KR102593638B1 - 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102593638B1
KR102593638B1 KR1020190098474A KR20190098474A KR102593638B1 KR 102593638 B1 KR102593638 B1 KR 102593638B1 KR 1020190098474 A KR1020190098474 A KR 1020190098474A KR 20190098474 A KR20190098474 A KR 20190098474A KR 102593638 B1 KR102593638 B1 KR 102593638B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase difference
layer
difference layer
retardation
polarizer
Prior art date
Application number
KR1020190098474A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210019356A (ko
Inventor
구준모
김봉춘
신동윤
유정훈
이상흠
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020190098474A priority Critical patent/KR102593638B1/ko
Priority to PCT/KR2020/010488 priority patent/WO2021029626A1/ko
Priority to US17/632,213 priority patent/US20220276424A1/en
Priority to CN202080056810.2A priority patent/CN114270231A/zh
Priority to TW109127163A priority patent/TWI749694B/zh
Publication of KR20210019356A publication Critical patent/KR20210019356A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102593638B1 publication Critical patent/KR102593638B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/14—Protective coatings, e.g. hard coatings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • G02B5/3041—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks
    • G02B5/305—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid comprising multiple thin layers, e.g. multilayer stacks including organic materials, e.g. polymeric layers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133634—Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

편광자 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 제1위상차층 및 제2위상차층의 적층체를 포함하고, 상기 제1위상차층은 식 1을 만족하고, 상기 제2위상차층은 식 2를 만족하고, 상기 제1위상차층과 상기 제2위상차층의 파장 550nm에서 면내 위상차의 합은 100nm 내지 110nm이고, 상기 제1위상차층과 상기 제2위상차층의 파장 550nm에서 두께 방향 위상차의 합은 -30nm 내지 +10nm이고, 상기 제2위상차층은 플루오렌계 위상차층을 포함하는 것인, 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치{POLARIZING PLATE AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 제조시 깨짐이 없는 위상차층을 구비하여 제조 공정성이 우수하고, 대각 보상 기능과 열 안정성이 우수한 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정패널, 액정패널의 일면에 시인측 편광판, 액정패널의 다른 일면에 광원측 편광판을 포함한다. 액정패널은 액정층을 구비한다. 액정층 으로서 IPS(In Plane Switching) 또는 FFS(Fringe Field Switching) 액정층을 구비하는 액정패널은 정면에서의 시인성은 우수하지만 대각에서의 화면 시인성이 좋지 않다. 이를 해소하기 위해 시인측 편광판 또는 광원측 편광판은 위상차층을 구비할 수 밖에 없다.
최근 편광판의 두께 박형화 추세에 따라 위상차층에 액정층을 구비하는 방법이 시도되고 있다. 그러나, 액정층은 브리틀한 물성으로 인하여 편광판의 내구성을 저하시킬 수 있다. 위상차층 특히 포지티브 B(B+) 플레이트로서 아크릴계 필름이 많이 사용되고 있다. 아크릴계 필름은 포지티브 B 플레이트의 굴절률 nx, ny, nz의 구현이 용이하다는 장점이 있다. 그러나, 아크릴계 필름은 깨짐이 있고 깨짐을 해결하고자 첨가제를 도입할 수 있으나 가격 상승, 상용성 저하의 문제점이 있다. 한편 편광판의 사용 환경이 가혹화되면서 편광판에 대해서도 열 안정성이 요구되고 있다.
본 발명의 배경기술은 한국등록특허 제10-1937447호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 제조시 깨짐이 없는 위상차층을 구비한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 액정표시장치에서 대각 보상 기능과 열 안정성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 두께 박형화 효과가 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 편광판이다.
1.편광판은 편광자 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 제1위상차층 및 제2위상차층의 적층체를 포함하고, 상기 제1위상차층은 하기 식 1을 만족하고, 상기 제2위상차층은 하기 식 2를 만족하고:
[식 1]
nx>ny>nz
(상기 식 1에서, nx, ny, nz는 각각 상기 제1위상차층의 파장 550nm에서 지상축, 진상축, 두께 방향 굴절률이다),
[식 2]
nz>nx>ny
(상기 식 2에서, nx, ny, nz는 각각 상기 제2위상차층의 파장 550nm에서 지상축, 진상축, 두께 방향 굴절률이다),
상기 제1위상차층과 상기 제2위상차층의 파장 550nm에서 면내 위상차의 합은 100nm 내지 110nm이고, 상기 제1위상차층과 상기 제2위상차층의 파장 550nm에서 두께 방향 위상차의 합은 -30nm 내지 +10nm이고, 상기 제2위상차층은 플루오렌계 위상차층을 포함한다.
2.1에서, 상기 제2위상차층은 상기 제1위상차층에 직접적으로 형성될 수 있다.
3.1-2에서, 상기 제2위상차층의 지상축은 상기 제1위상차층의 지상축을 0°라고 할 때, -5° 내지 +5° 방향일 수 있다.
4.1-3에서, 상기 제2위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 50nm 내지 60nm이고, 두께 방향 위상차가 -150nm 내지 -120nm일 수 있다.
5.1-4에서, 상기 제2위상차층은 파장 550nm에서 이축성 정도가 -3 내지 0일 수 있다.
6.1-5에서, 상기 제2위상차층은 파장 450nm, 550nm, 650nm에서 면내 위상차를 각각 Re(450), Re(550), Re(650)이라고 할 때, 1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.2, 0.85≤Re(650)/Re(550)≤1.0일 수 있다.
7.1-6에서, 상기 제2위상차층은 상기 식 2에서 nx는 1.59 내지 1.61, ny는 1.59 내지 1.61, nz는 1.61 내지 1.63일 수 있다.
8.1-7에서, 상기 제2위상차층은 플루오렌계 고리 함유 수지와 방향족 열가소성 수지를 포함할 수 있다.
9.1-8에서, 상기 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 상기 제2위상차층의 지상축은 87° 내지 93° 방향일 수 있다.
10.1-9에서, 상기 제1위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 50nm 내지 60nm이고, 두께 방향 위상차가 120nm 내지 150nm일 수 있다.
11.1-10에서, 상기 제1위상차층은 파장 450nm, 550nm, 650nm에서 면내 위상차를 각각 Re(450), Re(550), Re(650)이라고 할 때, 1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.2, 0.85≤Re(650)/Re(550)≤1.0일 수 있다.
12.1-11에서, 상기 제1위상차층은 환형 올레핀폴리머 필름을 포함할 수 있다.
13.1-12에서, 상기 제1위상차층은 상기 식 1에서 nx는 1.50 내지 1.55, ny는 1.48 내지 1.53, nz는 1.48 내지 1.53일 수 있다.
14.1-13에서, 상기 편광자로부터 상기 제1위상차층, 상기 제2위상차층이 순차적으로 적층되거나, 또는 상기 편광자로부터 상기 제2위상차층, 상기 제1위상차층이 순차적으로 적층될 수 있다.
