KR102399187B1 - 폴더블 편광판 및 이의 용도 - Google Patents

Abstract

본 출원은 폴더블 편광판 및 이의 용도에 관한 것이다. 본 출원은 폴딩 내구성과 같은 폴딩 특성이 우수한 폴더블 편광판을 제공할 수 있다. 이러한 폴더블 편광판은 폴더블 디스플레이 장치에 적용되어 제품 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

폴더블 편광판 및 이의 용도{Foldable polarizing plate and uses thereof}

본 출원은 폴더블 편광판 및 이를 포함하는 폴더블 디스플레이 장치에 관한 것이다.

폴더블 디스플레이는 접을 수 있는 디스플레이로서 부피를 줄여 휴대성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 디스플레이 장치는 일반적으로 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널의 일면에 부착된 편광판을 포함할 수 있다. 편광판은 편광자와 상기 편광자에 일면에 배치된 보호필름 내지 위상차층을 포함할 수 있다. 편광판에 포함되는 편광자에는 수축에 의해 컬이 발생할 수 있는데, 이는 폴더블 디스플레이 장치에 적용되는 편광판의 폴딩 내구성을 저하시키는 원인이 될 수 있다.

일본 특허공개공보 제2014-170221호

본 출원은 폴딩 내구성과 같은 폴딩 특성이 우수한 폴더블 편광판 및 상기 편광판을 포함하는 폴더블 디스플레이 장치를 제공한다.

본 출원은 편광판에 관한 것이다. 상기 편광판은 폴더블 편광판일 수 있다. 본 명세서에서 "폴더블(foldable)"은 폴딩축을 중심으로 폴딩 가능한 특성을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 폴딩축은 폴더블 편광판을 폴딩할 때, 중심이 되는 축을 의미하는 것으로서 폴딩 방향에 따라 달라질 수 있다. 상기 폴딩 방향은 상기 폴딩축과 직교할 수 있다. 하나의 예시에서, 편광판의 길이 방향으로 폴딩하고자 한다면, 폴딩 방향은 길이 방향일 수 있고, 폴딩축은 길이 방향에 직교할 수 있다. 하나의 예시에서, 폴딩 방향이 하나라도 폴딩축은 복수 개 존재할 수 있다. 폴딩 방향이 동일하더라도, 편광판의 중앙부를 폴딩축으로 하여 폴딩할 수도 있고, 편광판의 중앙부에서 벗어나 좌측부분이나 우측부분 또는 상부나 하부를 폴딩축으로 하여 폴딩할 수도 있기 때문이다.

도 1은 본 출원의 편광판의 구조를 예시적으로 나타낸다. 상기 편광판(100)은 편광자(10) 및 상기 편광자의 일면에 배치된 위상차층(20)을 포함할 수 있다. 상기 편광자는 일 방향의 흡수축을 가질 수 있다. 본 출원에서는 폴딩축과 편광자의 흡수축을 조정함으로써 폴딩 내구성과 같은 폴딩 특성이 우수한 편광판을 제공할 수 있다.

도 2는 폴딩축, 편광자의 흡수축 및 위상차층의 지상축의 관계를 예시적으로 나타낸다. 도 2에 나타내 바와 같이, 상기 편광자의 흡수축(P)과 폴딩축(F)이 이루는 각도(α1)는 40도 내지 50도일 수 있다. 상기 각도(α1)는 구체적으로, 40도 이상, 41도 이상, 42도 이상, 43도 이상 또는 44도 이상일 수 있고, 50도 이하, 49도 이하, 48도 이하, 47도 이하 또는 46도 이하일 수 있다. 편광자의 흡수 축과 폴딩축이 이루는 각도가 상기 범위 내인 경우 편광자의 수축에 의한 컬을 최소화여 폴딩 내구성과 같은 폴딩 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 장축 및 단축 폴딩 방향에 상관없이 동일한 폴딩 특성을 가질 수 있다.

본 명세서에서 용어 편광자와 편광판은 서로 구별되는 대상을 지칭한다. 용어 편광자는 편광 기능을 가지는 필름, 시트 또는 소자 그 자체를 의미하고, 용어 편광판은, 상기 편광자 및 그 편광자의 일면 또는 양면에 적층되어 있는 다른 요소를 포함하는 대상을 의미한다. 상기에서 다른 요소로는 편광자의 보호 필름, 점착제층, 접착제층 또는 위상차층 등이 예시될 수 있다.

