KR101618430B1 - 노르보넨계 광학 보상 필름, 및 이를 이용한 편광판 및 표시장치 - Google Patents

노르보넨계 광학 보상 필름, 및 이를 이용한 편광판 및 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 노르보넨계 광학 보상 필름, 및 이를 이용한 편광판 및 표시장치에 관한 것으로서, 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 갖는 노르보넨계 보상 필름으로서, 하기 수학식 1으로 표현되는 Ro는 20 내지 300㎚이고, Rth는 100 내지 400㎚인 것을 특징으로 하는 노르보넨계 보상 필름이다. 본 발명의 노르보넨계 필름은 위상차 발현성이 높기 때문에 VA용 위상차 필름뿐 아니라, OLED용 반사 방지 위상차 필름으로도 사용될 수 있다..
[화학식 1]
Figure 112015114840176-pat00010

여기서, R1과 R2는 각각 탄소수 1 이상, 탄소수 8이상의 지방족 및 방향족 화합물이고, n은 1 이상의 정수이다.
[수학식 1]
Ro = (nx- ny) × d
Rth = {(nx + ny)/2-nz} × d
여기서, d는 필름의 두께(㎚), nx는 필름의 면내의 수평 방향 최대 굴절율, ny는 필름 면 내의 수직 방향 최대 굴절율, nz는 필름의 두께 방향 최대 굴절율이고, 각각 23℃, 55%RH의 환경 하에서 파장 550㎚로 측정한 값이다.

