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KR102097802B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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KR102097802B1
KR102097802B1 KR1020170101908A KR20170101908A KR102097802B1 KR 102097802 B1 KR102097802 B1 KR 102097802B1 KR 1020170101908 A KR1020170101908 A KR 1020170101908A KR 20170101908 A KR20170101908 A KR 20170101908A KR 102097802 B1 KR102097802 B1 KR 102097802B1
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crystal display
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김한수
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Abstract

시인측 편광판, 액정패널, 광원측 편광판이 순차적으로 적층되고, 상기 시인측 편광판은 제1편광자 및 상기 제1편광자의 광출사면에 형성된 제1보호필름을 포함하고, 상기 광원측 편광판은 제2편광자 및 상기 제2편광자의 광입사면에 형성된 제4보호필름을 포함하고, 상기 제4보호필름의 TD 수축률은 상기 제1보호필름의 TD 수축률 대비 큰 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 액정표시장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 무지개 무라 개선 등의 광학적 효과와 액정패널의 휨을 개선할 수 있는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 통상 편광자에 보호필름이 접착된 편광판을 필수적으로 포함한다. 편광자의 보호필름으로서 통상 트리아세틸셀룰로스 필름이 사용되고 있다. 그러나, 트리아세틸셀룰로스 필름은 두께를 얇게 할 경우 충분한 기계적 강도를 얻을 수 없고, 투습성이 높아서 편광자가 열화되기 쉽다. 또한, 트리아세틸셀룰로스 필름은 고가이어서 저가의 대체 소재가 요구된다.
폴리에스테르 필름은 저가로서 트리아세틸셀룰로스 필름을 대체할 수 있다. 그러나, 폴리에스테르 필름은 복굴절성이 있어서 무지개 무라가 시인되게 할 수 있다. 무지개 무라를 시인을 막기 위해서 폴리에스테르 필름의 면내 위상차를 높이는 방법이 알려져 있다. 그러나, 액정표시장치는 액정패널의 양면에 편광판이 적층되고, 시인측 편광판의 편광자의 흡수축과 광원측 편광판의 편광자의 흡수축이 실질적으로 직교가 되므로 고온에서 방치시 액정패널의 휨이 생길 수 있다. 무지개 무라 시인을 억제함과 동시에 액정패널의 휨도 개선할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명의 배경기술은 일본공개특허 제2014-044387호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 액정패널의 휨을 개선할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 무지개 무라 개선 등의 광학적 효과도 좋게 할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 액정표시장치는 시인측 편광판, 액정패널, 광원측 편광판이 순차적으로 적층되고, 상기 시인측 편광판은 제1편광자 및 상기 제1편광자의 광출사면에 형성된 제1보호필름을 포함하고, 상기 광원측 편광판은 제2편광자 및 상기 제2편광자의 광입사면에 형성된 제4보호필름을 포함하고, 상기 제4보호필름의 TD 수축률은 상기 제1보호필름의 TD 수축률 대비 클 수 있다.
본 발명은 액정패널의 휨을 개선할 수 있는 액정표시장치를 제공하였다.
본 발명은 무지개 무라 개선 등의 광학적 효과도 좋게 할 수 있는 액정표시장치를 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)", "바로 위" 또는 "직접적으로 형성"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 의미한다.
본 명세서에서 "면내 위상차(Re)"는 하기 식 1로 표시되고, "두께 방향 위상차(Rth)"는 하기 식 2로 표시되고, "이축성 정도(NZ)"는 하기 식 3으로 표시된다:
<식 1>
Re = (nx - ny) x d
(상기 식 1에서, nx, ny는 파장 550nm에서 각각 편광자 보호필름의 지상축 방향, 진상축 방향의 굴절률이고, d는 편광자 보호필름의 두께(단위:nm)이다).
<식 2>
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) x d
(상기 식 2에서, nx, ny, nz는 파장 550nm에서 각각 편광자 보호필름의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향의 굴절률이고, d는 편광자 보호필름의 두께(단위:nm)이다).
<식 3>
NZ = (nx - nz)/(nx - ny)
(상기 식 3에서, nx, ny, nz는 파장 550nm에서 각각 편광자 보호필름의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향의 굴절률이다).