상기 편광자는 흡수형 편광자일 수 있다. 본 명세서에서 흡수형 편광자는 입사 광에 대하여 선택적 투과 및 흡수 특성을 나타내는 소자를 의미한다. 편광자는 예를 들어, 여러 방향으로 진동하는 입사 광으로부터 어느 한쪽 방향으로 진동하는 광은 투과하고, 나머지 방향으로 진동하는 광은 흡수할 수 있다.

상기 편광자는 선편광자일 수 있다. 본 명세서에서 선편광자는 선택적으로 투과하는 광이 어느 하나의 방향으로 진동하는 선 편광이고 선택적으로 흡수하는 광이 상기 선편광의 진동 방향과 직교하는 방향으로 진동하는 선편광인 경우를 의미한다.

상기 편광자는 이색성 물질을 함유하는 고분자 필름일 수 있다. 상기 이색성 물질은 요오드 또는 이색성 염료일 수 있다. 상기 고분자 필름으로는 폴리비닐알코올계 필름을 사용할 수 있다. 상기 이색성 물질은 배향된 상태로 고분자 필름에 포함될 수 있다.

상기 고분자 필름은 연신 고분자 필름일 수 있다. 본 출원에서는 연신 고분자 필름 타입의 편광자를 사용함으로써 우수한 광학 특성을 구현할 수 있다. 상기 이색성 물질은 연신 고분자 필름의 연신 방향에 따라 배향된 상태로 존재할 수 있다.

상기 편광자는 고분자 필름에 이색성 물질을 염착한 후, 상기 고분자 필름을 연신함으로써 제조될 수 있다. 상기 편광자의 투과율 내지 편광도는 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어 상기 편광자의 투과율은 42.5% 내지 55%일 수 있고, 편광도는 65% 내지 99.9997% 일 수 있다.

상기 편광자의 흡수축은 종 방향(MD; Mechanical Direction, 기계적 흐름 방향) 또는 횡 방향(TD; Transverse Direction, 기계적 흐름 방향에 직교하는 방향)에 대해 소정 각도를 이룰 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 종 방향은 편광자의 길이 방향을 의미할 수 있고, 상기 횡 방향은 편광자의 폭 방향을 의미할 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 편광자의 흡수축은 종 방향 또는 횡 방향에 대해 평행을 이룰 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 상기 편광자의 흡수축은 종 방향 또는 횡 방향에 대해 40도 내지 50도를 이룰 수 있다. 편광자의 흡수축은 전술한 연신 과정에서 연신축을 조절하여 제어할 수 있다. 하나의 예시에서, 편광판의 폴딩축을 TD 방향과 평행하도록 설계하고자 한다면, 편광자의 흡수축은 상기 TD 방향과 40도 내지 50도를 이룰 수 있다. 이러한 축 관계를 통해, 폴딩 내구성과 같은 폴딩 특성이 우수한 편광판을 제공하는데 더욱 유리할 수 있다.

상기 편광판은 폴딩된 상태로 존재하거나 또는 폴딩되지 않은 상태로 존재할 수 있다. 본 출원의 편광판은 상기 폴딩된 상태에서의 폴딩축과 편광자의 흡수축이 40도 내지 50도를 이룰 수 있다. 이러한 축 관계를 통해, 폴딩 내구성과 같은 폴딩 특성이 우수한 편광판을 제공할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 편광판은 폴딩된 상태에서 곡률 반경이 1mm 내지 10mm일 수 있다. 편광판은 그 자체의 두께를 가지고 있으므로 폴딩된 상태에서 내측 곡률 반경에 비해 외측 곡률 반경이 더 클 수 있으나, 내측 및 외측 곡률 반경 모두 상기 범위 내일 수 있다. 이러한 곡률 반경의 범위는 우수한 폴딩 특성을 확보한다는 측면에서 유리할 수 있다.

하나의 예시에서, 편광자, 편광판, 디스플레이 패널 또는 디스플레이 장치는 어느 하나의 변의 길이가 나머지 다른 변의 길이보다 긴 다각형 형상의 단면을 가질 수 있다. 상기 나머지 다른 변보다 길이가 긴 어느 하나의 변을 "장변"으로 호칭할 수 있다. 하나의 예시에서, 편광자, 편광판, 디스플레이 패널 또는 디스플레이 장치는 타원 형상의 단면을 가질 수도 있다. 상기 타원 형상은 타원의 중심에서 거리가 최대인 두 점을 잇는 선분인 "장축"을 갖는다. 일반적으로 폴딩의 목적은 장치의 소형화에 있으므로, 폴딩 방향은 상기 편광자, 편광판, 디스플레이 패널 또는 디스플레이 장치의 장변 또는 장축과 평행할 수 있다. 이때, 폴딩축은 상기 장변 또는 장축과 직교하는 방향과 평행할 수 있다.

