KR102598144B1 - 점착 편광판 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 편광판에 관한 것이다. 본 출원은 디스플레이 장치의 무지개 얼룩으로 인한 시인성 저하를 방지할 수 있고, 색재현율을 향상시킬 수 있으며, 대전 방지성, 점착력, 편광도 등의 제반 물성도 우수한 점착 편광판을 제공한다.
Description
본 출원은 점착 편광판에 관한 것이다.
액정표시장치나, 유기 발광 소자(OLED) 등 화상 표시 장치는 액정 셀이나 OLED 패널 등 화상 표시 소자(패널), 편광판, 위상차 필름 또는 기타 다양한 광학 필름 등 많은 재료로 구성되어 있다.
이러한 화상 표시 장치에서, 편광판은 자연광을 직선 편광으로 바꾸는 소자이며, 현재 양산 실용화되고 있는 편광판의 상당수는 폴리비닐알코올(PVA) 필름으로 이루어진 기재필름에 요오드나 2색성 염료 등의 2색성 재료를 염색, 흡착시키고 연신 배향시켜서 이루어지는 편광 필름(편광자)의 양면에 광학적으로 투명하고 또한 기계적 강도를 가지는 편광자 보호 필름과 같은 광학 필름을 접합한 것이 이용되고 있다.
이와 같이, 화상 표시 장치의 화상품질을 향상시키기 위해 화상 표시 장치의 외부면에 편광판이 구비되어 있으나, 종래 편광판은 편광 기능만을 하여 외광의 투과를 방지하는 역할만을 하기 때문에, 화상 표시 장치의 색재현율 등의 특성을 향상시키는데 한계가 있어 왔다.
특히, 액정표시장치와 같은 화상 표시 장치의 경우, 백라이트로 적용되는 LED 광원에서 컬러필터를 투과하여 출력되는 빛의 파장은 상대적으로 오렌지색(orange) 영역이 크기 때문에, 오렌지색 영역과, 적색 영역의 혼색으로 인해 색재현율이 떨어지는 문제가 있다. 이를 개선하기 위하여, 양자점(Quantum dot)등을 활용한 제품 개발이 진행되고 있으나, 제조하는데 어려움이 있다.
이에 색재현율이 보다 향상된 화상 표시 소자의 개발이 계속적으로 요청되고 있다.
본 출원은 디스플레이 장치의 무지개 얼룩으로 인한 시인성 저하를 방지할 수 있고, 색재현율을 향상시킬 수 있으며, 대전 방지성, 점착력, 편광도 등의 제반 물성도 우수한 점착 편광판을 제공한다.
본 출원은 점착 편광판에 관한 것이다. 상기 점착 편광판은 편광자 및 상기 편광자의 일면에 배치된 점착제층을 포함할 수 있다. 상기 점착제층은 아크릴 점착 수지를 포함할 수 있다. 상기 점착제층은 상기 아크릴 점착 수지와 589 nm 파장에 대한 굴절률이 상이한 비드를 더 포함할 수 있다. 상기 점착제층은 전도성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 점착제층은 550 nm 내지 620 nm 범위 내에서 최대 흡광 파장을 갖는 염료를 더 포함할 수 있다. 상기 점착제층은 표면 저항이 1x1012 ohm/sq 이하일 수 있다. 상기 점착제층은 상온에서 유리 기판에 대해 300 mm/min의 박리속도로 측정된 점착력이 150 gf/25mm 이상일 수 있다. 상기 점착 편광판은 헤이즈가 40% 이상일 수 있다.
이러한 점착 편광판은 패널 제조상 발생할 수 있는 무지개 얼룩 시인성을 개선할 수 있으며, 디스플레이 장치의 색 재현율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 디스플레이 장치에 직접 맞닿으며, 적절한 전도성 기능을 가짐으로써 점착제층으로부터 이형필름 박리 시 정전기 발생을 줄일 수 있다. 이하, 본 출원의 점착 편광판에 대해 구체적으로 설명한다.
본 명세서에서 용어 편광자는 편광 기능을 가지는 필름, 시트 또는 소자를 의미한다. 편광자는 여러 방향으로 진동하는 입사광으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 광을 추출할 수 있는 기능성 소자이다.
상기 편광자는 흡수형 편광자일 수 있다. 본 명세서에서 흡수형 편광자는 입사 광에 대하여 선택적 투과 및 흡수 특성을 나타내는 소자를 의미한다. 상기 편광자는 선 편광자일 수 있다. 상기 흡수형 편광자는 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 편광자를 의미한다.
상기 편광자로는, 예를 들어, PVA 연신 필름 등과 같은 고분자 연신 필름에 요오드를 염착한 편광자 또는 배향된 상태로 중합된 액정을 호스트로 하고, 상기 액정의 배향에 따라 배열된 이방성 염료를 게스트로 하는 게스트-호스트형 편광자를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 PVA계 편광자를 형성하기 위한 폴리비닐알코올 수지 또는 그 유도체의 종류는 특히 제한되지 않으며, 이전부터 PVA계 편광자를 형성할 수 있는 것으로 알려진 임의의 PVA 수지 또는 그 유도체를 별다른 제한 없이 모두 사용할 수 있다. 다만, 상기 PVA계 수지 유도체의 대표적인 예로는, 폴리비닐포르말수지 또는 폴리비닐아세탈수지 등을 들 수 있다. 추가로, 상기 PVA계 편광자는 당해 기술분야에 있어서 편광자 제조에 일반적으로 사용되는 PVA계 시판 필름, 예컨대, 구라레社의 P30, PE30, PE60, 일본합성사의 M2000, M3000 M6000 등을 사용하여 형성할 수도 있다.
