KR20160071273A - 편광판을 구비한 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시패널과, 상기 액정표시패널의 상부에 구비되는 제1 편광판 및, 상기 액정표시패널의 하부에 구비되며 편광필름과 필라층을 포함하는 제2 편광판을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

Description

편광판을 구비한 액정표시장치 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING POLARIZING PLATE AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 필라층 (pillar layer)을 하부 편광판에 적용하여 좌, 우측 시야각 휘도를 개선시킬 수 있는 편광판을 구비한 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어 정보처리기기는 다양한 형태, 다양한 기능을 갖고, 더욱 빠른 속도로 정보를 처리하고 있다. 정보 처리장치에서 처리된 정보는 전기적인 신호 형태를 갖는다.

따라서, 사용자는 정보처리장치에서 처리된 정보를 육안으로 확인하기 위해서는 정보를 영상으로 표시하는 표시장치들을 필요로 한다.

상기 표시장치들 중 하나인 액정표시장치(Liquid crystal display)는 액정 (liquid crystal)을 이용하여 영상을 표시한다. 상기 액정표시장치는 다른 표시장치에 비해 두께가 얇고 무게가 가벼우며, 소비전력이 적고, 낮은 구동 전압을 갖는 장점을 갖는다.

상기 액정표시장치는 일반적으로 액정의 광투과율을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널과, 상기 액정표시패널의 하부에 배치되어 상기 액정표시패널로 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(back-light assembly)를 포함한다. 이때, 상기 백라이트 어셈블리는 일반적으로 여러 방향으로 진동하는 비편광된 광(non polarized light)을 발생한다.

상기 액정표시패널 내에 개재된 액정은 광의 복굴절을 이용하여 광투과율을 결정하기 때문에, 상기 액정표시패널로 어느 한쪽으로 편광된 광(polarized light)이 입사되어야 한다. 따라서, 액정표시장치는 비편광된 광을 전환시키는 편광판 (polarizing plate)을 더 구비하여야 한다.

이러한 편광판을 구비한 종래의 액정표시장치에 대해 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래기술에 따른 편광판을 구비한 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 액정표시장치는 컬러필터 기판(미도시)과 박막 트랜지스터 기판(미도시) 및 이들 사이에 개재된 액정층(미도시)으로 이루어진 액정표시패널(10)과, 상기 액정표시패널(10)의 상면에 부착된 제1 편광판(20)과, 상기 액정표시패널(10)의 하면에 부착된 제2 편광판(30)을 포함한다.

상기 제1 편광판(20)은 폴리비닐알콜(Poly Vinyl Alcohol; PVA) 재질로 구성된 제1 편광필름(25)을 중심으로 상, 하 양측으로 제1 상부 TAC층(Tri Acetate Cellulose)(27) 및 제1 하부 TAC층(23)이 형성되어 있다. 상기 제1 하부 TAC층(23)의 외측에는 제1 점착층(pressure sensitive adhesive; PSA)(21)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 제2 편광판(30)은, 제2 편광필름(35)을 중심으로 상, 하 양측으로 제2 상부 TAC층(Tri Acetate Cellulose)(33) 및 제2 하부 TAC층(37)이 형성되어 있다.

상기 액정표시패널(10)에 상기 제2 편광판(30)이 접착되도록 상기 제2 상부 TAC층(33) 상부에는 제2 점착층(31)이 형성되어 있다.

더욱이, 상기 제2 편광판(30) 하부에는 액정표시패널(10)을 향해 광을 출광시키는 백라이트 유닛(40)이 부착되어 있다.

도 2는 종래기술에 따른 편광판을 구비한 액정표시장치의 분해 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 백라이트 유닛(40)은 입광부(45)를 경우한 광빔을 안내하는 도광판(43)과, 상기 도광판(43)의 하부에 위치하여 도광판(43)의 하면 및 측면으로 진행하는 광빔을 상면 쪽으로 반사시키는 반사판(41)과, 도광판(43)을 경유한 광빔을 확산시키는 제1, 2 확산시트들(47, 48) 및 제1, 2 프리즘시트(49a, 49b)로 구성된 프리즘시트(49)를 포함한다.

따라서, 상기 도광판(43)을 경유한 광빔은 제1, 2 확산시트(47, 48) 및 제1, 2 프리즘시트(49a, 49b)를 통해 액정표시패널(10)의 전 영역으로 확산된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 액정표시장치를 종래의 자동 네비게이션(Auto Navigation)용 모델에 적용한 경우, 정면 휘도가 제일 높고 좌, 우측 시야각으로 갈수록 휘도가 낮은 일반적인 표준의 액정표시장치(LCD)를 사용한다.

그리고, 차량 전면 거울에 대한 네비게이션의 상이 비침 해소를 위해 액정필름(liquid crystal film; LCF)과 같은 배리어(barrier) 구조를 적용함으로써 상, 하측 시야각에 대한 차단 기능을 적용한 모델도 있다.

