KR101669318B1 - 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 편광자, 상기 편광자의 상부면에 형성된 폴리에스테르 필름, 및 상기 폴리에스테르 필름의 상부면에 형성된 편광해소층을 포함하고, 상기 폴리에스테르 필름과 상기 편광해소층의 적층체는 헤이즈가 2 내지 30%이고, 상기 폴리에스테르 필름은 두께가 20㎛ 내지 100㎛인 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치{POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
편광판은 액정표시장치의 표시 패턴을 가시화하기 위해, 광의 진동 방향을 제어하는 목적으로 액정 셀의 안팎에 사용되고 있다. 액정표시장치의 적용 분야가 개발 초기의 소형 기기로부터 최근에는 노트북 컴퓨터, 액정 모니터, 액정 컬러 프로젝터, 액정 텔레비전, 차량 탑재용 네비게이션 시스템, 퍼스널 폰 및 옥 내외에서 사용되는 계측 기기 등으로 폭 넓은 범위를 나타내고 있다.
편광판은 편광자, 편광자 상에 형성되고 편광자를 보호하는 보호필름을 포함하고 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름이 사용되지만, TAC 필름은 일반적인 고분자 보호필름에 비해 가격이 높다. TAC 필름을 대체하기 위해 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 사용할 수 있지만, PET 필름은 TD 방향인 x축 방향과 MD 방향인 y축 방향의 굴절률의 차이(nx-ny)로 인하여 편광자로부터 방출된 빛을 간섭시켜 얼룩(무라)를 발생시킬 수 있다. PET 필름을 연신시켜 초고위상차 및 박형 두께의 PET 필름을 사용하여 무라를 해소하는 방법이 있지만 무라를 없애는데 한계점이 있다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제2011-0097078호는 투습도가 200g/m2.일 이하인 PET 필름과 편광자를 열경화제로 접착시킨 편광판을 개시하고 있다.
본 발명의 목적은 보호필름으로 폴리에스테르 필름을 포함하고 빛의 간섭에 의한 얼룩(무라)이 시인되지 않게 하는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 내구성을 높인 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점인 편광판은 편광자, 상기 편광자의 상부면에 형성된 폴리에스테르 필름, 및 상기 폴리에스테르 필름의 상부면에 형성된 편광해소층을 포함하고, 상기 폴리에스테르 필름과 상기 편광해소층의 적층체는 헤이즈가 2 내지 30%이고, 상기 폴리에스테르 필름은 두께가 20㎛ 내지 100㎛가 될 수 있다.
본 발명의 다른 관점인 액정표시장치는 상기 편광판을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 보호필름으로 폴리에스테르 필름을 포함하고 빛의 간섭에 의한 얼룩이 시인되지 않게 하고 내구성을 높인 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 구체예의 편광판의 단면도이다.
도 2는 본 발명 다른 구체예의 편광판의 단면도이다.
도 3은 본 발명 일 구체예들의 요철 형상의 사시도이다.
도 4는 본 발명 일 구체예의 액정표시장치의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 의해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 '상부'와 '하부'는 도면을 기준으로 정의한 것이고, 보는 시각에 따라 '상부'가 '하부'로 '하부'가 '상부'로 변경될 수 있고, '(메트)아크릴'은 아크릴 또는 메타아크릴을 의미할 수 있다.
본 발명의 편광판은 편광자, 편광자의 상부면에 형성된 폴리에스테르 필름, 폴리에스테르 필름의 상부면에 형성된 편광해소층을 포함하고, 편광해소층은 확산제-함유 수지층, 요철 형성된 수지층 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명 일 구체예의 편광판의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 편광판(100)은 편광자(10), 편광자(10)의 상부면에 형성된 폴리에스테르 필름(20), 폴리에스테르 필름(20)의 상부면에 형성된 확산제(32) 함유 수지층(30), 편광자(10)의 하부면에 형성된 광학필름(40)을 포함하고, 폴리에스테르 필름(20)과 확산제(32) 함유 수지층(30)의 적층체(50)는 헤이즈(haze)가 2 내지 30%가 될 수 있다.
폴리에스테르 필름은 TD 방향인 x축 방향과 MD 방향인 y축 방향의 굴절률의 차이(nx-ny) 때문에, 편광자로부터 방출된 빛을 간섭시켜 무라를 발생시킬 수 있다. 폴리에스테르 필름을 연신시킴으로써 필름 두께를 작게 하고 위상차를 높임으로써 무라를 해소하는 방법이 있지만 이 방법에 의해서도 무라 해소에는 한계가 있다. 본 발명은 박형 두께의 폴리에스테르 필름에 특정 편광해소층을 형성함으로써 폴리에스테르 필름과 편광해소층의 헤이즈를 특정 범위로 제어하여 무라가 시인되지 않게 하였다.
