KR20090090852A

KR20090090852A - 이색성비가 향상된 다층 편광막 구조의 편광판 및 이를구비하는 액정표시장치

Info

Publication number: KR20090090852A
Application number: KR1020080016370A
Authority: KR
Inventors: 최우석; 윤호철; 김근영; 김성태
Original assignee: 삼성정밀화학 주식회사
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2009-08-26
Also published as: KR100929384B1

Abstract

이색성비가 향상된 다층 편광막 구조의 편광판 및 이를 구비하는 액정표시장치가 개시된다. 개시된 편광판은, 배향된 액정 및 상기 액정 사이에 분산되어 상기 액정과 같은 방향으로 배향된 이색성이 구현되는 이색성 염료를 포함하는 복수층의 편광막을 구비하고, 상기 복수층의 편광막 중 어느 한 층의 편광막에 포함된 이색성 염료 및 상기 층과 다른 층의 편광막에 포함된 이색성 염료는 서로 다른 가시광 흡수 파장대를 갖는 것을 특징으로 한다.

따라서, 개시된 편광판 및 이를 구비하는 액정표시장치는 가시광선 전체 영역에 걸쳐 이색성비가 향상되어 높은 편광도를 나타낼 수 있다.

Description

이색성비가 향상된 다층 편광막 구조의 편광판 및 이를 구비하는 액정표시장치{Polarizing plate of multi-layered polarizing film structure with improved dichroic ratio and liquid crystal display having the same}

본 발명은 편광판 및 이를 채용한 액정표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이색성비가 향상된 다층 편광막 구조의 편광판 및 이를 구비하는 액정표시장치에 관한 것이다.

디스플레이 패널은 전자계산기, 전자시계, 자동차 네비게이션, 사무자동화기기, 휴대전화, 노트북 컴퓨터, 및 정보통신 단말기 등의 표시장치에 널리 사용되고 있다. 이러한 표시장치 중 액정표시장치는 내부에 투명전극과 배향막을 형성하여 서로 대향되게 배치한 상부패널과 하부패널, 및 상기 상부패널과 하부패널 사이에 주입된 액정을 포함한다. 현재 사용되고 있는 액정표시장치는 선편광을 이용하고 있으므로, 광흡수형 편광막을 구비한 편광판이 패널의 상하에 배치되어 사용되고 있다.

최근 편광판에 요구되는 특성은 광투과율, 편광도, 및 색상과 같은 우수한 광학특성과, 박형화 및 경량화, 그리고 편광판에 사용되는 광흡수 물질의 광학적 성질이 사용기간에 따라 변화되지 않는 성질, 즉 광학적 내구성을 포함한다.

현재 가장 보편적으로 사용되고 있는 폴리비닐알코올(PVA) 연신 편광필름의 경우 우수한 광학특성의 구현이 가능하나, 원소재인 PVA가 수분에 취약하고 내구성이 떨어지는 단점이 있어서, 이를 보완하기 위하여 양면에 고가 제품인 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름을 보호필름으로 사용하고 있다. 또한 이러한 연신 편광필름의 제조에는 고난도의 복합기술과 막대한 투자가 요구돼 단기간에 기술개발 및 양산이 어려운 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 PVA 대신 액정을 사용하여 이를 한 방향으로 배향시키고, 액정의 배향된 방향으로 이색성을 가지는 염료를 배향시켜 사용하는 액정 및 염료 편광필름의 개발이 시도되고 있다.

미국특허출원 제1999-171299호 및 제1997-836635호 등은 용매변성 액정(Lyotropic Liquid Crystal)과 염료 등을 기재 필름 위에 코팅하여 액정 및 염료 편광필름을 제조하는 기술을 개시하고 있으며, 대한민국특허출원 제2006-7008569호는 열변성 액정(Thermotropic Liquid crystal)과 염료 등을 기판 위에 코팅하여 액정 및 염료 편광필름을 제조하는 기술을 개시하고 있다.

그러나, 이러한 종래기술에 따른 액정 및 염료 편광필름의 경우, 박형화와 경량화가 가능하다는 잇점은 있으나 하기와 같은 문제점을 수반하게 된다. 즉, 용매변성 액정을 사용하는 경우에는 액정의 배향을 결정하는 용액내 액정의 농도 제어가 곤란하여 양호한 이색성비를 구현하는 편광필름을 제조하기가 어렵고, 열변성 액정을 사용하는 경우에는 용매변성 액정을 사용하는 경우보다 액정의 배향은 용이 하나 가시광선의 전파장대(400~700nm)대에 걸쳐서 높은 이색성비를 구현하지 못한다.

