KR102269201B1 - 마스크 필름 및 이를 이용한 편광판의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 국지적 탈색 영역을 가지는 편광판 제작에 사용되는 마스크 필름 및 이를 사용하여 제조하는 편광판에 관한 것이다.

Description

마스크 필름 및 이를 이용한 편광판의 제조방법{MASK FILM AND METHOD FOR PREPARING POLARIZING PLATE USING SAME}
본 명세서는 2018년 08월 22일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2018-0097778호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 화학 처리를 통한 국지적 탈색 영역을 가지는 편광판 제작에 사용되는 마스크 필름 및 이를 이용한 편광판의 제조방법에 관한 것이다.
편광판은 액정표시장치, 유기전계발광장치 등과 같은 다양한 디스플레이 장치에 적용되고 있다. 현재 주로 사용되고 있는 편광판은 폴리비닐알코올(PolyVinyl Alcohol, 이하, PVA)계 필름에 요오드 및/또는 이색성 염료를 염착시킨 후, 붕산 등을 이용하여 상기 요오드 및/또는 이색성 염료를 가교하고, 연신하는 방법으로 배향시켜 제조된 PVA 편광자의 일면 또는 양면에 보호필름을 적층한 형태로 사용 되고 있다.
한편, 최근 디스플레이 장치는 점점 더 슬림화되어 가고 있는 추세이며, 대화면을 구현하기 위해 화면이 디스플레이 되지 않는 베젤(bezel)부 및 테두리 두께를 최소화하는 경향으로 발전하고 있다. 또한, 다양한 기능의 구현을 위해, 디스플레이 장치에 카메라 등과 같은 부품이 장착되고 있는 추세이며, 디자인적인 요소를 고려하여 제품 로고나 테두리 영역에 다양한 컬러를 부여하거나 탈색하는 시도들이 이루어지고 있다.
그런데 종래의 편광판의 경우, 편광판의 전 영역에 요오드 및/또는 이색성 염료로 염착되어 있어 편광판이 짙은 흑색을 나타내며, 그 결과 디스플레이 장치에 다양한 컬러를 부여하기 어렵고, 특히, 카메라와 같은 부품 위에 편광판이 위치할 경우, 편광판에서 광량의 50% 이상을 흡수하여 카메라 렌즈의 시인성이 저하되는 등의 문제점이 발생하였다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 펀칭 및 절삭 등의 방법으로 편광판의 일부에 구멍(천공)을 뚫어 카메라 렌즈를 덮는 부위의 편광판을 물리적으로 제거하는 방법이 상용화되어 왔다.
그러나, 상기와 같은 물리적 방법은 화상표시장치 외관을 저하시키며, 구멍을 뚫는 공정의 특성상 편광판을 손상시킬 수 있다. 한편, 편광판의 찢어짐과 같은 손상을 막기 위해서는 편광판의 천공 부위가 모서리에서 충분히 떨어진 영역에 형성되어야 하며, 그 결과 이러한 편광판을 적용할 경우, 화상표시장치의 베젤부가 상대적으로 넓어지게 되어 최근 화상표시장치의 좁은 베젤 (NARROW BEZEL) 디자인 추세에도 벗어나는 문제점을 가지고 있다. 또한, 상기와 같이 편광판의 천공 부위 에 카메라 모듈을 장착할 경우, 카메라 렌즈가 외부로 노출되기 때문에 장시간 사용시 카메라 렌즈의 오염 및 손상이 발생하기 쉽다는 문제점도 있다.
한국 공개특허공보 10-2006-0009837호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화학 처리를 통한 국지적 탈색 영역을 가지는 편광판 제작에 사용되는 마스크 필름을 제공하여, 종래와 같이 물리적으로 구멍을 뚫지 않고 편광 제거가 가능함과 동시에, 편광이 제거된 영역의 주름을 최소화하여, 표면 거칠기 및 헤이즈가 우수한 편광판을 제공하고자 한다.
본 발명은 공정 효율이 우수한 화학 처리를 통한 국지적 탈색 영역을 가지는 편광판 제작에 사용되는 마스크 필름 및 이를 이용하는 편광판의 제조방법 및 이에 의한 편광판을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 보호필름; 및 상기 보호필름의 일면에 구비된 점착제층을 갖고, 상기 보호필름의 두께(a)와 상기 점착제층의 두께(b)의 비율(a/b)이 1 내지 30이고, 상기 보호필름의 모듈러스(c)와 상기 점착제층의 점착제의 모듈러스(d)의 비율 (c/d)이 200 내지 17,000이고, 상기 보호필름 및 상기 점착제층을 일체로 관통하는 천공부를 가지는 마스크 필름을 제공한다.
본 발명의 또 하나의 실시예로는, 편광자 일면에 상기 마스크 필름을 적층하는 단계; 상기 마스크 필름의 천공부에 대응하는 부분을 탈색하는 단계; 및 상기 마스크 필름을 제거하는 단계를 포함하는 비편광부를 가지는 편광판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 편광판의 제조방법에 따라 제조된 비편광부를 가지는 편광판을 제공한다.
또한, 본 발명은 비편광부를 포함하는 편광판으로서, 비편광부의 크기는 0.5 ㎟ 이상 500 ㎟ 이하이고, 상기 비편광부의 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 30㎛ 이하인 것인 편광판을 제공한다.
다른 측면에서 본 발명은, 전술한 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 마스크 필름은 점착제층의 두께를 보호필름의 두께에 대하여 특정 비율 범위 내로 조절하여, 상기 마스크 필름에 타공부 형성시 타공의 정확도를 향상시키고, 롤-투-롤 공정(roll to roll process)시 점착제가 흘러나오는 현상을 방지할 수 있으며, 요오드 혹은 이색성 염료를 가진 편광자의 적어도 일면에 마스크 필름을 적층하여 탈색 처리함으로써, 원하는 부위에만 탈색할 수 있어서 공정 효율이 우수한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시상태에 따른 보호필름과 점착제층으로 구성된 마스크 필름을 예시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시상태에 따른 보호필름, 점착제층 및 이형 필름으로 구성된 마스크 필름을 예시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시상태에 따른 편광판 제조 방법을 예시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시상태에 따른 가장자리 거칠기(Edge Roughness)를 측정하는 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 5는 보호필름에 비해 점착제층이 두꺼워 타공시 점착제 밀림이 발생하는 것을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6은 점착제층이 얇아 점착제층과 편광판 사이로 탈색액이 들어가 탈색 형상이 불량한 것을 나타낸 것이다.
도 7은 탈색부의 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 30㎛ 이하를 만족시키는 편광자를 렌즈에 사용하여 촬영한 경우를 나타낸 것이다.
도 8은 탈색부의 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 30㎛ 초과하는 편광자를 렌즈에 사용하여 촬영한 경우를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 명세서에 있어서, "천공부"란 구멍이 뚫려 있는 부분을 의미한다.
본 명세서에서 (메트)아크릴산은 아크릴산 또는 메타크릴산을 의미한다.
