KR102529632B1 - 편광 필름 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

폴리올레핀 수지와 이색성 염료의 고온 연신 필름을 포함하고, 상기 폴리올레핀 수지는 약 210 (±3 ℃)의 온도에서 약 2600 Paㆍs 내지 약 17400 Paㆍs 의 영점 전단 점도(zero shear viscosity, η0)를 가지는 편광 필름을 제공한다.

Description

편광 필름 및 이를 포함하는 표시 장치{POLARIZING FILM AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
편광 필름 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD) 및 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode device, OLED device)와 같은 표시 장치는 표시판의 외측에 부착되어 있는 편광판(polarizing plate)을 구비한다. 편광판은 특정한 방향으로 진동하는 빛만 통과시키고 그 밖의 빛은 흡수 또는 반사함으로써 표시판으로 입사되는 빛 또는 표시판으로부터 나가는 빛의 방향을 제어할 수 있다.
편광판은 일반적으로 편광자와 이를 보호하기 위한 보호층을 포함한다. 편광자는 예컨대 요오드 또는 이색성 염료를 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA)에 흡착 및 배향하여 사용될 수 있으며 보호층은 예컨대 트리아세틸셀룰로오즈(triacetyl cellulose, TAC)가 사용될 수 있다.
그러나 편광자 및 보호층을 포함하는 편광판은 공정이 복잡하고 생산 비용이 높을 뿐만아니라 편광판의 두께가 두꺼워져 표시 장치의 두께에도 영향을 미칠 수 있다. 이에 따라 보호층이 필요하지 않은 편광 필름에 대하여 연구되고 있다.
일 구현예는 고온 연신시 이색성 염료의 배향도가 우수하고 이색성 염료의 마이그레이션이 발생하지 않으며, 높은 편광 효율(polarization efficiency)과 투과도를 가지며 가공성이 우수한 편광 필름을 제공한다.
다른 구현예는 상기 편광 필름을 포함하는 반사방지 필름을 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 편광 필름을 구비하는 표시 장치를 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 반사방지 필름을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
또 다른 구현예는 편광 필름용 조성물을 제공한다.
일 구현예에 따르면, 폴리올레핀 수지와 이색성 염료의 고온 연신 필름을 포함하고, 상기 폴리올레핀 수지는 약 210 ℃(±3 ℃) 온도에서 약 2600 Paㆍs 내지 약 17400 Paㆍs, 구체적으로 약 2600 Paㆍs 내지 약 12000 Paㆍs, 보다 구체적으로 약 2600 Paㆍs 내지 약 8500 Paㆍs의 영점 전단 점도(zero shear viscosity, η0)를 가지는 편광 필름을 제공한다.
상기 폴리올레핀 수지의 복소 점도(complex viscosity, η*)는 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
Figure 112022108535257-pat00001
상기 수학식 1에서,
는 회전형 레오미터의 각 주파수(angular frequency)이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 0.738 내지 0.902의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.522 내지 0.638의 범위에 있다.
보다 구체적으로 상기 올레핀 수지는 하기 수학식 1-1 또는 수학식 1-2의 범위에 있는 복소 점도를 가질 수 있다.
[수학식 1-1]
Figure 112022108535257-pat00002
상기 수학식 1-1 에서,
ω는 회전형 레오미터의 각 주파수이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 1.071 내지 1.309의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.468 내지 0.572의 범위에 있다.
[수학식 1-2]
Figure 112022108535257-pat00003
상기 수학식 1-2에서,
ω는 회전형 레오미터의 각 주파수이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 0.603 내지 0.737의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.54 내지 0.66의 범위에 있다.
상기 폴리올레핀 수지의 항복응력(yield stress)은 약 2600 Pa 내지 약 8700 Pa의 범위에 있다.
상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 코폴리머, 폴리프로필렌 코폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌(PP)과 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(PE-PP)의 혼합물일 수 있고, 상기 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(PE-PP)는 에틸렌의 함량이 약 1 내지 50 중량%일 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지는 약 3 g/10min 내지 11 g/10min의 용융흐름지수(melt flow index, MFI)를 가질 수 있다.
상기 폴리프로필렌(PP)은 약 3 g/10min 내지 약 10 g/10min의 용융흐름지수(MFI)를 가질 수 있고, 상기 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체(PE-PP)는 약 5 g/10min 내지 약 16 g/10min의 용융흐름지수(MFI)를 가질 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지는 상기 폴리프로필렌과 상기 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체를 약 1:9 내지 9:1의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 이색성 염료는 상기 폴리올레핀 수지에 분산될 수 있고, 상기 폴리올레핀 수지는 약 400 내지 1300%로 일축 연신될 수 있다.
상기 편광 필름은 약 5% 이하, 구체적으로는 약 0.5% 내지 약 4.5%, 보다 구체적으로 약 0.5% 내지 약 3.5%의 헤이즈를 가질 수 있다.
상기 편광 필름은 약 380nm 내지 780nm 사이의 가시광선 파장 영역에서 이색비(dichroic ratio)가 약 2 내지 14일 수 있다.
상기 이색성 염료는 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 약 0.1 내지 10 중량부, 구체적으로 약 0.5 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 편광 필름은 약 95% 이상, 구체적으로 약 95 내지 약 99.9%의 편광 효율을 가질 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 편광 필름 및 위상차 필름을 포함하는 반사방지 필름을 제공한다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 편광 필름을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 반사방지 필름을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
또 다른 구현예에 따르면, 폴리올레핀 수지 및 이색성 염료를 포함하고, 상기 폴리올레핀 수지는 회전형 레오미터로 측정시 2600 Paㆍs 내지 약 17400 Paㆍs, 구체적으로 약 2600 Paㆍs 내지 약 12000 Paㆍs, 보다 구체적으로 약 2600 Paㆍs 내지 약 8500 Paㆍs의 영점 전단 점도(zero shear viscosity, η0)를 가지는 편광 필름용 조성물을 제공한다.
상기 폴리올레핀 수지의 복소 점도(complex viscosity, η*)는 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
Figure 112022108535257-pat00004
상기 수학식 1에서,
ω는 회전형 레오미터의 각 주파수(angular frequency)이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 0.738 내지 0.902의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.522 내지 0.638의 범위에 있다.
보다 구체적으로 상기 올레핀 수지는 하기 수학식 1-1 또는 수학식 1-2의 범위에 있는 복소 점도를 가질 수 있다.
[수학식 1-1]
Figure 112022108535257-pat00005
[수학식 1-2]
Figure 112022108535257-pat00006
상기 수학식 1-1 에서,
ω는 회전형 레오미터의 각 주파수이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 1.071 내지 1.309의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.468 내지 0.572의 범위에 있다.
