KR101675124B1 - 보호 필름 및 이를 사용하여 표시 장치를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
보호 필름 및 이를 이용하여 표시 장치를 제조하는 방법이 개시된다. 표시 장치의 제조 방법은 (1) 표시 패널 상에 보호 필름을 배치하는 단계; (2) 상기 보호 필름 상에 편광판을 배치하는 단계; (3) 상기 표시 패널 및 상기 편광판을 검사하는 단계; (4) 상기 보호 필름을 제거하는 단계; 및 (5) 상기 편광판을 상기 표시 패널에 부착하는 단계를 포함하고, 상기 보호 필름은 폴리에스테르를 포함하고, 상기 보호 필름은 3,000㎚ 이상의 면내 위상차를 가진다.
Description
본 실시예는 보호 필름 및 이를 사용하여 표시 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치는, 소비 전력이 작고 공간이 절약되는 화상 표시 장치로서 해마다 그 용도가 확대되고 있다. 종래, 액정 표시 장치는 표시 화상의 시야각 의존성이 큰 것이 큰 결점이었지만, VA(vertical alignment) 모드, IPS(in plane switching) 모드 등의 광시야각 액정 모드가 실용화되고, 이에 따라 텔레비전 등의 고품질 화상이 요구되는 시장에서도 액정 표시 장치의 수요가 급속히 확대되고 있다.
액정 표시 장치의 기본적인 구성은 액정 셀의 양측에 편광판을 형성한 것이다. 상기 편광판은 일정 방향의 편파면의 광만을 투과시키는 역할을 하고 있으며, 편광판의 성능에 따라 액정 표시 장치의 성능이 크게 좌우된다. VA 모드나 IPS 모드는 액정 셀의 전극간 전압이 0일 때에 흑색으로 표시되고(즉, normally black), 이때 액정 셀의 양측의 편광판의 광 흡수축은 서로 직교가 되도록 배치된다. 광원으로부터 나온 무편광의 광은, 광원측의 편광판에서 일정 방향의 편광만 투과하고, 액정 셀을 투과할 때에는 그 편광 상태가 변화하지 않고 투과하고, 광원측의 편광판에 대하여 광 흡수축이 직교로 배치된 감상자측의 편광판에 의해 흡수된다. 이로써 흑색 표시를 실현할 수 있다.
액정 표시 장치의 편광판은, 일반적으로 요오드나 염료를 흡착 배향시킨 폴리비닐알코올 필름 등으로 이루어지는 편광자(polarizer)와, 그 편광자의 양면에 투명한 보호 필름을 부착한 구성으로 되어 있다. 편광판 보호 필름으로는, 셀룰로오스트리아세테이트(TAC)로 대표되는 셀룰로오스아세테이트계의 편광판 보호 필름이, 투명성이 높고, 편광자에 사용되는 폴리비닐알코올과의 밀착성을 용이하게 확보할 수 있는 점에서 널리 사용되어 왔다.
실시예는 표시 패널 및 편광판의 불량을 용이하게 검출하여, 효과적으로 표시 장치를 제조할 수 있는 표시 패널용 보호 필름 및 이를 사용하여 표시 장치를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 (1) 표시 패널 상에 보호 필름을 배치하는 단계; (2) 상기 보호 필름 상에 편광판을 배치하는 단계; (3) 상기 표시 패널 및 상기 편광판을 검사하는 단계; (4) 상기 보호 필름을 제거하는 단계; 및 (5) 상기 편광판을 상기 표시 패널에 부착하는 단계를 포함하고, 이때, 상기 보호 필름은 폴리에스테르를 포함하고 3,000㎚ 이상의 면내 위상차를 가진다.
실시예에 따른 표시 패널용 보호 필름은 폴리에스테르를 포함하고 3,000㎚ 이상의 면내 위상차를 가지는 필름으로서, 상기 필름은 한 변의 길이가 0.3 내지 2 ㎝인 사각형의 평면 형상을 가지는 복수의 그리드 영역들로 구분되고, 상기 그리드 영역들의 90% 이상이 상기 필름의 배향 방향을 기준으로 ±5° 내인 배향 방향을 가지며, 이때, 상기 그리드 영역의 배향 방향은 그리드 영역에 포함된 고분자의 평균 배향 방향으로 정의되고, 상기 필름의 배향 방향은 상기 그리드 영역들의 평균 배향 방향으로 정의된다.
본 실시예에 따른 보호 필름은 액정 패널 또는 유기전계 표시 패널 등과 같은 표시 패널에 점착되어, 상기 표시 패널을 보호할 수 있다.
또한, 표시 패널에 점착된 보호 필름에 편광판을 배치한 후, 상기 보호 필름에 의해 상기 표시 패널을 보호하면서, 상기 표시 패널 및 상기 편광판을 효과적으로 검사할 수 있다.
이때, 상기 보호 필름은 3,000nm 이상의 면내 위상차를 가지기 때문에, 상기 표시 패널 및 상기 편광판 사이에 배치되더라도, 무지개 색깔의 노이즈를 발생시키지 않는다.
따라서, 실시예에 따른 보호 필름을 사용하여 용이하게 표시 장치를 제조할 수 있다.
도 1은 실시예에 따르는 보호 필름을 도시한 평면도이다.
도 2 및 도 3은 보호 필름의 배향 방향을 측정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 보호 필름의 배향 방향 및 그리드 영역의 배향 방향을 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 보호 필름을 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 보호 필름을 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치를 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 보호 필름의 배향 방향을 측정하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 보호 필름의 배향 방향 및 그리드 영역의 배향 방향을 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 보호 필름을 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 보호 필름을 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치를 제조하는 과정을 도시한 도면이다.