본 명세서에서 (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 마스크 필름은, 보호필름; 상기 보호필름의 일면에 구비된 점착제층을 갖고, 상기 보호필름의 두께(a)와 상기 점착제층의 두께(b)의 비율(a/b)이 1 내지 30이고, 상기 보호필름의 모듈러스(c)와 상기 점착제층의 점착제의 모듈러스(d)의 비율 (c/d)이 200 내지 17,000이고, 상기 보호필름 및 상기 점착제층을 일체로 관통하는 천공부를 가진다. 이와 같은, 마스크 필름을 사용할 경우, 코팅 균일성이 증가하며, 마스크 필름의 박리가 용이하여 공정 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보호필름의 두께(a)와 점착제의 두께(b) 비율(a/b)이 1 내지 30, 바람직하게는 1 내지 27이다. 상기 비율이 1 미만인 경우, 마스크 필름 타공시 점착제 밀림 현상으로 인하여 타공이 정확하게 되지 않고, 30을 초과하는 경우, 상기 보호필름의 두께가 두꺼워서 롤-투-롤(Roll to Roll)공정 시 주행성이 떨어지고, 점착제층의 두께가 얇아서 코팅 균일성이 떨어지는 문제점이 있다. 마스크 필름 제조시, 상기 보호필름의 두께를 결정하고, 상기 점착체층의 두께를 코팅할 수 있으며, 상기 마스크 필름의 전체 두께로부터 상기 보호필름의 두께의 차이를 이용하여, 점착제층의 두께를 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보호필름의 모듈러스(c)와 상기 점착제층의 점착제의 모듈러스(d)의 비율 (c/d)이 200 내지 17,000, 바람직하게는 300 내지 12,000이다. 상기 비율이 200 미만인 경우, 점착력이 떨어져 편광자와 점착이 효과적이지 않고, 상기 비율이 17,000 초과인 경우, 마스크 필름 박리시 점착제가 편광자에 묻어나게 되는 문제점이 있다.
상기 보호필름의 모듈러스(modulus)는 필름을 시편 재단기를 이용하여 폭 10mm 로 재단하고, 20℃, 50%RH 조건에서 Model Z010(Zwick Roell사) 장비를 이용하여 모듈러스 측정한다.
상기 점착제층의 점착제의 모듈러스를 측정하기 위해서, 점착제 조성물을 실리콘 이형 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 도포하고, 90℃에서 4분 동안 건조시킨 후, 35℃ 및 상대습도 45%에서 7일 동안의 숙성 기간동안 숙성시켜 두께 25㎛의　점착 필름을 제조하고, 이형필름으로부터 점착 필름을 이형한다. 이렇게 제조한 점착 필름을 복수 개 적층하고 절단하여 두께 500㎛ 및 직경 8mm의 원형의 시편을 제조하고, 제조한 시편에 대해 PhysicaMCR501(Anton parr사)를 사용하여 모듈러스를 측정한다. 이 때, 점착체의 모듈러스 값은 직경 8mm의 디스크 상에서, 0℃에서 100℃까지 5℃/분의 승온 속도로 승온하면서 1Hz 및 5% strain에서 평가하였을 때 25℃에서의 값을 의미한다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 마스크 필름은 상기 점착체층에 부착된 이형 필름을 추가로 가질 수 있고, 상기 이형 필름은 상기 점착제층으로부터 분리 가능하다.
본 발명의 또 다른 실시예는, 상기 마스크 필름은 상기 보호필름, 상기 점착제층 및 상기 이형 필름을 일체로 관통하는 천공부를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 천공부는 2개 이상이고, 상기 마스크 필름의 길이 방향으로 소정의 간격으로 배치되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 천공부는 2개 이상이고, 적어도 상기 마스크 필름의 길이 방향으로 등간격으로 배치되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 천공부는 2개 이상이고, 상기 마스크 필름의 길이 방향 및 상기 마스크 필름의 폭 방향으로 등간격으로 배치되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시상태에 따른 보호필름과 점착제층으로 구성된 마스크 필름을 예시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시상태에 따른 보호필름, 점착제층 및 이형 필름으로 구성된 마스크 필름을 예시한 것이다.
도 1 및 도 2에서 상대적으로 어두운 부위는 마스크 필름을 관통하는 천공부를 의미한다.
상기 마스크 필름에 천공부를 형성하는 단계는, 특별히 제한되지 않으며, 당 기술분야에 잘 알려져 있는 필름천공 방법들, 예를 들면, 금형 가공, 나이프 가공 또는 레이저 가공 등을 통해 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 천공부를 형성하는 단계는 레이저 가공을 통해 수행될 수 있다. 상기 레이저 가공은, 당 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 레이저 가공 장치들을 이용하여 수행될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 레이저 장치의 종류, 출력, 레이저 펄스 반복율 등과 같은 레이저 가공 조건은 필름의 재질이나 두께, 천공부의 형상 등에 따라 달라질 수 있으며, 당 기술 분야의 당업자라면 상기와 같은 점들을 고려하여 레이저 가공 조건을 적절하게 선택할 수 있을 것이다. 예를 들면, 마스크 필름의 보호필름으로 두께가 30㎛ 내지 100㎛인 폴리올레핀 필름을 사용할 경우에는, 중심 파장이 9㎛ 내지 11㎛ 정도인 이산화탄소(CO2) 레이저 장치 또는 중심 파장이 300nm 내지 400nm 정도인 자외선(UV) 장치 등을 사용하여 천공부를 형성할 수 있으며, 이때, 상기 레이저 장치의 최대 평균 출력은 0.1W 내지 30W 정도일 수 있으며, 펄스 반복율은 0kHz 내지 50kHz 정도 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 마스크 필름의 보호필름으로는, 폴리에틸렌(Poly Ethylene, PE), 폴리프로필렌(Poly Propylene, PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephtalate, PET) 등과 같은 올레핀계 필름; 또는 에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA), 폴리비닐아세테이트(Poly Vinyl Acetate) 등과 같은 비닐아세테이트계 필름이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 마스크 필름의 보호필름의 두께는, 이로써 한정되는 것은 아니나, 10㎛ 내지 100㎛ 정도, 바람직하게는 10㎛ 내지 70㎛ 정도일 수 있다.
본 발명의 상기 마스크 필름은 상기 마스크 필름을 편광자의 적어도 일면에 적층시킨 후, 천공부에 대응하는 부분을 처리하여 국지적 탈색부를 형성하는 데 이용할 수 있다.
본 발명의 상기 국지적 탈색 영역은 편광 해소 영역일 수 있다.
상기 편광자의 일면에 마스크 필름을 적층하는 단계는 당 기술분야에 잘 알려진 필름의 합지 방법들, 예를 들면, 마스크 필름과 편광 부재를 점착제층을 통해 부착하는 방법으로 수행될 수 있으며, 이때, 상기 점착제층은 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 에폭시계 점착제, 고무계 점착제 등의 점착제를 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 점착제층은 서로 다른 2종의 아크릴계 공중합체 수지를 포함한다. 또한, 상기 점착제층은 추가로 가교제를 포함할 수 있다. 상기 가교제의 함량에 따라 상기 점착제의 모듈러스 및 점착력의 조절이 가능하다.
