KR20110054600A

KR20110054600A - 광학보상시트의 검화 방법

Info

Publication number: KR20110054600A
Application number: KR1020090111312A
Authority: KR
Inventors: 손정희; 정진석; 곽호익; 김기만
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-05-25

Abstract

본 발명은 광학보상시트의 검화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투명기재필름 상에 액정 분자에 의한 광학이방성층이 형성된 광학보상시트를 투명기재필름의 수 접촉각이 27 내지 31°가 되도록 하는 검화시킴으로써 편광자와의 밀착성이 우수할 뿐만 아니라 광학이방성층의 손상 또는 박리에 의해 시야각 보상 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있는 광학보상시트의 검화 방법에 관한 것이다.

검화, 광학보상시트, 수 접촉각

Description

광학보상시트의 검화 방법{SAPONIFICATION METHOD FOR OPTICAL COMPENSATION SHEETS}

본 발명은 편광자와의 밀착성이 우수할 뿐만 아니라 광학이방성층의 손상 또는 박리에 의해 시야각 보상 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있는 광학보상시트의 검화 방법에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)에 사용되고 있는 편광판은 일반적으로 편광자와 상기 편광자의 양 면을 보호하기 위하여 적층된 편광자 보호필름을 포함한다. 또한, 액정표시장치의 표시되는 화상 성능 및 액정셀의 시야각을 확장시키기 위하여 광학보상시트가 편광자 보호필름의 하나로 사용되고 있다.

광학보상시트는 액정셀의 표시 모드에 따라서 다양하게 보상이 가능한 특성을 가지며, 통상 투명기재필름, 배향층 및 액정, 특히 디스코틱(discotic) 액정 고분자로 이루어진 광학이방성층을 포함하여 구성된다.

광학보상시트는, 예를 들면 투명기재필름인 셀룰로오스 에스테르 필름 상에 폴리비닐알코올계 배향층을 형성시키고, 형성된 배향층 상에 액정 고분자를 배향시킨 후 고정화하여 광학이방성층을 형성시키는 방법으로 제조된다. 특히, 이러한 광학보상시트의 제조 공정은 배향층보다 넓은 면적에 걸쳐 액정 고분자를 도포하여 광학이방성층을 형성하는 오버코팅 공정이므로 배향층 상이 아닌 투명기재필름 상에 도포되어 형성된 광학이방성층은 고정화가 잘 이루어지지 않아 충격에 의해 쉽게 박리되어 편광판 제작 시 생산성을 저하시키는 원인이 된다.

한편, 광학보상시트를 편광자 보호필름으로 적용하여 편광판을 제조하는 경우, 폴리비닐알코올계 편광자와 광학보상시트의 투명기재필름인 셀룰로오스 에스테르 필름 면을 접착제를 이용하여 접합하게 된다. 그러나, 폴리비닐알코올계 편광자와 셀룰로오스 에스테르 필름 간의 친화성이 좋지 않아 접착성이 저하되는 문제가 있다.

이를 해결하기 위하여, 종래에는 접합면에 코로나(corona) 또는 글로우(glow) 방전 처리하는 방법이 제안되었으나, 코로나 방전 처리는 수증기 조건 하에서 수행되고 글로우 방전 처리는 진공 하에서 진행되어야 한다는 점에서 실제 공정에 적용하기에는 어려웠다.

다른 방법으로, 알칼리제를 함유하는 검화액을 사용하여 광학보상시트의 접합면을 검화하는 방법이 제안되었다.

검화 방법으로는, 먼저 처리면 상에 검화액을 통상의 방법으로 도포, 분무하거나 또는 검화액을 함유한 벨트에 접촉시켜 검화 처리하는 방법을 들 수 있다. 이 방법에 의하면 처리면 상에만 검화액을 도포하므로 처리면 이외의 광학이방성층에 는 검화액으로 인한 부식, 용해, 박리 등의 악영향을 미치지 않는 반면, 검화액을 도포하는 설비와 공정을 필요로 하게 되어 비용이 증가하고 생산성이 저하된다.

또한, 광학이방성층 상에 보호필름 등을 이용하여 마스킹처리한 후 이를 검화액에 침지시켜 검화 처리하는 방법을 들 수 있다. 이 방법은 추가적인 설비를 필요로 하지 않으며 광학이방성층의 손상, 박리에 의해 발생된 액정 이물의 혼입으로 인한 생산성 저하를 방지할 수 있는 반면, 마스킹 공정이 추가되어야 하고 마스킹에 사용된 보호필름이 폐기물로서 발생한다는 단점이 있다.