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
본 명세서에서 "시인측 편광판"은 액정표시장치 중 관찰자 쪽 즉 액정패널을 기준으로 광원에 대향하여 배치되는 편광판이다.
본 명세서에서 "광원측 편광판"은 액정표시장치 중 광원쪽에 배치되는 편광판이다.
본 명세서에서 보호필름의 "MD 수축률", "TD 수축률"은 보호필름을 MD x TD(150mm x 150mm)로 절단한 정사각형 시편을 120℃에서 30분 동안 처리한 후 각각 하기 식 4A, 식 4B에 의해 측정한 것이다:
<식 4A>
MD 수축률 = ｜L2 - L1｜ / L1 x 100
(상기 식 4A에서, L1은 상기 시편의 MD 초기 길이,
L2는 상기 시편을 120℃에서 30분 동안 처리한 후 MD 길이)
<식 4B>
TD 수축률 = ｜L4 - L3｜ / L3 x 100
(상기 식 4B에서, L3은 상기 시편의 TD 초기 길이,
L4는 상기 시편을 120℃에서 30분 동안 처리한 후 TD 길이).
상기 MD 수축률, TD 수축률은 두께 60㎛ 내지 120㎛의 보호필름에 대해 측정될 수 있다.
본 명세서에서 편광판의 "MD 수축률", "TD 수축률"은 편광판을 편광자의 MD x 편광자의 TD(150mm x 150mm)로 절단한 정사각형 시편을 120℃에서 30분 동안 처리한 후 각각 하기 식 5A, 식 5B에 의해 측정한 것이다.
<식 5A>
MD 수축률 = ｜L2 - L1｜ / L1 x 100
(상기 식 5A에서, L1은 상기 시편의 MD 초기 길이,
L2는 상기 시편을 120℃에서 30분 동안 처리한 후 MD 길이)
<식 5B>
TD 수축률 = ｜L4 - L3｜ / L3 x 100
(상기 식 5B에서, L3은 상기 시편의 TD 초기 길이,
L4는 상기 시편을 120℃에서 30분 동안 처리한 후 TD 길이).
상기 MD 수축률, TD 수축률은 두께 160㎛ 내지 200㎛의 편광판에 대해 측정될 수 있다.
본 발명자는 액정표시장치 중 시인측 편광판의 편광자에 대해 광출사면에 형성된 폴리에스테르 보호필름과, 광원측 편광판의 편광자에 대해 광입사면에 형성된 폴리에스테르 보호필름 간의 TD(transverse direction) 수축률을 제어함으로써, 무지개 무라 개선 등의 광학적 효과도 좋게 할 수 있고 액정패널의 휨을 개선할 수 있다는 것에 기초한 것이다.
이하, 도 1을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 액정표시장치(100)는 액정패널(10), 시인측 편광판(20A), 광원측 편광판(30A)을 포함할 수 있다. 도 1에서 도시되지 않았지만, 액정표시장치는 광원측 편광판 하부에 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 백라이트 유닛은 당업자에게 알려진 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들면 백라이트 유닛은 광원, 도광판, 반사판, 확산판, 광학시트 등을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 시인측 편광판(20A)은 제1 편광자(21) 및 제1편광자(21)의 상부면에 형성된 제1보호필름(22)을 포함할 수 있다. 광원측 편광판(30A)은 제2 편광자(31) 및 제2편광자(31) 하부면에 형성된 제4 보호필름(32)을 포함할 수 있다.
제1편광자(21)의 흡수축(21a)과 제2편광자(31)의 흡수축(31a)은 실질적으로 직교한다. 이를 통해, 백라이트 유닛으로 나온 광의 효율을 높일 수 있다. 제1보호필름(22), 제4 보호필름(32)은 각각 폴리에스테르 보호필름이어서 복굴절성이 높다. 본 발명에서는 제1보호필름, 제4보호필름 각각의 면내 위상차를 높여 무지개 무라를 개선하였다. 하기에서 상술되는 바와 같이, 제1보호필름, 제4보호필름은 각각 TD로 1축 연신 후 다른 처리를 함으로써 제조될 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 상세히 설명한다.
