KR100741232B1 - 광학 부재 및 액정 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원 편광판, 시야각 보상판, 및 굴절률 ND 20값이 1.485 이상인 접착층을 포함하며 상기 접착층을 통해 원 편광판과 시야각 보상판을 서로 적층시킨 광학 부재에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 광학 부재 하나 이상, 액정 셀, 및 굴절률 ND 20값이 1.485 이상인 접착층을 포함하며 상기 접착층을 통해 광학 부재를 액정 셀의 양면 중 적어도 한 면에 접착시킨 액정 표시장치에 관한 것이다.

Description

광학 부재 및 액정 표시장치{OPTICAL MEMBER AND LIQUID-CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 하나의 양태를 나타내는 단면도이다.
<도면 부호의 설명>
1: 원 편광판 11: 직선 편광판
12: 접착층 13: 1/4 파장판
2,4: 접착층 3: 시야각 보상판
5: 세퍼레이터
본 발명은 넓은 시야각에서 콘트라스트 또는 휘도와 같은 시인성이 우수한 액정 표시장치를 형성하는데 사용될 수 있는 광학 부재에 관한 것이다.
본 출원은 본원에 참고로 인용되는 일본 특허 출원 제 2001-116431 호에 기초한 것이다.
종래, 액정 표시를 이용한 대화면 TV 등에서는 상하 좌우 80°의 시야각 범위에서 10 이상의 높은 콘트라스트가 요구되었다. 이러한 요구사항을 고려하여, 멀티 도메인의 수직 배향(vertical alignment; VA) 모드와 같이 액정의 배향을 미소 도메인으로 분할하여 각 도메인에서 발생하는 위상차를 다른 도메인(화소)으로 보상함으로써 넓은 시야각에서 양호한 시인성을 성취하는 유형의 액정 패널에 있어서, 모노 도메인 유형과 비교되는 문제점인 멀티 도메인으로의 화소 분할에 의해 수득된 분할 부분에 따른 개구수의 저하로 인한 휘도 저하 문제를 해결하기 위해 원 편광판을 이용하는 방법이 제안되었다(참조: SID 2000 예고집[31,35.3(2000)902]). 그러나, 상기 방법에서는 흑색이 표시되는 경우 누출 광이 발생하여 콘트라스트가 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명에서는 원 편광판을 이용하여 원 편광 모드를 기준으로 한 화소 분할 표시 방법에서 콘트라스트의 저하를 방지함으로써, 넓은 시야각에서 콘트라스트 또는 휘도와 같은 시인성이 우수한 액정 표시장치를 형성할 수 있는 광학 부재를 제공하고자 한다.
본 발명에 따르면, 원 편광판, 시야각 보상판, 및 굴절률 ND 20값이 1.485 이상인 접착층을 포함하며 상기 접착층을 통해 원 편광판과 시야각 보상판을 서로 적층시킨 광학 부재가 제공된다. 본 발명에 따르면, 상기 광학 부재 하나 이상, 액정 셀, 및 굴절률 ND 20값이 1.485 이상인 접착층을 포함하며 상기 접착층을 통해 광학 부재를 액정 셀의 양면 중 적어도 한 면에 접착시킨 액정 표시장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 원 편광 모드에 의한 화소 분할 표시 방법으로 원 편광판을 적용하는 경우 콘트라스트의 저하를 방지함으로써, 넓은 시야각에서 콘트라스트 또는 휘도와 같은 시인성이 우수한 액정 표시장치를 형성시킬 수 있는 광학 부재를 수득할 수 있다. 이는 광학 부재의 계면 반사를 억제시킨다는 점에 근거한다. 즉, 본 발명자들은 종래기술의 문제점인 원 편광 모드에 의한 화소 분할 표시 방법에서 콘트라스트의 저하 문제를 극복하기 위해 예의 연구하였다. 그 결과, 하기와 같은 사실을 밝혀냈다: 상기 콘트라스트 저하 문제와 관련하여, 원 편광이 계면 반사되는 경우 180°의 위상 어긋남이 발생하여 회전 방향의 좌우가 역전된다. 이 때문에, 액정 표시 패널내에서 계면 반사된 원 편광의 일부가 예기치 않은 원 편광으로 전환된다. 그 결과, 상기 예기치 않은 원 편광이 흑색 표시시 누출 광으로 작용하여 콘트라스트가 저하된다.