본 명세서에서, 상기 2종의 아크릴계 공중합체 수지는 각각 제1 아크릴계 공중합체 수지 및 제2 아크릴계 공중합체 수지로 표현할 수 있다. 또한, 상기 제1 아크릴계 공중합체 수지는 공중합체 수지 A로 표현될 수 있고, 상기 제2 아크릴계 공중합체 수지는 공중합체 수지 B라고 표현될 수 있다.
일 예로서, 상기 점착제층은 서로 다른 2종의 아크릴계 공중합체 수지를 일정 비율로 혼합하고, 가교제를 첨가하여 배합한 점착제를 사용할 수 있다. 가교제의 함량에 따라 상기 점착제의 모듈러스 및 점착력의 조절이 가능하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 점착제층은 제1 아크릴계 공중합체 수지; 제2 아크릴계 공중합체 수지; 및 가교제를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 점착제층은 제1 아크릴계 공중합체 수지 및 제2 아크릴계 공중합체 수지를 혼합하고 가교제를 첨가하여 배합한 것일 수 있다. 상기 제1 아크릴계 공중합체 수지는 상기 제2 아크릴계 공중합체 수지 1 중량부 기준으로 6 중량부 내지 12 중량부, 바람직하게는 8 중량부 내지 10 중량부의 비율로 혼합될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제1 아크릴계 공중합체 수지는 알킬(메트)아크릴레이트; 히드록시알킬(메트)아크릴레이트; 및 (메트)아크릴산을 포함한다.
보다 구체적으로 상기 제1 아크릴계 공중합체 수지는 제1 아크릴계 공중합체 수지의 전체 단량체 100 중량부 기준 알킬(메트)아크릴레이트 90 중량부 내지 98 중량부; 히드록시알킬(메트)아크릴레이트 0.5 중량부 내지 2 중량부; 및 (메트)아크릴산 1 중량부 내지 8 중량부, 바람직하게는 제1 아크릴계 공중합체 수지의 전체 단량체 100 중량부 기준 알킬(메트)아크릴레이트 92 중량부 내지 96 중량부; 히드록시알킬(메트)아크릴레이트 0.5 중량부 내지 1.5 중량부; 및 (메트)아크릴산 3 중량부 내지 7 중량부를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제2 아크릴계 공중합체 수지는 알킬(메트)아크릴레이트; 히드록시알킬(메트)아크릴레이트; (메트)아크릴산; 및 폴리알킬(메트)아크릴레이트를 포함한다.
보다 구체적으로 상기 제1 아크릴계 공중합체 수지는 제1 아크릴계 공중합체 수지의 전체 단량체 100 중량부 기준 알킬(메트)아크릴레이트 89 중량부 내지 96 중량부; 히드록시알킬(메트)아크릴레이트 0.5 중량부 내지 2 중량부; (메트)아크릴산 1 중량부 내지 8 중량부; 및 폴리알킬(메트)아크릴레이트 1 중량부 내지 8 중량부, 바람직하게는 제1 아크릴계 공중합체 수지의 전체 단량체 100 중량부 기준 알킬(메트)아크릴레이트 90 중량부 내지 95 중량부; 히드록시알킬(메트)아크릴레이트 0.5 중량부 내지 1.5 중량부; (메트)아크릴산 2 중량부 내지 6 중량부; 및 폴리알킬(메트)아크릴레이트 2 중량부 내지 6 중량부를 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬(메트)아크릴레이트에 포함되는 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20일 수 있다. 상기 알킬(메트)아크릴레이트는 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-프로필(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, sec-부틸(메트)아크릴레이트, 펜틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 옥틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 노닐(메트)아크릴레이트, 이소노닐(메트)아크릴레이트, 데실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 트리데실(메트)아크릴레이트, 테트라데실(메트)아크릴레이트, 펜타데실(메트)아크릴레이트, 헥사데실(메트)아크릴레이트, 헵타데실(메트)아크릴레이트 및 스테아릴(메트)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 폴리알킬(메트)아크릴레이트의 경우 알킬(메트)아크릴레이트에서 상기알킬기가 다수 반복된 형태로 결합되어 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 상기 히드록시알킬(메트)아크릴레이트는, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메트)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메트)아크릴레이트 및 2-히드록시에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 예에 따르면, 상기 제1 아크릴계 공중합체 수지는 부틸아크릴레이트; 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트; 및 아크릴산을 포함한다.
일 예에 따르면, 상기 제2 아크릴계 공중합체 수지는 부틸아크릴레이트; 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트; 아크릴산; 및 메타아크릴로일 폴리메틸메타아크릴레이트를 포함한다.
본 발명에 있어서, 천공부를 포함하는 마스크 필름이 적층된 편광자를 탈색 용액에 침지시키면, 천공부를 통해 폴리비닐알코올계 편광자에 탈색 용액이 접촉하게 되고, 그 결과 천공부 영역에 대응되는 부분에만 부분적으로 탈색이 일어나게 된다.
한편, 상기 천공부는 탈색시키고자 하는 영역의 형상에 대응하도록 형성되면 되고, 그 형태나 형성 위치 등은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 천공부는 카메라와 같은 부품이 장착되는 위치에 상기 부품의 형상에 대응되도록 형성될 수도 있고, 제품 로고가 인쇄되는 영역에 제품 로고의 형상으로 형성될 수도 있으며, 편광자의 테두리 부분에 컬러를 부여하고자 하는 경우에는 편광자의 테두리 부분에 액자 형태로 형성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탈색 영역을 형성하는 단계 이전에 마스크 필름의 보호필름의 편광자에 대향하는 반대면에 이형 필름을 구비하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이형 필름을 추가로 더 구비한 후, 탈색 공정을 진행하면, 편광자 팽윤으로 발생하는 MD 수축에 의한 새깅(sagging) 현상을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에 있어서, 상기 마스크 필름의 보호필름은 국지적 탈색 이후 제거되는 것으로, 편광판을 보호하기 위한 편광판의 보호필름과는 차이가 있다. 상기 마스크 필름의 제거 단계는 편광자로부터 마스크 필름을 박리시키는 방법에 의해 수행될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 마스크 필름의 제거 단계는 박리롤 등을 이용하여 편광자로부터 마스크 필름을 박리시키는 방법에 의해 수행될 수 있다.
