KR101358662B1 - 3ｄ 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더의 제조방법 - Google Patents

3ｄ 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (1) TAC(Triacetyl Cellulose)계 필름 기판에 배향막을 도포한 후, 건조하는 제1단계; (2) 상기 배향막이 도포된 TAC계 필름이 패턴별로 90°를 이루도록 선편광 1차 노광 후, 선편광 2차 노광하는 제2단계; 및 (3) 상기 노광된 배향막 위에 반응성 액정을 도포 및 건조한 후, 경화하는 제3단계; 를 포함하는 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더(FPR, Film-Type Patterned Retarder)의 제조방법에 관한 것이다.
바람직하게는 상기 제3단계의 반응성 액정은 모노아크릴레이트(Monoacrylate):디아크릴레이트(Diacrylate)가 40~20:60~80(질량비)가 되도록 혼합하여 톨루엔(Toluene)에 30wt%로 용해시킨 킨 것임을 특징으로 할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 원리에 따라 반응성 액정의 질량비는 monoacrylate type : diacrylate type = 100~0 : 0~100 내에서 충분히 변경하여 적용이 가능하다.
본 발명에 의하면 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더에 있어, Diacrylate type 반응성 액정 함량 조절 등을 통해 고온, 다습한 환경 하에서 FPR 제품의 액정층의 위상차가 유지된다는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Description

3Ｄ 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더의 제조방법{The method of Film Type Patterned Retarder for 3D display}
본 발명은 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더(FPR, Film-Type Patterned Retarder)의 제조방법에 관한 기술로서, 보다 상세하게는 (1) TAC(Triacetyl Cellulose)계 필름 기판에 배향막을 도포한 후, 건조하는 제1단계; (2) 상기 배향막이 도포된 TAC계 필름이 패턴별로 90°를 이루도록 선편광 1차 노광 후, 선편광 2차 노광하는 제2단계; 및 (3) 상기 노광된 배향막 위에 반응성 액정을 도포 및 건조한 후, 경화하는 제3단계; 를 포함하는 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더의 제조방법에 관한 기술이다.
3D Display란 Display의 좌우 영상을 영상분리 장치로 분리하여 입체감을 생성해주는 Display를 말한다. 나아가 FPR(Film Type Patterned Retarder)이라 함은 3D용 영상분리 필름재료로서 Display 영상을 필름의 위상차를 이용하여 분리하게 된다.
아래의 그림은 3D 디스플레이의 편광안경방식의 구현원리를 본 발명의 배경기술로서 개략적으로 나타낸 것이다.
Figure 112011102393734-pat00001

아래의 그림은 3D 디스플레이의 편광안경방식의 구현원리를 FPR과의 구체적 관계에서 개략적으로 나타낸 것이다.
Figure 112011102393734-pat00002

일반적으로 FPR (Film Type Patterned Retarder)는 수십~수백㎛ Pitch 패턴으로 배향된 액정층을 통해 좌원편광과 우원편광으로 영상을 분리, 편광안경을 통해 입체영상을 구현한다.
필름 타입의 패턴 리타더는 필름상에 배향막을 도포한 후 각 패턴축의 사이각이 90°가 되게 패턴 배향력을 형성하고 이에 따라 액정을 배향 시켜 125nm 위상차의 액정층으로 제조한다. 액정층은 액정 코팅 조성물을 배향막상에 코팅 후 건조, 경화(가교)하여 형성한다. 액정 코팅 조성물은 일반적으로 반응성 액정, 용매, 개시제등을 포함한다. Diacrylate type 반응성 액정의 낮은 함량에 따른 낮은 경화(가교)도는 고온, 고습 환경에서 액정층의 위상차 감소로 이어져 3D 디스플레이의 영상품질에 영향을 미친다. 하지만 Diacrylate type 반응성 액정 함량이 무한 증가하면 액정 코팅 용액의 안정성이 낮아져 석출이 발생한다. 고온, 고습환경에서 FPR 제품의 위상차 유지 신뢰성을 확보하기 위해 적절한 Diacrylate type 반응성 액정 조성이 바람직하다.