본 명세서에서 각도를 정의하면서, 수직, 수평, 직교 또는 평행 등의 용어를 사용하는 경우, 이는 목적하는 효과를 손상시키지 않는 범위에서의 실질적인 수직, 수평, 직교 또는 평행을 의미하는 것으로, 예를 들면, 제조 오차(error) 또는 편차(variation) 등을 감안한 오차를 포함하는 것이다. 예를 들면, 상기 각각의 경우는, 약 ±15도 이내의 오차, 약 ±10도 이내의 오차 또는 약 ±5도 이내의 오차를 포함할 수 있다.

상기 편광판은 위상차층을 더 포함할 수 있다. 상기 위상차층은 편광자의 일면에 배치될 수 있다. 본 명세서에서 위상차층은 광학 이방성층으로서 복굴절을 제어함으로써 입사 편광을 변환할 수 있는 소자를 의미할 수 있다.

본 명세서에서 위상차층의 x축, y축 및 z축을 기재하면서 특별한 언급이 없는 한, 상기 x축은 위상차층의 면내 지상축과 평행한 방향 의미하고, y 축은 위상차층의 면내 진상축과 평행한 방향을 의미하며, z축은 위상차층의 두께 방향을 의미한다. 상기 x축과 y축은 위상차층의 면 방향에서 서로 수직할 수 있다. 위상차층이 막대 형상의 액정 분자를 포함하는 경우 지상축은 상기 막대 형상의 장축 방향을 의미할 수 있고 디스크 형상의 액정 분자를 포함하는 경우 지상축은 상기 디스크 형상의 법선 방향을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 위상차층의 광축을 기재하면서 특별히 달리 규정하지 않는 한, 지상축을 의미한다. 본 명세서에서 위상차층의 굴절률을 기재하면서 특별히 달리 규정하지 않는 한, 약 550 nm 파장의 광에 대한 굴절률을 의미한다.

본 명세서에서 위상차층의 면상 위상차(Rin) 값 및 두께 방향 위상차(Rth) 값은 각각 하기 수식 1 및 수식 2로 계산될 수 있다.

[수식 1]

Rin = d × (nx - ny)

[수식 2]

Rth = d × (nz - ny)

수식 1 및 2에서, nx, ny 및 nz는 각각 위상차층의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절률을 의미하고, d는 위상차층의 두께를 의미한다. x축, y축 및 z축은 상기 정의한 바와 같다.

도 2에 나타내 바와 같이, 상기 위상차층의 지상축(S)과 폴딩축(F)이 이루는 각도(α2)는 80도 내지 100도일 수 있다. 상기 각도(α2)는 구체적으로 80도 이상, 82도 이상, 84도 이상, 86도 이상 또는 88도 이상일 수 있고, 100도 이하, 98도 이하, 96도 이하, 94도 이하 또는 92도 이하일 수 있다. 이러한 축 관계를 통해 폴딩 내구성과 같은 폴딩 특성이 우수한 편광판을 제공하는데 더욱 유리할 수 있다.

상기 위상차층은 1/4 파장판을 포함할 수 있다. 1/4 파장판은 1/4 파장 위상 지연 특성을 가질 수 있다. 본 명세서에서 용어 n 파장 위상 지연 특성은, 적어도 일부의 파장 범위 내에서, 입사 광을 그 입사 광의 파장의 n 배만큼 위상 지연시킬 수 있는 특성을 의미한다. 1/4 파장 위상 지연 특성은, 입사된 선편광을 타원편광 또는 원편광으로 변환시키고, 반대로 입사된 타원 편광 또는 원편광을 선편광으로 변환시키는 특성일 수 있다. 상기 1/4 파장판의 550nm 파장의 광에 대한 Rin 값은 130nm 내지 200 nm, 130 내지 180nm, 또는 130 내지 150nm 일 수 있다.

상기 1/4 파장판의 지상축과 편광자의 흡수축은 40도 내지 50도의 각도를 이룰 수 있다. 상기 각도는 구체적으로 40도 이상, 41도 이상, 42도 이상, 43도 이상 또는 44도 이상일 수 있고, 50도 이하, 49도 이하, 48도 이하, 47도 이하 또는 46도 이하일 수 있다. 상기 1/4 파장판의 지상축과 폴딩축은 80도 내지 100도의 각도를 이룰 수 있다. 상기 각도는 구체적으로 80도 이상, 82도 이상, 84도 이상, 86도 이상 또는 88도 이상일 수 있고, 100도 이하, 98도 이하, 96도 이하, 94도 이하 또는 92도 이하일 수 있다. 전술한 바와 같이, 위상차층의 지상축과 폴딩축은 80도 내지 100도의 각도를 이루는 것은, 상기 1/4 파장판의 지상축이 폴딩축과 80도 내지 100도의 각도를 이루기 때문이다.