상기 수학식 1-2에서,
ω는 회전형 레오미터의 각 주파수이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 0.603 내지 0.737의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.54 내지 0.66의 범위에 있다.
상기 폴리올레핀 수지의 항복응력(yield stress)은 약 2600 Pa 내지 약 8700 Pa, 구체적으로는 약 2691 Pa 내지 약 8681 Pa의 범위에 있다.
상기 편광 필름은 약 5% 이하, 구체적으로는 약 0.5% 내지 약 4.5%, 보다 구체적으로 약 0.5% 내지 약 3.5%의 헤이즈를 가질 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 코폴리머, 폴리프로필렌 코폴리머 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌(PP)과 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(PE-PP)의 혼합물일 수 있고, 상기 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(PE-PP)는 에틸렌의 함량이 약 1 내지 50 중량%일 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지는 약 3 g/10min 내지 11 g/10min의 용융흐름지수(melt flow index, MFI)를 가질 수 있다.
상기 폴리프로필렌(PP)은 약 3 g/10min 내지 약 10 g/10min의 용융흐름지수(MFI)를 가질 수 있고, 상기 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체(PE-PP)는 약 5 g/10min 내지 약 16 g/10min의 용융흐름지수(MFI)를 가질 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지는 상기 폴리프로필렌과 상기 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체를 약 1:9 내지 9:1의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 편광 필름은 약 380nm 내지 780nm 사이의 가시광선 파장 영역에서 이색비(dichroic ratio)가 약 2 내지 14일 수 있다.
상기 이색성 염료는 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 약 0.1 내지 10 중량부, 구체적으로 약 0.5 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 편광 필름용 조성물은 고형분이 약 90 중량% 이상일 수 있다.
상기 편광 필름용 조성물은 용매를 포함하지 않을 수 있다.
상기 편광 필름은 고온 연신시 이색성 염료의 배향도가 우수하고 마이그레이션이 발생하지 않으며, 높은 편광 효율과 투과도를 가지며 가공성이 우수하다.
도 1은 일 구현예에 따른 편광 필름을 도시한 개략도이고,
도 2는 일 구현예에 따른 반사방지 필름을 보여주는 단면도이고,
도 3은 일 구현예에 따른 반사방지 필름의 외광 반사 방지 원리를 보여주는 개략도이고,
도 4는 일 구현예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이고,
도 5는 일 구현예에 따른 유기 발광 표시 장치를 도시한 단면도이고,
도 6은 샘플번호 1 내지 8의 폴리올레핀 수지의 점도 프로파일을 도시한 그래프이다.
이하, 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "치환된"이란, 화합물 중의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Br, Cl 또는 I), C1 내지 C20 알콕시기, 시아노기, 아미노기, C1 내지 C20 에스테르기, C1 내지 C20 알킬기, C6 내지 C20 아릴기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.
폴리올레핀 수지와 이색성 염료의 혼합물을 고온 연신하여 보호층을 필요로 하지 않는 얇은 두께의 편광 필름을 제조하는 기술은 알려져 있으나 폴리올레핀 수지의 점도에 따라 편광 필름의 물성이 저하되거나 가공성이 떨어져 양산하기 어려운 문제가 발생한다. 예를 들어 폴리올레핀 수지의 점도가 높아지면 이색성 염료의 배향성은 좋아지나 수지 컴파운딩(compounding)과 압출 제막 공정이 어려워져서 가공성이 떨어진다. 반면, 폴리올레핀 수지의 점도가 낮아지면 가공성이 좋으나, 이색성 염료의 배향성이 나빠지고 이색성 염료의 마이그레이션(migration)이 발생할 수 있다. 따라서, 편광 필름의 헤이즈와 가공성, 그리고 이색성 염료의 배향성과 마이그레이션을 개선할 수 있는 폴리올레핀 수지의 점도를 적절히 조절할 필요가 있다.
일 구현예에서는 소정 범위의 영점 전단 점도(zero shear viscosity, η0)를 가지는 폴리올레핀 수지를 사용하여 편광 필름을 제조함으로써 편광 효율(polarization efficiency), 헤이즈 등과 같은 광학 특성을 개선하고 이색성 염료의 마이그레이션을 줄이면서 이색성 염료의 배향성을 개선하고 필름 제조 공정의 가공성을 우수하게 개선할 수 있다.
이하 일 구현예에 따른 편광 필름에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 편광 필름을 도시한 개략도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 편광 필름(20)은 폴리올레핀 수지(21)와 이색성 염료(22)의 고온 연신 필름을 포함한다. 상기 폴리올레핀 수지(21)와 이색성 염료(22)은 고온 연신 공정에 의하여 폴리올레핀 수지(21)와 이색성 염료(22)가 일체화된 구조로 단일 필름으로 형성된다.
상기 폴리올레핀 수지(21)는 약 210 ℃ (±3 ℃) 의 온도에서 약 2600 Paㆍs 내지 약 17400 Paㆍs, 구체적으로 약 2600 Paㆍs 내지 약 12000 Paㆍs, 보다 구체적으로 약 2600 Paㆍs 내지 약 8500 Paㆍs의 영점 전단 점도(zero shear viscosity, η0)를 가진다.
상기 범위의 영점 전단 점도를 가지는 경우 편광 효율, 헤이즈 등과 같은 광학 특성이 우수하고 이색성 염료의 마이그레이션을 최소화하면서 이색성 염료의 배향성이 우수하게 개선되며 필름 가공성이 우수한 편광 필름을 제공할 수 있다.
상기 영점 전단 점도는 각 주파수(angular frequency)가 0일 때의 점도를 의미하는 것이며, 회전형 레오미터(rotational rheometer)를 이용해서 실제 측정 가능한 각 주파수의 범위에 측정된 주파수 스윕(frequency sweep)의 데이터(data points)로 회전형 레오미터에 설치된 전용 분석 프로그램(analysis program)을 통해 얻은 파라미터(parameter)이다.
상기 주파수 스윕은 회전형 레오미터를 이용하여 210 ℃(±3℃) 온도 하에 상판과 하판 사이의 간격(gap)은 약 1.0 mm이고 회전판의 직경은 약 8 mm이고 약 1%의 스트레인(strain)에서 측정된다.
상기 회전형 레오미터로는 점탄성 측정 장치인 Physica MCR 501(Anton Paar Corp. Germany)가 있다.