Description

노르보넨계 광학 보상 필름, 및 이를 이용한 편광판 및 표시장치{NORBORNENE-BASED RETARDATION FILM, AND POLARIZING PLATE AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은, 노르보넨계 광학 보상 필름, 및 이를 이용한 편광판 및 표시장치에 관한 것이다.
노르보넨계 수지는, 내열성, 광학 특성, 투명성, 전기 특성 등에 있어서 우수한 성능을 가지고, 종래의 셀룰로오스 필름과 달리 우수한 치수 안정성을 나타내어, 편광판에 이용하는 편광자 보호 필름이나 위상차 판으로서의 응용이 기대되고 있다.
노르보넨계 수지를 이용한, 광학 필름에 대한 종래의 기술은 하기 특허문헌 1 및 2의 것을 예시하여 이해할 수 있다.
특허문헌 1은, 열가소성 포화 노르보르넨계 수지 100 중량부와 고무질 중합체 5 내지 40 중량부를 함유하는 열가소성 포화 노르보르넨계 수지 조성물을 사용하여 이루어지며, 평행 광선 투과율이 87 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 포화 노르보르넨계 수지 필름을 개시하고 있다.
특허문헌 2는, 공업적으로 적당한 온도에서 연신이 가능하고, 넓은 범위의 리타데이션을 발현시킬 수 있는 노르보르넨계 중합체 필름을 개시하고 있다.
WO 공개 2004/035688 (2004.04.29.) KR 공개 10-2008-0011074 A (2008.01.31.)
OLED용 반사 방지를 위한 위상차(보상) 필름은 높은 위상차 값을 요구한다. 1/4λ필름 뿐만 아니라, 1/2λ 필름과의 조합을 통해서 최적의 성능을 발휘할 수 있으나, 기존 셀룰로오스 계열의 위상차 필름은 높은 위상차 구현에 어려움이 많이 있고, COP 필름의 경우 고 위상차 발현에는 유리하나, 투습도가 매우 낮아(<1g/㎡·day) 수계 접착 공정을 이용한 편광판 제조에 어려움이 많다.
이에, 본 발명은, VA 위상차뿐만 아니라, OLED용 고위상차 필름 제조 및 수계 접착 공정에 의한 편광판 제작이 가능한 노르보넨계 광학 보상 필름, 및 이를 이용한 편광판 및 표시장치를 제공하고자 한다.
본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,
하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 갖는 노르보넨계 보상 필름으로서,
하기 수학식 1으로 표현되는 Ro는 20 내지 300㎚이고, Rth는 100 내지 400㎚인 것을 특징으로 하는 노르보넨계 보상 필름을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112015114840176-pat00007
여기서, R1과 R2는 각각 탄소수 1 이상, 탄소수 8이상의 지방족 및 방향족 화합물이고, n은 1 이상의 정수이다.
[수학식 1]
Ro = (nx- ny) × d
Rth = {(nx + ny)/2-nz} × d
여기서, d는 필름의 두께(㎚), nx는 필름의 면내의 수평 방향 최대 굴절율, ny는 필름 면 내의 수직 방향 최대 굴절율, nz는 필름의 두께 방향 최대 굴절율이고, 각각 23℃, 55%RH의 환경 하에서 파장 550㎚로 측정한 값이다.
또한 본 발명에 있어서, 분자량이 150,000 내지 400,000 g/mol인 것을 특징으로 하는 노르보넨계 보상 필름을 제공한다.
또한 본 발명에 있어서, 투습도가 100 내지 1,000 g/㎥·day인 것을 특징으로 하는 노르보넨계 보상 필름을 제공한다.
또한 본 발명에 있어서, 하기 수학식 2로 표현되는 위상차 발현 민감도 Rs가 10 내지 100㎚인 것을 특징으로 하는 노르보넨계 보상 필름을 제공한다.
[수학식 2]
Rs = (│연신 후의 위상차 값 - 연신 전의 위상차 값│) / 연신비(1.1배율)
또한 본 발명 필름의 용도는, VA모드 LCD 시야각 보상용 위상차 필름, 또는 OLED용 반사 방지 위상차 필름인 것을 특징으로 하는 노르보넨계 보상 필름을 제공한다.
또한, 본 발명 필름을 포함하는 편광판을 제공한다.
또한, 또한 본 발명의 편광판을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 노르보넨계 필름은 위상차 발현성이 높기 때문에 VA용 위상차 필름뿐 아니라, OLED용 반사 방지 위상차 필름으로도 사용될 수 있다.
도 1은, 본 발명 실시예 및 비교예의 연신비에 따른 위상차 발현 성능을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은,
하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 갖는 노르보넨계 보상 필름이다.
[화학식 1]
Figure 112015114840176-pat00008
여기서, R1과 R2는 각각 탄소수 1 이상, 탄소수 8이상의 지방족 및 방향족 화합물이고, n은 1 이상의 정수이다.
본 발명의 보상 필름은, 하기 수학식으로 표현되는 Ro는 20 내지 300㎚이고, Rth는 100 내지 400㎚인 높은 리타데이션 값을 만족한다.
[수학식 1]
Ro = (nx- ny) × d
Rth = {(nx + ny)/2-nz} × d
여기서, d는 필름의 두께(㎚), nx는 필름의 면내의 수평 방향 최대 굴절율, ny는 필름 면 내의 수직 방향 최대 굴절율, nz는 필름의 두께 방향 최대 굴절율이고, 각각 23℃, 55%RH의 환경 하에서 파장 550㎚로 측정한 값이다.
본 발명의 보상 필름은, 분자량이 150,000 내지 400,000 g/mol이고, 투습도가 100 내지 1,000 g/㎥·day이며, 하기 수학식 2로 표현되는 위상차 발현 민감도 Rs가 10 내지 100㎚인 것을 특징으로 한다.
[수학식 2]
Rs = (│연신 후의 위상차 값 - 연신 전의 위상차 값│) / 연신비(1.1배율)
본 발명의 보상 필름은, 위상차 발현성이 높아, VA모드 LCD 시야각 보상용 위상차 필름, 또는 OLED용 반사 방지 위상차 필름으로서 활용될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
상기한 본 발명의 보상 필름을 포함하는 편광판 및 상기 편광판을 포함하는 표시장치에 대한 것이다.
상기 본 발명의 편광판 및 표시장치는, 본 발명의 보상 필름을 포함하는 것에만 특징이 있으므로, 나머지 구성요소는 종래 기술의 것을, 비제한적으로, 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위 내에서 자유로이 채용할 수 있다. 편광판 및 표시장치에 대한 종래의 기술은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이하, 본 발명에 대하여 실시예를 들어 더욱 상세히 설명한다. 이하의 실시예는 발명의 상세한 설명을 위한 것일 뿐, 이에 의해 권리범위를 제한하려는 의도가 아님을 분명히 한다.
실시예
노르보넨계 수지의 제조
Norbornene acid (1g, 7.24 mmol, 1 equiv)를 THF에 녹인 후 -25℃에서 RLi ( 3 equiv)를 넣고 0℃로 낮춰서 1시간 동안 교반 시킨다. 물을 넣고 반응을 종결 시킨 후 EtOAc로 추출을 한 후 유기층은 MgSO4로 수분제거 해준 후 필터하여 고체를 제거한 후 감압 하에 용매를 제거하고 플래쉬 컬럼 크로마토그래피 (flash column chromatography)로 분리 정제하여 89%로 생성물을 얻을 수 있었고, 반복기 사슬(n)은 1000~2000 범위로 조절하여 합성하였다.
노르보넨계 필름의 제조
상기 제조된 노르보넨계 고분자 수지, 및 용매(메틸렌클로라이드:메탄올=9:1)을 믹싱 탱크에 넣고 교반하여 완전히 용해시켰다. 용해된 도프 용액을 이용하여 위상차 필름을 제조한다. 연신 온도 120℃에서 140%까지 연신하였으며, 건조온도 110℃ (40분)에서 건조하여 최종적으로 보상 필름을 수득하였다. 필름 두께는 40㎛이었다.
비교예
DAC 수지의 제조
DAC(Di-Acetyl Cellulose) 고분자 수지로서, 미국 Eastman chemical C의 CA-39460S grade를 사용하였다.
셀룰로오스계 필름의 제조
상기 제조된 셀룰로오스계 고분자 수지, 및 용매(메틸렌클로라이드:메탄올=9:1)을 믹싱 탱크에 넣고 교반하여 완전히 용해시켰다. 고분자 수지 원료를 제외한, 필름의 제조공정은 상기 실시예와 동일한 조건으로 하였다.
실험예 - [위상차 발현 특성 평가]
상기 제작된 실시예 및 비교예의 연신에 따른 위상차 발현 특성을 평가하였다. 연신 온도는 160℃이고, Axoscan 장비를 이용하여 리타데이션 값을 측정하였다.
결과는 하기 표 1 및 도 1과 같았다.
Figure 112014023885601-pat00003
표 1, 및 도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 레진을 사용할 경우 위상차 발현 성능이 우수하여, VA 위상차 필름 뿐만 아니라, OLED용 위상차 필름 제조에도 우수함을 알 수 있다

