KR101576333B1 - 자외선 차단 기능이 우수한 화상 표시 장치 - Google Patents

자외선 차단 기능이 우수한 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상부 기판 및 하부 기판; 상기 상부 기판과 하부 기판 사이에 개재되는 액정셀; 상기 상부 기판의 상부에 배치되는 제1편광판; 상기 하부 기판의 하부에 배치되는 제2편광판; 및 상기 제2편광판의 하부에 배치되는 백라이트 유닛을 포함하는 화상표시장치이며, 상기 제1편광판은 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량이 10 내지 390인 제1보호 필름을 포함하고, 상기 제2편광판은 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량이 400 내지 2000인 제2보호 필름을 포함하는 것인 화상표시장치에 관한 것이다.

Description

자외선 차단 기능이 우수한 화상 표시 장치{A DISPLAY DEVICE HAVING AN EXCELLENT UV-RAY ABSORBANCE PROPERTY}
본 발명은 자외선 차단 기능이 우수한 화상 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 차단 성능이 다른 2종의 편광자 보호 필름을 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치와 같은 화상 표시 장치에 사용되는 편광판은 폴리비닐알코올계 편광자와, 상기 편광자를 보호하기 위한 보호 필름으로 이루어진다. 종래에는 편광자용 보호 필름으로, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름을 사용하는 것이 일반적이었으나, TAC 필름은 내습열성이 충분하지 않기 때문에, TAC 필름을 편광자 보호 필름으로서 이용한 편광판을 고온 또는 고습 하에서 사용하면, 편광도나 색상 등의 편광판의 성능이 저하된다는 결점이 있다. 따라서, 최근에는 TAC 필름을 대신하는 편광자 보호 필름의 재료로서, 사이클로올레핀계 필름이나, 아크릴계 필름, 폴리에스테르계 필름 등이 검토되고 있다.
한편, 최근에는 액정이나 편광자를 자외선 열화로부터 방지하는 목적으로, PVA 편광자용 보호 필름에 자외선 흡수제를 첨가하여 자외선 흡수 성능을 갖게 하는 기술이 제안되고 있다. 그런데 아크릴계 필름 등과 같이 내구성이 높은 필름의 경우, 공정 온도 300℃에 가까운 멜트 캐스팅(Melt casting) 공법에 의해 제조되기 때문에, 필름 제조 공정에서 UV 흡수제가 열 분해되어 UV 흡수 성능이 제대로 발휘되지 않거나, 제막 과정에서 열 분해된 UV 흡수제가 캐스팅 롤을 오염시키는 마이크레이션 문제 등이 발생하게 된다. 따라서, 아크릴 필름에 적용될 수 있는 UV 흡수제는 극히 제한적이며, 매우 고가여서 제조 비용이 높아지는 문제점이 있다.
한편, 화상 표시 장치에서 PVA 소자의 편광도를 떨어뜨릴 수 있는 자외선은 두 가지가 있는데, 외부에서 들어오는 태양광의 자외선이고 다른 하나는 백라이트로부터 나오는 자외선이다. 그러나, 종래의 화상 표시 장치들에 포함되는 편광자 보호 필름들의 경우, 태양광으로부터 방출되는 자외선을 차단하도록 설계되어 있고, 백라이트에서 방출되는 자외선을 차단하기 위한 보호 필름은 제안된 바가 없다. 이는 CCFL 백라이트에서 방출되는 자외선이 태양광의 자외선에 비해 상대적으로 미미하기 때문이었다. 따라서, 종래의 화상 표시장치들은 자외선 차단 성능을 갖는 보호 필름을 관찰자 측에 배치되는 상부 기판에 부착되는 편광판에만 사용하거나, 상부 기판 및 하부 기판에 부착되는 편광판 모두에 태양광 자외선을 차단하도록 설계된 편광자 보호 필름을 사용하는 방식으로 구성되었다. 그러나 전자의 경우, 백라이트에서 방출되는 자외선에 의해 액정이나 편광자가 손상되는 문제가 발생하고, 후자의 경우, 태양광 자외선을 차단하도록 설계된 편광자 보호필름들의 경우, 값비싼 자외선 흡수제가 상대적으로 과량으로 사용되기 때문에, 보호 필름 제조 비용이 높고, 그 결과 화상표시장치의 제조 비용도 상승한다는 문제점이 있었다.