그리고, 상기 PVA계 편광자에 포함되는 수지는, 특히 한정되는 것은 아니나, 중합도가 1,000 내지 10,000 정도, 바람직하게는 1,500 내지 5,000 정도인 것이 좋다. 중합도가 상기 범위를 만족할 때, 분자 움직임이 자유롭고, 요오드 또는 이색성 염료 등과 유연하게 혼합될 수 있기 때문이다.
본 출원의 일 실시예에 의하면 상기 편광자로는 PVA 연신 필름을 사용할 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 점착제층은 편광자의 일면에 배치될 수 있다. 상기 점착제층은 아크릴 점착 수지를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 아크릴 점착 수지는 아크릴 단량체를 주성분으로 포함하면서, 가교 전 또는 후에 점착성을 나타낼 수 있는 고분자를 의미한다. 상기 아크릴 점착 수지는 알킬 (메트)아크릴레이트의 중합 단위를 포함하는 아크릴 중합체일 수 있다. 알킬 (메타)아크릴레이트로는 탄소수가 1 내지 14인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 본 명세서에서 알킬 (메타)아크릴레이트는 후술하는 히드록시기와 같은 극성기를 갖지 않는 모노머를 의미한다. 이러한 모노머로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 또는 테트라데실 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있다.
상기 알킬 (메타)아크릴레이트는 아크릴 중합체를 구성하는 전체 모노머 100 중량부 대비 50 중량부 이상, 60 중량부 이상, 70 중량부 이상, 80 중량부 이상 또는 90 중량부 이상으로 포함될 수 있다. 본 명세서에서 용어 중량부는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 아크릴 중합체는 탄소수 4 이상의 알킬 (메트)아크릴레이트의 중합 단위를 아크릴 중합체를 구성하는 전체 모노머 100 중량부 대비 50 중량부 이상, 60 중량부 이상, 70 중량부 이상, 80 중량부 이상 또는 90 중량부 이상으로 포함될 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 탄소수 4 이상의 알킬 (메트)아크릴레이트는 부틸 아크릴레이트일 수 있다.
아크릴 중합체는 아크릴산(Acrylic acid) 중합 단위를 더 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 아크릴산은 아크릴 중합체를 구성하는 전체 모노머 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 10 중량부 범위 내로 포함될 수 있다. 아크릴산(Acrylic acid)의 함량이 지나치게 적은 경우 응집력이 부족하여 신뢰성 확보가 어려울 수 있고, 지나치게 많은 경우 점착제의 강직성이 증가하여 유리 기판과의 밀착력이 떨어질 수 있으므로, 함량은 상기 범위 내인 것이 바람직할 수 있다.
아크릴 중합체는 메틸 아크릴레이트의 중합 단위를 더 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 아크릴산은 아크릴 중합체를 구성하는 전체 모노머 100 중량부 대비 1 중량부 내지 20 중량부 범위 내로 포함될 수 있다. 메틸 아크릴레이트의 함량이 지나치게 적은 경우 응집력이 부족하여 신뢰성 확보가 어려울 수 있고, 지나치게 많은 경우 점착제의 강직성이 증가하여 유리 기판과의 밀착력이 떨어질 수 있으므로, 함량은 상기 범위 내인 것이 바람직할 수 있다.
아크릴 중합체는 방향족기를 가지는 (메트)아크릴레이트의 중합 단위를 더 포함할 수 있다. 상기 방향족기로는 예를 들어, 벤질기, 벤질옥시기, 페닐기, 페녹시기, 페닐티오기, 나프틸기 또는 나프틸옥시기 등이 예시될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 방향족기는 벤질기일 수 있다. 즉, 상기 방향족기를 가지는 (메트)아크릴레이트는 벤질 (메트)아크릴레이트일 수 있다. 하나의 예시에서, 방향족기를 가지는 (메트)아크릴레이트는 아크릴 중합체를 구성하는 전체 모노머 100 중량부 대비 10 중량부 내지 45 중량부 범위 내로 포함될 수 있다. 방향족기를 가지는 (메트)아크릴레이트의 함량이 지나치게 적은 경우 빛샘을 제어하는 성능이 부족할 수 있고, 지나치게 많은 경우 오히려 빛샘 제어가 어려울 수 있으므로, 함량은 상기 범위 내인 것이 바람직할 수 있다.
아크릴 중합체는 히드록시기를 갖는 (메트)아크릴레이트의 중합 단위를 포함하지 않을 수 있다. 아크릴 중합체가 히드록시기를 갖는 (메트)아크릴레이트의 중합 단위를 포함하는 경우 점착제 자체의 점착력이 높지 않으며 비드의 첨가로 인한 점착력이 크게 감소하므로 상기 점착력을 나타내는데 적합하지 않을 수 있다. 점착제의 점착력이 감소하는 경우 디스플레이 패널에 부착 시 기포가 발생할 가능성이 있으므로 적절하지 않다.
점착제층은 아크릴 점착 수지와 589 nm 파장에 대한 굴절률이 상이한 비드를 더 포함할 수 있다. 본 출원의 점착 편광판은 점착제 내에 비드를 첨가함으로써 점착제에 헤이즈를 부과하여 디스플레이 패널의 제조상 발생할 수 있는 무지개 얼룩 시인성을 개선할 수 있다.