본 발명의 설명에 있어서, 각 판, 필름 또는 층 등이 각 판, 필름 또는 층 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 하부에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 실시예에 따른 보호 필름(100, 110, 120)이 제공되고, 상기 보호 필름을 사용하여 표시 장치가 제조될 수 있다.
도 1에는 보호 필름을 도시한 평면도가 도시되어 있고, 도 2 및 도 3에는 보호 필름의 배향 방향을 측정하는 과정이 도시되어 있다.
상기 보호 필름(100)은 높은 위상차를 가진다. 더 자세하게, 상기 보호 필름의 면내 위상차는 약 3,000nm 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 보호 필름의 면내 위상차는 약 5,000nm 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 보호 필름의 면내 위상차는 약 10,000nm 이상일 수 있다. 더 자세하게, 상기 보호 필름의 면내 위상차는 약 20,000nm 이상일 수 있다.
면내 위상차란 필름의 광학적 등방성 또는 이방성을 나타내는 척도로서, 예를 들어 하기의 수학식 1에 의해서 계산될 수 있다:
[수학식 1]
Re = (nx-ny) Ⅹ d
상기 식에서, nx는 X축 방향으로의 면내 굴절율이고, ny는 Y축 방향으로의 굴절율이며, d는 필름의 두께이다.
여기서, 상기 X축은 필름의 면내 굴절율이 최대가 되는 방향이고, 상기 Y축은 상기 X축에 수직한 방향이다.
상기 보호 필름은 1축 연신 필름일 수 있다. 더 자세하게, 상기 보호 필름은 1축 연신 폴리에스테르 필름일 수 있다. 더 자세하게, 상기 보호 필름은 1축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름일 수 있다.
즉, 상기 보호 필름은 일 방향으로 연신되고, 다른 방향으로는 연신되지 않거나 약간 연신될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호 필름은 제 1 방향으로 약 2.5배 이상 연신되고, 상기 제 1 방향에 대하여 수직한 제 2 방향으로 약 1.5배 이하 연신될 수 있다. 더 자세하게, 상기 보호 필름은 제 1 방향으로 약 3.0배 이상 연신되고, 상기 제 1 방향에 대하여 수직한 제 2 방향으로 약 1.3배 이하 연신될 수 있다. 더 자세하게, 상기 보호 필름은 제 1 방향으로 약 3.5배 이상 연신되고, 상기 제 1 방향에 대하여 수직한 제 2 방향으로 약 1.2배 이하 연신될 수 있다. 또한, 상기 보호 필름은 상기 제 1 방향으로 약 6배 이하로 연신된 필름일 수 있다.
또한, 상기 보호 필름은 전체적으로 균일한 배향 방향을 가질 수 있다.
상기 보호 필름의 배향 방향(배향축)은 보호 필름의 연신 방향(연신축)과 실질적으로 동일하거나 일치할 수 있다.
도 1을 참조하면, 보호 필름(100)은 사각형의 평면 형상을 가지는 복수의 그리드 영역(G)들로 구분될 수 있다. 더 자세하게, 상기 보호 필름(100)은 한 변의 길이가 0.3 내지 2 ㎝인 사각형의 평면 형상을 가지는 복수의 그리드 영역(G)들로 구분될 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 그리드 영역(G)의 배향 방향은 다음과 같은 방법에 의해서 정해질 수 있다.
먼저, 상기 보호 필름(100)은 각각의 그리드 영역(G)로 절단되어, 상부 편광판(105) 및 하부 편광판(106) 사이에 배치된다. 이때, 상기 보호 필름(100) 및 상기 편광판들(105, 106)은 서로 이격된 상태로 평행하게 배치된다.
이때, 상기 상부 편광판(105)의 편광축(투과축) 및 상기 하부 편광판(106)의 편광축은 서로 수직이다.
상기 하부 편광판(106)을 통하여 광이 조사되고, 상기 하부 편광판(106)을 투과하여 편광된 광은 각각의 그리드 영역(G)에 조사된다(L1: 보호 필름 입사광). 이후, 각각의 그리드 영역(G)을 투과한 광(L2: 보호 필름 투과광)은 상기 상부 편광판(105)에 입사된다.
이때, 각각의 그리드 영역(G)은 상기 편광판들(105, 106) 및 상기 보호 필름(100)에 실질적으로 수직한 회전축을 중심으로 회전한다.
상기 회전에 따라서, 상기 상부 편광판(105)을 투과한 광의 세기가 측정된다(L3: 편광판 투과광). 이때, 상기 상부 편광판(105)을 투과한 광의 세기가 가장 작을 때, 상기 편광판들(105, 106) 중 하나의 편광축(투과축)이 각각의 그리드 영역(G)의 배향 방향이 될 수 있다. 이때, 상기 그리드 영역(G)의 배향 방향은 개략적으로 정해지므로, 상기 편광판들(105, 106) 중, 어느 편광판의 편광축이 상기 그리드 영역(G)의 배향 방향과 일치하는지는 통상적으로 정해질 수 있다.
이와는 다르게, 각각의 그리드 영역(G)에 포함된 고분자의 평균 배향 방향은 X선 회절 측정에 의해서 정해질 수도 있다.
