KR101628428B1 - 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학 표시 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 편광도가 99.9% 이상인 편광판과 편광자 흡수축 또는 편광자 투과축이 90°가 되도록 적층시켰을 때, CIE LAB 색차계로 측정된 직교 b값의 절대값이 3 이하인 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학 표시 장치에 관한 것이다.

Description

편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학표시장치{POLARIZING PLATE, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}

본 발명은 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학 표시 장치에 관한 것이다.

유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 장치는 형광성 유기화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 자기발광형 디스플레이 장치이다. 이러한 디스플레이 장치는 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 박형 등의 장점이 있다. 또한, 광시야각, 빠른 응답속도 등 액정표시장치에서 문제로 지적되는 단점을 해결할 수 있어 최근 주목받고 있다.

유기발광다이오드 디스플레이 장치는 일반적으로 유리기판, 상기 유리기판 상에 형성되는 유기전계 발광부, 상기 유기전계 발광부를 감싸 보호하는 보호캡, 상기 보호캡에 설치되는 흡습제를 포함한다.

유기발광다이오드 디스플레이의 경우 자체 발광으로 LCD와는 다르게 화면 구현에 있어서 편광판을 필요로 하지 않는다. 그러나, OLED 구동 패널의 Al 판에 의해 외부광 반사로 휘도가 떨어지는 단점을 보완하기 위하여 편광판을 포함한다. 일반적으로 편광판은 상기 유리기판의 일면에 설치된다.

종래, 편광판으로 λ/4 위상차 필름을 포함하는 편광판을 사용하여 왔다. 그러나, λ/4 위상차 필름을 1매만 사용한 원편광 구현 편광판의 경우 측면 반사 시감이 저하되고 외부광의 완벽한 반사 방지가 미흡하다는 문제점이 있었다.

이와 관련하여, 일본공개특허 제2003-090912호는 고유의 복굴절치가 양의 수지로 된 제1층과 고유 복굴절 수치가 음의 수지로 된 제2층을 포함하는 위상차 판을 개시하고 있다.

본 발명의 목적은 외광 반사 방지용 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 정면 시감, 측면 휘도 및 광 특성 저하를 방지할 수 있는 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 투과율, 편광도가 높고 반사 휘도, 색상 변화가 적고, 측면 시야감이 개선된 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 편광판의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 편광판을 포함하는 광학 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 관점인 편광판은 편광도가 99.9% 이상인 편광판과 편광자 흡수축 또는 편광자 투과축이 90°가 되도록 적층시켰을 때, CIE LAB 색좌표계 기준으로 측정된 직교 b값의 절대값이 3 이하가 될 수 있다.

본 발명의 다른 관점인 편광판의 제조 방법은 수분 함량이 25-26중량%이고 붕산 함량이 20.5-22.5중량%인 편광자를 제조하고; 그리고 상기 제조된 편광자의 적어도 일면에 보호필름 또는 위상차필름을 적층하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점인 광학표시장치는 상기 편광판을 포함할 수 있다.

본 발명은 광학적 균일성을 확보하고, 측면 색상 변화를 보완하고, 정면 시감 및 측면 휘도의 감소를 방지하고, 외부광 반사를 방지할 수 있는, 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학표시장치를 제공하였다.

도 1은 본 발명 일 구체예의 편광판의 단면도이다.
도 2는 본 발명 다른 구체예의 편광판의 단면도이다.
도 3은 본 발명 일 구체예의 광학 표시 장치의 단면도이다.
100, 110:편광판, 20:편광자, 10:보호필름, 30:λ/2 위상차필름,
40:제1점착층, 50:λ/4 위상차필름, 60:제2점착층, 200:패널

본 발명의 일 관점인 편광판은 편광도가 99.9% 이상인 편광판과 90°각도로 적층(직교하도록 적층)시켰을 때 CIE LAB 색좌표계 기준으로 측정된 직교 b값(또는 직교 bc값)의 절대값이 3 이하일 수 있다.

구체예에서, 상기 직교 b값은 JASCO社측 V-7170으로 측정된 값일 수 있다.

구체예에서, 상기 CIE LAB 색좌표계는 1976년 기준이 될 수 있다.