이와 같이, 기존의 자동 네비게이션용 모델, 즉 액정표시장치의 경우 백라이트 유닛의 시트 구조상 프리즘을 사용하기에 백라이트 광원의 빛이 정면으로 모이게 되는 특징을 나타낸다.

그러나, 운전자와 보조자의 입장에서 관측해 볼 경우, 좌, 우측 30∼60도 사이에서 화상을 관측하는 것이 일반적이며, 일반 표준(normal)의 액정표시장치의 경우에는 시야각 좌, 우 60도에서 72∼78도 정도로서 정면 대비 약 18%의 효율밖에 나타나지 않는다. 즉, 일반 표준(normal)의 액정표시장치의 경우, 정면 휘도는 제일 높으며 측면 시야각에서의 휘도는 정면 대비 저하되는 특징을 지니고 있다.

따라서, 실제 네비게이션 등에 적용하는 디스플레이의 경우, 정면 보다는 좌우 시야각에서 운전자와 동승자가 많이 관측하므로 좌우 시야각에서의 휘도 상승에 대한 필요성이 제기된다.

그러므로. 자동 네비게이션용 모델의 경우, 정면이 아닌 측면에서의 휘도 상승이 적용된 디스플레이를 채택하는 것이 적절하다고 볼 수 있다.

본 발명의 목적은 다양한 필라층(pillar layer)을 적용하여 좌, 우측 시야각 휘도를 제어함으로써 이중 휘도 기능을 구현할 수 있는 편광판을 구비한 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공함 있다.

전술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 편광필름과, 상기 편광필름의 하부에 구비된 필라층(Pillar layer)을 포함하는 액정표시장치용 편광판을 제공할 수 있다.

이러한 액정표시장치용 편광판에 있어서, 상기 필라층은 베이스 필름과, 상기 베이스 필름 상부에 구비되며 일축 연신된 필라(Pillar)가 포함된 레진막을 포함할 수 있다.

이러한 액정표시장치용 편광판에 있어서, 상기 필라층은 베이스 필름과, 상기 베이스 필름 상부에 구비된 배향막과, 상기 배향막 상부에 구비되며 RM (Reactive Mesogen)과 필라(Pillar)가 혼합된 RM 필라를 포함할 수 있다.

이러한 액정표시장치용 편광판에 있어서, 상기 필라층은 베이스 필름과, 상기 베이스 필름 상부에 구비된 배향막과, 상기 배향막 상부에 구비되며 PNLC (Polymer network LC)와 필라(Pillar)가 혼합된 PNLC 필라를 포함할 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명은 편광필름과 베이스 필름을 구비하는 단계; 상기 베이스 필름 상부에 필라층을 형성하는 단계; 및 상기 편광필름의 일면에 상기 필라층을 라미네이션(lamination)하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 편광판 제조방법을 제공할 수 있다.

이러한 액정표시장치용 편광판 제조방법에 있어서, 상기 필라층을 형성하는 단계는, 상기 베이스 필름 상부에 내부에 필라가 삽입된 레진막을 도포한 후 경화 처리하는 공정과, 상기 필라가 삽입된 레진막을 Y축 방향으로 연신하여 필라층을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.

이러한 액정표시장치용 편광판 제조방법에 있어서, 상기 필라층을 형성하는 단계는, 베이스 필름 상부에 배향막을 형성하는 공정과, 상기 배향막을 일정한 방향성을 갖도록 배향하는 공정과, 상기 배향막 상부에 RM(Reactive Mesogen)과 필라(Pillar)를 합성하여 도포한 후 경화 처리하여 RM 방향으로 필라가 방향성을 갖는 RM 필라를 형성하는 공정을 포함할 수 있다.

이러한 액정표시장치용 편광판 제조방법에 있어서, 상기 필라층을 형성하는 단계는, 베이스 필름 상부에 배향막을 형성하는 공정과, 상기 배향막을 일정한 방향성을 갖도록 배향하는 공정과, 상기 배향막 상부에 PNLC(Polymer network LC)와 필라(Pillar)가 혼합하여 도포한 후 경화 처리하여 PNLC 필라를 형성하는 공정을 포함할 수 있다.

이러한 액정표시장치용 편광판 제조방법에 있어서, 상기 PNLC 필라를 포함하는 필라층은, 수평 전계 인가시에 Z축 수직 배향 상태에서 Y축 수평 배향 상태로 가변되며, 수평 전계 비인가시에 Y축 수평 배향 상태에서 Z축 수직 배향 상태로 가변될 수 있다.

또 다른 측면에서, 본 발명은 액정표시패널과, 상기 액정표시패널의 상부에 구비되는 제1 편광판 및, 상기 액정표시패널의 하부에 구비되며 편광필름과 필라층을 포함하는 제2 편광판을 포함하는 액정표시장치를 제공할 수 있다.

