KR102167219B1 - 편광판용 수지 조성물 - Google Patents

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KR102167219B1
KR102167219B1 KR1020170018840A KR20170018840A KR102167219B1 KR 102167219 B1 KR102167219 B1 KR 102167219B1 KR 1020170018840 A KR1020170018840 A KR 1020170018840A KR 20170018840 A KR20170018840 A KR 20170018840A KR 102167219 B1 KR102167219 B1 KR 102167219B1
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윤석일
이남정
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Abstract

본 출원은 편광판용 수지 조성물, 편광판의 제조방법, 그 방법으로 제조된 편광판 및 이의 용도에 관한 것으로, 본 출원의 편광판용 수지 조성물은 두께가 얇고, 깨지지 않아 쉽게 구부릴 수 있어 내구성이 우수하며, 수축력이 매우 낮아 빛샘 현상이 억제되고, 이색비가 우수한 편광판으로 제조될 수 있으며, 상기 수지 조성물로 제조된 편광판은 다양한 표시 장치에 적용이 가능하며, 특히 유기발광표시장치에 유용하게 적용될 수 있다.

Description

편광판용 수지 조성물{RESIN COMPOSITION FOR POLARIZING PLATE}
본 출원은 편광판용 수지 조성물, 편광판의 제조방법, 그 방법으로 제조된 편광판 및 이의 용도에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD), 전계발광(EL) 표시장치, 플라즈마 표시장치(PDP), 전계방출 표시장치(FED), 유기발광소자(OLED) 등과 같은 각종 표시장치에 사용되고 있는 기존 편광판은 폴리비닐알콜(PVA, Polyvinyl alcohol)을 주성분으로 하여 요오드 이온을 염착하고, 이를 종방향(MD, Machine Direction)으로 5배 이상 연신하는 공정을 거쳐 제조되었다. 기존 편광판은 MD 방향으로 연신된 PVA의 사이사이에 요오드 이온종이 배향되어 편광성능이 구현되었다. 이러한 편광 성능을 내부 이색비(Internal Dichroic Ratio)로 표현할 수 있는데, 기존 PVA계 편광판은 이색비가 130에 달았다.
그러나, 기존 편광판에는 내구성 측면에서, 문제가 발생하였다. 먼저, 기존 편광판은 MD 방향으로 많이 연신되어 있어, 매우 깨지기 쉽기 때문에, 상하부에 보호필름을 필요로 한다. 따라서, PVA의 두께가 10 ㎛ 내지 20 ㎛ 수준이고, 상하부 보호필름의 두께가 25 ㎛ 내지 80 ㎛ 수준이므로, 상기 PVA 상하부에 보호필름을 합지한 두께가 60 ㎛ 내지 180 ㎛에 달한다. 또한, 최종 편광판을 제조하기 위하여, 접착제, 점착제, 코팅층, PE 보호필름 등을 더 포함함으로써, 더 두꺼운 두께를 갖게 된다.
또한, 내구성은, 상기와 같은 물리적인 내구성 외에도 내열성 및 내습열성까지도 포함한다. 기존 PVA계 편광판은 PVA가 물에 녹는 성질을 갖고 있어, 내습열성이 약하고, 고배향된 PVA가 원래 크기로 돌아가려는 탄성이 강하므로 수축력이 크다. 따라서, 높은 수축력으로 인해 내열 상태에서 편광판이 휘고 이로 인해 빛샘 현상이 끊이지 않는 문제가 발생하였다.
이러한 문제로 인해, 기존 PVA계 편광판의 적용에는 한계가 있었으며, 이에 따라, 최근 편광판의 적용이 요구되는 Smarter shade나, OLED용 반사 방지 필름 등의 용도로는 적용이 어려운 문제가 발생하였다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 편광판이 요구되고 있다.
한국등록특허공보 제1632134호
본 출원의 과제는 두께가 얇고, 깨지지 않아 쉽게 구부릴 수 있어 내구성이 우수하며, 수축력이 매우 낮아 빛샘 현상이 억제되고, 이색비가 우수한 편광판을 제조하기 위한 편광판용 수지 조성물, 편광판의 제조방법, 그 방법으로 제조된 편광판 및 이의 용도를 제공하는 것이다.