상기 '적층'은 편광도가 99.9% 이상인 편광판과 본 발명의 편광판의 적층시, 두 편광자의 편광자 흡수축(또는 편광자 투과축)이 서로 90°(직교)가 되도록 두 편광판을 서로 적층하는 것을 의미한다.

상기 '편광도가 99.9% 이상인 편광판'은 CIE LAB 색좌표계 기준으로 JASCO社측 V-7170으로 측정시 기기 안에 이미 포함된 편광판을 사용할 수 있다. 구체예에서, 상기 편광도는 99.9-100%가 될 수 있다.

상기 '편광도'는 JASCO社 V-7170 장비를 사용하여 측정한 값일 수 있다.

상기 직교 b값의 절대값이 3 초과인 경우, 편광판을 패널에 적층시 반사 휘도와 측면 색상 변화값이 커질 수 있다. 직교 b값의 절대값은 바람직하게는 0-3, 더 바람직하게는 1.9-2.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 색상 변화를 보완하고, 정면 시감 및 측면 휘도의 감소를 방지할 수 있다.

상기 직교 b값은 -3 내지 +3, 바람직하게는 -2.6 내지 -1.9가 될 수 있다.

상기 편광판은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 적층된 보호필름 또는 위상차필름을 포함할 수 있다. 상기 보호필름 또는 위상차필름은 상기 편광자의 일면 또는 양면에 2매 이상 적층될 수도 있다.

상기 편광판은 편광자 중 붕산 함량이 20.5-22.5중량%, 바람직하게는 21-22중량%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자의 내구성이 떨어지지 않고, 측면 시감이 좋을 수 있다.

상기 편광판은 편광판 중 수분 함량이 2-3중량%, 바람직하게는 2-2.8중량%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자의 내구성이 떨어지지 않고, 측면 시감이 좋을 수 있다.

상기 붕산 함량과 수분 함량은 편광자에 보호필름 또는 위상차필름을 라미네이션하여 제조된 편광판을 25℃에서 24시간 동안 에이징(aging)한 후 측정하거나 최종 편광판에 대해 측정한 값일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

상기 직교 b값의 절대값은 라미네이션 전 편광자의 붕산 함량과 수분 함량을 제어함으로써 얻을 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

편광자에 보호필름 또는 위상차필름을 라미네이션하기 전, 편광자 중 붕산 함량은 편광자 중 20.5-22.5중량%, 바람직하게는 21-22중량%가 될 수 있다. 라미네이션 전 편광자 중 붕산 함량이 20.5중량% 미만인 경우 편광판의 편광도가 좋지 않을 수 있고, 22.5중량% 초과인 경우 편광자가 파단될 가능성이 높다. 라미네이션전 또는 라미네이션하고 에이징한 후 측정된 편광자 중 붕산 함량은 유의적인 차이가 없다.

편광자에 보호필름 또는 위상차필름을 라미네이션하기 전, 편광자 중 수분 함량은 편광자 중 25-26중량%, 바람직하게는 25-25.5중량%가 될 수 있다. 라미네이션 전 편광자 중 수분 함량이 25중량% 미만인 경우 편광자의 성형 자체가 어려울 수 있고, 26중량% 초과인 경우 편광자의 내구성이 떨어질 수 있다.

상기 붕산 함량과 수분 함량은 하기에서 기술된 방법으로 측정할 수 있다.

상기 편광자의 두께는 5㎛-100㎛, 바람직하게는 5㎛-50㎛, 더 바람직하게는 20㎛-25㎛가 될 수 있다.

구체예에서, 상기 편광자의 일면 또는 양면에는 보호필름이 적층될 수 있다. 상기 보호필름은 접착층에 의해 상기 편광자에 적층될 수 있다. 구체예에서, 상기 접착층은 수계 접착제, 감압형 접착제로 형성된 접착층을 포함할 수 있다.

상기 보호필름의 두께는 20㎛-100㎛, 바람직하게는 40㎛-80㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자에 적층시 편광판으로 사용할 수 있다.

상기 보호필름은 투명성이 있는 수지로 된 필름으로서, 종래부터 편광자의 보호필름으로 사용되고 있는 것으로 특별히 제한되지 않는다. 구체예에서, 상기 보호필름은 셀룰로오스계, 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 재질로 된 필름일 수 있다.