점착제층은 가교제를 더 포함할 수 있다. 점착제층은 상기 아크릴 중합체를 상기 가교제에 의해 가교된 상태로 포함할 수 있다. 상기 가교제로는 예를 들어 이소시아네이트계, 에폭시계 가교제를 사용할 수 있다. 또한, 상기 가교제로는 상기 아크릴 공중합체를 가교 및/또는 경화시켜 점/접착력을 적절한 수준으로 발현시킬 수 있는 성분이라면 특히 제한되지 않으나, 예를 들어, 자일렌 디이소시사네이트 또는 톨루엔 디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트계 가교제나 다관능 에폭시계 가교제 등을 대표적으로 사용할 수 있다.
아크릴 공중합체의 중량 평균 분자량은 100만 내지 300만, 또는 100만 내지 200만 범위 내일 수 있다. 이로서 상기 점착제층이 적절한 점착력을 나타내어 점착 편광판을 디스플레이 패널에 효과적으로 점착시킬 수 있다.
비드의 589 nm 파장에 대한 굴절률은 아크릴 점착 수지의 굴절률보다 더 작을 수 있다. 하나의 예시에서, 아크릴 점착 수지와 비드의 차이는 0.03 내지 0.2 범위 내일 수 있다. 상기 굴절률의 차이가 지나치게 작은 경우 목적하는 수준의 헤이즈 발현이 어렵고, 상기 굴절률의 차이가 지나치게 큰 경우 직진하는 빛의 손실로 광학특성이 저하될 수 있으므로, 굴절률의 차이는 상기 범위 내인 것이 적절할 수 있다. 하나의 예시에서, 비드의 589 nm 파장에 대한 굴절률은 1.4 내지 1.6 범위 내일 수 있다.
비드의 입경은 3㎛ 내지 10㎛ 범위 내일 수 있다. 비드의 입경이 상기 범위 내인 경우 목적하는 헤이즈 특성을 나타내는데 적합할 수 있다.
비드는 실리콘계 비드일 수 있다. 본 명세서에서 실리콘계 비드는 실리콘 수지를 포함하는 비드를 의미할 수 있다. 실리콘계 비드는 점착제의 점착력 및 점착 편광판의 편광도를 저하시키지 않으면서 목적하는 헤이즈 특성을 나타내도록 하는데 적합할 수 있다.
비드는 아크릴 점착 수지 100 중량부 대비 10 중량부 내지 20 중량부 범위 내로 포함될 수 있다. 비드의 함량이 지나치게 낮은 경우 목적하는 수준의 헤이즈를 발현하기 어렵고, 함량이 지나치게 많은 경우 tack성이 저하될 수 있으므로, 비드의 함량은 상기 범위 내인 것이 적절할 수 있다.
점착제층은 550 nm 내지 620 nm 범위 내에서 최대 흡광 파장을 갖는 염료를 더 포함할 수 있다. 점착제층에 전술한 염료가 포함됨으로써, 광스펙트럼의 피크 파장이 550nm 내지 620nm 범위 내에 있는 빛에 대하여 점착 편광판의 광 투과율이 후술하는 범위를 만족할 경우, 오렌지색 영역의 광이 차단되므로, 오렌지색 및 적색 영역의 혼색이 억제되어 적색 영역의 광이 보다 잘 보이는 효과가 있다.
그 결과, 상기 점착 편광판이 디스플레이 장치에 적용되는 경우 적색 색순도가 향상될 수 있고, 색재현율이 보다 향상될 수 있다. 이에 더하여, 상기 점착 편광판이 디스플레이 장치에 적용되는 경우 점착 편광판의 투과율이 낮아지게 되어 명실 환경에서의 패널의 반사율이 낮아짐으로써 디스플레이 장치의 명암비 및 시인성이 개선될 수 있다.
상기 염료는, 이미 상술한 광학적 특성을 충족할수 있도록, 포르피린계 염료 및 시아닌계 염료로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 이러한 포르피린계 염료 및 시아닌계 염료는 광스펙트럼의 피크 파장이 550nm 내지 620nm 범위 내의 광을 차단하는 효과가 있다. 보다 구체적인 예에서, 일 구현예의 디스플레이 장치가 나타내는 보다 우수한 색재현율 등을 고려하여, 상기 염료로는 포르피린계 염료, 더욱 구체적으로 테트라아자 포르피린계 염료를 사용할 수 있다.
염료는 아크릴 점착 수지 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 3 중량부, 또는 0.03 내지 2 중량부 범위 내로 포함될 수 있다. 염료의 함량이 상기 함량 범위를 만족할 경우 광스펙트럼의 피크 파장이 550nm 내지 620nm 범위 내의 광을 보다 효과적으로 차단할 수 있으면서도, 상기 점착제층의 점착력이나, 디스플레이 장치의 다른 광학적 특성을 저해하지 않을 수 있다.
점착제층은 전도성 첨가제를 더 포함할 수 있다. 점착 편광판에서 점착제층 디스플레이 패널의 기판에 직접 맞닿게 될 수 있으므로 전도성 기능이 필요하다.
전도성 첨가제는 유기염일 수 있다. 본 명세서에서 유기염은 음이온 및 양이온이 모두 금속 성분을 포함하지 않는 염을 의미할 수 있다. 전도성 첨가제가 유기염인 경우 점착제층의 표면 저항의 경시성을 최소화한다는 측면에서 유리할 수 있다.