본 발명은 다양한 필라층(pillar layer)을 하부 편광판에 적용하여 좌우 시야각 휘도를 개선함으로써 자동 네이게이션 등을 사용하는 사용자의 효율성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은 다양한 필라층을 하부 편광판에 이용하므로 인해 이중 뷰 (dual view) 디스플레이에 적용이 가능하므로 이중 뷰(dula view) 성능을 극대화할 수 있다.

본 발명은 가변형 필라 구조를 하부 편광판에 적용이 가능함으로써 좌우 시야각의 휘도를 증가시킬 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 편광판을 구비한 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 편광판을 구비한 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 필라 (pillar)의 기본 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 일축 연식(Y축)된 필라에 대해 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 편광판을 구비한 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 편광판을 구비한 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 필라층을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8a 내지 8f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 필라층의 제조 공정 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 필라층을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10a 내지 10f는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 필라층의 제조 공정 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 필라층을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12a 내지 12f는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 필라층의 제조 공정 단면도들이다.
도 13은 본 발명에 따른 액정표시장치의 편광판에 필라층을 적용한 경우 나타나는 좌우 시야각 별 휘도 평가 결과를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예들에 대해 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, a, b 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 같은 맥락에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "상"에 또는 "아래"에 형성된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접 또는 또 다른 구성 요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 필라(Pillar)의 기본 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 액정표시장치의 편광판을 구성하는 편광필름으로 필라(Pillar)를 적용한 구조로서, 상기 필라(Pillar)의 장변 길이와 수직 방향으로 더 많은 광이 확산된다. 그리고, 필라(Pilliar)의 장변 길이가 Y축일 때, 광 확산 경로는 X축이 된다.

도 4는 본 발명에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 일축 연식(Y축)된 필라에 대해 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 액정표시장치의 편광판을 구성하는 편광필름은 주변 고굴절 레진(Resin) 내에 굴절률이 상이한 저굴절 필라(Pillar)를 삽입후 일축 연신을 통해 일렬 배열된 구조로 되어 있다.

이와 같이, 입사 광이 하부에서 편광필름의 저굴절 필라(Pillar) 방향으로 입사하게 되면, 고굴절 주변 레진(Resin) 방향으로 광이 퍼지게 되는데, 필라 (Pillar)의 형상이 봉 형상이기 때문에, 필라의 길이와 수직 방향으로 더 많은 광이 확산하게 된다. 그리고, 만일 필라(Pillar)의 형상이 구 형상이라면, 상하, 좌우 모두 동등하게 확산되어 단순 확산에 그치게 된다.

즉, 상기 편광필름에서 빛이 수평 방향과 수직 방향으로의 확산이 비대칭으로 구현되며, 확산 정도는 필라(Pillar) 개수에 비례하여 확산되며, 층 두께 조절을 통해 투과량 조절이 가능하게 된다.

이와 같은 특성들을 가진 필라(Pillar)를 적용한 편광판을 구비한 본 발명에 따른 액정표시장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 편광판을 구비한 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치는 컬러필터 기판(미도시)와, 박막 트랜지스터 기판(미도시) 및 이들 사이에 개재된 액정층(미도시)으로 이루어진 액정표시패널(100)과, 상기 액정표시패널(100)의 상면에 부착된 제1 편광판(120)과, 상기 액정표시패널(100)의 하면에 부착된 제2 편광판(130)을 포함한다.

상기 박막 트랜지스터 기판(미도시)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터가 화소영역으로 정의되는 영역에 매트릭스 형태로 배열된 투명한 기판이며, 상기 화소영역에는 상기 박막 트랜지스터에 의해 제어되는 화소전극(미도시)이 배열되어 있다.

그리고, 상기 컬러필터 기판(미도시)에는 상기 화소전극과 대응하여 레드 (Red), 그린(Green) 및 블루(이하, RGB)의 컬러필터층(미도시)이 형성되어, 상기 액정표시패널(100)의 하부로부터 공급되는 백색 광이 상기 RGB 컬러필터층을 통과하면서 원하는 색상의 빛으로 혼합되게 된다. 투명 전도막인 인듐 틴 옥사이드 (Indium Tin Oxide, 이하 ITO) 박막층인 공통전극(미도시)이 상기 컬러필터 기판 또는 박막 트랜지스터 기판(미도시) 상에 형성된다.

상기 액정층(미도시)은 상기 박막 트랜지스터 기판 및 컬러필터 기판 사이에 개재되며, 상기 액정층은 상기 박막 트랜지스터의 스위칭 동작에 대응하여 상기 화소전극 및 공통전극에 의해 형성되는 전계에 의해 위상이 변하게 된다.

따라서, 상기 백색광은 상기 액정층에 의해 상기 액정표시패널(100)에 대해 투과율이 변하게 된다. 그리고, 상기 액정표시패널(100)에 투과되는 상기 백색광은 상기 제1 및 제2 편광판(120, 130)에 의해 편광된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 편광판(120)은 제1 편광필름(125)을 중심으로 상, 하 양측으로 제1 상부 TAC층(Tri Acetate Cellose, 127) 및 제2 하부 TAC층 (123)이 각각 형성되어 있다.