또한, 별도의 처리 없이 광학보상시트를 검화액에 침지시켜 검화 처리하는 방법을 들 수 있다. 이 방법은 광학보상시트 전체에 대한 처리방법으로서, 편차없는 균일한 검화가 가능하고 추가적인 설비나 공정을 필요로 하지 않아 비용 및 생산성 면에서 가장 바람직하다고 할 수 있다. 그러나, 광학이방성층의 손상, 박리에 의하여 편광판에 적용 시 시야각 확보가 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상기 검화액에 침지시켜 검화 처리하는 방법의 문제점을 해결하기 위하여, 추가적인 설비 및 공정을 요구하지 않으면서 편광자와의 밀착성이 우수할 뿐만 아니라 광학이방성층의 손상 또는 박리에 의해 시야각 보상 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있는 광학보상시트의 검화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 투명기재필름 상에 액정 분자에 의한 광학이방성층이 형성된 광학보상시트를 투명기재필름의 수 접촉각이 27 내지 31°가 되도록 하는 광학보상시트의 검화 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 검화된 광학보상시트를 포함하는 편광판을 제공한다.

본 발명에 따른 광학보상시트의 검화 방법은 추가적인 설비 또는 공정을 필요로 하지 않아 경제적이며, 검화된 투명기재필름의 수 접촉각을 특정범위로 한정하여 편광자와의 밀착성이 우수할 뿐만 아니라 광학이방성층의 손상 또는 박리에 의해 시야각 보상 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 광학보상시트의 검화방법은 투명기재필름 상에 액정 분자에 의한 광학이방성층이 형성된 광학보상시트를 투명기재필름의 수 접촉각이 27 내지 31°가 되도록 한다.

광학보상시트는 투명기재필름 및 광학이방성층을 포함한다.

투명기재필름은 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성 및 광학 등방성 등이 우수한 필름이라면 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 셀룰로오스에스테르계, 노보넨계와 같이 고유 복굴절이 작은 재료로 된 필름을 사용할 수 있으며, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리술폰 또는 폴리에테르와 같이 복굴절이 큰 재료로 된 필름도 분자상의 배향을 적절히 조절함으로써 광학 등방성을 부여하는 경우 사용할 수 있다. 이들 중에서 셀룰로오스에스테르 필름이 바람직하다.

투명기재필름의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니며, 통상 20 내지 500㎛일 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 300㎛인 것이 좋다.

투명기재필름은 하기 배향층과의 밀착성이 충분히 발현되도록 하기 위하여 검화된 것일 수 있다. 구체적으로 배향층이 형성될 면에 코로나 방전 처리, 글로우 방전 처리, 화염 처리, 자외선 조사 처리, 플레임 플라즈마 처리와 같은 물리적 처리, 또는 오존 처리, 산 처리, 알칼리 처리 등에 의해 검화 처리될 수 있다.

광학이방성층은 투과광이 액정셀을 지나는 과정에서 발생하는 복굴절을 필름의 위상차로 보정하는 광학 보상의 기능을 갖는 것으로서, 배향층 상에 액정 고분자를 도포하여 형성된다.

액정 고분자는 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니며, 디스코틱 액정 고분자가 바람직하다. 광학이방성층이 디스코틱 액정 고분자에 의해 형성되는 경우에는 액정디스플레이면의 법선 방향에서부터 시선의 방향이 변함에 따라 광시야각 편광판의 투과축과 지상축의 평행관계 또는 직교관계가 변화되는 것에 근거하여 광학이방성능(보상에 대응한 위상차)을 발현시키게 된다.

광학이방성층의 두께는 위상차 특성에 따라 조절될 수 있으며, 위상차 특성은 액정 고분자의 두께 방향 또는 면내 방향에서의 배향상태, 두께 방향에서의 주굴절률 방향의 액정층 법선 방향에 대한 경사각이나 층 두께 등에 의해 제어 가능하다. 예를 들면, 광학이방성층의 두께는 1 내지 4㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 3㎛인 것이 좋다. 상기 두께 범위에서는 시각 변화에 대한 보상 효과 등에 의하여 시인성 시야각이 확대된다.