한편, 본 발명에서는 제1편광자(21)의 흡수축(21a)과 제1 보호필름(22)의 MD(22a)가 실질적으로 평행하고, 제2편광자의 흡수축(31a)과 제4 보호필름(32)의 MD(32a)가 실질적으로 평행하다. 이것은 두 필름의 광축을 일치시켜 편광자의 편광도가 저하되는 것을 억제하는 효과를 내기 때문이다. 본 발명에서는 제4 보호필름의 TD 수축율이 제1보호필름의 TD 수축률 대비 크다. 이를 통해, 본 발명에서는 액정패널의 휨을 현저하게 개선하였다. 도 1을 참조하면, 제1편광자의 MD와 제1보호필름의 MD가 실질적으로 평행하고, 제2편광자의 MD와 제4보호필름의 MD가 실질적으로 평행하므로 시인측 편광판과 광원측 편광판 모두 MD로 수축한다. 시인측 편광판은 MD가 장변이고 광원측 편광판은 TD 가 장변이어서 액정패널은 시인측 편광판 쪽으로 휠 수 있다. 본 발명에서는 제4 보호필름의 TD 수축율이 제1보호필름의 TD 수축률 대비 크게 함으로써 액정패널의 휨을 개선함과 동시에 무지개 무라도 개선하였다. 무지개 무라는 보호필름의 면내 위상차와 관련되며 따라서 보호필름의 제조 방법 및 보호필름의 TD 수축률과 관련된다. 일 구체예에서, 본 발명에서는 제1보호필름의 MD 수축률과 제4보호필름의 MD 수축율이 서로 동일하고 제4 보호필름의 TD 수축율이 제1보호필름의 TD 수축률보다 크게 함으로써 액정패널의 휨을 개선함과 동시에 무지개 무라도 개선하였다.
구체적으로, 본 발명에서 하기 식 6의 TD 수축률 차이는 0.1% 내지 0.4%, 예를 들면 0.1% 내지 0.3%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정패널의 휨을 개선하고 무지개 무라도 개선할 수 있다:
<식 6>
TD 수축률 차이 = 제4보호필름의 TD 수축률 - 제1보호필름의 TD 수축률
제1보호필름(22)은 제1편광자(21)의 상부면에 형성되어 제1편광자를 보호하고, 무지개 무라를 개선하고 액정패널의 휨도 개선할 수 있다. 제1보호필름은 제1편광자의 광출사면에 형성되어 있다.
제1보호필름(22)은 폴리에스테르계 수지로 형성된 광학적으로 투명한 필름일 수 있다. 제1보호필름(22)은 폴리에스테르계 수지로 형성되어 복굴절을 나타낼 수 있다. 제1보호필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 중 하나 이상의 수지로 형성된 필름일 수 있다.
제1보호필름(22)은 MD 수축률이 TD 수축률보다 크고, TD 수축률은 0.1% 이하, MD 수축률은 0.7% 내지 0.9%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정패널의 휨을 개선하고 고온에서도 무지개 무라를 개선할 수 있다. 제1보호필름은 MD 수축률 - TD 수축률이 0.6% 내지 0.9%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정패널의 휨을 개선하고 고온에서도 무지개 무라를 개선할 수 있다.
제1보호필름(22)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 5000nm 이상, 예를 들면 5000nm 내지 15000nm, 5000nm 내지 12000nm, 5000nm 내지 11000nm, 5000nm 내지 10000nm, 6000nm 내지 9000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무지개 무라를 개선할 수 있다. 제1보호필름(22)은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 15000nm 이하, 예를 들면 10000nm 내지 13000nm가 될 수 있다. 제1보호필름(22)은 파장 550nm에서 이축성 정도가 1.8 이하, 예를 들면 1.0 내지 1.8이 될 수 있다. 상기 두께 방향 위상차와 이축성 정도 범위에서, 보호필름의 복굴절에 의한 얼룩 제거 효과가 있을 수 있다.
제1보호필름(22), 제4보호필름(32)의 파장 550nm에서 면내 위상차 차이는 800nm 이하, 예를 들면 50nm 내지 800nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무지개 무라의 시인도가 감소하는 효과가 있을 수 있다.
제1보호필름(22)은 두께가 25㎛ 내지 200㎛, 예를 들면 25㎛ 내지 100㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자의 보호필름으로 사용될 수 있다.