본 출원은 편광판용 수지 조성물에 관한 것이다. 예시적인 편광판용 수지 조성물은, 고분자 수지 및 이색성 염료를 포함한다. 상기 고분자 수지는 결정화도가 50% 초과 내지 99%인 고분자 수지일 수 있다. 상기 결정화도는 시차주사 열량 측정기(DSC(Differential Scanning Calorimeter), Mettler Toledo社)를 사용하여, 30℃에서 200℃까지 10℃/min의 속도로 승온하고, 다시 30℃로 낮춘 후, 또 다시 200℃로 승온하는 2회 주사(scan)하는 과정을 통해 측정될 수 있다.
본 출원의 편광판용 수지 조성물은 결정화도가 50% 초과 내지 99%인 고분자 수지 및 이색성 염료를 포함함으로써, 두께가 얇고, 깨지지 않아 쉽게 구부릴 수 있어 내구성이 우수하며, 수축력이 매우 낮아 빛샘 현상이 억제되고, 이색비가 우수한 편광판으로 제조될 수 있다.
상기 고분자수지는 결정화도가 50% 초과 내지 99%인 고분자 수지를 사용할 수 있다. 상기 고분자 수지는 결정화도가 전술한 범위 내인 고분자 수지이면 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 51% 내지 90%, 52% 내지 80% 또는 53% 내지 70%일 수 있으며, 바람직하게는 54% 내지 60%인 고분자 수지일 수 있다. 전술한 범위 내의 결정화도를 갖는 고분자 수지를 편광판의 기재 필름으로 사용함으로써, 전술한 범위보다 낮은 결정화도를 갖는 고분자 수지를 편광판의 기재 필름으로 사용하는 경우에 비해, 연신하는 과정에서 염료를 배향시키는 효과가 우수할 수 있고, 이로 인해, 이색비가 우수한 편광판으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 이색성 염료는 무정형 영역에 존재하고, 결정 영역에는 존재하지 않는 상태이므로, 결정화도가 100%인 고분자 수지를 편광판의 기재 필름으로 사용하는 경우, 상기 이색성 염료가 상기 결정화도가 100%인 고분자 수지에 염착되지 않을 수 있다.
하나의 예시로서, 상기 전술한 범위 내의 결정화도를 갖는 고분자 수지는 비액정성 화합물일 수 있다. 본 출원에서 용어 「비액정성 화합물」은 액정성을 나타낼 수 있는 부위, 예를 들면, 메소겐 골격을 포함하지 않는 화합물을 의미한다.
상기 고분자 수지의 종류로는 예를 들어, 열가소성 고분자 수지를 사용할 수 있으며, 구체적으로, 폴리이미드, 폴리알릴레이트, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리에스테르, 폴리아릴에테르케톤, 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리푸마르산에스테르, 폴리에테르설폰, 폴리설폰, 폴리카보네이트 및 폴리프로필렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 폴리프로필렌일 수 있다. 전술한 종류의 고분자 수지는 자외선 차단 기능을 가지고 있어, 상기 고분자 수지를 포함하는 편광판을 표시장치에 적용함으로써, 자외선으로부터 보호해주는 역할을 수행할 수 있다.
본 출원의 편광판용 수지 조성물은 이색성 염료를 포함한다. 본 출원에서 용어 「이색성 염료」는, 소정 파장의 범위에서 전자기선의 이방성 흡수 거동을 나타내는 물질로서, 예를 들면 특정한 방향으로 다른 방향보다 더 많은 빛을 흡수할 수 있는 분자를 의미한다. 구체적으로, 후술하는 편광판의 연신 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고, 수직 방향으로 진동하는 빛은 통과시킴으로써, 특정한 진동 방향을 갖는 편광을 얻을 수 있도록 해줄 수 있다.
상기 이색성 염료를 포함하는 편광판용 수지 조성물은 두께가 얇고, 깨지지 않아 쉽게 구부릴 수 있어 내구성이 우수하며, 수축력이 매우 낮아 빛샘 현상이 억제되고, 이색비가 우수한 편광판으로 제조될 수 있다.
또한, 상기 이색성 염료는 무정형 영역에 존재하고, 결정 영역에는 존재하지 않은 상태일 수 있다.