15.1-14에서, 상기 편광자의 상부면에 보호필름이 더 적층될 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함한다.
본 발명은 제조시 깨짐이 없는 위상차층을 구비한 편광판을 제공하였다.
본 발명은 액정표시장치에서 대각 보상 기능과 열 안정성이 우수한 편광판을 제공하였다.
본 발명은 두께 박형화 효과가 우수한 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 2는 본 발명 일 실시예의 광학표시장치의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 의해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭을 사용하였다. 도면에서 각 구성 요소의 길이, 크기는 본 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명이 도면에 기재된 각 구성 요소의 길이, 크기에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 '상부'와 '하부'는 도면을 기준으로 정의한 것이고, 보는 시각에 따라 '상부'가 '하부'로 '하부'가 '상부'로 변경될 수 있다.
본 명세서에서 '면내 위상차(Re)'는 하기 식 A로 표시되고, '두께 방향 위상차(Rth)'는 하기 식 B로 표시되고, '이축성 정도(NZ)'는 하기 식 C로 표시된다:
[식 A]
Re = (nx - ny) x d
[식 B]
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) x d
[식 C]
NZ = (nx - nz)/(nx - ny)
(상기 식 A 내지 식 C에서, nx, ny, nz는 측정 파장에서 각각 광학 소자의 지상축(slow axis) 방향, 진상축(fast axis) 방향, 두께 방향의 굴절률이고, d는 광학 소자의 두께(단위:nm)이다). 상기 식 A 내지 식 C에서 측정 파장은 450nm, 550nm 또는 650nm가 될 수 있다.
본 명세서에서 '단파장 분산성'은 Re(450)/Re(550)이고, '장파장 분산성'은 Re(650)/Re(550)이고, Re(450), Re(550), Re(650)은 각각 위상차층 단독 또는 위상차층 적층체의 파장 450nm, 550nm 및 650nm에서의 면내 위상차(Re)를 의미한다.
본 명세서에서 각도 기재시 '+'는 기준을 중심으로 반시계 방향, '-'는 기준을 중심으로 시계 방향을 의미한다.
본 명세서에서 수치 범위를 나타낼 때 'X 내지 Y'는 X 이상 Y 이하(X≤ 그리고 ≤Y)를 의미한다.
본 발명의 발명자는 편광자의 일면에 제1위상차층과 제2위상차층을 적층시키고, 제2위상차층은 플루오렌계 위상차층을 포함하고, 제1위상차층과 제2위상차층 각각 및 제1위상차층과 제2위상차층의 위상차의 합을 제어하였다. 이를 통해, 본 발명의 발명자는 제조시 깨짐성이 없는 위상차층을 구비함으로써 편광판의 제조 공정성을 개선하고, 더불어 광학표시장치에 적용시 대각 보상 기능을 개선함과 동시에 광학표시장치 중 화면 품질이 우수하고, 휘도 손실도 없게 하도록 하였으며, 편광판 또는 제1위상차층과 제2위상차층 전체의 열 안정성을 좋게 할 수 있었다.
상기 "열 안정성"은 편광판 또는 제1위상차층과 제2위상차층 전체를 60℃ 및 95% 상대 습도 500시간 처리하였을 때 제1위상차층과 제2위상차층 전체의 위상차 Rth의 변화의 절대값이 10nm 이하로 변화하며 Black 모드에서의 휘도 변화가 적은 효과가 있음을 의미한다. 구체적인 측정 방법은 하기 실험예에서 기술되어 있다.
이하, 본 발명 일 실시예의 편광판을 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1을 참고하면, 편광판은 편광자(130), 편광자(130)의 상부면에 적층된 보호 필름(140), 및 편광자(130)의 하부면에 편광자(130)로부터 순차적으로 적층된 제1위상차층(110), 제2위상차층(120)을 포함한다.
일 구체예에서, 보호 필름은 편광자의 광 출사면에 적층되고, 제1위상차층과 제2위상차층은 편광자의 광 입사면에 적층될 수 있다.
다른 구체예에서, 보호 필름은 편광자의 광 입사면에 적층되고, 제1위상차층과 제2위상차층은 편광자의 광 출사면에 적층될 수 있다.
제2위상차층(120)은 편광자의 하부면에 적층되어 외부 환경으로부터 편광자를 보호하고 편광판의 기계적 물성을 개선한다. 도 1에서 도시되지 않았지만, 제2위상차층의 하부면에는 점착층, 접착층 또는 점접착층이 더 형성됨으로써, 편광판을 광학 부재(예: 액정표시장치용 패널 등)에 점착시킬 수 있다. 점착층, 접착층, 점접착층은 각각 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조될 수 있다.
제2위상차층(120)은 비 액정층으로서, 플루오렌계 위상차층을 포함한다. 상기 "플루오렌계 위상차층"은 제2위상차층을 형성하는 기초 수지 중 1종 이상이 플루오렌계 단위를 포함하고 있음을 의미한다.
상기 "플루오렌계"는 당업자에게 알려진 바와 같이 하기 화학식 1의 모이어티를 의미한다. 하기 화학식 1에서 치환기는 생략되었다. 제2위상차층은 플루오렌계 위상차층을 포함함으로써 종래 아크릴계 필름으로 제조된 제2위상차층 대비 제조 과정에서 깨짐이 없어 편광판 제조 공정성을 개선하고 경제적 효과를 모두 얻을 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112019082680019-pat00001
일 구체예에서, 제2위상차층은 플루오렌계 위상차층이고, 단일층이다. 상기 "단일층"은 제2위상차층이 플루오렌계 위상차층만으로 이루어지고, 일면 또는 양면에 다른 부가적인 위상차층이 부가되지 않음을 의미한다.
플루오렌계 위상차층은 상술 플루오렌계 모이어티를 포함하는 기초 수지 1종 이상을 포함하는 조성물로 형성될 수 있다.
일 구체예에서, 플루오렌계 위상차층은 비-아크릴계 위상차층으로서, 플루오렌계 고리 함유 수지와 방향족 열가소성 수지를 포함하는 위상차층용 조성물로 형성될 수 있다.
플루오렌계 위상차층은 플루오렌계 고리 함유 수지와 방향족 열가소성 수지의 단순 혼합물(반응하지 않은 상태를 의미함)을 포함할 수도 있고, 또는 플루오렌계 고리 함유 수지와 방향족 열가소성 수지의 반응 생성물을 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 상기 2종 수지의 단순 혼합물을 포함함으로써 2종 수지의 안정적인 상 분리로 제2위상차층의 광 투명성을 높일 수 있다.