따라서, 제조비용이 저렴하면서도, 태양광에서 방출되는 자외선뿐 아니라 백라이트로부터 방출되는 자외선도 차단시킬 수 있도록 개발된 화상표시장치가 요구되고 있다.
본 발명은 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 차단 성능이 다른 2종의 광학 필름을 포함함으로써, 제조비용이 저렴하면서도 태양광 및 백라이트로부터 방출되는 자외선을 차단시킬 수 있는 화상표시장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 상부 기판 및 하부 기판; 상기 상부 기판과 하부 기판 사이에 개재되는 액정셀; 상기 상부 기판의 상부에 배치되는 제1편광판; 상기 하부 기판의 하부에 배치되는 제2편광판; 및 상기 제2편광판의 하부에 배치되는 백라이트 유닛을 포함하는 화상표시장치이며, 상기 제1편광판은 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량이 10 내지 390인 제1보호 필름을 포함하고, 상기 제2편광판은 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량이 400 내지 2000인 제2보호 필름을 포함하는 것인 화상표시장치를 제공한다.
이때, 상기 제1보호 필름은 아크릴 수지 100중량부 및 자외선 흡수제 0.6 내지 1.5 중량부를 포함할 수 있으며, 상기 제2보호 필름은 아크릴 수지 100중량부 및 자외선 흡수제 0.2 내지 0.5 중량부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 아크릴 수지는 아크릴레이트계 단위 및 메타크릴레이트계 단위 중 적어도 하나 이상을 포함하는 수지일 수 있으며, 선택적으로, 방향족 비닐계 반복 단위, 이미드계 반복 단위, 비닐 시아나이드계 반복 단위, 적어도 하나의 카르보닐기로 치환된 3원 내지 6원 헤테로 고리 단위 및 방향족 고리를 갖는 (메트)아크릴레이트계 반복 단위로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 반복 단위를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 상기 자외선 흡수제는 벤조페놀계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 및 트리아진계 자외선 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 이때, 상기 제1보호 필름 및 제2보호 필름을 구성하는 아크릴 수지 및 자외선 흡수제는 서로 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
한편, 상기 제1보호 필름은 상부 기판과 대향되는 면의 반대쪽 면, 즉, 관찰자(외부)에 노출되는 표면에 배치되는 것이 바람직하고, 상기 제2보호 필름은 백라이트 유닛과 대향되는 면에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 화상표시장치는 외부에 대향되는 면에 배치되는 편광자 보호 필름과 백라이트 유닛에 대향되는 면에 배치되는 편광자 보호 필름으로 자외선 차단 성능이 다른 보호 필름을 사용함으로써, 제조 비용을 낮추면서도 자외선 차단 성능을 향상시킬 수 있도록 하였다.
도 1 은 본 발명에 따른 화상표시장치의 일 구현예이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴본다. 다만 하기 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 구현예에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 도면에 있어서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 의미하며, 원활한 설명을 위하여 각 구성요소들이 확대, 축소되어 표현될 수 있고, 과장되거나 생략될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 화상표시장치는, 액정패널(100), 제1편광판(200), 제2편광판(300) 및 백라이트 유닛(400)을 포함한다.
이때, 상기 액정패널(100)은 상부 기판(110), 하부 기판(120) 및 상기 상부 기판(110)과 하부 기판(120) 사이에 개재되는 액정셀(130)을 포함하는 것으로, 본 발명에 있어서, 상기 상부 기판(110)은 액정패널 중 관찰자 측에 배치되는 기판을 의미하고, 하부 기판(120)은 백라이트 유닛 측에 배치되는 기판을 의미하는 것으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 상부 기판, 하부 기판 및 액정 셀의 재질, 구성 등은 특별히 제한되지 않고, 당해 기술 분야에서 액정 패널 구성을 위해 사용되고 있는 다양한 상부 기판, 하부 기판 및 액정셀들이 제한 없이 사용될 수 있다. 또한, 상기 액정 패널은 그 구동 모드가 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 사용되는 다양한 모드의 액정패널들, 예를 들면, TN(Twist-Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In-Plane Swiching) 모드의 액정패널들이 제한 없이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 제1편광판(200)은 액정 패널의 상부 기판 상부, 즉, 관찰자 측에 배치되는 편광판이고, 상기 제2편광판(300)은 액정 패널의 하부 기판의 하부, 즉 백라이트 유닛 측에 배치되는 편광판이다.
한편, 상기 제1편광판(200)은 편광자 및 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량이 390 이하, 바람직하게는, 10 내지 390, 더 바람직하게는 10 내지 350인 제1보호 필름을 포함하여 구성된다.