다음으로 본 발명과 관련된 특허문헌을 기재한다. 첫째, 출원번호 10-2008-0077803 이 존재한다. 이 발명은 이색성 염료가 포함된 편광필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리머 재료에 내열성을 가진 이색성 염료에서 적어도 4개 이상의 염료가 선택된 이색성 염료가 첨가되는데, 상기 폴리머 재료로는 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 시클로올레핀코폴리머(COC), 시클로올레핀폴리머(COP), 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에테르이미드(PEI)로 이루어진 군에서 1이상 선택된 이색성 염료가 포함된 편광필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로 본 발명이 목적으로 제시한 낮은 수분흡수율과 높은 열적안정성 확보를 기술적 본질로 하고 있지 않는바, 본 발명의 차별성이 인정된다고 할 것이다.
둘째, 출원번호 10-2009-0086886 이 존재한다. 이 발명은 과산화물 또는 퍼옥소 화합물을 포함하는 사이클로올레핀폴리머(COP) 필름용 개질 조성물 및 이를 이용한 사이클로올레핀폴리머 필름의 개질 방법에 관한 것으로, 사이클로 올레핀폴리머 필름 표면에 하이드록시기(-OH)를 도입함으로써 사이클로올레핀폴리머 필름을 친수성으로 개질하여, 후속적으로 상기 필름을 수계 접착제를 사용하여 편광소자에 부착하는 경우 사이클로올레핀폴리머 필름과 편광소자에 향상된 접착력을 부여할 수 있다는 내용으로 본 발명과 기술적 구성이 상이하다.
FPR의 액정 코팅 조성물은 일반적으로 반응성 액정, 용매, 개시제등을 포함한다. Diacrylate type 반응성 액정의 낮은 함량에 따른 낮은 경화(가교)도는 고온, 고습 환경에서 액정층의 위상차 감소로 이어져 3D 디스플레이의 영상품질에 영향을 미친다. 하지만 Diacrylate type 반응성 액정 함량이 무한 증가하면 액정 코팅 용액의 안정성이 낮아져 석출이 발생한다. 저온, 장시간 보관에도 액정 코팅 용액의 안정성이 확보되며, 고온, 고습 환경에서 FPR 제품의 액정층의 위상차 유지되는 Diacrylate type 반응성 액정 함량의 조성물을 사용하는 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하게 위해 본 발명에서는 (1) TAC(Triacetyl Cellulose)계 필름 기판에 배향막을 도포한 후, 건조하는 제1단계; (2) 상기 배향막이 도포된 TAC계 필름이 패턴별로 90°를 이루도록 선편광 1차 노광 후, 선편광 2차 노광하는 제2단계; 및 (3) 상기 노광된 배향막 위에 반응성 액정을 도포 및 건조한 후, 경화하는 제3단계; 를 포함하는 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더(FPR, Film-Type Patterned Retarder)의 제조방법을 제공한다.
바람직하게는 상기 제1단계의 배향막 도포는 배향액을 300~400W·min/m2의 에너지로 코로나 처리하여 도포하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제1단계의 건조는 90~110℃에서 90~150sec간 열풍건조하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제1단계에서 도포된 배향막의 두께는 0.1~0.2㎛인 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제2단계의 선편광 1차 노광은 12~18mW 노광 램프로 편광된 자외선을 조사하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제2단계의 선편광 2차 노광은 Mask를 적용하여 편광된 자외선을 조사하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제3단계의 반응성 액정은 모노아크릴레이트(Monoacrylate):디아크릴레이트(Diacrylate)가 40~20:60~80(질량비)가 되도록 혼합하여 톨루엔(Toluene)에 30wt%로 용해시킨 것임을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제3단계의 도포는 0.8~1㎛ 두께로 도포한 것임을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제3단계의 건조는 50~70℃에서 50~70sec간 열풍건조하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제3단계의 경화는 λ/4 패턴 위상차를 가지도록 50~70mW 경화 램프로 경화한 것임을 특징으로 할 수있다.
또한 본 발명에서는 상기 방법 중 선택된 어느 하나의 방법에 의해 제조한 3D 디스플레이용 FPR을 제공한다.
본 발명에 의하면 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더에 있어, Diacrylate type 반응성 액정 함량 조절 등을 통해 고온, 다습한 환경 하에서 FPR 제품의 액정층의 위상차가 유지된다는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 개략도에 관한 것이다.