일 구체예에서, 플루오렌계 고리 함유 수지는 플루오렌계 고리 함유 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 플루오렌계 고리 함유 폴리에스테르는 디카르복실산과 디올의 에스테르화 반응에 의해 형성될 수 있다. 디카르복실산은 플루오렌계 고리의 9번 탄소 위에 탄화수소기(예: 알킬렌기)를 통해 카르복실산기가 결합한 플루오렌 디카르복실산을 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 플루오렌계 디카르복실산은 하기 화학식 2, 하기 화학식 3 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다:
[화학식 2]
[화학식 3]
Figure 112019082680019-pat00003
(상기 화학식 2, 화학식 3에서, R1, R2는 각각 독립적으로 1가의 치환기, k, m, n은 각각 0 내지 4의 정수, X1, X2는 각각 독립적으로 2가의 탄화수소기).
상기 R1, R2는 각각 시아노기, 할로겐, 탄소수 1 내지 탄소수 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 탄소수 10의 아릴기가 될 수 있다. 상기 X1, X2는 각각 직쇄형 또는 분지쇄형 탄소수 1 내지 탄소수 10의 알킬렌기가 될 수 있다. 상기 R1, R2, X1, X2는 각각 탄소수 1 내지 탄소수 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 탄소수 10의 아릴기, 탄소수 3 내지 탄소수 10의 시클로알킬기 중 1종 이상으로 치환될 수도 있다.
일 구체예에서, 플루오렌계 디카르복실산은 9,9-비스(2-키르복시에틸)플루오렌, 9,9-비스(2-카르복시프로필)플루오렌 등의 9,9-비스(카르복시 C2-6알킬)플루오렌 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
디카르복실산은 본 발명의 효과에 영향을 주지 않는 한에서, 플루오렌계 모이어티가 없는 다른 디카르복실산(비-플루오렌계 디카르복실산)을 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 비-플루오렌계 디카르복실산은 방향족 디카르복실산, 다환식 방향족 디카르복실산, 지방족 디카르복실산 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
플루오렌계 디카르복실산은 디카르복실산 전체 중 10몰% 이상, 바람직하게는 90몰% 이상 100몰% 이하로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명이 목표로 하는 효과가 잘 나올 수 있다.
디올은 플루오렌 고리의 9번 탄소 위에 탄화수소기(예:아릴렌기)를 통해 알코올기가 결합한, 9,9-비스아릴 플루오렌 고리를 갖는 디올을 포함할 수 있다. 상기 9,9-비스아릴 플루오렌 고리를 갖는 디올은 하기 화학식 4로 표시될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다:
[화학식 4]
(상기 화학식 4에서, Z는 방향족 탄화수소기, R3, R4는 각각 1가의 치환기, p는 각각 0 내지 4의 정수, R5는 알킬렌기, q, r은 각각 독립적으로 0 또는 1 이상의 정수).
상기 화학식 4에서, Z는 페닐기 등의 단환식 방향족 탄화수소기, 나프탈렌기, 안트라센기, 비페닐기 등의 다환식 방향족기 등을 들 수 있다. R3은 시아노기, 할로겐, 탄소수 1 내지 탄소수 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 탄소수 10의 아릴기가 될 수 있고, R4는 할로겐, 탄소수 1 내지 탄소수 10의 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬기, 탄소수 6 내지 탄소수 20의 아릴기, 탄소수 7 내지 탄소수 20의 아릴알킬기, 탄소수 1 내지 탄소수 10의 알콕시기, 탄소수 1 내지 탄소수 10의 알킬티오기, 탄소수 6 내지 탄소수 10의 아릴티오기, 탄소수 2 내지 탄소수 10의 아실기, 니트로기, 시아노기, 아미노기 등이 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. R5는 탄소수 2 내지 탄소수 10의 직쇄형 또는 분지쇄형의 알킬렌기가 될 수 있다.
일 구체예에서, 9,9-비스아릴 플루오렌 고리를 갖는 디올은 9,9-비스(하이드록시페닐)플루오렌, 9,9-비스(하이드록시메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(하이드록시이소프로필페닐)플루오렌, 9,9-비스(하이드록시디메틸페닐)플루오렌 등의 9,9-비스(하이드록시-알킬페닐)플루오렌, 9,9-비스(하이드록시페닐페닐)플루오렌 등의 9,9-비스(하이드록시아릴페닐)플루오렌, 9,9-비스(하이드록시나프틸)플루오렌 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
디올은 본 발명의 효과에 영향을 주지 않는 한에서, 플루오렌기가 없는 디올(비-플루오렌계 디올) 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 비-플루오렌계 디올은 알칸 디올, 알킬렌 글리콜, 폴리알킬렌 글리콜 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다.
플루오렌계 고리 함유 폴리에스테르는 디카르복실산과 디올의 에스테르 반응에 의해 형성될 수 있다. 에스테르 반응은 당업자에게 알려진 산과 알코올의 에스테르 반응에 의해 수행될 수 있다.
방향족 열가소성 수지는 방향족 폴리에테르, 방향족 폴리에스테르, 방향족 폴리카보네이트, 방향족 폴리아미드 중 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 방향족 폴리카보네이트를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 방향족 열가소성 수지는 방향족 폴리카보네이트를 포함함으로써, 플루오렌계 고리 함유 디카르복실산과의 상용성을 높일 수 있다.
플루오렌계 고리 함유 수지와 방향족 열가소성 수지 총합 100중량부 중 플루오렌 고리 함유 수지는 50중량부 내지 90중량부, 방향족 열가소성 수지는 10중량부 내지 50중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 목표로 하는 안정성과 제2위상차층의 위상차를 잘 구현할 수 있다.
상기 위상차층용 조성물은 플루오렌계 고리 함유 수지, 방향족 열가소성 수지 이외에 가소제, 안정제, 난연제, 대전방지제, 충진제, 발포제, 소포제, 윤활제, 이형제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
제2위상차층은 두께가 10㎛ 내지 60㎛, 바람직하게는 20㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 박형화 효과를 얻고 편광판에 사용될 수 있으며 필름 내 위상차가 균일한 효과를 얻을 수 있다.
제2위상차층은 상기 위상차층용 조성물을 사용해서 제조될 수 있다. 제2위상차층 제조에 대해서는 하기에서 상세히 설명한다.
본 발명자는 제2위상차층으로 플루오렌계 위상차층을 포함함으로써 종래 제2위상차층으로 액정층 또는 아크릴계 필름을 사용할 경우 대비 제2위상차층 제조시 브리틀 현상 및 깨짐을 해소함과 더불어, 제1위상차층과 제2위상차층 각각 및 제1위상차층과 제2위상차층 전체의 위상차를 제어함으로써 편광판의 대각 보상 기능을 강화함과 동시에 편광판 전체의 열 안정성을 현저하게 높일 수 있다. 이하, 제1위상차층, 제2위상차층의 위상차에 대해 상술한다.
제1위상차층(110)은 편광자의 하부면에 적층되어 외부 환경으로부터 편광자를 보호하고 편광판의 기계적 물성을 개선한다.