상기 폴리올레핀 수지(21)의 복소 점도(complex viscosity, η*)는 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
Figure 112022108535257-pat00007
상기 수학식 1에서,
ω는 회전형 레오미터의 각 주파수(angular frequency)이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 0.738 내지 0.902의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.522 내지 0.638의 범위에 있다.
예를 들어 상기 수학식 1을 만족하는 점도 프로파일은 도 6에 도시되어 있다. 도 6은 약 2600 Paㆍs (η0) 내지 약 17400 Paㆍs (η0) 범위의 영점 전단 점도를 가지는 폴리올레핀 수지의 점도 프로파일을 도시한 것이다. 상기 수학식 1을 만족하는 복소 점도는 도 6의 실선으로 표시된 그래프를 포함하며 최상단의 실선과 최하단 의 실선과 그 사이의 영역에 위치할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 폴리올레핀 수지(21)는 하기 수학식 1-1 또는 수학식 1-2의 범위에 있는 복소 점도를 가질 수 있다.
[수학식 1-1]
Figure 112022108535257-pat00008
[수학식 1-2]
Figure 112022108535257-pat00009
상기 수학식 1-1에서,
ω는 회전형 레오미터의 각 주파수이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 1.071 내지 1.309의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.468 내지 0.572의 범위에 있다.
상기 수학식 1-2에서,
ω는 회전형 레오미터의 각 주파수이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 0.603 내지 0.737의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.54 내지 0.66의 범위에 있다.
상기 폴리올레핀 수지(21)의 항복응력(yield stress)은 약 2600 Pa 내지 약 8700 Pa, 구체적으로 약 2691 Pa 내지 약 8681 Pa의 범위에 있다. 상기 범위의 항복응력을 가지는 경우 편광 효율, 헤이즈 등과 같은 광학 특성이 우수하고 이색성 염료의 마이그레이션을 최소화하면서 이색성 염료의 배향성이 우수하게 개선되며 필름 가공성이 우수한 편광 필름을 제공할 수 있다.
상기 편광 필름(20)은 약 5% 이하, 구체적으로는 약 0.5% 내지 약 4.5%, 보다 구체적으로 약 0.5% 내지 약 3.5%의 헤이즈를 가질 수 있다. 폴리올레핀 수지(21)로 만든 편광 필름(20)이 상기 범위의 헤이즈를 가짐으로써, 투과도가 증가하여 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지(21)는 약 50% 이하, 구체적으로 약 30% 내지 약 50%의 결정화도를 가질 수 있다. 폴리올레핀 수지(21)가 상기 범위의 결정화도를 가짐으로써, 헤이즈를 낮출 수 있어 우수한 광학 특성을 달성할 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지(21)는 폴리프로필렌(PP), 이들의 공중합체 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 공중합체는 에틸렌 모노머 구조단위, 프로필렌 모노머 구조단위외에 다른 알파올레핀 모노머 구조단위를 더 포함할 수 있다. 상기 알파올레핀 모노머 구조단위는 1-부텐, 2-부텐, 3-메틸부텐, 1-펜텐, 4-메틸펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 1-옥타데센 및 이들의 혼합물에서 선택되는 모노머로부터 유도되는 구조단위일 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지(21)는 폴리프로필렌(PP)과 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(PE-PP)의 혼합물일 수 있고, 상기 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(PE-PP) 공중합체의 총 함량에 대하여 에틸렌 기의 함량이 약 1 내지 50 중량%, 구체적으로는 약 1 중량% 내지 약 25 중량%일 수 있다. 상기 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체(PE-PP)에서 에틸렌기의 함량이 상기 범위 내인 경우, 상기 폴리프로필렌과 상기 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체(PE-PP)의 상분리를 효과적으로 방지 내지 완화할 수 있다. 또한, 우수한 광 투과도 및 배향성을 가지면서도 연신할 때 연신율을 증가시킬 수 있어서 개선된 편광 특성을 구현할 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지(21)는 약 3 g/10min 내지 약 11 g/10min, 염료의 배향성과 migration현상, 수지의 가공성을 종합적으로 고려하면 폴리올레핀의 용융흐름지수는 구체적으로 약 4 g/10min 내지 약 11 g/10min, 보다 더 구체적으로는 약 5 g/10min 내지 약 11 g/10min의 용융흐름지수(melt flow index, MFI)를 가질 수 있다.
여기서 용융흐름지수(MFI)는 ASTM D1238법을 의하여 지정된 온도하에 10분당 용융 상태의 고분자가 흘러내리는 양을 나타내는 것으로, 용융 상태의 고분자의 점도와 관련이 있다. 즉 용융흐름지수(MFI)가 작을수록 고분자의 점도가 크고 용융흐름지수(MFI)가 클수록 고분자의 점도가 작음을 알 수 있다. 상기 폴리올레핀 수지(21)의 용융흐름지수(MFI)가 상기 범위 내인 경우, 가공성을 효과적으로 개선할 수 있으며, 최종 제품의 물성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
상기 폴리프로필렌(PP)은 약 3 g/10min 내지 약 10 g/10min의 용융흐름지수(MFI)를 가질 수 있고, 상기 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체(PE-PP)는 약 5 g/10min 내지 약 16 g/10min의 용융흐름지수(MFI)를 가질 수 있다. 상기 폴리프로필렌(PP)과 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체(PE-PP)의 용융흐름지수(MFI)가 상기 범위 내인 경우, 가공성을 효과적으로 개선할 수 있으며, 최종 제품의 물성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
상기 폴리올레핀 수지(21)는 상기 폴리프로필렌(PP)과 상기 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체(PE-PP)를 약 1:9 내지 약 9:1의 중량비, 약 7:3 내지 약 3:7의 중량비, 약 4:6 내지 약 6:4의 중량비, 더욱 구체적으로는 약 5:5로 포함할 수 있다. 상기 폴리프로필렌(PP)과 상기 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체(PE-PP)가 상기 범위 내로 포함되는 경우, 우수한 기계적 강도를 가지면서도 폴리프로필렌의 결정화를 방지하여 헤이즈 특성을 효과적으로 개선할 수 있다.
폴리올레핀 수지(21)는 일축 방향으로 연신되어 있다. 상기 일축 방향은 이색성 염료(22)의 길이 방향과 같을 수 있다.
이색성 염료(22)는 폴리올레핀 수지(21)에 분산되어 있으며, 폴리올레핀 수지(21)의 연신 방향을 따라 일 방향으로 배열되어 있다. 이색성 염료(22)는 소정 파장 영역에 대하여 두 개의 편광 직교 성분 중 하나의 편광 직교 성분만을 투과시킬 수 있다.