본 발명은 가시광선 전 파장대에 걸쳐 이색성비가 향상되어 높은 편광도를 나타낼 수 있는 다중 편광막구조의 편광판 및 이를 채용한 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,

배향된 액정 및 상기 액정 사이에 분산되어 상기 액정과 같은 방향으로 배향된 이색성 염료를 포함하는 복수층의 편광막을 구비하고,

상기 복수층의 편광막 중 어느 한 층의 편광막에 포함된 이색성 염료 및 상기 층과 다른 층의 편광막에 포함된 이색성 염료는 서로 다른 가시광 흡수 파장대를 갖는 편광판을 제공한다.

본 발명의 한 구현예에 따르면, 상기 복수층의 편광막은, 가시광 흡수 파장대가 400 내지 500㎚인 제1 이색성 염료를 포함하는 제1 편광막, 가시광 흡수 파장대가 500 내지 600㎚인 제2 이색성 염료를 포함하는 제2 편광막, 및 가시광 흡수 파장대가 600 내지 700㎚인 제3 이색성 염료를 포함하는 제3 편광막으로 이루어진다.

본 발명의 다른 구현에에 따르면, 상기 제1 편광막과 제2 편광막 사이, 및 상기 제2 편광막과 제3 편광막 사이에 배치된 점착제층을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 각 층의 편광막 중 이색성 염료의 함량은 상기 각층의 액정 100중량부 대비 0.5~10중량부이다.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 액정은 열변성 액정이다.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 액정은 네마틱, 스메틱 A, 스메틱 B, 및 스메틱 C 상 중 적어도 1상의 액정 구조를 가진다.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 편광막은 상기 액정 사이에 이색성 염료가 분산되어 있는 액정 경화체의 필름 형태를 갖는다.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 편광판은, 상기 편광막의 일면에 적층된 기능층을 더 구비한다.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 기능층은 하드코팅 기능, 안티글래어 기능, 반사방지 기능, 위상차 보상 기능, 및 오염방지 기능 중 적어도 하나의 기능을 갖는 단일층, 또는 상기 기능들 중 적어도 하나의 기능을 갖는 층이 둘 이상 적층된 다층 구조를 가진다.

또한 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은

상기 구현예들 중 어느 한 구현예에 따른 편광판을 구비하는 액정표시장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 가시광선 전 파장대에 걸쳐 이색성비가 향상되어 높은 편광도를 나타낼 수 있는 다층편광막 구조의 편광판 및 이를 채용한 액정표시장치가 제공될 수 있다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구현예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 구현예에 따른 편광판을 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 구현예에 따른 편광판(20)은 베이스필름(21), 배향막(22), 편광막(23), 점착제층(24), 및 기능층(25)을 포함한다.

베이스필름(21)은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyleneterephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 물질로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyeleneterephthalate), 트리아세틸 셀룰로오스(TAC), 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelene naphthalate)일 수 있다. 베이스필름(21)은 25 내지 200㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

배향막(22)은 후술하는 편광막(23)에 포함된 액정을 일정한 방향으로 배향시키기 위한 것으로, 이를 위해 일정한 방향으로 배향처리된다. 상기 배향방법으로는 여러가지 방법이 알려져 있지만, 현재 가장 많이 사용되는 방법은 러빙(rubbing)처 리에 의한 배향방법이다. 상기 러빙처리에 의한 배향방법은 베이스필름(21)에 배향막(22)을 형성한 후 이를 러빙포를 이용하여 러빙함으로써 배향막의 표면을 일정한 방향으로 배향시키는 방법이다. 이와 같이 함으로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 러빙에 의해 배향처리된 배향막(22) 표면에서 후술하는 편광막(23)에 포함된 액정분자(23a)가 상호작용하여 액정에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각과 배향방향)을 제공하고, 이로 인해 배향막(22) 전표면에 걸쳐서 상기 표면에 인접한 액정분자(23a)를 일정한 방향으로 배향시키게 된다. 이와 같이 액정분자(23a)가 일방향으로 배향됨으로써, 액정분자(23a) 사이에 분산되어 있는 이색성 염료(23b)도 액정분자(23a)와 같은 방향으로 배향되게 된다.