상기 편광자의 일면 또는 양면에는 위상차필름 1매 또는 2매 이상이 적층될 수 있다. 구체예에서, 상기 위상차필름은 λ/2 위상차필름, λ/4 위상차필름 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 위상차필름은 접착층에 의해 편광자에 적층될 수 있다. 구체예에서, 상기 접착층은 수계 접착제, 감압형 접착제를 포함하는 접착층을 포함할 수 있다.

구체예에서, 상기 λ/2 위상차 필름과 λ/4 위상차 필름은 서로 다른 부호의 복굴절을 가질 수 있다. 그 결과, 측면 각도별 위상지연 차이 감소 효과가 있을 수 있다. 예를 들면 λ/2 위상차 필름이 양의 복굴절, λ/4 위상차 필름이 음의 복굴절을 가질 수 있고, 또는 λ/2 위상차 필름이 음의 복굴절, λ/4 위상차 필름이 양의 복굴절을 가질 수 있다.

본 명세서에서 '양의 복굴절'은 1축성의 배향으로 형성된 필름에 빛이 입사하였을 때 상기 배향 방향의 빛의 굴절률이 상기 배향 방향에 직교하는 방향의 빛의 굴절률보다 큰 것을 말하고, '음의 복굴절'은 1축성의 배향으로 형성된 필름에 빛이 입사하였을 때 상기 배향 방향의 빛의 굴절률이 상기 배향 방향에 직교하는 방향의 빛의 굴절률보다 작은 것을 말한다.

일 실시예에서, 상기 λ/2 위상차 필름은 파장 550nm에서 면내 위상차(Ro)가 200nm-300nm, 바람직하게는 250nm-280nm가 될 수 있다. λ/4 위상차 필름은 파장 550nm에서 면내 위상차(Ro)가 100nm-200nm, 바람직하게는 130nm-150nm가 될 수 있다.

상기 λ/2 위상차 필름과 λ/4 위상차 필름에 대해 파장 550nm에서 면내 위상 지연값(Re), 두께 방향의 위상 지연값(Rth), 및 이축성 정도를 나타내는 Nz는 하기 식 1 내지 식 3으로 표시될 수 있다:

<식 1>

Re = (nx - ny) × d

<식 2>

Rth = ((nx+ny)/2 - nz) × d

<식 3>

Nz= (nx - nz)/(nx - ny)

(상기에서, nx, ny, nz는 각각 위상차 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절율(refractive index)이고, d는 위상차 필름의 두께(단위:nm)이다).

위상차필름은 위상차필름의 길이 방향인 x축 방향, 폭 방향인 y축 방향, 및 두께 방향인 z축 방향으로 구분될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 λ/2 위상차 필름은 파장 550nm에서 면내 위상 지연값(Re)는 250nm-280nm, 두께 방향의 위상 지연값(Rth)은 220nm-240nm, 및 이축성 정도를 나타내는 Nz는 1.52-1.54가 될 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 λ/4 위상차 필름은 파장 550nm에서 면내 위상 지연값(Re)는 130nm-150nm, 두께 방향의 위상 지연값(Rth)은 -100nm ~ -130nm, 및 이축성 정도를 나타내는 Nz는 1.48-1.50이 될 수 있다.

상기 λ/2 위상차 필름과 λ/4 위상차 필름은 투명하고 위상차 기능을 갖는 필름이라면 제한없이 사용할 수 있다. 구체예에서, 상기 상기 λ/2 위상차 필름과 λ/4 위상차 필름은 각각 시클로올레핀폴리머(COP) 등을 포함하는 올레핀계, 아크릴계, 셀룰로오스계, 또는 이들의 혼합으로 만들어진 필름을 사용할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 λ/2 위상차 필름은 사이클로올레핀계 필름, 상기 λ/4 위상차 필름은 아크릴계 필름이 될 수 있다.

상기 위상차 필름은 각각 두께가 10㎛-100㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용시 광학 보상 효과를 제공할 수 있고, 원편광 효과를 가질 수 있다. 바람직하게는 10㎛-60㎛ 두께를 가질 수 있다.

일 구체예에서, 상기 λ/2 위상차 필름의 두께는 40㎛-50㎛, 상기 λ/4 위상차 필름의 두께는 40㎛-50㎛가 될 수 있다.