본 발명의 폴리에스테르 필름은 박형의 필름으로 두께가 20㎛ 내지 100㎛, 예를 들면 40 내지 80㎛가 될 수 있다. 두께가 20㎛ 미만이면 편광해소층 만으로는 무라를 해소하지 못하는 문제점이 있고, 두께가 100㎛ 초과이면 편광해소층 없이도 무라가 보이지 않을 수 있다.
헤이즈 2 내지 30%를 갖는 적층체 함유 편광판은 폴리에스테르 필름으로부터 나온 빛을 편광해소층으로 확산시켜 줌으로써 무라가 시인되지 않게 할 수 있다. 헤이즈가 2% 미만이면 무라 해소가 미약할 수 있고, 헤이즈가 30% 초과이면 무라 해소 효과는 있지만 적층체가 뿌옇게 됨으로써 투명성이 떨어져 화면 시인성이 좋지 않을 수 있고, 고온 고습에서 편광판 방치시 내구성이 좋지 않을 수 있다. 헤이즈는 예를 들면 2 내지 14%, 또는 2 내지 12%, 또는 2 내지 10%가 될 수 있다.
적층체는 파장 380 내지 700nm에서 투과도가 42% 이상, 바람직하게는 42.5 내지 45%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 투과도를 높이는 효과가 있다.
폴리에스테르 필름은 헤이즈가 2% 이하 예를 들면 0.001 내지 1.7%로서 상기 범위에서 편광판의 투과도를 높이는 효과가 있다.
폴리에스테르 필름은 MD 방향, TD 방향 1축 또는 MD 방향과 TD 방향 2축의 고배율의 연신 필름으로 초고위상차를 가짐으로써 편광자로부터 방출된 빛의 간섭을 최소화시켜 무라 해소 효과를 더 높일 수 있다. 일 구체예에 따르면, 폴리에스테르 필름은 파장 550nm에서 하기 식 1로 표시되는 정면 위상차(Re)가 2,500 내지 11,000nm, 하기 식 2로 표시되는 두께 방향 위상차(Rth)가 3,000 내지 15,000nm, 하기 식 3으로 표시되는 이축성 정도(NZ)가 1.4 내지 1.8가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용시 무라 최소화 효과가 있을 수 있다:
<식 1>
Re = (nx - ny) x d
<식 2>
Rth = ((nx+ny)/2 - nz) × d
<식 3>
NZ = (nx - nz)/(nx - ny)
(상기 식 1 내지 3에서, nx, ny, nz는 각각 폴리에스테르 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절율이고, d는 필름의 두께(단위:nm)이다). 폴리에스테르 필름에서, x축 방향은 TD 방향, y축 방향은 MD 방향, z축 방향은 두께 방향을 나타낸다.
폴리에스테르 필름은 파장 550nm에서 면내 위상차(Ro)가 2,000 nm 이상, 구체적으로 2,000 내지 9,000nm가 될 수 있고, 상기 범위에서 편광판에 사용시 무라 최소화 효과가 있을 수 있다.
폴리에스테르필름은 MD 방향, TD 방향, 또는 MD 방향과 TD 방향 2축 연신 필름일 수 있고 연신비는 1.5 내지 7.0, 바람직하게는 6.0 내지 7.0이 될 수 있고, 상기 범위에서 초고위상차를 가져 무라가 시인되지 않게 할 수 있다.
편광자는 일반적으로 폴리비닐알콜(PVA)계 필름으로 제조되고, PVA 편광자는 외부 수분에 취약하여 제조된 후 외부 환경에 장기간 노출시 편광성이 떨어질 수 있고 이는 편광판의 내구성을 저하시킬 수 있다. 폴리에스테르 필름은 40℃ 환경 또는 40℃ 및 90% 상대습도에서 측정된 수분투과율이 0.001 내지 100g/m2ㆍday 이하, 예를 들면 0.1 내지 40g/m2ㆍday 더 바람직하게는 1 내지 20g/m2ㆍday로서 수분투과율이 낮아 편광판의 내구성을 높이고 편광판의 수명을 연장시킬 수 있다.