배향층은 액정 고분자를 고정시켜 배향방향을 규정하기 위한 것으로서, 유기 화합물(고분자)의 러빙(rubbibg) 처리, 무기 화합물의 사방 증착, 마이크로그루브(microgroove)를 갖는 층의 형성, 랭뮤어 블로젯법(Langmuir-Blodgett)에 의한 유기 화합물(ω-트리코산산, 디옥타데실디메틸암모늄클로라이드, 메틸스테아레이트)의 누적과 같은 방법에 의해 형성될 수 있다. 이들 중에서 고분자의 러빙 처리 방법에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 광학보상시트는 투명기재필름 상에 광학이방성층을 형성시키기 위한 배향층을 포함할 수 있다.

배향층을 형성하기 위한 고분자로는 폴리메틸메타크릴레이트, 아크릴산-메타크릴산 공중합체, 스티렌-말레이미드 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리(N-메틸올아크릴아미드), 스테린-비닐톨루엔 공중합체, 클로로술폰화폴리에틸렌, 니트로셀룰로오스, 폴리염화비닐, 염소화폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리이미드, 아세트산비닐-염화비닐 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리카보네이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서 수용성 고분자인 폴리(N-메틸올아크릴아미드), 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐알코올 등이 바람직하고, 보다 바람직하게는 폴리비닐알코올인 것이 좋다. 또한, 폴리비닐알코올은 변성된 것일 수도 있다.

배향층은 상기와 같은 고분자 및 필요에 따라 내구성 확보를 위하여 가교제를 더 포함하는 조성물을 투명기재필름 상에 도포한 후 가열, 건조하여 형성될 수 있다. 또한, 조성물을 도포한 후, 또는 배향층 상에 광학이방성층을 형성시킨 후 열경화 또는 자외선 경화에 의해 가교 처리될 수 있다.

이와 같은 구조를 갖는 광학보상시트는 편광자 보호필름으로서 편광판에 적 용될 수 있다. 구체적으로, 폴리비닐알코올계 접착제를 이용하여 폴리비닐알코올계 편광자의 한 면에 광학보상시트의 투명기재필름 면을 접합하는 방법으로 편광판을 제조할 수 있는데, 이때 폴리비닐알코올계 편광자와 셀룰로오스 에스테르 필름 간의 접착성을 향상시키기 위하여 광학보상시트에 검화 처리하는 것이 바람직하다. 그러나, 광학보상시트의 광학이방성층은 배향층 보다 넓은 면적에 걸쳐 형성(오버코팅)되므로, 배향층 상이 아닌 투명기재필름 상에 형성된 광학이방성층의 경우 검화 공정에서 충격에 의해 깨지거나 쉽게 박리되거나 손상되어 이를 적용한 편광판은 시야각 확보가 어려운 문제가 있다.

따라서, 본 발명에서는 검화된 광학보상시트의 수 접촉각을 특정범위로 제어하여 광학이방성층의 손상 및 박리에 의해 발생을 최소화하면서 편광자와의 우수한 밀착성을 갖고자 하는 데 특징이 있다.

수 접촉각은 검화의 정도를 나타낼 수 있는 값으로, 통상 수 접촉각이 낮으면 편광자와의 밀착성은 우수하나 광학이방성층의 손상 및 박리의 문제가 있다. 본 발명은 편광자와의 밀착성과 시야각 보상 효과를 동시에 고려하여 검화된 광학보상시트의 수 접촉각이 27 내지 31°이 되도록 한다.

검화방법은 검화액을 광학보상시트에 도포하는 공지된 방법으로, 예를 들면 본 발명 침지법, 딥 코팅법(dip-coating), 커튼 코팅법(curtaincoating) 및 압출 코팅법 등이 사용될 수 있다. 본 발명은 일례로 침지법을 사용한다.

검화액은 알칼리제를 포함하는 용액이다.

용매는 투명기재필름에 대한 습윤성이 우수하고, 필름을 거의 팽윤시키지 않 아 필름의 표면을 거칠에 만들지 않는 것이 사용될 수 있다. 일례로 셀룰로스에스테르 필름의 경우 물이 사용되는 것이 바람직하다.