하나의 예시로서, 상기 이색성 염료는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112017014173738-pat00001
상기 화학식 1에서, 상기 R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 0 내지 10의 알킬기를 갖는 페닐기, 할로겐족 또는 RX이고, 상기 R은 유기기이며, X는 F, Cl, Br 또는 I이고, 상기 R2, R3, R5, 및 R6은 각각 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이거나, 상기 R2 및 R3 또는 R5 및 R6은 각각 서로 인접하는 2개의 작용기가 서로 연결되어 고리 구조를 형성하며, 상기 R4는 아민기, 헤테로고리화합물기 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이고, n은 2 이상의 정수이다.
상기 이색성 염료는 고분자 수지 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 1 중량부로 편광판용 수지 조성물 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 이색성 염료는 고분자 수지 100 중량부 대비 0.2 중량부 내지0.9 중량부, 0.3 중량부 내지 0.8 중량부, 0.4 중량부 내지 0.7 중량부 또는 0.5 중량부 내지 0.6 중량부일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전술한 범위 내의 함량으로 이색성 염료를 포함하는 편광판용 수지 조성물은 두께가 얇고, 깨지지 않아 쉽게 구부릴 수 있어 내구성이 우수하며, 수축력이 매우 낮아 빛샘 현상이 억제되고, 이색비가 우수한 편광판으로 제조될 수 있다.
본 출원은 또한, 편광판의 제조방법에 관한 것이다. 예시적인 편광판의 제조방법은, 전술한 편광판용 수지 조성물을 편광판으로 제조하는 방법에 관한 것이다. 따라서, 후술하는 편광판용 수지 조성물에 관한 구체적인 사항은 상기 편광판용 수지 조성물에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있으므로, 생략하기로 한다.
본 출원의 편광판의 제조방법은 고분자 수지 및 이색성 염료를 포함하는 수지 조성물을 압출하는 단계 및 연신하는 단계를 포함한다.
상기 압출하는 단계는 상기 결정화도가 50% 초과 내지 99%인 고분자 수지 및 이색성 염료를 포함하는 수지 조성물을 필름으로 압출하기 위한 단계로서, 상기 수지 조성물은 혼합기를 사용하여 혼합된 후, 압출기에서 혼련하여 한 장의 필름으로 압출될 수 있다.
상기 혼합기의 종류로는 예를 들어 옴니 믹서 등 임의의 적절한 혼합기를 사용할 수 있으며, 상기 결정화도가 50% 초과 내지 99%인 고분자 수지 및 이색성 염료를 프리블렌드하여 수지 조성물을 제조할 수 있다.
상기 제조된 수지 조성물을 압출하는 압출기의 종류로는 예를 들어, 단축 압출기, 이축 압출기 등의 압출기나 가압 니더 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 이축 압출기를 사용할 수 있다.
상기 고분자 수지 및 이색성 염료에 관한 구체적인 내용은 상기 편광판에서 기술한 바와 동일하므로 이를 생략하기로 한다.
상기 수지 조성물이 압출된 후, 필름 형태로 성형하기 위한 방법으로는, 예를 들어, 용융 압출법, 캘린더법, 압축 성형법 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 용융 압출법을 사용할 수 있다.
상기 용융 압출법으로 필름을 성형하는 경우에는, 공지된 단축 압출기나 2축 압출기의 선단부에 폴리머 필터 및 T 다이를 순차로 장착하고, 상기 압출기에서 상기 수지 조성물을 압출하며, 압출된 수지 조성물을 상기 폴리머 필터에 여과시켜, 상기 수지 조성물의 불순물을 제거하고, 상기 불순물이 제거된 수지 조성물이 T 다이를 거쳐 필름 형상으로 압출된 필름을 권취하여 롤 형상의 필름을 얻을 수 있다.
상기 T 다이의 온도를 130℃ 내지 230℃로 적절히 조정하여 압출 방향으로 연신을 가함으로써 일축 연신할 수 있다. 또한, 압출 방향과 수직인 방향으로 필름을 연신함으로써, 동시 이축 연신, 축차 이축 연신 등을 실시할 수도 있다.
이때, 상기 압출하는 단계에서, 압출 온도는 150℃ 내지 200℃일 수 있다. 예를 들어, 상기 압출 온도는 160℃ 내지 200℃, 170℃ 내지 200℃, 180℃ 내지 200℃ 또는 190℃ 내지 200℃일 수 있다. 상기 수지 조성물을 전술한 범위 내의 온도로 압출함으로써, 상기 수지 조성물에 포함된 이색성 염료가 분해되지 않고 압출될 수 있다. 구체적으로, 전술한 범위 미만의 온도로 상기 수지 조성물을 압출하는 경우, 상기 수지 조성물이 녹지 않아 압출이 불가능하고, 전술한 범위 초과의 온도로 상기 수지 조성물을 압출하는 경우, 상기 수지 조성물이 너무 녹아 흘러버리는 문제가 발생할 수 있다.