제1위상차층(110)은 네가티브 B 플레이트로서, 하기 식 1을 만족하고, 이를 통해 제2위상차층과 함께 편광판의 대각 보상 기능을 강화하고, 휘도 손실을 막는데 도움을 줄 수 있다:
[식 1]
nx>ny>nz
(상기 식 1에서, nx, ny, nz는 각각 상기 제1위상차층의 파장 550nm에서 지상축, 진상축, 두께 방향 굴절률이다).
제1위상차층은 상기 식 1에서 nx는 1.50 내지 1.55, 바람직하게는 1.51 내지 1.54, ny는 1.48 내지 1.53, 바람직하게는 1.49 내지 1.52, nz는 1.48 내지 1.53, 바람직하게는 1.49 내지 1.52가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 명암비 상승 효과가 있을 수 있다.
제1위상차층(110)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 50nm 내지 60nm이고, 두께 방향 위상차가 120nm 내지 150nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 플루오렌계 위상차층과 함께 적층시 하기 상술되는 본 발명의 면내 위상차의 합과 두께 방향 위상차의 합에 용이하게 도달할 수 있다. 바람직하게는, 제1위상차층은 면내 위상차가 52nm 내지 57nm이고, 두께 방향 위상차가 120nm 내지 135nm가 될 수 있다.
제1위상차층(110)은 파장 550nm에서 이축성 정도가 1 내지 4, 바람직하게는 1.03 내지 3이 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 명암비 상승 효과가 있을 수 있다.
제1위상차층(110)은 활성 에너지선 경화형 조성물을 이형 필름에 코팅하고 경화시켜 형성된 보호 코팅층을 포함할 수도 있다. 그러나, 하기 상술되는 제2위상차층의 형성을 용이하게 하기 위하여 제1위상차층은 광학적으로 투명한 고분자 수지로 형성된 필름을 사용할 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층은 광학적으로 투명한 고분자 수지 함유 조성물을 용융 압출한 후 연신하여 제조된 연신 필름을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 고분자 수지는 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 포함하는 폴리올레핀, 환형 올레핀폴리머(COP) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 고분자 수지는 환형 올레핀폴리머를 포함함으로써, 안정적인 전면의 위상차 균일도와 내구성평가시의 위상차 변화량 저감 효과를 얻을 수 있다. 상기 조성물은 상기 고분자 수지 이외에 UV 안정제, 산화 방지제 등의 당업자에게 알려진 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
제1위상차층(110)은 상기 조성물을 용융 압출한 미연신 필름을 1축 또는 2축 연신시켜 제조될 수 있다. 1축 또는 2축 연신시 연신비는 상기 제1위상차층의 연신비를 확보하는 한도에서 조절될 수 있다. 예를 들면 1축 연신시 미연신 필름은 MD 1축 연신이고, 연신비는 1.5 내지 3배, 바람직하게는 1.8 내지 2배가 될 수 있다. 2축 연신시 미연신 필름은 MD, TD 축차 또는 동시 연신이고, MD 연신비는 1.3 내지 4배, TD 연신비는 1.3 내지 4배가 될 수 있다.
제1위상차층(110)은 연신 필름으로서 면내에 지상축(slow axis), 진상축(fast axis)이 존재한다. 일 구체예에서, 제1위상차층의 지상축은 제1위상차층의 길이 방향(MD)을 0°라고 할 때, -3° 내지 +3°, 바람직하게는 -1° 내지 +1° 방향이 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비 상승 효과가 있을 수 있다.
제1위상차층(110)은 상술한 위상차 이외에도 파장 분산성을 제어함으로써, 제2위상차층과 적층시 Black 화면에서의 시감을 조정할 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층은 단파장 분산성 1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.2, 바람직하게는 1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.1이 될 수 있다. 일 구체예에서, 제1위상차층은 장파장 분산성 0.85≤Re(650)/Re(550)≤1.0, 바람직하게는 0.90≤Re(650)/Re(550)≤1.0이 될 수 있다. 상기 범위에서, Black 화면에 있어서 보다 블랙 시감을 더 개선할 수 있다.
제1위상차층(110)은 두께가 10㎛ 내지 50㎛, 바람직하게는 15㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있고, 필름내 위상차가 균일한 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층은 열 안정제 1종 이상을 포함하지 않을 수 있다.
제2위상차층(120)은 포지티브 B 플레이트로서, 하기 식 2를 만족하고, 이를 통해 제1위상차층과 함께 편광판의 대각 보상 기능을 강화하고, 휘도 손실을 막는데 도움을 줄 수 있다:
[식 2]
nz>nx>ny
(상기 식 2에서, nx, ny, nz는 각각 상기 제2위상차층의 파장 550nm에서 지상축, 진상축, 두께 방향 굴절률이다).
제2위상차층(120)은 상기 식 2에서 nx는 1.59 내지 1.61, 바람직하게는 1.60 내지 1.61, ny는 1.59 내지 1.61, 바람직하게는 1.60 내지 1.61, nz는 1.61 내지 1.63, 바람직하게는 1.61 내지 1.62가 될 수 있다. 상기 범위에서, Black 모드에서 휘도 억제 효과가 있을 수 있다.
제2위상차층(120)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 50nm 내지 60nm, 두께 방향 위상차가 -150nm 내지 -120nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1위상차층과 함께 적층시 하기 상술되는 본 발명의 면내 위상차의 합과 두께 방향 위상차의 합에 용이하게 도달할 수 있다. 바람직하게는, 제2위상차층은 면내 위상차가 53nm 내지 58nm이고, 두께 방향 위상차가 -135nm 내지 -115nm가 될 수 있다.
제2위상차층은 파장 550nm에서 이축성 정도가 -3 내지 0, 바람직하게는 -2.6 내지 -1.8, -2 내지 -0.1이 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 명암비 상승 효과가 있을 수 있다.
제2위상차층은 상술한 위상차 이외에도 파장 분산성을 제어함으로써, 제2위상차층과 적층시 대각 보상 기능을 좋게 할 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층은 단파장 분산성 1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.2, 바람직하게는 1.1≤Re(450)/Re(550)≤1.18이 될 수 있다. 일 구체예에서, 제2위상차층은 장파장 분산성 0.85≤Re(650)/Re(550)≤1.0, 바람직하게는 0.90≤Re(650)/Re(550)≤0.95가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 Black 시감을 최대한 얻을 수 있다.
제2위상차층은 면내에 지상축, 진상축이 존재한다. 일 구체예에서, 제2위상차층의 지상축은 제2위상차층의 길이 방향(MD)을 0°라고 할 때, 87° 내지 93°, 바람직하게는 89° 내지 91°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비 상승 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층의 지상축은 제1위상차층의 지상축을 0°라고 할 때, -5° 내지 +5°, 바람직하게는 -3° 내지 +3°, 더 바람직하게는 0°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 전방위각에서 명암비 상승 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층은 열 안정제 1종 이상을 포함하지 않을 수 있다.