알칼리제로는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화암모늄 등의 무기 알칼리제; 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 모노이소프로필아민, 디이소프로필아민, 트리이소프로필아민, n-부틸아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노이소프로판올아민, 디이소프로판올아민 등의 유기 알칼리제; 또는 이들의 할로겐화 염을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도 수산화나트륨, 수산화칼륨이 함량 조절에 따라 폭넓은 영역에 걸쳐 pH의 조정이 가능하다는 면에서 바람직하다. 알칼리제의 농도는 pH 10이상, 바람직하기로는 pH12이상인 것이 바람직하다. 알칼리제의 농도가 pH 10 미만인 경우에는 검화 속도가 저하되고 검화도의 불균일성을 초래할 수 있다.

검화액의 온도(T)는 30 내지 70℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 내지 60℃인 것이 좋다.

또한, 검화액에의 침지시간(t)은 1 내지 300초일 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 60초인 것이 좋다. 침지시간이 1초 미만인 경우에는 원하는 검화 효과를 얻기 어려우며, 300초를 초과하는 경우에는 필름 표면이 손상되는 문제점이 있다.

검화액의 알칼리제 농도, 온도 및 침지 시간 등은 광학보상시트의 광학이방성층이 손상되지 않는 범위 내에서 광학보상시트의 소재나 구성, 목표로 하는 광학보상시트의 검화도(수 접촉각) 등에 따라 설정 가능하다.

검화 공정은, 광학보상시트의 투명기재필름 표면의 물에 대한 접촉각이 특정 범위의 값이 되도록 수행되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 투명기재필름이 셀를로오스 에스테르 필름인 경우 표면의 수 접촉각이 27 내지 31°, 바람직하기로는 29 내지 30°가 되도록 하는 것이 좋다. 수 접촉각이 27° 미만인 경우에는 광학이방성층이 손상 및 박리될 수 있으며, 31°를 초과하는 경우에는 편광자와의 접합성이 좋지 못하다.

검화처리 완료 후 순수를 사용하여 검화액을 세정하는 공정을 더 포함할 수 있다. 또한 세정력 향상을 위하여 탄소수 1 내지 5의 알코올 50 중량%를 순수에 혼합하여 사용할 수 있다.

세정은 일반적인 방법으로 특별히 한정하지 않으며, 통상 수조에 침지하거나 광학보상시트에 분무하여 수행할 수 있다. 순수의 온도는 10 내지 60℃, 바람직하게는 15 내지 40℃를 유지하는 것이 좋다.

세정단계 이후에 광학보상시트를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 건조방법으로는 자연건조, 에어건조, 가열건조(열풍건조) 등의 공지된 방법을 이용할 수 있으며, 일반적으로 가열건조(열풍건조)가 바람직하게 이용된다.

가열건조 온도는 40 내지 200℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 내지 150℃, 가장 바람직하게는 60 내지 120℃인 것이 좋다.

또한, 가열건조 시간은 1 내지 200초인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 내지 120초인 것이 좋다. 가열건조 온도와 시간이 상기 범위를 초과하는 경우에는 광학보상시트의 열수축 현상이 커지게 되며, 이로 인하여 편광자와 광학보상필 름의 투명기재필름을 접합하여 광시야각 편광판을 제작한 후 임의의 크기로 가공할 때 편광판의 단면이 파괴되어 표시불량을 유발시키게 된다.

본 발명은 상기와 같이 검화된 광학보상시트를 포함하는 편광판 및 디스플레이 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 일례의 편광판은 편광자의 한 면에는 편광자 보호필름이 적층되고, 편광자의 다른 한 면에는 편광자 보호필름 대신에 검화 처리된 광학보상시트가 적층된 구조의 광시야각 편광판이다.

편광자로는 이색성 물질에 의해 염색 가능한 필름이라면 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면 폴리비닐알코올 필름, 부분적으로 검화된 폴리비닐알코올 필름 등과 같은 폴리비닐알코올계 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 필름, 셀룰로오스 필름, 이들의 부분적으로 검화된 필름 등과 같은 친수성 고분자 필름; 또는 탈수처리된 폴리비닐알코올 필름, 탈염산처리된 폴리염화비닐 등과 같은 폴리엔 배향 필름을 들 수 있다. 이들 중에서 면내에서 편광도의 균일성을 강화하는 효과가 우수할 뿐만 아니라 요오드와 같은 이색성 물질에 대한 염색 친화성이 우수하다는 점에서 폴리비닐알코올 필름, 부분적으로 검화된 폴리비닐알코올 필름 등과 같은 폴리비닐알코올계 필름이 바람직하다.