상기 폴리머 필터는 공지된 폴리머 필터, 예를 들면, 리프 디스크 타입의 폴리머 필터, 팩디스크 필터, 원통형 필터, 캔들형 필터 등을 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 폴리머 필터는 5 ㎛ 내지 10 ㎛의 기공을 가질 수 있으며, 상기 압출된 수지 조성물이 상기 폴리머 필터의 기공을 통과할 수 있도록, 상기 폴리머 필터의 온도는 150℃ 내지 250℃로 제어될 수 있다.
또한, 상기 압출하는 단계에서, 압출된 필름, 즉, 권취롤 형상의 필름의 두께는 10 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 30 ㎛ 내지 180 ㎛, 50 ㎛ 내지 160 ㎛, 70 ㎛ 내지 140 ㎛, 90 ㎛ 내지 120 ㎛ 또는 95 ㎛ 내지 105 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 필름이 전술한 범위 내의 두께를 가짐으로써, 후술하는 연신하는 단계에서 편광판의 두께를 얇게 조절할 수 있고, 이에 따라, 높은 투과도를 갖는 편광판을 제공할 수 있다.
본 출원의 편광판의 제조방법은 연신하는 단계를 포함한다. 상기 연신하는 단계는 상기 필름을 일정한 방향으로 배향시키기 위한 단계로서, 상기 연신하는 단계에서는 상기 압출하는 단계에서 제조된 필름을 연신기를 통해 연신함으로써, 상기 고분자 수지가 연신되면서, 동시에 상기 이색성 염료가 배향되어 제조된 편광판은 후술하는 유기발광소자에 적용 시 반사 방지 기능을 수행할 수 있는 수준의 높은 이색비를 발현할 수 있다.
상기 필름의 연신법으로는 건식 연신법을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 건식 연신법은 롤간 연신법, 가열 롤(heating roll) 연신법, 압축 연신법, 텐터 연신법 등으로 구분될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 연신하는 단계는 5배 내지 20배 일축 연신하는 단계일 수 있다. 구체적으로, 상기 연신하는 단계는 상기 압출된 필름의 압출 방향으로 연신을 가하여, 상기 필름의 압출 방향이 가리키는 종방향(MD, Machine Direction) 또는 횡방향(TD, Transverse Direction)으로 5배 내지 20배 일축 연신이 수행될 수 있다.
상기 연신하는 단계에서의 연신 온도는, 필름 원료인 고분자 수지의 유리전이 온도 근처의 범위일 수 있고, 바람직하게는 (유리 전이 온도 - 30℃) 내지 (유리 전이 온도 + 100℃), 보다 바람직하게는 (유리전이온도 - 20℃) 내지 (유리전이온도 + 80℃)일 수 있다. 상기 연신 온도가 (유리 전이 온도 - 30℃) 미만이면 충분한 연신 배율이 얻어지지 않을 우려가 있고, 반대로, 연신 온도가 (유리 전이 온도 + 100℃)를 초과하면, 상기 필름 원료의 유동(플로우)이 일어나, 안정적인 연신을 실시하지 못할 우려가 있다.
하나의 예시에서, 상기 일축 연신하는 단계는 상기 필름을 5배 내지 20배 일축 연신하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 상기 연신은 8배 내지 19배, 10배 내지 18배, 12배 내지 17배 또는 14배 내지 16배로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 연신 배율은 연신 전 필름에 대한 연신 후 편광판의 면적비를 의미하며, 전술한 범위 내의 배율로 일축 연신을 수행함으로써, 편광판의 두께를 얇게 조절할 수 있고, 이로 인해 높은 투과도를 가질 수 있다.
전술한 범위 내의 연신 배율로 일축 연신 후 측정한 편광판의 두께는 10 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 두께는 15 ㎛ 내지 29 ㎛, 20 ㎛ 내지 28 ㎛ 또는 25 ㎛ 내지 27 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 편광판은 전술한 범위 내의 두께를 가짐으로써, 높은 투과도를 가질 수 있다.