본 발명에 있어서, 천공부에 대응하는 부분을 처리할 때, 탈색 용액을 사용할 수 있다. 이때, 상기 탈색 용액은 pH 11 내지 14인 강염기 용액인 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는, 수산화나트륨(NaOH), 황산화나트륨(NaSH), 아지트화나트륨(NaN3), 수산화칼륨(KOH), 황산화칼륨(KSH) 및 티오황산칼륨(KS2O3)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 탈색제를 포함하는 것일 수 있다. 한편, 상기 탈색 용액 내의 탈색제 농도는 1중량% 내지 30중량% 정도인 것이 바람직하며, 탈색 용액의 점도는 1cps 내지 2000cps 정도, 바람직하게는 5cps 내지 2000cps 정도일 수 있다. 탈색 용액의 점도가 상기 수치 범위를 만족할 경우, 인쇄 공정이 원활하게 수행될 수 있으며, 연속 공정 라인에서 편광 부재의 이동에 따라 인쇄된 탈색 용액에 확산되거나 흘러내리는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 원하는 영역에 원하는 모양으로 탈색 영역을 형성할 수 있기 때문이다. 한편, 상기 탈색 용액의 점도는 사용되는 인쇄 장치, 편광자의 표면 특성 등에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 예를 들면, 그라비아 인쇄법을 사용하는 경우, 탈색 용액의 점도는 1cps 내지 2000cps 정도, 바람직하게는 5cps 내지 200cps 정도일 수 있으며, 잉크젯 인쇄법을 사용하는 경우, 탈색용액의 점도는 1cps 내지 55cps 정도, 바람직하게는 5cps 내지 20cps 정도일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탈색 용액은 증점제를 추가로 더 포함할 수 있다. 상기 탈색 용액의 점도가 상기 범위를 만족하기 위해서, 증점제를 추가로 첨가하는 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 증점제는 탈색 용액의 점도를 향상시켜, 용액의 확산을 억제하고, 원하는 크기 및 위치에 편광 해소 영역을 형성할 수 있도록 도와준다. 빠르게 이동하는 편광자에 점도가 높은 용액을 도포하게 되면, 도포 시 생기는 액체와 편광자의 상대속도 차이가 줄어들어 원하지 않는 부위로 용액이 확산되는 것을 방지하고, 도포 후 세척 전까지 탈색이 이루어지는 시간동안 도포된 용액의 유동이 줄어들어, 원하는 위치 또는 크기의 편광 해소 영역을 형성할 수 있다.
상기 증점제는 반응성이 낮고, 용액의 점도를 높일 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 증점제는 폴리비닐알코올계 수지, 폴리비닐아세토아세테이트계 수지, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올계 수지, 부텐디올비닐알코올계, 폴리에틸렌글라이콜계 수지 및 폴리아크릴아마이드계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함한다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 증점제는 상기 탈색 용액의 전체 중량에 대하여 0.5 중량% 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 증점제는 상기 탈색 용액의 전체 중량에 대하여 2.5 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 증점제의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우, 점도가 너무 높아져 세척이 효과적으로 이루어지지 않으며, 증점제의 함량이 너무 낮을 경우, 점도가 낮아 액체의 확산 및 유동에 의해 원하는 모양, 크기의 탈색 영역을 구현하기 힘들다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면 상기 탈색 용액은 전체 중량에 대하여, 탈색제 1 중량% 내지 30 중량%; 증점제 0.5 중량% 내지 30 중량%; 및 물 40 중량% 내지 70 중량%를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 상기 편광 해소 단계를 통해 편광이 해소되는 메커니즘을 구체적으로 설명하면 하기와 같다.
요오드 및/또는 이색성 염료가 염착된 폴리비닐알코올의 복합체는 파장대가 400nm 내지 800nm와 같은 가시광선 범위의 빛을 흡수할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이때, 탈색 용액을 상기 편광자에 접촉시키면, 상기 편광자에 존재하는 가시광선 파장대의 빛을 흡수하는 요오드 및/또는 이색성 염료가 분해되어, 편광자를 탈색시켜 투과도를 높이고 편광도를 낮추게 된다.
예를 들면, 요오드가 염착된 폴리비닐알코올계 편광자의 일부 영역에 탈색제인 수산화칼륨(KOH)를 포함하는 수용액을 접촉시키는 경우, 하기 화학식 1 및 화학식 2와 같이 일련의 과정으로 요오드가 분해하게 된다. 한편, 요오드가 염착된 폴리비닐알코올계 편광자 제조 시 붕산 가교과정을 거친 경우, 하기 화학식 3에 기재된 바와 같이 수산화칼륨은 붕산을 직접 분해하여, 폴리비닐알코올과 붕산의 수소결합을 통한 가교 효과를 제거하게 된다.
[화학식 1]
12KOH + 6I2 → 2KIO3 + 10KI + 6H2O
[화학식 2]
I5 - + IO3 - + 6H+ → 3I2 + 3H2O
I3 - → I- + I2
[화학식 3]
B(OH)3 + 3KOH → K3BO3 + 3H2O
즉, 가시광선 영역의 빛을 흡수하여 I5 -(620nm), I3 -(340nm), I2 -(460nm)와 같은 요오드 및/또는 요오드 이온 착물을 분해하여, I-(300nm이하) 또는 염을 생성하게 되어, 가시광선 영역의 빛을 대부분 투과하게 된다. 이로 인해 편광자의 가시광선 영역인 400nm 내지 800nm 정도의 영역에서 편광 기능이 해소됨으로써 전반적으로 투과도가 높아져서 편광자는 투명하게 된다. 다시 말해서, 편광자에서 편광을 만들기 위하여 가시광선을 흡수하는 배열된 요오드 복합체를 가시광선을 흡수하지 않는 단분자 형태로 분해하여 편광기능을 해소할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광 해소 영역을 형성하는 단계 이후에 알코올 또는 산 용액을 이용하여 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 편광 해소 영역을 형성하는 단계에서 잔류하는 탈색 용액이 적절히 세척되지 않을 경우, 편광자 상에서 용액이 확산 또는 잔류하게 되어, 원하지 않는 크기 및 모양으로 편광 해소 영역이 형성될 수 있으며 미세한 크기의 편광 해소 영역을 형성하기 어렵다.
특히, 상기 알코올의 경우, 건조가 쉬워, 쉽게 제거가 가능하며, 편광 해소 영역 이외의 편광자에는 투과도나 편광도에 영향을 미치지 않으므로 적합하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 이로써 한정되는 것은 아니나, 상기 알코올은 에탄올, 메탄올, 프로판올, 부탄올, 이소프로필알코올 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다. 또한, 상기 산 용액의 경우, 주로 염기성을 띄는 잔류된 탈색제가 산 용액과 중화반응하며 제거되며, 산 용액으로는, 예를 들어, 아세트산 수용액, 아디프산 수용액, 붕산 수용액, 인산 수용액, 락트산 수용액, 황산 수용액, 질산 수 용액 또는 이들의 혼합 용액이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 세척하는 단계는 편광자를 1초 내지 180초 동안, 더 바람직하게는 3초 내지 30초 동안 알코올에 침지시키거나, 탈색 용액과 접촉되어 탈색된 국지적 부위에 디스펜서 또는 잉크젯 등을 이용하여 알코올 또는 산 용액을 도포시켜주는 방법을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 탈색 영역을 포함하는 편광판 제조방법은 탈색제를 이용한 다음 알코올 또는 산 용액으로 세척함으로써, 상기에서 살펴본 바와 같이 탈색제에 의해 형성된 요오드 화합물 및 염 등이 씻겨져 나가게 되고, 탈색 영역의 요오드 및 요오드 이온 착물의 함량이 최소화된다. 따라서, 탈색 영역의 잔류 요오드 및 요오드 이온 착물의 빛의 흡수가 줄어들어 더욱 투명하게 하는 효과를 가져온다.
본 발명에 있어서, 상기 탈색부의 가장자리 거칠기(Edge Roughness)는 30㎛ 이하, 바람직하게는 20㎛이하이고, 0㎛ 또는 0㎛ 에 가까울수록 좋다.