이때 상기 편광자는, 화상표시장치 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 편광자들이 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 필름에 이색성 염료 또는 요오드를 염착시킨 후 연신시켜 제조되는 편광자일 수 있다. 본 발명에 있어서, 편광자는 보호필름(투명 기재 필름)을 포함하지 않는 상태를 의미하며, 편광판은 보호필름(투명 기재 필름)을 포함하는 상태를 의미한다.
한편, 상기 제1보호 필름은 편광자를 지지하는 동시에, 태양광으로부터 방출되는 자외선으로부터 편광자와 액정셀을 보호하기 위한 것으로, 편광자의 상부 기판과 대향되는 면의 반대쪽 면, 즉, 관찰자(외부)에 노출되는 표면에 배치된다.
또한, 상기 제1보호 필름은 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량이 390이하, 바람직하게는 390 이하, 바람직하게는, 10 내지 390, 더 바람직하게는 10 내지 350 정도인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량은 40㎛ 두께의 필름을 기준으로 히타치사의 U-3310을 이용하여 보호 필름의 광 투과도를 측정한 후, 321 내지 390nm 구간에서의 광 투과도를 1nm 단위로 적분하여 합한 값을 말한다. 제1보호 필름의 자외선 투광량은 낮을수록 자외선 차단 면에서는 효과적이지만, 자외선 투광량을 낮추기 위해 자외선 흡수제가 과량으로 포함될 경우, 제조 비용이 비싸질 뿐 아니라, 제막 공정에서 자외선 흡수제가 필름 표면으로 용출되어 캐스팅 롤과 필름을 오염시키거나, 광학 결점을 발생시킬 수 있다. 따라서, 상기 수치 범위를 만족하는 정도가 바람직하다. 또한, 본 발명자들의 연구에 따르면, 제1보호 필름의 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량이 390을 초과하는 경우에는 태양광으로부터 방출되는 자외선을 효과적으로 차단할 수 없어 편광자에 손상이 발생할 수 있는 것으로 나타났다.
한편, 상기와 같은 자외선 투광량을 만족하는 제1보호 필름은, 필름 제조용 수지 조성물에 특정한 함량의 자외선 흡수제를 첨가한 후, 이러한 수지 조성물을 이용하여 필름을 제조함으로써 얻을 수 있다. 바람직하게는 상기 제1보호 필름은 자외선 흡수제를 포함하는 아크릴계 필름일 수 있으며, 이때, 상기 자외선 흡수제는 아크릴계 수지 100중량부에 대하여 0.6 중량부 내지 1.5 중량부 정도, 바람직하게는 0.6 내지 1.2 중량부의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1편광판은 편광자의 제1보호 필름이 부착되지 않은 면, 즉 상부 기판과 대향되는 면에 다른 보호 필름(230)(편의상, '제3보호 필름'이라 함)을 더 포함할 수도 있고, 보호 필름 없이 액정 패널과의 부착을 위한 점착층이 바로 형성되어도 무방하다. 한편, 상부 기판 쪽에 보호 필름이 포함되는 경우에는 이 보호 필름은 자외선 흡수제를 포함하지 않는 것이 경제적인 측면에서 보다 더 바람직하다.
다음으로, 상기 제2편광판(300)은 편광자 및 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량이 400 내지 2000, 바람직하게는, 400 내지 1500, 더 바람직하게는 400 내지 1200 정도인 제2보호 필름을 포함하여 구성된다. 이때 상기 편광자는, 화상표시장치 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 편광자들이 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 필름에 이색성 염료 또는 요오드를 염착시킨 후 연신시켜 제조되는 편광자일 수 있다. 본 발명에 있어서, 편광자는 보호필름(투명 기재 필름)을 포함하지 않는 상태를 의미하며, 편광판은 보호필름(투명 기재 필름)을 포함하는 상태를 의미한다.
한편, 상기 제2보호 필름은 편광자를 지지하는 동시에, 백라이트로부터 방출되는 자외선으로부터 편광자와 액정셀을 보호하기 위한 것으로, 편광자의 백라이트 유닛과 대향되는 면에 배치된다.