상기 보호 필름(100)의 배향 방향은 상기 그리드 영역(G)들의 평균 배향 방향으로 정의될 수 있다. 즉, 상기 보호 필름(100)의 배향 방향은 상기 그리드 영역(G)들의 배향 방향을 평균하여 도출될 수 있다.
상기 그리드 영역(G)들의 배향 방향의 편차는 작은 것이 바람직하며, 이에 따라 상기 그리드 영역(G)들의 배향 방향은 실질적으로 일정할 수 있다. 상기 그리드 영역(G)들의 배향 방향의 편차가 최소화되는 경우, 상기 보호 필름(100)은 전체적으로 균일한 광 특성을 가질 수 있다.
도 4에는 보호 필름의 배향 방향 및 그리드 영역의 배향 방향을 도시한 도면이 나타나 있다. 도 4를 참조하면, 상기 각각의 그리드 영역(G)의 배향 방향은 상기 보호 필름(100)의 배향 방향을 기준으로, ±θ의 범위 내일 수 있다. 바람직하게는, 상기 각각의 그리드 영역(G)의 배향 방향은 상기 보호 필름(100)의 배향 방향을 기준으로, 0 내지 ±5°, 바람직하게는 0 내지 ±2°의 범위일 수 있다.
본 발명의 보호 필름은 상기 그리드 영역(G)들의 90% 이상이 상기 보호 필름(100)의 배향 방향을 기준으로 ±5° 내인 배향 방향을 가질 수 있으며, 바람직하게는 상기 그리드 영역(G)들의 90% 이상이 상기 보호 필름(100)의 배향 방향을 기준으로 ±2° 내인 배향 방향을 가질 수 있고, 더욱 바람직하게는 상기 그리드 영역(G)들의 95% 이상이 상기 보호 필름(100)의 배향 방향을 기준으로 ±2° 내인 배향 방향을 가질 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 그리드 영역(G)들의 97% 이상이 상기 보호 필름(100)의 배향 방향을 기준으로 ±2° 내인 배향 방향을 가질 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 그리드 영역(G)들의 99% 이상이 상기 보호 필름(100)의 배향 방향을 기준으로 ±2° 내인 배향 방향을 가질 수 있다.
상기 보호 필름(100)은 고분자를 포함하며, 상기 고분자의 예로서는 폴리에스테르, 폴리비닐클로라이드, 또는 폴리이미드 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 폴리에스테르 수지일 수 있고, 상기 폴리에스테르는 방향족 폴리에스테르일 수 있다.
상기 고분자는 디올 성분 및 디카르복실산 성분을 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 폴리에스테르 수지는 전체적으로 상기 디올 성분 및 상기 디카르복실산 성분으로 이루어질 수 있다. 더 자세하게, 상기 폴리에스테르 수지는 상기 디올 성분 및 상기 디카르복실산 성분을 약 95몰% 이상 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지는 상기 디올 성분 및 상기 디카르복실산 성분이 에스테르 교환 반응 후, 중합되어 형성될 수 있다.
상기 디올 성분의 구체적인 예로는 에틸렌글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올(1,4-cyclohexanedimethanol), 1,3-프로판디올, 1,2-옥탄디올, 1,3-옥탄디올, 2,3-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올(네오펜틸글리콜), 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2,2-디에틸-1,5-펜탄디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,1-디메틸-1,5-펜탄디올 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
또한, 상기 디카르복실산 성분은 테레프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 이소프탈산, 나프탈렌디카복실산, 오르토프탈산 등의 방향족 디카르복실산; 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 데칸디카복실산 등의 지방족 디카르복실산; 지환식 디카르복실산; 및 이들의 에스테르화물을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
더 자세하게, 상기 고분자는 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있다. 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트는 에틸렌테레프탈레이트를 단량체 단위로 75 몰% 이상 포함할 수 있으며, 바람직하게는 80 몰% 이상, 더욱 바람직하게는 90 몰% 이상, 보다 바람직하게는 95 몰% 이상 포함할 수 있다. 이와 같이 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트가 에틸렌테레프탈레이트를 단량체 단위로 75 몰% 이상 포함하는 경우 상기 폴리에스테르가 결정성을 가질 수 있다. 따라서, 상기 보호 필름(100)이 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 경우, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트는 결정성을 가지고, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트의 결정면이 일 방향으로 배향성을 가질 수 있다.
상기 보호 필름(100)은 실질적으로 투명할 수 있다. 상기 보호 필름(100)의 헤이즈는 약 5% 이하일 수 있으며, 바람직하게는 3% 이하일 수 있고, 더욱 바람직하게는 2% 이하일 수 있다.
상기 보호 필름(100)의 두께는 10 ㎛ 내지 1 ㎜일 수 있고, 바람직하게는 20 ㎛ 내지 700 ㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 25 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 보호 필름이 폴리에스테르 수지를 포함하는 경우, 상기 보호 필름(100)의 두께는 30 ㎛ 내지 250 ㎛일 수 있다.
상기 보호 필름(100)은 필요에 따라 추가적인 층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 보호 필름(100)의 적어도 일면에 코팅되는 점착층을 더 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호 필름을 제조하는 과정들이 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 보호 필름(100)은 폴리에스테르 수지를 압출하는 단계; 상기 압출된 폴리에스테르 수지를 캐스팅하여 미연신 필름(101)을 형성하는 단계; 및 상기 미연신 필름(101)을 일 방향으로 3 내지 5배로 연신하여 배향된 보호 필름(100)을 형성하는 단계를 포함하는 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.