폴리비닐알코올계 필름의 제조방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 물 또는 유기용매에 분해되는 고분자 원액을 플로우 캐스팅함으로써 필름을 형성하는 플로우 캐스트 방법, 캐스트 방법, 압출방법 등을 들 수 있다. 이 경우에, 필름의 면내에서의 편광도의 균일성이 우수한 편광자를 얻기 위해서는 폴리비닐알코올계 필름의 면내 위상차(retardation) 편차가 작은 것이 바람직하다. 따라서, 가공 전 원재료 필름으로서 폴리비닐알코올계 필름 내의 위상차 편차는 1000㎚의 측정파장에서 측정하였을 때 1 내지 100㎚인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10㎚ 이하, 가장 바람직하게는 5㎚ 이하인 것이 좋다.

폴리비닐알코올계 필름의 중합도는 통상 500 내지 10,000이며, 바람직하게는 1,000 내지 6,000이고, 보다 바람직하게는 1,400 내지 4,000인 것이 좋다. 또한, 폴리비닐알코올계 검화 필름의 경우, 검화도는 용해성의 측면에서 95.0몰% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 99.0몰% 이상인 것이며, 가장 바람직하게는 99.9몰% 이상인 것이 좋다.

편광자의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 통상 5 내지 80㎛일 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 40㎛인 것이 좋다.

편광자의 단체 투과율은 40% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 42 내지 45%인 것이 좋다.

편광자의 흡수축이 서로 90°로 교차하도록 2장을 서로 겹쳐놓은 조건에서 측정된 직교투과율은 낮을수록 좋은데, 바람직하게는 0.030% 이하, 보다 바람직하게는 0.020% 이하인 것이 좋다.

보호필름이 부착된 편광판 상태의 경우, 편광도는 99.993 내지 100%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 99.995 내지 100%인 것이 좋다. 또한, 면내에서의 편광도 차이, 즉 편광자의 중심부분과 가장자리 부분의 편광도 차이는 0.005% 이하 인 것이 편광도의 균일성 면에서 바람직하다.

또한, 편광자는 최대흡수파장이 600㎚ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 600 내지 700㎚인 것이 광학성능 면에서 좋다.

편광자 보호필름으로는 투명도, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성 등에서 우수한 고분자 재료로 된 필름이 사용될 수 있으며, 구체적인 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름; 폴리카보네이트계 필름; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 필름; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌 프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 염화비닐계 필름; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 필름; 이미드계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 술폰계 필름; 폴리에테르에테르케톤계 필름; 황화 폴리페닐렌계 필름; 비닐알코올계 필름; 염화 비닐리덴계 필름; 폴리옥시메틸렌계 필름; 에폭시계 필름 등을 들 수 있다. 또한, 편광자 보호필름은 아릴수지, 우레탄 수지, 아크릴-우레탄 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 등과 같은 열경화 또는 자외선 경화형 수지로부터 형성된 경화층일 수도 있다. 이들 중에서도 편광특성 또는 내구성을 고려하면, 특히 알칼리 등에 의해 검화된 표면을 가진 셀룰로오스계 필름이 일반적으로 사용된다.

편광자 보호필름의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 통상 500㎛ 이하일 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 300㎛, 보다 바람직하게는 5 내지 200㎛인 것이 좋다.

편광자와 편광자 보호필름 및 편광자와 검화 처리된 광학보상시트는 접착제를 이용하여 접합된다. 접착제로는 예를 들어, 이소시아네이트계, 폴리비닐알코올계, 멜라민계, 젤라틴계, 비닐고분자계, 수용성 폴리에스테르계 접착제 등과 같은 수용성 접착제; 또는 우레탄계, 에폭시계, 아크릴계, 실리콘계 등의 열경화 또는 자외선 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 중에서 통상 폴리비닐알코올계 접착제가 사용된다.

상기와 같은 구조의 본 발명의 편광판은 편광자의 한 면에 검화 처리된 광학보상시트가 접착제의 접합에 의해 적층된 구조의 것으로서, 특히 광학보상시트의 편광자와 접합되는 면이 검화 처리에 의해 특정의 수 접촉각을 갖도록 친수화되어 접착제의 적용시 접착력이 향상되어 편광자와 광학보상시트 간의 밀착력이 우수할 뿐만 아니라 액정 이물의 혼입이 방지된 외관 품질이 우수한 편광판이다.