또한, 상기 제2보호 필름은 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량이 400 내지 2000, 바람직하게는, 400 내지 1500, 더 바람직하게는 400 내지 1200 정도인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량은 40㎛ 두께 필름을 기준으로 히타치 사의 U-3310을 이용하여 보호 필름의 광 투과도를 측정한 후, 321 내지 390nm 구간에서의 광 투과도를 1nm 단위로 적분하여 합한 값을 말한다. 제2보호 필름의 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량이 상기 범위를 만족할 경우, 백라이트에서 발생되는 자외선을 효과적으로 차단하면서도 경제적으로 화상표시장치를 제조할 수 있기 때문이다.
한편, 상기와 같은 자외선 투광량을 만족하는 제2보호 필름은, 필름 제조용 수지 조성물에 특정한 함량의 자외선 흡수제를 첨가한 후, 이러한 수지 조성물을 이용하여 필름을 제조함으로써 얻을 수 있다. 바람직하게는 상기 제2보호 필름은 자외선 흡수제를 포함하는 아크릴계 필름일 수 있으며, 이때, 상기 자외선 흡수제는 아크릴계 수지 100중량부에 대하여 0.2 내지 0.5 중량부의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제2편광판은 편광자의 상기 제2보호 필름이 부착되지 않은 면, 즉, 하부 기판과 대향되는 면에 다른 보호 필름(330)(편의상, '제4보호 필름'이라 함)을 더 포함할 수도 있고, 보호 필름 없이 액정 패널과의 부착을 위한 점착층이 바로 형성되어도 무방하다. 한편, 하부 기판 쪽에 보호 필름이 포함되는 경우에는 이 보호 필름은 자외선 흡수제를 포함하지 않는 것이 경제적인 측면에서 보다 더 바람직하다.
한편, 상기 제1보호 필름과 제2보호 필름에 사용되는 자외선 흡수제는 분자량이 300 내지 1000 정도인 것이 바람직하다. 자외선 흡수제의 분자량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 열에 의해 쉽게 분해되기 때문에, 필름 제조 공정에서 열분해되어 원하는 자외선 차단 효과를 얻을 수 없거나, 필름의 원료가 되는 수지 조성물과의 상용성이 나빠 필름 제막 시에 자외선 흡수제가 필름 표면으로 용출되는 문제(Migration 현상)가 발생할 수 있기 때문이다.
본 발명에서 사용가능한 자외선 흡수제로는, 벤조페놀계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 및 트리아진계 자외선 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있으며, 시판되는 상품들, 예를 들면, ADEKA사의 LA F70, LA46, BASF사의 Tinuvin 477, Tinuvin 460 등이 사용될 수 있다.
한편, 필름 내구성 및 자외선 흡수제와의 상용성 등을 고려할 때, 상기 제1보호 필름과 제2보호 필름은 아크릴계 수지로부터 제조되는 아크릴계 필름인 것이 보다 바람직하다.
한편, 본 발명에서 말하는 아크릴계 필름은 아크릴레이트계 단위 및/또는 메타크릴레이트계 단위를 포함하는 수지를 주 성분으로 하는 필름을 의미하는 것으로, 아크릴레이트계 단위 또는 메타크릴레이트계 단위로 이루어진 호모폴리머 수지뿐 아니라 아크릴레이트계 단위 및/또는 메타크릴레이트계 단위 이외에 다른 단량체 단위가 공중합된 공중합체 수지를 주 성분으로 하는 필름 및 상기와 같은 아크릴 수지에 다른 수지가 블랜드된 컴파운딩 수지에 의해 형성된 필름도 포함하는 개념이다. 이때, 상기 아크릴레이트계 단위 및/또는 메타크릴레이트계 단위와 공중합이 가능한 단량체 단위로는, 예를 들면, 방향족 비닐계 반복 단위, 이미드계 반복 단위, 비닐 시아나이드계 반복 단위, 적어도 하나의 카르보닐기로 치환된 3원 내지 6원 헤테로 고리 단위 및 방향족 고리를 갖는 (메트)아크릴레이트계 반복 단위로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 반복 단위 등을 들 수 있다.
