KR101919579B1

KR101919579B1 - 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치

Info

Publication number: KR101919579B1
Application number: KR1020120135083A
Authority: KR
Inventors: 김봉춘
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-11-27
Publication date: 2018-11-19
Also published as: TW201400934A; KR20130143476A

Abstract

본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제1 보호필름, 편광자, 제2 보호필름 및 점착제층의 순으로 적층되고, 상기 제1 보호필름, 또는 제1 및 제2 보호필름은 MD방향(Machine Direction)으로 일축 연신되고, 정면 위상차값(RO)이 300nm 이상인 편광판으로, 이를 액정 표시장치의 편광판으로 적용할 때 저가형의 고위상차를 갖는 보호필름을 사용하므로 가격 경쟁력이 우수할 뿐만 아니라 상기 제1보호필름으로 인한 무지개 얼룩 발생을 억제하여 화상의 품질유지(시야각 확보 등)가 가능한 효과가 있다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 {POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL COMPRISING THE SAME DISPLAY}

본 발명은 고위상차를 갖는 보호필름의 사용에 의해 발생되는 무지개 얼룩을 억제할 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치(liquid crystal display; LCD)는 평판디스플레이 중 현재 시장점유율이 가장 높으며 화상표시장치 중 가장 많이 보급되어 있는 음극선관(cathode-ray tube, CRT)을 대체하고 있다.

액정표시장치는 초기 개발단계에서의 여러 가지 기술적인 단점을 많이 개선하였으며, 현재 가격 경쟁력을 높여 시장 점유율을 확대하고자 하는 노력을 하고 있다. 이에 액정표시장치를 구성하는 핵심부품인 편광판에 대해서도 시도되고 있다.

편광판의 가격 경쟁력을 향상시키는 대표적인 방법은 저렴한 가격의 편광자 보호필름을 사용하는 것이다.

편광자 보호필름은 기계적으로 약한 편광자를 보호하기 위한 것이 주된 목적이다. 최근 편광자의 액정판넬 측면에 적층되는 보호필름의 경우 연신을 통해 적절한 위상차를 부여하여 시야각을 보상하는 기능이 추가되었다. 이중 편광자에서 액정판넬 타방측에 적층된 보호필름의 경우 위상차값이 광학특성에 영향을 미치지 않는다는 것이 당 분야의 엔지니어들에게 일반적인 인식이다.

이러한 보호필름으로는 대표적으로 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등이 사용된다. 트리아세틸셀룰로오스(TAC)는 통상 캐스팅 공법으로 제조되며 용매가 휘발되면서 네가티브 C 플레이트가 형성된다. 이러한 트리아세틸셀룰로오스(TAC)는 일반적인 플라스틱 필름에 비해 가격이 월등히 높다.

이에 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 대신에 단가가 낮은 플라스틱 필름을 보호필름으로 대체 사용하고자 하는 시도가 진행되고 있다.

그러나 저가의 플라스틱 필름은 대체적으로 수율을 높이기 위해 고배율로 연신되어 있어 위상차가 크며, 이를 적층한 액정표시장치는 무지개 얼룩이 발생하여 화상 품질이 저하되는 단점이 있다.

또한, 고배율로 연신된 필름에 의한 무지개 얼룩의 발생을 억제하기 위한 방법으로는, 확산제를 고배율로 연신된 필름의 표면에 처리하거나, 고배율로 연신된 필름 속에 확산제를 첨가하는 방법이 제시되었다. 그러나 이의 경우도 화상의 품질을 악화시키거나 제조 비용이 상승하는 문제가 있다.

본 발명은 화상의 품질 저하 없이 저가형의 고위상차를 갖는 보호필름을 사용할 수 있는 편광판을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 편광판을 구비한 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1 보호필름, 편광자, 제2 보호필름 및 점착제층의 순으로 적층되고, 상기 제1 보호필름은 MD방향(Machine Direction)으로 일축 연신되고, 정면 위상차값(RO)이 300nm 이상인 편광판을 제공한다.