제4보호필름(32)은 제2편광자(31)의 하부면에 형성되어 제2편광자를 보호하고, 무지개 무라를 개선하고 액정패널의 휨도 개선할 수 있다. 제4보호필름은 제2편광자의 광입사면에 형성되어 있다.
제4보호필름(32)은 폴리에스테르계 수지로 형성된 광학적으로 투명한 필름일 수 있다. 제4보호필름(32)은 폴리에스테르계 수지로 형성되어 복굴절을 나타낼 수 있다. 제4보호필름(32)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 중 하나 이상의 수지로 형성된 필름일 수 있다. 제4보호필름은 제1보호필름 대비 동일 또는 이종의 수지로 형성될 수 있다.
제4보호필름(32)은 MD 수축률이 TD 수축률보다 크고, TD 수축률은 0.3% 내지 0.4%, MD 수축률은 0.7% 내지 0.9%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정패널의 휨을 개선하고 고온에서도 무지개 무라를 개선할 수 있다. 제4보호필름(32)은 MD 수축률 - TD 수축률이 0.3% 내지 0.6%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정패널의 휨을 개선하고 고온에서도 무지개 무라를 개선할 수 있다.
제4보호필름(32)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 5000nm 이상, 예를 들면 5000nm 내지 15000nm, 5000nm 내지 12000nm, 5000nm 내지 11000nm, 5000nm 내지 10000nm, 6000nm 내지 9000nm 가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무지개 무라를 개선할 수 있다. 제4보호필름(32)은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 15000nm 이하, 예를 들면 10000nm 내지 13000nm가 될 수 있다. 제4보호필름(32)은 파장 550nm에서 이축성 정도가 1.8 이하, 예를 들면 1.0 내지 1.8이 될 수 있다. 상기 두께 방향 위상차와 이축성 정도 범위에서, 보호필름의 복굴절에 의한 얼룩 제거 효과가 있을 수 있다.
제4보호필름(32)은 두께가 25㎛ 내지 200㎛, 예를 들면 25㎛ 내지 100㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자의 보호필름으로 사용될 수 있다.
제1보호필름(22)은 파장 550nm에서 면내 위상차를 높이기 위하여 MD 연신 없이 TD로만 연신하는 단계(제1단계), 소정 범위의 온도에서 가열과 동시에 연신 정도를 낮추어 TD 연신하는(tension-relaxation) 단계(제2단계)에 의해 제조될 수 있다.
제1단계에서 TD 연신비는 2 내지 10배, MD 연신비는 1 내지 1.1배가 될 수 있다. MD 연신비 1 내지 1.1배는 기계적인 공정에 의해 연신되는 것을 제외하고는 추가 연신 공정이 없는 것을 의미한다. MD 연신비 1배는 연신하지 않은 무연신 상태를 의미한다. 상기 TD 연신비, MD 연신비에서 연신함으로써 보호필름의 면내 위상차를 높여 무지개 무라를 개선하여 화상 품질을 개선할 수 있다. TD 연신비는 바람직하게는 3 내지 8배가 될 수 있다. 본 명세서에서 "연신비"는 연신하고자 하는 필름의 연신 방향의 최초 길이에 대한 상기 필름을 연신한 후 연신 방향의 길이간의 비를 의미한다. 연신은 건식 연신, 습식 연신 중 하나 이상으로 수행될 수 있고, 연신 온도는 폴리에스테르 수지의 Tg를 기준으로 (Tg - 20)℃ 내지 (Tg + 50)℃, 구체적으로 70℃ 내지 150℃, 더 구체적으로 80℃ 내지 130℃가 바람직하고, 보다 더 구체적으로 90℃ 내지 120℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 일률적으로 동일한 연신 효과가 있을 수 있다.
제2단계에서는 소정 범위의 온도에서 가열과 동시에 연신 정도를 낮추어 TD 연신한다(tension relaxation). 이를 통해 필름의 결정화 및 안정화를 얻을 수 있다. 제2단계에서 가열은 폴리에스테르 수지의 유리전이온도(Tg) 이상의 온도 예를 들면 100℃ 내지 300℃의 오븐에서 1초 내지 2시간 동안 수행될 수 있고, TD 연신비는 0 내지 3배 이하, 구체적으로 0.1 내지 2배, 더 구체적으로 0.1 내지 1배가 될 수 있다.