여기서 상기 보호 필름(100)은 한 변의 길이가 0.3 내지 2 ㎝인 사각형의 평면 형상을 가지는 복수의 그리드 영역(G)들로 구분되고, 상기 그리드 영역(G)들의 90% 이상이 상기 보호 필름(100)의 배향 방향을 기준으로 ±5° 내인 배향 방향을 가지며, 이때, 상기 그리드 영역(G)의 배향 방향은 그리드 영역(G)에 포함된 고분자의 평균 배향 방향으로 정의되고, 상기 보호 필름(100)의 배향 방향은 상기 그리드 영역(G)들의 평균 배향 방향으로 정의된다.
도 5를 참조하면, 먼저, T-다이(10)를 통해서, 폴리에스테르 수지가 용융되어 토출되고, 캐스팅 롤(20)에 토출된 수지가 코팅되어, 미연신 필름(101)이 형성된다. 상기 미연신 필름(101)은 상기 캐스팅 롤(20)에 의해서, 냉각되어 형성될 수 있다. 상기 캐스팅 롤(20)의 표면 온도는 폴리에스테르 수지의 유리전이온도(Tg)에 대하여 Tg-100℃ 내지 Tg+20℃의 범위, 바람직하게는 (Tg-70)℃ 내지 (Tg-5)℃의 범위로 설정될 수 있다.
그 다음, 상기 미연신 필름(101)은 제 1 연신 롤(31) 및 제 2 연신 롤(32)의 주속차에 의해서, 길이 방향으로 연신된다. 이에 따라서, 보호 필름(100)이 형성된다. 이때, 상기 미연신 필름(101)은 상기 길이 방향으로만 연신될 수 있고, 폭 방향으로는 거의 연신되지 않을 수 있다. 즉, 상기 미연신 필름(101)은 상기 폭 방향으로 연신되지 않거나, 연신되더라도 약 1.2배 이하로 연신될 수 있다.
또는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 미연신 필름(101)은 폭(W) 방향으로만 연신될 수 있고, 길이 방향으로는 거의 연신되지 않을 수 있다. 즉, 상기 미연신 필름(101)은 상기 길이 방향으로 연신되지 않거나, 연신되더라도, 약 1.2배 이하로 연신될 수 있다.
상기 연신이 이루어지는 경우, 상기 미연신 필름(101)의 연신비는 길이 방향 또는 폭 방향으로 2.5배 내지 6배일 수 있고, 바람직하게는 3배 내지 5배일 수 있고, 더 바람직하게는 3.5배 내지 4.5배일 수 있다. 상기 미연신 필름(101)이 6배 이하로 연신되는 경우 파단이 발생하지 않을 수 있다. 또한, 상기 미연신 필름(101)이 2.5배 이상으로 연신되는 경우, 상기 미연신 필름(101)에 포함된 고분자가 충분히 배향될 수 있다.
상기 연신 공정은 오븐 내에서 진행될 수 있고, 이와 같은 연신 공정에서의 연신 온도는 폴리에스테르 수지의 유리전이온도(Tg)에 대하여 Tg 내지 Tg+40℃일 수 있고, 바람직하게는 Tg 내지 Tg+20℃일 수 있다. 상기 보호 필름(100)의 연신 온도가 Tg에 못 미치는 경우는 연신 자체가 곤란하게 되므로 바람직하지 못하고, 연신 온도가 Tg+40℃을 넘는 경우는 연신에 필요한 응력이 극단적으로 낮아지므로, 고분자의 배향이 부족하게 이루어져 보호 필름이 원하는 물성을 발휘하기 어려우므로 바람직하지 못하다.
상기 연신 공정에서의 연신 속도는 200%/분 내지 500%/분일 수 있다.
상기 연신 속도가 200%/분 이상이면, 상기 보호 필름(100)에서의 배향 방향이 전체적으로 균일하게 형성되어 바람직하고, 상기 연신 속도가 500%/분 이하이면, 적절한 시간 내에 상기 보호 필름(100)이 제조될 수 있다.
그 다음으로, 상기 연신된 보호 필름(100)은 상기 보호 필름(100)에 포함된 폴리에스테르 수지의 유리전이온도(Tg) 및 융점(Tm)에 대하여 Tg 초과 온도 내지 Tm-15℃ 이하의 온도에서 열처리(열 고정)될 수 있으며, 상기 열처리 온도의 범위는 160℃ 내지 240℃일 수 있다. 더 자세하게, 상기 보호 필름(100)이 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 경우, 상기 보호 필름(100)은 약 170℃ 내지 190℃의 온도로 열처리될 수 있다. 상기 열처리 공정은 약 30초 내지 약 5분 동안 진행될 수 있다.
또한, 상기 열처리 공정에서, 상기 보호 필름(100)은 약 0 내지 약 3%의 이완율로 이완될 수 있다.
이후, 상기 열처리된 보호 필름(100)은 냉각될 수 있다. 상기 냉각 온도는 약 40℃ 내지 약 90℃, 더 자세하게, 약 50℃ 내지 약 70℃일 수 있다. 상기 냉각 공정은 약 10초 내지 약 1분 동안 진행될 수 있다.
이와 같이 형성된 보호 필름(100)의 폭(W)은 0.5 내지 5 m일 수 있고, 바람직하게는 1 내지 3 m일 수 있다.
상기 보호 필름(100)의 고분자는 전체적으로 균일하게 배향된다. 이에 따라서, 실시예에 따른 보호 필름은 전체적으로 균일한 광특성을 가질 수 있다.