상기 이색성 염료(22)로는 예컨대 아조계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 아조메틴(azomethine)계 화합물, 인디고이드(indigoid) 또는 티오인디고이드(thioindigoid)계 화합물, 메로시아닌(merocyanine)계 화합물, 1,3-비스 다이시아노메틸렌 인단(1,3-bis(dicyanomethylene)indan)계 화합물, 아쥴렌(azulene)계 화합물, 퀴노프탈로닉(quinophthalonic)계 화합물, 트리페노다이옥사진(triphenodioxazine)계 화합물, 인돌로[2,3,b]퀴녹살린(indolo[2,3,b]quinoxaline)계 화합물, 이미다조[1,2-b]-1,2,4 트리아진(imidazo[1,2-b]-1,2,4 triazines)계 화합물, 테트라진(tetrazines)계 화합물, 벤조(benzo)계 화합물, 나프토퀴논 (naphtoquinones)계 화합물 또는 이들의 조합의 분자 골격을 가지는 화합물을 들 수 있다.
상기 아조계 화합물의 예로는 화학식 1로 표현되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112022108535257-pat00010
상기 화학식 1에서,
Ar1 내지 Ar3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C15 아릴렌기이고,
R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 지방족 유기기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로 지방족 유기기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로 방향족 유기기 또는 이들의 조합이고,
R2는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 지방족 유기기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로 지방족 유기기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로 방향족 유기기, 치환 또는 비치환된 아미노기 또는 이들의 조합이고,
n 및 m은 각각 독립적으로 0 또는 1이다.
상기 화학식 1에서, Ar1 내지 Ar3는 예컨대 치환 또는 비치환된 페닐렌기, 치환 또는 비치환된 나프탈렌기, 치환 또는 비치환된 바이페닐렌기를 포함할 수 있다. 이때 상기 치환된 페닐렌기, 상기 치환된 나프탈렌기 및 상기 치환된 바이페닐렌기는 예컨대 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 할로겐 기, 할로겐 함유기 또는 이들의 조합으로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1에서,
R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 티오알킬기, -C(=O)Ra (Ra 는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기임), -OC(=O)Rb (Rb 는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기임), 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기 또는 이들의 조합일 수 있고,
R2는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, C1 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 티오알킬기, -NR3R4 또는 이들의 조합이고, 여기서 R3와 R4는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이거나 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있다.
이색성 염료(22)의 분해온도는 약 245 ℃ 이상일 수 있다. 여기서 분해온도는 이색성 염료(22)의 중량이 초기 중량 대비 5% 감소하는 지점에서의 온도를 말한다.
이색성 염료(22)는 폴리올레핀 수지(21) 100 중량부에 대하여 약 0.1 내지 약 10 중량부, 구체적으로 약 0.5 내지 약 5 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함됨으로써 편광 필름의 투과도를 저하시키지 않으면서도 충분한 편광 특성을 나타낼 수 있다.
편광 필름(20)은 가시광선 영역의 최대 흡수 파장(λmax)에서 이색비(dichroic ratio)가 약 2 내지 약 14, 구체적으로 약 3 내지 약 10일 수 있다. 여기서 이색비는 고분자의 축(axis)에 수직한 방향의 평면 편광 흡수를 그의 수평한 방향으로의 편광 흡수로 나눈 값으로, 하기 수학식 2에 의해 구해질 수 있다.
[수학식 2]
DR = Log(1/T⊥) / Log(1/T∥)
상기 수학식 2에서,
삭제
DR은 편광 필름의 이색비이고,
T∥는 편광 필름의 투과축에 평행으로 입사한 빛에 대한 편광 필름의 광 투과도이고,
T⊥는 편광 필름의 투과축에 수직으로 입사한 빛에 대한 편광 필름의 광 투과도이다.
상기 이색비는 편광 필름(20) 내에서 이색성 염료(22)가 일 방향으로 나란히 배열되어 있는 정도를 나타낼 수 있으며, 가시광선 파장 영역에서 상기 범위의 이색 비를 가짐으로써 고분자 사슬의 배향에 따라 이색성 염료(22)의 배향을 유도할 수 있어서 편광 특성을 개선할 수 있다.
상기 편광 필름(20)은 약 5% 이하, 구체적으로는 약 0.5% 내지 약 4.5%, 보다 구체적으로 약 0.5% 내지 약 3.5%의 헤이즈를 가질 수 있다. 편광 필름(20)이 상기 범위의 헤이즈를 가짐으로써, 투과도가 증가하여 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
편광 필름(20)은 약 95% 이상의 편광 효율을 가질 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 95 내지 약 99.9%의 편광 효율을 가질 수 있다. 여기서 편광 효율은 광 투과도가 약 42%에서의 편광 효율을 의미하며, 하기 수학식 3에 의해 구해질 수 있다.
[수학식 3]
PE (%) = [(T∥-T⊥)/(T∥+T⊥)]1/2 ⅹ 100
상기 수학식 3에서,
PE는 편광 효율이고,
T∥는 편광 필름의 투과축에 평행으로 입사한 빛에 대한 편광 필름의 투과도이고,
T⊥는 편광 필름의 투과축에 수직으로 입사한 빛에 대한 편광 필름의 투과도이다.
편광 필름(20)은 폴리올레핀 수지(21)와 이색성 염료(22)의 고온 연신 필름이다. 상기 고온 연신 필름은 폴리올레핀 수지와 이색성 염료를 포함하는 편광 필름용 조성물을 폴리올레핀 수지의 녹는점(melting point, Tm) 이상의 온도에서 용융 혼합하여 압출 제막하여 원단 필름을 제조한 후 폴리올레핀 수지(21)의 용융점 이하의 온도 하에 상기 원단 필름을 고온 연신하여 얻을 수 있다. 상기 폴리올레핀 수지(21)는 약 125 ℃ 내지 약 170 ℃의 용융점(Tm)을 가질 수 있다.
상기 편광 필름용 조성물은 전술한 폴리올레핀 수지(21)와 이색성 염료(22)를 포함할 수 있으며, 폴리올레핀 수지(21)와 이색성 염료(22)는 각각 고체 형태일 수 있다. 상기 편광 필름용 조성물은 예컨대 고형분이 약 90 중량% 이상일 수 있으며, 예컨대 용매를 포함하지 않을 수 있다.
편광 필름(20)은 상기 편광 필름용 조성물을 용융 혼합하고 연신하여 제조될 수 있다.