제1보호필름 제조시 제2단계는 1회 이상 수행될 수 있다. 제4보호필름은 제1단계 후 제2단계를 수행하지 않거나 제1보호필름 대비 제2단계의 수행 회수를 적게 함으로써 제4보호필름의 TD 수축률을 제1보호필름의 TD 수축률 대비 높일 수 있다. 바람직하게는 제4보호필름은 제1단계 수행 후 제2단계를 수행하지 않고 제조될 수 있다. 이를 통해 액정패널의 휨을 개선하고 무지개 무라도 개선하였다.
제1보호필름(22), 제4보호필름(32)은 각각 보호필름 상에 프라이머층을 더 포함할 수 있다. 프라이머층은 보호필름의 접착성을 높여 편광자에 더 잘 접착되도록 할 수 있다. 프라이머층은 폴리에스테르 필름에 직접적으로 형성되어 있다. 트리아세틸셀룰로스 필름은 프라이머층을 포함하지 않아도 편광자에 잘 접착되지만, 폴리에스테르 필름은 편광자에 잘 접착되지 않아서 프라이머층에 의해 폴리에스테르 필름을 개질시킴으로써 편광자에 접착될 수 있다. 프라이머층은 굴절률이 1.0 내지 1.6, 구체적으로 1.1 내지 1.6, 1.2 내지 1.6, 1.3 내지 1.6, 1.4 내지 1.6, 1.5 내지 1.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 필름에 사용가능하고, 폴리에스테르 필름 대비 적정 굴절률을 가져 편광자 보호필름의 투과율을 높일 수 있다. 프라이머층은 두께가 1nm 내지 200nm, 구체적으로 60nm 내지 200nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학필름에 사용 가능하고, 기재 필름 대비 적정 굴절률을 갖도록 하여 편광자 보호필름의 투과율을 높일 수 있고, brittle 현상이 없게 할 수 있다. 프라이머층은 우레탄기를 포함하지 않는 비-우레탄계 프라이머층이 될 수 있다. 구체적으로, 프라이머층은 폴리에스테르, 아크릴 등의 수지 또는 모노머를 포함하는 프라이머층용 조성물로 형성될 수 있다. 이들 모노머의 혼합 비율(예:몰비)을 제어함으로써 상기 굴절률을 제공할 수 있다. 프라이머층용 조성물은 UV 흡수제, 대전방지제, 소포제, 계면활성제 등의 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수도 있다.
제1보호필름(22)은 보호필름 표면에 기능성층을 더 포함할 수 있다. 기능성층은 글레어(glare), 안티-글레어(anti-glare), 반사방지(anti-reflection), 저반사(low reflection), 하드코팅(hard coating), 눈부심 방지(anti-glare), 내지문성(anti-finger), 방오(anti-contamination), 확산, 굴절 기능 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 바람직하게는, 기능성층은 하드코팅층을 포함할 수 있다.
제1보호필름(22), 제4보호필름(32)은 가시광 영역(예:파장 380nm 내지 780nm)에서 광투과도가 80% 이상 구체적으로 85% 내지 95%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
제1편광자(21)는 액정패널로부터의 입사광을 편광시킨 후 제1보호필름으로 출사시킬 수 있다. 제2편광자(31)는 백라이트 유닛으로부터 제4보호필름을 통과한 광을 편광시킨 후 액정패널로 출사시킬 수 있다.
제1편광자(21), 제2편광자(31)는 각각 당업자에게 알려진 통상의 편광자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1편광자, 제2편광자는 폴리비닐알콜계 필름을 1축 연신하여 제조되는 폴리비닐알콜계 편광자 또는 폴리비닐알콜계 필름을 탈수하여 제조되는 폴리엔계 편광자를 포함할 수 있다. 제1편광자(21), 제2편광자(31)는 각각 두께가 5㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정표시장치에 사용될 수 있다.