상기 위상차층은 +C 플레이트를 더 포함할 수 있다. 상기 +C 플레이트는 상기 1/4 파장판의 일면에 배치될 수 있다. 본 명세서에서 +C 플레이트는 하기 수식 3의 관계를 만족하는 위상차층을 의미할 수 있다. 상기 위상차층이 +C 플레이트를 더 포함하는 경우 측면의 시감 특성을 향상시킬 수 있다는 점에서 유리할 수 있다.

[수식 3]

nz>nx=ny

수식 3에서, nx, ny 및 nz는 각각 위상차층의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절률을 의미한다. x축, y축 및 z축은 상기 정의한 바와 같다.

상기 위상차층이 +C 플레이트를 더 포함하는 경우에, 1/4 파장판이 +C 플레이트에 비해 편광자에 가깝게 배치되거나 또는 +C 플레이트가 1/4 파장판에 비해 편광자에 인접하게 배치될 수 있다.

상기 +C 플레이트의 두께 방향 위상차는 예를 들어, 0nm 초과하고 300nm 이하일 수 있다. +C 플레이트의 두께 방향 위상차의 상한은 다른 예시에서 270nm, 250nm, 240nm, 230nm, 220nm, 200nm, 190nm, 180nm, 170nm, 160nm, 155nm, 150nm, 130nm, 120nm, 110nm, 100nm, 80nm 또는 70nm일 수 있다. +C 플레이트의 두께 방향 위상차의 하한은, 다른 예시에서 5nm, 10nm, 20nm, 40nm, 50nm, 90nm, 100nm, 110nm, 120nm 또는 150nm일 수 있다.

상기 편광판은 1/4 파장판과 +C 플레이트의 사이에 접착제 층을 또는 점착제 층을 포함하지 않을 수 있다. 이를 통해, 광학 성능을 위한 층 외에 불필요한 층을 제거함으로써 두께를 최소화시켜 소자의 박형화를 도모할 수 있다.

상기 1/4 파장판 및 +C 플레이트는 각각 액정 화합물을 포함할 수 있다. 상기 1/4 파장판 및 +C 플레이트는 각각 액정 조성물의 경화층일 수 있다. 본 명세서에서 용어 「중합성 액정 화합물」은, 액정성을 나타낼 수 있는 부위, 예를 들면, 메소겐(mesogen) 골격 등을 포함하고, 또한 중합성 관능기를 하나 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다. 이러한 중합성 액정 화합물들은 소위 RM(Reactive Mesogen)이라는 명칭으로 다양하게 공지되어 있다. 상기 중합성 액정 화합물은, 경화층 내에서 중합된 형태로 포함되어 있을 수 있고, 이는 상기 액정 화합물이 중합되어 경화층 내에서 액정 고분자의 주쇄 또는 측쇄와 같은 골격을 형성하고 있는 상태를 의미할 수 있다. 상기 중합성 관능기는 예를 들어 알케닐기, 에폭시기, 카복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 또는 메타크릴로일옥시기일 수 있다. 상기 중합성 액정 화합물은 단관능성 또는 다관능성 중합성 액정 화합물일 수 있다. 상기에서 단관능성 중합성 액정 화합물은 중합성 관능기를 1개 가지는 화합물이고, 다관능성 중합성 액정 화합물은 중합성 관능기를 2개 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다.

상기 위상차층은 액정 화합물을 수평 배향, 수직 배향, 스프레이 배향 또는 틸트 배향된 상태로 포함할 수 있다. 액정 화합물의 배향 상태는 구현하고자 하는 위상차층의 광학 물성에 따라 적절히 선택될 수 있다. 하나의 예시에서, 1/4 파장판은 수평 배향된 상태로 액정 화합물을 포함할 수 있고, +C 플레이트는 수직 배향된 상태로 액정 화합물을 포함할 수 있다.

상기 위상차층은 기재 상에 액정 조성물을 코팅한 후 경화하는 공정을 통해 형성할 수 있다. 1/4 파장판 및 +C 플레이트를 포함하는 다층 구조의 위상차층은 기재 상에 +C 플레이트용 액정 조성물을 코팅한 후 경화함으로써 +C 플레이트를 형성하고, 상기 +C 플레이트 상에 1/4 파장판용 액정 조성물을 코팅한 후 경화함으로써 1/4 파장판을 형성함으로써 제조할 수 있다.

