KR20100083211A - 노트북 컴퓨터용 편광판 - Google Patents

노트북 컴퓨터용 편광판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노트북 컴퓨터용 편광판에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 노트북 컴퓨터용 편광판은, 편광자; 상기 편광자의 상부 및 하부 양면에 합지되는 편광자보호필름을 포함하며, 상기 상부 편광자보호필름은, 하부 편광자보호필름에 비하여 그 두께가 1.8 내지 2.3배인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 종래 노트북 컴퓨터용 편광판에 사용되는 편광자보호필름의 취약점이었던 높은 투습도에 의한 덴트(dent) 현상을 방지할 수 있으며, 이물시인성을 낮추고, 크닉(knick)현상을 방지하여, 공정능력을 향상시키고, 제품 경쟁력을 확보할 수 있다.
노트북, 편광판, 편광자, 보호필름, TAC, 덴트

Description

노트북 컴퓨터용 편광판{Polarizing plate for Laptop computer}
본 발명은 모바일, 노트북, 컴퓨터 모니터 및 TV용, 특히 노트북 컴퓨터용 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD)에 사용되는 편광판에 관한 것이다.
편광판은 액정표시장치의 표시패턴을 가시화하기 위해, 광의 진동방향을 제어하는 목적으로 액정 셀의 안팎에 사용되고 있다. 일반적으로 사용되고 있는 편광판은, 폴리비닐알콜(PVA)계 수지 필름에 이색성 색소의 흡착에 의한 염색 및 일축 연신을 실시하여 그 이색성 색소를 배향시킨 편광자의 일면 또는 양면에 접착층을 통해 투명수지필름, 특히 트리아세틸셀룰로오스(TAC)로 대표되는 아세트산 셀룰로오스계의 편광자보호필름을 적층한 구성으로 되어 있다. 이것을 필요에 따라 다른 광학필름을 통해 액정 셀에 점착제로 접합하여 액정표시소자가 구성된다. 이색성 색소로는 안트라퀴논 및 아조 염료, 뿐만 아니라 요오드를 포함한다.
이러한 액정표시장치가 여러 곳에 사용됨에 따라 핸드폰, 노트북 컴퓨터 등에 적용되는 액정표시장치에서는 박형화, 경량화가 요구되며, 이에 따라 편광판 역 시 박형화, 경량화가 요구되는 실정이다.
따라서, 이러한 박형화 및 경량화에 발맞추어, 특히 노트북 컴퓨터용 편광판에 사용되는 편광판의 편광자보호필름의 두께는 30 내지 50㎛로 규격화되어 있으며, 아울러 편광자의 상·하부 양면에 동일한 두께의 편광자보호필름을 합지하여 이루어진 편광판이 보편적으로 사용되고 있다.
그러나, 이러한 두께의 편광자보호필름을 적용할 경우, 일반적으로 사용되는 TAC필름의 투습도가 너무 높아서, 주로 고온 다습 환경에서 포장재로 보호필름을 포장할 경우, 표면 눌림, 즉 덴트(dent) 현상이 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, TAC필름을 편광자에 합지하기 이전에 폴리에틸렌(PE)으로 이루어진 보호필름을 편광자에 선부착하는 방식이 제시되었다. 그러나, 이러한 방식에 의하더라도 선부착되는 PE필름이 수축되어, 완성품인 편광판의 공정 수율이 저하되는 문제점이 발생한다.