시인측 편광판은 MD 수축률 - TD 수축률이 0.4% 내지 0.6%이고, MD 수축률은 0.5% 내지 0.6%, TD 수축률은 0.1% 이하가 될 수 있다. 광원측 편광판은 MD 수축률 - TD 수축률이 0.1% 내지 0.3%이고, MD 수축률은 0.5% 내지 0.6%, TD 수축률은 0.3% 내지 0.4%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정패널의 휨을 개선하고, 무지개 무라를 억제할 수 있다.
시인측 편광판의 상기 MD 수축률과 TD 수축률은 편광자의 일면에 상술한 제1보호필름을 포함하고, 편광자의 다른 일면에 하기 상술되는 제2보호필름을 포함하여 구현될 수 있다. 광원측 편광판의 상기 MD 수축률과 TD 수축률은 편광자의 일면에 상술한 제4보호필름을 포함하고, 편광자의 다른 일면에 하기 상술되는 제3보호필름을 포함하여 구현될 수 있다.
시인측 편광판, 광원측 편광판은 각각 두께가 150㎛ 내지 400㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
액정패널(10)는 은 제1기판, 제2기판, 및 제1기판과 제2기판 사이에 고정되는 액정층을 포함할 수 있다. 액정패널은 VA(vertical alignment) 모드, PVA(patterned vertical alignment) 모드 또는 S-PVA(super-patterned vertical alignment) 모드를 채용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제1편광자와 제1보호필름 사이, 제2편광자와 제4보호필름 사이에는 접착제층이 형성되어 편광자를 보호필름에 접착시킬 수 있다. 접착제층은 당업자에게 알려진 통상의 접착제(수계 또는 광경화계)를 포함한다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 액정표시장치를 설명한다. 도 2는 본 실시예에 따른 액정표시장치의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 제1편광자(21)의 광입사면에 제2보호필름(23)이 더 형성된 시인측 편광판(20B)을 포함하고, 제2편광자(31)의 광출사면에 제3보호필름(33)이 더 형성된 광원측 편광판(30B)을 포함하는 점을 제외하고는, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치와 실질적으로 동일하다.
제2보호필름(23), 제3보호필름(33)은 편광자를 보호하거나 광학 보상 기능을 제공할 수 있다. 광학 필름은 광학적으로 투명한 수지로 형성된 필름이 될 수 있다. 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르, 아크릴, 시클릭올레핀폴리머(COP), 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리노르보르넨, 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리페닐렌에테르, 폴리페닐렌술피드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리이미드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 광학 필름은 상술한 수지의 변성 후 제조된 필름을 포함할 수도 있다. 상기 변성은 공중합, 브랜칭, 가교 결합, 또는 분자 말단의 변성 등을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
실시예 1
폴리비닐알콜 필름(두께:60㎛, 중합도:2400, 비누화도:99.0%, VF-PS6000, 일본 쿠라레이사)을 25℃ 수용액에서 팽윤하고, 30℃의 요오드 이온 함유 염착조에서 염착하면서 연신시켰다. 염착시킨 폴리비닐알콜 필름을 55℃ 붕산 수용액에서 추가 연신하여, 최종 연신비가 6배가 되도록 하였다. 얻은 폴리비닐알콜 필름을 100℃ 챔버에서 1분 동안 건조시켜 편광자(두께:22㎛)를 제조하였다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 용융 압출하고, MD 연신비 1~1.1배, TD 연신비 4~8배로 연신하고, 100~150℃에서 tension relaxation 처리를 1회 하여, 제1보호필름을 제조하였다.
폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 용융 압출하고, MD 연신비 1~1.1배, TD 연신비 4~8배로 연신하고, tension relaxation 처리를 하지 않아, 제4보호필름을 제조하였다.
상기 제조한 편광자의 일면인 광출사면에 상기 제조한 제1보호필름을 접착층에 의해 접착시키고, 편광자의 다른 일면인 광입사면에 트리아세틸셀룰로스 필름(Zero TAC)을 접착층(두께 2㎛, UV 경화형 접착제)에 의해 접착시켜 시인측 편광판을 제조하였다. 이때, 편광자의 흡수축과 제1보호필름의 MD는 실질적으로 평행이 되도록 하였다.