그리고, 상기 제1 하부 TAC층(123)의 하측에는 점착층(121)이 형성되어 있다. 이때, 상기 점착층(121)은 어떤 대상물에 상기 제1 편광판(120)이 점착되도록 하는 점착제로 이루어진 층이다. 상기 점착층(121)은 감압성 점착제(pressure sensitive adhesive, PSA)를 포함한다.

상기 제1 편광필름(125)은 폴리비닐 알콜(Poly Vinyl Alcohol; PVA) 재질을 포함한다. 상기 제1 편광필름(125)은 이색성 요오드(I)가 적용된 연신 타입 PVA이거나, 또는 코팅 타입(coating type) PVA일 수 있다.

상기 제1 편광필름(125)은 연신 방향으로 흡수 축을 가지며 상기 흡수 축에 수직한 방향으로 투과 축을 갖는다. 이때, 상기 제1 편광필름(125)으로 입사된 광은 상기 투과 축에 평행한 성분으로 선편광된다.

그리고, 상기 제1 편광필름(125)의 상부 및 하부에는 상기 제1 편광필름 (125)을 지지하는 제1 상부 TAC층(127)과 제1 하부 TAC층(123)이 각각 배치되어 있다. 이때, 상기 외부에 노출되는 상기 제1 편광필름(125)의 상부에는 표면 처리 지지층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 제1 하부 TAC층(123) 및 제1 상부 TAC층 (127)와 표면 처리층(미도시)은 상기 제1 편광필름(125)을 지지한다.

따라서, 상기 제1 하부 TAC층(123) 및 제2 상부 TAC층(127)과 표면처리층(미도시)은 상기 제1 편광필름(125)을 투과하는 광 특성이 변경되지 않도록 비광학적 특성을 갖는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제2 편광판(130)은 제2 편광필름(135)을 중심으로 상하 양측으로 상, 하 양측으로 제2 상부 TAC층(Tri Acetate Cellose, 133) 및 필라층(Pillar layer)(137)이 각각 형성되어 있다.

그리고, 상기 필라층(137)의 하측에는 점착층(131)이 형성되어 있다. 이때, 상기 점착층(131)은 어떤 대상물에 상기 제2 편광판(130)이 점착되도록 하는 점착제로 이루어진 층이다. 상기 점착층(131)은 감압성 점착제(pressure sensitive adhesive, PSA)를 포함한다.

상기 필라층(137)의 외측에는 백라이트 유닛(140)이 부착되며, 상기 제2 상부 TAC층(133)의 외측에는 확산 시트의 역할인 산란 특성이 있는 확산 점착층(131)이 형성되어 있다.

상기 확산 점착층(131)은 어떤 대상물에 상기 제2 편광판(130)이 점착되도록 하는 점착제로 이루어진 층이다. 상기 확산 점착층(131)은 산란성을 높여 주기 위해 기존의 폴리머(Polymer) 또는 실리카(Silica)로 이루어진 비드(Bead)가 감압성 점착제(pressure sensitive adhesive, PSA)에 포함되어 구성된다. 이때, 상기 확산 점착층(131)은 점착제와 비드(Bead) 간의 굴절률 차이를 이용하여 산란성을 구현한다.

상기 제2 편광필름(135)은 폴리비닐 알콜(Poly Vinyl Alcohol; PVA) 재질을 포함한다. 상기 제1 편광필름(125)은 폴리비닐 알콜(Poly Vinyl Alcohol; PVA) 재질을 포함한다. 상기 제1 편광필름(125)은 이색성 요오드(I)가 적용된 연신 타입 PVA이거나, 또는 코팅 타입(coating type) PVA일 수 있다.

상기 제2 편광필름(135)은 연신 방향으로 흡수 축을 가지며 상기 흡수 축에 수직한 방향으로 투과 축을 갖는다. 이때, 상기 제2 편광필름(135)으로 입사된 광은 상기 투과 축에 평행한 성분으로 선편광된다.

상기 제2 상부 TAC층(133) 및 필라층(137)은 상기 제2 편광필름(135)을 지지한다. 따라서, 상기 제2 상부 TAC층(133) 및 필라층(137)은 상기 제2 편광필름 (135)의 기계적 강도와 내열 및 내습성을 유지하도록 내구성을 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 제2 상부 TAC층(133) 및 필라층(137)은 상기 제2 편광필름(135)을 투과하는 광 특성이 변경되지 않도록 비광학적 특성을 갖는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명에 따른 편광판을 구비한 액정표시장치의 분해 사시도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 백라이트 유닛(140)은 입광부(145)를 경유한 광빔을 안내하는 도광판(143)과, 상기 도광판(143)의 하부에 위치하여 도광판(143)의 하면 및 측면으로 진행하는 광빔을 상면쪽으로 반사시키는 반사판(141)과, 도광판 (143)을 경유한 광빔을 확산시키는 확산시트(147)와, 상기 확산시트(147)를 경유한 광빔의 진행방향을 조절하는 제1 및 제2 프리즘시트(149a, 149b)로 구성된 프리즘시트(149)과, 상기 제1 및 제2 프리즘시트(149a, 149b)를 경유한 광빔을 확산시켜 광을 산란시키는 기능이 부가된 제2편광판(130)을 통해 액정표시패널(100)로 광빔이 입사된다.