상기 제1 보호필름은 정면 위상차값(RO)이 500nm 이상일 수 있다.

또한, 본 발명은 제1 보호필름, 편광자, 제2 보호필름 및 점착제층의 순으로 적층되고, 상기 제1 보호필름 및 제2 보호필름은 각각 MD방향(Machine Direction)으로 일축 연신되고, 정면 위상차값(RO)이 300nm 이상인 편광판을 제공한다.

상기 제1 보호필름 및 제2 보호필름은 각각 정면 위상차값(RO)이 500nm 이상일수 있다.

상기 제1 보호필름은 굴절률비(NZ)가 0≤NZ≤1일 수 있다.

바람직하기로 상기 제1 보호필름은 굴절률비(NZ)가 0 또는 1일 수 있다.

상기 제1 보호필름은 시클로올레핀폴리머(COP), 시클로올레핀코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

상기 제1 보호필름은 편광자와 접합되는 면의 반대면에 표면처리층이 포함될 수 있다.

상기 제2 보호필름은 굴절률비(NZ)가 0 또는 1일 수 있다.

상기 제2 보호필름은 시클로올레핀폴리머(COP), 시클로올레핀코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

또한, 본 발명은 편광판을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

상기 백라이트는 편광 백라이트일 수 있다.

본 발명의 편광판은 액정 표시장치의 적용 시 저가형의 고위상차를 갖는 보호필름을 사용하여 가격 경쟁력이 우수할 뿐만 아니라 상기 고위상차를 갖는 보호필름으로 인한 무지개 얼룩 발생을 억제하여 화상의 품질유지(시야각 확보 등)가 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 편광판의 수직 단면도를 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명에 따른 실시예 1의 액정표시장치의 구조를 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,
도 4는 본 발명에 따른 실시예 2의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,
도 5는 본 발명에 따른 실시예 3의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,
도 6은 본 발명에 따른 실시예 4의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,
도 7은 본 발명에 따른 실시예 5의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,
도 8은 본 발명에 따른 실시예 6의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,
도 9는 본 발명에 따른 실시예 7의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,
도 10은 본 발명에 따른 실시예 8의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,
도 11은 본 발명에 따른 실시예 9의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,
도 12는 본 발명에 따른 실시예 10의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,
도 13은 본 발명에 따른 실시예 11의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,
도 14는 본 발명에 따른 실시예 12의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,
도 15는 비교예 1의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,
도 16은 비교예 2의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이다.

무지개 얼룩은 편광이 위상차층을 통화할 때 입사각에 따라 위상차값이 많이 변하고, 파장에 따라 위상차값의 차이가 커서 발생되는 현상이다.

고위상차 필름은 통상 고배율 연신에 의해 제조되므로, 위상차값이 크고 입사각에 따른 위상차값의 변화가 크므로 편광이 통과되면 무지개 얼룩이 발생된다. 더욱이 대부분의 필름이 정파장 분산성을 가지므로 파장에 따른 위상차값의 변화는 더욱 크게 된다.

본 발명은 고위상차 필름을 편광판의 보호필름으로 적용하되, 상기 고위상차 필름의 연신방법 및 굴절률비를 특정 범위로 제어하여 무지개 얼룩의 발생을 억제한다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 편광판은 제1 보호필름, 편광자, 제2 보호필름 및 점착제층의 순으로 적층된다. 상기 제1 보호필름은 MD방향(Machine Direction)으로 일축 연신되고, 정면 위상차값(RO)이 300㎚ 이상, 바람직하기로는 500㎚ 이상인 것이 좋다.

또한, 본 발명의 편광판은 상기 제1 및 제2 보호필름이 각각 MD방향(Machine Direction)으로 일축 연신되고, 정면 위상차값(RO)이 300nm 이상, 바람직하기로는 500㎚ 이상인 것이 좋다.

특히, 액정셀이 IPS모드, FFS모드, PLS모드 및 ADS모드 등과 같이 액정이 면내에서 회전하는 모드인 경우에는, 동일한 제1보호필름 및 제2보호필름을 사용하는 것이 바람직하다.