한편, 이러한 배향막(22)은 생략될 수도 있는데, 이 경우에는 베이스필름(21)의 표면을 러빙처리함으로써 러빙처리된 베이스필름(21)의 표면이 배향막의 역할을 수행하도록 한다.

배향막(22)은 일반적으로 폴리이미드나 폴리아미드 등의 수지에 경화제를 첨가한 배향막 조성물을 용매에 녹여 베이스필름(21) 상에 도포한 후, 건조 및 경화시킴으로써 형성된다. 도포법은 주로 나이프, 콤마, 다이, 그라비아, 닙 등의 코팅헤드를 이용하는 코팅방식에 의한다. 배향막(22)은 0.5 내지 20㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 구현예에서는 배향막(23)이 후술하는 편광막의 층수에 맞추어 세 개의 층(22-1, 22-2, 22-3)으로 구성되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이러한 배향막(22)은 편광막의 층수에 따라 두 개의 층으로 구성될 수도 있고, 네 개 층 이상으로 구성될 수도 있다. 한편, 이러한 세 층의 배향막들(22-1, 22-2, 22-3)은 그 전부 또는 일부가 생략될 수도 있는데, 이 경우에는 베이스필름(21)의 표면이 반드시 러빙처리되어야 하고, 후술하는 편광막들(23-2, 23-3)은 편광막(23-1)에 합지되기전 각각 일방향으로의 배향이 완료되어야 한다.

편광막(23)은 배향막(22) 상에 다층 구조로 적층되는 것으로, 각 층의 편광막은 전술한 바와 같이 배향막(22)에 의해 일방향으로 배향된 액정 및 상기 액정 사이에 분산되어 상기 액정과 같은 방향으로 배향된 이색성 염료를 포함한다. 본 구현예에서는 편광막(23)이 세 개의 층(23-1, 23-2, 23-3)으로 구성되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이러한 편광막(23)은 두 개의 층으로 구성될 수도 있고, 네 개 층 이상으로 구성될 수도 있다. 본 구현예에서 편광막을 다층 구조로 형성한 이유는 한 층의 편광막에 1종의 이색성 염료만을 포함시킴으로써 액정 용융액내에 이색성 염료를 균일하게 용해시키기 위해서이다. 즉, 이색성비를 높이려면 충분히 많은 양의 이색성 염료가 편광판 제조에 투입되어야 하는데, 만일 3종 이상의 염료 모두를 한 층의 편광막에 포함시킬 경우, 액정 대비 이색성 염료의 양이 많아져서 이색성 염료가 액정에 완전히 용해되기 어려워지고, 이는 이색성비를 저하시키는 원인이 되기 때문이다.

이러한 편광막(23) 각각은, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 액정 사이에 후술하는 이색성 염료가 분산되어 있는 액정 경화체의 필름 형태를 가질 수 있다.

상기 액정은 열변성 액정인 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 용매변성 액정이 사용될 수도 있다.

또한, 상기 액정은 네마틱, 스메틱 A, 스메틱 B, 및 스메틱 C 상 중 적어도 하나의 액정상을 갖는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 광학적 이방성을 갖는 한 다른 임의의 액정상을 가져도 무방하다. 또한, 상기 액정은 가교 반응을 통한 고분자화가 가능하도록 말단에 반응성기를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 반응성기는 열경화 또는 자외선 경화가 가능한 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 상기 액정은 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기, 비닐리덴기 및/또는 아릴기 등의 자외선 가교 가능한 반응성기를 갖는 것이 특히 바람직하다.

상기 이색성 염료(dichroic dye)는 결정된 파장 영역에 대하여, 두개의 편광직교 성분들 중 하나의 광을 흡수하고 다른 하나의 편광 직교 성분을 투과시키는 염료를 의미한다. 즉, 이색성 염료는 광을 선형으로 편광시키는 특성을 갖는다.