상기 도광판(143)을 경유한 광빔은 확산시트(147)에 의해 액정표시패널(100)측의 전 영역으로 확산된다.

상기 입광부(145)는 냉음극 형광램프(Cothode Fluorescent Lamp: CCFL), 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp: EEFL), 또는 발광다이오드 소자, 즉 LED 광원(Light Emitting Diode)을 사용할 수 있다.

그리고, 상기 제1 및 제2 프리즘시트(149a, 149b)를 경유하여 산란된 광빔은 확산시트 기능이 추가된 제2 편광판(130)을 경유하여 액정표시패널(100)에 입사된다. 즉, 광 빔이 상기 제1 및 제2 프리즘시트(149a, 149b)를 경유하여 산란되지만, 상기 제2 편광판(130)에 포함된 확산시트 기능이 부가된 확산 점착층(미도시, 도 5의 131 참조)을 통해 광빔의 산란을 더욱 보강시킬 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 편광판을 구비한 액정표시장치에 있어서의 제2 편광판의 일 실시 예에 대해 도 5 및 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 필라층을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 5 및 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치를 구성하는 제2 편광판(130)은 제2 편광필름(135)과, 상기 제2 편광필름(135) 상부에 배치되는 제2 상부 TAC층(133)과, 상기 제2 편광필름(135) 하부에 배치되는 필라층(137) 및, 상기 제2 상부 TAC층(133) 상부에 배치되어 어떤 대상물, 예를 들어 액정표시패널 (100)에 상기 제2 편광판(130)을 접착되도록 하는 확산 점착층(131)을 포함한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 필라층(137)은 베이스 필름(137a)과, 상기 베이스 필름(137a) 상에 배치되고 Y축으로 연신된 필라(Pillar)를 가진 레진막 (137b)을 포함한다. 이때, 상기 Y축으로 연신된 필라를 가진 레진막(137b)은 고정형 구조이다. 그리고, 상기 레진막(137b) 내의 필라들은 Y축 방향으로 배치되어 있다.

따라서, 본 발명은 일축 연신된 필라층(pillar layer)을 하부 편광판에 적용하여 좌우 시야각 휘도를 개선함으로써 자동 네이게이션 등을 사용하는 사용자의 효율성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은 일축 연신된 필라층을 하부 편광판에 이용하므로 인해 이중 뷰 (dual view) 디스플레이에 적용이 가능하므로 이중 뷰(dula view) 성능을 극대화할 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 편광판을 구성하는 필라층을 제조하는 방법에 대해 도 8a 내지 8f를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 8a 내지 8f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 필라층의 제조 공정 단면도들이다.

도 8a 및 8b에 도시된 바와 같이, 먼저 베이스 필름(137a)을 준비한 후, 상기 베이스 필름(137a) 상에 내부에 필라(Pillar)가 삽입된 레진막(137b)을 도포한다.

다음으로, 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 필라(Pillar)가 삽입된 레진막 (137b)이 도포된 베이스 필름(137a)을 광 경화시키기 위해 전처리 공정용 기판 (160) 상에 배치한 상태에서 일정 온도하에서 전처리(Pre-bake) 공정을 실시한다. 이때, 상기 필라 (Pillar)가 삽입된 레진막(137b)은 광 경화처리 대신에 열 경화 처리할 수도 있다. 본 발명에서는 광 경화 처리하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

이후에, 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 필라(Pillar)가 삽입된 레진막 (137b)에 UV 광을 조사하여 UV 경화 공정을 실시한다.

다음으로, 도 8e에 도시된 바와 같이, 상기 UV 경화 공정 이후에 일정 온도하에서 후처리 공정을 실시한다.

이후에, 도 8f에 도시된 바와 같이, 후처리 공정이 진행된 이후에, 상기 필라(Pillar)가 삽입된 레진막(137b)을 Y축 방향으로 일축 연신함으로써 필라층(137)을 형성한다.

다음으로, 도면에는 도시하지 않았지만, 일축 연신된 필라층(137)을 제2 편광필름(미도시, 도 5의 135 참조)에 라미네이션(Lamination) 할 수 있다.