더욱 구체적으로, 편광 필름(20)은 예컨대 폴리올레핀 수지와 이색성 염료를 포함하는 편광 필름용 조성물을 용융 혼합하는 단계, 상기 용융 혼합물을 압출기(single-screw extruder)의 투입하고 설정된 가공온도와 스크류(screw) 속도 하에서 혼합하다가 일정 시간 후 압출기와 연결된 티다이(T-die)에 토출되며 칠롤(chill roll)을 거쳐 원단 필름을 제조하는 단계; 및 상기 원단 필름을 고온에서 일축 연신하는 단계를 거쳐 제조된다.
상기 용융 혼합하는 단계는 상기 편광 필름용 조성물을 예컨대 약 300 ℃이하, 구체적으로 약 150 ℃ 내지 약 300 ℃에서 용융 혼합할 수 있다.
상기 일축 연신하는 단계는 약 30 ℃ 내지 약 200 ℃의 온도에서 약 400% 내지 약 1300%의 연신율로 연신할 수 있다. 여기서 연신율은 상기 시트의 연신 전 길이와 연신 후 길이의 비율을 말하는 것으로, 일축 연신 후 시트가 늘어난 정도를 의미한다.
편광 필름(20)은 약 100 ㎛ 이하의 비교적 얇은 두께를 가질 수 있으며, 예컨대 약 18 ㎛ 내지 약 50 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위의 두께를 가짐으로써 트리아세틸셀룰로오즈(TAC)와 같은 보호층이 요구되는 편광판과 비교하여 두께를 줄일 수 있고 이에 따라 박형 표시 장치를 구현할 수 있다.
이하 전술한 편광 필름(20)을 포함하는 반사방지 필름의 일 예를 설명한다.
도 2는 일 구현예에 따른 반사방지 필름을 보여주는 단면도이다.
도 2를 참고하면, 일 구현예에 따른 반사방지 필름(65)은 보상 필름(60)과 보상 필름(60)의 일면에 위치하는 편광 필름(20)을 포함한다.
보상 필름(60)은 위상차 필름일 수 있으며, 예컨대 λ/4 플레이트일 수 있다. 보상 필름(60)은 편광 필름(20)을 통과한 빛을 원편광시켜 위상차를 발생시킬 수 있으며 빛의 반사, 흡수에 영향을 미칠 수 있다.
편광 필름(20)은 전술한 바와 같다.
도 3은 일 구현예에 따른 반사방지 필름의 외광 반사 방지 원리를 보여주는 개략도이다.
도 3을 참고하면, 외부로부터 입사되는 비편광된 광(incident unpolarized light)은 편광 필름(20)을 통과하면서 두 개의 편광 직교 성분 중 하나의 편광 직교 성분, 즉 제1 편광 직교 성분만이 투과되고, 편광된 광은 예컨대 λ/4 플레이트와 같은 보상필름(60)을 통과하면서 원편광으로 바뀔 수 있다. 상기 원편광된 광은 기판, 전극 등을 포함한 표시 패널(50)에서 반사되면서 원편광 방향이 바뀌게 되고 상기 원편광된 광이 보상필름(60)을 다시 통과하면서 두 개의 편광 직교 성분 중 다른 하나의 편광 직교 성분, 즉 제2 편광 직교 성분만이 투과될 수 있다. 상기 제2 편광 직교 성분은 편광 필름(20)을 통과하지 못하여 외부로 광이 방출되지 않으므로 외광 반사 방지 효과를 가질 수 있다.
상기 편광 필름(20) 및 상기 반사방지 필름(65)은 다양한 표시 장치에 적용될 수 있다.
상기 표시 장치는 액정 표시 장치일 수 있다.
도 4는 일 구현예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 4를 참고하면, 액정 표시 장치는 액정 표시 패널(10) 및 상기 액정 표시 패널(10)의 하부 및 상부에 위치하는 편광 필름(20)을 포함한다.
액정 표시 패널(10)은 트위스트 네마틱(twist nematic, TN) 모드, 수직 배향(patterned vertical alignment, PVA) 모드, 평면 정렬 스위칭(in plane switching, IPS) 모드, OCB(optically compensated bend) 모드 등일 수 있다.
액정 표시 패널(10)은 제1 표시판(100), 제2 표시판(200) 및 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 개재되어 있는 액정층(300)을 포함한다.
제1 표시판(100)은 예컨대 기판(도시하지 않음) 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터(도시하지 않음) 및 이에 연결되어 있는 제1 전기장 생성 전극(도시하지 않음)을 포함할 수 있고, 제2 표시판(200)은 예컨대 기판(도시하지 않음) 위에 형성되어 있는 색 필터(도시하지 않음) 및 제2 전기장 생성 전극(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 색 필터가 제1 표시판(100)에 포함될 수도 있고, 제1 전기장 생성 전극과 제2 전기장 생성 전극이 제1 표시판(100)에 함께 위치할 수도 있다.
액정층(300)은 복수의 액정 분자를 포함할 수 있다. 액정 분자는 양 또는 음의 유전율 이방성을 가질 수 있다. 액정 분자가 양의 유전율 이방성을 가지는 경우 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)의 표면에 대하여 거의 평행을 이루도록 배향되고 전기장이 인가된 상태에서 그 장축이 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)의 표면에 대하여 거의 수직을 이루도록 배향될 수 있다. 이와 반대로, 액정 분자가 음의 유전율 이방성을 가지는 경우 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)의 표면에 대하여 거의 수직하게 배향되고 전기장이 인가된 상태에서 그 장축이 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200)의 표면에 대하여 거의 평행하게 배향될 수 있다.
편광 필름(20)은 액정 표시 패널(10)의 외측에 위치하며, 도면에는 액정 표시 패널(10)의 하부 및 상부에 각각 형성된 것으로 도시하였지만 이에 한정되지 않고 액정 표시 패널(10)의 하부 및 상부 중 어느 하나에만 형성될 수도 있다.
편광 필름(20)은 전술한 바와 같이 폴리올레핀 수지와 이색성 염료를 포함하며, 자세한 내용은 전술한 바와 같다.
상기 표시 장치는 유기 발광 표시 장치일 수 있다.
도 5는 일 구현예에 따른 유기 발광 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 5를 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 발광 표시 장치는 베이스 기판(410), 하부 전극(420), 유기 발광층(430), 상부 전극(440), 봉지 기판(450) 및 반사방지 필름(65)을 포함한다.