본 출원은 또한, 편광판에 관한 것이다. 예시적인 편광판은, 전술한 편광판용 수지 조성물을 전술한 편광판의 제조방법을 통해 제조된 것이다. 따라서, 후술하는 편광판용 수지 조성물 및 편광판의 제조방법에 관한 구체적인 사항은 상기 편광판용 수지 조성물 및 편광판의 제조방법에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있으므로, 생략하기로 한다.
하나의 예시에서, 이색성 염료는 일방향으로 정렬된 상태로 편광판 내에 포함될 수 있다. 본 출원에서 용어 「일방향」은 종방향(MD) 또는 횡방향(TD)을 의미하며, 상기 이색성 염료의 일방향으로 정렬된 상태는, 상기 편광판 내에서 고분자 수지의 연신되는 방향을 통해 결정될 수 있다.
전술한 편광판의 제조방법을 통해 제조된 편광판의 두께는 10 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판의 두께는 15 ㎛ 내지 29 ㎛, 20 ㎛ 내지 28 ㎛ 또는 25 ㎛ 내지 27 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 편광판의 두께는 연신 후 두께를 의미하며, 상기 편광판은 결정화도가 높은 고분자 수지에 의해 낮아지는 투과도를 향상시키기 위하여, 전술한 범위 내로 두께를 조절함으로써, 높은 투과도를 가질 수 있다. 또한, 본 출원의 편광판은 기존 PVA계 편광판과 같이, 상부 및 하부 보호필름을 포함하지 않음으로써, 얇은 두께로도 높은 이색비를 나타낼 수 있다.
일 구현 예에서, 상기 편광판은 한장의 편광판에 대하여 측정한 단체 투과도(Ts)가 35% 내지 55%일 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판의 단체 투과도는 37% 내지 53%, 39% 내지 51% 또는 42% 내지 49%일 수 있으며, 용도나 목적에 따라서 조절될 수 있다.
또 하나의 일 구현 예에서, 상기 편광판은 두장의 편광판에 대하여 흡수축이 90°가 되도록 서로 직교시킨 후 측정한 직교 투과도(Tc)가 3% 내지 20%일 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판의 직교 투과도는 4% 내지 18%, 5% 내지 16% 또는 6% 내지 15%일 수 있으며, 용도나 목적에 따라서 조절될 수 있다.
또 다른 하나의 일 구현 예에서, 상기 편광판은 두장의 편광판에 대하여 흡수축이 평행한 상태로 배치시킨 후 측정한 평행 투과도(Tp)가 20% 내지 40%일 수 있다. 예를 들어, 상기 평행 투과도(Tp)는 25% 내지 37%, 30% 내지 35% 또는 31% 내지 33%일 수 있으며, 용도나 목적에 따라서 조절될 수 있다.
상기 편광판은 높은 이색비(dichroic ratio)를 가질 수 있다. 상기 편광판의 이색비는 예를 들어, 5 내지 30일 수 있으며, 구체적으로 7 내지 27, 9 내지 25 또는 10 내지 23일 수 있다. 상기 이색비는 상기 직교 투과도(Tc) 및 상기 평행 투과도(Tp)에 의해 계산될 수 있다.
상기 편광판은 가시광 영역의 파장 범위 내, 예를 들어, 380 nm 내지 850 nm, 보다 구체적으로, 400 nm 내지 850 nm, 보다 더 구체적으로 400 nm 내지 850 nm의 파장 범위 전체에 대하여 측정한 값의 평균 값을 통해 상기 이색비를 만족할 수 있다. 상기 편광판은 전술한 범위 내의 이색비를 만족함으로써, 유기발광소자에서 반사 방지 기능을 적절히 수행할 수 있으며, 또한, 전술한 범위 내의 이색비를 만족하는 편광판은 우수한 편광도를 나타내어 다양한 분야 또는 용도에 적용될 수 있다.
상기 편광판은 전술한 범위 내의 이색비를 만족하는 경우 우수한 편광도를 가진다. 일 구현 예에서, 상기 편광판의 편광도(P.E)는 50% 내지 95%일 수 있으며, 예를 들어, 상기 편광도는 53% 내지 93%, 56% 내지 91%, 59% 내지 89% 또는 62% 내지 88%일 수 있다.