통상 연신 공정으로 필름을 제조하는 경우 연신이 많이 진행될수록 위상차값은 커지고 필름의 단위 면적당 제조 단가는 낮아진다. 종래의 대표적인 보호필름인 트리아세틸셀룰로오스(TAC)는 연신을 하지 않으면 정면 위상차값(RO)이 10㎚이하이고, 두께방향 위상차값(Rth)이 30 내지 50㎚의 광학특성이 나온다. 이러한 광학특성은 우리가 흔히 볼 수 있는 일반적인 플라스틱필름 보다 현저하게 낮은 위상차 범위이다.

하기 수학식 1 내지 3은 제1 보호필름 및 제2 보호필름의 광학특성인 정면 위상차값(RO), 두께방향 위상차값(Rth) 및 굴절률비(NZ)을 정의하는 것이다. 이때, 광학특성은 가시광성 영역내의 전파장에 대한 것이다.

(여기서, Nx, Ny는 면상 굴절률로서 Nx ≥ Ny이며, d는 필름의 두께를 나타냄)

(여기서, Nx, Ny는 면상 굴절률로서 Nx ≥ Ny이며, Nz는 필름의 두께 방향 굴절률, d는 필름의 두께를 나타냄)

(여기서, Nx, Ny는 면상 굴절률로서 Nx ≥ Ny이며, Nz는 필름의 두께 방향 굴절률을 나타냄)

본 발명은 종래와 같이 보호필름의 광학특성 중 위상차값을 한정하지 않고 당 분야에서 필름으로 사용되는 고연신 필름을 적용하고자 하는 것이다. 상기 정면 위상차값(RO)이 300㎚ 이상인 필름은 고배율로 연신되어 단위 면적당 제품단가가 낮은 필름의 일반적인 광학물성이다.

상기 제1 보호필름, 또는 제1 및 제2 보호필름은 반드시 MD방향(Machine Direction)으로 일축 연신된 것을 사용한다. MD방향은 편광자와 접합되기 전에 롤(Roll) 상태로 존재하는 필름이 롤에서 풀리거나 감기는 방향을 의미하고, 일축 연신은 한 방향으로만 연신하여 배향시킨 필름을 의미한다.

필름이 MD방향으로 일축 연신되면 광축의 연장선이 필름면 밖으로 나오지 않고 면내에 존재하게 되므로 고위상차 무라가 발생하지 않게 된다.

또한, 제1 보호필름은 굴절률비(NZ)가 0≤NZ≤1, 공정상의 용이성 및산업적 유용성 등을 고려하면 NZ가 0 또는 1인 것이 바람직하다. 상기 굴절률비(NZ)가 0 미만이거나 1을 초과하는 경우에는 경사면에서 고위상차 얼룩을 발생시킬 수 있는 문제가 발생한다.

이러한 제1보호필름은 시클로올레핀폴리머(COP), 시클로올레핀코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

또한, 상기 제1 보호필름은 편광자와 접합되는 면의 반대면에 표면처리층이 포함될 수 있다.

편광자는 입사하는 자연광을 원하는 단일 편광상태(선편광 상태)로 바꿔주는 역할을 하는 광학필름으로서, 폴리비닐알콜계 수지로 된 필름에 2색성 색소가 흡착 배향된 것을 사용할 수 있다.

편광자를 구성하는 폴리비닐알콜계 수지는 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 제조할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지의 예로는, 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 이외에, 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체의 구체적인 예로는, 불포화 카르복시산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지는 변성된 것일 수도 있는데, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지의 비누화도는 통상 85 내지 100몰%, 바람직하게는 98몰% 이상일 수 있다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지의 중합도는 통상 1,000 내지 10,000, 바람직하게는 1,500 내지 5,000이다.

이러한 폴리비닐알코올계 수지를 막으로 형성시켜 편광자로 사용한다. 폴리비닐알코올계 수지의 막 형성 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지된 다양한 방법을 이용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 막 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 3 내지 150㎛일 수 있다.