폴리에스테르 필름은 투명 필름이라면 특별히 제한되지 않는데,예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 중 하나 이상의 수지로 된 필름일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
폴리에스테르 필름은 하부면에 표면 코팅층을 더 포함할 수 있다. 폴리에스테르 필름은 표면이 소수성이며, 특히 보호필름으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용할 경우 소수성은 커진다. 이러한 필름을 편광판에 사용하기 위해서는 친수성으로 전환시켜 주는 표면 개질이 필요하다. 표면 개질은 기존의 셀룰로오스계 필름에서 사용되는 수산화나트륨을 이용한 표면 개질 방법으로는 필름 표면이 충분히 개질되지 않거나 필름 표면에 손상을 줄 수 있다. 이를 위해 소수성과 친수성 작용기를 갖는 프라이머를 포함하는 표면 코팅층을 보호필름 위에 형성할 수 있다. 소수성과 친수성 작용기를 갖는 프라이머로는 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐아세테이트계 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 표면 코팅층의 부가로 보호필름의 기계적 특성을 높이고 수분투과율을 낮춤으로써, 외부 가혹 조건에 대해 높은 저항성을 편광판에 부가할 수 있다. 또한, 표면 코팅층은 보호필름과 편광판 사이에 형성되어 보호필름과 편광자와의 접착성을 좋게 할 수 있다.
확산제-함유 수지층은 폴리에스테르 필름 상부면에 형성되어 폴리에스테르 필름으로부터 나온 빛을 확산시켜 줌으로써 무라가 시인되지 않게 하는데, 이를 위해 폴리에스테르 필름 대비 헤이즈가 높아야 한다. 구체예에 따르면 확산제-함유 수지층은 헤이즈가 1.5 내지 28% 예를 들면 2 내지 28%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 적층체의 헤이즈를 2 내지 30%로 만들어 무라가 시인되지 않게 한다. 확산제-함유 수지층은 단일층일 수도 있지만 2층 이상의 다중층일 수도 있다.
확산제-함유 수지층은 수지와 확산제로 형성되고, 수지와 확산제의 굴절률 구배에 의해 폴리에스테르 필름으로부터 방출된 빛을 확산시켜 무라를 해소할 수도 있는데, 예를 들면 확산제의 굴절률(n2)이 수지의 굴절률(n3) 대비 크고(n2>n3), 확산제와 수지의 굴절률 차이(n2-n3)가 0.001 이상 예를 들면 0.001 내지 0.050이 될 수 있고, 상기 범위에서 무라 해소 효과를 구현하고 편광해소층의 투명성도 높일 수 있다.
확산제는 확산제-함유 수지층 중 임의의 형태로 함유될 수 있는데, 예를 들면 확산제가 수지층 전체에 분산된 제1 형태 또는 확산제가 함유된 하부 영역과 하부 영역과 접하고 확산제가 함유되지 않는 상부 영역으로 구별된 제2 형태로 포함될 수 있다. 제1 형태는 확산제가 수지층 전체에 분산되어 있어 확산에 의한 무라 해소 효과가 높을 수 있고, 제2 형태는 폴리에스테르 필름과 인접하는 하부 영역에 확산제가 밀집되어 있어 이로 인해 무라 해소 효과를 가지며 또한 편광해소층 상부 영역에는 확산제가 함유되지 않아 표면조도가 낮음으로써 필름 등의 부재가 추가적으로 적층시 안정하게 적층되도록 할 수 있다.
확산제-함유 수지층은 내부 헤이즈가 외부 헤이즈보다는 커서 반사에 의한 확산 최소화 효과를 가질 수 있는데, 내부 헤이즈는 1.5 내지 28% 예를 들면 2 내지 28%, 외부 헤이즈는 0.5 내지 2.0%가 될 수 있다.
확산제는 굴절률, 재질, 형태 등에 특별한 제한을 두지 않는다. 예를 들면, 확산제의 굴절률(n2)은 1.400 내지 1.600 예를 들면 1.450 내지 1.580이 될 수 있고, 상기 범위에서 통상의 수지와의 굴절률 제어가 용이하고, 무라 해소 효과를 높일 수 있다. 예를 들면, 확산제는 구형(예:비드), 방사형, 로드형 등의 형태가 될 수 있고, 평균입경은 1 내지 10㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서, 가시광에 대한 확산 효과가 있을 수 있다. 예를 들면 확산제는 유기계 확산제, 무기계 확산제 또는 유기-무기 혼합 확산제를 사용할 수 있는데, 수지와의 상용성을 위해서는 유기계 확산제가 바람직할 수 있다. 유기계 확산제는 스티렌계, (메트)아크릴계, 실록산계, 멜라민계, 폴리카보네이트계 수지 등이 될 수 있지만 이에 제한되지 않고, 무기계 확산제는 산화티탄, 산화실리콘, 산화지르콘 등이 될 수 있다. 확산제 함유 수지층은 굴절률, 재질 또는 형태가 동일한 확산제를 함유할 수도 있지만 이종의 확산제 2종 이상을 함유할 수 있다.