베이스 기판(410)은 유리 또는 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
하부 전극(420) 및 상부 전극(440) 중 하나는 애노드(anode)이고 다른 하나는 캐소드(cathode)일 수 있다. 애노드는 정공(hole)이 주입되는 전극으로, 일 함수(work function)가 높고 발광된 빛이 외부로 나올 수 있는 투명 도전 물질로 만들어질 수 있으며 예컨대 ITO 또는 IZO일 수 있다. 캐소드는 전자(electrode)가 주입되는 전극으로, 일 함수가 낮고 유기 물질에 영향을 미치지 않는 도전 물질로 만들어질 수 있으며 예컨대 알루미늄(Al), 칼슘(Ca) 및 바륨(Ba)에서 선택될 수 있다.
유기 발광층(430)은 하부 전극(420)과 상부 전극(440)에 전압이 인가되었을 때 빛을 낼 수 있는 유기 물질을 포함한다.
하부 전극(420)과 유기 발광층(430) 사이 및 상부 전극(440)과 유기 발광층(430) 사이에는 부대층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 부대층은 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한 정공 전달층(hole transporting layer), 정공 주입층(hole injecting layer), 전자 주입층(electron injecting layer) 또는 전자 전달층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다.
봉지 기판(450)은 유리, 금속 또는 고분자로 만들어질 수 있으며, 하부 전극(420), 유기 발광층(430) 및 상부 전극(440)을 봉지하여 외부로부터 수분 및/또는 산소가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
반사방지 필름(65)은 전술한 바와 같이 위상차 필름(60)과 편광 필름(20)을 포함한다.
위상차 필름(60)은 편광 필름(20)을 통과한 빛을 원편광시켜 위상차를 발생시킬 수 있으며 빛의 반사, 흡수에 영향을 미칠 수 있다. 위상차 필름(60)은 경우에 따라 생략될 수 있다.
반사방지 필름(65)은 빛이 나오는 측에 배치될 수 있다. 예컨대 베이스 기판(410) 측으로 빛이 나오는 배면 발광(bottom emission) 구조인 경우 베이스 기판(410)의 외측에 배치될 수 있고, 봉지 기판(450) 측으로 빛이 나오는 전면 발광(top emission) 구조인 경우 봉지 기판(450)의 외측에 배치될 수 있다.
편광 필름(20)은 전술한 바와 같이 폴리올레핀 수지와 이색성 염료를 포함하는 것으로, 외광을 흡수하는 광 흡수층으로 작용하여 외광 반사에 의해 표시 특성이 불량해지는 것을 방지할 수 있다.
이하 실시예를 통하여 상술한 본 발명의 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
평가 1: 용융 흐름 지수(MFI) 측정
시판되고 있는 폴리올레핀 수지의 190 ℃, 2.16 kg 하중(kgf)의 조건 하에서 측정했다.
평가 2: 영점 전단 점도 및 복소 점도 측정
시판되고 있는 폴리올레핀 수지를 예열 온도 230 ℃, 예열 시간 3분간, 가열 온도 230 ℃, 가열 시간 2분간, 가열 압력 100 kgf/cm2, 냉각 온도 20 ℃, 냉각 시간 5분간, 냉각 압력 100 kgf/cm2의 조건에서, 측정 샘플을 두께 1.0 mm로 프레스 성형하여 샘플을 제작하였다.
상기 샘플을 Physica MCR 501(Anton Paar Corp. Germany)의 상하 측정판(upper and lower measuring plates) 사이에 장착하였다. 영점 전단 점도를 얻기 위해 210 ℃에서 0.1≤ω≤300의 각 주파수(angular frequency, ω, rad/초) 범위에서 주파수 스윕(frequency sweep)을 측정하였다. 직경Φ이 8mm인 패러렐(parallel) 플레이트를 이용하고, 샘플 두께를 약 1.0 mm로 하고 스트레인은 1%로 설정했다. 영점 전단 점도는 하기 수학식 4의 cross model을 사용하여 레오미터에 설치된 분석 프로그램(analysis program)을 통해 얻었으며 그 결과를 도 6에 도시한다. 도 6은 샘플 번호 1번 내지 8번의 복소 점도 프로파일을 도시한 도면이다.
[수학식 4]
Figure 112022108535257-pat00011
상기 수학식 4에서,
η0는 각 주파수가 0일 때의 점도이고, η8는 무한 각 주파수(infinite angular frequency)에서의 점도이고, K는 시간상수(time constants related to the relaxation)이고 m은 dimensionless exponents이다.
평가 3: 항복 응력(Yield Stress) 측정
항복 응력은 평가 2에서의 샘플과 동일한 방법으로 만들어진 샘플에 대하여 Physica MCR 501로 210 ℃ (±3 ℃) 에서 10≤ stress(τ) ≤100000 범위에서 진폭 스윕(amplitude sweep)으로 측정하였다. 직경Φ이 8mm인 패러렐(parallel) 플레이트를 이용하고, 샘플 두께를 약 1.0 mm로 하고 각 주파수는 1 rad/s로 설정했다.
측정 결과를 하기 표 1에 기재한다.
샘플
번호		 폴리올레핀 수지 제조사 MFI
(g/10min)		 영점 전단 점도(Paㆍs) 항복 응력
(Pa)
1 HF351 (PP) 삼성토탈사 3 17343 8680.99
2 HU300/RP5050(PP/PE-PP)
(6/4의 중량비로 혼합)		 삼성토탈사/폴리미래사 5 11132 4097.93
3 HU300/RJ581(PP/PE-PP)
(6/4의 중량비로 혼합)		 삼성토탈사 7.8 8271.6 3157.11
4 RP5050(PE-PP) 폴리미래사 8 3224.5 4090.22
5 HM2089(PP) 폴리미래사 9 4400.5 3472.35
6 HP521M/RJ581(PP/PP)
(6/4의 중량비로 혼합)		 폴리미래사/삼성토탈사 10.8 2607 2691.1
7 HU300(PP) 삼성토탈사 3 20967 7436.65
8 RJ581(PE-PP) 삼성토탈사 15 1514.2 1456.95
표 1에서 PP는 폴리프로필렌을 의미하고, PE-PP는 에틸렌-프로필렌 코폴리머를 의미한다.
표 1의 결과를 보면, 샘플번호 1 내지 7번은 용융 흐름 지수가 3 내지 11의 범위에 있고 샘플번호 8번은 이 범위를 벗어나는 것으로 측정되었다. 영점 전단 점도를 보면 샘플번호 1번 내지 6번은 약 2600 Paㆍs 내지 약 17400 Paㆍs의 범위에 들어오고 샘플번호 7번과 8번은 상기 범위를 벗어남을 확인할 수 있다. 항복응력을 보면 샘플번호 1번 내지 7번은 약 2600 Pa 내지 약 8700 Pa의 범위에 있고 8번은 이를 벗어나는 것으로 측정되었다.