이와 같은 공정 순으로 일축 연신된 필라층(137)을 제조하는 방법 이외에, 제2 편광필름(미도시, 도 5의 135 참조) 위에 필라층을 코팅한 후 연신 공정을 통해 필라층을 0도 배열할 수도 있다. 이때, 제2 편광필름(135)은 코팅 타입의 편광필름이 될 수 있으며, 상기 제2 편광필름(135)의 두께는 30μm 이하이다. 이때, 상기 제2 편광필름(135) 상부에 배치되는 제2 TAC층(미도시, 도 5의 133 참조)은 삭제할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 편광판을 구비한 액정표시장치에 있어서의 제2 편광판의 다른 실시 예에 대해 도 5 및 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 필라층을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 5 및 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치를 구성하는 제2 편광판(130)은 제2 편광필름(135)과, 상기 제2 편광필름(135) 상부에 배치되는 제2 상부 TAC층(133)과, 상기 제2 편광필름(135) 하부에 배치되고 RM 필라(Reactie Mesogen Pillar) (237c)를 가진 필라층(237) 및, 상기 제2 상부 TAC층(133) 상부에 배치되어 어떤 대상물, 예를 들어 액정표시패널 (100)에 상기 제2 편광판(130)을 접착되도록 하는 확산 점착층(131)을 포함한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 필라층(137)은 베이스 필름(137a)과, 상기 베이스 필름(137a) 상에 배치된 배향막(237b) 및, RM(Reactie Mesogen)과 필라 (Pillar)가 합성되어 RM 방향으로 일정한 방향성를 가진 RM 필라(237c)를 포함한다. 이때, 상기 RM 필라(237c)를 포함하는 필라층(237)은 고정형 구조이다.

따라서, 본 발명은 RM 필라를 포함하는 필라층(pillar layer)을 하부 편광판에 적용하여 좌우 시야각 휘도를 개선함으로써 자동 네이게이션 등을 사용하는 사용자의 효율성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은 RM필라를 포함하는 필라층을 하부 편광판에 이용하므로 인해 이중 뷰 (dual view) 디스플레이에 적용이 가능하므로 이중 뷰(dula view) 성능을 극대화할 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 제2 편광판을 구성하는 필라층을 제조하는 방법에 대해 도 10a 내지 10f를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 10a 내지 10f는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 액정표시장치의 제2 편광판에 적용한 필라층의 제조 공정 단면도들이다.

도 10a에 도시된 바와 같이, 먼저 베이스 필름(237a)을 준비한 후, 상기 베이스 필름(237a) 상에 배향막(237b)을 형성한다.

이후에, 상기 배향막(237b)을 러빙 처리 또는 광 배향 처리하여 일정한 방향성을 갖도록 한다.

다음으로, 도 10b에 도시된 바와 같이, RM(Reactie Mesogen)과 필라(Pillar)를 합성하여 상기 배향막(237b) 위에 도포함으로써 RM 필라층(237c)을 형성한다. 이때, 상기 RM(Reactie Mesogen)과 필라(Pillar)을 혼합하여 RM을 0도 배향을 함으로써 0도 필라(Pillar)를 형성할 수 있다.

이후에, 도 10c에 도시된 바와 같이, 광 경화를 실시하기 위해 먼저 전처리 공정용 기판(260) 상에 상기 RM 필라층(237c)이 도포된 필라층(237)을 배치한 상태에서 일정 온도하에서 전처리(Pre-bake) 공정을 실시한다. 이때, 상기 광 경화처리 대신에 열 경화 처리할 수도 있다. 본 발명에서는 광 경화 처리하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

다음으로, 도 10d에 도시된 바와 같이, 상기 RM 필라층(237c)에 UV 광을 조사하여 UV 경화 공정을 실시한다.

이후에, 도 10e에 도시된 바와 같이, 상기 UV 경화 공정 이후에 일정 온도하에서 후처리 공정을 실시한다.

다음으로, 도면에는 도시하지 않았지만, RM 필라층(237c)을 가진 필라층 (237)을 제2 편광필름(미도시, 도 5의 135 참조)에 라미네이션(Lamination)하여 제2 편광판(미도시, 도 5의 130)을 제조할 수 있다. 이때, 사용되는 접착 방식은 수계, 및 UV 접착 방법 모두 사용이 가능하다.

또 한편, 본 발명에 따른 편광판을 구비한 액정표시장치에 있어서의 제2 편광판의 또 다른 실시 예에 대해 도 11 및 12를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 액정표시장치의 편광판에 적용한 필라층을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 5 및 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치를 구성하는 제2 편광판(130)은 제2 편광필름(135)과, 상기 제2 편광필름(135) 상부에 배치되는 제2 상부 TAC층(133)과, 상기 제2 편광필름(135) 하부에 배치되고 PNLC (Polymer network LC) 필라(Pillar)(237c)를 구비한 필라층(337) 및, 상기 제2 상부 TAC층(133) 상부에 배치되어 어떤 대상물, 예를 들어 액정표시패널(100)에 상기 제2 편광판(130)을 접착되도록 하는 확산 점착층(131)을 포함한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 필라층(337)은 베이스 필름(337a)과, 상기 베이스 필름(337a) 상에 배치된 배향막(337b) 및, PNLC (Polymer network LC)와 필라(Pillar)가 혼합되어 수직 배향된 PNLC 필라(237c)를 포함한다. 이때, 상기 PNLC (Polymer network LC)와 필라(Pillar)가 혼합되어 수직 배향된 PNLC 필라(237c)를 포함하는 필라층(337)은 가변형 구조이다.