수지는 확산제-함유 수지층의 매트릭스를 형성하고, 굴절률, 재질 등에 제한을 두지 않는다. 수지의 굴절률(n3)은 1.400 내지 1.600, 예를 들면 1.440 내지 1.570가 될 수 있고 상기 범위에서 무라 해소 효과를 높일 수 있다. 수지는 자외선 또는 열 경화형 수지로서 예를 들면 (메트)아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 등이 될 수 있다.
확산제 함유 수지층 중 확산제는 0.1 내지 5중량%, 예를 들면 0.5 내지 5중량%로 포함될 수 있고 수지는 95 내지 99.9중량% 예를 들면 95 내지 99.5 중량%로 상기 범위에서 확산에 의한 간섭 해소 효과가 있고, 직선 투과율 상승 효과가 있을 수 있다.
폴리에스테르 필름, 확산제, 및 수지는 굴절률 구배가 형성됨으로써 무라 해소 효과를 높일 수 있는데, 폴리에스테르 필름의 굴절률을 n1이라고 할 때, n1, n2, n3은 하기 식 4의 관계가 될 수 있고, 하기 식 4의 범위에서 편광판의 무라 해소 효과를 높일 수 있다:
<식 4>
n1>n2>n3≥1.400
폴리에스테르 필름과 확산제 함유 수지층의 적층체는 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면 폴리에스테르 필름의 상부면에 확산제와 수지를 함유하는 조성물을 코팅하고 경화시킴으로써 제조될 수 있다. 코팅 방법은 특별히 제한을 두지 않고 스핀 코팅, 다이 코팅 등이 가능하고 코팅 두께는 편광해소층의 두께를 고려하여 5㎛ 이하가 될 수 있고, 경화는 UV 조사에 의한 광경화 또는 열경화로 수행될 수 있다. 상기 조성물은 확산제의 분산을 위한 분산제, 광안정화제 등의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
도 2는 본 발명 다른 구체예의 편광판의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 편광판(200)은 편광자(10), 편광자(10)의 상부면에 형성된 폴리에스테르 필름(20), 폴리에스테르 필름(20)의 상부면에 형성되고 요철(34)이 형성된 수지층(36), 편광자(10)의 하부면에 형성된 광학필름(40)을 포함하고, 폴리에스테르 필름(20)과 요철(34)이 형성된 수지층(36)의 적층체(52)는 헤이즈(haze)가 2 내지 30%가 될 수 있다.
요철-함유 수지층은 수지층의 상부면, 하부면의 표면 중 하나 이상, 바람직하게는 상부면에 요철이 형성된 층이 될 수 있다. 요철은 폴리에스테르필름, 수지층으로부터 나온 빛을 확산시켜 무라가 시인되지 않게 하는데, 음각, 양각 또는 이들의 혼합된 형태도 가능하고, 수지층의 두께 방향 기준으로 단면이 삼각형, 반원형, 반타원형, 무정형인 형태도 될 수 있고, 도 3을 참조하면 요철 형상은 프리즘(a), 렌티큘러 렌즈(b), 마이크로 렌즈(c), 엠보 패턴(d) 등이 될 수 있고, 요철은 굴절률이 1.400 내지 1.600이 될 수 있고, 요철이 형성된 수지층의 표면조도는 50 내지 5000nm가 될 수 있고, 상기 범위에서, 확산에 의한 무라 해소 효과와 수지층의 상부면에 부재 등을 안정하게 추가로 적층시킬 수도 있다.
수지는 요철 함유 수지층의 매트릭스를 형성하고, 굴절률, 재질 등에 제한을 두지 않는다. 수지의 굴절률(n4)은 1.400 내지 1.600, 예를 들면 1.410 내지 1.550가 될 수 있고 상기 범위에서 무라 해소 효과를 높일 수 있다. 수지는 자외선 경화형 또는 열 경화형 수지로서 예를 들면 (메트)아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지 등이 될 수 있다.