유기염은 유기 음이온과 유기 양이온이 이온 결합한 물질을 의미할 수 있다. 유기 음이온으로는 예를 들어 알칸, 아릴 및 알크아릴 설포네이트; 알칸, 아릴, 알크아릴 설페이트; 플루오르화 및 비플루오르화 테트라아릴보레이트; 및 플루오로-유기 음이온, 예를 들어 플루오르화 아릴설포네이트, 퍼플루오로알칸설포네이트, 시아노퍼플루오로알칸설포닐아미드, 비스(시아노) 퍼플루오로알칸설포닐메타이드, 비스(퍼플루오로알칸설포닐)이미드, 시아노-비스-(퍼플루오로알칸설포닐)메타이드 등을 예시할 수 있다. 유기 양이온으로는 피리디늄 양이온, 피페리디늄 양이온, 피롤리디늄 양이온, 피롤린 골격을 갖는 양이온, 피롤 골격을 갖는 양이온, 이미다졸륨 양이온, 테트라히드로피리미디늄 양이온, 디히드로피리미디늄 양이온, 피라졸륨 양이온, 피라졸리늄 양이온과, 테트라알킬암모늄 양이온, 트리알킬술포늄 양이온, 테트라알킬포스포늄 양이온 및 이들의 알킬기의 일부가 알케닐기, 알콕실기 또는 에폭시기로 치환된 양이온 등을 들 수 있다. 이들 중에서 테트라알킬암모늄 양이온이 상용성 측면에서 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
전도성 첨가제는 아크릴 점착 수지 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 5 중량부 범위 내로 포함될 수 있다. 전도성 첨가제의 양이 지나치게 적은 경우 목적하는 전도성 기능을 나타낼 수 없고, 지나치게 많은 경우 점착제의 경화도에 영향을 줄 수 있으므로, 함량은 상기 범위 내인 것이 적절할 수 있다.
점착제층은 표면 저항이 1x1012 ohm/sq 이하일 수 있다. 본 출원의 점착 편광판에 따르면, 상기 점착제층의 표면 저항의 경시성이 적을 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 점착제층은 60℃ 온도 및 90% 상대습도에서 500 시간 동안 보관 후에도 표면 저항이 1x1012 ohm/sq 이하 또는 5x 1011 ohm/sq 이하일 수 있다. 상기 표면 저항의 하한은 예를 들어 1x109 ohm/sq 이상일 수 있다.
점착제층은 상온에서 유리 기판에 대해 300 mm/min 박리속도로 측정된 점착력이 150 gf/25mm 이상일 수 있다. 점착제층의 점착력은 구체적으로 200 gf/25mm 이상, 250 gf/25mm 이상, 300 gf/25mm 이상 또는 350 gf/25mm 이상일 수 있다. 점착력이 상기 범위 내인 경우 디스플레이 패널에 부착 시 기포 발생을 억제할 수 있다는 점에서 유리할 수 있다. 상기 점착력의 상한은 예를 들어 2000 gf/25mm 이하일 수 있다.
점착 편광판은 헤이즈가 40% 이상일 수 있다. 이를 통해 패널 제조상 발생할 수 있는 무지개 얼룩의 시인성을 개선시킬 수 있다. 상기 헤이즈는 구체적으로, 45% 이상, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상 또는 65% 이상일 수 있다. 상기 헤이즈가 지나치게 높은 경우 패널의 투과율이 떨어져 시감이 저하될 수 있으므로, 상한은 예를 들어 70% 이하일 수 있다.
점착제층의 두께는 본 출원의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다. 점착제층의 두께는 예를 들어 13㎛ 내지 30㎛ 범위 내인 것이 패널의 부착성과 비드의 함량과 헤이즈의 조절 측면에서 유리할 수 있다.
점착 편광판은 550 nm 내지 620 nm 파장 범위 내에서 최소 투과율을 나타낼 수 있다. 하나의 예시에서, 점착 편광판은 550 nm 내지 620 nm 범위 내에서 투과율이 2% 내지 40% 범위 내일 수 있다. 점착 편광판은 450 nm 파장에 대한 투과율이 20% 내지 45% 범위 내이고, 650 nm 파장에 대한 투과율이 30% 내지 50% 범위 내일 수 있다.
점착 편광판은 편광자의 일면 또는 양면에 접착제층을 매개로 부착된 편광자 보호 필름을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 점착제층은 편광자에 비해 편광자 보호 필름에 더 가깝게 배치될 수 있다.
편광자 보호 필름으로는 트리아세틸셀룰로오스(TAC)계 필름, 고리형 올레핀계 중합체(COP) 필름, 고리형 올레핀계 공중합체(COC) 필름 또는 아크릴계 필름을 사용할 수 있다. 이 중에서도, 광학 특성, 내구성, 경제성 등을 고려하여, PMMA(poly methyl methacrylate) 중합체를 포함하는 아크릴계 필름을 적절히 사용할 수 있다.
편광자 보호 필름은 디스플레이 장치의 우수한 시인성 및 광학 특성 등을 고려하여, 광 투과율이 85% 내지 100%로 되는 높은 투명성을 나타냄이 바람직하다.
