이용된다.
또한, 절단 기구(30)의 제1 블레이드(32) 및 제2 블레이드(34)의 길이는 비-직사각형 편광판(100)이 스탬핑 공정을 통해 형성될 수 있고 선형 마크(220)(오목부)가 보호층(140)에 형성될 수 있는 한 특히 제한되지 않는다. 몇몇 다른 실시예에서, 형성된 오목부의 깊이는 보호층(140)의 두께의 약 1~99%, 예를 들어 보호층(140) 두께의 약 30~80%일 수 있다.
도 4a~4f는 몇몇 실시예에 따라, 비-직사각형 편광판을 제조하는 방법(10)에 의해 형성된, 비-직사각형 편광판(100)의 상면도이다. 몇몇 다른 실시예에서, 도 4a에 나타낸대로, 비-직사각형 편광판(100)은 원 형상을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 원의 중심은 선형 마크(20) 및 비-직사각형 편광판(100)의 아크 표면(arc surfaces)에 따라 정의될 수 있다. 그 후, 원의 중심 및 선형 마크(20)는 정렬하는데 이용될 수 있다.
몇몇 다른 실시예에서, 도 4b에 나타낸대로, 비-직사각형 편광판(100)의 보호층(140) 상에 또는 내에 형성된 선형 마크(20)는 비-직사각형 편광판(100)을 가로지르지 않는 라인 세그먼트(line segment)일 수 있다. 몇몇 다른 실시예에서, 도 4d에 나타낸대로, 선형 마크(20)는 비-직사각형 편광판(100)을 가로지르는 라인 세그먼트일 수 있다. 또한, 몇몇 다른 실시예에서, 도 4e 및 4f에 나타낸대로, 선형 마크(20)는 비-직사각형 편광판(100)의 형상 중심 C를 가로지르는 라인 세그먼트일 수 있다.
비-직사각형 편광판(100)의 광축 A의 방향은 선형 마크(20)에 의해 정의될 수 있고, 광축 A와 평행하거나 수직인 선형 마크(20)를 가지며, 또는 광축 A에 관하여 임의의 각도를 가진다. 따라서, 비-직사각형 편광판(100)은 디스플레이에 필요한 광축에 기반한 디스플레이 위로 정확히 적층될 수 있다.
몇몇 실시예에서, (미도시된) 광학 필름은 편광 필름(120) 및 보호층(140) 사이에 또는 보호층(140) 상에 또는 내에 선택적으로 형성된다. 광학 필름은 광학 이득(optical gain), 배향(orientation), 보상(compensation), 턴(turn), 직교성(orthogonality), 확산(diffusion), 보호(protection), 유착 방지(anti-adhesion), 긁힘 방지(scratch proof), 눈부심 방지(anti-glare), 반사 방지(anti-reflection), 고굴절(high refraction) 등에 유익한 층을 포함할 수 있다.
본 발명의 비-직사각형 편광판이 다른 구조체, 예를 들어 편광 필름의 광학 특성을 보호하고 편광 필름의 리바운딩(rebounding)을 방지하는 지지층(supporting layer); 디스플레이의 표면 상에 또는 내에 편광판이 적층되는 것을 허용하는 점착층(adhesive layer); 또는 점착층을 보호하고 편광판 및 디스플레이의 적층후에 제거되는 박리층(release layer);을 포함할 수 있는 것을 명시하였다. 상기 구조체는 기술에서 적합한 공정 또는 재료를 이용하여 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 제공된 비-직사각형 편광판의 보호층은 선형 마크를 가진다. 선형 마크는 임의의 각도로 편광판의 광축 방향을 설정할 수 있다. 따라서, 광축의 방향은 효과적으로 확인될 수 있다. 또한, 비-직사각형 편광판은 디스플레이에 필요한 광축에 따라, 기준선 또는 기준점을 대부분 가지지 않는 비-직사각형 디스플레이로 정확히 적층될 수 있다. 게다가, 그 상에 또는 내에 또는 그 안에 마크를 가지는 보호층은 편광판 및 디스플레이의 적층 후에 제거될 것이다. 따라서, 편광판의 외관은 전혀 영향을 받지 않을 것이다.
본 발명이 예시로서 및 바람직한 실시예의 용어로 설명되는 동안, 본 발명이 개시된 실시예로 한정되지 않는 것을 이해해야 할 것이다. 기술의 숙련자는 본 발명의 의도 및 범위로부터 벗어나지 않고 여기에서 다양한 변경, 대체 및 수정할 수 있다. 첨부된 청구항은 본 발명의 의도 및 범위에 속할 수 있는 모든 변형을 보호하기 위한 것이다.

Claims (10)

  1. 편광 필름(polarizer film); 및
    상기 편광 필름 상에 배치된 보호층(protective layer);을 포함하며,
    상기 보호층은 선형 마크(linear mark)를 가지는 비-직사각형 편광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선형 마크는 잉크, 안료, 오목부(recess) 또는 이들의 조합으로 형성되는 비-직사각형 편광판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비-직사각형 편광판은 원 형상, 타원 형상 또는 다각형 형상을 가지는 비-직사각형 편광판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 선형 마크는 편광판을 가로지르지 않는 라인 세그먼트(line segment); 상기 편광판을 가로지르는 라인 세그먼트; 또는 이들의 조합을 포함하며,
    상기 선형 마크는 상기 편광판의 형상 중심을 거치는 라인 세그먼트를 포함하는 비-직사각형 편광판.
  5. 비-직사각형 편광판의 제조 방법으로서,
    편광 필름 및 상기 편광 필름 상에 형성된 보호층을 포함하는 편광판을 제공하는 단계;
    보호층 상에 또는 내에 선형 마크를 마킹하는 단계; 및
    비-직사각형 편광판을 형성하도록 상기 편광판을 절단하는 단계;를 포함하는, 비-직사각형 편광판의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 선형 마크를 마킹하는 단계는 상기 보호층 상에 잉크 마크 또는 안료 마크를 형성하도록 프린팅 공정을 이용하는 단계를 포함하는, 비-직사각형 편광판의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 선형 마크를 마킹하는 단계는 상기 보호층 내에 오목부를 형성하도록 다이 스탬핑 공정(die stamping process) 또는 레이저 절단 공정(laser cutting process)을 이용하는 단계를 포함하는, 비-직사각형 편광판의 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 편광판을 절단하는 단계 및 상기 선형 마크를 마킹하는 단계가 동시에 수행되는, 비-직사각형 편광판의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 다이 스탬핑 공정에서 이용되는 절단 기구(cutting tool)는 제1 블레이드(blade) 및 제2 블레이드를 포함하며,
    상기 제1 블레이드의 팁(tip) 및 상기 제2 블레이드의 팁은 각각 상기 편광판을 절단하고 상기 선형 마크를 마킹하기 위하여 비동일 평면(non-coplanar) 상에 있는, 비-직사각형 편광판의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 레이저 절단 공정은 각각 상기 편광판을 절단하고 상기 선형 마크를 마킹하기 위하여 적어도 두 개의 다른 레이저 강도를 이용하는 단계를 포함하는, 비-직사각형 편광판의 제조 방법.
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