또한, 상기 편광판은 수축력이 매우 낮을 수 있다. 일 구현 예에서, 상기 편광판은 1시간 동안 80℃의 등온 조건에서 측정한 수축력이 0.1 N 내지 5.0 N일 수 있으며, 예를 들어, 상기 편광판의 수축력은 0.2 N 내지 4.0 N, 0.3 N 내지 3.0 N, 0.4 N 내지 2.0 N, 0.5 N 내지 1.8 N, 0.6 N 내지 1.5 N, 0.7 N 내지 1.2 N 또는 0.8 N 내지 1.1 N일 수 있다. 상기 편광판은 전술한 범위 내의 수축력을 가짐으로써, 빛샘 현상이 억제될 수 있다.
본 출원은 또한, 상기 편광판의 용도에 관한 것이다. 상기 편광판은 액정표시장치(LCD), 전계발광(EL) 표시장치, 플라즈마 표시장치(PDP), 전계방출 표시장치(FED), 유기발광표시장치(OLED) 등과 같은 각종 표시장치에 적용될 수 있다. 특히, 수분에 민감하고 플랙서블(flexible)한 성능을 요구하는 유기발광표시장치에 유용하게 사용될 수 있다. 예시적인 유기발광표시장치는, 전술한 편광판을 포함한다. 따라서, 후술하는 편광판에 관한 구체적인 내용은 상기 편광판에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있으므로, 생략하기로 한다. 상기 유기발광표시장치에서 후술하는 위상차 필름 및 상기 편광판은 유기발광소자의 빛이 나오는 측에 인접하여 배치될 수 있다.
본 출원의 유기발광표시장치에 상기 편광판을 적용하는 경우, 외부로부터 들어오는 빛이 후술하는 상부 전극 또는 하부 전극에 의해 반사되어 나타나는 반사광을 차단시켜, 눈부심을 방지할 수 있는 기능을 수행할 수 있다.
도 1은, 본 출원의 일 구현예에 따른 유기발광표시장치를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 유기발광표시장치는 유기발광소자(10), 위상차 필름(20) 및 상기 편광판(30)을 포함한다. 구체적으로, 상기 유기발광소자(10)는 도면에 도시하지 않았지만, 베이스 기판, 하부 전극, 유기 발광층, 상부 전극 및 봉지 기판을 포함한다.
상기 베이스 기판은 유리 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 바람직하게, 상기 베이스 기판으로는 플랙서블(flexible) 기판인 플라스틱 기판이 특히 유용할 수 있다.
하부 전극 및 상부 전극 중 어느 하나는 애노드(anode)이고, 다른 하나는 캐소드(cathode)일 수 있다. 상기 애노드는 정공(hole)이 주입되는 전극으로서, 상기 애노드는 일 함수(work function)가 높고 발광된 빛이 외부로 나올 수 있는 투명 도전 물질로 만들어질 수 있으며, 예를 들어, 상기 애노드는 ITO 또는 IZO일 수 있다. 상기 캐소드는 전자(electrode)가 주입되는 전극으로서, 상기 캐소드는 일 함수가 낮고, 유기 물질에 영향을 미치지 않는 도전 물질로 만들어질 수 있으며, 예를 들어, 상기 캐소드는 알루미늄(Al), 칼슘(Ca) 및 바륨(Ba)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나일 수 있다.
상기 유기 발광층은 하부 전극과 상부 전극에 전압이 인가되었을 때 빛을 낼 수 있는 유기 물질을 포함한다.
상기 하부 전극과 유기 발광층 사이 및 상부 전극과 유기 발광층 사이에는 도면에 도시하지 않았지만, 부대층을 더 포함할 수 있다. 상기 부대층은 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한 정공 수송층(hole transporting layer), 정공 주입층(hole injecting layer), 전자 주입층(electron injecting layer) 또는 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 유기발광소자가 전면 발광(top emission) 구조인 경우, 캐소드, 전자 주입층, 전자 수송층, 유기 발광층, 정공 수송층, 정공 주입층 및 애노드 순으로 적층될 수 있고, 상기 유기발광소자가 배면 발광(bottom emission) 구조인 경우, 애노드, 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 및 캐소드 순으로 적층될 수 있다.
상기 봉지 기판은 유리, 금속 또는 고분자로 이루어진 기판일 수 있으며, 상기 하부 전극, 유기 발광층 및 상부 전극을 봉지하여 외부로부터 수분 및/또는 산소가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 상기 봉지 기판은 경우에 따라 생략될 수 있다.