λ/4 위상차필름 단독으로 구현된 원편광 구현 편광판은 측면 반사 시감이 저하되어 완벽한 반사 방지가 미흡하다는 단점이 있다. 이를 보완하기 위해, λ/2 위상차필름과 λ/4 위상차필름을 특정한 각도로 조합하여 사용하는 것이 좋다. 구체예에서, λ/2 위상차필름과 λ/4 위상차필름은 θλ/4 = 2*θλ/2 + 45°(상기에서, θλ/4은 λ/4 위상차필름의 광축이고, θλ/2은 λ/2 위상차필름의 광축이다)가 되도록 적층될 수 있다. 일 구체예에서, θλ/4은 75-90°, θλ/2은 15-22.5°가 될 수 있다.

구체예에서, 상기 편광자의 일면에 λ/2 위상차필름과 λ/4 위상차필름이 순서대로 적층될 수 있다. λ/4 위상차필름은 점착제에 의해 λ/2 위상차필름 위에 적층될 수 있다. 구체예에서, 상기 점착제는 (메타)아크릴계 공중합체를 점착 수지로 포함하는 점착제를 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구체예의 편광판의 단면도이다.

도 1에 따르면, 편광판(100)은 편광자(20), 상기 편광자(20) 상부에 적층된 보호필름(10), 상기 편광자(20)의 하부에 순차적으로 적층된 λ/2 위상차필름(30)과 λ/4 위상차필름(50)을 포함할 수 있다. λ/4 위상차필름(50)은 제1점착층(40)에 의해 λ/2 위상차필름(30) 하부에 적층될 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 구체예의 편광판의 단면도이다. 도 2에 따르면, 도 1의 편광판에서 λ/4 위상차필름(50)의 하부에 제2점착층(60)을 더 포함할 수 있다. 상기 편광판은 제2점착층(60)을 매개로 OLED 등을 포함하는 광학표시장치에 적층될 수 있다.

본 명세서에서, '상부'와 '하부'는 임의의 층(예:편광자, λ/2 위상차필름, λ/4 위상차필름)을 기준으로 서로 대향한다.

본 명세서에서, '상부'와 '하부'는 기준이 되는 임의의 층(예:편광자, λ/2 위상차필름, λ/4 위상차필름)에 대해 도면에서 보여지는 바에 따라 정의한 것으로서, 보는 시각에 따라 상기 '상부'가 '하부'로, 상기 '하부'가 '상부'로 변경될 수 있다.

상기 제1점착층과 제2점착층을 구성하는 점착제는 투명성, 내구성, 리워크성 등을 가진 점착제라면 제한없이 사용할 수 있다. 구체예에서, 상기 점착제는 (메타)아크릴계 공중합체를 점착 수지로 포함하는 점착제를 사용할 수 있다.

상기 편광판은 두께가 120㎛-170㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정표시장치의 편광판으로 사용될 수 있다.

상기 편광판은 반사 휘도가 18% 이하 바람직하게는 17-18%, color shift가 9% 이하 바람직하게는 8-9%가 될 수 있다. 반사 휘도와 color shift는 하기 실험예를 참고하여 측정할 수 있다.

상기 편광판은 편광자 중 수분 함량이 25-26중량%, 붕산 함량이 20.5-22.5중량%인 편광자의 적어도 일면에 보호필름 또는 위상차필름을 접착제 또는 점착제로 라미네이션하여 제조될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 상기 라미네이션 후 에이징 과정을 더 거침으로써 편광자와 보호필름 또는 위상차필름 간의 접착을 높일 수도 있다.

본 발명의 다른 관점인 상기 편광판의 제조 방법은 수분 함량이 25-26중량%, 붕산 함량이 20.5-22.5중량%인 편광자를 제조하고; 제조된 편광자의 적어도 일면에 보호필름 또는 위상차필름을 적층하는 단계를 포함할 수 있다.

편광자의 제조

상기 편광자는 편광자의 재료를 염색, 연신 등을 포함하는 방법에 제조할 수 있다.

상기 편광자의 재료는 폴리비닐알코올계 필름을 사용할 수 있다. 구체예에서, 상기 폴리비닐알코올계 필름은 상용의 제품을 사용하거나 용매캐스팅법, 용융압출법 등에 의해 제조된 것을 사용할 수 있다. 용매캐스팅법은 수지를 용제에 녹인 용액을 캐스팅롤 또는 벨트에 코팅한 후 용매를 증발시켜 필름을 제조하는 방법이고, 용융압출법은 수지를 용융온도 이상으로 올려 융융시킨 후 냉락롤에 압출, 냉각시켜 필름을 제조하는 방법이다.