액정 조성물이 코팅되는 기재 또는 위상차층 상에는 배향막이 형성되어 있을 수 있다. 배향막으로는, 액정 조성물에 대하여 배향능을 가지는 것이라면 특별한 제한 없이 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 러빙 배향막과 같이 접촉식 배향막이거나 또는 광배향막 화합물을 포함하여, 예를 들면, 직선 편광의 조사 등과 같은 비접촉식 방식에 의해 배향 특성을 나타낼 수 있는 것으로 공지된 배향막을 사용할 수 있다. 하나의 예시에서, +C 플레이트용 액정 조성물이 코팅되는 기재 상에는 수직 배향막이 형성되어 있을 수 있다. 1/4 파장판용 액정 조성물이 코팅되는 +C 플레이트 상에는 수평 배향막이 형성되어 있을 수 있다.

상기 1/4 파장판은 하기 수식 4를 만족하는 역파장 분산 특성(reverse wavelength dispersion property)을 가질 수 있다.

[수식 4]

R(450)/R(550) < R(650)/R(550)

수식 4에서 R(λ)는 λnm 광에 대한 550nm 파장의 광에 대한 위상차 필름의 면상 위상차이다.

상기 1/4 파장판의 R(450)/R(550)의 값은 1 미만일 수 있다. 상기 R(450)/R(550) 값은 구체적으로 0.7 이상, 0.8 이상, 0.85 이상 또는 0.9 이상일 수 있고, 1 미만, 0.98 이하, 0.96 이하 또는 0.94 이하일 수 있다. 상기 1/4 파장판의 R(650)/R(550)의 값은 1 초과일 수 있다. 상기 R(650)/R(550)의 값은 구체적으로 1.05 이상일 수 있고, 1.1 이하일 수 있다. 이러한 분산 값 범위 내에서 시감 특성이 우수한 편광판을 제공하는데 유리할 수 있다.

상기 1/4 파장판이 역파장 분산 특성을 나타내도록 하기 위해, 상기 1/4 파장판은 역파장 분산 특성의 중합성 액정 화합물을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 역파장 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물은은 액정 화합물을 단독으로 경화시켜 형성한 액정층(경화층)이 역파장 분산 특성을 나타내는 중합성 액정 화합물을 의미하고, 이때 역파장 분산 특성은 상기 수식 4에 기술된 특성을 의미한다.

역파장 분산 특성을 나타내는 중합성 액정 화합물은 공지이고, 이러한 중합성 액정 화합물을 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 중합성 액정 화합물의 복굴절은, 주로 분자 공액(Molecular Conjugation) 구조, differential oscillator strength, 및 오더 파라미터(order parameter) 등에 의해 결정되는 것으로 알려져 있으며, 중합성 액정 화합물이 높은 복굴절을 나타내기 위해서는 주축 방향으로 큰 전자밀도가 필요하기 때문에 대부분의 중합성 액정 화합물은 장축 방향으로 고도로 공액화(highly conjugation)된 형상을 가지고 있다. 중합성 액정 화합물이 역분산성을 나타내도록 하기 위해서는, 장축과 그에 수직하는 축간의 복굴절성을 조율하는 것이 필요하고, 이에 따라 역파장 분산성을 가지도록 디자인된 중합성 액정 화합물은, 대부분 T 또는 H 형태의 분자 형상을 가지면서 주축(장축)은, 큰 위상차와 작은 분산값을 가지고, 그에 수직하는 축은 작은 위상차와 큰 분산값을 가지는 형태를 가질 수 있다.

예를 들면, PCT-JP2015-083728, PCT-JP2015-085342, PCT-JP2016-050322, PCT-JP2016-050660, PCT-JP2016-050661, PCT-JP2016-050984 및 PCT-JP2016-050663 등에서 개시된 중합성 액정 화합물 중에서 일부의 중합성 액정 화합물이 역파장 분산 특성의 중합성 액정 화합물이고, 본 출원에서는 상기와 같은 중합성 액정 화합물을 적용할 수 있으나, 본 출원에서 적용할 수 있는 중합성 액정 화합물의 종류가 상기에 제한되는 것은 아니고, 역분산성을 갖는 한 다양한 종류의 중합성 액정 화합물이 사용될 수 있다.