이때, 상기 방향족 비닐계 단위는 예를 들면, 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 2,5-디메틸스티렌, 2-메틸-4-클로로스티렌, 2,4,6-트리메틸스티렌, cis-β-메틸스티렌, trans-β-메틸스티렌, 4-메틸-α-메틸스티렌, 4-플루오르-α-메틸스티렌, 4-클로로-α-메틸스티렌, 4-브로모-α-메틸스티렌, 4-t-부틸스티렌, 2-플루오르스티렌, 3-플루오르스티렌, 4-플루오로스티렌, 2,4-디플루오로스티렌, 2,3,4,5,6-펜타플루오로스티렌, 2-클로로스티렌, 3-틀로로스티렌, 4-틀로로스티렌, 2,4-디클로로스티렌, 2,6-디클로로스티렌, 옥타클로로스티렌, 2-브로모스티렌, 3-브로모스티렌, 4-브로모스티렌, 2,4-디브로모스티렌, α-브로모스티렌, β-브로모스티렌, 2-하이드록시스티렌, 4-하이드록시스티렌 등으로부터 유도된 단위를 말하며, 상기 이미드계 반복 단위는 N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-메틸페닐말레이미드, N-에틸페닐말레이미드, N-부틸페닐말레이미드, N-나프틸말레이미드, N-하이드록시페닐말레이미드, N-메톡시페닐말레이미드, N-카르복시페닐말레이미드, N-니트로페닐말레이미드, N-트리브로모페닐말레이미드 등으로부터 유도된 단위일 수 있으며, 상기 비닐 시아나이드계 반복 단위는 아크릴로니트릴 등으로부터 유도된 반복 단위일 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 카르보닐기로 치환된 3원 내지 6원 헤테로 고리 단위는 예를 들면, 락톤 환, 글루타르산 무수물, 글루타르이미드, 말레이미드, 말레산 무수물 등으로부터 유도된 단위일 수 있으며, 방향족 고리를 갖는 (메트)아크릴레이트계 반복 단위는 페닐 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트 등으로부터 유도된 반복단위일 수 있다.
상기 아크릴계 필름은 예를 들어, 알킬(메트)아크릴레이트계 단위 및 스티렌계 단위를 포함하는 공중합체를 포함하는 필름이거나, 알킬(메트)아크릴레이트계 단위, 스티렌계 단위, 적어도 하나의 카르보닐기로 치환된 3 내지 6원소 헤테로 고리 단위를 포함하는 필름이거나, 알킬(메트)아크릴레이트계 단위, 스티렌계 단위, 적어도 하나의 카르보닐기로 치환된 3 내지 6원소 헤테로 고리 단위 및 비닐 시아나이드 단위를 포함하는 필름일 수 있다.
또는 상기 아크릴계 필름은 방향족 고리를 갖는 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 필름일 수 있다. 방향족 고리를 갖는 (메트)아크릴레이트계 수지로서는 한국공개특허 10-2009-0115040에 기재된 (a) 1종 이상의 (메트)아크릴레이트계 유도체를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 유닛; (b) 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족 부를 갖는 방향족계 유닛; 및(c) 1종 이상의 스티렌계 유도체를 포함하는 스티렌계 유닛을 포함하는 수지 조성물을 들 수 있다. 상기 (a) 내지 (c) 유닛들은 각각 별도의 공중합체 형태로 수지 조성물에 포함될 수도 있고, 상기 (a) 내지 (c) 유닛들 중 2 이상의 유닛이 하나의 공중합체 형태로 수지 조성물에 포함될 수도 있다.
상기 아크릴계 수지 필름의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 (메트) 아크릴레이트계 수지와 그 밖의 중합체, 자외선 흡수제 등의 첨가제 등을 임의의 적절한 혼합 방법에 의해 충분히 혼합하여 열가소성 수지 조성물을 제조한 후 이를 필름 성형하여 제조하거나, 또는 (메트) 아크릴레이트계 수지와, 그 밖의 중합체, 첨가제 등을 별도의 용액으로 제조한 후 혼합하여 균일한 혼합액을 형성한 후 이를 필름 성형할 수도 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 예를 들어 옴니 믹서 등 임의의 적절한 혼합기로 상기 필름 원료를 프리블렌드한 후 얻어진 혼합물을 압출 혼련하여 제조한다. 이 경우, 압출 혼련에 이용되는 혼합기는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 단축 압출기, 2축 압출기 등의 압출기나 가압 니더(Kneader) 등 임의의 적절한 혼합기를 이용할 수 있다.
상기 필름 성형의 방법으로서는, 예를 들어 용액 캐스트법(용액 유연법), 용융 압출법, 캘린더법, 압축 성형법 등 임의의 적절한 필름 성형법을 들 수 있다. 이들 필름 성형법 중 용액 캐스트 법(용액 유연법), 용융 압출법이 바람직하다.