Claims (7)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 갖는 노르보넨계 보상 필름에 있어서,
    상기 필름은 하기 수학식 1으로 표현되는 Ro는 20 내지 300㎚이고, Rth는 100 내지 400㎚이며, 분자량이 150,000 내지 400,000 g/mol이고, 투습도가 100 내지 1,000 g/㎥·day인 것을 특징으로 하는 노르보넨계 보상 필름.
    [화학식 1]
    Figure 112015114840176-pat00009

    여기서, R1과 R2는 각각 탄소수 1 이상, 탄소수 8이상의 지방족 및 방향족 화합물이고, n은 1 이상의 정수이다.
    [수학식 1]
    Ro = (nx- ny) × d
    Rth = {(nx + ny)/2-nz} × d
    여기서, d는 필름의 두께(㎚), nx는 필름의 면내의 수평 방향 최대 굴절율, ny는 필름 면 내의 수직 방향 최대 굴절율, nz는 필름의 두께 방향 최대 굴절율이고, 각각 23℃, 55%RH의 환경 하에서 파장 550㎚로 측정한 값이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 하기 수학식 2로 표현되는 위상차 발현 민감도 Rs가 10 내지 100㎚인 것을 특징으로 하는 노르보넨계 보상 필름.
    [수학식 2]
    Rs = (│연신 후의 위상차 값 - 연신 전의 위상차 값│) / 연신비(1.1배율)
  5. 청구항 1 또는 4 필름의 용도는, VA모드 LCD 시야각 보상용 위상차 필름, 또는 OLED용 반사 방지 위상차 필름인 것을 특징으로 하는 노르보넨계 보상 필름.
  6. 청구항 1 또는 4의 필름을 포함하는 편광판.
  7. 청구항 6의 편광판을 포함하는 표시 장치.
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