이러한 이색성 염료로는 요오드계, 안트라퀴논(anthraquinone)계, 프탈로시아닌(phthalocyanine)계, 프로피린 아조 염료, 비아조 염료, 및 트리아조 염료가 사용될 수 있다. 특히, 이색성 아조(azo) 염료가 적합하다. 적합한 이색성 아조 염료의 예는 미국등록특허 제6,133,973호에 개시된 것을 포함한다. 구체적으로, 상기 이색성 염료는 요오드계, 안트라퀴논계, 및 아조계로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 3종인 것이 바람직하다.

또한, 복수층의 편광막(23) 중 어느 한 층의 편광막에 포함된 이색성 염료 및 상기 층과 다른 층의 편광막에 포함된 이색성 염료는 서로 다른 가시광 흡수 파장대를 갖는다. 즉, 본 구현예에서와 같이 제1 편광막(23-1), 제2 편광막(23-2), 및 제3 편광막(23-3)으로 이루어진 3층 구조의 편광막을 구비하는 편광판(20)에 있 어서, 제1 편광막(23-1)에 포함된 제1 이색성 염료의 가시광 흡수 파장대는 400 내지 500㎚이고, 제2 편광막(23-2)에 포함된 제2 이색성 염료의 가시광 흡수 파장대는 500 내지 600㎚이고, 제3 편광막(23-3)에 포함된 제3 이색성 염료의 가시광 흡수 파장대는 600 내지 700㎚인 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 다양한 가시광 흡수 파장대를 갖는 이색성 염료들이 사용될 수 있다. 이와 같이 가시광 흡수 파장대가 서로 다른 이색성 염료를 사용함으로써 400 내지 700㎚의 가시광 영역 전부에 걸쳐 광을 선형으로 편광시킬 수 있다.

상기 액정 및 이색성 염료를 구비한 편광막 또는 편광판이 가시광을 편광시키는 정도는 이색성비(dichroic ratio)의 크기로 정의되는데, 이색성비는 상기 액정의 배향방향 축에 수직인 방향의 평면 편광 흡수 스펙트럼이 그래프 상에서 가로축인 파장축과 이루는 면적을, 상기 액정 배향방향 축에 평행인 방향의 평면 편광 흡수 스펙트럼이 그래프상에서 가로축인 파장축과 이루는 면적으로 나눈 값으로 정의된다. 상기 광흡수도는 하기 수학식 1에 의해 정의된다.

A = -log₁₀T

상기 식에서, A는 광흡수도이고, T는 광투과도이다.

또한, 제1 편광막(23-1)과 제2 편광막(23-2) 사이, 및 제2 편광막(23-2)과 제3 편광막(23-3) 사이에는 점착제층들(24-1, 24-2)이 각각 배치되어 이들 편광막들을 서로 합지시킨다. 점착제층(24-1, 24-2)의 재질은 특별히 한정되지는 않으나 감압성 점착제(pressure sensitive adhesive: PSA)인 것이 바람직하다. 이러한 점착제층(24-1, 24-2)은 바람직하게는 0.01 내지 5㎛, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 5㎛의 건조 두께(dry thickness)로 도포된다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이러한 점착제층들(24-1, 24-2)은 선택에 의해 생략될 수도 있다.

또한, 상기 각 층의 편광막(23-1, 23-2, 23-3) 중 이색성 염료의 함량은 상기 각 층의 액정 100중량부 대비 0.5~10중량부이다. 상기 함량이 0.5중량부 미만이면 광흡수율이 낮아져서 편광도가 지나치게 낮아지기 때문에 바람직하지 않고, 10중량부를 초과하게 되면 상기 이색성 염료가 액정에 완전히 용해되지 않아서 이색성비 또는 광투과율이 지나치게 낮아지기 때문에 바람직하지 않다.

도 1을 참조하면, 상기 액정 편광막(23)의 제조방법은 필름(즉, 배향막(22))상에 액정을 직접 코팅 및 경화시켜 박막을 만드는 방법과 한 쌍의 유리기판 사이에 액정을 주입한 후 경화시켜 박막을 만드는 두가지 방법이 이용될 수 있다.