상기 보호 필름(100)의 배향 방향은 상기 보호 필름(100)의 폭 방향 또는 길이 방향에 대응될 수 있다.
특히, 상기 보호 필름(100)은 폭 방향으로 균일한 배향 방향을 가질 수 있다.
이후, 상기 보호 필름(100)은 권취 롤(40)에 의해서 권취된다.
필요에 따라 후 공정을 통하여, 상기 보호 필름(100)의 상면 및 하면에 슬립층이 형성될 수 있다.
이와 같이 롤 형태로 형성된 보호 필름(100)은 적절하게 절단되어 사용될 수 있다.
상기 보호 필름은, 액정 표시 패널 또는 유기전계 표시 패널과 같은 표시 패널용 보호 필름으로 사용될 수 있다. 이에 따라, 상기 보호 필름은 액정 표시 장치, 유기전계 표시 장치 등의 표시 장치의 제조에 적용될 수 있다. 구체적으로, 상기 보호 필름은 표시 장치의 제조 중에 수행되는 표시 패널 및 편광판 등의 검사시에 표시 패널의 보호 필름으로서 사용될 수 있다.
실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 (1) 표시 패널 상에 보호 필름을 배치하는 단계; (2) 상기 보호 필름 상에 편광판을 배치하는 단계; (3) 상기 표시 패널 및 상기 편광판을 검사하는 단계; (4) 상기 보호 필름을 제거하는 단계; 및 (5) 상기 편광판을 상기 표시 패널에 부착하는 단계를 포함한다.
상기 단계 (1)에서, 상기 표시 패널 및 상기 보호 필름 사이에 점착층이 배치될 수 있다.
상기 단계 (2)에서, 상기 편광판은, 상기 보호 필름의 배향 방향과 상기 편광판의 편광 방향(편광축)이 대응하도록 배치될 수 있다.
상기 단계 (3)에서, 표시 패널이 보호 필름에 의해 보호되면서 검사가 수행된다.
상기 단계 (4)에서, 상기 보호 필름은 제거되고, 점착층은 남을 수 있다. 이와는 다르게, 상기 보호 필름 및 상기 점착층이 동시에 제거될 수 있다.
상기 단계 (5)에서, 상기 편광판은 상기 표시 패널에 부착될 수 있다.
상기 표시 패널은 액정 표시 패널 또는 유기전계 표시 패널일 수 있다.
상기 보호 필름은 앞서 설명된 보호 필름을 동일하게 사용할 수 있다
도 7 및 도 8을 참조하면, 실시예에 따른 액정 표시 장치는 다음과 같은 방법에 의해서 제조될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 액정 표시 패널(510)의 하면 및 상면에 점착층(210, 220)을 통하여, 제 1 보호 필름(110) 및 제 2 보호 필름(120)이 부착된다.
이후, 하부 편광판(520) 및 상부 편광판(530)이 각각 상기 제 1 보호 필름(110) 아래 및 상기 제 2 보호 필름(120) 상에 배치된다. 즉, 상기 하부 편광판(520) 및 상기 상부 편광판(530)은 상기 액정 표시 패널(510), 상기 제 1 보호 필름(110) 및 상기 제 2 보호 필름(120)의 적층체를 샌드위치 한다.
이때, 상기 제 1 보호 필름(110)은 상기 하부 편광판(520) 및 상기 액정 표시 패널(510) 사이에 개재되어, 상기 액정 표시 패널(510)을 보호한다. 또한, 상기 제 2 보호 필름(120)은 상기 상부 편광판(530) 및 상기 액정 표시 패널(510) 사이에 개재되어, 상기 액정 표시 패널(510)을 보호한다.
상기 액정 표시 패널(510)은 컬러필터 기판, 액정층 및 TFT 기판을 포함하고, 이때 상기 TFT 기판 및 상기 컬러필터 기판은 서로 대향된다.
상기 TFT 기판은 각각의 픽셀에 대응하는 다수 개의 화소 전극들, 상기 화소 전극들에 연결되는 박막 트랜지스터들, 상기 박막 트랜지스터들에 각각 구동 신호를 인가하는 다수 개의 게이트 배선들, 및 상기 박막 트랜지스터들로부터 상기 화소 전극들에 데이터 신호를 인가하는 다수 개의 데이터 배선들을 포함할 수 있다.
상기 컬러필터 기판은 각각의 픽셀들에 대응하는 다수 개의 컬러필터들을 포함한다. 상기 컬러필터들은 투과되는 광을 필터링하여, 적색, 녹색 및 청색을 각각 구현할 수 있다. 또한, 상기 컬러필터 기판은 상기 화소 전극들에 대향하는 공통 전극을 포함할 수 있다.
상기 액정층은 상기 TFT 기판 및 상기 컬러필터 기판 사이에 개재된다. 상기 액정층은 상기 TFT 기판에 의해서 구동될 수 있고, 바람직하게는 상기 액정층은 상기 화소 전극들 및 상기 공통 전극 사이에 형성되는 전계에 의해서 구동될 수 있다. 상기 액정층은 상기 하부 편광판(520)을 통하여 투과한 광의 편광 방향을 조절할 수 있다. 즉, 상기 TFT 기판은 픽셀 단위로, 상기 화소 전극들 및 상기 공통 전극 사이에 인가되는 전위차를 조절할 수 있다. 이에 따라, 상기 액정층은 픽셀 단위로 다른 광학적 특성을 가지도록 구동될 수 있다.