상기 위상차 필름(20)은 1/4 파장판일 수 있다. 상기 위상차 필름(20)은 편광판(30)을 통과한 광을 원편광시켜 위상차를 발생시킬 수 있으며 빛의 반사 또는 흡수에 영향을 미칠 수 있다. 상기 위상차 필름(20)은 경우에 따라 생략될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 편광판(30)은 유기발광소자의 빛이 나오는 측에 인접하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 기판 측으로 빛이 나오는 배면 발광(bottom emission) 구조인 경우 베이스 기판의 외측에 배치될 수 있고, 봉지 기판 측으로 빛이 나오는 전면 발광(top emission) 구조인 경우 봉지 기판의 외측에 배치될 수 있다.
상기 편광판은 전술한 바와 같이 결정화도가 50% 초과 내지 99%인 고분자 수지와 이색성 염료를 포함하는 편광판용 수지 조성물로 제조됨으로써, 외부로부터 들어오는 빛이 상기 상부 전극 또는 하부 전극에 의해 반사되어 나타나는 반사광을 차단시켜, 눈부심을 방지할 수 있다.
상기 유기발광표시장치는 전술한 내용 이외에는, 통상의 유기발광표시장치의 재료 및 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
본 출원은 두께가 얇고, 깨지지 않아 쉽게 구부릴 수 있어 내구성이 우수하며, 수축력이 매우 낮아 빛샘 현상이 억제되고, 이색비가 우수한 편광판으로 제조될 수 있는 편광판용 수지 조성물을 제공할 수 있으며, 상기 수지 조성물로 제조된 편광판은 다양한 표시 장치에 적용이 가능하며, 특히 유기발광표시장치에 유용하게 적용될 수 있다.
도 1은, 본 출원의 일 구현예에 따른 유기발광소자를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 각각 비교예 1의 PVA계 편광판 및 실시예 1의 PP계 편광판을 액정셀에 놓고 60℃의 온도 및 90%의 내습열 조건에서 48시간 동안 내열을 거친 후 측정한 빛샘 사진이다.
이하, 본 출원에 따르는 실시예 및 본 출원에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명하나, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
편광판의 제조
결정화도가 54.3%인 폴리프로필렌 수지(HA748L, 폴리미래사) 100 중량부 대비 하기 화학식 2로 표시되는 이색성 염료(G-241, Hayashibara사) 0.5 중량부로 혼합한 후, 이를 이축 압출기(PRISM TSE 16TC, Thermo Electron Corporation사, L/D: 40, 16φ)에서 200℃로 압출하여 100 ㎛의 두께를 갖는 필름으로 제막하였다. 이후 상기 필름을 일축 연신기(UTM Z010, Zwick Roell사)에서 15배 일축연신하여 26.6 ㎛ 두께의 편광판을 제조하였다.
[화학식 2]
Figure 112017014173738-pat00002
실시예 2
편광판의 제조
이색성 염료를 하기 화학식 3, 4 및 5로 표시되는 3 종류의 염료를 혼합한 BASF사의 X12 블랙 염료를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
[화학식 3]
Figure 112017014173738-pat00003
[화학식 4]
Figure 112017014173738-pat00004
[화학식 5]
Figure 112017014173738-pat00005
비교예 1
편광자의 제조
폴리비닐알콜 필름(M2005, 일본합성사)을 요오드 이온으로 염색하고, 일축 연신기에서 MD 방향으로 5.5배 연신한 후, 22.0 ㎛ 두께의 편광자를 제조하였다.
비교예 2
편광판의 제조
결정화도가 39.5%인 폴리프로필렌 수지(RM5300, 폴리미래사) 100 중량부 대비 상기 화학식 2로 표시되는 이색성 염료(G-241, Hayashibara사) 0.5 중량부로 혼합한 후, 이를 이축 압출기(PRISM TSE 16TC, Thermo Electron Corporation사, L/D: 40, 16φ)에서 200℃의 온도로 압출하여 100 ㎛의 두께를 갖는 필름으로 제막하였다. 이후 상기 필름을 일축 연신기(UTM Z010, Zwick Roell사)에서 9배 일축 연신하여 13.5㎛ 두께의 편광판을 제조하였다.