먼저, 필름상에 직접 코팅하는 방법은, 광학적 이방성을 갖는 액정물질에 이색성 염료와, 중합개시제, 레벨링제, 대전방지제 등의 첨가제를 배합하여 액정 편광막 조성물을 제조한 다음, 이 액정 편광막 조성물을 베이스필름(21) 위에 기 형성된 제1 배향막(22-1) 상에 코팅하고, 건조 및 경화시킴으로써 제1 편광막(23-1)을 형성한다. 상기 중합개시제로는 카르보닐 화합물, 유황 화합물, 아조 화합물 또는 유기과산화물 등의 광중합개시제가 사용되는 것이 바람직하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 경화제로는 알파-히드록시-케톤계, 페닐글리옥실레이트(phenylglyoxylate)계, 벤질 디메틸-케톤, 및/또는 아실 포스핀(acyl phosphine) 등이 사용될 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 레벨링제로는 Ciba-Geigy사의 Tego-Rad 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 대전방지제로는 임의의 공지된 것이 사용될 수 있으며, 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니다. 다음에, 다른 베이스필름 위에 기 형성된 제2 배향막(22-2)상에 상기와 같은 액정 편광막 조성물을 코팅하고, 건조 및 경화시킴으로써 제2 편광막(23-2)을 형성한다. 이어서, 두 개의 액정 편광막(23-1, 23-2)을 점착제층(24-1)을 이용하여 합지시킨 후, 제2 편광막(23-2) 측의 베이스필름을 박리시킨다. 끝으로, 또 다른 베이스필름 위에 기 형성된 제3 배향막(22-3)상에 상기와 같은 액정 편광막 조성물을 코팅하고, 건조 및 경화시킴으로써 제3 편광막(23-3)을 형성한다. 이어서, 또 다른 점착제층(24-2)을 이용하여 제3 편광막(23-3)을 제2 편광막(23-2)에 합지시킨 후, 제3 편광막(23-3) 측의 베이스필름을 박리시킨다.

이와는 달리, 한 쌍의 유리기판 사이에 액정을 주입하여 액정 편광막(23)을 제조하는 방법은, 제1 배향막(22-1)이 한 면 또는 마주보는 두 면에 코팅되어 있는 한 쌍의 유리기판 사이에 액정물질과 이색성 염료, 그리고 중합개시제, 레벨링제, 대전방지제 등의 첨가물이 배합된 액정 편광막 조성물을 주입시킨후 경화시킴으로써 제1 편광막(23-1)을 형성한다. 이 경우, 한 쌍의 유리기판을 모두 제거하거나 이들 중 하나를 제거할 수 있다. 다음에, 제2 배향막(22-2)이 한 면 또는 마주보는 두 면에 코팅되어 있는 다른 한 쌍의 유리기판 사이에 상기와 같은 액정 편광막 조성물을 주입시킨 후 경화시킴으로써 제2 편광막(23-2)을 형성한다. 이 경우, 한 쌍의 유리기판을 모두 제거하고, 두 개의 액정 편광막(23-1, 23-2)을 점착제층(24-1) 을 이용하여 합지시킨다. 끝으로, 제3 배향막(22-3)이 한 면 또는 마주보는 두 면에 코팅되어 있는 또 다른 한 쌍의 유리기판 사이에 상기와 같은 액정 편광막 조성물을 주입시킨 후 경화시킴으로써 제3 편광막(23-3)을 형성한다. 이 경우, 한 쌍의 유리기판을 모두 제거하고, 또 다른 점착제층(24-2)을 이용하여 제3 편광막(23-3)을 제2 편광막(23-2)에 합지시킨다.

이와 같이 형성된 액정 편광막(23)은 가시광선 전 파장대에 걸쳐 높은 이색성비를 가짐으로써 높은 편광도를 나타낼 수 있다. 또한, 이러한 액정 편광막(23)은 우수한 기계적 강도를 갖고, 열 및/또는 습도에 의해 변형되지 않으므로 광흡수형 편광막으로서 연신 필름을 사용하는 경우에서와 같이 편광막 보호필름을 구비하지 않아도 된다. 또한, 액정 편광막(23)은 0.5 내지 20㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

본 구현예에 따른 편광판(20)은 편광막(23-3)의 일면, 즉 배향막(22-3)과 반대쪽 면에 적층된 기능층(25)을 더 구비할 수 있다. 이러한 기능층(25)은 하드코팅 기능, 안티글래어 기능, 반사방지 기능, 위상차 보상 기능, 및 오염방지 기능 중 적어도 하나의 기능을 갖는 단일층, 또는 상기 기능들 중 적어도 하나의 기능을 갖는 층이 둘 이상 적층된 다층 구조를 가진다. 또한, 이러한 기능층(25)은 점착제층(24-3)에 의해 편광막(23)에 부착된다. 점착제층(24-3)의 재질 및 두께는 전술한 점착제층(24-1)의 재질 및 두께와 같다.