편광자는 통상 상기와 같은 폴리비닐알코올계 필름을 일축 연신하는 공정, 이색성 색소로 염색하여 흡착시키는 공정, 붕산 수용액으로 처리하는 공정 및 수세와 건조하는 공정을 경유하여 제조된다.

폴리비닐알코올계 필름을 일축 연신하는 공정은 염색 전에 수행, 염색과 동시에 수행 또는 염색 후에 수행될 수 있다. 일축연신이 염색 후에 수행되는 경우에는 붕산 처리 전 또는 붕산 처리 중에 수행될 수도 있다. 물론, 이들 각각이 조합된 복수개의 단계로 일축 연신을 수행하는 것도 가능하다. 일축 연신은 주속이 다른 롤 또는 열 롤을 사용할 수 있으며, 대기 중에서 연신하는 건식 연신일 수도 있고 용매로 팽윤시킨 상태에서 연신하는 습식 연신일 수도 있다. 연신비는 통상 3 내지 8배이다.

연신된 폴리비닐알코올계 필름을 이색성 색소로 염색하는 공정은 예를 들면 이색성 색소를 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지하는 방법이 이용될 수 있다. 이색성 색소의 구체적인 예로는 요오드 또는 이색성 유기염료가 이용된다. 또한, 폴리비닐알코올계 필름은 염색 전에 물에 미리 침지하여 팽윤시키는 것이 바람직하다.

이색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우에는 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 염색용 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지하여 염색하는 방법을 이용할 수 있다. 통상 염색용 수용액에서의 요오드의 함량은 물(증류수) 100중량부에 대하여 0.01 내지 1중량부이고, 요오드화칼륨의 함량은 물 100중량부에 대하여 0.5 내지 20중량부이다. 염색용 수용액의 온도는 통상 20 내지 40℃이고, 침지시간 예컨대 염색시간은 통상 20 내지 1800초이다.

한편, 이색성 색소로서 이색성 유기염료를 이용하는 경우에는 통상 수용성 이색성 유기염료를 포함하는 염색용 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지하여 염색하는 방법을 이용할 수 있다. 염색용 수용액에서의 이색성 유기 염료의 함량은 물 100중량부에 대하여 통상 1×10^-4 내지 10중량부, 바람직하게는 1×10^-3 내지 1중량부인 것이 좋다. 염색용 수용액은 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 더 함유할 수 있다. 염색용 수용액의 온도는 통상 20 내지 80℃이고, 침지시간 예컨대 염색 시간은 통상 10 내지 1,800초이다.

염색된 폴리비닐알코올계 필름을 붕산 처리하는 공정은 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 수행할 수 있다. 통상 붕산 함유 수용액에서의 붕산의 함량은 물 100중량부에 대하여 2 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부인 것이 좋다. 이색성 색소로서 요오드를 이용한 경우의 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하며, 그 함량은 통상 물 100중량부에 대하여 0.1 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부인 것이 좋다. 붕산 함유 수용액의 온도는 50℃ 이상, 바람직하게는 50 내지 85℃, 보다 바람직하게는 60 내지 80℃인 것이 좋고, 침지시간은 60 내지 1,200초, 바람직하게는 150 내지 600초, 보다 바람직하게는 200 내지 400초인 것이 좋다.

붕산 처리 후 폴리비닐알코올계 필름은 수세 및 건조된다. 수세처리는 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지함으로써 수행할 수 있으며, 수세처리 시 물의 온도는 5 내지 40℃이고, 침지시간은 1 내지 120초이다. 수세 후 건조됨으로써 편광자를 얻을 수 있다. 건조처리는 통상 열풍 건조기나 원적외선 가열기를 이용하여 수행할 수 있으며, 건조처리 온도는 통상 30 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 80℃이고, 건조시간은 통상 60 내지 600초, 바람직하게는 120 내지 600초인 것이 좋다.

편광자의 두께는 3 내지 40㎛일 수 있다.

제2보호필름은 편광자가 기계적으로 약하기 때문에 이를 보호하기 위한 필름이다.