따라서, 계면 반사로 인한 원 편광의 반전이 억제될 수 있는 광학 부재를 제공하여 멀티 도메인 배향에 기초된 원 편광 모드에 의한 화소 분할 표시 방법에서의 콘트라스트 저하를 극복함으로써, 넓은 시야각에서 콘트라스트가 양호한 표시를 성취할 수 있다. 또한, 넓은 시야각의 액정 표시에서, 사시 각도가 큰 표시 화면 에 대해 작은 각도에서도 화상의 시인이 가능하고, 현저한 계면 반사가 나타난다. 따라서, 계면 반사의 억제가 시인성의 향상에 크게 기여한다.
본 발명의 특징 및 이점은 첨부된 도면과 함께 기술된 바람직한 양태에 대한 하기 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.
본 발명에 따른 광학 부재는 원 편광판, 시야각 보상판, 및 굴절률 ND 20값이 1.485 이상인 접착층을 포함하며 상기 접착층을 통해 원 편광판과 시야각 보상판을 서로 적층시킨 것이다. 도 1은 상기 광학 부재의 예를 도시한다. 도 1에서, 도면 부호 1은 원 편광판, 2는 굴절률 ND 20값이 1.485 이상인 접착층, 3은 시야각 보상판을 나타낸다. 또한, 도 1에 도시된 원 편광판(1)은 굴절률 ND 20값이 1.485 이상인 접착층(12)을 통한 직선 편광판(11)과 1/4 파장판(13)의 적층체로 이루어진다. 도 1에서, 도면 부호 4는 또한 굴절률 ND 20값이 1.485 이상인 접착층을 나타낸다. 상기 접착층(4)은 다른 부재와의 접착을 위해 제공되며, 도 1에 도시된 바와 같이 일반적으로 세퍼레이터(5)로 임시 커버되어 실제 사용되기 전까지 보호될 수 있다.
원 편광판으로서 적합한 물질을 사용할 수 있으며, 이의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 상기 원 편광판의 예로는 도 1에 도시한 바와 같이 직선 편광판과 1/4 파장판의 적층체로 이루어진 원 편광판, 및 그랑쟝 텍스쳐(Grandjean texture)로 배향된 콜레스테릭 액정층으로 이루어진 원 편광판을 들 수 있다.
직선 편광판으로는, 예를 들어 다층 필름내 계면 반사를 통해 서로 수직으로 교차하는 진동면을 갖는 직선 편광의 반사광 성분 및 투과광 성분으로 입사광을 분리시키기 위해 박막의 적층체로 이루어진 다층 필름으로 구성된 직선 편광 분리 시트(예를 들어, 쓰리엠 캄파니(3M Company)에서 제조한 DBEF)와 같이 직선 편광을 투과시키는 반사형 편광판; 및 직선 편광은 투과하나 다른 광은 흡수할 수 있는 다른 적합한 물질을 들 수 있으며, 이의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는, 편광 필름, 또는 한 면 또는 양면이 투명 보호층으로 보호된 편광 필름을 직선 편광판으로서 사용할 수 있다. 이러한 편광 필름의 예로는, 요오드 및/또는 2색성 염료가 흡착되어 있는 연신된 친수성 중합체 필름, 예를 들어 폴리비닐 알콜 필름, 부분 포르말화 폴리비닐 알콜 필름 또는 부분 비누화 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 필름을 들 수 있다.
또한, 경우에 따라 편광 필름의 한 면 또는 양면에 제공된 투명 보호층은 적합한 중합체로 이루어질 수 있다. 특히, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성 및 수분 차폐성이 우수한 중합체로 이루어진 투명 보호층이 바람직하다. 투명 보호층은 중합체 용액의 도포 방법, 필름의 접착/적층 방법과 같은 적합한 방법에 의해 형성될 수 있다.