폴리에스테르 필름의 굴절률을 n1, 수지의 굴절률을 n4, 요철의 굴절률을 n5라고 할 때, 하기 식 5의 관계가 됨으로써, 무라 해소 효과를 높일 수 있고, 하기 식 5의 범위에서 무라 해소 효과를 높일 수 있다:
<식 5>
n1>n4≥n5>1.400
요철 형성 수지층은 요철, 수지층 중 하나 이상에 상술한 확산제를 더 포함할 수 있고, 이로 인해 무라 시인을 더 줄일 수 있으며, 확산제는 요철 형성 수지층 중 0.1 내지 5중량%로 포함될 수 있다.
폴리에스테르 필름과 요철 함유 수지층의 적층체는 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면 폴리에스테르 필름의 상부면에 수지층 형성용 수지를 코팅하고 요철 형성용 몰드로 인각하고 경화시켜 요철을 형성할 수 있다. 또한, 필름 상부면에 수지층 형성용 수지를 코팅하여 건조시키고, 그 위에 요철 형성용 수지를 다시 코팅하고 요철 형성용 몰드로 인각하고 경화시켜 요철을 형성할 수 있고, 수지층 형성용 수지와 요철 형성용 수지는 동일하거나 다를 수 있다.
편광해소층의 두께는 0.1 내지 12㎛ 예를 들면 1 내지 10㎛로서 상기 범위에서 가시광 확산 효과가 있을 수 있다. 적층체의 두께는 0.1 내지 10㎛ 예를 들면 1 내지 10㎛로서 상기 범위에서 광학표시장치에 사용될 수 있다.
편광해소층의 투과도는 파장 380 내지 700nm에서 88% 이상, 구체적으로 90% 이상, 더 구체적으로 90 내지 99%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 투과도를 높이는 효과가 있다.
폴리에스테르 필름은 무용제형 접착제에 의해 편광자에 접착될 수 있다. 무용제형 접착제는 증발되는 재료를 함유되지 않은 접착제로서, 상술한 바와 같이 수분투과율이 낮은 폴리에스테르 필름을 수계 접착제로 편광자에 접착시 수분 등의 기포 방출이 어려움을 해소하기 위함이다. 무용제형 접착제는 열경화, 광경화형 접착제로 예를 들면 (메트)아크릴계 수지 등을 접착 성분으로 포함하는 접착제일 수 있다.
편광자는 특정 방향으로 분자 배향되어 있어, 액정표시장치에 장착시 특정 방향의 빛만을 투과시키는 것으로, 폴리비닐알코올 필름에 요오드나 이색성 염료를 염색시키고, 이를 일정방향으로 연신시켜 제조될 수 있다. 구체적으로, 팽윤 과정, 염색 단계, 연신 단계, 가교 단계를 거쳐 제조된다. 각 단계를 수행하는 방법은 당업자들에게 통상적으로 알려져 있다.
편광자는 두께가 5㎛ 내지 30㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정표시장치용 편광판에 사용할 수 있다.
광학필름은 액정표시패널의 일면에 형성되고 소정 범위의 위상차를 가짐으로써 시야각 보상 기능이 있을 수 있다. 구체예에서, 광학필름은 파장 550nm에서 정면 위상차(Ro)가 40 내지 70nm가 될 수 있다. 상기 범위에서 시야각 보상 효과가 있을 수 있다.
광학필름은 투명한 광학필름으로서, 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 또는 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지로 된 필름이고, 바람직하게는 비-폴리에스테르계 필름이 될 수 있다.
광학필름은 40℃/90%상대습도 환경에서 측정된 수분투과도가 100g/m2ㆍday 이하, 예를 들면 0.001 내지 40g/m2ㆍday로서 수분투과도가 낮아 편광판의 내구성을 높이고 편광판의 사용 가능 기간을 연장시킬 수 있다. 광학필름은 두께가 20 내지 100㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정표시장치용 편광판에 사용할 수 있다.
광학필름은 무용제형 접착제에 의해 편광자에 접착될 수 있다. 무용제형 접착제는 증발되는 재료를 함유되지 않은 접착제로서, 상술한 바와 같이 투습도가 낮은 광학 필름을 수계 접착제로 편광자에 접착시 수분 등의 기포 방출이 어려움을 해소하기 위함이다. 무용제형 접착제는 열경화, 광경화형 접착제로 예를 들면 (메트)아크릴계 수지 등을 접착 성분으로 포함하는 접착제일 수 있다.