본 발명에 있어서, 가장자리 거칠기(Edge Roughness)란, 탈색부의 임의의 점에서 각 2도마다 그은 선에서의 원 바깥 최대 Difference와 원 안쪽 최대 Difference의 합계를 의미한다. 도 4에 상기 가장자리 거칠기(Edge Roughness)를 측정하는 방법을 개략적으로 표현하였다. 상기 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 30㎛ 이하인 경우, 탈색부의 형상이 더욱 명확해진다. 이 값은 0㎛ 또는 0㎛ 에 가까울수록 좋다. 이 것은 카메라 모듈과 같은 장치의 렌즈 부분에 탈색부를 위치시켰을 때, 장치의 기능이 저하되지 않게됨을 의미한다.
도 7 및 도 8은 각각 탈색부의 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 30㎛ 이하를 만족시키는 편광자를 렌즈에 사용하여 촬영한 경우 및 탈색부의 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 30㎛ 초과하는 편광자를 렌즈에 사용하여 촬영한 경우를 나타낸 것이다. 도 7 및 도 8을 비교하면 탈색부의 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 30㎛ 초과하는 편광자를 렌즈에 사용하여 촬영한 이미지의 경우 사이드(도 7 및 도 8에 원으로 표시한 부분)에 해당하는 부분의 이미지가 흐리게 나타남을 확인할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 마스크 필름의 천공부의 가장자리 거칠기(Edge Roughness)는 30㎛ 이하, 바람직하게는 20㎛이하이고, 0㎛ 또는 0㎛ 에 가까울수록 좋다. 상기 마스크 필름의 천공부의 가장자리 거칠기란, 상기 천공부의 임의의 점에서 각 2도마다 그은 선에서의 원 바깥 최대 Difference와 원 안쪽 최대 Difference의 합계를 의미한다. 즉, 상기 마스크 필름의 천공부의 가장자리 거칠기가 0㎛ 또는 0㎛ 에 가까울수록 상기 마스크 필름을 이용하여 편광자의 탈색 공정을 진행하였을 때, 편광자의 탈색부의 가장자리 거칠기가 30㎛ 이하가 더욱 용이하게 될 수 있다. 이러한 편광자를 카메라 모듈과 같은 장치의 렌즈 부분에 장치의 기능이 저하되지 않는다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탈색 영역을 형성하는 단계 이후에 상기 편광자의 적어도 일면에 광학층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 광학층은 보호필름 또는 위상차 필름과 같은 고분자 필름층일 수도 있고, 휘도향상필름과 같은 기능성 필름층일 수도 있으며, 하드 코팅층, 반사방지층, 점착층과 같은 기능성층일 수도 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광학층은 상기 편광자의 타면에 형성된다. 다시 말해, 상기 광학층은 상기 편광자의 보호필름 및 이형필름이 구비되지 않은 면에 형성된다.
한편, 상기 광학층은 폴리비닐알코올계 편광자 면에 직접 부착 또는 형성될 수도 있고, 폴리비닐알코올계 편광자의 일면에 부착된 보호필름이나 기타 코팅층 상에 부착될 수도 있다.
상기 광학층의 형성 방법은, 형성하고자 하는 광학층의 종류에 따라 각기 다른 방법으로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 당 기술 분야에 잘 알려진 광학층 형성 방법들을 이용하여 형성될 수 있고, 그 방법이 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탈색 영역을 형성하는 단계 이후에 이형필름을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 이형필름의 제거단계는 보호필름으로부터 이형필름을 박리시키는 방법에 의해 수행될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 이형필름의 제거단계는 박리롤 등을 이용하여 보호필름으로부터 이형필름을 박리시키는 방법에 의해 수행될 수 있다.
이형필름은 탈색 영역 형성 단계에서 새깅이 발생하는 것(보호필름 방향으로 늘어나는 것)을 억제해주는 역할을 수행하는 것이므로, 탈색 영역을 형성한 후에는 제거되는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기 탈색 영역은 비편광부를 의미할 수 있다. 따라서, 상기 마스크 필름을 이용하여 비편광부를 가지는 편광자를 제조할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시상태에 따른 편광판 제조 방법을 예시한 것이다.
이때, 상기 편광자는 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술분야에 잘 알려진 편광자, 예를 들면, 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알코올(PVA)로 이루어진 필름이 사용된다.
상기 편광자의 두께는 1㎛ 이상, 3㎛ 이상, 5㎛이상, 7㎛이상, 또는 10㎛이상, 20㎛ 이상일 수 있다. 동시에 상기 편광자의 두께는 30㎛이하, 바람직하게는 25㎛ 이하일 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 편광자는 편광판의 제조에 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 편광판의 제조방법은 편광자의 일면에 상기 마스크 필름을 적층하는 단계; 및 상기 마스크 필름의 천공부에 대응하는 부분을 탈색하는 단계 및 편광자 일면의 마스크 필름을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 편광판의 제조방법은 상기 마스크 필름이 제거된 면에 상기 편광자의 보호필름을 적층하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 편광자의 보호필름으로는 당 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 것이 사용될 수 있고, 예를 들어, 디아세틸셀룰로오스, 리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지,(메트)아크릴계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 등의 에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 이들의 공중합체 수지를 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 제조방법에 의해 제조된 편광판은, 상기 비편광부를 가지는 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 상기 편광판의 보호필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광자는 적어도 하나의 탈색 영역을 가지고, 상기 탈색 영역은 400nm 내지 800nm 파장 대역에서 80% 이상의 단체 투과도 및 10% 이하의 편광도를 갖고, 상기 탈색 영역의 최대 새깅(sagging) 깊이는 10㎛ 이하인 편광판을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 적어도 하나의 상기 탈색 영역의 면적은 0.5 ㎟ 이상 500 ㎟ 이하, 바람직하게는 0.5㎟ 이상 200㎟이하 일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 비편광부의 크기는 0.5 ㎟ 이상 500 ㎟ 이하이고, 상기 비편광부의 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 30㎛ 이하인 것인 비편광부를 포함하는 편광판을 제공할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 새깅(sagging)이란 폴리비닐알코올(PVA)계 편광자가 탈색용액과 접촉시 발생하는 보호필름 방향으로의 처짐 현상을 의미한다.
구체적으로, 새깅의 깊이가 얕을수록 처짐 현상의 정도가 작은 것을 의미하며, 편광판의 외관의 뒤틀림(distortion)을 최소화할 수 있어, 다른 일면에 보호필름 등을 적층할 때 접착제가 균일하게 도포될 수 있다는 장점이 있다. 결과적으로, 편광자의 양면에 보호필름이 있는 구조의 편광판 제조시 불량발생을 줄일 수 있다.
또한, 새깅의 깊이가 얕을수록 외관이 개선된 편광판을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탈색 영역의 최대 새깅(sagging) 깊이는 8㎛ 이하, 7 ㎛ 이하, 또는 6 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 새깅의 깊이는 백색광 3차원 측정기(optical profiler) 또는 레이저 현미경(CLSM, confocal laser scanning microscope)을 이용하여 측정할 수 있다.