상기 중합체의 구체적인 예로는, 셀룰로스 중합체, 예를 들어 셀룰로스 디아세테이트 또는 셀룰로스 트리아세테이트; 폴리에스테르 중합체, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트; 아크릴성 중합체, 예를 들어 폴리카보네이트 중합체 또는 폴리메틸메타크릴레이트; 스티렌 중합체, 예를 들어 폴리스티렌 또는 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체; 올레핀 중합체, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 사이클로 또는 노르보넨 구조를 갖는 폴리올레핀 또는 에틸렌-프로필렌 공중합체; 및 아미드 중합체, 예를 들어 나일론 또는 방향족 폴리아미드를 들 수 있다.
또한, 상기 중합체의 예로는 이미드 중합체; 설폰 중합체; 폴리에테르-설폰 중합체; 폴리에테르-에테르-케톤 중합체; 폴리페닐렌 설파이드 중합체; 비닐 알콜 중합체; 알릴레이트 중합체; 폴리옥시메틸렌 중합체; 에폭시 중합체; 비닐 부티랄 중합체; 상기 중합체의 블렌드; 및 열 또는 자외선 조사에 의해 경화될 수 있는 중합체, 예를 들어 폴리에스테르 중합체, 아크릴성 중합체, 우레탄 중합체, 아미드 중합체, 실리콘 중합체 또는 에폭시 중합체를 들 수 있다. 특히, 일반적인 등급으로 평균 굴절률 ND 20값이 1.48인 셀룰로스 트리아세테이트 필름과 같이 등방성이 우수한 물질을 중합체로서 바람직하게 사용할 수 있다.
직선 편광을 원 편광으로 전환하기 위한 1/4 파장판으로서 적합한 물질을 사용할 수 있다. 이러한 물질의 예로는 임의의 유형의 중합체의 연신 필름으로 이루어진 복굴절성 필름; 액정 중합체의 배향 필름, 예를 들어 디스코틱 또는 네마틱 액정 중합체; 및 상기 배향 액정층을 투명 기재상에 지지한 것을 들 수 있다. 상기 복굴절성 필름을 형성하는 중합체는 상기 투명 보호층의 설명에서 적합한 것으로 예시한 물질일 수 있다. 연신 필름은 일축 또는 이축 연신법과 같은 적합한 방법에 의해 처리된 필름일 수 있다. 1/4 파장판은 복굴절성 필름에 접착된 열수축 성 필름의 존재하에 수축력 및/또는 신장력을 제공하는 방법과 같은 적합한 방법에 의해 필름의 두께방향 굴절률이 제어된 복굴절성 필름일 수 있다.
1/4 파장판은 위상차와 같은 광학 특성을 제어할 목적으로 2층 이상의 위상차층을 적층한 것일 수 있다. 또한, 550nm 파장의 광과 같은 단색광에 대해 1/4 파장판으로서 기능하는 위상차층과, 다른 위상차 특성을 나타내는 위상차층, 예를 들어 1/2 파장판으로서 기능하는 위상차층을 중첩하는 방법이 이용될 수 있다. 이 경우, 생성된 판은 가시광 영역과 같은 넓은 파장 범위에서 1/4 파장판으로서 기능할 수 있다.
그랑쟝 텍스쳐로 배향된 콜레스테릭 액정층으로 이루어진 원 편광판으로서, 자연광을 입사시키는 경우 좌우 한쪽의 원 편광은 반사시키나 다른 한쪽 광은 투과시키는 특성을 나타내는 적합한 물질이 사용될 수 있으며, 이의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 상기 콜레스테릭 액정층은 그랑쟝 텍스쳐로 배향된 나선형 피치(pitch)가 상이하여 따라서 반사광의 파장이 상이한 2층 이상이 조합되어 서로 중첩된 배치 구조를 가질 수 있다. 이러한 중첩에 의해 가시광 영역과 같이 넓은 파장 범위에서 원 편광을 반사할 수 있는 원 편광판을 수득할 수 있다. 따라서, 넓은 파장 범위에서 투과된 원 편광을 수득할 수 있다.