상기 제조한 편광자의 일면인 광입사면에 상기 제조한 제4보호필름을 접착층에 의해 접착시키고, 편광자의 다른 일면인 광출사면에 트리아세틸셀룰로스 필름(Zero TAC)을 접착층(두께 2㎛, UV 경화형 접착제)에 의해 접착시켜 광원측 편광판을 제조하였다. 이때, 편광자의 흡수축과 제4보호필름의 MD는 실질적으로 평행이 되도록 하였다.
액정패널의 일면에 상기 제조한 시인측 편광판, 액정패널의 다른 일면에 상기 제조한 광원측 편광판을 점착시켜 액정표시장치를 제조하였다. 이때, 시인측 편광판의 편광자의 흡수축과, 광원측 편광판의 편광자의 흡수축은 직교하도록 하였다.
실시예 2
실시예 1에서, 제1보호필름으로 tension relaxation 처리를 100~150℃에서 2회 처리한 것을 사용하고, 제4보호필름으로 tension relaxation 처리를 하지 않은 것을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 액정표시장치를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서, 액정패널의 양면에 시인측 편광판을 각각 점착시킨 것을 제외하고는 동일한 방법으로 액정표시장치를 제조하였다.
비교예 2
실시예 1에서, 상기 제조한 편광자의 일면인 광출사면에 상기 제조한 제4보호필름을 접착층에 의해 접착시키고, 편광자의 다른 일면인 광입사면에 트리아세틸셀룰로스 필름(Zero TAC)을 접착층(두께 2㎛, UV 경화형 접착제)에 의해 접착시켜 시인측 편광판을 제조하였다. 상기 제조한 편광자의 일면인 광입사면에 상기 제조한 제1보호필름을 접착층에 의해 접착시키고, 편광자의 다른 일면인 광출사면에 트리아세틸셀룰로스 필름(Zero TAC)을 접착층(두께 2㎛, UV 경화형 접착제)에 의해 접착시켜 광원측 편광판을 제조하였다.
액정패널의 일면에 상기 시인측 편광판, 액정패널의 다른 일면에 광원측 편광판을 점착시켜 액정표시장치를 제조하였다.
실시예와 비교예에서 제조한 시인측 편광판의 보호필름, 광원측 편광판의 보호필름에 대해 수축률, 위상차를 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. MD수축률, TD 수축률은 보호필름을 MD x TD(150mm x 150mm)로 절단한 정사각형 시편을 120℃에서 30분 동안 처리한 후 각각 하기 식 4A, 식 4B에 의해 측정하였다:
<식 4A>
MD 수축률 = ｜L2 - L1｜ / L1 x 100
(상기 식 4A에서, L1은 상기 시편의 MD 초기 길이,
L2는 상기 시편을 120℃에서 30분 동안 처리한 후 MD 길이)
<식 4B>
TD 수축률 = ｜L4 - L3｜ / L3 x 100
(상기 식 4B에서, L3은 상기 시편의 TD 초기 길이,
L4는 상기 시편을 120℃에서 30분 동안 처리한 후 TD 길이)
보호필름의 위상차는 Axoscan(AxoMetric社)를 사용하여 파장 550nm에서 측정하였다.
실시예와 비교예에서 제조한 시인측 편광판, 광원측 편광판에 대해 편광판을 편광자의 MD x 편광자의 TD(150mm x 150mm)로 절단한 정사각형 시편을 150℃에서 30분 동안 처리한 후 각각 하기 식 5A, 식 5B에 의해 측정하였다.
<식 5A>
MD 수축률 = ｜L2 - L1｜ / L1 x 100
(상기 식 5A에서, L1은 상기 시편의 MD 초기 길이,
L2는 상기 시편을 120℃에서 30분 동안 처리한 후 MD 길이)
<식 5B>
TD 수축률 = ｜L4 - L3｜ / L3 x 100
(상기 식 5B에서, L3은 상기 시편의 TD 초기 길이,
L4는 상기 시편을 120℃에서 30분 동안 처리한 후 TD 길이).
상기 식 4A, 4B, 5A, 5B에서 "길이"의 단위는 mm로 동일하다.
