KR100631753B1

KR100631753B1 - Optical film

Info

Publication number: KR100631753B1
Application number: KR1020040068331A
Authority: KR
Inventors: 최유진
Original assignee: 주식회사 수성케미칼
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2006-10-09
Also published as: KR20060019714A

Abstract

액정 표시 장치를 위한 광학 필름이 개시된다. 개시된 광학 필름은, 광학적 이방성을 갖는 화합물층을 포함하는 필름으로서 광학적 이방성을 갖는 화합물층은 다수의 레이어로 형성되고 각 레이어 간에 비틀림 각이 형성되어 비틀림 구조의 전체 피치가 4 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하며 폴리에스터, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 트리아세틸셀룰로오스(Tri acetyl cellulose) 중 한가지 이상으로 구성되는 투명고분자 필름 위에 형성됨을 특징으로 한다.An optical film for a liquid crystal display device is disclosed. The disclosed optical film is a film comprising a compound layer having optical anisotropy, wherein the compound layer having optical anisotropy is formed of a plurality of layers and a torsion angle is formed between each layer so that the overall pitch of the torsion structure is 4 μm or less, and , Polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (Polycarbonate), polyethersulfone (polyethersulfone), tri acetyl cellulose (Tri acetyl cellulose) is characterized in that it is formed on a transparent polymer film.

광학 위상차, 광학 이방성, 고분자 필름Optical Retardation, Optical Anisotropy, Polymer Film

Description

Optical film {OPTICAL FILM}

도 1은 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 광학 필름1 is an optical film for a liquid crystal display device according to the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

1 ; 첫번째 레이어의 광축 2 ; 두번째 레이어의 광축One ; Optical axis 2 of first layer; Optical axis of the second layer

3 ; 첫번째 레이어와 광축이 수직인 레이어3; The layer perpendicular to the first layer

본 발명은 액정 표시 장치용 광학 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LCD를 위한 위상차 필름에 관한 것이다.The present invention relates to an optical film for a liquid crystal display device, and more particularly, to a retardation film for an LCD.

최근 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD), 유기 발광(organic electro-luminescence) 표시 장치, 플라스마 표시 장치(plasma display panel; PDP) 등의 평면 표시 장치가 활발히 개발되고 있다.Recently, flat display devices such as liquid crystal displays (LCDs), organic electro-luminescence displays, and plasma display panels (PDPs) have been actively developed.

액정 표시 장치는 일반적으로 공통 전극과 색 필터(color filter) 등이 형성되어 있는 상부 기판과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판 사이에 액정 물질을 주입해 놓고 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 전계를 형성하여 액정 분자들의 배열을 변경시키고, 이를 통해 빛의 투과율 을 조절함으로써 화상을 표현하는 박막트랜지스터 액정 표시장치(TFT LCD)가 일반화되고 있다.In general, a liquid crystal display device injects a liquid crystal material between an upper substrate on which a common electrode, a color filter, and the like are formed, and a lower substrate on which a thin film transistor and a pixel electrode are formed. BACKGROUND ART A thin film transistor liquid crystal display (TFT LCD) that forms an electric field by applying a different potential to change an arrangement of liquid crystal molecules and thereby controls light transmittance to express an image has been generalized.

한편 소형 핸드폰용 등에는 저가의 STN(Super Twist Nematic) 방식이 널리 사용되어 왔다. 최근 소형 핸드폰용에서 시야각이 중요시 되어 광시야각 모드 TFT LCD가 채용되고 있다. 광시야각 모드 TFT LCD 중에서 수직 배향 모드 LCD(Verticla Alignment LCD) 방식은 높은 Contrast, 넓은 시야각 특성으로 주목을 받고 있다. 수직 배향 모드 LCD는 시야각 보상을 위해 Negative C 위상차 필름을 부착해야 한다. 종래에는 연신 방식의 Negative C 위상차 필름을 부착했으나 편광필름이 지닌 위상차 값까지는 보상을 못한다. 연신 타입보다 더 선명한 색상, 높은 콘트라스트를 표시할 수 있는 고분자 액정 방식의 위상차 필름이 필요한 추세이다. 액정과 같은 광학적 이방성 물질을 광학소자로 사용하기 위해서는 이를 일정한 방향으로 정렬하는 것이 필요하다. Meanwhile, low-cost STN (Super Twist Nematic) has been widely used in small cell phones. Recently, wide viewing angle mode TFT LCD has been adopted as the viewing angle is important for small cell phones. Among the wide viewing angle mode TFT LCDs, the vertical alignment mode LCD (Verticla Alignment LCD) method has attracted attention for its high contrast and wide viewing angle characteristics. Vertical Orientation Mode LCDs require the attachment of a negative C retardation film for viewing angle compensation. Conventionally, a stretched Negative C retardation film is attached, but it does not compensate until the retardation value of the polarizing film. There is a need for a polymer liquid crystal retardation film capable of displaying sharper colors and higher contrast than the stretching type. In order to use optically anisotropic materials such as liquid crystals as optical elements, it is necessary to align them in a certain direction.