실험예 1. 광학 특성 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 편광판을 40 ㎜ × 40 ㎜의 크기로 잘라, 이 시편을 측정 홀더에 고정시킨 후 자외가시광선 분광계(V-7100, JASCO사 제조)를 이용하여 단체 투과도(Ts), 직교 투과도(Tc), 편광도(P.E) 및 이색비(DR)를 측정하였다. 상기, 단체 투과도(Ts)는 편광판 한 장에 대한 측정값이고, 상기 직교 투과도(Tc)는 두장의 편광판을 흡수축이 90°가 되도록 서로 직교시킨 후 측정한 측정값이며, 상기 직교 단체 투과도(Ts), 직교 투과도(Tc), 편광도(P.E) 및 이색비(DR)는 각각 450 nm 내지 850 nm 파장 전체에 대하여 측정한 값의 평균 값을 하기 표 1에 나타내었다.
두께(㎛) Ts(%) Tc(%) P.E(%) DR
실시예 1 26.6 42.8 6.6 87.5 22.6
실시예 2 21.2 48.4 14.7 62.0 10.5
비교예 1 22.0 42.1 0.0016 99.9 64
비교예 2 13.5 40.3 11.0 64.3 4.8
실험예 2. 수축력 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 편광판을 80℃에서 1시간 등온 조건하에서, DMA(Q800, TA社)로 수축력을 측정하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 수축력(N)
실시예 1 0.9
실시예 2 1.0
비교예 1 6.5
비교예 2 1.2
상기 표 1에서 나타낸 바와 같이, 비교예 1의 PVA계 편광자는 실시예 1 및 2의 PP계 편광판에 비하여 이색비가 높은 것을 확인할 수 있으나, 상기 표 2에서 나타낸 바와 같이, 상기 비교예 1의 PVA계 편광자는 PVA가 연신 후 원래 크기로 돌아가려는 탄성이 강하여, 실시예 1 및 2의 PP계 편광판에 비하여 수축력이 월등히 높은 것을 확인할 수 있다. 즉, 비교예 1의 PVA계 편광자는 높은 수축력으로 인해 내열 상태에서 편광판이 휘고 이로 인해 빛샘 현상이 끊이지 않는 문제가 발생된다.
도 2 및 도 3은 각각 비교예 1의 PVA계 편광판 및 실시예 1의 PP계 편광판을 액정셀에 놓고 60℃의 온도 및 90%의 내습열 조건에서 48시간 동안 내열을 거친 후 측정한 빛샘 사진이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 비교예 1의 PVA계 편광판은 PVA의 열과 수분에 취약한 특성으로 인해, 모서리 부분에서 빛샘 현상이 심각하게 발생하는 것을 확인할 수 있고, 도 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 PP계 편광판은 빛샘 현상이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 표 1에서 나타낸 바와 같이, 실시예 1 및 2의 PP계 편광판에 비하여 결정화도가 낮은 PP로 제조된 비교예 2의 PP계 편광판은 상기 실시예 1 및 2의 PP계 편광판에 비하여 이색비가 낮다는 것을 확인할 수 있다.
10: 유기발광소자
20: 위상차 필름
30: 편광판

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 결정화도가 54% 내지 60%인 고분자 수지 및 이색성 염료를 포함하는 수지 조성물을 필름으로 압출하는 단계; 및
    상기 필름을 연신하는 단계를 포함하고,
    상기 고분자 수지는 폴리프로필렌이며,
    이색비가 10.5 내지 23인 편광판의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 압출하는 단계는 압출 온도가 150℃ 내지 200℃인 편광판의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 압출 후 필름의 두께가 10 ㎛ 내지 200 ㎛인 편광판의 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 연신하는 단계는 5배 내지 20배 일축 연신하는 것인 편광판의 제조방법.
  11. 제 7 항의 편광판의 제조방법으로 제조된 편광판.
  12. 제 11 항에 있어서, 두께가 10 ㎛ 내지 30 ㎛인 편광판.
  13. 삭제
  14. 제 11 항에 있어서, 편광도가 50% 내지 95%인 편광판.
  15. 제 11 항에 있어서, 1시간 동안 80℃의 등온 조건에서 측정한 수축력이 0.1 N 내지 5.0 N인 편광판.
  16. 유기발광소자 및 상기 유기발광소자의 빛이 나오는 측에 인접하여 배치된 위상차 필름 및 제 11 항의 편광판을 포함하는 유기발광표시장치.
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