콜레스테릭 액정층으로 이루어진 원 편광판은 액정 중합체 필름으로서 수득될 수 있다. 일반적으로는, 상기 원 편광판은 러빙(rubbing) 처리에 의한 배향막을 통해 그랑쟝 텍스쳐로 배향되도록 투명 기재상에 형성된 액정 중합체층을 갖는 투명 기재로서 수득될 수 있다. 또한, 중첩된 콜레스테릭 액정층은 겹칠 방법에 의해 형성될 수 있다. 또한, 상기 투명 기재로서, 상기 투명 보호층의 설명에서 예시한 중합체중 임의의 적합한 것을 사용할 수 있다.
시야각 보상판으로서, 상기 1/4 파장판에서 예시한 물질중 임의의 것으로 이루어지며, 적용 대상으로서 액정 셀에 따라 적절한 위상차를 나타내는 적합한 판을 사용할 수 있다. 보상 효과의 관점에서 바람직하게 사용될 수 있는 시야각 보상판은 550nm 파장의 광을 기준으로 정면 위상차가 100nm 이하이고 두께방향 위상차가 50nm 이상인 판이다. 또한, 상기 정면 위상차는 하기 수학식 1로 정의되고, 두께방향 위상차는 하기 수학식 2로 정의된다:
Figure 112002011204891-pat00001
Figure 112002011204891-pat00002
상기 식에서,
nx 및 ny는 면내의 굴절률이고,
nz는 두께방향의 굴절률이며,
d는 시야각 보상판의 두께이다.
원 편광판 및 시야각 보상판은 굴절률 ND 20값이 1.485 이상인 접착층을 통해 서로 적층된다. 따라서, 계면 반사가 억제될 수 있다. 특히, 직선 편광판의 투명 보호층으로서 셀룰로스 트리아세테이트가 종종 사용된다는 점을 고려하여, 굴절률 ND 20값이 1.485 이상이고 시야각 보상판 및 1/4 파장판보다 작은 굴절률, 특히 적층되는 물질들의 굴절률 값의 중간값에 해당하는 굴절률을 갖는 접착층을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, "ND 20"은 나트륨 선의 D-선 파장(589.3nm)을 갖는 광에 대하여 20℃의 온도에서 측정한 굴절률을 의미한다.
따라서, 직선 편광판과 1/4 파장판을 적층하여 원 편광판을 형성하는 경우 또는 2층 이상의 위상차층을 적층하여 1/4 파장판을 형성하는 경우, 적층은 전술한 바와 같은 굴절률을 갖는 접착층을 통해 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 시야각 보상판 또는 1/4 파장판의 형성에 자주 사용되는 접착층의 평균 굴절률 ND 20값은 일반적인 등급을 기준으로 하여 폴리카보네이트의 경우 1.585이고, 폴리알릴레이트의 경우 1.603, 폴리설폰의 경우 1.633, 노르보넨 수지의 경우 1.513, 액정 중합체의 경우 1.650 및 중합된 액정의 경우 1.570이다.
광학 부재를 형성하는 소재는 광학축의 어긋남 방지에 의한 품질의 안정화 및 액정 표시장치의 조립 효율의 향상 면에서 접착층을 통해 적층/일체화되는 것이 바람하다. 접착층은 상기 굴절률을 만족하는 적합한 접착제로 이루어질 수 있고, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 또한, 상기 접착제의 예로는 열경화성 접착제, 에너지선 경화성 접착제, 핫 멜트 접착제, 2액 혼합식 반응성 접착제 및 점착성 접착제를 들 수 있다. 가시광 영역(380nm 내지 720nm)의 광에 대한 투과율이 우수하고, 특히 시감 투과율이 80% 이상, 더욱 특히 90% 이상인 접착제가 바람직하 다. 또한, 착색 방지 면에서 특정 파장광에 대해 흡수성을 나타내지 않는 접착제가 바람직하다.