본 발명은 (1) TAC(Triacetyl Cellulose)계 필름 기판에 배향막을 도포한 후, 건조하는 제1단계; (2) 상기 배향막이 도포된 TAC계 필름이 패턴별로 90°를 이루도록 선편광 1차 노광 후, 선편광 2차 노광하는 제2단계; 및 (3) 상기 노광된 배향막 위에 반응성 액정을 도포 및 건조한 후, 경화하는 제3단계; 를 포함하는 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더(FPR, Film-Type Patterned Retarder)의 제조방법에 관한 것이다.
바람직하게는 상기 제1단계의 배향막 도포는 배향액을 300~400W·min/m2의 에너지로 코로나 처리하여 도포하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제1단계의 건조는 90~110℃에서 90~150sec간 열풍건조하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제1단계에서 도포된 배향막의 두께는 0.1~0.2㎛인 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제2단계의 선편광 1차 노광은 12~18mW 노광 램프로 편광된 자외선을 조사하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제2단계의 선편광 2차 노광은 Mask를 적용하여 편광된 자외선을 조사하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제3단계의 반응성 액정은 모노아크릴레이트(Monoacrylate):디아크릴레이트(Diacrylate)가 40~20:60~80(질량비)가 되도록 혼합하여 톨루엔(Toluene)에 30wt%로 용해시킨 것임을 특징으로 할 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 원리에 따라 반응성 액정의 질량비는 monoacrylate type : diacrylate type = 100~0 : 0~100 내에서 충분히 변경하여 적용이 가능하다.
바람직하게는 상기 제3단계의 도포는 0.8~1㎛ 두께로 도포한 것임을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제3단계의 건조는 50~70℃에서 50~70sec간 열풍건조하는 것임을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는 상기 제3단계의 경화는 λ/4 패턴 위상차를 가지도록 50~70mW 경화 램프로 경화한 것임을 특징으로 할 수있다.
또한 본 발명은 상기 방법 중 선택된 어느 하나의 방법에 의해 제조한 3D 디스플레이용 FPR에 관한 것이다.
이하 본 발명에 대해 실시예에 의거하여 보다 상세히 설명한다.
[실시예 1]
TAC 필름(FUJI 제품, 등방성필름) 상에 350wmin/m2의 에너지로 코로나처리 후 배향액(Nissan)을 코팅하고 100℃에서 2분간 열풍 건조하여 0.15㎛ 두께의 배향막을 형성하였다. 상기 배향막 기판위에 15mW 노광 램프로 편광된 자외선을 1차 조사한다. 또한 Mask를 적용 편광된 자외선을 2차 조사한 후 반응성 액정(Monoacrylate:Diacrylate=40:60[질량비])을 톨루엔(Toluene)에 30wt%로 용해시켜 0.9㎛ 두께로 도포하고 60℃에서 1분간 열풍 건조한다. 건조 후 60mW 고압 수은 램프로 경화 하여 λ/4 패턴 위상차를 가진 필름 타입의 패턴 리타더를 제조하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되 반응성 액정의 Monoacrylate와 Diacrylate의 혼합질량비를 Monoacrylate:Diacrylate=30:70로 설정하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되 반응성 액정의 Monoacrylate와 Diacrylate의 혼합질량비를 Monoacrylate:Diacrylate=20:80로 설정하였다.
[실시예 4]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되 반응성 액정의 Monoacrylate와 Diacrylate의 혼합질량비를 Monoacrylate:Diacrylate=10:90로 설정하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되 반응성 액정의 Monoacrylate와 Diacrylate의 혼합질량비를 Monoacrylate:Diacrylate=50:50로 설정하였다.