아울러, 이를 해결하기 위한 다른 방법으로서, 편광자보호필름의 경도를 높이는 방법이 제시되어 있으나, 이 방법에 의하더라도 작업성을 충분히 향상시키지는 못할 뿐더러, 편광자보호필름의 두께가 충분하지 아니하여, 완성품 편광판을 적용한 경우에 이물이 쉽게 발견되는 이물시인성이 크고, 편광자와 보호층 간의 계면에 형성된 국부적 불균일한 결함, 즉 크닉(knick) 현상이 발생하기 쉬워, 이로 인해 광 경로가 왜곡되는 문제점이 있으며, 보호필름의 커얼(curl) 불량이 발생할 수 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 투습도가 높은 편광자보호필름을 적용하여, 고온 다습 환경 하에서 덴트(dent) 현상이 발생하지 않고, 커얼(curl) 및 크닉(knick)현상이 발생하지 아니하며, 이물시인성이 낮은 편광판을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 노트북 컴퓨터용 편광판은, 편광자; 상기 편광자의 상부 및 하부 양면에 합지되는 편광자보호필름을 포함하며, 상기 상부 편광자보호필름은, 하부 편광자보호필름에 비하여 그 두께가 1.8 내지 2.3배인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 편광자보호필름은 하드코팅 트리아세틸셀룰로오스(TAC)로 이루어진 것이 소정의 경도를 갖기 위하여 바람직하다.
또한, 상기 상부 편광자보호필름의 두께는 60 내지 100㎛인 것이 가장 적합한 투습도를 보이기 위하여 바람직하다.
본 발명에 의하면, 종래 노트북 컴퓨터용 편광판에 사용되는 편광자보호필름의 취약점이었던 높은 투습도에 의한 덴트(dent) 현상을 방지할 수 있으며, 이물시 인성을 낮추고, 크닉(knick)현상을 방지하여, 공정능력을 향상시키고, 제품 경쟁력을 확보할 수 있다.
이하, 실시예 및 도면을 통하여 본 발명에 의한 노트북 컴퓨터용 편광판에 관하여 설명하기로 한다.
도 1은, 본 발명에 의한 노트북 컴퓨터용 편광판의 정단면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 노트북 컴퓨터용 편광판은, 편광자(100)와, 편광자(100)를 사이에 두고, 접착제(미도시)를 매개로 서로 대향하여 부착된 상부 편광자보호필름(210), 및 하부 편광자보호필름(220)을 포함한다.
여기서, 상기 편광자(100)는 폴리비닐알콜(PVA)계 수지필름으로 이루어진다.편광자(100)의 두께는 10 내지 30㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 15 내지 25㎛이다. 종래의 편광자의 두께는 30㎛ 이상으로 구성하였으나, 30㎛ 이상의 두께의 편광자의 경우에는 편광자의 기재필름인 PVA필름의 두께가 75㎛ 이상의 것을 사용함으로써 염착효율이 낮고, 연신 및 건조에 의하여 편광자에 발생하는 잔류 응력이 많아지며, 스트레스가 가해졌을 때 편광자의 수축을 억제하지 못하여 편광자보호필름에 대한 부하가 증가함으로써 편광판 전체적으로 수축이 증가된다. 따라서 액정 패널의 실장시에 패널 색상의 변화가 발생하는 문제가 있으며 10㎛ 미만의 두께로 편광자를 제조할 경우에는 편광기능이 충분히 확보되지 못하고 내구성이 떨어질 우려가 있는바, 상기 문제점을 해결하기 위한 두께 구성으로서 본 발명에서는 10 내지 30㎛ 두께의 편광자를 사용한다.
접착제는 편광자(100) 및 편광자보호필름(210, 220)을 접착시키는 재료로서, 비닐알콜계 폴리머로 이루어진 접착제, 또는 이것과 붕산 또는 붕사, 글루타르알데히나나 멜라민, 옥살산 등, 비닐알콜계 폴리머의 수용성 가교제 등을 단독 또는 혼합하여 이루어질 수 있다. 이러한 접착제는 수용액의 도포 건조층 등으로 형성되고, 필요에 따라 다른 첨가제나 산 등의 촉매를 배합할 수 있다. 특히, 폴리비닐알콜로 이루어지는 접착제를 사용하는 것이 편광자용 PVA 기재와의 접착성이 가장 양호하다는 점에 있어서 바람직하다.