또한, 접착 작업의 간편성 면에서는 실온에서도 점탄성을 나타내는 접착층이 바람직하게 사용될 수 있다. 이러한 접착층을 형성하는 점착성화제로는, 예를 들어 아크릴성 중합체, 실리콘 중합체, 폴리에스테르 중합체, 폴리우레탄 중합체, 폴리에테르 중합체 또는 고무 중합체와 같은 적합한 중합체를 베이스 중합체로 함유하는 물질을 사용할 수 있다. 소재의 광학 특성이 열화되는 것을 방지하는 관점에서 고온 경화 공정 또는 고온 건조 공정을 요구하지 않고, 장시간의 경화 공정 또는 장시간의 건조 공정을 요구하지 않는 물질이 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 가열 및 가습 조건하에서 들뜸 또는 박리와 같은 분리 문제를 발생시키지 않는 것이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기와 같은 관점에서 바람직하게 사용할 수 있는 물질은 유리전이온도가 20℃ 이하인 접착층이다. 예를 들어, 접착층은 하기와 같은 아크릴성 점착성화제로 형성될 수 있다. 메틸 라디칼, 에틸 라디칼 또는 부틸 라디칼과 같은 탄소수 20 이하의 알킬 라디칼을 함유하는 (메트)아크릴산 알킬 에스테르, 및 (메트)아크릴산 또는 하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트와 같은 개질 성분으로 이루어진 아크릴성 단량체를, 20℃ 이하의 유리전이온도를 수득하기 위해 조합하여 공중합시킨다. 따라서, 중량평균분자량이 100,000 이상인 아크릴성 중합체가 형성된다. 상기 아크릴성 중합체를 베이스 중합체로 사용하여 아크릴성 점착성화제를 제조한다. 아크릴성 점착성화제는 또한 투명성, 내후성 및 내열성이 우수한 이점을 갖고 있다.
또한, 상기 단량체로부터 형성된 아크릴성 중합체는 일반적으로 굴절률이 약 1.47이다. 따라서, 스티렌과 같은 페닐 라디칼 함유 단량체의 공중합에 의해 아크릴성 중합체를 수득하는 방법, 또는 방향족 고리 함유 점착성화제 수지 또는 고굴절률의 금속 또는 금속 산화물의 초미립자를 상기 접착층과 혼합하는 방법과 같은 적합한 방법에 의해 굴절률을 개선시킬 수 있다. 따라서, 굴절률을 만족하는 아크릴성 접착층이 형성될 수 있다.
접착층을 원 편광판, 시야각 보상판, 1/4 파장판 등에 부착시키는 것은 적합한 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 이러한 방법의 예로는 톨루엔 또는 에틸 아세테이트와 같은 적합한 단독 용매 또는 혼합 용매에 점착성화제 성분을 용해 또는 분산시켜 제조한 약 10 내지 40중량%의 점착성화제 용액을, 캐스팅법 또는 코팅법과 같은 적합한 스프레딩(spreading)법에 의해 소재상에 직접 부착시키는 방법; 및 전술한 바와 동일한 방식으로 세퍼레이터상에 형성된 접착층을 소재상에 전달시키는 방법을 들 수 있다. 제공되는 접착층은 조성 또는 종류가 상이한 층들의 적층체일 수 있다.
접착층의 두께는 접착력에 따라 적절히 결정될 수 있다. 일반적으로는, 1 내지 500㎛, 특히 3 내지 100㎛, 더욱 특히 5 내지 50㎛의 범위로부터 선택된다. 접착층은 경우에 따라 적합한 첨가제, 예를 들어 천연 또는 합성 수지, 유리 섬유, 유리 비드(beads), 금속 분말 및 기타 무기 분말로 이루어진 충전제, 안료, 착색제 및 산화 방지제를 함유할 수 있다. 또한, 접착층은 투명 입자를 함유하여 광 확산 특성을 나타내는 접착층으로서 형성될 수 있다. 상기 투명 입자의 예는 무기 입자 및 유기 입자를 포함한다. 무기 입자는 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화주석, 산화인듐, 산화카드뮴, 산화안티몬 등으로 이루어지며, 도전성일 수 있다. 유기 입자는 가교 또는 가교되지 않은 중합체 등으로 이루어진다. 상기 무기 입자 및 유기 입자로부터 적절히 선택된 하나의 요소 또는 둘 이상의 요소의 조합물을 투명 입자로서 사용할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 접착층(4), 특히 접착층은 광학 부재와 액정 셀과 같은 다른 부재와의 접착을 목적으로 경우에 따라 광학 부재의 외표면의 한 면 또는 양면에 제공될 수 있다. 상기 접착층의 굴절률 ND 20값은 계면 반사 억제의 관점에서 전술한 바에 따라 1.485 이상이 바람직하다. 상기 접착층의 표면이 노출되는 경우, 접착층의 표면은 실용에 제공될 때까지 오염 방지될 수 있도록 세퍼레이터(5)로 임시 커버될 수 있다. 또한, 광학 부재 형성 소재의 표면이 노출되는 경우, 상기 노출 표면을 표면 보호 필름으로 접착 커버하여 흠집이 나지 않도록 보호할 수 있다.