상기 필라층(337)은 PNLC(고분자와 Nega LC의 결합)를 통해 초기에 Z축방향으로 수직 배향되어 있다. 그리고, 수평 전계 인가시에, 상기 필라층(337)의 LC가 Z축 방향으로 수직 배향된 상태에서 Y축 수평 배향으로 움직이게 된다. 이때, 필라도 함께 움직여서 Y축 방향으로 배열된다.

이후에 전계 오프(off)시에 기본 고분자의 정렬 방향에 따라 다시 수직 배향으로 형성된다.

따라서, 본 발명은 PNLC 필라를 포함하는 필라층(pillar layer)을 하부 편광판에 적용하여 좌우 시야각 휘도를 개선함으로써 자동 네이게이션 등을 사용하는 사용자의 효율성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은 PNLC 필라를 포함하는 필라층을 하부 편광판에 이용하므로 인해 이중 뷰 (dual view) 디스플레이에 적용이 가능하므로 이중 뷰(dula view) 성능을 극대화할 수 있다.

본 발명은 가변형 PNLC 필라 구조를 하부 편광판에 적용이 가능함으로써 좌우 시야각의 휘도를 증가시킬 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 제2 편광판을 구성하는 필라층을 제조하는 방법에 대해 도 12a 내지 12f를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 12a 내지 12f는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 액정표시장치의 제2 편광판에 적용한 필라층의 제조 공정 단면도들이다.

도 12a에 도시된 바와 같이, 먼저 베이스 필름(337a)을 준비한 후, 상기 베이스 필름(337a) 상에 배향막(337b)을 형성한다.

이후에, 상기 배향막(337b)을 러빙 처리 또는 광 배향 처리하여 일정한 방향성을 갖도록 한다.

다음으로, 도 12b에 도시된 바와 같이, PNLC(Polymer Network Liquid Crystal)과 같이 고분자와 Nega LC가 형성된 구조에 필라(Pillar)를 혼합하여 고분자 체인(Network)의 PNLC 필라(337c)을 형성함으로써 필라층(337)을 형성하게 된다.

이후에, 도 12c에 도시된 바와 같이, 광 경화를 실시하기 위해 먼저 전처리 공정용 기판(380) 상에 상기 PNLC 필라(337c)를 구비한 필라층(337)을 배치한 상태에서 일정 온도하에서 전처리(Pre-bake) 공정을 실시한다. 이때, 상기 광 경화처리 대신에 열 경화 처리할 수도 있다. 본 발명에서는 광 경화 처리하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

다음으로, 도 12d에 도시된 바와 같이, 상기 PNLC 필라(337c)에 UV 광을 조사하여 UV 경화 공정을 실시한다.

이후에, 도 12e에 도시된 바와 같이, 상기 UV 경화 공정 이후에 일정 온도하에서 후처리 공정을 실시한다.

다음으로, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 PNLC 필라(337c)를 가진 필라층(337)을 제2 편광필름(미도시, 도 5의 135 참조)에 라미네이션(Lamination)하여 제2 편광판(미도시, 도 5의 130)을 제조할 수 있다. 이때, 사용되는 접착 방식은 수계, 및 UV 접착 방법 모두 사용이 가능하다.

이와 같이, 상기 필라층(337)은 PNLC(고분자와 Nega LC의 결합)를 통해 초기에 Z축방향으로 수직 배향된 상태에서, 수평 전계 인가시에, 상기 필라층(337)의 LC가 Z축 방향으로 수직 배향된 상태에서 Y축 수평 배향으로 움직이게 된다. 이때, 필라(Pillar)도 함께 움직여서 Y축 방향으로 배열된다.

이후에 전계 오프(off)시에 기본 고분자의 정렬 방향에 따라 다시 수직 배향으로 형성된다.

도 13은 본 발명에 따른 액정표시장치의 편광판에 필라층을 적용한 경우 나타나는 좌우 시야각 별 휘도 평가 결과를 나타낸 도면이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제2 편광판에 일축 연신된 필라층(137)을 적용한 경우와 종래의 경우에 나타나는 제품의 좌우 휘도를 비교한 결과, 종래의 경우에는 정면 휘도가 392 nit로서 최대로 나타나는데 반해 좌우 휘도는 60도를 기준으로 할 때 72∼77 nit로서 약 18% 휘도를 나타내는 것을 알 수 있다.