복소 점도의 측정 결과인 도 6을 참조하면 샘플 번호 1번 내지 6번의 복소 점도는 실선으로 표시된 두 개의 점도 프로파일 사이에 위치함을 알 수 있다. 즉 샘플 번호 1번 내지 6번의 복소 점도는 하기 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
Figure 112022108535257-pat00012
상기 수학식 1에서,
ω는 회전형 레오미터의 각 주파수(angular frequency)이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 0.738 내지 0.902의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.522 내지 0.638의 범위에 있다.
이에 비하여 7번과 8번의 복소 점도는 실선으로 표시된 두 개의 점도 프로파일의 외부에 위치한다.
편광 필름의 제조
실시예 1 내지 6 및 비교예 1과 2
표 1에 기재된 샘플 번호 1번 내지 8번의 각각의 폴리올레핀 수지 100 중량부 에 하기 화학식 1A 내지 1D로 표현되는 이색성 염료의 혼합물 1 중량부를 편광 필름용 조성물을 준비한다. 샘플 번호 7번과 8번을 사용한 편광 필름 조성물은 각각 비교예 1과 비교예 2로 하고 폴리올레핀 수지 샘플 번호 1번 내지 6번을 사용한 편광 필름 조성물은 각각 각각 실시예 1 내지 6으로 한다.
각 이색성 염료의 사용량은 다음과 같다: 하기 화학식 1A로 표현되는 이색성 염료 (황색, λmax = 385nm, 이색비 7.0) 0.200 중량부, 하기 화학식 1B로 표현되는 이색성 염료 (황색, λmax = 455nm, 이색비= 6.5) 0.228 중량부, 하기 화학식 1C으로 표현되는 이색성 염료 (적색, λmax = 555nm, 이색비= 5.1) 0.286 중량부 및 하기 화학식 1D로 표현되는 이색성 염료 (청색, λmax = 600nm, 이색비= 4.5) 0.286 중량부)
[화학식 1A]
Figure 112022108535257-pat00013
[화학식 1B]
Figure 112022108535257-pat00014
[화학식 1C]
Figure 112022108535257-pat00015
[화학식 1D]
Figure 112022108535257-pat00016
상기 편광 필름용 조성물을 약 230 ℃에서 압출기(single-screw extruder, collin사, 독일)사용하여 용융 혼합한다. 이어서 상기 용융된 혼합물을 압출기 앞단에 연결된 티다이(T-die)에 토출되며 칠롤(chill roll)을 통과시켜 원단 필름을 제조한다. 상기 원단 필름(두께: 약 170 내지 195 ㎛)을 115 에서 1100% 배율로 일축 연신(Intron사 인장시험기 사용)하여 편광 필름을 제조한다
평가 4: 광 투과도와 편광 효율(polarization efficiency)
실시예 1 내지 6과 비교예 1과 2에 따른 편광 필름의 가시광선 영역에서의 광 투과도(Ts)와 편광 효율(polarization efficiency, PE)을 평가한다.
광 투과도는 편광 필름의 투과축에 평행하게 입사한 빛에 대한 편광 필름의 광 투과도와 편광 필름의 투과축에 수직으로 입사한 빛에 대한 편광 필름의 광 투과도를 각각 측정하며, UV-VIS spectrophotometer(JASCO, V-7100)를 사용하여 측정한다.
상기 측정한 광 투과도를 이용하여 편광 효율을 구한다.
[수학식 3]
PE (%) = [(T∥-T⊥)/(T∥+T⊥)]1/2 ⅹ 100
상기 수학식 3에서,
PE는 편광 효율이고,
T∥는 편광 필름의 투과축에 평행으로 입사한 빛에 대한 편광 필름의 광 투과도이고,
T⊥는 편광 필름의 투과축에 수직으로 입사한 빛에 대한 편광 필름의 광 투과도이다.
광 투과도 41.9%일 때 측정된 편광 효율과 헤이즈를 하기 표 2에 기재한다.
실시예 1 내지 6과 비교예 1과 2에 따른 편광 필름의 헤이즈는 NDH7000SP (Nippon Denshoku, Japan) 장비로 측정한다.
편광 효율 (PE, %) (@ 투과도: 41.9%) 헤이즈 (%)
실시예 1 98.70 3.2
실시예 2 98.74 4.3
실시예 3 98.57 0.95
실시예 4 98.60 3.33
실시예 5 98.53 2.37
실시예 6 98.67 0.84
비교예 1 98.33 5.54
비교예 2 97.31 0.60
표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 6에 따른 편광 필름은 비교예 1과 2에 따른 편광 필름과 비교하여 광 투과도 41.9%일 때 모두 98% 이상의 높은 편광 효율(polarization efficiency)을 보였으며, 헤이즈도 충분히 낮아 투과도도 우수함을 알 수 있다. 이에 비하여 비교예 1은 헤이즈가 너무 높았으며 비교예 2는 편광 효율이 낮은 것으로 나타났다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 액정 표시 패널 20 : 편광 필름
21: 폴리올레핀 수지 22: 이색성 염료
100: 제1 표시판 200: 액정층
300: 제2 표시판 410: 베이스 기판
420: 하부 전극 430: 유기 발광층
440: 상부 전극 450: 봉지 기판
460: 위상차 필름

Claims (35)

  1. 폴리올레핀 수지와 이색성 염료의 고온 연신 필름을 포함하고,
    상기 폴리올레핀 수지는 210 ℃ (±3℃)의 온도에서 2600 Paㆍs 내지 17400 Paㆍs의 영점 전단 점도(zero shear viscosity, η0)를 가지고,
    상기 폴리올레핀 수지의 항복응력(yield stress)은 2600 Pa 내지 8700 Pa의 범위에 있고,
    상기 폴리올레핀 수지의 복소 점도(complex viscosity, η*)는 하기 수학식 1을 만족하는 편광 필름:
    [수학식 1]
    Figure 112022108535257-pat00029

    상기 수학식 1에서,
    ω는 회전형 레오미터의 각 주파수(angular frequency)이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 0.738 내지 0.902의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.522 내지 0.638의 범위에 있다.
  2. 제1항에서,
    상기 폴리올레핀 수지는 210 ℃ (±3 ℃)의 온도에서 2600 Paㆍs 내지 12000 Paㆍs의 영점 전단 점도를 가지는 편광 필름.