상기 용액 캐스트법(용액 유연법)에 이용되는 용매는 예를 들어 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류; 시클로헥산, 데칼린 등의 지방족 탄화수소류; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 알코올류; 테트라하이드로푸란, 디옥산 등의 에테르류; 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소류; 디메틸포름아미드; 디메틸술폭시드 등을 들 수 있다. 이들 용매는 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 용액 캐스트법(용액 유연법)을 실시하기 위한 장치로는 예를 들어 드럼식 캐스팅 머신, 밴드식 캐스팅 머신, 스핀 코터 등을 들 수 있다. 상기 용융 압출법으로는 예를 들어 T 다이법, 인플레이션법 등을 들 수 있다. 성형 온도는 바람직하게는 150~350℃, 보다 바람직하게는 200~300℃이다.
상기 T 다이법으로 필름을 성형하는 경우에는, 공지된 단축 압출기나 2축 압출기의 선단부에 T 다이를 장착하고, 필름 형상으로 압출된 필름을 권취하여 롤 형상의 필름을 얻을 수 있다. 이 때, 권취롤의 온도를 적절히 조정하여 압출 방향으로 연신을 가함으로써 1축 연신할 수도 있다. 또한, 압출 방향과 수직인 방향으로 필름을 연신함으로써 동시 2축 연신, 축차 2축 연신 등을 실시할 수도 있다.
상기 아크릴계 필름은 미연신 필름 또는 연신 필름 중 어느 것일 수 있다. 연신 필름인 경우에는 1축 연신 필름 또는 2축 연신 필름 일 수 있고, 2축 연신 필름인 경우에는 동시 2축 연신 필름 또는 축차 2축 연신 필름 중 어느 것일 수 있다. 2축 연신한 경우에는 기계적 강도가 향상되어 필름 성능이 향상된다. 아크릴계 필름은 다른 열가소성 수지를 혼합함으로써, 연신하는 경우에도 위상차의 증대를 억제할 수 있고, 광학적 등방성을 유지할 수 있다.
연신 온도는, 필름 원료인 열가소성 수지 조성물의 유리전이 온도 근처의 범위인 것이 바람직하고, 바람직하게는 (유리 전이 온도 -30℃)~(유리 전이 온도 + 100℃), 보다 바람직하게는 (유리전이온도 -20℃)~(유리전이온도 + 80℃)의 범위 내이다. 연신 온도가 (유리 전이 온도 -30℃) 미만이면 충분한 연신 배율이 얻어지지 않을 우려가 있다. 반대로, 연신 온도가 (유리 전이 온도 + 100℃)를 초과하면, 수지 조성물의 유동(플로우)이 일어나, 안정적인 연신을 실시하지 못할 우려가 있다.
면적비로 정의한 연신 배율은, 바람직하게는 1.1~25배, 보다 바람직하게는 1.3~10배이다. 연신 배율이 1.1배 미만이면, 연신에 수반되는 인성의 향상으로 이어지지 않을 우려가 있다. 연신 배율이 25 배를 초과하면, 연신 배율을 높인 만큼의 효과가 인정되지 않을 우려가 있다.
연신 속도는, 일 방향으로 바람직하게는 10~20,000 %/min, 보다 바람직하게는 100~10,000 %/min 이다. 연신 속도가 10%/min 미만인 경우에는 충분한 연신 배율을 얻기 위해 다소 오랜 시간이 소요되어 제조 비용이 높아질 우려가 있다. 연신 속도가 20,000 %/min을 초과하면 연신 필름의 파단 등이 일어날 우려가 있다.
아크릴계 필름은 이의 광학적 등방성이나 기계적 특성을 안정화시키기 위하여, 연신 처리 후에 열처리(어닐링) 등을 실시할 수 있다. 열처리 조건은 특히 제한되지 않으며 당업계에 알려진 임의의 적절한 조건을 채용할 수 있다.
한편, 자외선 차단 효과 및 생산성 등을 고려할 때, 상기 제1보호 필름 및 제2보호 필름은, 그 두께가 30 ㎛ 내지 100 ㎛ 정도인 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1편광판 및 제2편광판은, 본 발명의 기술분야에서 잘 알려진 방법, 예를 들면, 보호 필름과 편광자 사이에 접착제 층(미도시)을 형성한 후, 합판하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 이때, 필요에 따라, 상기 보호 필름의 일면에 프라이머층(미도시)을 형성하거나, 접착력 증진을 위한 표면처리 등이 수행될 수 있다.