본 발명에 있어서, 편광판의 구조는 특별히 제한되지 않으며 상기 서술한 구조의 광학보상시트 이외에 광학 특성을 만족시킬 수 있는 여러 종류의 광학층이 편광판 내외부에 적층된 것일 수 있다. 예를 들어, 편광자의 한 면 또는 편광자 보호필름 상에 하드코팅층, 반사방지층, 점착방지층, 확산방지층, 눈부심방지층 등의 표면처리층이 적층된 구조; 편광자의 한 면 또는 편광자 보호필름 상에 시야각을 보상하는 배향액정층 또는 상기 서술한 기능 이외의 다른 기능성 막이 적층된 구조를 가지는 것일 수 있다. 또한, 각종 디스플레이 장치를 형성하는데 이용되는 편광 변환장치와 같은 광학막, 리플렉터, 반투과판, 1/2 파장판 또는 1/4 파장판 등의 파장판(λ판 포함)을 포함하는 위상차판, 시야각 보상막, 휘도향상막 중의 하나 이상이 광학층으로 적층된 구조일 수도 있다.

이와 같은 편광판은 액정표시장치에 적용될 수 있으며, 이외에도 전계발광 표시장치, 플라즈마 디스플레이, 전계방출 디스플레이 등의 각종 디스플레이 장치에 적용 가능하다.

본 발명에 있어서, 디스플레이 장치는 본 발명의 기술분야에서 당업자에게 잘 알려져 있는 것이므로 각 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

실시예 1

(1)검화처리

물 용매하에서 KOH의 농도가 30중량%인 검화액을 제조하였다. 검화액의 온도를 45℃로 유지하면서 광학보상시트(Fujitac TD80UF, Fuji Photo Film Co., Ltd.)를 검화액에 20초 동안 침지시켰다.

검화가 완료된 후 광학보상시트를 25℃ 온도의 물에 침지시켜 세정하고, 80 ℃에서 60초 동안 열풍 건조하였다.

(2)편광판의 제조

폴리비닐알코올계 편광자의 일면에는 트리아세틸셀룰로오스 필름 다른 면에는 상기 검화 처리된 광학보상시트의 투명기재필름 면을 접합하여 편광판을 제조하였다.

(3) 액정 표시장치의 제조

시판되는 TN 모드 액정 표시장치 (LTM220M1-L01(삼성전자))으로부터 상판 및 하판의 편광판을 제거하였다. 상기 제조된 편광판의 광학보상시트가 액정셀쪽에 배치되도록 각각 상판 및 하판 편광판을 적층하였다. 이때, 상판과 하판의 편광자는 수직이 되도록 구성하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1)검화처리 시 검화액의 온도를 50℃로 유지하였다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1)검화처리 시 검화액의 온도를 55℃로 유지하였다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1)검화처리 공정을 수행하지 않았다.

비교예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1)검화처리 시 검화액의 온도를 40℃로 유지하였다.

비교예 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1)검화처리 시 검화액의 온도를 60℃로 유지하였다.

비교예 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1)검화처리 시 검화액의 온도를 50℃, 침지시간을 10sec로 유지하였다.

비교예 5

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1)검화처리 시 검화액의 온도를 50℃, 침지시간을 40sec로 유지하였다.

비교예 6

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1)검화처리 시 KOH의 농도가 20중량% 인 검화액을 사용하고, 검화액의 온도는 50℃, 침지시간을 20sec로 로 유지하였다.

비교예 7

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, (1)검화처리 시 KOH의 농도가 40중량%인 검화액을 사용하고, 검화액의 온도는 50℃, 침지시간을 40sec로 로 유지하였다.

시험예

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 광학보상시트, 이를 적용한 편광판 및 액정표시장치의 특성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

(1)검화 정도의 평가

광학보상시트의 검화정도는 수 접촉각의 측정으로 평가된다.

수 접촉각 측정은 검화처리, 세정 및 건조된 광학보상시트를 25℃ 온도 및 60% 습도의 조건 하에서 3시간 동안 방치한다. 이후에 접촉각 측정기(CA-A, KYOWA INTERFACE SCIENCE CO., LTD.)를 사용하여 측정한다.

(2)밀착성의 측정 방법

밀착성은 검화된 광학보상시트를 포함하는 편광판의 내습열 특성 및 내열 특성 관찰로 평가한다.