광학 부재는 관련 분야에 따라 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 특히, 멀티 도메인 배향에 의해 화소 분할하여 원 편광 모드로 표시하는 유형의 액정 표시장치를 형성하는데 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 액정 표시장치는, 예를 들어 광학 부재를 액정셀의 한 면 또는 양면에 배치하는 방식에 의해 형성될 수 있다. 이 경우, 광학 부재는 계면 반사의 억제 관점에서 전술한 바에 따라 굴절률 ND 20값이 1.485 이상인 접착층을 통해 액정 셀에 접착되는 것이 바람직하다.
상기에 있어서, 광학 부재가 액정 셀의 시인측에 제공되는 경우, 광학 부재는 표면에 눈부심 방지층 또는 반사 방지층을 갖는 광학 부재로서 제공될 수 있다. 눈부심 방지층은 표면에 의해 반사되는 외광을 산란시키도록 제공된다. 또한, 반사 방지층은 외광의 표면 반사를 억제하도록 제공된다. 즉, 눈부심 방지층 및 반사 방지층은 표면 반사광이 번쩍이고 표시장치를 통한 투과광의 시인을 방해하는 것을 방지할 목적으로 제공된다. 따라서, 눈부심 방지층과 반사 방지층은 모두 표면 반사광에 의한 시인 저해 방지능을 더욱 향상시킬 목적으로 제공될 수 있다.
눈부심 방지층 또는 반사 방지층은 특별히 제한되지 않고 상기 기능을 나타내는 적합한 층으로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 눈부심 방지층은 광을 산란 및 반사할 수 있는 미세 요철구조로서 형성될 수 있다. 또한, 반사 방지층은 진공증착법, 이온 플레이팅법 또는 스퍼터링법 등의 증착법 또는 도금법, 또는 졸-겔법 등의 적당한 코팅법에 의해 형성될 수 있다. 즉, 반사 방지층은 굴절률이 상이한 무기 산화물의 다층 코팅막 또는 불소 화합물과 같은 저굴절 물질의 코팅막으로 이루어진 간섭막으로서 형성될 수 있다.
또한, 액정 표시장치의 형성에 있어서 광학 부재는 원 편광이 시야각 보상판을 통해 액정 셀에 입사되도록 배치된다. 따라서, 광학 부재에서 시야각 보상판은 원 편광판보다 액정셀에 더욱 가까이 배치된다. 또한, 원 편광판이 직선 편광판과 1/4 파장판의 조합체로 이루어진 경우, 광학 부재는 도 1에 도시한 바와 같이 1/4 파장판(13)이 직선 편광판(11)과 시야각 보상판(3) 사이에 위치하는 구조로 제공될 수 있다.
실시예
실시예 1
요오드 흡착된 폴리비닐 알콜로 이루어진 편광 필름의 양면을 굴절률(ND 20, 이하 동일)이 1.485인 셀룰로스 트리아세테이트 필름으로 접착 보호하여 직선 편광판(단일체 투과율 43%, 편광도 99.5%)을 형성시켰다. 상기 직선 편광판의 한 면에, 굴절률이 1.513인 노르보넨 수지의 일축 연신 필름으로 이루어진 1/4 파장판(정면 위상차 140nm, 550nm의 파장광에 의함, 이하 동일)을 굴절률이 1.506인 접착층을 통해 접착 적층하여 원 편광판을 수득하였다. 상기 원 편광판의 1/4 파장판측에, 전술한 노르보넨 수지의 이축 연신 필름으로 이루어진 시야각 보상판(정면위상차 0nm, 두께 방향 위상차 100nm)을 상기와 동일한 접착층을 통해 접착 적층하여 광학 부재를 수득하였다.