광학필름의 하부면에는 점착제층이 형성되어 편광판을 액정표시패널에 적층시킬 수 있다. 점착제는 감압성 점착제가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
편광해소층 상부면에는 접착층, 기능성층 중 하나 이상이 더 형성될 수 있고, 이에 의해서도 적층체의 헤이즈는 2 내지 30%가 될 수 있다. 기능성층은 하드코팅층, 방현층 등이 될 수 있다.
편광판의 두께는 25 내지 500㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치용 편광으로 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점인 액정표시장치는 상기 편광판을 포함하는 액정표시장치용 모듈을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명 일 구체예의 액정표시장치용 모듈의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 액정표시장치용 모듈(300)은 액정표시패널(205), 액정표시패널(205)의 상부면에 형성된 제1 편광판(210), 액정표시패널(205)의 하부면 및 액정표시패널(205)과 광원부(220) 사이에 형성된 제2 편광판(215)을 포함하고, 제1 편광판(210)은 액정표시패널(205)의 상부면에 형성된 제1 광학필름(140), 제1 광학필름(140)의 상부면에 형성된 제1 편광자(110), 제1 편광자(110)의 상부면에 형성된 제1 폴리에스테르 필름(120), 제1 폴리에스테르 필름(120)의 상부면에 형성된 확산제(132) 함유 수지층(130)을 포함하고, 제2 편광판(215)은 액정표시패널(205)의 하부면에 형성된 제 2광학필름(180), 제2 광학필름(180)의 하부면에 형성된 제2 편광자(160), 제2편광자(160)의 하부면에 형성된 제2 폴리에스테르 필름(170)을 포함할 수 있다.
제2 편광판(215)은 액정표시패널(205)과 백라이트 유닛을 포함하는 광원부(220) 사이에 형성될 수 있다. 백라이트 유닛은 광원의 위치에 따라 직하형, 측면형으로 구분될 수 있는데, 본 발명의 액정 디스플레이는 이에 제한을 받지 않으며, 광원부는 바람직하게는 LED 광원을 포함할 수 있다.
액정표시패널(205)은 상부기판과 하부기판(도시되지 않음) 사이에 봉입된 액정셀 층을 포함하고, 상부기판은 칼라필터(CF) 기판, 하부기판은 TFT(Thin Film Transistor) 기판일 수 있다. 상부기판과 하부기판 동일하거나 다르고, 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 플라스틱 기판은 플렉서블(flexible) 디스플레이에 사용될 수 있는 PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate), PES(polyether sulfone), PAR(polyarylate) 및 COC(cycloolefin copolymer) 등의 플라스틱 기판일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
액정셀층은 VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Place Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드, TN(Twisted Nematic) 모드의 액정을 포함하는 액정셀층일 수 있다.
제1 편광판과 제2 편광판은 각각 점착제층(150, 190)에 의해 액정표시패널의 일면에 형성될 수 있는데, 점착제층은 통상의 점착제로서 예를 들면 감압 점착제가 사용될 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.
실시예와 비교예에서 사용된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름에 대한 사양은 표 1과 같다.
제품명/제조사 굴절률 수분투과율(g/m2.day)
(@40℃)		 두께(㎛) R0
(nm, @파장550nm)		 Rth
(nm, @파장550nm)		 NZ
(@파장550nm)
PET 필름 1 SRF/토요보 1.590 7 80 8,200 9,800 1.63
PET 필름 2 SRF/토요보 1.587 9 40 4,600 6,200 1.59
PET 필름 3 SRF/토요보 1.593 5 60 7,050 8,100 1.61
실시예 1
폴리비닐알코올 필름(VF-PS6000, 일본 Kuraray사, 두께:60㎛)을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자를 제조하였다. 스티렌계 비드(굴절률:1.501)와 아크릴계 수지(굴절률:1.463)의 혼합물을 PET 필름 1의 일면에 코팅하고 경화시켜 편광해소층이 형성된 PET 필름 1 적층체를 제조하고, 파장 380 내지 700nm에서 헤이즈 측정기 H-150(무라카미사)를 사용하여 헤이즈를 측정하고 분광광도계(V-7100, Jasco사)를 사용하여 투과도를 측정하였다. 편광자의 하부면에 트리아세틸셀룰로오스 필름(KC4DR-1, 일본 Fuji사, 두께 40㎛)을 무용제형 접착제(C910, DIC사)로 접착시키고, 편광자의 상부면에 상기 편광해소층이 형성된 PET 필름 1을 PET 필름 1과 편광자가 접착되도록 무용제형 접착제(C910, DIC사)로 접착시켜 편광판을 제조하였다.