편광자 보호 필름의 두께는 20㎛ 내지 100㎛ 범위 내일 수 있다. 편광자 보호 필름의 두께가 상기 범위를 만족할 경우, 편광자를 보호할 수 있는 기계적 강도를 확보함과 동시에 롤(roll) 공정 작업성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
편광자와 보호필름을 부착하는 접착제층의 조성이나 형성 방법은 특히 제한되지 않고, 편광자와, 보호 필름을 접착하기 위해 사용되던 공지의 조성과 방법을 적용하여 접착제층을 형성할 수 있다. 접착제층은 예를 들어 UV 접착제일 수 있다. 접착제층의 두께는 예를 들어 0.5㎛ 내지 4.0㎛ 범위 내일 수 있고, 접착제층의 두께가 이러한 범위를 만족함에 따라 양호한 코팅 균일성을 확보할 수 있다.
점착 편광판은 편광자의 점착제층이 형성된 면의 반대 면에 형성된 표면처리층을 더 포함할 수 있다. 상기 표면처리층으로는 예를 들어 하드코팅층, 저반사층, 눈부심방지층, 지문방지층 등을 예시할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 표면처리층은 점착 편광판의 최외각에 배치될 수 있다.
점착 편광판은 편광자와 점착제층 사이에 형성된 위상차층을 더 포함할 수 있다. 상기 위상차층은 액정층 또는 고분자연신필름일 수 있다.
점착 편광판은 점착제층의 일면에 이형필름이 부착된 상태로 제공될 수 있으며, 디스플레이 패널에 점착될 때 이러한 이형필름이 제거될 수 있다. 상기 이형필름은 점착 편광판이 디스플레이 패널에 접착되기 전까지 점착제층을 보호하는 역할을 할 수 있다. 이형필름은 당해 기술분야에 잘 알려진 이형필름, 예를 들면 아크릴 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름, 폴리노르보넨(PNB) 필름, 싸이클로올레핀폴리머(COP) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름 등이 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원은 또한, 상기 점착 편광판을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 상기 디스플레이 장치는 디스플레이 패널 상기 디스플레이 패널의 일면에 배치된 상기 점착 편광판을 포함할 수 있다. 이때, 점착 편광판의 점착제층이 디스플레이 패널에 부착될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 점착 편광판은 디스플레이 패널의 시인 측에 배치될 수 있다.
상기 디스플레이 패널은 OLED 패널 또는 LCD 패널일 수 있다. OLED 패널은 대향 배치된 2장의 기판 및 상기 2장의 기판 사이에 유기발광층을 포함할 수 있다. LCD 패널은 대향 배치된 2장의 기판 및 상기 2장의 기판 사이에 액정층을 포함할 수 있다. 이때, 상기 점착 편광판의 점착제층은 상기 2장의 기판 중 어느 하나의 기판에 직접 접할 수 있다.
상기 기판은 유리 기판 또는 폴리머 기판일 수 있다. 구체적으로, 예를 들면, 유리 필름, 결정성 또는 비결정성 실리콘 필름, 석영 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 필름 등의 무기계 필름이나 플라스틱 필름 등을 사용할 수 있고, 플렉서블 소자 구현 측면에서 플렉서블 기재층, 예를 들어 플라스틱 필름을 사용할 수 있다.
플라스틱 필름으로는, 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 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 기판에는, 필요에 따라서 금, 은, 이산화 규소 또는 일산화 규소 등의 규소 화합물의 코팅층이나, 반사 방지층 등의 코팅층이 존재할 수도 있다.
하나의 예시에서, 디스플레이 패널이 LCD 패널인 경우, 디스플레이 장치는 LCD 패널의 상기 점착 편광판이 배치된 반대 측에 제 2 점착 편광판을 더 포함할 수 있다. 제 2 점착 편광판과 구분을 위해 전술한 비드, 염료 등을 포함하는 점착제층을 포함하는 편광판을 제 1 점착 편광판으로 호칭할 수 있다. 상기 제 2 점착 편광판은 제 1 점착 편광판에서 언급한 비드와 염료를 포함하지 않는다. 상기 제 2 점착 편광판은 편광자의 일면 또는 양면에 접착제층을 매개로 부착된 보호 필름을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 제 2 점착 편광판은 편광자 보호 필름의 접착제층이 형성된 반대 면에 형성된 제 2 점착제층을 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 점착 편광판은 제 2 점착제층을 매개로 상기 디스플레이 패널에 부착될 수 있다. 이와 달리, 디스플레이 패널이 OLED 패널인 경우 디스플레이 장치는, 상기와 같은 제 2 점착 편광판은 포함하지 않을 수 있다. 도 1은 LCD 패널(100) 및 상기 LCD 패널(100)의 일면에 부착된 제 1 점착 편광판(본 출원의 점착 편광판) (10)과 LCD 패널의 다른 일면에 부착된 제 2 점착 편광판(20)을 포함하는 디스플레이 장치(액정표시장치)를 예시적으로 나타낸다. 도 2는 OLED 패널(200) 및 상기 OLED 패널(200)의 일면에 부착된 본 출원의 점착 편광판(10)을 포함하는 디스플레이 장치(OLED 표시장치)를 예시적으로 나타낸다.
디스플레이 패널이 LCD 패널인 경우 상기 디스플레이 장치는 LCD 패널의 배면에 백라이트를 더 포함할 수 있다. 제 1 점착 편광판은 LCD 패널의 백라이트의 반대 측면에 부착될 수 있고, 제 2 점착 편광판은 LCD 패널의 백라이트의 측에 부착될 수 있다.