  3. 제1항에서,
    상기 폴리올레핀 수지는 210 ℃ (±3 ℃)의 온도에서 2600 Paㆍs 내지 8500 Paㆍs의 영점 전단 점도를 가지는 편광 필름.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 폴리올레핀 수지의 복소 점도(η*)는 하기 수학식 1-1을 만족하는 편광 필름:
    [수학식 1-1]
    Figure 112022108535257-pat00018

    상기 수학식 1-1 에서,
    ω는 회전형 레오미터의 각 주파수이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 1.071 내지 1.309의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.468 내지 0.572의 범위에 있다.
  6. 제5항에서,
    상기 폴리올레핀 수지의 복소 점도(η*)는 하기 수학식 1-2을 만족하는 편광 필름:
    [수학식 1-2]
    Figure 112022108535257-pat00019

    상기 수학식 1-2에서,
    ω는 회전형 레오미터의 각 주파수이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 0.603 내지 0.737의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.54 내지 0.66의 범위에 있다.
  7. 삭제
  8. 제1항에서,
    상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌-폴리프로필렌(PE-PP) 공중합체 또는 이들의 조합을 포함하는 편광 필름.
  9. 제1항에서,
    상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌(PP)과 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(PE-PP)의 혼합물이고,
    상기 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(PE-PP)는 에틸렌의 함량이 1 내지 50 중량%인 편광 필름.
  10. 제1항에서,
    상기 폴리올레핀 수지는 3 g/10min 내지 11 g/10min의 용융흐름지수(melt flow index, MFI)를 가지는 편광 필름.
  11. 제8항에서,
    상기 폴리프로필렌(PP)은 3 g/10min 내지 10 g/10min의 용융흐름지수(MFI)를 가지고,
    상기 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체(PE-PP)는 5 g/10min 내지 16 g/10min의 용융흐름지수(MFI)를 가지는 편광 필름.
  12. 제8항에서,
    상기 폴리올레핀 수지는 상기 폴리프로필렌과 상기 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체를 1:9 내지 9:1의 중량비로 포함하는 편광 필름.
  13. 제1항에서,
    상기 이색성 염료는 상기 폴리올레핀 수지에 분산될 수 있고, 상기 폴리올레핀 수지는 400 내지 1300%로 일축 연신된 편광 필름.
  14. 제1항에서,
    5% 이하의 헤이즈를 가지는 편광 필름.
  15. 제14항에서,
    0.5% 내지 3.5%의 헤이즈를 가지는 편광 필름.
  16. 제1항에서,
    상기 편광 필름은 380nm 내지 780nm 사이의 가시광선 파장 영역에서 이색비(dichroic ratio)가 2 내지 14인 편광 필름.
  17. 제1항에서,
    상기 이색성 염료는 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되어 있는 편광 필름.
  18. 제17항에서,
    상기 이색성 염료는 상기 폴리올레핀 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 5 중량부로 포함되어 있는 편광 필름.
  19. 제1항에서,
    상기 편광필름은 95% 이상의 편광 효율을 가지는 편광 필름.
  20. 제19항에서,
    상기 편광 필름은 95 내지 99.9%의 편광 효율을 가지는 편광 필름.
  21. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제6항 및 제8항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 편광 필름, 그리고
    위상차 필름
    을 포함하는 반사방지 필름.
  22. 제1항 내지 제3항, 제5항, 제6항 및 제8항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 편광 필름을 포함하는 표시 장치.
  23. 제21항에 따른 반사방지 필름을 포함하는 표시 장치.
  24. 폴리올레핀 수지와 이색성 염료를 포함하고
    상기 폴리올레핀 수지는 210 ℃ (±3 ℃) 의 온도에서 2600 Paㆍs 내지 17400 Paㆍs의 영점 전단 점도(zero shear viscosity, η0)를 가지고,
    상기 폴리올레핀 수지의 항복응력(yield stress)은 2600 Pa 내지 8700 Pa의 범위에 있고,
    상기 폴리올레핀 수지의 복소 점도(complex viscosity, η*)는 하기 수학식 1을 만족하는, 편광 필름용 조성물:
    [수학식 1]
    Figure 112022108535257-pat00030

    상기 수학식 1에서,
    ω는 회전형 레오미터의 각 주파수(angular frequency)이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 0.738 내지 0.902의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.522 내지 0.638의 범위에 있다.
  25. 제24항에서,
    상기 폴리올레핀 수지는 210 ℃ (±3 ℃) 온도에서 2600 Paㆍs 내지 8500 Paㆍs의 영점 전단 점도를 가지는 편광 필름용 조성물.
  26. 삭제
  27. 제24항에서,
    상기 폴리올레핀 수지의 복소 점도(η*)는 하기 수학식 1-1을 만족하는 편광 필름용 조성물:
    [수학식 1-1]
    Figure 112022108535257-pat00021

    상기 수학식 1-1에서,
    ω는 회전형 레오미터의 각 주파수이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 1.071 내지 1.309의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.468 내지 0.572의 범위에 있다.
  28. 제24항에서,
    상기 폴리올레핀 수지의 복소 점도(η*)는 하기 수학식 1-2을 만족하는 편광 필름용 조성물:
    [수학식 1-2]
    Figure 112022108535257-pat00022

    상기 수학식 1-2에서,
    ω는 회전형 레오미터의 각 주파수이고 k1은 0.108 내지 0.132의 상수이고 k2는 0.603 내지 0.737의 상수이고, m1은 0.477 내지 0.583의 범위에 있고, m2는 0.54 내지 0.66의 범위에 있다.
  29. 삭제
  30. 제24항에서,
    상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌-폴리프로필렌(PE-PP) 공중합체 또는 이들의 조합을 포함하는 편광 필름용 조성물.
  31. 제30항에서,
    상기 폴리올레핀 수지는 폴리프로필렌(PP)과 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(PE-PP)의 혼합물이고,
    상기 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(PE-PP)는 에틸렌의 함량이 1 내지 50 중량%인 편광 필름용 조성물.
  32. 제24항에서,
    상기 폴리올레핀 수지는 3 g/10min 내지 11 g/10min의 용융흐름지수(melt flow index, MFI)를 가지는 편광 필름용 조성물.
  33. 제30항에서,
    상기 폴리프로필렌(PP)은 3 g/10min 내지 10 g/10min의 용융흐름지수(MFI)를 가지고,
    상기 폴리에틸렌-폴리프로필렌 공중합체(PE-PP)는 5 g/10min 내지 16 g/10min의 용융흐름지수(MFI)를 가지는 편광 필름용 조성물.
  34. 제24항에서,
    고형분이 90중량% 이상인 편광 필름용 조성물.
  35. 제24항에서,
    용매를 포함하지 않는 편광 필름용 조성물.
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