이후, 백라이트 등과 같은 광원(600)으로부터 상기 하부 편광판(520)에 광이 입사된다. 상기 입사된 광은 하부 편광판(520), 제 1 보호 필름(110), 액정 표시 패널(510), 제 2 보호 필름(120) 및 상부 편광판(530)을 차례로 투과하여 영상으로 표시된다. 상기 표시된 영상은 육안 등에 의해서 검사되어, 상기 액정 표시 패널(510), 상기 상부 편광판(530) 및 하부 편광판(520)의 불량 여부가 판별될 수 있다.
상기 제 1 보호 필름(110) 및 상기 제 2 보호 필름(120)으로는 앞서 설명한 보호 필름(100)을 사용할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 보호 필름은 1축으로 연신된 필름일 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 보호 필름(110) 및 상기 제 2 보호 필름(120)은 높은 면내 위상차를 가진다.
이때, 상기 제 1 보호 필름(110)의 배향 방향(배향축)은 상기 하부 편광판(520)의 편광 방향(편광축)에 대응된다. 즉, 상기 제 1 보호 필름(110)의 배향 방향은 상기 하부 편광판(520)의 편광 방향과 실질적으로 같을 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 보호 필름(110)의 배향 방향과 상기 하부 편광판(520)의 편광 방향 사이의 각도는 약 3° 이내일 수 있다.
또한, 상기 제 2 보호 필름(120)의 배향 방향(배향축)은 상기 상부 편광판(530)의 편광 방향(편광축)에 대응된다. 즉, 상기 제 2 보호 필름(120)의 배향 방향은 상기 상부 편광판(530)의 편광 방향과 실질적으로 같을 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 보호 필름(120)의 배향 방향과 상기 상부 편광판(530)의 편광 방향 사이의 각도는 약 3° 이내일 수 있다.
이에 따라서, 상기 제 1 보호 필름(110) 및 상기 제 2 보호 필름(120)에 의해서 발생되는 표시 영상의 왜곡은 최소화될 수 있다. 특히, 서로 인접하는 보호 필름 및 편광판의 편광 방향이 일치하기 때문에, 상기 보호 필름에 의해서 발생되는 무지개 얼룩에 의한 왜곡이 최소화될 수 있다.
특히, 상기 제 1 보호 필름(110) 및 상기 제 2 보호 필름(120)은 전체 면적에서 편차 없이 각각 균일한 배향 방향을 가지기 때문에, 위와 같은 왜곡을 최소화 할 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 검사가 완료된 후, 상기 제 1 보호 필름(110) 및 상기 제 2 보호 필름(120)은 제거된다. 이때, 상기 점착층들(210, 220)은 남게 된다.
이후, 상기 하부 편광판(520) 및 상기 상부 편광판(530)은 상기 점착층들(210, 220)을 통하여, 상기 액정 표시 패널(510)에 부착되고, 실시예에 따른 액정 표시 장치가 제조될 수 있다.
또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 유기전계 표시 장치가 다음과 같이 제조될 수 있다.
먼저, 유기전계 표시 패널 상에 보호 필름이 점착층에 의해서 부착되고, 상기 보호 필름 상에 편광판이 배치된다.
이후, 상기 유기전계 표시 패널에서 영상이 출사되고, 상기 출사된 영상은 보호 필름 및 편광판을 차례로 투과하여 표시된다.
상기 표시된 영상은 육안 등에 의해서 검사되어, 상기 유기전계 표시 패널 및 상기 편광판의 불량 여부가 판별될 수 있다.
이와 같이 상기 보호 필름은 유기전계 표시 패널에 점착되어, 검사 중에 유기전계 표시 패널을 보호할 수 있다.
이후, 상기 보호 필름은 제거되고, 상기 편광판이 상기 유기전계 표시 패널에 부착될 수 있다.
앞서 설명한 액정 표시 장치와 마찬가지로, 상기 보호 필름의 배향 방향과 상기 편광판의 편광 방향(편광축)은 서로 실질적으로 일치할 수 있다.
특히, 상기 보호 필름은 3,000nm 이상의 면내 위상차를 가지기 때문에, 상기 표시 패널 및 상기 편광판 사이에 배치되더라도, 무지개 색깔의 노이즈를 발생시키지 않는다.
따라서, 실시예에 따른 보호 필름은 상기 표시 패널을 보호하면서, 동시에, 상기 표시 패널 및 상기 편광판을 효과적으로 검사할 수 있게 한다.
따라서, 실시예에 따른 보호 필름 및 이를 사용하여 표시 장치를 제조하는 방법은 용이하게 표시 장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
디메틸테레프탈레이트(dimethyl terephthalate)와 에틸렌글리콜(ethylene glycol)에 에스테르 교환 촉매로서 초산 망간, 중합 촉매로서 삼산화 안티몬 및 안정제로서 아인산을 첨가한 뒤, 에스테르 교환 및 중축합 반응을 행하여, 고유점도(o-클로로페놀에서 25℃로 측정) 0.65 dl/g의 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate; PET) 펠릿 A를 제조하였다.
그 다음, 제조한 PET 펠릿 A를 170℃에서 3시간 건조 후, 압출기의 호퍼(hopper)에 공급하고, 용융 온도 290℃로 용융하고, 필터로 여과 후, T 다이(die)를 통해서, 캐스팅 롤에 캐스팅하여, 두께 320 ㎛의 단층 미연신 필름을 수득하였다.