또한 본 발명에 의하면 상기와 같은 구성을 갖는 편광판(20)을 구비한 액정표시장치가 제공될 수 있다.

이하 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.

실시예

도 1의 구조와 유사한 구조를 갖는 편광판을 제조하였다. 다만, 도 1의 구성요소 중 배향막(22-1, 22-2, 22-3), 점착제층(24-3), 및 기능층(25)은 생략되었다.

제조예 1: 제1 편광막(23-1)의 제조

네마틱 상을 갖는 독일 바스프사 제조 Paliocolor LC242 95중량부(9.5g) 및 가시광 흡수 파장대가 400~500㎚(최대 흡수 파장=420㎚)인 Ciba사 제조 GSID 2184 5중량부(0.5g)를, 메틸아이소부틸케톤과 메틸에틸케톤이 부피비로서 7:3의 비율로 혼합되어 형성된 유기용제에 용해하여 42중량% 농도의 혼합 용액을 제조하였다. 상기 혼합 용액 20g당 0.5g의 광개시제(Ciba사, IG-907)와 0.04g의 레벨링제(Ciba사, Tego-Rad)를 첨가하였다. 상기 제조된 용액을 러빙 처리된 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 위에 롤 코팅 방법에 의해 박막 도포하였다. 도포 후 건조기에서 용제를 건조시키며 액정을 배향시킨 후 자외선 조사를 통해 제1 필름(제1 베이스필름+제1 편광막)을 제조하였다. 이 때 건조 조건은 90℃이었고, 자외선 광조사는 300W(중심 파장 360nm)램프를 사용하였다. 상기와 같이 제조된 제1 필름의 두께는 4.5㎛이었다.

제조예 2: 제2 편광막(23-2)의 제조

가시광 흡수 파장대가 500~600㎚(최대 흡수 파장=510㎚)인 Ciba사 제조 GSID 2219 5중량부(0.5g)를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제2 필름(제2 베이스필름+제2 편광막)을 제조하였다. 상기와 같이 제조된 제2 필름의 두께는 4.6㎛이었다.

제조예 3: 제3 편광막(23-3)의 제조

가시광 흡수 파장대가 600~700㎚(최대 흡수 파장=630㎚)인 Ciba사 제조 CISG 449 5중량부(0.5g)를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제3 필름을 제조하였다. 상기와 같이 제조된 제3 필름(제3 베이스필름+제3 편광막)의 두께는 4.7㎛이었다.

실시예 1: 다층 편광막 구조의 편광판(20)의 제조

상기 제조예 2에서 제조한 제2 필름의 제2 편광막(23-2) 위에 점착제를 이용하여 제1 필름의 제1 편광막(23-1) 부분을 합지시킨 후 제2 베이스필름을 박리하였다. 이어서, 상기 제조예 3에서 제조한 제3 필름의 제3 편광막(23-3) 위에 점착제를 이용하여 제1 필름-제2 편광막 합지 필름의 제2 편광막(23-2) 부분을 합지시킨 후 제3 베이스 필름을 박리하여 편광판 제조를 완료하였다.

비교예 1: 단층 편광막 구조의 편광판의 제조

네마틱 상을 갖는 독일 바스프사 제조 Paliocolor LC242 85중량부(8.5g) 및 가시광 흡수 파장대가 400~500㎚(최대 흡수 파장=420㎚)인 Ciba사 제조 GSID 2184 5중량부(0.5g), 가시광 흡수 파장대가 500~600㎚(최대 흡수 파장=510㎚)인 Ciba사 제조 GSID 2219 5중량부0.5g), 가시광 흡수 파장대가 600~700㎚(최대 흡수 파장=630㎚)인 Ciba사 제조 CISG 449 5중량부(0.5g)를 메틸아이소부틸케톤과 메틸에틸케톤이 부피비로서 7:3의 비율로 혼합되어 형성된 유기용제에 용해하여 42중량% 농 도의 혼합 용액을 제조하였다. 상기 혼합 용액 20g당 0.5g의 광개시제(Ciba사, IG-907)와 0.04g의 레벨링제(Ciba사, Tego-Rad)를 첨가하였다. 상기 제조된 용액을 러빙 처리된 두께 50㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 위에 롤 코팅 방법에 의해 박막 도포하였다. 도포 후 건조기에서 용제를 건조시키며 액정을 배향시킨 후 자외선 조사를 통해 필름을 제조하였다. 이 때 건조 조건은 90℃이었고, 자외선 광조사는 300W(중심 파장 360nm)램프를 사용하였다. 상기와 같이 제조된 필름의 두께는 4.5㎛이었다.