종래의 정렬 방법은 대략 다음과 같은 것들이 알려진다. 러빙방법은 기판에 폴리이미드 등의 고분자 화합물을 도포하고, 이 표면을 벨벳이나 레이욘 등 섬유가 부착된 원통으로 문질러 고분자 표면을 처리한다. 증착법은 기판에 대하여 산화규소(SiO)를 경사방향으로 증착하여 표면을 처리하는데 진공 중에서 이루어지는 과정이다. 또한 기판에 광에 의해 분해 혹은 가교가 가능한 물질을 도포한 후 파장이 짧은 빛에 노출하여 광반응을 일으켜 표면을 처리하는 방법이 있다. 그 외에 가속된 이온들을 표면에 입사시켜 표면을 처리하는 경우도 있다. Conventional alignment methods are roughly as follows. In the rubbing method, a polymer compound such as polyimide is coated on a substrate, and the surface is rubbed with a cylinder with fibers such as velvet or rayon to treat the polymer surface. The deposition method is a process in which vacuum is applied to deposit a silicon oxide (SiO) in a diagonal direction with respect to a substrate to treat a surface. In addition, there is a method of treating a surface by applying a material that can be decomposed or crosslinked by light to a substrate and then exposed to light having a short wavelength to cause a photoreaction. In addition, accelerated ions may be incident on the surface to treat the surface.

그러나 상기 방법들을 구현할 경우 높은 열처리온도로 인해 필름에 적용하기 어려운 문제가 있다. However, when the above methods are implemented, there is a problem that is difficult to apply to the film due to the high heat treatment temperature.

출원번호 10-2003-7011012는 광경화성 액정 배향막에 액정성 화합물을 코팅하여 위상차 필름을 제조하는 방법에 대해 기술하고 있다. 이 방법은 배향막에 러빙처리를 하여 액정성 화합물을 정렬시키는 것으로 배향 스크래치 발생에 의해 수율이 저조할 위험이 높으며 고가의 장비가 소요된다.Application No. 10-2003-7011012 describes a method of manufacturing a retardation film by coating a liquid crystal compound on the photocurable liquid crystal alignment film. This method aligns the liquid crystalline compound by rubbing the alignment film, and there is a high risk of low yield due to the occurrence of alignment scratches, and requires expensive equipment.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 수직 배향 모드 LCD의 시야각 개선 효과가 큰 광학 위상차 필름의 구조 및 필름제조에 관한 것이다.종래의 발명이 시야각 개선의 한계와 제조의 어려움을 지니는데 비해 본 발명은 특성이 우수하면서도 제조 경비 및 수율 면에서 월등하게 우수하다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and relates to a structure and a film manufacturing of an optical retardation film having a large viewing angle improvement effect of a vertically aligned mode LCD. Compared to the difficulty, the present invention is superior in terms of characteristics and manufacturing cost and yield.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above technical problem,

폴리비닐, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리우레탄, 셀룰로오스, 폴리에스터이거나 이들의 공중합체인 열경화형 수지조성물을 광학적 이방성 물질의 정렬 혹은 고정용 재료로 사용하고 그 위에 이방성 화합물을 도포하고 경화하여, 광학적 이방성을 가진 것을 특징으로 하는 광학 필름을 제공한다.A thermosetting resin composition, which is polyvinyl, polycarbonate, polymethacrylate, polyurethane, cellulose, polyester, or a copolymer thereof, is used as a material for aligning or fixing optically anisotropic materials, and anisotropic compounds are applied and cured thereon, Provided are optical films having optical anisotropy.