수득한 미연신 필름을 텐터 클립(tenter clip)에 의해 파지하고, 85℃에서 폭 방향으로 300%/분의 연신 속도로, 약 4.0배 연신하였다. 이후, 연신된 필름을 약 1분 동안 180℃에서 열처리하였다. 이후, 상기 열처리된 필름을 약 80℃의 온도에서 약 30초 동안 냉각하였다.
이후, 상기 열처리된 필름 중, 텐터 클립에 의해서 파지된 부분을 잘라내어, 두께 50㎛ 및 폭 1.5m의 보호 필름을 제조하였다.
실시예
2 내지 5
하기 표 1과 같이, 연신 속도, 연신비, 열처리 온도, 냉각 온도 또는 이완율을 다르게 한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 보호 필름을 제조하였다.
비교예 1 내지 3
하기 표 1과 같이, 연신 속도, 연신비, 열처리 온도 또는 두께을 다르게 한 것을 제외하고는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 보호 필름을 제조하였다.
| 구분 | 연신 속도 (%/분) |
횡연신비 (배) |
종연신비 (배) |
열처리 온도 (℃) |
두께 (㎛) |
| 실시예 1 | 295 | 4.07배 | 1.2 | 195 | 50 |
| 실시예 2 | 492 | 4.07배 | 1.2 | 195 | 75 |
| 실시예 3 | 295 | 4.07배 | 1.2 | 195 | 100 |
| 실시예 4 | 295 | 4.07배 | 1.2 | 195 | 150 |
| 실시예 5 | 492 | 4.17배 | 1.2 | 190 | 150 |
| 비교예 1 | 492 | 2배 | 1.2 | 230 | 150 |
| 비교예 2 | 1,000 | 4.05배 | 1.2 | 230 | 150 |
| 비교예 3 | 295 | 4.13배 | 3.2 | 230 | 55 |
시험예 1: 배향 방향
상기 실시예 및 비교예들에서 얻은 보호 필름들을 각각 1m의 길이로 절단한 뒤, 각각의 보호 필름의 배향 방향을 측정하였다.
먼저, 각각의 보호 필름(100)을 1㎝×1㎝의 크기의 그리드 영역(G)들로 나누어, 각각의 그리드 영역(G)들의 배향 방향을 측정하였다.
각각의 그리드 영역(G)의 배향 방향은 앞서 설명된 방법과 같이, 두개의 편광판들을 사용하여 측정하였다. 즉, 상부 편광판에 광이 투과될 때, 가장 낮은 휘도를 가지는 배향 방향을 각각의 그리드 영역(G)의 배향 방향으로 정하였다. 이때 휘도 등의 측정은 Otsuka사의 MC-2903S 또는 MCPD-3000을 사용하였다.
이후, 상기 그리드 영역(G)의 배향 방향을 평균하여 보호 필름(100)의 배향 방향을 산출하였다.
시험예 2: 배향 균일도
각각의 보호 필름(100)의 그리드 영역(G)들의 전체 갯수 중에서, 보호 필름(100) 배향 방향을 기준으로 ±2° 이내인 배향 방향을 갖는 그리드 영역(G)의 갯수의 비율을 백분율로 계산하여, 배향 균일도를 측정하였다.
시험예 3: 무지개 색깔
상기 실시예 및 비교예들에서 얻은 보호 필름들을 각각 액정 표시 패널(LG 디스플레이사 제조)의 양면에 부착하였다. 이후, 이와 같이 제조된 적층체의 상면 및 하면에 편광판을 각각 배치시켰다. 이때, 편광판의 편광 방향(편광축)과 보호 필름의 배향 방향이 서로 일치되도록 배치시켰다. 이후, 백라이트를 이용하여 하부 편광판에 광을 조사한 뒤, 상부 편광판을 통하여 육안으로 무지개 색깔의 발생 여부를 검사하였다.
○: 무지개 색깔이 관찰되지 않았다.
△: 무지개 색깔이 일부 관찰되었다.
Ⅹ: 대부분의 영역에서 무지개 색깔이 관찰되었다.
시험예 4: 열수축률
상기 실시예 및 비교예들에서 얻은 보호 필름들을 각각 150℃의 온도에서 30분 동안 열처리한 후, 열처리 전후의 폭을 측정하여 하기 수학식에 따라 폭방향의 열수축률을 산출하였다:
폭방향 열수축률(%) = (열처리전 폭 - 열처리후 폭) / 열처리전 폭 x 100
시험예 5: 면내 위상차
상기 실시예 및 비교예들에서 얻은 보호 필름들 각각에 대해서, 직교하는 이축의 굴절률(nx, ny) 및 두께방향의 굴절률(nz)을 아베 굴절률계(아타고사 제조, NAR-4T, 측정파장 589nm)에 의해 구하고, 상기 이축의 굴절률차의 절대값(｜nx-ny｜)을 굴절률의 이방성(△nxy)으로 하였다. 필름의 두께 d(nm)는 전기 마이크로미터(파인류프사 제조, 밀리트론 1245D)를 사용해서 측정하고, 단위를 nm로 환산하였다. 굴절률의 이방성(△nxy)과 필름의 두께 d(nm)의 곱(△nxy×d)으로부터, 면내 위상차(Re)를 구하였다.