[실험예 1] 내열안정성 평가
상기 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예 1에 의해 제작된 FPR을 80℃에서 500시간 방치 후 샘플을 위상차측정기(Axostep) 이용하여 고열 환경에서의 위상차 변화량을 확인하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분 0시간 후 위상차
(nm)		 500시간 후 위상차 (nm) 위상차 변화량
(%)
실시예 1 124.3 114.8 - 7.6
실시예 2 125.6 119.0 - 5.2
실시예 3 123.9 121.0 - 2.3
실시예 4 125.1 122.5 - 2.0
비교예 1 124.7 111.9 - 10.2
상기 결과로부터, 본 발명에 의해 반응성 액정의 Diacrylate의 함량을 높임으로써 제조한 FPR은 높은 온도 환경에서 위상차 저하량을 줄임으로써 제품의 내구성의 효과가 있음이 실험적으로 입증되었다.
[실험예 2] 내습열안정성 평가
상기 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예 1에 의해 제작된 FPR을 60℃, 90%RH에서 500시간 방치 후 샘플을 위상차측정기(Axostep) 이용하여 고습열 환경에서의 위상차 변화량을 확인하고 그 결과를 하기 표 2.에 나타내었다.
구분 0시간 후 위상차
(nm)		 500시간 후 위상차 (nm) 위상차 변화량
(%)
실시예 1 124.3 117.1 - 6.5
실시예 2 125.6 120.1 - 4.3
실시예 3 123.9 121.4 - 2.0
실시예 4 125.1 122.7 - 1.9
비교예 1 124.7 112.9 - 9.4
상기 결과로부터, 본 발명에 의해 반응성 액정의 Diacrylate의 함량을 높임으로써 제조한 FPR은 높은 습도, 온도 환경에서 위상차 저하량을 줄임으로써 제품의 내구성의 효과가 있음이 실험적으로 입증되었다.
[실험예 3] 액정 조성물의 안정성 평가
상기 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예 1에 의해 제작된 반응성 액정을 0℃에서 30일 방치 후 침전여부를 확인하여 안정성을 평가했다. 그 결과는 하기 표 3과 같다.
구분 침전 여부
실시예 1 X
실시예 2 X
실시예 3 X
실시예 4 ○
비교예 1 X
상기 결과로부터, 반응성 액정 조성이 Monoacrylate : Diacrylate = 20 : 80까지가 용액의 안정성을 갖을 수 있다는 임계적 의의를 확인할 수 있었다.
요컨대, 상시 실험결과를 통해 반응성 액정의 제조에 있어 Monoacrylate : Diacrylate의 바람직한 비율은 40~20 : 60~80(질량비)이고, 가장 바람직하게는 가장 바람직하게는 20 : 80(질량비)라는 것을 발견하였다.

Claims (11)

  1. (1) TAC(Triacetyl Cellulose)계 필름 기판에 배향막을 도포한 후, 건조하는 제1단계; (2) 상기 배향막이 도포된 TAC계 필름이 패턴별로 90°를 이루도록 선편광 1차 노광 후, 선편광 2차 노광하는 제2단계; 및 (3) 상기 노광된 배향막 위에 반응성 액정을 도포 및 건조한 후, 경화하는 제3단계; 를 포함하는 3D 디스플레이용 필름 타입의 패턴 리타더(FPR, Film-Type Patterned Retarder)의 제조방법에 있어서,
    상기 제3단계의 반응성 액정은 모노아크릴레이트(Monoacrylate):디아크릴레이트(Diacrylate)가 40~20:60~80(질량비)가 되도록 혼합한 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1단계의 배향막 도포는 상기 TAC계 필름상에 300~400W·min/m2의 에너지로 코로나 처리한 후, 배향액을 도포하는 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1단계의 건조는 90~110℃에서 90~150sec간 열풍건조하는 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1단계에서 도포된 배향막의 두께는 0.1~0.2㎛인 것을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2단계의 선편광 1차 노광은 12~18mW 노광 램프로 편광된 자외선을 조사하는 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2단계의 선편광 2차 노광은 Mask를 적용하여 편광된 자외선을 조사하는 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 제3단계의 도포는 0.8~1㎛ 두께로 도포한 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제3단계의 건조는 50~70℃에서 50~70sec간 열풍건조하는 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제3단계의 경화는 λ/4 패턴 위상차를 가지도록 50~70mW 경화 램프로 경화한 것임을 특징으로 하는 3D 디스플레이용 FPR의 제조방법.
  11. 제1항 내지 제6항 및 제8항 내지 제10항의 방법 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조한 3D 디스플레이용 FPR.
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