제2보호필름은 수지의 종류에 따라 투습도가 다르며, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성 및 등방성 등에 따라 선택하여 사용할 수 있다.

구체적인 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 이루어진 군에서 선택된 필름을 사용할 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 사용할 수도 있다.

제2 보호필름은 중 상기 열가소성 수지의 함량은 50 내지 100중량%, 바람직하게는 50 내지 99중량%, 보다 바람직하게는 60 내지 98중량%, 가장 바람직하게는 70 내지 97중량%인 것이 좋다. 함량이 50중량% 미만인 경우에는 열가소성 수지가 가지고 있는 본래의 고투명성을 충분히 발현하지 못할 수 있다.

또한, 본 발명은 제2 보호필름이 MD방향(Machine Direction)으로 일축 연신되고, 정면 위상차값(RO)이 300nm 이상일 수 있으며, 이의 경우 굴절률비(NZ)가 0 또는 1인 것이 바람직하다.

상기 제2 보호필름의 NZ가 0 또는 1인 경우에는 광축이 필름 면내에 숨길 수 있어 무지개 얼룩 발생 억제에 보다 효과적이다. 이때, 제2 보호필름의 재료는 상기 제1 보호필름과 동일하다.

제1 및 제2 보호필름의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 너무 얇으면 강도 및 가공성이 저하되고, 너무 두꺼우면 투명성이 저하되거나 편광자에 적층한 후 경화시간이 길어지는 문제가 있다. 보호필름의 두께는 각각 5 내지 200㎛, 바람직하게는 10 내지 150㎛, 보다 바람직하게는 20 내지 100㎛인 것이 좋다.

편광자와 제1 보호필름 사이 및 편광자와 제2 보호필름 사이에 접착제층이 형성된다. 예컨대 접착제층은 수계접착제 또는 UV 경화형 접착제를 사용할 수 있다.

접착제는 편광자와 보호필름을 충분히 접합할 수 있고 광학적 투시도가 우수하며 경시적인 황변 등의 변화가 없는 것이면 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 폴리비닐알콜계 수지와 가교제를 함유한 수계 접착제 조성물을 들 수 있다.

수계 접착제 조성물에 함유되는 폴리비닐알콜계 수지로는 폴리비닐알콜 수지 또는 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알콜 수지를 들 수 있으며, 이들 중에서 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알콜 수지는 반응성이 높은 관능기를 갖는 폴리비닐알콜계 접착제로서 편광판의 내구성이 향상된다는 점에서 바람직하다.

상기 UV 경화형 접착제 조성물에 함유되는 수지는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 등을 사용할 수 있다.

또한, 보호필름과 접합되는 편광자의 표면에는 접착성을 높이기 위해, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리 또는 비누화 처리 등과 같은 표면 처리를 적절히 수행할 수 있다.

편광자에 보호필름을 접착제로 접합하는 방법은 당 분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법을 이용할 수 있으며, 예를 들면 유연법, 와이어바 코팅법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법 또는 분무법 등에 의해 편광자, 보호필름 또는 이들 모두의 접합면에 접착제를 도포하고 이들을 접합시키는 방법을 들 수 있다. 여기서, 유연법이란 피도포물인 편광자 또는 보호필름을 대략 수직 방향, 대략 수평 방향, 또는 양자 간의 경사 방향으로 이동시키면서, 상기 피도포물의 표면에 접착제를 유하하여 확포(擴布)시키는 방법이다. 접착제를 도포한 후, 편광자와 보호필름을 접합롤 등에 끼워 접합시킨다.

점착제층은 액정셀과 접합하기 위한 층으로서, 점착제 수지와 가교제를 함유하는, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 점착제 조성물로 형성될 수 있다.

점착제 조성물에 포함되는 점착제 수지는 아크릴계, 실리콘계, 고무계, 우레탄계, 폴리에스테르계 또는 에폭시계 공중합체 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계 공중합체를 사용하는 것이다. 또한, 점착제 조성물은 알칼리금속염, 이온화합물, 전도성고분자, 금속산화물, CNT 등의 공지의 대전방지제를 포함할 수도 있다. 이중에서 이온화합물을 포함하는 것이 보다 바람직하다.