실시예 2
PET 필름 1의 일면에 아크릴 수지(굴절률:1.462)을 코팅하고 엠보 패턴 형성용 몰드로 인각하고 경화시킴으로써 요철을 형성시켜, 편광해소층이 형성된 PET 필름 1 적층체를 제조하고 헤이즈 측정기 H-150(무라카미사)를 헤이즈를 측정하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자를 제조하고 편광자의 하부면에 트리아세틸셀룰로오스 필름(KC4DR-1, 일본 Fuji사, 두께 40㎛)을, 상부면에 상기 편광해소층이 형성된 PET 필름 1을 무용제형 접착제로 접착시켜 편광판을 제조하였다.
실시예 3
PET 필름 1 대신에 PET 필름 2를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 4
PET 필름 1 대신에 PET 필름 2를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 5
PET 필름 1 대신에 PET 필름 3을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 6
PET 필름 1 대신에 PET 필름 3을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 7
PET 필름 1의 일면에 스티렌 비드(굴절률:1.501)와 아크릴 수지(굴절률:1.463)의 혼합물을 코팅하고 엠보 패턴 형성용 몰드로 인각하고 경화시켜 요철을 형성시켜 편광해소층이 형성된 PET 필름 1 적층체를 제조하고 헤이즈 측정기 H-150(무라카미사)를 헤이즈를 측정하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자를 제조하고 편광자의 하부면에 트리아세틸셀룰로오스 필름(KC4DR-1, 일본 Fuji사, 두께 40㎛)을, 상부면에 상기 적층체를 무용제형 접착제로 접착시켜 편광판을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 방법으로 편광자를 제조하고, 편광자의 하부면에 트리아세틸셀룰로오스 필름(KC4DR-1, 일본 Fuji사, 두께 40㎛)을, 상부면에 편광 해소층이 없는 PET 필름 1을 무용제형 접착제로 접착시켜 편광판을 제조하였다.
비교예 2
실시예 1과 동일한 방법으로 편광자를 제조하고, 편광자의 하부면에 트리아세틸셀룰로오스 필름(KC4DR-1, 일본 Fuji사, 두께 40㎛)을, 상부면에 편광 해소층이 없는 PET 필름 2를 무용제형 접착제로 접착시켜 편광판을 제조하였다.
비교예 3
아크릴계 비드(굴절률:1.463)와 아크릴계 수지(굴절률:1.465)의 혼합물을 PET 필름 1의 일면에 코팅하고 경화시켜 적층체를 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 4
PET 필름 1의 일면에 아크릴계 수지(굴절률:1.465)을 코팅하고 헤이즈가 44%가 되도록 엠보 패턴 형성용 몰드로 인각하고 경화시켜 요철이 형성된 적층체를 제조한 것을 제외하고는 실시예 2과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 5
PET 필름 1의 일면에 아크릴계 수지(굴절률:1.465)을 코팅하고 헤이즈가 31%가 되도록 엠보 패턴 형성용 몰드로 인각하고 경화시켜 요철이 형성된 적층체를 제조한 것을 제외하고는 실시예 2과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
액정표시패널의 상부면, VA 모드 액정의 액정표시패널의 하부면 및 액정표시패널과 백라이트부 사이에 각각 편광판을 배치하고 조립하여 간섭에 의한 얼룩이 시인되는지 여부를 관찰하였다. 간섭 얼룩이 시인되지 않는 경우 ×, 간섭 얼룩이 미세하게 시인되는 경우 △, 간섭 얼룩이 강하게 시인되는 경우 ○로 평가하였다.
내구성은 최초 편광판의 투과도(T1)를 파장 380 내지 700nm에서 측정하고, 이후 고온/고습(60℃ 및 90%상대습도) 환경에 500 시간 방치 후 동일 방법으로 편광판의 투과도(T2)를 측정하고 투과도 변화량(△T, │T2-T1│)으로 평가하였다.