제조된 편광판을 90㎜(가로)×170㎜(세로)의 크기로 재단하여 샘플을 제조하 고, 이를 110㎜(가로)×190㎜(세로)×0.7㎜(두께)인 유리기판에 부착시켜 시편을 제조하였다. 이때 가해진 압력은 약 5Kg/㎠이고 기포 또는 이물 등이 발생하지 않도록 크린 룸(clean room)에서 작업을 진행한다.

시편의 내습열 특성은 60℃의 온도 및 90%의 상대습도 조건하에서 1000 시간 동안 방치시킨 후에, 기포 및/또는 박리 발생 여부를 관찰하였다. 시편의 내열 특성은 시편을 80℃의 온도에서 1000 시간 동안 방치시킨 후에, 기포 및/또는 박리 발생 여부를 관찰하여 평가하였다. 상기 측정은 측정 직전에 시편을 상온에서 24 시간 동안 방치한 후에 실시하였으며, 이와 같은 방법으로 평가한 편광판의 밀착성 평가기준은 다음과 같다.

○: 기포나 박리현상 없음

△: 기포나 박리현상 약간 발생

×: 기포나 박리현상 다량 발생

(3)두께방향 위상차값(Rth)의 측정

광학보상시트의 두께방향 위상차값(Rth)은 두께 방향의 복굴절률과 필름의 두께의 곱으로, 입사 광선을 필름 표면 상에 사선으로 적용한 측정방법에 의해 측정되며, Axoscan(Axometric사)을 사용하여 데이터를 얻었다.

(4)시야각 평가

검화된 광학보상시트를 포함하는 편광판이 상판 및 하판에 적층된 액정표시장치의 명암비(CONTRAST RATIO)를 EZ-CONTRAST X88(ELDIM, France)로 측정하였다. 시각의 방향은 방위각(액정표시장치 화면표시면측의 편광자 흡수축 방향을 기준)θ =0°, 입사각(액정표시장치 화면표시면측에 수직한 방향을 기준)Φ=80°이다.

구분	검화조건			수 접촉각 (°)	밀착성	Rth (㎜)	시야각 (CR)
구분	온도 (℃)	침지시간 (sec)	KOH함량 (중량%)	수 접촉각 (°)	밀착성	Rth (㎜)	시야각 (CR)
실시예 1	45	20	30	29.9	○	137.0	17.7
실시예 2	50	20	30	29.4	○	136.2	15.5
실시예 3	55	20	30	27.4	○	135.9	13.6
비교예 1	-	-	-	55.0	×	137.4	21.2
비교예 2	40	20	30	31.8	△	137.2	19.5
비교예 3	60	20	30	26.1	○	135.5	9.8
비교예 4	50	10	30	32.1	△	137.1	19.1
비교예 5	50	40	30	24.2	○	133.8	9.5
비교예 6	50	20	20	33.2	△	137.2	19.5
비교예 7	50	40	40	26.1	○	134.8	9.9

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 수 접촉각을 제어하여 검화 처리한 광학보상시트인 실시예 1 내지 3은 비교예 1 내지 7과 비교하여 편광자와의 밀착성이 우수하고 및 두께방향 위상차값의 변화가 최소화되어 이를 적용한 액정표시장치의 경사면(θ=0°, Φ=80)에서의 명암비가 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명에 따라 검화된 광학보상시트는 수 접촉각이 27°내지 31°일 때 광학보상시트와 편광자간의 우수한 밀착성을 갖도록 하는 본연의 목적을 달성할 뿐 아니라 광학이방성층의 손상 및 박리를 최소화시켜 이를 적용한 액정표시장치의 시야각 보상 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있음을 확인할 수 있다.

Claims

투명기재필름 상에 액정 분자에 의한 광학이방성층이 형성된 광학보상시트를 투명기재필름의 수 접촉각이 27 내지 31°가 되도록 하는 광학보상시트의 검화 방법.
청구항 1에 있어서, 광학보상시트는 투명기재필름 상에 광학이방성층을 형성시키기 위한 배향층을 포함하는 것인 광학보상시트의 검화 방법.
청구항 1에 있어서, 투명기재필름의 수 접촉각이 29 내지 30°가 되도록 하는 광학보상시트의 검화 방법.
청구항 1에 있어서, 투명기재필름은 셀롤로오스에스테르계 필름인 광학보상시트의 검화 방법.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 따라 검화된 광학보상시트를 포함하는 편 광판.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 따라 검화된 광학보상시트를 포함하는 디스플레이 장치.