상기 편광자와 위상차층은 접착제층을 매개로 부착될 수 있다. 하나의 예시에서, 위상차층은 접착제층을 매개로 편광자에 전사될 수 있다. 본 명세서에서 위상차층의 전사는 캐리어 기재 상에 형성된 위상차층을 접착제 등을 통해서 피전사체, 예를 들어, 편광자에 접합한 후 상기 캐리어 기재를 박리하여 제거하는 공정을 의미할 수 있다.

캐리어 기재로는 특별한 제한 없이 공지의 소재를 사용할 수 있다. 예를 들면, 유리 필름, 결정성 또는 비결정성 실리콘 필름, 석영 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 무기계 기재나 플라스틱 기재 등을 사용할 수 있다. 플라스틱 기재로는, TAC(triacetyl cellulose); 노르보르넨 유도체 등의 COP(cyclo olefin copolymer); PMMA(poly(methyl methacrylate); PC(polycarbonate); PE(polyethylene); PP(polypropylene); PVA(polyvinyl alcohol); DAC(diacetyl cellulose); Pac(Polyacrylate); PES(poly ether sulfone); PEEK(polyetheretherketon); PPS(polyphenylsulfone), PEI(polyetherimide); PEN(polyethylenemaphthatlate); PET(polyethyleneterephtalate); PI(polyimide); PSF(polysulfone); PAR(polyarylate) 또는 비정질 불소 수지 등을 포함하는 기재층을 사용할 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 편광판은 보호 필름을 더 포함할 수 있다. 상기 보호 필름은 편광자의 위상차층이 배치된 반대 면에 배치될 수 있다. 상기 보호 필름으로는 공지의 재료의 필름이 사용될 수 있다. 이러한 재료로는, 예를 들어 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차단성 또는 등방성 등이 우수한 열 가소성 수지가 사용될 수 있다. 이러한 수지의 예로는, TAC(triacetyl cellulose) 등의 셀룰로오스 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리술폰 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀 수지, (메트)아크릴계 수지, 노르보넨 수지 등의 고리형 폴리올레핀 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐알코올 수지 또는 상기의 혼합물 등이 예시될 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 편광자와 위상차층은 접착제층을 매개로 부착될 수 있다. 상기 편광자와 보호 필름도 접착제층을 매개로 부착될 수 있다. 위상차층과 편광자의 부착은, 접착제가 위상차층의 일면에 형성된 상태에서 또는 편광자의 일면에 형성된 상태에서 진행될 수 있다. 또한, 보호필름과 편광자의 부착도, 접착제가 보호필름의 일면에 형성된 상태에서 또는 편광자의 일면에 형성된 상태에서 진행될 수 있다.

상기 접착제로는 예를 들어, 자외선 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 자외선 경화형 접착제로는 아크릴계 접착제, 예를 들어, 폴리에스테르 아크릴계, 폴리스티렌 아크릴계, 에폭시 아크릴레이트계, 폴리우레탄 아크릴계 또는 폴리부타디엔 아크릴계, 실리콘 아크릴계 또는 알킬 아크릴계 접착제 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 출원의 편광판은, 편광자, 위상차층 내지 보호필름을 포함하는 한, 기타 다양한 구조를 가질 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 편광판은 보호필름의 외곽층에 안티포그층, 하드코팅층 또는 반사 방지층 등의 표면처리층을 포함할 수 있으나, 이제 제한되는 것은 아니다. 하나의 예시에서, 상기 편광판은 위상차층의 외곽층에 접착제층 또는 점착제층을 포함할 수 있다. 상기 접착제층 또는 점착제층은 편광판을 디스플레이 패널에 부착하기 위해 형성될 수 있다.

본 출원은 또한, 상기 편광판의 용도에 관한 것이다. 본 출원은 상기 편광판을 포함하는 폴더블 디스플레이 장치에 관한 것이다. 상기 폴더블 디스플레이 장치는 일 방향으로 폴딩 가능한 폴더블 디스플레이 패널 및 상기 폴더블 디스플레이 패널에 부착된 상기 편광판을 포함할 수 있다. 상기 폴더블 디스플레이 패널의 폴딩축과 상기 편광판의 폴딩축은 서로 평행할 수 있다.

상기 디스플레이 패널은, 폴더블 디스플레이 패널이면, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 반사형 또는 반투과반사형 액정 표시장치(Liquid Crystal Display)와 같은 액정 표시장치이거나, 유기발광장치(Organic Light Emitting Device) 등일 수 있다.