편광자보호필름(210, 220)은 편광자(100)의 상하 양측에 부착되어 편광자를 지지 및 보호하는 필름이며, 투명성이나 기계적 강도, 열 안정성이나 수분 차폐성 등이 뛰어난 폴리머 등이 바람직하게 사용된다. 예를 들어 트리아세틸셀룰로오스(TAC)와 같은 아세테이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 폴리노르보르넨계 수지 등을 들 수 있다. 편광 특성이나 내구성 등을 고려할 때 가장 바람직하게는 표면을 알칼리 등으로 비누화 처리한 두께 80㎛ 이상의 하드코팅 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름을 사용한다.
특히, 본 발명에 의한 편광자보호필름(210, 220)은, 상부 편광자보호필름(210)의 두께가 하부 편광자보호필름(220)의 두께에 비하여 1.8 내지 2.3배, 바람직하게는 1.9 내지 2.1배인, 소위 언발란스(unbalance) 적층 구조를 갖는다. 이렇게 상부편광자보호필름(210)의 두께를 두껍게 구성함으로써, 의도적으로 투습도 를 저하시키고, 이로써 고온 다습 환경에서의 덴트 발생을 방지할 수 있는 구조를 갖는다. 여기서, 상부 편광자보호필름(210)의 연신 후 두께는 60 내지 100㎛, 바람직하게는 70 내지 90㎛으로 구성하며, 하부 편광자보호필름(220)의 두께는, 상기 두께비를 고려할 때, 약 25 내지 55㎛이다. 일반적인 노트북 컴퓨터용 편광판에 적용되는 편광자보호필름의 두께는 40㎛ 내외이므로, 본 발명에 의한 편광판에 있어서도 이에 준하여, 상부 편광자보호필름(210)의 두께가 80㎛, 하부 편광자보호필름(220)의 두께가 40㎛인 편광판을 바람직한 일 실시예로서 제시할 수 있다.
여기서, 상기 상부 및 하부 편광자보호필름의 두께비 1.8 내지 2.3은, 후술하는 실험 결과에 따라 도출된 것으로서, 본 발명에서 요구되는 편광판의 특성인 투습성이 낮아서 덴트가 발생하지 않으면서도 투과도가 우수하게 유지되는 두께비 범위이다.
상술한 바와 같이, 종래에 덴트 발생을 억제하기 위한 PE필름의 도입은 결국, PE필름이 수축되는 결과를 초래하여, 공정 수율을 저하시키고, 경도가 높은 하드코팅 TAC 필름을 적용하였을 때는, 작업성이 저하되고, 이물시인성이 증가하는 등의 문제점이 발생하였지만, 본 발명에 의한 편광판을 적용하는 경우에는 상부 편광자보호필름(210)의 두께를 두껍게 적용하는 간단한 구성에 의하여 이러한 모든 문제점을 해결할 수 있다.
일반적으로 편광판을 제조하는 방법은, 염색단계, 가교단계, 건조단계, 연신단계를 포함하는 편광자(100) 제조공정과, 그로부터 제조된 편광자(100)를 편광자보호필름(210, 220)과 합지하는 합지공정으로 이루어지며, 염색단계 이전에 편광 자(100)의 기재필름인 PVA의 분자 사슬을 보다 유연하게 하여, 염색공정에서 요오드 화합물 등의 염료가 PVA 필름 내부로 염착되는 것이 용이하도록 하기 위한 팽윤단계를 더 수행할 수 있다.
여기서, 편광자를 제조하기 위한 연신 뿐만이 아니라, 편광자보호필름(210, 220)을 연신하는 공정을 수행하게 되는데, 이때, 본 발명에 의한 편광자보호필름(210, 220)의 연신은, 상부 편광자보호필름(210)과 하부 편광자보호필름(220)의 두께가 달라지도록 연신비를 조절하여 수행된다.