제1위상차층과 제2위상차층의 적층체에 있어서, 제1위상차층의 파장 550nm에서 면내 위상차의 합과 제2위상차층의 파장 550nm에서 면내 위상차의 합은 100nm 내지 110nm이고, 제1위상차층의 파장 550nm에서 두께 방향 위상차의 합과 제2위상차층의 파장 550nm에서 두께 방향 위상차의 합은 -30nm 내지 +10nm이다. 상술한 면내 위상차의 합과 두께 방향 위상차의 합을 동시에 만족시킬 때 편광판을 광학표시장치에 적용시 대각 보상 기능이 우수하고 편광판의 열 안정성을 모두 높일 수 있다.
구체적으로, 제1위상차층과 제2위상차층은 편광자의 한쪽면에 모두 적층되어 제1위상차층과 제2위상차층 전체가 대각 보상 기능 구현에 관여한다. 이를 위해서는 제2위상차층의 면내 위상차와 두께 방향 위상차와 관련되는 지상축, 진상축 방향의 굴절률뿐만 아니라 두께가 조절되어야 한다. 추가로 제2위상차층의 두께를 조절함으로써 열 안정성을 높이는 효과를 얻을 수 있다. 본 발명자는 제2위상차층에 플루오렌계 위상차층을 포함시키더라도 제1위상차층과 제2위상차층의 면내 위상차의 합과 두께 방향 위상차의 합이 본 발명의 벗어나는 경우 대각 보상 기능이 저하됨고 동시에 안정성도 떨어짐을 확인하였다.
일 구체예에서, 편광판 중 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체는 하기 식 3의 두께 방향 위상차 변화량의 절대값이 10nm 이하, 예를 들면 0nm 내지 10nm를 만족함으로써 편광판의 열 안정성을 높일 수 있다:
[식 3]
두께 방향 위상차 변화량의 절대값 =│Rth[0시간] - Rth(500시간)│
(상기 식 3에서, Rth[0시간]은 편광판 중 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체의 파장 550nm에서 두께 방향 위상차(단위:nm),
Rth[500시간]은 편광판 중 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체를 60℃ 및 95% 상대습도에서 500시간 방치한 후의 파장 550nm에서 두께 방향 위상차(단위:nm))
바람직하게는, 상기 면내 위상차의 합은 105nm 내지 110nm, 두께 방향 위상차의 합은 -30nm 내지 +5nm, -25nm 내지 +0nm, -20nm 내지 -5nm, -10nm 내지 +10nm, 더 바람직하게는 -10nm 내지 -5nm가 될 수 있다.
이하, 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체의 제조에 대해 설명한다.
본 발명에서는 제1위상차층과 제2위상차층 사이에 점착층이 없이 제1위상차층에 제2위상차층을 직접적으로 적층함으로써 편광판의 두께를 박형화시킴과 동시에 상술한 면내 위상차의 합과 두께 방향 위상차의 합에 용이하게 도달하고 열 안정성을 높일 수 있도록 하였다.
일 구체예에서, 제1위상차층을 위한 미연신 필름 또는 일부 연신 필름에 제2위상차층용 조성물을 소정의 두께로 코팅하고, 상기 미연신 필름 또는 일부 연신 필름과 상기 제2위상층용 도막 전체를 동시에 연신시킴(편광자 흡수축에 대해 제1 위상차층의 지상축이 이루는 각도와, 편광자의 흡수축에 대해 제2위상차층의 지상축이 이루는 각도가 동일하게 됨)으로써 제조될 수 있다.
다른 구체예에서, 제2위상차층을 위한 미연신 필름 또는 일부 연신 필름에 제1위상차층용 조성물을 소정의 두께로 코팅하고, 상기 미연신 필름 또는 일부 연신 필름과 상기 제1위상층용 도막 전체를 동시에 연신시킴(편광자 흡수축에 대해 제1 위상차층의 지상축이 이루는 각도와, 편광자의 흡수축에 대해 제2위상차층의 지상축이 이루는 각도가 동일하게 됨)으로써 제조될 수 있다.
다른 구체예에서, 제1위상차층은 TD연신을 하여 지상축이 편광자층의 흡수축과 90°가 되게 편광자와 합지하고, 별도의 제2위상차층을 MD연신하여(예:지상축 90°로 생성) Roll to Roll 합지함으로써 제조될 수 있다.
또한, 제2위상차층을 MD연신하여 지상축이 편광자층의 흡수축과 90°가 되게 하여 편광자와 합지하고, 제1위상차층을 TD연신하여 Roll to Roll로 편광판과 합지함으로써 제조될 수 있다.
편광자(130)는 입사된 자연광 또는 편광을 중 특정 방향의 직선 편광으로 변환시키는 것으로, 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름으로부터 제조될 수 있다. 구체적으로, 편광자는 상기 고분자 필름을 요오드나 이색성 염료를 염색시키고, 이를 MD로 연신시켜 제조될 수 있다. 구체적으로, 팽윤 과정, 염색 단계, 연신 단계, 가교 단계를 거쳐 제조될 수 있다.
편광자(130)는 전광선 투과율이 43% 이상, 예를 들면 43% 내지 50%, 편광도가 99% 이상, 예를 들면 99% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1위상차층, 제2위상차층과 조합시 반사 방지 성능을 높일 수 있다.
편광자(130)는 두께가 2㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 4㎛ 내지 25㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 편광판에 사용될 수 있다.
일 구체예에서, 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 제1위상차층의 지상축은 87° 내지 93°, 바람직하게는 89° 내지 91°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비 상승 효과가 있을 수 있다.
다른 구체예에서, 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 제2위상차층의 지상축은 87° 내지 93°, 바람직하게는 89° 내지 91°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 대각보상기능(측면 Black 시감시 휘도 저하)을 수행할 수 있다.
일 구체예에서, 편광자 흡수축에 대해 제1 위상차층의 지상축이 이루는 각도와, 편광자의 흡수축에 대해 제2위상차층의 지상축이 이루는 각도가 서로 동일하게 될 수 있다.
보호 필름(140)은 편광자의 상부면에 형성됨으로써, 편광자를 외부 환경으로부터 보호하고, 편광판의 기계적 강도를 높이는 효과가 더 있을 수 있다.
보호 필름(140)은 편광자를 외부 환경으로부터 보호하는데, 광학적 투명 필름으로서, 예를 들면 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트(PET), 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있다. 구체적으로, TAC, PET 필름을 사용할 수 있다.
보호 필름(140)은 두께가 5㎛ 내지 70㎛, 구체적으로 15㎛ 내지 45㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 편광판에 사용할 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 보호 필름의 상부면에는 기능성 코팅층이 형성되어 편광판에 추가 기능을 제공할 수 있는데, 예를 들면 기능성 코팅층은 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층 등이 될 수 있고, 이들은 단독 또는 2종 이상으로 적층되어 형성될 수 있다. 보호 필름은 편광자에 접착층을 통해 접착될 수 있다. 접착층은 수계 또는 UV 경화계 접착제로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
또한, 도 1에서 도시되지 않았지만, 편광자(130)와 제1위상차층(110) 사이에 보호 필름 또는 보호 코팅층이 추가로 형성될 수 있다.