또한, 상기 접착층을 다음과 같이 형성시켰다. 부틸 아크릴레이트 76중량부와 아크릴산 4중량부를 공중합시켜 중량평균분자량이 약 700,000인 아크릴성 중합 체를 제조하였다. 상기 아크릴성 중합체 100중량부, 크실렌 점착성화제(파인 크리스탈(PINE CRYSTAL) KE-100, 아라카와 케미칼 인더스트리즈 리미티드(Arakawa Chemical Industries, Ltd.)) 20중량부 및 이소시아네이트 가교제(코로네이트 (coronate) L, 닛폰 폴리우레탄 인더스트리 캄파니 리미티드(Nippon Polyurethane Industry Co. Ltd.)) 0.06중량부를 톨루엔에 용해시켜 13중량%의 코팅 용액을 제조 하였다. 상기 코팅 용액을 윤활처리한 폴리에스테르 필름상에 도포기를 이용하여 도포하고, 130℃에서 3분간 건조시켜 두께 20㎛의 접착층을 형성시켰다. 접착층을 예비결정된 면에 전달하였다.
실시예 2
하기와 같은 방법에 의해, (A) 650 내지 750nm, (B) 550 내지 650nm, (C) 450 내지 550nm 및 (D) 350 내지 450nm의 파장 영역에서 오른쪽 원 편광을 경면반사(mirror-reflecting)하는 4종의 콜레스테릭 액정 중합체층을 수득하였다: 복굴절을 나타내지 않는 두께 50㎛의 셀룰로스 트리아세테이트 필름(굴절률 1.485)상에 두께 0.1㎛의 폴리비닐 알콜층을 제공하여 레이온 천으로 러빙 처리함으로써 배향막을 형성시켰다. 상기 배향막상에 아크릴성 서모트로픽(thermotropic) 콜레스테릭 액정 중합체의 20중량% 테트라하이드로푸란 용액을 와이어 바를 사용하여 도포하고 건조시켰다. 이어서, 150±2℃에서 5분간 가열하여 배향처리한 후 실온에 방치하여 냉각시켰다. 그 결과, 그랑쟝 조직으로 배향한 두께 1.5㎛의 콜레스테릭 액정 중합체층이 형성되었다.
이어서, 상기 콜레스테릭 액정 중합체층 (A)와 (B)를 이들의 액정면끼리 서로 밀착시켜 150±2℃에서 2분간 가열압착처리하였다. 이어서, 상기 액정층 (B)측의 셀룰로스 트리아세테이트 필름을 박리하였다. 상기 조합된 층의 액정 중합체층 (B)의 노출면과 상기 콜레스테릭 액정 중합체층 (C)를 이들의 액정면끼리 밀착시켜 150±2℃에서 2분간 가열압착처리하였다. 이어서, 상기 조합된 층과 콜레스테릭 액정 중합체층 (D)를 전술한 바와 동일한 방식으로 가열압착처리하였다. 두께 방 향으로 나선 피치가 변화하고 파장 영역 400 내지 700nm에서 원 편광 2색성을 나타내는 콜레스테릭 액정층을 갖는 원 편광판을 수득하였다. 사용된 액정 중합체의 평균 굴절률은 1.575이었다. 이어서, 실시예 1과 동일한 방식으로 상기 원 편광판과 시야각 보상판을 접착층을 통해 접착 적층하였다. 따라서 광학 부재를 수득하였다. 또한, 상기 접착층은 크실렌 점착성화제를 40중량부 사용함으로써 굴절률이 1.532인 층으로서 제공되었다.