점착제층을 편광판에 적층하는 방법에 있어서도, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 편광자 보호필름에 형성된 대전방지 코팅층 상에 점착제 조성물을 상기 대전방지 코팅액 조성물의 도포방법에서와 동일한 방법을 이용하여 도포하고 건조하여 적층할 수 있다. 또한, 실리콘 코팅된 이형필름 상에 상기와 동일한 도포방법으로 점착제층을 형성하여 점착제 시트를 제조한 후, 이를 롤 압착장치를 이용하여 편광자 보호필름에 형성된 대전방지 코팅층 상에 적층할 수도 있다. 이때, 점착제 조성물에 가교제로서 자외선 경화형 화합물이 포함되는 경우에는 점착제 조성물을 도포한 후 또는 롤 압착장치를 이용하여 적층한 후에 자외선을 조사하는 것이 바람직하다.

점착제층의 두께는 그 점착력에 따라 조절될 수 있으며, 통상 3 내지 100㎛인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 내지 100㎛인 것이 좋다.

본 발명의 액정표시장치는 상기 편광판이 상판, 하판 또는 상/하판에 모두에 구비될 수 있다. 상기 편광판이 상판 또는 하판에 구비되는 경우에는 다른 쪽의 편광판은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 편광자의 양면에 보호필름이 접합된 형태를 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

실시예 1

본 발명에 따른 각 광학필름과 액정셀 및 백라이트 등의 실측데이터를 하기 도 2에 나타난 바와 같은 구조로 TECH WIZ LCD상에 적층하였다. TECH WIZ LCD 상에 55인치 PS-VA모드 액정표시장치의 액정셀 파라메터화하여 적층하였다.

액정표시장치는 편광 백라이트, 하판 편광판 PS-VA모드 액정셀 및 상판 편광판으로 구성하였다. 상판 및 하판 편광판은 각각 액정셀쪽으로부터 점착제층, 제2 보호필름, 접착제층, 편광자, 접착제층 및 제1 보호필름의 순으로 적층되었다.

편광자는 PVA에 연신과 염색을 통해 편광자 기능을 부여하고 백라이트측 편광자의 흡수축은 시인측에서 봤을 때 수직방향으로 적층하고, 시인측 편광자의 흡수축은 수평방향으로 배치하였다.

이러한 편광자의 편광 성능은 370 내지 780nm 가시광선 영역에서 시감도 편광도 99.9% 이상, 시감도 단체투과율 41% 이상이었다. 시감도 편광도와 시감도 단체투과율은 파장에 따른 투과축의 투과율을 TD(λ), 파장에 따른 흡수축의 투과율을 MD(λ), JIS Z 8701:1999에 정의된 시감도 보정치를

라고 할 때 하기 수학식 4 내지 8에 의해 정의된다.

상판 및 하판의 각 제1 보호필름은 MD방향으로 일축 연신되고, 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 2000㎚이고, 굴절률비(NZ)가 1인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 적층하였다. 제1보호필름은 각각 인접한 편광자의 흡수축과 지상축의 방향이 수직이 되도록 적층하였다.

상판 및 하판의 각 제2 보호필름은 위상차 보상 기능을 갖는 보호필름으로 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 50㎚이고, 두께방향 위상차값(Rth)이 125㎚인 시클로올레핀폴리머(COP) 필름을 적층하였다.

상판 편광자 및 하판 편광자는 각각 양면의 보호필름 사이에 아크릴계 접착제층을 형성하였다.

도 3은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 각 제1 보호필름은 MD방향으로 일축 연신되고, 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 2000㎚이고, 굴절률비(NZ)가 0인 폴리스티렌(PS) 필름을 적층하였다.

도 4는 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 각 제1 보호필름은 MD방향으로 일축 연신되고, 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 1000㎚이고, 굴절률비(NZ)가 1인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 적층하였다.