반면에, 본 발명의 경우에, 좌우 60도를 기준으로 할 때 이중 휘도 효과를 확인할 수 있다. 특히, 정면 휘도는 86% 정도이지만, 좌우 휘도가 149∼147% 수준으로 나타나고, 상하 휘도는 105∼112% 정도로 나타남을 알 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 다양한 필라층(pillar layer)을 하부 편광판에 적용하여 좌우 시야각 휘도를 개선함으로써 자동 네이게이션 등을 사용하는 사용자의 효율성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은 다양한 필라층을 하부 편광판에 이용하므로 인해 이중 뷰 (dual view) 디스플레이에 적용이 가능하므로 이중 뷰(dula view) 성능을 극대화할 수 있다.

본 발명은 가변형 필라 구조를 하부 편광판에 적용이 가능함으로써 좌우 시야각의 휘도를 증가시킬 수 있다.

이상 도면을 참조하여 실시 예들을 설명하였으나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

137, 237, 337: 필라층 137a, 237a, 337a: 베이스필름
137b: 레진막 237b, 337b: 배향막 237c: RM 필라 337c: PNLC 필라

Claims (15)

1. 편광필름; 및
   상기 편광필름의 하부에 구비된 필라층(Pillar layer)을 포함하는 액정표시장치용 편광판.
2. 제1항에 있어서, 상기 필라층은
   베이스 필름과,
   상기 베이스 필름 상부에 구비되며 일축 연신된 필라(Pillar)가 포함된 레진막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 편광판.
3. 제1항에 있어서, 상기 필라층은
   베이스 필름과,
   상기 베이스 필름 상부에 구비된 배향막과,
   상기 배향막 상부에 구비되며 RM(Reactive Mesogen)과 필라(Pillar)가 혼합된 RM 필라를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 편광판.
4. 제1항에 있어서, 상기 필라층은
   베이스 필름과,
   상기 베이스 필름 상부에 구비된 배향막과,
   상기 배향막 상부에 구비되며 PNLC(Polymer network LC)와 필라(Pillar)가 혼합된 PNLC 필라를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 편광판.
5. 제1항에 있어서, 상기 편광필름 상부에 TAC층(Tri Acetate Cellose)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 편광판.
6. 편광필름과 베이스 필름을 구비하는 단계;
   상기 베이스 필름 상부에 필라층을 형성하는 단계; 및
   상기 편광필름의 일면에 상기 필라층을 라미네이션(lamination)하는 단계를 포함하는 액정표시장치용 편광판 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 필라층을 형성하는 단계는,
   상기 베이스 필름 상부에 내부에 필라가 삽입된 레진막을 도포한 후 경화 처리하는 공정과,
   상기 필라가 삽입된 레진막을 Y축 방향으로 연신하여 필라층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 편광판 제조방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 필라층을 형성하는 단계는,
   베이스 필름 상부에 배향막을 형성하는 공정과,
   상기 배향막을 일정한 방향성을 갖도록 배향하는 공정과,
   상기 배향막 상부에 RM(Reactive Mesogen)과 필라(Pillar)를 합성하여 도포한 후 경화 처리하여 RM 방향으로 필라가 방향성을 갖는 RM 필라를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로하는 액정표시장치용 편광판 제조방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 필라층을 형성하는 단계는,
   베이스 필름 상부에 배향막을 형성하는 공정과,
   상기 배향막을 일정한 방향성을 갖도록 배향하는 공정과,
   상기 배향막 상부에 PNLC(Polymer network LC)와 필라(Pillar)가 혼합하여 도포한 후 경화 처리하여 PNLC 필라를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로하는 액정표시장치용 편광판 제조방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 PNLC 필라를 포함하는 필라층은,
    수평 전계 인가시에 Z축 수직 배향 상태에서 Y축 수평 배향 상태로 가변되며,
    수평 전계 비인가시에 Y축 수평 배향 상태에서 Z축 수직 배향 상태로 가변되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 편광판 제조방법.
11. 액정표시패널;
    상기 액정표시패널의 상부에 구비되는 제1 편광판; 및
    상기 액정표시패널의 하부에 구비되며, 편광필름과 필라층을 포함하는 제2 편광판을 포함하는 액정표시장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 필라층은
    베이스 필름과,
    상기 베이스 필름 상부에 구비되며 일축 연신된 필라(Pillar)가 포함된 레진막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 필라층은
    베이스 필름과,
    상기 베이스 필름 상부에 구비된 배향막과,
    상기 배향막 상부에 구비되며 RM(Reactive Mesogen)과 필라(Pillar)가 혼합된 RM 필라를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
14. 제11항에 있어서, 상기 필라층은
    베이스 필름과,
    상기 베이스 필름 상부에 구비된 배향막과,
    상기 배향막 상부에 구비되며 PNLC(Polymer network LC)와 필라(Pillar)가 혼합된 PNLC 필라를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
15. 제11항에 있어서, 상기 편광필름 상부에 TAC층(Tri Acetate Cellose)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.

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