먼저, 폴리비닐알콜 필름을 수세 및 팽윤 공정을 실시할 수 있다. 수세 공정은 폴리비닐알콜 필름에 존재하는 이물질 등을 제거하기 위한 것이고, 팽윤 공정은 이후의 염색 공정이 원활히 이루어지도록 팽윤시키는 공정이다. 즉, 물 또는 염화물, 붕산, 무기산, 유기 용매 등이 포함된 팽윤조에 폴리비닐알콜 필름을 통과시키며, 상기 팽윤조의 온도는 20~30℃의 온도로 유지할 수 있다. 팽윤조의 제조 및 선택은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 수행될 수 있다.

폴리비닐알콜 필름에 편광성을 부여하는 이색성 물질(dichroic material)로 염색하는 단계를 거칠 수 있다. 이색성 물질은 요오드, 이색성 염료를 사용할 수 있다. 요오드 분자로 염색하기 위한 요오드 염색조는 요오드 외에, 요오드화 칼륨을 더 포함할 수 있으며, 붕산을 더 포함할 수도 있다. 상기 요오드 염색은 20~55℃의 온도에서 수행될 수 있다. 요오드 염색조에서 요오드의 농도는 1.5-2.5중량%, 요오드화 칼륨의 농도는 0.3-0.5중량%, 붕산의 농도는 0.5-0.7중량%가 될 수 있다.

상기 염색 공정 이후에 가교 공정을 더 거칠 수 있다. 즉, 요오드 분자를 폴리비닐알콜 고분자 매트릭스에 강하게 부착시키기 위한 것으로서, 가교제로는 붕산을 사용할 수 있으며, 인산 화합물 등이 더 포함될 수 있다.

폴리비닐알콜 필름은 연신 공정을 거칠 수 있다. 연신 공정은 건식연신과 습식연신이 모두 가능하다. 건식연식법으로는 인터롤연신법(inter-roll stretching method), 압축연신법(compression stretching method), 가열롤연신법(heated roll stretching method) 등을 사용할 수 있다.

상기 습식연신을 위한 연신조에는 붕산이 포함될 수 있다. 연신 과정에서 붕산 용액의 농도, 연신조의 온도를 제어함으로써, 상술한 편광자 내 붕산 함량을 얻을 수 있다. 연신조의 온도는 35-65℃ 범위일 수 있다. 연신조에서 붕산의 농도는 3.0-3.5중량%가 될 수 있다.

전체 연신 공정에서 연신율은 3-7배가 될 수 있다.

연신 공정은 염색 공정과 동시에 진행될 수도 있고, 연신 공정 후 염색 공정을 할 수도 있고, 염색 공정 후에 연신 공정을 할 수도 있다. 또한, 연신, 염색 공정은 가교공정과 동시에 진행될 수도 있다. 염색 공정과 동시에 진행되는 경우에는 요오드를 포함하는 용액에서 수행될 수 있으며, 가교공정과 동시에 진행되는 경우에는 붕산을 포함하는 용액에서 진행될 수 있다.

편광자 내 붕산 함량은 연신 스피드와 관련될 수도 있다. 연신조 붕산 농도가 아무리 높더라도 일정 속도 이하로 연신 시, 오히려 붕산이 빠져나갈 수 있다. 따라서 연신 스피드가 13mpm 이상, 바람직하게는 15-17mpm 유지되는 상태에서 연신조의 붕산 농도를 3 중량% 이상, 바람직하게는 3.0-3.5중량%일 때, 목표로 하는 편광자 중 붕산 함량 20 중량%이상, 바람직하게는 20.5-22.5중량%를 달성할 수 있습니다.

연신 공정을 거친 폴리비닐알콜 필름의 색보정을 하는 보색공정을 거칠 수 있다. 상기 보색공정은 요오드화칼륨 및/또는 붕산이 함유된 보색조를 통해 수행될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 보색공정은 요오드화칼륨은 1-10중량%, 붕산은 0.1-3중량% 포함된 보색조에서 수행될 수 있다.