또한, 도 1에서 도시되지 않았지만, 제1위상차층, 제2위상차층 각각의 적어도 일면에는 추가로 프라이머층이 형성됨으로써 층 간 부착력을 높일 수도 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예의 편광판을 설명한다.
본 실시예의 편광판은 편광자, 편광자의 상부면에 적층된 보호 필름, 및 편광자의 하부면에 편광자로부터 순차적으로 적층된 제2위상차층, 및 제1위상차층을 포함한다. 도 1의 편광판 대비 제1위상차층과 제2위상차층의 적층 순서가 변경된 점을 제외하고는 실질적으로 동일하다.
이하, 본 발명의 광학표시장치를 설명한다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명 실시예의 편광판을 포함할 수 있고, 예를 들면 액정표시장치를 포함할 수 있다. 액정표시장치는 액정패널, 액정패널의 광 출사면에 적층되는 시인측 편광판, 액정패널의 광입사면에 적층되는 광원측 편광판을 포함할 수 있다. 본 발명의 편광판은 시인측 편광판 또는 광원측 편광판으로 사용될 수 있으나, 바람직하게는 액정셀의 액정 방향과 일치하게 배치되는 편광판과 액정셀 사이에 사용될 수 있다. 본 발명의 편광판이 광원측 편광판으로 사용됨으로써 Black시감의 휘도 저감 효과가 더 있을 수 있다.
도 2를 참고하여, 본 발명 일 실시예의 광학표시장치를 설명한다.
도 2를 참조하면, 광학표시장치는 액정 패널(210), 광원측 편광판(220), 시인측 편광판(230)을 포함한다. 도 2에서 도시되지 않았지만, 광원측 편광판의 하부에는 광원을 포함한 백라이트 유닛이 포함될 수 있다.
액정 패널은 상부기판/액정층/하부기판을 포함하는 당업자에게 알려진 통상의 구조를 채용할 수 있다. 상기 액정층은 특별히 제한되지는 않지만 IPS(In Plane Switching), FFS(Fringe Field Switching) 액정층을 포함할 수 있다.
광원측 편광판은 본 발명 실시예의 편광판을 포함한다. 도 2에서 도시되지 않았지만, 액정 패널로부터 제2위상차층, 제1위상차층, 편광자, 보호 필름의 순서로 적층될 수 있고, 액정 패널로부터 제1위상차층, 제2위상차층, 편광자, 보호필름의 순서가 있다.
시인측 편광판은 당업자에게 알려진 편광판을 포함할 수 있다. 예를 들면, 편광판은 편광자, 편광자의 일면 또는 양면에 적층된 보호 필름을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 1
폴리비닐알코올 필름(PS60, 일본 Kuraray社, 연신 전 두께:60㎛)을 55
Figure 112019082680019-pat00005
요오드 수용액에서 6배로 연신하여 광 투과율 45%의 편광자(두께:12㎛)를 제조하였다.
제1위상차층의 제조를 위한 필름으로 환형 올레핀 폴리머 필름[RX4500, JSR社]을 사용하였다. 플루오렌계 고리 함유 수지와 방향족 폴리카보네이트 수지가 총 100중량부 중 50중량부: 50중량부로 포함하는 제2위상차층용 조성물[OKP, OGC社]을 사용하였다.
상기 제1위상차층 일면에 상기 제2위상차층용 조성물을 소정의 두께로 코팅하고 건조시킨 다음 동시에 연신 처리함으로써, 제1위상차층에 제2위상차층이 직접적으로 형성된 적층체를 제조하였다. 제1위상차층, 제2위상차층 각각의 Re, Rth, NZ(이상, ＠550nm), 단파장 분산성, 장파장 분산성은 Axoscan(Axometry社)를 사용하여 측정하였다.
상기 편광자의 상부면에 보호 필름으로 PET 필름을 접착하고, 상기 편광자의 하부면에 상기 제조한 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체를 적층시켜 편광판을 제조하였다. 이때 편광자로부터 제1위상차층, 제2위상차층이 순차적으로 적층되도록 하였다. 제1위상차층의 지상축과 제2위상차층의 지상축은 평행하다.
실시예 2
실시예 1에서, 제2위상차층의 제조를 위한 필름으로 플루오렌계 고리 함유 수지와 방향족 폴리카보네이트 수지로 이루어진 필름[OKP, OGC社,]를 사용하고 제1위상차층은 환형 올레핀 폴리머 수지[RX, JSR社] 함유 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 수행하였다.
상기 제2위상차층 일면에 상기 제1위상차층용 조성물을 소정의 두께로 코팅하고 건조시킨 다음 동시에 연신 처리함으로써, 제1위상차층에 제2위상차층이 직접적으로 형성된 적층체를 제조하였다. 제1위상차층, 제2위상차층의 Re, Rth, NZ(이상, ＠550nm), 단파장 분산성, 장파장 분산성은 Axoscan(Axometry社)를 사용하여 측정하였다.
실시예 3
실시예 1에서, 제1위상차층, 제2위상차층의 위상차, 파장 분산성을 하기 표 1과 같이 변경시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 4
실시예 1에서, 편광자로부터 제2위상차층, 제1위상차층이 순차적으로 적층된 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 1과 비교예 2
실시예 1에서, 제2위상차층의 위상차, 파장 분산성을 하기 표 2와 같이 변경시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 3
실시예 1에서, 제2위상차층으로 아크릴계 필름[I-film, OPTES社, Re:55nm, Rth:-135nm, NZ:-2.0, nz>nx>ny, Re(450)/Re(550):1.1, Re(650)/Re(550):0.95]을 사용하여 제1위상차층에 제2위상차층을 적층시킨 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예와 비교예의 편광판을 가지고 아래 물성을 평가하고 하기 표 1, 표 2에 나타내었다.
(1)위상차층의 깨짐: 실시예와 비교예에서 제조한 편광판에 대하여 깨짐을 평가하였다. 제1위상차층과 제2위상차층을 길이 x 폭(10cm x 10cm)의 정사각형 모양으로 절단하고, 편광판 중 위상차층 면에 밀착 테이프(Nitto사 Ichibang)를 붙였다. 가로 10줄, 세로 10줄로 위상차 층까지 절단하였다. 밀착테이프를 탈착시켰을 때 100개의 시편 중 탈착되는 개수를 평가하였다. 위상차층의 깨짐이 없을수록 탈착되는 개수가 적다.