상기 새깅의 깊이는 상기 편광자의 상기 보호필름의 대향하는 면과 상기 보호필름의 대향하는 면의 반대면 간의 간격의 최대값에서 최소값을 뺀 값을 의미할 수 있다. 또한, 상기 새깅의 깊이는 편광판을 평면에 놓았을 때 보호필름 면에서 탈색 영역과 탈색이 이루어지지 않은 영역의 높이 차이를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 편광판은 가시광선영역에 포함되는 400nm 내지 800nm 파장 대역에서의 단체 투과도가 80% 이상이고, 산술평균 거칠기(Ra)가 200nm이하이며, 편광도가 10% 이하인 탈색 영역을 가진다.
상기 탈색 영역은 전술한 바와 같이, 요오드 및/또는 이색성 염료가 염착된 폴리비닐알코올계 편광자의 일부 영역에 탈색 용액을 선택적으로 접촉시키는 과정을 거쳐 형성된 영역을 말한다.
상기 탈색 영역은, 가시광선 영역인 400nm 내지 800nm, 보다 바람직하게는 450nm에서 750nm의 파장 대역에서의 단체 투과도가 80% 이상이고, 90% 이상인 것이 바람직하고, 92% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 탈색 영역은 편광도가 10% 이하이고, 5% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 탈색 영역의 단체 투과도가 높고 편광도가 낮을수록 시인성이 향상되어, 상기 영역에 위치하게 될 카메라 렌즈의 성능 및 화질을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광판의 탈색 영역을 제외한 영역은 단체 투과도가 40% 내지 47%인 것이 바람직하며, 42% 내지 47%인 것이 더욱 바람직하다. 나아가, 상기 편광판의 탈색 영역을 제외한 영역은 편광도가 99% 이상인 것이 바람직하다. 이는 탈색 영역을 제외한 나머지 영역은, 본래의 편광판기능을 함으로써, 상기 범위와 같은 우수한 광학 물성을 나타내야 하기 때문이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탈색 영역의 산술 평균 거칠기(Ra)는 200nm이하일 수 있고, 구체적으로, 100nm 이하 또는 80nm 이하, 더욱 구체적으로, 50nm 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탈색 영역의 자승 평균 평방근 거칠기(Rq)는 200nm이하일 수 있고, 구체적으로, 100nm 이하 또는 80nm 이하, 더욱 구체적으로, 50nm 이하일 수 있다.
상기 산술평균 거칠기(Ra)란, JIS B0601-1994에 규정된 값으로서, 거칠기 곡선으로부터 그 평균선의 방향으로 기준 길이만큼 발취하고, 이 발취 부분의 평균선으로부터 측정 곡선까지의 편차의 절대치를 합계하여, 평균한 값을 나타낸 것이며, 상기 자승 평균 평방근 거칠기(Rq)란 JIS B0601-2001에 규정된다. 상기 산술평균 거칠기 (Ra) 및 상기 자승 평균 평방근 거칠기(Rq)는 Optical profiler(Nanoview E1000, 나노시스템社)에 의해 측정된다.
일반적으로, 편광자 표면의 거칠기가 증가하게 되면 빛의 굴절 및 반사에 의해 헤이즈가 증가하게 된다. 탈색 영역의 거칠기가 상기의 범위를 만족하는 경우, 헤이즈가 충분히 낮고, 선명한 시인성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탈색 영역의 헤이즈는 3% 이하이고, 바람직하게는 2% 이하, 더욱 바람직하게는 1% 이하이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탈색 영역은 요오드 및/또는 이색성 염료의 함량이 0.1 중량% 내지 0.5 중량%이고, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 0.35 중량%이다. 이는 상기에서 살펴본 바와 같이, 탈색제와 요오드간의 반응에 의해 편광자 상에 복합체 형태로 존재하던 요오드가 씻겨나가게 되어, 요오드 및/또는 이색성 염료의 함량이 크게 줄어들기 때문이며, 이로 인하여, 투과도가 크게 향상된다.
이와 대비하여, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 탈색 영역을 제외한 영역은 요오드 및/또는 이색성 염료의 함량이 1 중량% 내지 4 중량%이고, 바람직하게는 2 중량% 내지 4 중량%이다.
이때, 상기 요오드 및/또는 이색성 염료의 함량은 광 X선 분석 장치(리가쿠 전기 공업㈜ 제조, 상품명 「ZSX Primus Ⅱ」)를 사용하여 측정하였다. 본 발명에서는 크기가 40mm × 40mm이고, 두께가 12㎛인 편광자 시트 형태의 시료를 이용하여, 19.2mm3 부피 당 평균 중량%를 측정하였다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 탈색 영역은 전체 편광판의 면적 대비 0.005% 내지 40%일 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 편광판을 이용하여 화상 표시 장치를 만들 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명은, 표시 패널; 및 상기 표시 패널의 일면 또는 양면에 부착되어 있는 전술한 실시상태에 따른 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
상기 표시 패널은 액정 패널, 플라즈마 패널 및 유기발광 패널일 수 있으며, 이에 따라, 상기 화상표시장치는 액정표시장치(LCD), 플라즈마 표시장치(PDP) 및 유기전계발광 표시장치(OLED)일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 화상표시장치는 액정 패널 및 이 액정 패널의 양면에 각각 구비된 편광판들을 포함하는 액정표시장치일 수 있으며, 이때, 상기 편광판 중 적어도 하나가 전술한 본 발명의 일 실시상태에 따른 편광자를 포함하는 편광판일 수 있다. 즉, 상기 편광판은 요오드 및/또는 이색성 염료가 염착된 폴리비닐알코올계 편광자 및 상기 폴리비닐알코올계 편광자의 적어도 일면에 구비된 보호필름을 포함하는 편광판에 있어서, 국지적으로 400nm 내지 800nm 파장 대역에서의 단체 투과도가 80% 이상인 탈색 영역을 갖고, 상기 탈색 영역의 산술평균 거칠기(Ra)가 200nm이하이며, 편광도가 10% 이하이고, 새깅(sagging)이 10㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 액정표시장치에 포함되는 액정 패널의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 그 종류에 제한되지 않고, TN(twisted nematic)형, STN(super twisted nematic)형, F(ferroelectic)형 또는 PD(polymer dispersed)형과 같은 수동 행렬 방식의 패널; 2단자형(two terminal) 또는 3단자형(three terminal)과 같은 능동행렬 방식의 패널; 횡전계형(IPS; In Plane Switching) 패널 및 수직배향형(VA; Vertical Alignment) 패널 등의 공지의 패널이 모두 적용될 수 있다. 또한, 액정표시장치를 구성하는 기타 구성, 예를 들면, 상부 및 하부 기판(예를 들어, 컬러 필터 기판 또는 어레이 기판) 등의 종류 역시 특별히 제한되지 않고, 이 분야에 공지되어 있는 구성이 제한없이 채용될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 화상표시장치는 상기 편광판의 탈색 영역에 구비된 카메라 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치일 수 있다. 가시광성 영역의 투과도가 향상되고 편광도가 해소된 탈색 영역에 카메라 모듈을 위치시킴으로써, 카메라 렌즈부의 시인성을 증대시키는 효과를 가져올 수 있고, 탈색 영역의 새깅 현상을 억제시킨 편광판을 포함시킴으로써, 외관 개선의 효과도 가져올 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<편광판의 제조>
<제조예>
폴리비닐알코올계 필름(일본합성社 M3000 grade 두께 30㎛)을 25℃ 순수 용액에서 팽윤 공정을 15초간 거친 후, 0.2wt% 농도 및 25℃의 요오드 용액에서 60초간 염착 공정을 진행하였다. 이후, 붕산 1wt%, 45℃ 용액에서 30초간 세정 공정을 거친 후 붕산 2.5wt%, 52℃의 용액에서 6배 연신 공정을 진행하였다. 또한, 연신 공정 이후 5wt% 의 KI 용액에서 보색 공정을 거친 후 60℃ 오븐에서 5분간의 건조시킴으로써 두께 12㎛의 편광자를 제조하였다. 이후 편광자의 일면에 접착제를 이용하여 TAC필름을 적층하여 일면에 보호필름을 갖는 편광판을 제조하였다.