이로부터 제조된 편광자는 건조 존을 통과시켜 건조시키게 된다. 건조 과정에서 건조 온도, 편광자의 체류 패스, 건조 존 내의 풍량 등에 따라 편광자 중 수분 함량을 제어할 수 있다. 건조 온도는 50-70℃, 건조 존 내의 풍량은 급기1400-1500RPM, 배기 2000-3000RPM으로 관리함으로써, 라미네이션 전 편광자 중 수분 함량이 25-26중량%가 되도록 할 수 있다.

상기와 같이 제조된 편광자 중 붕산 함량은 20.5-22.5중량%, 수분함량은 25-26중량%가 될 수 있다.

보호필름 또는 위상차필름의 접착 또는 점착

상기 제조된 편광자에 보호필름과 위상차필름을 점착제 또는 접착제로 접착하여 편광판을 제조할 수 있다.

상기 보호필름에 대한 상세 내용은 상기에서 상술한 바와 같다.

상기 보호필름은 수계 접착제, 감압형 접착제 중 하나 이상으로 편광자의 일면에 적층될 수 있다.

상기 위상차필름에 대한 상세 내용은 상기에서 상술한 바와 같다.

상기 위상차필름은 수계 접착제, 감압형 접착제 중 하나 이상을 포함하는 접착층에 의해 편광자의 하부에 접착될 수 있다.

상기 편광자에는 위상차필름 2매가 접착될 수도 있다. 구체예에서, 편광자의 다른 일면에 λ/2 위상차 필름이 적층되고, λ/2 위상차 필름의 다른 일면에 점착제에 의해 λ/4 위상차 필름이 적층될 수 있다. 구체예에서, 상기 점착제는 (메타)아크릴계 점착제를 포함할 수 있다.

구체예에서, 상기 편광자의 상부에 보호필름을 적층하고, 상기 편광자의 하부에 λ/2 위상차 필름을 적층하고, 상기 λ/2 위상차 필름의 하부에 λ/4 위상차 필름을 적층하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점인 광학 표시 장치는 상기 편광판을 포함할 수 있다. 광학 표시 장치는 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이 장치를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

도 3은 본 발명 일 구체예의 광학 표시 장치의 단면도이다.

도 3에 의하면, 광학표시장치는 패널(200); 및 상기 패널(200)의 상부에 형성된 편광판(110)을 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.

(1)편광자:편광자의 재료는 폴리비닐알코올 필름(PS#60, 일본 Kuraray사, 연신 전 두께가 60㎛)

(2)보호필름: HC TAC(TOPPAN, 품명:40CHCA2)

(3)λ/2 위상차 필름(파장 550nm에서, Ro(Re): 250nm-280nm, Rth:220nm-240nm, Nz:1.52-1.54, 사이클로올레핀계, 두께 40㎛-50㎛, 일본 ZEON사)

(4)λ/4 위상차 필름(파장 550nm에서, Ro(Re):130nm-150nm, Rth:-100nm ~ -130nm, Nz:1.48-1.50, 아크릴계, 두께 45㎛-55㎛, 일본 OKURA사)

(5)점착제:(메타)아크릴계 접착제

(6)접착제: Z-320(일본 희원소)

실시예

폴리비닐알코올 필름을 연신조 55℃에서 2-3배 연신하고, 요오드를 흡착시켰다. 이 때, 수용액의 요오드 농도 1.5-2.5중량%, 붕산 3.0-3.5%중량 이다. 연신 스피드는 15-17mpm이 되도록 한다. 이로부터 하기 표 1에 기재된 편광자 내 붕산 함량을 갖도록 하였다. 또한, 편광자를 건조시키는 과정에서 온도, 풍량, 체류 패스 등을 조절함으로써 편광자가 하기 표 1에 기재된 라미네이션 전 편광자 중 수분 함량을 갖도록 하였다.

이와 같이 제조된 편광자의 상부에 보호필름을, 하부에는 λ/2 위상차 필름을 접착제를 사용하여 적층하였다. (메타)아크릴계 점착제를 사용하여 λ/2 위상차 필름에 λ/4 위상차 필름을 적층하여 편광판을 제조하였다.

비교예

상기 실시예에서 붕산을 3.0중량% 미만으로 함으로써 하기 표 1에 기재된 편광자 내 붕산 함유량을 갖도록 하였다. 또한, 편광자를 건조시키는 과정에서 온도, 풍량, 체류 패스 등을 실시예와 달리함으로써 편광자가 하기 표 1에 기재된 라미네이션 전 편광자 중 수분 함량을 갖도록 하였다. 그런 다음, 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.