디스플레이 장치는 LCD 패널을 포함하는 액정표시장치이거나 또는 OLED 패널을 포함하는 OLED 표시장치일 수 있는데, 이 중에서도 백라이트를 포함하는 액정표시장치인 경우에 본 출원의 점착 편광판을 통해 무지개 얼룩으로 인한 시인성 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 색재현율도 보다 향상시킬 수 있다.
LCD 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 하부기판(ex. 컬러 필터 기판 또는 어레이 기판) 등의 종류 역시 특별히 제한되지 않고, 이 분야에 공지되어 있는 구성이 제한 없이 채용될 수 있다.
본 출원은 디스플레이 장치의 무지개 얼룩으로 인한 시인성 저하를 방지할 수 있고, 색재현율을 향상시킬 수 있으며, 대전 방지성, 점착력, 편광도 등의 제반 물성도 우수한 점착 편광판을 제공할 수 있다.
도 1은 본 출원의 액정표시장치를 예시적으로 나타낸다.
도 2는 본 출원의 OLED 표시장치를 예시적으로 나타낸다.
도 2는 본 출원의 OLED 표시장치를 예시적으로 나타낸다.
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.
1. 헤이즈 측정
실시예 및 비교예의 점착 편광판을 5cm × 5cm (가로×세로)의 크기로 재단하고, 이형 필름을 벗긴 다음, 헤이즈미터기(HM-150, Murakami Color Research Laboratory社)로 JIS 7105K 규정에 의거하여 헤이즈를 측정하였다.
2. 패널얼룩 시인성 평가
실시예 및 비교예의 점착 편광판을 도 2와 같이 OLED 패널의 상부에 부착하여 얼룩의 시인성을 육안으로 평가하였다.
○: 얼룩 현상이 발생하지 않음
△: 얼룩 현상이 부분적으로 발생함
Ｘ: 얼룩 현상이 많이 발생함
3. 투과율 측정
실시예 및 비교예 제조된 점착 편광판을 5cm × 5cm (가로×세로)의 크기로 재단하여, 5cm × 5cm (가로×세로) 크기의 글라스에 기포가 차지 않도록 부착한다. JASCO社의 model V-7100의 장비에 보호필름면이 광원을 향하게 글라스를 고정한다. 직교(TD) 및 평행(MD) 상태의 투과율을 측정하며 측정 파장 범위는 380 nm 내지 780 nm이고, 520 nm 내지 600 nm의 최소 투과율을 측정한다.
4. 표면저항 측정
실시예 및 비교예의 점착 편광판을 25℃의 온도 및 50%의 상대습도의 상온 조건에서 약 7일 동안 유지한 후에 표면 저항(초기 표면 저항)을 측정하였다. 표면 저항은, 점착 편광판에서 이형 필름을 제거한 후에 Mitsubishi Chemical사의 HIRESTA-UP (MCP-HT450)을 이용하여 23℃ 온도 및 50%의 상대습도 환경 하에서 500V의 전압을 10초간 인가한 후, 측정하였다. 동일한 방법으로 고온고습 후 표면저항은 점착 편광판을 60℃의 온도 및 90%의 상대습도 조건에서 3일 동안 방치한 후 다시 상온에서 약 3일 동안 유지한 후에 측정하였다.
5. 점착력 측정
실시예 및 비교예의 점착 편광판을 25 mm × 200 mm (가로×세로)의 크기로 재단하여 시편을 제작하고, 시편을 점착제층을 매개로 유리판에 부착하였다. 시편 부착 후에 1시간 경과 시점에서 90°의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 점착 편광판을 박리하면서 상온에서의 박리력을 측정하였다.
제조예 1 아크릴 점착 수지 용액(A)
질소 가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 1L 반응기에 n-부틸아크릴레이트(BA) 및 아크릴산(AA)를 94:6의 중량 비율(BA:AA)로 투입하고 용제로서 에틸 아세테이트를 투입하였다. 이어서, 질소 가스를 1시간 동안 퍼징(pursing)하여 산소를 제거하고, 반응 개시제(AIBN; azobisisobutyronitrile)를 투입하여 약 8 시간 동안 반응시킨 후에 반응물을 에틸 아세테이트로 희석하여 아크릴 점착 수지 용액을 제조하였다. 상기 아크릴 점착 수지의 중량평균분자량(Mw)은 약 180만 정도이고, 589 nm 파장에 대한 굴절률은 1.46이다.
제조예 2 아크릴 점착 수지 용액(B)
질소 가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 1L 반응기에 n-부틸아크릴레이트(BA) 및 4-히드록시부틸아크릴레이트(4-HBA)를 99:1의 중량 비율(BA:4-HBA)로 투입하고 용제로서 에틸 아세테이트를 투입하였다. 이어서, 질소 가스를 1시간 동안 퍼징(pursing)하여 산소를 제거하고, 반응 개시제(AIBN; azobisisobutyronitrile)를 투입하여 약 8 시간 동안 반응시킨 후에 반응물을 에틸 아세테이트로 희석하여 아크릴 점착 수지 용액을 제조하였다. 상기 아크릴 점착 수지의 중량평균분자량(Mw)은 약 160만 정도이며, 589 nm 파장에 대한 굴절률이 1.46이다.