헤이즈
(%)		 투과도
(%)		 간섭 얼룩
시인 여부		 내구성
(△T)
실시예 1 3 43.2 × 1.2%
실시예 2 5 43.5 × 1.3%
실시예 3 4 43.3 × 1.4%
실시예 4 6 43.2 × 1.3%
실시예 5 2.5 43.1 × 1.1%
실시예 6 8 42.6 × 0.9%
실시예 7 12 42.2 × 1.2%
비교예 1 0.8 43.7 ○ 1.6%
비교예 2 0.7 43.8 ○ 1.5%
비교예 3 1.5 43.6 △ 1.1%
비교예 4 44 40.8 × 1.5%
비교예 5 31 41.5 × 1.4%
상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 헤이즈가 2 내지 30%인 적층체가 형성된 편광판은 간섭 얼룩을 확산시켜 시인되지 않게 하고 투과도도 확보할 수 있다.
반면에, 확산제 함유 수지층, 요철 함유 수지층이 형성되지 않고 PET 필름 1, PET 필름 2 단독을 포함하는 비교예 1과 2는 간섭 얼룩이 강하게 시인되었다. 또한, 적층체를 포함하더라도 적층체의 헤이즈가 2% 미만인 비교예 3은 간섭 얼룩이 시인되는 문제점이 있었고, 적층체의 헤이즈가 30%를 초과하는 비교예 4, 5는 간섭얼룩은 시인되지 않으나 투과도가 낮고 내구성이 좋지 않은 문제점이 있었다.
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 (19)

  1. 편광자, 상기 편광자의 상부면에 형성된 폴리에스테르 필름, 및 상기 폴리에스테르 필름의 상부면에 형성된 편광해소층을 포함하고,
    상기 폴리에스테르 필름과 상기 편광해소층의 적층체는 헤이즈가 2 내지 12%이고,
    상기 폴리에스테르 필름은 두께가 20㎛ 내지 100㎛인 편광판이고,
    상기 폴리에스테르 필름은 파장 550nm에서 면내 위상차(R0)가 4,500 nm 이상 9,000 nm 이하이고,
    상기 편광해소층은 확산제 함유 수지층, 요철 형성 수지층 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 적층체는 파장 380 nm 내지 700 nm에서 투과도가 42% 이상 45% 이하인, 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 편광해소층은 투과도가 88% 이상인 편광판.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 확산제 함유 수지층은 상기 확산제와 상기 수지층의 수지의 굴절률 차이가 0.001 내지 0.050인 편광판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 확산제 함유 수지층은 하기 식 1의 관계를 갖는 편광판:
    <식 1>
    n1>n2>n3≥1.400
    (상기 식 1에서, n1은 상기 폴리에스테르 필름의 굴절률, n2는 상기 확산제의 굴절률, n3은 상기 수지층의 수지의 굴절률이다).
  6. 제1항에 있어서, 상기 확산제 함유 수지층은 상기 확산제가 상기 수지층 전체에 분산된 제1 형태 또는 상기 확산제가 함유된 하부 영역과 상기 하부 영역과 접하고 상기 확산제가 함유되지 않은 상부 영역을 포함하는 제2 형태를 갖는 편광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 확산제는 스티렌계, (메트)아크릴계, 실록산계, 멜라민계, 폴리카보네이트계 수지 중 하나 이상으로 형성된 비드인 편광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 확산제 함유 수지층 중 수지는 (메트)아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지 중 하나 이상을 포함하는 편광판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 요철 형성 수지층은 하기 식 2의 관계를 갖는 편광판:
    <식 2>
    n1>n4≥n5>1.400
    (상기 식 2에서, n1은 상기 폴리에스테르 필름의 굴절률, n4는 상기 수지층의 수지 굴절률, n5는 상기 요철의 굴절률이다).
  10. 제1항에 있어서, 상기 요철은 프리즘, 렌티큘러 렌즈, 마이크로 렌즈, 엠보 패턴 중 하나 이상을 포함하는 편광판.
  11. 제1항에 있어서, 상기 요철 형성 수지층은 확산제를 더 포함하는 편광판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 필름은 수분투과율이 0.001 내지 100g/m2ㆍday 이하인 편광판.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 중 하나 이상의 수지로 된 필름인 편광판.
  15. 제1항에 있어서, 상기 편광자와 상기 폴리에스테르 필름 사이에는 무용제형 접착제층이 형성된 편광판.
  16. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 필름의 하부면에 광학필름이 더 형성된 편광판.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광학필름은 셀룰로오스계, 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 수지로 형성된 필름인 편광판.
  18. 제1항에 있어서, 상기 편광해소층의 상부면에 접착층, 기능성층 중 하나 이상이 더 형성된 편광판.
  19. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제12항, 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 액정표시장치.
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