이하에서는, 본 발명에 의한 노트북 컴퓨터용 편광판에 대한 구체적인 실시예 및 비교예에 대한 평가결과를 통하여, 본 발명에 의한 편광판의 효과에 대하여 살펴보기로 한다.
실시예
기재필름으로서 60㎛ 두께의 PVA필름을 25℃ 붕산수용액이 담긴 팽윤조와, 30℃ 요오드 수용액 및 요오드화 칼륨 수용액이 담긴 염색조와, 50℃ 붕산 수용액이 담긴 가교조에 순차적으로 참지하면서 일축 연신하여 전체 연신배율 6.3배로 연신한 후, 55℃ 환경 하에서 건조하여 편광자를 제조하였다. 아울러, 테트라아세테이트셀룰로오스(TAC) 필름을 연신하여, 두께 80㎛인 상부 편광자보호필름을 제조하고, 두께 40㎛인 하부 편광자보호필름을 각각 제조하여, 상기 편광자와 합지하는 방식으로 편광판을 제조하였다.
비교예 1
상부 및 하부 편광자보호필름의 두께를 모두 40㎛로 제조한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 제조방법에 의해 편광판을 제조하였다.
비교예 2
상부 편광자보호필름의 두께를 60㎛로 제조한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 제조방법에 의해 편광판을 제조하였다.
비교예 3
상부 편광자보호필름의 두께를 100㎛로 제조한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 제조방법에 의해 편광판을 제조하였다.
평가실험
실시예와 비교예에 의하여 얻어진 각각의 편광판에 대한 평가실험으로서, 온도 50℃, 상대습도 90%의 고온 다습 환경하에서, 각각의 편광판을 48시간 방치한 후, 각각의 편광판의 표면을 현미경으로 관찰하여, 덴트가 발생하는지 여부 및 투과율에 대하여 검토하였다. 여기서, 투과율은 분광도계(Jasco사의 V-7100)를 사용하여 측정하였으며, 다음의 식을 이용하여 구하였다.
투과율(%) = (Iout/Iin) * 100
여기서, Iin 는 입사광, Iout 는 투과광이며,
단체투과율(Ts)은 1개의 편광판의 전광선 투과율(%)이다.
그 결과는 아래 표 1과 같다.
[표 1]
덴트발생 여부 투과율(%)
실시예 X 43.50
비교예 1 O 43.67
비교예 2 O 43.60
비교예 3 X 40.20
O: 덴트 발생, X: 덴트 미발생
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 비교예 1 및 비교예 2에서는 덴트가 발생하고, 비교예 3에서는 덴트가 발생하지는 않지만, 투과율이 저하되는 것을 알 수 있어, 본 발명에 의한 편광판에 적용되는 상·하부 편광자보호필름의 두께 조절을 통하여 본 발명의 목적인 덴트 발생 억제, 즉 고온 다습 환경 하에서의 내구성 향상과 아울러, 편광판 고유의 특성인 투과율이 저하되지 않는 편광판을 제시할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
도 1은, 본 발명에 의한 노트북 컴퓨터용 편광판의 정단면도
<도면의 주요 부분 부호에 대한 설명>
100: 편광자 210: 상부 편광자보호필름
220: 하부 편광자보호필름

Claims (3)

  1. 편광자;
    상기 편광자의 상부 및 하부 양면에 합지되는 편광자보호필름을 포함하며,
    상기 상부 편광자보호필름은, 하부 편광자보호필름에 비하여 그 두께가 1.8 내지 2.3배인 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 편광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편광자보호필름은 하드코팅 트리아세틸셀룰로오스(TAC)로 이루어진 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 편광판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 편광자는 폴리비닐알코올계 필름으로 이루어지고, 그 두께는 10 내지 30㎛이며,
    상기 상부 편광자보호필름의 두께는 60 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 노트북 컴퓨터용 편광판.
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