비교예 1
직선 편광판과 1/4 파장판의 접착 적층을 점착성화제를 첨가하지 않고서 굴절률이 1.467인 접착층을 통해 실시한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방식으로 광학 부재를 수득하였다.
비교예 2
직선 편광판과 1/4 파장판, 및 1/4 파장판과 시야각 보상판의 접착 적층을 점착성화제를 첨가하지 않고서 굴절률이 1.467인 접착층을 통해 실시한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방식으로 광학 부재를 수득하였다.
비교예 3
콜레스테릭 액정 원 편광판과 시야각 보상판의 접착 적층을 점착성화제를 첨가하지 않고서 굴절률이 1.467인 접착층을 통해 실시한 것 이외에는 실시예 2와 동일한 방식으로 광학 부재를 수득하였다.
평가 시험
실시예 1 및 2, 및 비교예 1 내지 3에서 수득한 광학 부재를 시판중인 멀티 도메인 유형의 VA 액정표시패널의 백라이트측 및 시인측 각각의 편광판을 대신하여 사용하였다. 상기 광학 부재를 실시예 1에서 사용한 접착층을 통해 표시 패널의 양면에 접착하여 액정 표시장치를 형성시켰다. 상기 액정 표시장치의 휘도와 콘트라스트를 육안으로 평가하였다.
상기 평가 결과, 휘도에 대해서는 실시예 2 > 비교예 3 > 실시예 1 > 비교예 1 > 비교예 2의 순으로 나타났다. 또한, 콘트라스트에 대해서는 실시예 1 > 비교예 1 > 비교예 2 > 실시예 2 > 비교예 3의 순으로 나타났다.
상기 콘트라스트 평가에 있어서, 콜레스테릭 액정 원 편광판을 사용한 패널에서는, 콜레스테릭 액정층에서 원 편광의 이용이 충분하지 않기 때문에 콘트라스트가 낮았다. 그러나, 반사된 원 편광을 백라이트측에 되돌려서 재이용하는 경우, 매우 밝은 표시가 되어 시인성이 향상되었다.
실시예와 비교예를 비교해 보면, 적절한 굴절률을 갖는 접착층을 통해 각각 적층되는 경우, 콘트라스트가 높게 유지됨을 알 수 있다. 또한, 계면 반사로 인한 광 손실의 경감으로 휘도가 약간 향상되었다. 콘트라스트에 대해서는 보다 작은 각도로부터 시인하는 경우 이러한 경향이 현저하게 나타났다.

Claims (7)

  1. 원 편광판;
    시야각 보상판; 및
    1.485 이상이고 시야각 보상판보다 작은 굴절률 ND 20값을 갖는 접착층을 포함하며,
    상기 접착층을 통해 원 편광판과 시야각 보상판을 서로 적층시킨
    광학 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    원 편광판이 직선 편광판과 1/4 파장판의 적층체, 또는 그랑쟝 텍스쳐(Grandjean texture)로 배향된 콜레스테릭 액정층으로 이루어진 것인 광학 부재.
  3. 제 2 항에 있어서,
    원 편광판을 구성하는 직선 편광판과 1/4 파장판이, 1.485 이상이고 시야각 보상판 및 1/4 파장판보다 작은 굴절률 ND 20값을 갖는 접착층을 통해 서로 적층되는 광학 부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    시야각 보상판이, 550nm 파장의 광을 기준으로, 100nm 이하의 정면 위상차 및 50nm 이상의 두께방향 위상차를 갖는 광학 부재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    양 외표면 중 적어도 한 면에 배치되며 1.485 이상이고 시야각 보상판보다 작은 굴절률 ND 20값을 갖는 하나 이상의 접착층을 추가로 포함하는 광학 부재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    접착층이 20℃ 이하의 유리전이온도를 갖는 접착층으로 이루어진 것인 광학 부재.
  7. 제 1 항에 따른 광학 부재 하나 이상;
    액정 셀; 및
    1.485 이상이고 시야각 보상판보다 작은 굴절률 ND 20값을 갖는 접착층을 포함하며,
    상기 접착층을 통해 광학 부재를 액정 셀의 양면 중 적어도 한 면에 접착시킨
    액정 표시장치.
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