<점착제의 제조>
a. 공중합체 수지(A) 제조
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1 L 반응기에 전체 반응물 100중량부에 대하여, 부틸아크릴레이트 94 중량부, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트 1 중량부, 아크릴산 5 중량부를 투입하였다. 그 다음에 상기 반응기 내부의 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 20 분간 퍼징(purging)한 후, 반응기의 온도를 60 ℃로 유지하였다. 이후, 반응개시제인 아조비스이소부티로니트릴 0.03 중량부를 50 % 농도로 에틸아세테이트에 희석시켜 주입하였다. 이를 8 시간 동안 반응시킨 후 최종 아크릴계 폴리머(A)를 수득하였다.
b. 공중합체 수지(B) 제조
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1 L 반응기에 전체 반응물 100중량부에 대하여, 부틸아크릴레이트 91 중량부, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트 1 중량부, 아크릴산 4 중량부, 메타아크릴로일 폴리메틸메타아크릴레이트 4 중량부로 구성되는 단량체 혼합물을 투입하였고, 용제로서 에틸아세테이트 100 중량부를 투입하였다. 그 다음에 반응기 내부의 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 20 분간 퍼징(purging)한 후, 반응기의 온도를 65 ℃로 유지하였다. 이후, 반응개시제인 아조비스이소부티로니트릴 0.03 중량부를 50 % 농도로 에틸아세테이트에 희석시켜 주입하여 8 시간 동안 반응시켜 아크릴계 폴리머 물질(B)를 수득하였다.
c. 배합
상기 공중합 과정으로부터 수득한 아크릴계 공중합체 A 및 B를 9:1의 중량비(A:B의 중량비)로 혼합한 공중합체 100 중량부에 대하여 이소시아네이트계 가교제인 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트 부가물을 에틸아세테이트 용액에 50 %로 희석한 것을 소량 투입하여 점착제를 제조하였다. 가교제의 함량에 따라 상기 점착제의 모듈러스 및 점착력의 조절이 가능하다.
<국지적 탈색영역을 가지는 편광판의 제조>
a. 제조예 1
명세서에 기재된 측정방법에 따라 측정된, 모듈러스가 3000MPa이고, 두께가 80㎛인 PET 보호필름상에 모듈러스가 0.3MPa인 아크릴계 점착제를 80㎛의 두께로 코팅하여 점착제층을 형성하고, 상기 점착제층 상에 15㎛ PET 이형필름을 적층하여 마스크필름을 제조 하였다. 이후, CO2 laser를 이용하여 10W의 출력, 펄스 반복율 20kHz로 상기 마스크 필름에 지름 3mm의 홀(천공부)을 30cm 간격으로 타공하였다. 이후 상기 타공된 마스크 필름의 이형필름을 제거하여, 상기 제조예에서 제조한 편광판의 보호필름이 없는 면에 적층하고, KOH 10wt%, 50℃ 용액에 15sec 침지하여 상기 마스크 필름 홀(천공부)과 일치하는 부분을 탈색 시킨 후, 세척을 위하여 50℃ 구연산 5wt% 수용액에 10초간 침지하여 중화 시킨 후, 60℃로 5분간 건조하였다. 이후 마스크 필름을 제거 하고, 제거한 면에 접착제를 이용하여 TAC보호필름을 적층하여 국지적 탈색부를 가지는 편광판을 제조하였다.
b. 제조예 2 내지 4
모듈러스가 3000MPa이고, 두께가 80㎛인 PET 보호필름상에 모듈러스가 0.3MPa인 점착제를 각각 30㎛, 15㎛, 3㎛의 두께로 코팅하여 점착제층을 형성하는 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 국지적 탈색영역을 가지는 편광판을 제조하였다.
c. 제조예 5 내지 8
모듈러스가 각각 2000MPa이고, 두께가 80㎛인 PET 보호필름과 모듈러스가5MPa인 점착제를 각각 80㎛, 30㎛, 15㎛, 3㎛ 의 두께로 코팅하여 점착제층을 형성하는 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 국지적 탈색영역을 가지는 편광판을 제조하였다.
d. 제조예 9 내지 10
모듈러스가 각각 3000MPa이고, 두께가 20㎛인 PET 보호필름과 모듈러스가0.3MPa인 점착제를 각각 20㎛, 5㎛의 두께로 코팅하여 점착제층을 형성하는 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 국지적 탈색영역을 가지는 편광판을 제조하였다.
e. 제조예 11 내지 12
모듈러스가 각각 2000MPa이고, 두께가 20㎛인 PET 보호필름과 모듈러스가5MPa인 점착제를 각각 20㎛, 5㎛의 두께로 코팅하여 점착제층을 형성하는 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 국지적 탈색영역을 가지는 편광판을 제조하였다.
f. 제조예 13 내지 15
모듈러스가 각각 3000MPa이고, 두께가 20㎛인 PET 보호필름상에 모듈러스가 0.1MPa인 점착제를 각각 80㎛, 50㎛, 30㎛의 두께로 코팅하여 점착제층을 형성하는 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 국지적 탈색영역을 가지는 편광판을 제조하였다.
g. 제조예 16 및 17
모듈러스가 각각 3000MPa이고, 두께가 250㎛인 PET 보호필름상에 모듈러스가 0.1MPa인 점착제를 각각 3㎛, 5㎛의 두께로 코팅하여 점착제층을 형성하는 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 국지적 탈색영역을 가지는 편광판을 제조하였다.
h. 제조예 18 내지 20
모듈러스가 각각 1000MPa이고, 두께가 20㎛인 PET 보호필름상에 모듈러스가 10MPa인 점착제를 각각 80㎛, 50㎛, 30㎛의 두께로 코팅하여 점착제층을 형성하는 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 국지적 탈색영역을 가지는 편광판을 제조하였다.
i. 제조예 21 및 22
모듈러스가 각각 1000MPa이고, 두께가 250㎛인 PET 보호필름상에 모듈러스가 10MPa인 점착제를 각각 3㎛, 5㎛의 두께로 코팅하여 점착제층을 형성하는 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 국지적 탈색영역을 가지는 편광판을 제조하였다.