실시예와 비교예에서 제조한 액정표시장치에 대해 하기 패널 휨을 평가하고 하기 표 1에 결과를 나타내었다:
패널 휨(단위:mm): 실시예와 비교예의 액정표시장치에 액정패널 대신에 유리판(0.5T)을 대체하여 패널 휨 측정을 위한 시편을 제조하였다. 제조한 시편에 대하여 초기 휨 값을 측정하였다. 그런 다음, 시편을 60℃에서 120시간 동안 방치한 후 휨 값을 측정하였다. 60℃에서 120시간 동안 방치한 후 휨 값과 초기 휨 값의 차이로 패널 휨을 계산하였다.
시인측 편광판의 보호필름
(제1보호필름)		 광원측 편광판의 보호필름
(제4보호필름)		 시인측 편광판 광원측 편광판 패널 휨
(mm)
Re
(nm)		 MD 수축률
(%)		 TD 수축률
(%)		 Re
(nm)		 MD
수축률
(%)		 TD
수축률
(%)		 MD
수축률
(%)		 TD
수축률
(%)		 MD
수축률
(%)		 TD
수축률
(%)
실시예 1 6210 0.8 0 6140 0.8 0.3 0.5 0 0.5 0.3 0.9
실시예 2 6850 0.8 0 6140 0.8 0.3 0.5 0 0.5 0.3 0.9
비교예 1 6210 0.8 0 6210 0.8 0 0.5 0 0.5 0 1.2
비교예 2 6140 0.8 0.3 6210 0.8 0 0.5 0.3 0.5 0 1.4
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 편광판은 제4보호필름의 TD 수축률이 제1보호필름의 TD 수축률 대비 커서 고온에서 방치시 패널 휨을 개선할 수 있다. 그러나, 제4보호필름의 TD 수축률이 제1보호필름의 TD 수축률 대비 동일한 비교예 1, 제4보호필름의 TD 수축률이 제1보호필름의 TD 수축률 대비 작은 비교예 2는 본 발명의 실시예 대비 패널 휨 개선 효과가 미약하였다.
또한, 상기 표 1에서 도시되지 않았으나, 본 발명의 편광판은 무지개 무라를 개선할 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (13)

  1. 시인측 편광판, 액정패널, 광원측 편광판이 순차적으로 적층되고,
    상기 시인측 편광판은 제1편광자 및 상기 제1편광자의 광출사면에 형성된 제1보호필름을 포함하고,
    상기 광원측 편광판은 제2편광자 및 상기 제2편광자의 광입사면에 형성된 제4보호필름을 포함하고,
    상기 제4보호필름의 TD 수축률은 상기 제1보호필름의 TD 수축률 대비 크고,
    상기 제1보호필름은 MD 수축률이 TD 수축률보다 크고,
    상기 제4보호필름은 MD 수축률이 TD 수축률보다 큰 것인, 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액정표시장치는 하기 식 6의 TD 수축률 차이가 0.1% 내지 0.4%인, 액정표시장치:
    <식 6>
    TD 수축률 차이 = 제4보호필름의 TD 수축률 - 제1보호필름의 TD 수축률.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1보호필름은 TD 수축률이 0.1% 이하, MD 수축률이 0.7% 내지 0.9%인, 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1보호필름은 MD 수축률 - TD 수축률이 0.6% 내지 0.9%인, 액정표시장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제4보호필름은 TD 수축률이 0.3% 내지 0.4%, MD 수축률이 0.7% 내지 0.9%인, 액정표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제4보호필름은 MD 수축률 - TD 수축률이 0.3% 내지 0.6%인, 액정표시장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1보호필름, 상기 제4보호필름은 각각 파장 550nm에서 면내 위상차가 5000nm 이상인, 액정표시장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1보호필름, 상기 제4보호필름의 파장 550nm에서 면내 위상차 차이는 800nm 이하인, 액정표시장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1보호필름, 상기 제4보호필름은 각각 폴리에스테르 필름인, 액정표시장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 폴리에스테르 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 중 하나 이상의 수지로 형성된 필름인, 액정표시장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 시인측 편광판은 MD 수축률 - TD 수축률이 0.4% 내지 0.6%인, 액정표시장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 광원측 편광판은 MD 수축률 - TD 수축률이 0.1% 내지 0.3%인, 액정표시장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1편광자의 광입사면에 제2보호필름이 더 형성되고, 상기 제2편광자의 광출사면에 제3보호필름이 더 형성된, 액정표시장치.
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