이상의 시험예의 결과들을 하기 표 2에 정리하였다.
| 구분 | 면내 위상차(nm) | 배향 균일도(%) | 무지개 색깔 | 폭방향 열수축률 |
| 실시예 1 | 5250 | 95 | O | 1.1% |
| 실시예 2 | 7275 | 95 | O | 0.8% |
| 실시예 3 | 10000 | 95 | O | 0.8% |
| 실시예 4 | 13950 | 99 | O | 0.0% |
| 실시예 5 | 14700 | 97 | O | 0.8% |
| 비교예 1 | 5800 | 85 | × | 0.4% |
| 비교예 2 | 13600 | 86 | △ | 0.1% |
| 비교예 3 | 1300 | 82 | × | 1.2% |
이상, 본 발명을 상기 실시예를 중심으로 하여 설명하였으나 이는 예시에 지나지 아니하며, 본 발명은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 다양한 변형 및 균등한 기타의 실시예를 이하에 첨부한 청구범위 내에서 수행할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.
10: T-다이 20: 캐스팅 롤
31: 제 1 연신 롤 32: 제 2 연신 롤
40: 권취 롤 100: 보호 필름
101: 미연신 필름 105: 상부 편광판
106: 하부 편광판 110: 제 1 보호 필름
120: 제 2 보호 필름 210, 220: 점착층
510: 액정 표시 패널 520: 하부 편광판
530: 상부 편광판 600: 광원
G: 그리드 영역 W: 폭
L1: 보호 필름 입사광 L2: 보호 필름 투과광
L3: 편광판 투과광
31: 제 1 연신 롤 32: 제 2 연신 롤
40: 권취 롤 100: 보호 필름
101: 미연신 필름 105: 상부 편광판
106: 하부 편광판 110: 제 1 보호 필름
120: 제 2 보호 필름 210, 220: 점착층
510: 액정 표시 패널 520: 하부 편광판
530: 상부 편광판 600: 광원
G: 그리드 영역 W: 폭
L1: 보호 필름 입사광 L2: 보호 필름 투과광
L3: 편광판 투과광
Claims (12)
- (1) 표시 패널 상에 보호 필름을 배치하는 단계;
(2) 상기 보호 필름 상에 편광판을 배치하는 단계;
(3) 상기 표시 패널 및 상기 편광판을 검사하는 단계;
(4) 상기 보호 필름을 제거하는 단계; 및
(5) 상기 편광판을 상기 표시 패널에 부착하는 단계를 포함하고,
이때, 상기 보호 필름은 폴리에스테르를 포함하고 10,000㎚ 이상의 면내 위상차를 가지며, 상기 보호 필름의 면내 서로 수직한 제 1 방향 및 제 2 방향에 대한 연신비가 각각 3.0배 이상 및 1.3배 이하인, 표시 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 보호 필름을 한 변의 길이가 0.3 ㎝ 내지 2 ㎝인 사각형의 평면 형상을 가지는 복수의 그리드 영역들로 구분할 때, 상기 그리드 영역들의 90% 이상이 상기 보호 필름의 배향 방향을 기준으로 ±5° 내인 배향 방향을 가지며,
이때, 상기 그리드 영역의 배향 방향은 그리드 영역에 포함된 고분자의 평균 배향 방향으로 정의되고, 상기 보호 필름의 배향 방향은 상기 그리드 영역들의 평균 배향 방향으로 정의되는,
표시 장치의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,
단계 (2)에서, 상기 편광판은, 상기 보호 필름의 배향 방향과 상기 편광판의 편광 방향이 대응하도록 배치되는, 표시 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
단계 (1)에서, 상기 표시 패널 및 상기 보호 필름 사이에 점착층이 배치되고,
단계 (5)에서, 상기 편광판은 상기 점착층을 통하여 상기 표시 패널에 부착되는, 표시 장치의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 그리드 영역들의 90% 이상이 상기 보호 필름의 배향 방향을 기준으로 ±2° 내인 배향 방향을 가지는, 표시 장치의 제조 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 그리드 영역들의 95% 이상이 상기 보호 필름의 배향 방향을 기준으로 ±2° 내인 배향 방향을 가지는, 표시 장치의 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 보호 필름의 면내 위상차는 20,000㎚ 이상인, 표시 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 표시 패널은 액정 표시 패널 또는 유기전계 표시 패널인, 표시 장치의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 보호 필름은 1축 연신 폴리에스테르 필름인, 표시 장치의 제조 방법.
- 폴리에스테르를 포함하고 10,000㎚ 이상의 면내 위상차를 가지며, 면내 서로 수직한 제 1 방향 및 제 2 방향에 대한 연신비가 각각 3.0배 이상 및 1.3배 이하인 필름으로서,
상기 필름을 한 변의 길이가 0.3 ㎝ 내지 2 ㎝인 사각형의 평면 형상을 가지는 복수의 그리드 영역들로 구분할 때, 상기 그리드 영역들의 90% 이상이 상기 필름의 배향 방향을 기준으로 ±5° 내인 배향 방향을 가지며,
이때, 상기 그리드 영역의 배향 방향은 그리드 영역에 포함된 고분자의 평균 배향 방향으로 정의되고, 상기 필름의 배향 방향은 상기 그리드 영역들의 평균 배향 방향으로 정의되는, 표시 패널용 보호 필름.
- 제 10 항에 있어서,
상기 그리드 영역들의 90% 이상이 상기 필름의 배향 방향을 기준으로 ±2° 내인 배향 방향을 가지는, 표시 패널용 보호 필름.
- 제 10 항에 있어서,
상기 표시 패널용 보호 필름이 적어도 일 면에 코팅되는 점착층을 더 포함하는, 표시 패널용 보호 필름.
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