*라미네이션 전 편광자 중 붕산 함량: 편광자를 물에 녹였다. 얻은 결과물을 100ml 비커에 마그네틱 바를 넣고, 상기 결과물 0.1g, 증류수 50g을 첨가하고 1시간 동안 70-80℃에서 교반하여 편광자를 완전히 녹였다. 얻은 용액에 대하여 자동 전위차 측정기(AT-500N)를 사용하여 붕산 함량을 측정하였다. 측정기에서 붕산 적정을 위해 사용된 AgNO₃의 양으로 편광자 내 붕산 함량을 계산할 수 있다.

*라미네이션 전 편광자 중 수분 함량 측정:연신, 건조 등을 거쳐 최종 제조된 편광자를 라미네이션하기 전에 일부 샘플링(가로x세로x두께, 10cm x 10cm x22㎛)하고 알루미늄 팩에 밀봉하였다. 편광자를 건조시키기 전의 무게(W1), 편광자를 105℃의 오븐에서 2시간 동안 건조시킨 후의 무게(W2)를 측정하고, (W1-W2)/W1 x 100으로부터 편광자 중 수분 함량을 측정하였다.

*라미네이션하고 에이징 후 편광자 중 붕산 함량:편광판을 메틸렌클로라이드에 24시간 동안 녹여 편광자를 분리한다. 상기와 동일한 방법으로 붕산 함량을 측정한다. 편광자 라미네이션 전과 라미네이션 후의 편광자 중 붕산 함량은 유의차가 없다.

*라미네이션하고 에이징 후 편광판 중 수분 함량:최종 편광판을 25℃에서 24시간 에이징한다. 얻은 편광판에 대해 일부 샘플링(가로x세로x두께, 10cm x 10cm x22㎛)하고 알루미늄 팩에 밀봉하였다. 에이징한 편광판을 건조시키기 전의 무게(W3), 편광판을 105℃의 오븐에서 2시간 동안 건조시킨 후의 무게(W4)를 측정하고, (W3-W4)/W3 x 100으로부터 편광판 중 수분 함량을 측정하였다.

상기 실시예와 비교예에서 제조한 편광판 단품 또는 OLED 패널에 조립하고, 그에 대해 하기 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

(1)투과율(Ts), 편광도(P.E):편광판에 대해 V-7100(JASCO사, 일본)을 사용하여 측정하였다.

(2)직교 b값:편광판에 대해 V-7100(JASCO사, 일본)을 사용하여 측정하였다. V-7100 내에는 편광도가 99.9% 이상인 편광판이 장착되어 있으며, 시료 편광판 주입시 편광자의 흡수축이 서로 90° 각도로 교차되게 된다.

(3)반사휘도와 color shift(△a*b*):측면 각도 65도에서 반사휘도와 색상 변화값을 EZ-contrast 3차원 측정기(Eldim사, 프랑스)를 사용하여 측정하였다.

	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
편광자 중 붕산 함량 (중량%)	21.6	21.9	20	20	20	20
라미네이션전 편광자 중 수분 함량(중량%)	25.0	25.5	26	26.5	27	28
라미네이션하고 25℃에서 24시간 에이징한 후 편광판 중 수분 함량(중량%)	2.7	2.8	2.9	2.9	3.0	3.1
투과율 (TS, %)	45	45	45	45	45	45
편광도(P.E., %)	99.991	99.990	99.981	99.982	99.980	99.980
직교 b값	-1.9	-2.6	-3.2	-3.8	-4.3	-5.2
직교 b값의 절대값	1.9	2.6	3.2	3.8	4.3	5.2
반사 휘도(%)	17.5	17.8	18.0	18.3	18.7	19.2
color shift(△a*b*)	8.8	8.9	9.4	9.7	9.8	10.3

상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 편광판은 b값의 절대값이 3 이하의 값을 확보함으로써 반사 휘도가 낮고 color shift가 낮아 외광 반사 방지, 측면 시감 확보 등의 효과를 구현할 수 있다.