디스플레이 장치에서 편광판의 배치 형태는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 공지의 형태가 채용될 수 있다. 예를 들어, 반사형 액정 표시장치에서 편광판은, 외부 광의 반시 방지 및 시인성의 확보를 위하여 액정 패널의 편광판 중에서 어느 하나의 편광판으로 사용될 수 있다.

또한 유기발광장치에 상기 편광판이 적용되는 경우 상기 유기발광장치는, 반사 전극, 투명 전극, 상기 반사 전극과 투명 전극의 사이에 개재되고, 발광층을 가지는 유기층 및 상기 편광판을 포함할 수 있다. 상기 편광판은 상기 반사 전극 또는 투명 전극의 외측에 존재하며, 편광자에 비하여 위상차층이 상기 반사 전극 또는 투명 전극에 가깝게 배치될 수 있다.

본 출원은 폴딩 내구성과 같은 폴딩 특성이 우수한 편광판을 제공할 수 있다. 이러한 편광판은 폴더블 디스플레이 장치에 적용되어 제품 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 출원의 편광판의 구조를 예시적으로 나타낸다.
도 2는 폴딩축, 흡수축 및 지상축의 관계를 예시적으로 나타낸다.
도 3은 본 출원의 편광판의 구조를 예시적으로 나타낸다.
도 4는 폴딩 테스트의 폴딩축을 예시적으로 나타낸다.
도 5는 비교예 1의 폴딩 테스트 이미지이다.
도 6은 비교예 2의 폴딩 테스트 이미지이다.
도 7은 실시예 1의 폴딩 테스트 이미지이다.
도 8은 실시예 2의 폴딩 테스트 이미지이다.

이하, 본 출원에 따른 실시예 및 본 출원에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

편광판의 제조

도 3의 구조의 편광판을 제조하였다. 편광자로 요오드가 염착된 두께 7㎛의 PVA계 연신 필름(RFPOL, LG화학)을 준비하였다. 보호필름으로 두께가 23㎛인 COP 필름(ZF24, ZEON) 을 준비하였다. 캐리어 기재(PET 필름) 상에 수직 배향막(LG화학)을 형성하고, 수직 배향 액정 조성물(Merck)을 도포한 후 경화시켜 +C 플레이트를 형성하였다. 수직 배향막과 +C 플레이트의 두께의 합은 1㎛이다. 상기 +C 플레이트 상에 수평 배향막(LG화학)을 형성하고, 수평 배향 액정 조성물(Merck)을 도포한 후 경화시켜 1/4 파장판을 형성함으로써 위상차층을 준비하였다. 수평 배향막과 1/4 파장판의 두께의 합은 2㎛이다. 상기 보호필름(30)을 두께 2㎛의 UV 경화형 접착제(LG화학)(40A)를 매개로 상기 편광자(10)의 일면에 부착하였다. 상기 위상차층을 두께 2㎛의 UV 경화형 접착제(LG화학)(40B)를 매개로 편광자의 다른 일면에 부착한 후 캐리어 기재를 제거하였다. 이때, 1/4 파장판(20A)이 +C 플레이트(20B)에 비해 편광자(10)에 가깝도록 부착하였으며, 1/4 파장판의 지축과 편광자의 흡수축은 45도를 이루도록 부착하였다.

평가예 1. 폴딩 내구성 평가

폴딩 내구성을 평가하기 위하여, 폴딩축이 편광판의 TD 축과 평행하도록 폴딩 테스트를 수행하였다. 구체적으로, 편광판을 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이, 흡수축(P)이 MD 축에 평행하도록 재단한 샘플(비교예 1), 도 4의 (b)와 같이, 흡수축(P)이 TD 축에 평행하도록 재단한 샘플(비교예 2), 도 4의 (c)와 같이, 흡수축(P)이 TD 축에 45도를 이루도록 재단한 샘플(실시예 1)을 준비하였다. 챔버형 폴딩기(UASA CL09 TYPE D01)를 사용하였으며, 폴딩 온도는 상온(25℃)이며, 폴딩 곡률은 2.5R(2.5mm 반경, 5.0mm 지름을 가지는 곡률)이고, 접었다가 펴는 폴딩을 100,000회 반복 수행하였다(1분에 60회).

폴딩 테스트 결과, 폴딩축과 흡수축이 직교하는 비교예 1은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 100,000회 폴딩 시 크랙(crack)이 관찰되였고, 폴딩축과 흡수축이 평행하는 비교예 2는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 30,000회 폴딩 시 파단(break)이 관찰되었다. 또한, 폴딩축과 흡수축이 이루는 각도가 80도인 비교예 3도 비교예 1 및 2와 같이 폴딩 내구성이 불량으로 평가되었다. 반면, 폴딩축과 흡수축이 45도를 이루는 실시예 1은 도 7에 나타낸 바와 같이, 100,000회 폴딩 시에도 크랙이나 파단이 관찰되지 않았다.