본 발명에서는 열경화형 수지조성물의 용매로 에탄올, 클로로벤젠 (chlorobenzene), 아세톤(Acetone), 사이클로헥산 (Cyclohexane) 및 테트라히드로푸란(THF) 등이 사용된다. 여기에 0.5~20wt%의 농도로 용해시켜 투명한 베이스필름에 코팅하여 두께가 100Å ~ 0.2㎛인 막을 형성한다. 이 막을 80℃에서 10분간 열처리 한 후 표면처리를 한다. 이 위에 광학적 이방성을 지닌 화합물을 광개시제와 함께 용매에 녹여 코팅한 다음 60℃에서 10분간 열처리 한다. 이를 수은램프를 활용하여 경화시켜며 이 과정에서 전기장 또는 자기장을 필름 면 방향으로 걸거나 광학적 이방성을 지닌 화합물에 dichroic photoinitiator를 섞어서 편광된 자외선에 노출시켜서, 광학적 이방성 물질층의 첫번째 레이어와 두번째 레이어 사이의 비틀림각에 비해 첫번째 레이어에 광축이 수직한 레이어와 그 다음 레이어 사이의 비틀림각이 1.2배 이상이 되도록 하여, negative C 성분과 A성분을 가진 위상차 필름을 완성한다.이로써 negative C성분은 수직배향모드 LCD의 액정층의 리타데이션을 보상하며 A성분은 편광필름의 리타데이션을 보상하여 전체적인 시야각이 향상되게 한다. In the present invention, ethanol, chlorobenzene, acetone, cyclohexane, tetrahydrofuran (THF) and the like are used as a solvent of the thermosetting resin composition. It is dissolved in a concentration of 0.5 ~ 20wt% and coated on a transparent base film to form a film having a thickness of 100Å ~ 0.2㎛. The film is heat treated at 80 ° C. for 10 minutes and then surface treated. The optically anisotropic compound is dissolved in a solvent and coated with a photoinitiator, and then heat-treated at 60 ° C. for 10 minutes. It is cured using a mercury lamp, and in this process, an electric or magnetic field is placed in the direction of the film, or a dichroic photoinitiator is mixed with an optically anisotropic compound and exposed to polarized ultraviolet light. The phase difference film with negative C component and A component is completed by making the twist angle between the layer perpendicular to the first layer and the next layer more than 1.2 times compared to the torsion angle of. The retardation of the liquid crystal layer of the mode LCD is compensated for, and the A component compensates for the retardation of the polarizing film, thereby improving the overall viewing angle.

본 발명은 종래 발명이 지닌 원가 상승 문제 및 제조의 어려움 등을 완벽하게 극복할 수 있는 장점을 지닌다.The present invention has the advantage that can completely overcome the cost increase problem and manufacturing difficulties of the prior invention.

이하 본 발명의 실시예에 따른 광학 필름을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 광학 필름을 개략적으로 보이는 도면이다. Hereinafter, an optical film according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a view schematically showing an optical film according to a first embodiment of the present invention.

본 발명은 다수의 레이어로 형성되고 각 레이어 간에 비틀림 각이 형성되어 비틀림 구조의 전체 피치가 4 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광학적 이방성 물질층; 폴리에스터, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리에 테르설폰(polyethersulfone), 트리아세틸셀룰로오스(Tri acetyl cellulose) 중 한가지 이상으로 구성되는 투명 필름;을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치용 광학 필름을 제공한다. The present invention is an optically anisotropic material layer formed of a plurality of layers and the torsion angle is formed between each layer is characterized in that the overall pitch of the torsion structure is 4 ㎛ or less; Liquid crystal display comprising a; transparent film composed of one or more of polyester, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, polyethersulfone, tri acetyl cellulose Provided is an optical film for a device.

상기 광학적 이방성 물질층은 두께가 1~10㎛로 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the optically anisotropic material layer has a thickness of 1 to 10 µm.

상기 광학적 이방성 물질층은 첫번째 레이어(1)와 두번째 레이어(2) 간의 비틀림각에 비해서 첫번째 레이어(1)에 광축이 수직인 레이어(3)와 그 다음 레이어 간의 비틀림각이 1.2배 이상 되는 것이 바람직하다.The optically anisotropic material layer preferably has a twist angle between the first layer 1 and the second layer 2 at least 1.2 times the angle between the layer 3 and the next layer perpendicular to the first layer 1, as compared with the torsion angle between the first layer 1 and the second layer 2. Do.