평가예: 파장대별 광흡수도 그래프

실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 편광판의 광흡수축 및 광투과축 각각에 대한 파장대별 광흡수도 그래프를 도 4 및 도 5에 나타내었다. 상기 편광판의 파장대별 광흡수도는 편광 필터가 설치된 광원을 가지는 분광광도계(Spectrophotometer, 일본 JASCO사 V-550)를 사용하여 측정하였다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 편광판은 가시광선 전체 영역에 걸쳐 이색성을 구현하고 있음을 알 수 있다. 또한, 도 4 및 도 5의 그래프에서 각각의 스펙트럼의 면적 비율에 의해 이색성비를 계산한 결과, 실시예 1의 경우에는 그 값이 48이었으나, 비교예 1의 경우에는 15이었다. 따라서, 실시예 1의 경우가 비교예 1의 경우에 비해 이색성비가 월등히 높다는 사실을 알 수 있다.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로 부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

도 2는 배향막의 러빙공정과 러빙각도에 따른 액정의 배향을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 이색성 염료가 분산되어 있는 액정이 자외선 경화되어 액정 경화체를 형성하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 실시예에서 제조한 편광막의 파장대별 광흡수도를 나타낸 그래프이다.

도 5는 비교예에서 제조한 편광막의 파장대별 광흡수도를 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20: 편광판 21: 베이스필름

22: 배향막 23: 편광막

24: 점착제층 25: 기능층

Claims

배향된 액정 및 상기 액정 사이에 분산되어 상기 액정과 같은 방향으로 배향된 이색성 염료를 포함하는 복수층의 편광막을 구비하고,

상기 복수층의 편광막 중 어느 한 층의 편광막에 포함된 이색성 염료 및 상기 층과 다른 층의 편광막에 포함된 이색성 염료는 서로 다른 가시광 흡수 파장대를 갖는 편광판.
제1항에 있어서,

상기 복수층의 편광막은, 가시광 흡수 파장대가 400 내지 500㎚인 제1 이색성 염료를 포함하는 제1 편광막, 가시광 흡수 파장대가 500 내지 600㎚인 제2 이색성 염료를 포함하는 제2 편광막, 및 가시광 흡수 파장대가 600 내지 700㎚인 제3 이색성 염료를 포함하는 제3 편광막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 편광판.
제2항에 있어서,

상기 제1 편광막과 제2 편광막 사이, 및 상기 제2 편광막과 제3 편광막 사이에 배치된 점착제층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
제1항에 있어서,

상기 각 층의 편광막 중 이색성 염료의 함량은 상기 각층의 액정 100중량부 대비 0.5~10중량부인 것을 특징으로 하는 편광판.
제1항에 있어서,

상기 액정은 열변성 액정인 것을 특징으로 하는 편광판.
제1항에 있어서,

상기 액정은 네마틱, 스메틱 A, 스메틱 B, 및 스메틱 C 상 중 적어도 하나의 액정상을 가지는 것을 특징으로 하는 편광판.
제1항에 있어서,

상기 이색성 염료는 요오드계, 안트라퀴논계, 및 아조계로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
제1항에 있어서,

상기 편광막은 상기 액정 사이에 이색성 염료가 분산되어 있는 액정 경화체의 필름 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 편광판.
제1항에 있어서,

상기 편광막의 일면에 적층된 기능층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판.
제9항에 있어서,

상기 기능층은 하드코팅 기능, 안티글래어 기능, 반사방지 기능, 위상차 보상 기능, 및 오염방지 기능 중 적어도 하나의 기능을 갖는 단일층, 또는 상기 기능들 중 적어도 하나의 기능을 갖는 층이 둘 이상 적층된 다층 구조를 가진 것을 특징으로 하는 편광판.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 편광판을 구비하는 액정표시장치.