다음으로, 상기 백라이트 유닛(400)은 액정 패널(100)에 빛을 공급하기 위한 것으로, 당해 기술 분야에 사용되고 있는 백라이트 유닛(400)이 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 하나 이상의 램프와 램프에서 방출되는 빛을 집광시키거나 확산시키기 위한 광학 필름 등을 포함하여 구성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 화상 표시장치를 사용할 경우, 제2편광판 보호 필름으로 상대적으로 자외선 흡수제가 덜 포함된 광학 필름을 사용할 수 있기 때문에 제조 비용을 낮출 수 있을 뿐 아니라, 백라이트 유닛에서 방출되는 자외선을 효과적으로 차단하여, 화상표시장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 이하의 실시예는 본 발명의 예시를 위한 것이며, 하기 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
<비교예 1>
폴리(N-시클로헥산말레이미드-co-메틸메타크릴레이트-co-α메틸-스티렌) 수지와 아데카社의 자외선 흡수제 LA F70 0.1중량부와 혼합한 수지 조성물을 원료 호퍼(hopper)로부터 압출기까지 질소 치환한 24φ의 압출기에 공급하여 240℃에서 용융하여 원료 펠렛(pellet)을 제조하였다.
얻어진 원료 펠렛을 진공 건조한 후, 원료 호퍼로부터 압출기를 질소 치환한 트윈 압출기에 공급하고, 260℃에서 압출기로 용융, 코트 행거 타입의 티-다이(T-die)에 통과시키고, 크롬 도금 캐스팅 롤 및 건조 롤 등을 거쳐 두께 160㎛의 아크릴계 광학필름을 제조하였다.
이렇게 제조한 광학 필름을 이축 연신기를 이용하여 135℃에서 2분간 체류한 후, MD 방향으로 100% 배, TD 방향으로 100%로 연신하여 40㎛ 두께를 갖는 연신 필름을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 필름의 투광량은 Hitachi社의 U-3310를 이용하여 측정하였다. 보다 구체적으로는, 1nm 간격으로 필름의 투과도를 측정한 후, 321~390nm 파장 영역에서의 투과도를 합하여 321 ~ 390nm 파장 영역에서의 투광량을 계산하였다. 측정된 투광량을 [표 1]에 기재하였다.
그런 다음, 상기 필름을 보호필름으로 하여 PVA 소자의 위에 덮은 채로 Atlas社의 UV2000 장비에서 0.6W/m2의 세기로 1000시간 동안 자외선을 조사하였다. 또한 이와 동일한 필름을 보호필름으로 하여 PVA 소자 위에 덮은 채로 LGD 32인치 TV의 백라이트 위에서 1000시간 동안 자외선을 조사하였다. 이 때 자외선을 조사하기 전과 후의 PVA 소자 광특성 변화를 <표 1>에 기재하였다. 이 때 광특성 변화는 JASCO사의 V-7100 spectrometer 장비로 측정하였다.
<실시예 1>
비교예 1에서 자외선 흡수제를 ADEKA사의 LA F70 0.3 중량부로 한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 필름을 제조하였다. 이렇게 제조한 필름의 광량과 이 필름으로 보호한 PVA 소자의 광특성 변화를 [표 1]에 기재하였다.
<실시예 2>
비교예 1에서 자외선 흡수제를 ADEKA사의 LA F70 0.5 중량부로 한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 필름을 제조하였다. 이렇게 제조한 필름의 광량과 이 필름으로 보호한 PVA 소자의 광특성 변화를 [표 1]에 기재하였다.
<실시예 3>
비교예 1에서 자외선 흡수제를 ADEKA사의 LA F70 1.0 중량부로 한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 필름을 제조하였다. 이렇게 제조한 필름의 광량과 이 필름으로 보호한 PVA 소자의 광 특성 변화를 [표 1]에 기재하였다.
<실시예 4>
비교예 1에서 자외선 흡수제를 ADEKA사의 LA F70 1.2 중량부로 한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 필름을 제조하였다. 이렇게 제조한 필름의 광량과 이 필름으로 보호한 PVA 소자의 광특성 변화를 [표 1]에 기재하였다.
<비교예 2>
비교예 1에서 자외선 흡수제를 포함하지 않는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 필름을 제조하였다. 이렇게 제조한 필름의 광량과 이 필름으로 보호한 PVA 소자의 광특성 변화를 [표 1]에 기재하였다.