	비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예 1
폴딩 방향과 흡수축이 이루는 각도	평행	직교	80도	45도
폴딩 내구성	불량	불량	불량	양호

평가예 2. 폴딩 내구성 평가

폴딩 내구성을 평가하기 위하여, 상온, 고온, 저온 및 고온고습 조건에서 폴딩축이 편광판의 TD 축과 평행하도록 폴딩 테스트를 수행하였다. 구체적으로, 편광판을, 편광자의 흡수축(P)이 TD 축에 대해 45도를 이루도록 재단하였다(실시예 2). 평가예 1과 동일하게 챔버형 폴딩기(UASA CL09 type-D01)를 사용하여, 폴딩 곡률 2.5R로 폴딩 테스트를 수행하였다. 온도 및 습도 조건과 폴딩 횟수는 하기 표 2와 같이 조절하였다. 도 8은 실시예 2의 폴딩 내구성 조건에 따른 폴딩 테스트 이미지이고, Init.는 폴딩 테스트를 하지 않은 초기 상태의 편광판을 나타낸다. 폴딩 테스트 결과, 폴딩축과 흡수축이 45도를 이루는 실시예 1은 상온에서는 200,000회 폴딩 시에도 크랙 및 파단이 관찰되지 않았으며, 상온보다 가혹한 조건인 고온, 저온 및 고온고습 조건에서, 10,000회 폴딩 시에도 크랙 및 파단이 관찰되지 않았다.

폴딩 조건	폴딩 횟수(K=1,000회)	폴딩 내구성
상온(25℃)	200,000회	양호
고온(60℃)	10,000회	양호
저온(-20℃)	10,000회	양호
고온고습(60℃/상대습도90%)	10,000회	양호

100: 편광판 10: 편광자 20: 위상차층
P: 흡수축 F: 폴딩축 α1: 흡수축(P)과 폴딩축(F)이 이루는 각도
S: 지상축 α2: 지상축(S)과 폴딩축(F)이 이루는 각도
200: 편광판 20A: 1/4 파장판 20B: +C 플레이트
30: 보호필름 40A: 40B: 접착제

Claims (15)

1. 폴딩 방향과 직교하는 폴딩축을 중심으로 폴딩 가능한 폴더블 편광판으로서, 편광자 및 상기 편광자의 일면에 배치된 위상차층을 포함하고, 상기 편광자의 흡수축은 상기 폴딩축과 40도 내지 50도의 각도를 이루고, 상기 위상차층의 지상축은 상기 폴딩축과 80도 내지 100도의 각도를 이루며, 상기 편광자의 흡수축은 편광자의 횡 방향(TD; Transverse Direction)에 대해 40도 내지 50도의 각도를 이루고, 상기 편광자는 이색성 물질을 함유하는 연신 고분자 필름이며, 상기 이색성 물질은 연신 방향을 따라 배향된 상태로 존재하는 편광판.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 편광판은 폴딩된 상태로 존재하거나 또는 폴딩되지 않은 상태로 존재하는 편광판.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 편광판은 폴딩된 상태에서 곡률 반경이 1 mm 내지 10 mm인 편광판.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 위상차층은 1/4 파장판을 포함하는 편광판.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 1/4 파장판의 지상축과 편광자의 흡수축은 40도 내지 50도의 각도를 이루는 편광판.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 위상차층은 +C 플레이트를 더 포함하는 편광판.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 1/4 파장판과 +C 플레이트 사이에 접착제층 또는 점착제층을 포함하지 않는 편광판.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 1/4 파장판 및 +C 플레이트는 각각 액정 화합물을 포함하는 편광판.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 편광자와 위상차층은 접착제층을 매개로 부착되어 있는 편광판.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 접착제층은 자외선 경화형 접착제층인 편광판.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 편광자의 위상차층이 배치된 반대 면에 배치된 보호 필름을 더 포함하는 편광판.
15. 폴딩 방향과 직교하는 폴딩축을 중심으로 폴딩가능한 폴더블 디스플레이 패널 및 상기 폴더블 디스플레이 패널에 부착된 제 1 항의 편광판을 포함하고, 상기 폴더블 디스플레이 패널의 폴딩축과 상기 편광판의 폴딩축은 서로 평행하는 폴더블 디스플레이 장치.

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