j. 제조예 23
모듈러스가 3000MPa이고, 두께가 20㎛인 PET 보호필름상에 모듈러스가 0.3MPa인 점착제를 80㎛의 두께로 코팅하여 점착제층을 형성하는 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 국지적 탈색영역을 가지는 편광판을 제조하였다.
k. 제조예 24
모듈러스가 2000MPa이고, 두께가 20㎛인 PET 보호필름상에 모듈러스가 5MPa인 점착제를 80㎛의 두께로 코팅하여 점착제층을 형성하는 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 국지적 탈색영역을 가지는 편광판을 제조하였다.
l. 제조예 25
모듈러스가 3000MPa이고, 두께가 80㎛인 PET 보호필름상에 모듈러스가 0.1MPa인 점착제를 80㎛의 두께로 코팅하여 점착제층을 형성하는 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 국지적 탈색영역을 가지는 편광판을 제조하였다.
m. 제조예 26
모듈러스가 2000MPa이고, 두께가 80㎛인 PET 보호필름상에 모듈러스가 10MPa인 점착제를 80㎛의 두께로 코팅하여 점착제층을 형성하는 것을 제외하고, 제조예 1과 동일한 방법으로 국지적 탈색영역을 가지는 편광판을 제조하였다.
<실험예>
제조예 1 내지 26에 해당하는 편광판의 탈색부의 임의의 점에서 각 2도마다 그은 선에서의 원 바깥 최대 Difference와 원 안쪽 최대 Difference의 합계를 계산하여 가장자리 거칠기(Edge Roughness)를 측정하였다.
이러한 실시예 및 비교예의 모듈러스, 두께 등을 하기 표 1에 기재하였다. 제조예 1 내지 12는 각각 실시예 1 내지 12에 대응되고, 제조예 13 내지 26은 비교예 1 내지 14에 대응된다. 또한, 보호필름은 P, 점착제는 B, 비율은 R, 가장자리 거칠기(Edge Roughness)는 E로 표기 하였고, 상기 비율 R은 (보호필름/점착제)로 정의 된다.
구분 모듈러스(MPa) 두께(㎛) E(㎛)
P(MPa) B(MPa) R(P/B) P(㎛) B(㎛) R(P/B)
실시예 1 3000 0.3 10000 80 80 1 20
실시예 2 3000 0.3 10000 80 30 2.6 15
실시예 3 3000 0.3 10000 80 15 5.3 10
실시예 4 3000 0.3 10000 80 3 26.7 5
실시예 5 2000 5 400 80 80 1 23
실시예 6 2000 5 400 80 30 2.6 18
실시예 7 2000 5 400 80 15 5.3 12
실시예 8 2000 5 400 80 3 26.7 7
실시예 9 3000 0.3 10000 20 20 1 20
실시예 10 3000 0.3 10000 20 5 4 15
실시예 11 2000 5 400 20 20 1 24
실시예 12 2000 5 400 20 5 4 16
비교예 1 3000 0.1 30000 20 80 0.25 400
비교예 2 3000 0.1 30000 20 50 0.4 150
비교예 3 3000 0.1 30000 20 30 0.67 50
비교예 4 3000 0.1 30000 250 3 83.3 >1000
비교예 5 3000 0.1 30000 250 5 50 >1000
비교예 6 1000 10 100 20 80 0.25 -
비교예 7 1000 10 100 20 50 0.4 -
비교예 8 1000 10 100 20 30 0.67 -
비교예 9 1000 10 100 250 3 83.3 -
비교예 10 1000 10 100 250 5 50 -
비교예 11 3000 0.3 10000 20 80 0.25 500
비교예 12 2000 5 400 20 80 0.25 380
비교예 13 3000 0.1 30000 80 80 1 800
비교예 14 1000 10 100 80 80 1 600
모듈러스 비율이 17,000을 초과하고, 두께 비율이 1미만인 비교예 1 내지 3의 경우에는 보호필름에 비해 점착제가 두꺼워 타공시 도 5와 같이 점착제 밀림 현상이 발생하여 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 30㎛를 초과한 값으로 측정되었다.
또한, 모듈러스 비율이 17,000을 초과하고, 두께 비율이 30 초과인 비교예 4및 5의 경우에는 점착제가 얇아서 마스크 필름과 편광판 사이로 탈색액이 들어가 도 6과 같이 탈색 형상이 불량해지는 현상이 발생하여, 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 1000㎛보다 크게 측정되었다. 즉, 비교예 1 내지 5의 경우, 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 30㎛를 초과하였고, 이 것은 카메라 모듈과 같은 장치의 렌즈 부분에 탈색부를 위치시켰을 때, 장치의 기능이 저하될 수 있음을 의미한다.
모듈러스 비율이 200 미만인 경우인 비교예 6 내지 10의 경우 편광자와 마스크 필름의 박리 현상이 발생하여 탈색 공정을 진행할 수 없었다.
실시예 1 내지 8과 비교예 11 내지 14를 통해 두께 비율이 1 내지 30이고, 모듈러스의 비율이 200 내지 17000인 경우에만 타공 및 탈색 공정에서 문제가 발생하지 않아서, 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 30㎛이하의 값을 가지게 됨을 확인할 수 있었다. 이는, 카메라 모듈과 같은 장치의 렌즈 부분에 탈색부를 위치시켰을 때, 장치의 기능이 저하되지 않는 적절한 비편광부를 가지는 편광판을 만들 수 있음을 의미한다.

Claims (10)

  1. 보호필름; 및
    상기 보호필름의 일면에 구비된 점착제층을 갖고,
    상기 보호필름의 두께(a)와 상기 점착제층의 두께(b)의 비율(a/b)이 1 내지 30이고,
    상기 보호필름의 모듈러스(c)와 상기 점착제층의 점착제의 모듈러스(d)의 비율 (c/d)이 200 내지 17,000이고,
    상기 보호필름 및 상기 점착제층을 일체로 관통하는 천공부를 가지는 마스크 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점착제층과 분리 가능하게 부착된 이형 필름을 추가로 가지는 마스크 필름.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 천공부는 상기 보호필름, 상기 점착제층 및 상기 이형 필름을 일체로 관통하는 것인 마스크 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    편광자의 일면에 상기 마스크 필름을 적층시킨 후, 상기 천공부에 대응하는 부분을 처리하여 탈색부를 형성하는 데 이용되는 마스크 필름.
  5. 편광자 일면에 제1항의 마스크 필름을 적층하는 단계;
    상기 마스크 필름의 천공부에 대응하는 부분을 탈색하는 단계; 및
    상기 마스크 필름을 제거하는 단계를 포함하는 비편광부를 가지는 편광판의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마스크 필름이 제거된 면에 상기 편광자의 보호필름을 적층하는 단계를 더 포함하는 비편광부를 가지는 편광판의 제조방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 따른 제조방법에 의하여 제조된 비편광부를 가지는 편광판.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 비편광부의 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 30㎛ 이하인 것인 편광판.
  9. 비편광부를 포함하는 편광판으로서,
    비편광부의 크기는 0.5 ㎟ 이상 500 ㎟ 이하이고, 상기 비편광부의 가장자리 거칠기(Edge Roughness)가 30㎛ 이하인 것인 편광판.
  10. 제7항에 따른 편광판을 포함하는 화상 표시 장치.
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