제조예 3 아크릴 점착 수지 용액(C)
질소 가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 1L 반응기에 n-부틸아크릴레이트(BA), 아크릴산(AA), 페녹시에틸아크릴레이트(PHEA)를 54:6:40의 중량 비율(BA:AA:PHEA)로 투입하고 용제로서 에틸 아세테이트를 투입하였다. 이어서, 질소 가스를 1시간 동안 퍼징(pursing)하여 산소를 제거하고, 반응 개시제(AIBN; azobisisobutyronitrile)를 투입하여 약 8 시간 동안 반응시킨 후에 반응물을 에틸 아세테이트로 희석하여 아크릴 점착 수지 용액을 제조하였다. 상기 아크릴 점착 수지의 중량평균분자량(Mw)은 약 100만 정도이며, 589 nm 파장에 대한 굴절률이 1.51이다.
제조예 4 아크릴 점착 수지 용액(D)
질소 가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 1L 반응기에 n-부틸아크릴레이트(BA), 아크릴산(AA), 메틸아크릴레이트(MA) 및 벤질아크릴레이트(BzA)를 64:1:20:15의 중량 비율(BA:AA:MA:BzA)로 투입하고 용제로서 에틸 아세테이트를 투입하였다. 이어서, 질소 가스를 1시간 동안 퍼징(pursing)하여 산소를 제거하고, 반응 개시제(AIBN; azobisisobutyronitrile)를 투입하여 약 8 시간 동안 반응시킨 후에 반응물을 에틸 아세테이트로 희석하여 아크릴 점착 수지 용액을 제조하였다. 상기 아크릴 점착 수지의 중량평균분자량(Mw)은 약 160만 정도이며, 589 nm 파장에 대한 굴절률이 1.48이다.
실시예 1
점착제 조성물의 제조
아크릴 점착 수지 용액(A)에 아크릴 점착 수지 100 중량부 대비, 에폭시 가교제(T-743L, Soken社) 0.005 중량부, 이소시아네이트 가교제(T-706BB, Soken社) 2 중량부, 실란커플링제(T-789J, Soken社) 0.1 중량부, 비드(실리콘계 비드, Tosper 145, Momentive社) 10 중량부, 전도성 첨가제(FC-4400, 3M社) 2 중량부, 550 nm 내지 620 nm 범위 내에서 최대 흡광 파장을 갖는 염료(야마다사 제조, Y-1의 테트라아자 포르피린 염료) 0.16 중량부를 혼합하였다.
점착제층의 제조
상기 점착제 조성물을 이형지에 코팅 후 건조하여 두께 22㎛의 균일한 점착제층을 제조하였다.
점착 편광판의 제조
편광자(요오드계) 및 상기 편광자의 양면에 접착제로 부착된 TAC 보호필름을 포함하는 편광판을 준비하였다. 보호필름의 일면에는 액정층을 형성하며, 상기 편광판의 보호필름의 일면에 상기 점착제층을 라미네이션하여 점착 편광판을 제조하였다. 제조된 점착 편광판은 보호필름/접착제층/편광자/접착제층/보호필름/액정층/점착제층을 순차로 포함하는 구조를 갖는다.
실시예 2~7 및 비교예 1~8
점착제 조성물의 조성을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 점착제 조성물 및 편광판을 제조하였다. 실시예 및 비교예의 물성 평가 결과는 표 2에 기재하였다.
| 아크릴 점착 수지 |
비드 | 전도성 첨가제 | 염료 함량 (중량부) |
점착제 두께(㎛) |
|||
| 종류 | 함량 (중량부) |
종류 | 함량 (중량부) |
||||
| 실시예 1 | A | 실리콘 | 10 | FC-4400 | 2 | 0.16 | 18 |
| 실시예 2 | A | 실리콘 | 15 | FC-4400 | 2 | 0.3 | 18 |
| 실시예 3 | A | 실리콘 | 15 | FC-4400 | 2 | 0.16 | 18 |
| 실시예 4 | A | 실리콘 | 15 | FC-4400 | 2 | 0.07 | 18 |
| 실시예 5 | A | 실리콘 | 20 | FC-4400 | 2 | 0.16 | 22 |
| 실시예 6 | C | 실리콘 | 10 | FC-4400 | 2 | 0.16 | 18 |
| 실시예 7 | D | 실리콘 | 12 | FC-4400 | 1.5 | 0.16 | 18 |
| 비교예 1 | A | 실리콘 | 15 | LiTFSi | 2.2 | 0.16 | 18 |
| 비교예 2 | A | - | 0 | FC-4400 | 2 | 0 | 18 |
| 비교예 3 | A | 실리콘 | 5 | FC-4400 | 2 | 0 | 18 |
| 비교예 4 | A | 실리콘 | 15 | FC-4400 | 2 | 0 | 18 |
| 비교예 5 | A | - | 0 | FC-4400 | 2 | 0.3 | 18 |
| 비교예 6 | B | - | 0 | FC-4400 | 1 | 0.16 | 18 |
| 비교예 7 | B | 실리콘 | 10 | FC-4400 | 1 | 0.16 | 18 |
| 비교예 8 | D | - | 0 | FC-4400 | 2 | 0.16 | 18 |
| Haze | 패널얼룩 시인성 | 520nm~600nm에서 최소 투과율 | 표면 저항 (ohm/sq) |
점착력 (gf/25mm) |
||
| 초기 | 내구조건 | |||||
| 실시예 1 | 45% | ○ | 19% | 3x1011 | 3x1011 | 382 |
| 실시예 2 | 57% | ○ | 8% | 3x1011 | 3x1011 | 362 |
| 실시예 3 | 58% | ○ | 19% | 3x1011 | 3x1011 | 311 |