이하 본 발명의 제조 방법 실시예를 설명한다. 고분자 정렬 층의 용매로는 에탄올, 클로로벤젠 (chlorobenzene), 아세톤(Acetone), 사이클로헥산 (Cyclohexane) 및 테트라히드로푸란(THF) 등이 사용된다. 여기에 0.5~20wt%의 농도로 용해시켜 상기 투명 필름(3)에 코팅하여 두께가 100Å ~ 0.2㎛인 막을 형성한다. 이 막을 80℃에서 10분간 열처리 한 후 표면처리를 한다. 표면 처리는 파장이 400nm 이하인 전자기파나 가속화된 이온에 노출시킴으로 이루어진다. 이 위에 광학적 이방성을 지닌 화합물과 꼬임 구조를 만드는 도판트(dopant)를 광개시제와 함께 용매에 녹여 코팅한 다음 60℃에서 10분간 열처리 한다. 이를 수은램프를 활용하여 경화시키는데 이 과정에서 전기장 또는 자기장을 필름 면 방향으로 걸어서 광학적 이방성 물질층의 첫번째 레이어와 두번째 레이어 사이의 꼬임각에 비해 첫번째 레이어에 광축이 수직한 레이어와 그 다음 레이어 사이의 꼬임각이 1.2배 이상이 되도록 하여 negative C 성분과 A성분을 동시에 지닌 위상차 필름을 완성한다. 또는, 광학적 이방성 물질층에 dichroic photoinitiator를 섞어서 편광된 자외선에 노출시킴으로써 negative C 성분과 A성분을 동시에 지닌 위상차 필름을 완성한다. 이로써 negative C성분은 수직배향모드 LCD의 액정층의 리타데이션을 보상하며 A성분은 편광필름의 리타데이션을 보상하여 전체적인 시야각이 향상되게 한다. Hereinafter, the production method examples of the present invention will be described. Ethanol, chlorobenzene, acetone, cyclohexane and tetrahydrofuran (THF) are used as the solvent of the polymer alignment layer. It is dissolved in a concentration of 0.5 ~ 20wt% here and coated on the transparent film 3 to form a film having a thickness of 100 ~ 0.2㎛. The film is heat treated at 80 ° C. for 10 minutes and then surface treated. Surface treatment consists of exposure to electromagnetic waves or accelerated ions whose wavelengths are below 400 nm. The optically anisotropic compound and a dopant for forming a twisted structure are dissolved and coated in a solvent with a photoinitiator, and then heat-treated at 60 ° C. for 10 minutes. It is cured using a mercury lamp. In this process, the electric or magnetic field is oriented in the direction of the film, so that the angle between the first and second layers of the optical layer is perpendicular to the twist angle between the first and second layers of the optically anisotropic material layer. The twist angle is 1.2 times or more to complete a retardation film having both negative C and A components. Alternatively, a dichroic photoinitiator is mixed with an optically anisotropic material layer and exposed to polarized ultraviolet rays to complete a retardation film having both negative C and A components. As a result, the negative C component compensates for the retardation of the liquid crystal layer of the vertical alignment mode LCD, and the A component compensates for the retardation of the polarizing film to improve the overall viewing angle.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다While many details are set forth in the foregoing description, they should be construed as illustrative of preferred embodiments, rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but should be determined by the technical spirit described in the claims.

상술한 바와 같이 본발명은 negative C성분과 A성분을 가짐으로 수직 배향 모드 LCD의 시야각을 효과적으로 보상하는 광학 위상차 필름 구조와 제조 방법에 관한 것이다.본 발명은 특성이 우수하면서도 제조 경비 및 수율 면에서 월등한 광학 필름을 제시한다.As described above, the present invention relates to an optical retardation film structure and a manufacturing method which have a negative C component and an A component to effectively compensate for a viewing angle of a vertically aligned mode LCD. Present superior optical film.

Claims

On a transparent film comprising at least one material selected from the group consisting of polyester, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, polyethersulfone, and tri acetyl cellulose,

An optically anisotropic material layer formed of a plurality of layers, having a torsion structure having a torsion angle formed therebetween, and having a pitch of 4 μm or less.

The laminated optical film for liquid crystal display devices.

The method of claim 1,

The thickness of the optically anisotropic material layer is in the range of 1 ~ 10㎛, the optical film for liquid crystal display device.

The method of claim 1,

And wherein the optically anisotropic material layer has a twist angle between a layer perpendicular to the first layer and a next layer more than 1.2 times compared to the twist angle between the first layer and the second layer.

Dissolving the optically anisotropic compound in a solvent with a photoinitiator and coating the same, followed by heat treatment;

Exposing the optically anisotropic compound layer to electromagnetic waves having a wavelength of 400 nm or less while walking an electric or magnetic field in the direction of the film plane;

Optical film manufacturing method for liquid crystal display devices characterized by including the.