자외선 흡수제 함량
(중량부)		 UVA 영역 투광량
(321~390nm)		 태양광에 의한 단체 투과율 변화 ΔTs(%) 백라이트에 의한 단체 투과율 변화 ΔTs(%)
비교예 1 0.1 3295 -12.9 -1.8
실시예 1 0.3 1082 -2.8 -0.5
실시예 2 0.5 475 -1.2 -0.5
실시예 3 1.0 128 -0.1 -0.5
실시예 4 1.2 85 -0.0 -0.3
비교예 2 0 6366 -22.1 -5.9
상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 자외선 흡수제가 매우 소량으로 포함된 비교예 1과 자외선 흡수제가 전혀 들어가지 않은 비교예 2에서는 태양광 및 백라이트에 의한 PVA의 광 특성 변화가 매우 크다는 것을 알 수 있다. 그러나 자외선 흡수제를 첨가하면서 이런 변화는 현저히 줄어드는 것을 알 수 있으며, 태양광에 의한 변화는 자외선 흡수제의 함량이 증가하면서 계속 감소하는 데 반해서 백라이트에 의한 광 특성 변화는 실시예 1~4가 큰 차이가 없음을 알 수 있다. 이는 실시예 1 및 2에 해당하는 수준의 투광량만 된다면 백라이트에서 나오는 자외선을 차단하기에는 충분함을 보여준다.
100 : 액정패널
110 : 상부기판
120 : 하부기판
130 : 액정셀
200 : 제1편광판
210 : 제1보호 필름
220 : 편광자
230 : 제3보호 필름
300 : 제2편광판
310 : 제4보호 필름
320 : 편광자
330 : 제2보호 필름
400 : 백라이트 유닛

Claims (11)

  1. 상부 기판 및 하부 기판;
    상기 상부 기판과 하부 기판 사이에 개재되는 액정셀;
    상기 상부 기판의 상부에 배치되는 제1편광판;
    상기 하부 기판의 하부에 배치되는 제2편광판; 및
    상기 제2편광판의 하부에 배치되는 백라이트 유닛을 포함하는 화상표시장치이며,
    상기 제1편광판은 상기 상부기판과 대향되는 면의 반대쪽 면에 배치되는, 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량이 10 내지 390인 제1보호 필름을 포함하고,
    상기 제2편광판은 상기 백라이트 유닛에 대향하는 면에 배치되는, 321nm 내지 390nm 파장 영역의 자외선 투광량이 400 내지 2000인 제2보호 필름을 포함하며,
    상기 제1편광판은 상기 상부기판에 대향되는 면에 구비된 제3보호필름을 포함하고,
    상기 제2편광판은 상기 하부기판과 대향되는 면에 구비된 제4보호필름을 포함하며,
    상기 제1보호필름은 아크릴 수지 100 중량부 및 자외선 흡수제 0.6 내지 1.5 중량부를 포함하고,
    상기 제2보호필름은 아크릴 수지 100 중량부 및 자외선 흡수제 0.2 내지 0.5 중량부를 포함하며,
    상기 제3보호필름과 상기 제4보호필름은 자외선 흡수제를 포함하지 않는 화상표시장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1보호필름의 아크릴 수지는 아크릴레이트계 단위 및 메타크릴레이트계 단위 중 적어도 하나 이상을 포함하는 수지인 화상표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 아크릴 수지는 방향족 비닐계 반복 단위, 이미드계 반복 단위, 비닐 시아나이드계 반복 단위, 적어도 하나의 카르보닐기로 치환된 3원 내지 6원 헤테로 고리 단위 및 방향족 고리를 갖는 (메트)아크릴레이트계 반복 단위로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 반복 단위를 추가로 포함하는 것인 화상 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1보호필름의 자외선 흡수제는 벤조페놀계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 및 트리아진계 자외선 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 화상표시장치.

  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2보호필름의 아크릴 수지는 아크릴레이트계 단위 및 메타크릴레이트계 단위 중 적어도 하나 이상을 포함하는 수지인 화상표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 아크릴 수지는 방향족 비닐계 반복 단위, 이미드계 반복 단위, 비닐 시아나이드계 반복 단위, 적어도 하나의 카르보닐기로 치환된 3원 내지 6원 헤테로 고리 단위 및 방향족 고리를 갖는 (메트)아크릴레이트계 반복 단위로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 반복 단위를 추가로 포함하는 것인 화상 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2보호필름의 자외선 흡수제는 벤조페놀계 자외선 흡수제, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 및 트리아진계 자외선 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 화상표시장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
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