| 실시예 4 | 57% | ○ | 28% | 3x1011 | 3x1011 | 321 |
| 실시예 5 | 65% | ○ | 19% | 3x1011 | 3x1011 | 387 |
| 실시예 6 | 57% | ○ | 18% | 4x1011 | 4x1011 | 350 |
| 실시예 7 | 57% | ○ | 19% | 4x1011 | 4x1011 | 280 |
| 비교예 1 | 58% | ○ | 19% | 1x1011 | 6x1011 | 35 |
| 비교예 2 | 0.5% | Ｘ | 46% | 3x1011 | 3x1011 | 670 |
| 비교예 3 | 25% | △ | 45% | 3x1011 | 3x1011 | 400 |
| 비교예 4 | 58% | ○ | 44% | 3x1011 | 3x1011 | 371 |
| 비교예 5 | 0.5% | Ｘ | 8% | 3x1011 | 3x1011 | 682 |
| 비교예 6 | 0.4% | Ｘ | 19% | 1x1011 | 1x1011 | 480 |
| 비교예 7 | 44% | ○ | 19% | 1x1011 | 1x1011 | 130 |
| 비교예 8 | 0.4% | Ｘ | 19% | 4x1011 | 4x1011 | 780 |
10: 점착 편광판, 제 1 점착 편광판
20: 제 2 점착 편광판
100: LCD 패널
200: OLED 패널
20: 제 2 점착 편광판
100: LCD 패널
200: OLED 패널
Claims (20)
- 편광자 및 상기 편광자의 일면에 배치된 점착제층을 포함하는 점착 편광판으로서, 상기 점착제층은 아크릴 점착 수지, 상기 아크릴 점착 수지와 589 nm 파장에 대한 굴절률이 상이한 비드, 전도성 첨가제 및 550 nm 내지 620 nm 범위 내에서 최대 흡광 파장을 갖는 염료를 포함하며, 상기 점착제층은 표면 저항이 1x1012 ohm/sq 이하이고, 상온에서 유리 기판에 대해 90°의 박리각도 및 300 mm/min 박리속도로 측정된 점착력이 150 gf/25mm 이상이고, 387 gf/25mm 이하이며, 상기 점착 편광판은 헤이즈가 40% 이상이고, 상기 아크릴 점착 수지는 탄소수 4 이상의 알킬 (메트)아크릴레이트의 중합 단위 및 아크릴산의 중합 단위를 포함하는 아크릴 중합체이며(단, 아크릴 중합체가 폴리머 입자를 구성하는 것은 제외한다), 상기 아크릴 중합체는 히드록시기를 갖는 (메트)아크릴레이트의 중합 단위를 포함하지 않는 점착 편광판.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 아크릴 중합체는 탄소수 4 이상의 알킬 (메트)아크릴레이트의 중합 단위를 50 중량부 이상 포함하는 점착 편광판.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 아크릴 중합체는 메틸 아크릴레이트의 중합 단위를 더 포함하는 점착 편광판.
- 제 1 항에 있어서, 아크릴 중합체는 방향족기를 갖는 (메트)아크릴레이트의 중합 단위를 더 포함하는 점착 편광판.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 비드는 실리콘계 비드인 점착 편광판.
- 제 1 항에 있어서, 비드의 입경은 3㎛ 내지 10㎛ 범위 내인 점착 편광판.
- 제 1 항에 있어서, 비드의 굴절률은 아크릴 점착 수지의 굴절률보다 작고, 아크릴 점착 수지와 비드의 굴절률의 차이는 0.03 내지 0.2 범위 내인 점착 편광판.
- 제 1 항에 있어서, 비드는 아크릴 점착 수지 100 중량부 대비 10 중량부 내지 20 중량부 범위 내로 포함되는 점착 편광판.
- 제 1 항에 있어서, 전도성 첨가제는 유기염인 점착 편광판.
- 제 1 항에 있어서, 전도성 첨가제는 아크릴 점착 수지 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 5 중량부 범위 내인 점착 편광판.
- 제 1 항에 있어서, 점착제의 두께는 13㎛ 내지 40㎛ 범위 내인 점착 편광판.
- 제 1 항에 있어서, 점착 편광판의 550 nm 내지 620 nm 범위 내에서 투과율이 2% 내지 40% 범위 내이고, 450 nm 파장에 대한 투과율이 20% 내지 45% 범위 내이고, 650 nm 파장에 대한 투과율이 30% 내지 50% 범위 내인 점착 편광판.
- 제 1 항에 있어서, 편광자의 일면 또는 양면에 접착제층을 매개로 부착된 편광자 보호 필름을 더 포함하는 점착 편광판.
- 제 1 항에 있어서, 편광자의 점착제층이 형성된 면의 반대 면에 형성된 표면처리층을 더 포함하는 점착 편광판.
- 제 1 항에 있어서, 편광자와 점착제층 사이에 형성된 위상차층을 더 포함하는 점착 편광판.
- 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널의 일면에 배치된 제1항의 점착 편광판을 포함하고, 상기 편광판의 점착제층이 디스플레이 패널에 접하는 디스플레이 장치.
- 제 19 항에 있어서, 디스플레이 패널은 대향 배치된 2장의 기판 및 상기 2장의 기판 사이에 유기발광층 또는 액정층을 포함하고, 상기 점착 편광판의 점착제층은 상기 2장의 기판 중 어느 하나의 기판에 직접 접하는 디스플레이 장치.
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