도 5는 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 각 제1 보호필름은 MD방향으로 일축 연신되고, 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 500㎚이고, 굴절률비(NZ)가 1인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 적층하였다.

도 6은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 5

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, IPS 모드 액정판넬의 상판 및 하판의 각 제1 및 제2 보호필름은 MD방향으로 일축 연신되고, 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 2000㎚이고, 굴절률비(NZ)가 1인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 적층하였다.

도 7은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 6

상기 실시예 5과 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 각 제1 및 제2 보호필름은 MD방향으로 일축 연신되고, 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 2000㎚이고, 굴절률비(NZ)가 0인 폴리스틸렌(PS) 필름을 적층하였다.

도 8은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 7

상기 실시예 5와 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 각 제1 보호필름은 MD방향으로 일축 연신되고, 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 2000㎚이고, 굴절률비(NZ)가 0인 변성폴리스틸렌(PS) 필름을 적층하였다.

또한, 상판 및 하판의 각 제2 보호필름은 MD방향으로 일축 연신되고, 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 2000㎚이고, 굴절률비(NZ)가 1인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 적층하였다.

도 9는 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 8

상기 실시예 5와 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 각 제1 및 제2 보호필름은 MD방향으로 일축 연신되고, 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 500㎚이고, 굴절률비(NZ)가 1인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 적층하였다.

도 10은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 9

상기 실시예 5와 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 각 제1 및 제2 보호필름은 MD방향으로 일축 연신되고, 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 300㎚이고, 굴절률비(NZ)가 1인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 적층하였다.

도 11은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 10

상기 실시예 5와 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 각 제1 및 제2 보호필름은 MD방향으로 일축 연신되고, 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 300㎚이고, 굴절률비(NZ)가 0인 변성폴리스티렌(PS) 필름을 적층하였다.

도 12은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 11

상기 실시예 5와 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 각 제1 및 제2 보호필름은 MD방향으로 일축 연신되었다. 제 1 보호필름은 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)이 300㎚이고, 굴절률비(NZ)가 0.8인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 적층하였고, 제 2 보호필름은 위상차값(RO)이 300㎚이고, 굴절률비(NZ)가 1인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 적층하였다.

도 13은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 12

상기 실시예 5와 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 각 제1 및 제2 보호필름은 MD방향으로 일축 연신되었다. 제 1 보호필름은 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)이 300㎚이고, 굴절률비(NZ)가 0.2인 변성폴리스티렌(PS) 필름을 적층하였고, 제 2 보호필름은 위상차값(RO)이 300㎚이고, 굴절률비(NZ)가 0인 변성폴리스티렌(PS) 필름을 적층하였다.

도 14는 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 각 제1 보호필름은 TD방향으로 일축 연신되고, 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 2000㎚이고, 굴절률비(NZ)가 1.9인 것을 적층하였다.

도 15는 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 다수의 무지개 얼룩이 발생하였음을 확인할 수 있었다.

비교예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 각 제1 보호필름은 이축 연신되고, 광원 589㎚에서 정면 위상차값(RO)가 2000㎚이고, 굴절률비(NZ)가 3인 것을 적층하였다.

도 16은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 다수의 무지개 얼룩이 발생하였음을 확인할 수 있었다.

Claims

제1 보호필름, 편광자, 제2 보호필름 및 점착제층의 순으로 적층되고, 상기 제1 보호필름은 MD방향(Machine Direction)으로 일축 연신되고, 정면 위상차값(RO)이 300nm 이상이며, 굴절률비(NZ)가 0≤NZ≤1인 편광판.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 보호필름은 정면 위상차값(RO)이 500nm 이상인 편광판.
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청구항 1에 있어서, 상기 제1 보호필름은 굴절률비(NZ)가 0 또는 1인 편광판.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 보호필름은 시클로올레핀폴리머(COP), 시클로올레핀코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리스틸렌(PS), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 편광판.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 보호필름은 편광자와 접합되는 면의 반대면에 표면처리층이 포함된 것인 편광판.
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