(2)대각 보상 기능(단위: nit): IPS 액정 패널(LTM270HL02, SAMSUNG)의 광 출사면에 상기 실시예와 비교에에서 제조한 편광판을 장착시켰다. 이때 상기 편광판 중 제1위상차층과 제2위상차층이 액정 패널 쪽으로 오고 IPS 액정 패널의 광 출사면에 적층하였다. IPS 액정 패널의 광 입사면에 TAC-편광자-TAC의 순서로 적층된 편광판을 적층시켰다. 블랙 상태(암 상태)에서 극각 60°를 동일하게 하고 방위각 30°에서 휘도 값을 측정하였다. 하기 표 1에서 값이 낮을수록 대각 보상 기능이 우수함을 의미한다.
(3)열 안정성(단위:nm): 제1위상차층과 제2위상차층을 적층한 적층체를 60℃ 및 95% 상대 습도에서 500시간 방치한 다음 상기 식 3의 두께 방향 위상차 변화량 │Rth[0시간] - Rth(500시간) │을 계산하였다.
실시예
1 2 3 4
제1
위상차층
 Re 55 55 55 55
Rth 125 125 120 125
NZ 2.8 2.8 2.8 2.8
단파장분산성 1.005 1.005 1.005 1.005
장파장분산성 0.997 0.997 0.997 0.997
두께 40 18 40 40
제2
위상차층		 재질 플루오렌계 플루오렌계 플루오렌계 플루오렌계
Re 55 55 53 55
Rth -135 -135 -130 -135
NZ -2.0 -2.0 -1.8 -2.0
단파장분산성 1.16 1.14 1.1 1.16
장파장분산성 0.93 0.94 0.95 0.93
두께 20 40 20 20
면내위상차의 합 110 110 108 110
두께 방향위상차의 합 -10 -10 -10 -10
깨짐 0/100 0/100 0/100 0/100
대각 보상 0.0025 0.00248 0.00258 0.0032
열 안정성 5 5 5.5 5
비교예
1 2 3
제1
위상차층
 Re 55 55 55
Rth 125 125 125
NZ 2.8 2.8 2.8
단파장분산성 1.005 1.005 1.005
장파장분산성 0.997 0.997 0.997
두께 40 40 40
제2
위상차층		 재질 플루오렌계 플루오렌계 아크릴
Re 10 100 55
Rth -135 -135 -135
NZ -13.0 -0.9 -2.0
단파장분산성 1.16 1.16 1.1
장파장분산성 0.93 0.93 0.95
두께 20 20 35
면내위상차의 합 65 155 110
두께 방향위상차의 합 -10 -10 -10
깨짐 0/100 0/100 50/100
대각 보상 0.11 0.13 0.17
열 안정성 5 5 30
*표 1, 표 2에서 면내 위상차의 합은 제1위상차층의 면내 위상차 + 제2위상차층의 면내 위상차이다.
*표 1, 표 2에서 두께 방향 위상차의 합은 제1위상차층의 두께 방향 위상차 + 제2위상차층의 두께 방향 위상차이다.
*표 1, 표 2에서, 제1위상차층은 nx>ny>nz, 제2위상차층은 nz>nx>ny을 모두 만족한다.
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 편광판은 위상차층의 깨짐이 없고, 액정표시장치에 적용시 대각 보상 기능과 열 안정성이 우수하였다.
반면에, 상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 제1위상차층과 제2위상차층의 면내 위상차 합을 만족하지 못하는 비교예 1, 비교예 2는 대각 보상 기능이 실시예 대비 현저하게 떨어졌으며, 제2위상차층으로 아크릴계 위상차층을 구비하는 비교예 3은 대각 보상 기능이 실시예 대비 현저하게 떨어졌고, 열 안정성이 좋지 않았으며, 위상차층의 깨짐이 심하였다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (17)

  1. 편광자 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 제1위상차층 및 제2위상차층의 적층체를 포함하고, 상기 제1위상차층은 하기 식 1을 만족하고, 상기 제2위상차층은 하기 식 2를 만족하고:
    [식 1]
    nx>ny>nz
    (상기 식 1에서, nx, ny, nz는 각각 상기 제1위상차층의 파장 550nm에서 지상축, 진상축, 두께 방향 굴절률이다),
    [식 2]
    nz>nx>ny
    (상기 식 2에서, nx, ny, nz는 각각 상기 제2위상차층의 파장 550nm에서 지상축, 진상축, 두께 방향 굴절률이다),
    상기 제1위상차층과 상기 제2위상차층의 파장 550nm에서 면내 위상차의 합은 100nm 내지 110nm이고, 상기 제1위상차층과 상기 제2위상차층의 파장 550nm에서 두께 방향 위상차의 합은 -30nm 내지 +10nm이고,
    상기 제2위상차층은 플루오렌계 위상차층을 포함하는 것인, 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 상기 제1위상차층에 직접적으로 형성된 것인, 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층의 지상축(slow axis)은 상기 제1위상차층의 지상축을 0°라고 할 때, -5° 내지 +5° 방향인 것인, 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 50nm 내지 60nm이고, 두께 방향 위상차가 -150nm 내지 -120nm인 것인, 편광판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 파장 550nm에서 이축성 정도가 -3 내지 0인 것인, 편광판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 파장 450nm, 550nm, 650nm에서 면내 위상차를 각각 Re(450), Re(550), Re(650)이라고 할 때, 1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.2, 0.85≤Re(650)/Re(550)≤1.0인 것인, 편광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 상기 식 2에서 nx는 1.59 내지 1.61, ny는 1.59 내지 1.61, nz는 1.61 내지 1.63인 것인, 편광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 플루오렌계 고리 함유 수지와 방향족 열가소성 수지를 포함하는 것인, 편광판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 상기 제2위상차층의 지상축은 87° 내지 93° 방향인 것인, 편광판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 50nm 내지 60nm이고, 두께 방향 위상차가 120nm 내지 150nm인 것인, 편광판.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 파장 450nm, 550nm, 650nm에서 면내 위상차를 각각 Re(450), Re(550), Re(650)이라고 할 때, 1.0≤Re(450)/Re(550)≤1.2, 0.85≤Re(650)/Re(550)≤1.0인 것인, 편광판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 환형 올레핀폴리머 필름을 포함하는 것인, 편광판.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 상기 식 1에서 nx는 1.50 내지 1.55, ny는 1.48 내지 1.53, nz는 1.48 내지 1.53인 것인, 편광판.
  14. 제1항에 있어서, 상기 편광자로부터 상기 제1위상차층, 상기 제2위상차층이 순차적으로 적층되거나, 또는 상기 편광자로부터 상기 제2위상차층, 상기 제1위상차층이 순차적으로 적층된 것인, 편광판.
  15. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 상부면에 보호필름이 더 적층된 것인, 편광판.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광학표시장치는 액정패널 및 상기 액정패널의 광 입사면에 상기 편광판을 포함하는 것인, 광학표시장치.