반면에, 편광자 내 수분 함량과 붕산 함량이 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 1-4의 편광자로 제조된 편광판은 b값의 절대값이 3 초과로서 반사 휘도와 color shift가 높아, 본 발명의 효과를 구현할 수 없다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (14)

1. 편광도가 99.9% 이상인 편광판과 편광자 흡수축 또는 편광자 투과축이 90°가 되도록 적층시켰을 때 CIE LAB 색좌표 기준으로 측정된 직교 b값의 절대값이 0 내지 3이고,
   이색성 물질이 염색된 폴리비닐알코올계 필름을 포함하는 편광자를 포함하는 것인, 편광판이고,
   상기 편광판 중 수분 함량은 2-2.8중량%이고,
   상기 편광판의 상기 편광자 중 붕산 함량은 20.5-22.5중량%이고,
   상기 편광판은 보호필름, 상기 편광자, λ/2 위상차필름 및 λ/4 위상차필름의 순서대로 적층된 것이고,
   상기 λ/4 위상차 필름은 파장 550nm에서 하기 식 1로 표시되는 두께 방향 위상 지연값(Rth)이 -100nm 내지 -130nm인 것인 편광판:
   <식 1>
   Rth = ((nx+ny)/2 - nz) × d
   (상기에서, nx, ny, nz는 각각 위상차 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절율(refractive index)이고, d는 위상차 필름의 두께(단위:nm)이다).
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 직교 b값의 절대값이 1.9 이상 2.6 이하인 편광판.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 두께는 20㎛-25㎛인 편광판.
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 보호필름은 셀룰로오스계, 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 재질로 된 필름을 포함하는 편광판.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 λ/2 위상차필름은 파장 550nm에서 면내 위상차(Ro)가 250nm-280nm이고, 상기 λ/4 위상차 필름은 파장 550nm에서 면내 위상차(Ro)가 130nm-150nm인 편광판.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 λ/2 위상차 필름은 파장 550nm에서 하기 식 1로 표시되는 두께 방향의 위상 지연값(Rth)이 220nm ~ 240nm인 편광판:
   <식 1>
   Rth = ((nx+ny)/2 - nz) × d
   (상기에서, nx, ny, nz는 각각 위상차 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절율(refractive index)이고, d는 위상차 필름의 두께(단위:nm)이다).
   
9. 제1항에 있어서, 상기 λ/2 위상차 필름은 시클로올레핀계 필름을 포함하고, 상기 λ/4 위상차 필름은 아크릴계 필름을 포함하는 편광판.
   
10. 제1항에 있어서, 상기 편광자와 상기 λ/2 위상차필름 사이, 또는 상기 λ/2 위상차필름과 상기 λ/4 위상차필름 사이에 보호필름이 더 적층된 편광판.
    
11. 이색성 물질이 염색된 폴리비닐알콜계 필름을 포함하고, 수분 함량이 25-26중량%이고 붕산 함량이 20.5-22.5중량%인 편광자를 제조하는 단계; 그리고
    상기 제조된 편광자의 적어도 일면에 보호필름 또는 위상차필름을 적층하는 단계를 포함하고,
    상기 제조된 편광자의 적어도 일면에 보호필름 또는 위상차필름을 적층하는 단계는 상기 편광자의 상부에 보호필름을 적층하고, 상기 편광자의 하부에 λ/2 위상차 필름을 적층하고, 상기 λ/2 위상차 필름의 하부에 λ/4 위상차 필름을 적층하는 것을 포함하고,
    상기 편광자는 상기 이색성 물질이 염색된 폴리비닐알코올계 필름을 붕산의 농도가 3.0-3.5중량%인 붕산 수용액에서 연신시키고, 상기 연신된 폴리비닐알코올계 필름을 건조 온도 50-70℃, 건조 존 내의 풍량이 급기 1400-1500RPM, 배기 2000-3000RPM에서 건조시켜 제조되고,
    상기 λ/4 위상차 필름은 파장 550nm에서 하기 식 1로 표시되는 두께 방향 위상 지연값(Rth)이 -100nm 내지 -130nm인 제1항의 편광판의 제조 방법:
    <식 1>
    Rth = ((nx+ny)/2 - nz) × d
    (상기에서, nx, ny, nz는 각각 위상차 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절율(refractive index)이고, d는 위상차 필름의 두께(단위:nm)이다).
    
12. 삭제
13. 삭제
14. 제1항, 제2항, 제4항, 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.

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