KR1020190098474A 2019-08-12 2019-08-12 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 KR102593638B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190098474A KR102593638B1 (ko) 2019-08-12 2019-08-12 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
PCT/KR2020/010488 WO2021029626A1 (ko) 2019-08-12 2020-08-07 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
US17/632,213 US20220276424A1 (en) 2019-08-12 2020-08-07 Polarizing plate and optical display device comprising same
CN202080056810.2A CN114270231A (zh) 2019-08-12 2020-08-07 偏光板及包括其的光学显示装置
TW109127163A TWI749694B (zh) 2019-08-12 2020-08-11 偏光板及包括其的光學顯示裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190098474A KR102593638B1 (ko) 2019-08-12 2019-08-12 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210019356A KR20210019356A (ko) 2021-02-22
KR102593638B1 true KR102593638B1 (ko) 2023-10-24

Family

ID=74571024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190098474A KR102593638B1 (ko) 2019-08-12 2019-08-12 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220276424A1 (ko)
KR (1) KR102593638B1 (ko)
CN (1) CN114270231A (ko)
TW (1) TWI749694B (ko)
WO (1) WO2021029626A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220134394A (ko) * 2021-03-26 2022-10-05 삼성에스디아이 주식회사 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR20240003567A (ko) * 2022-07-01 2024-01-09 삼성에스디아이 주식회사 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR20240095863A (ko) * 2022-12-19 2024-06-26 삼성에스디아이 주식회사 편광판 및 광학표시장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013152430A (ja) * 2011-12-26 2013-08-08 Fujifilm Corp 光学フィルム、積層フィルム、及びそれらの製造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1457792A1 (en) * 1998-10-30 2004-09-15 Teijin Limited Retardation film and optical device employing it
US7541074B2 (en) * 2005-08-17 2009-06-02 Fujifilm Corporation Optical film and optical compensatory film, polarizing plate and liquid crystal display using same
KR20080034405A (ko) * 2006-10-16 2008-04-21 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 위상차 필름 및 편광판
JP2008181091A (ja) * 2006-12-26 2008-08-07 Nitto Denko Corp 光学積層体およびそれを用いた液晶パネル
JP2012177907A (ja) * 2011-02-01 2012-09-13 Fujifilm Corp 液晶表示装置
JP2013235272A (ja) * 2012-05-10 2013-11-21 Samsung Electronics Co Ltd 多層型光学フィルム、その製造方法及び表示装置
JP5528606B2 (ja) * 2012-06-21 2014-06-25 日東電工株式会社 偏光板および有機ｅｌパネル
JP6310645B2 (ja) * 2013-05-20 2018-04-11 日東電工株式会社 光学部材、偏光板のセットおよび液晶表示装置
KR102057611B1 (ko) * 2013-05-27 2019-12-20 삼성전자주식회사 역파장 분산 위상 지연 필름 및 이를 포함하는 표시 장치
KR20140146921A (ko) * 2013-06-18 2014-12-29 주식회사 엘지화학 역파장 분산성을 가지는 광학 필름 및 이를 포함하는 편광판
JP6581796B2 (ja) * 2015-03-31 2019-09-25 日東電工株式会社 液晶パネルおよび液晶表示装置
JP2016224182A (ja) * 2015-05-28 2016-12-28 日東電工株式会社 偏光板および液晶表示装置
JP6301885B2 (ja) * 2015-08-31 2018-03-28 日東電工株式会社 光学補償層付偏光板およびそれを用いた有機ｅｌパネル
JP6512998B2 (ja) * 2015-08-31 2019-05-15 日東電工株式会社 長尺状の光学補償層付偏光板およびそれを用いた有機ｅｌパネル
KR102028236B1 (ko) * 2016-04-26 2019-10-02 주식회사 엘지화학 위상차 보상 필름 및 이를 포함하는 액정 표시 장치
EP3499280A4 (en) * 2016-08-08 2020-04-08 Zeon Corporation OPTICAL ANISOTROPES LAMINATE, POLARIZATION PLATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE
US20190369315A1 (en) * 2016-11-11 2019-12-05 Dic Corporation Retardation film, elliptically polarizing plate, and display device using the same
US20190331838A1 (en) * 2016-12-16 2019-10-31 Nitto Denko Corporation Optical laminate, image display device, and method of manufacturing optical laminate
JP6454756B2 (ja) * 2017-06-02 2019-01-16 日東電工株式会社 液晶表示装置
KR20170115996A (ko) * 2017-09-29 2017-10-18 삼성전자주식회사 광학 필름, 그 제조 방법 및 표시 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013152430A (ja) * 2011-12-26 2013-08-08 Fujifilm Corp 光学フィルム、積層フィルム、及びそれらの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20220276424A1 (en) 2022-09-01
CN114270231A (zh) 2022-04-01
WO2021029626A1 (ko) 2021-02-18
TWI749694B (zh) 2021-12-11
KR20210019356A (ko) 2021-02-22
TW202110620A (zh) 2021-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8687152B2 (en) Image display device having polarizer with polarizer protection
US10444563B2 (en) Reflective polarizing film for liquid crystal display polarizer, polarizer for liquid crystal display comprising same, optical member for liquid crystal display, and liquid crystal display
KR101978128B1 (ko) 반사 편광 필름, 그것으로 이루어지는 액정 표시 장치용 광학 부재 및 액정 표시 장치
KR102593638B1 (ko) 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
CN109643035B (zh) 液晶显示装置
KR102560037B1 (ko) 광학 보상층 부착 편광판 및 이를 이용한 유기 el 패널
KR20180113522A (ko) 광학 적층체 및 해당 광학 적층체를 이용한 화상 표시 장치
KR20200042410A (ko) 위상차층 부착 편광판 및 이를 이용한 화상 표시 장치
JP6453766B2 (ja) 画像表示装置
KR102294138B1 (ko) 편광판 및 디스플레이 장치
KR20200042409A (ko) 위상차층 부착 편광판 및 이를 이용한 화상 표시 장치
KR20200042406A (ko) 위상차층 부착 편광판 및 이를 이용한 화상 표시 장치
JP2020076939A (ja) 位相差層付偏光板およびそれを用いた画像表示装置
KR102712208B1 (ko) 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR20200042396A (ko) 위상차층 부착 편광판 및 이를 이용한 화상 표시 장치
US20240192419A1 (en) Polarizing plate, and optical display device including same
KR102705599B1 (ko) 광학표시장치용 모듈 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR102574840B1 (ko) 액정 표시 장치
KR102476698B1 (ko) 위상차층 부착 편광판 및 이를 이용한 화상 표시 장치
KR20190001302A (ko) 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR20200042408A (ko) 위상차층 부착 편광판 및 이를 이용한 화상 표시 장치
JP2020076940A (ja) 位相差層付偏光板およびそれを用いた画像表示装置
KR102435572B1 (ko) 위상차 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102210260B1 (ko) 위상차 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
US20230053212A1 (en) Optical laminate and optical display apparatus comprising the same

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant