KR20110074208A

KR20110074208A - 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치

Info

Publication number: KR20110074208A
Application number: KR1020090131114A
Authority: KR
Inventors: 김봉춘; 이승희
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2011-06-30
Also published as: KR101682539B1

Abstract

본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제1보호필름, 편광 감쇠층, 편광자, 제2보호필름 및 점착제층의 순으로 적층되고, 제1보호필름은 정면 위상차값(Ro)이 300nm 이상, 굴절률비(NZ)가 NZ>1 또는 NZ<0인 편광판으로써, 이를 액정 표시장치의 상판 편광판으로 적용할 때 저가형의 고위상차를 갖는 제1보호필름을 사용하므로 가격 경쟁력이 우수할 뿐만 아니라 상기 제1보호필름으로 인한 무지개 얼룩 발생을 억제하여 화상의 품질유지(시야각 확보 등)가 가능한 효과가 있다.

고위상차, 무지개 얼룩

Description

편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 {POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL COMPRISING THE SAME DISPLAY}

본 발명은 저가형의 고위상차를 갖는 보호필름의 사용으로 인한 무지개 얼룩 발생을 억제하여 화상의 품질유지(시야각 확보 등)가 가능하고 가격 경쟁력이 우수한 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치(liquid crystal display; LCD)는 평판디스플레이 중 현재 시장점유율이 가장 높으며 화상표시장치 중 가장 많이 보급되어 있는 음극선관(cathode-ray tube, CRT)를 대체할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

액정표시장치는 초기 개발단계에의 여러 가지 기술적인 단점을 많이 개선하였으며, 현재 가격 경쟁력을 높여 시장 점유율을 확대하고자 하는 노력을 하고 있다. 이에 액정표시장치를 구성하는 핵심부품인 편광판에 대해서도 시도되고 있다.

편광판의 가격 경쟁력을 향상시키는 대표적인 방법이 저렴한 가격의 편광자 보호필름을 사용하는 것이다.

편광자 보호필름은 기계적으로 약한 편광자를 보호하기 위한 것이 주된 목적이다. 최근 편광자의 액정판넬 측면에 적층되는 보호필름의 경우 연신을 통해 적절한 위상차를 부여하여 시야각 보상 기능이 추가되었다. 편광자에서 액정판넬 타방측에 적층된 보호필름의 경우 위상차값이 광학특성에 영향을 미치지 않는다는 것이 당 분야의 엔지니어들에게 일반적인 인식이다.

이러한 보호필름은 대표적으로 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등이 사용된다. 트리아세틸셀룰로오스(TAC)은 통상 캐스팅 공법으로 제조되며 솔벤트가 휘발되면서 네가티브 C 플레이트가 된다. 이러한 트리아세틸셀룰로오스(TAC)는 일반적인 플라스틱 필름에 비해 가격이 월등히 높다.

이에 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 대신에 단가가 낮은 필름을 보호필름으로 대체 사용하고자 하는 시도가 진행되고 있다.

그러나 이러한 저가의 플라스틱 필름은 대체적으로 수율을 높이기 위해 고배율로 연신되어 있어 위상차가 크다. 이를 적층한 액정표시장치는 무지개 얼룩이 발생하여 화상 품질이 저하되는 단점이 있다.

또한, 고배율로 연신된 필름의 사용으로 인한 무지개 얼룩의 발생을 억제하기 위하여 확산제를 고배율로 연신된 필름의 표면에 처리하거나, 고배율로 연신된 필름 속에 첨가하는 방법이 제시되었다. 그러나 이의 경우도 화상의 품질을 악화시키는 문제가 있다.

본 발명은 제1보호필름, 편광 감쇠층, 편광자, 제2보호필름 및 점착제층의 순으로 적층되고, 제1보호필름은 정면 위상차값(Ro)이 300nm 이상, 굴절률비(NZ)가 NZ>1 또는 NZ<0인 편광판을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 상기 편광판을 상판 편광판으로 포함하는 액정표시장치를 제공하고자 한다.

1. 제1보호필름, 편광 감쇠층, 편광자, 제2보호필름 및 점착제층의 순으로 적층되고, 제1보호필름은 정면 위상차값(Ro)이 300nm 이상, 굴절률비(NZ)가 NZ>1 또는 NZ<0인 편광판.

2. 위 1에 있어서, 편광 감쇠층은 편광자와 제1보호필름을 접합하기 위한 접착제를 포함하는 편광판.

3. 위 1에 있어서, 편광자와 제2보호필름 사이에 접착제층이 형성되어 있는 편광판.

4. 위 1에 있어서, 제2보호필름은 위상차 보상 기능을 갖는 것인 편광판.

5. 위 1에 있어서, 편광 감쇠층은 굴절률 이방성이 0.05 이상인 물질로 이루어진 편광판.

6. 위 5에 있어서, 굴절률 이방성이 0.05 이상인 물질은 반응성 액정 단량체 인 편광판.

7. 위 1에 있어서, 편광 감쇠층은 헤이즈(Haze)가 50% 이내인 편광판.

8. 위 1에 있어서, 편광 감쇠층은 완전편광(DOP 100%)을 DOP(Degree of Polarization) 50% 이하로 낮추는 것인 편광판.

9. 위 1에 있어서, 제1보호필름은 시클로올레핀폴리머(COP), 시클로올레핀코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 군에서 선택되는 것인 편광판.

10. 위 1 내지 9 중 어느 한 항의 편광판을 상판 편광판으로 포함하는 액정표시장치.

11. 위 10에 있어서, 하판 편광판은 편광 감쇠층, 제1보호필름, 편광자, 제2보호필름 및 점착제층의 순으로 적층되고, 제1보호필름은 정면 위상차값(Ro)이 300 nm 이상, 굴절률비(NZ)가 NZ>1 또는 NZ<0인 액정표시장치.

12. 위 11에 있어서, 편광자와 제1보호필름 사이에, 편광자와 제2보호필름 사이에 각각 접착제층이 형성되어 있는 액정표시장치.

13. 위 11에 있어서, 제2보호필름은 위상차 보상 기능을 갖는 것인 액정표시장치.

14. 위 11에 있어서, 편광 감쇠층은 굴절률 이방성이 0.05 이상인 물질로 이루어진 액정표시장치.

15. 위 14에 있어서, 굴절률 이방성이 0.05 이상인 물질은 반응성 액정 단량 체인 액정표시장치.

16. 위 11에 있어서, 편광 감쇠층은 헤이즈(Haze)가 50% 이내인 액정표시장치.

17. 위 11에 있어서, 편광 감쇠층은 완전편광(DOP 100%)을 DOP(Degree of Polarization) 50% 이하로 낮추는 것인 액정표시장치.

18. 위 11에 있어서, 제1보호필름은 시클로올레핀폴리머(COP), 시클로올레핀코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 군에서 선택되는 것인 액정표시장치.

19. 위 10에 있어서, 백라이트는 편광 백라이트인 액정표시장치.

본 발명의 편광판은 액정 표시장치의 상판 편광판으로 사용할 때, 저가형의 고위상차를 갖는 보호필름을 사용하여 가격 경쟁력이 우수할 뿐만 아니라 상기 고위상차를 갖는 보호필름으로 인한 무지개 얼룩 발생을 억제하여 화상의 품질유지(시야각 확보 등)가 가능한 효과가 있다.

본 발명은 고위상차를 갖는 보호필름의 사용으로 인한 무지개 얼룩 발생을 억제한 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

무지개 얼룩은 편광이 위상차층을 통화할 때 입사각에 따라 위상차값이 많이 변하고, 파장에 따라 위상차값의 차이가 커서 발생되는 현상이다.

고위상차 필름은 통상 고배율 연신에 의해 제조되므로, 위상차값이 크고 입사각에 따른 위상차값의 변화가 크므로 편광이 통과되면 무지개 얼룩이 발생되는 것이다. 더욱이 대부분의 필름이 정파장 분산성을 가지므로 파장에 따른 위상차값의 변화는 더욱 크게 된다.

즉 무지개 얼룩은 편광에 의해 발생되는 것이므로 위상차층을 통과하기 전에 광의 상태를 자연광으로 변화시키면 무지개 얼룩이 발생되지 않는다.

본 발명은 고위상차 필름을 편광판의 보호필름으로 적용하고, 편광된 광을 편광 감쇠층에서 자연광으로 변화시켜 보호필름을 통과시킴으로써 무지개 얼룩 발생을 억제한 것이다.

이하 본 발명의 편광판을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 편광판은 제1보호필름, 편광 감쇠층, 편광자, 제2보호필름 및 점착제층의 순으로 적층된다.

제1 보호필름은 정면 위상차값(Ro)이 300nm 이상, 굴절률비(NZ)가 NZ>1 또는 NZ<0이다.

통상 연신 공정으로 필름을 제조하는 경우 연신이 많이 진행될수록 위상차값은 커지고 필름의 단위 면적당 제조 단가는 낮아진다. 종래의 대표적인 보호필름인 트리아세틸셀룰로오스(TAC)는 연신을 하지 않으면 정면 위상차값(Ro)이 10nm이하이 고, 두께방향 위상차값(Rth)이 30 내지 50nm의 광학특성이 나온다. 이러한 광학특성은 우리가 흔히 볼 수 있는 일반적인 플라스틱필름 보다 현저하게 낮은 위상차를 가지고 있다.

본 발명은 종래와 같이 보호필름의 위상차값에 한정하지 않고 당 분야에서 필름으로 사용되는 것을 적용하고자 하는 것으로 상기 정면 위상차값(Ro)이 300nm 이상, 굴절률비(NZ)가 NZ>1 또는 NZ<0인 필름은 고배율로 연신되어 단위 면적당 제품단가가 낮은 필름의 일반적인 광학물성이다.

제1보호필름은 시클로올레핀폴리머(COP), 시클로올레핀코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.

편광 감쇠층은 편광자를 통과한 편광된 광을 자연광으로 변화시키는 역할을 한다. 빛이 편광된 정도는 하기 수학식 1에 따른 DOP(Degree Of Polarization)으로 표현할 수 있으며 100%의 빛은 완전편광, 0%의 빛은 자연광이라 한다. 본 발명에 따른 편광 감쇠층을 통과하여도 DOP 0%가 되지 않는 이상 무지개 얼룩은 발생된다.

DOP=(S1²+S2²+S3²)^0.5/S0

(이때, S0, S1, S2, S3는 스토크 파라메타(Stokes Parameter)임)

본 발명은 편광 감쇠층을 적용하고 DOP 편광의 빛을 DOP 50% 이하의 편광으 로 만들어 무지개 얼룩의 발생을 감소시키고자 한다.

무지개 얼룩의 인식은 시감에 의한 것으로 그 정도를 정량화하는 것은 어려운 일이다. 다만, DOP가 0%에 가까울수록 무지개 얼룩의 발생 정도를 현저히 감소시킬 수 있으므로 본 발명은 DOP를 50% 이하로 낮출 수 있도록 하여 종래 편광 감쇠층을 적용하지 않은 것에 비해 무지개 얼룩 발생의 정도를 개선한다.

또한, 편광 감쇠층은 무지개 얼룩의 발생을 개선하기 위하여 헤이즈(Haze)가 50% 이내가 되도록 한다.

편광 감쇠층은 굴절률 이방성이 0.05 이상인 물질로 이루어지며, 예컨데 반응성 액정 단량체가 바람직하다.

반응성 액정 단량체는 액정성을 발현할 수 있는 메조겐(mesogen)과 중합이 가능한 말단기를 포함하여 액정상을 갖게 되는 단량체 분자를 말한다. 반응성 액정 단량체를 중합하게 되면 액정의 배열된 상을 유지하면서 가교된 고분자 네트워크를 얻을 수 있게 된다. 반응성 액정 단량체 분자는 녹는점으로부터 냉각하게 되면 같은 구조의 액정 고분자를 사용하는 경우보다 액정상에서 상대적으로 낮은 점도에서 보다 잘 배향된 구조를 갖는 대면적의 도메인을 얻을 수 있다.

이와 같이 형성된 대면적의 액정상 가교 네트워크 필름은 액정이 가지는 광학 이방성이나 유전율 등의 특성을 그대로 유지하면서도 고체상의 박막 형태를 가지고 있기 때문에 기계적이나 열적으로 안정하다. 또한 코팅 방식에 의해 광학적으로 비등방성인 박막을 제조할 수 있다.

편광 감쇠층은 편광 감쇠층 용액을 직접 제1보호필름에 코팅한 후 경화시켜 형성한다. 경화 방식은 특별히 한정하지는 않으나, 예컨데 자외선 조사를 사용할 수 있다.

코팅은 편광 감쇠층 용액을 유동 주조법, 및 에어 나이프(air knife), 그라비아(gravure), 리버스 롤(reverse roll), 키스 롤(kiss roll), 스프레이(spray) 또는 블레이드(blade) 등의 도포방법을 이용하여 적당한 전개방식으로 직접 도포하고 건조하여 적층할 수 있다.

자외선 조사는 반응성 액정 단량체 용액이 중합되어 경화될 수 있는 조건하에서 수행된다. 예를 들면 자외선 조사 시 파장(λ_max)은 365±10nm이고, 세기는 35±10mW/cm²이며, 시간은 약 60초 내외에서 수행하는 것이 바람직하다.

편광 감쇠층은 편광자와 제1보호필름을 접합하기 위한 접착제를 포함할 수 있다. 예컨데 종래 접합 시 사용되는 접착제에 굴절률 이방성이 0.05 이상인 물질을 혼합하여 사용할 수 있다.

편광자는 입사하는 자연광을 원하는 단일 편광상태(선편광 상태)로 바꿔주는 역할을 하는 광학필름으로서, 폴리비닐알콜계 수지로 된 필름에 2색성 색소가 흡착 배향된 것을 사용할 수 있다.

편광자를 구성하는 폴리비닐알콜계 수지는 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 제조할 수 있다. 폴리아세트산비닐계 수지의 예로는, 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 이외에, 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐과 공중합 가능한 다른 단량체의 구체적인 예로는, 불포화 카르복시산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지는 변성된 것일 수도 있는데, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지의 비누화도는 통상 85 내지 100몰%, 바람직하게는 98몰% 이상일 수 있다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지의 중합도는 통상 1,000 내지 10,000, 바람직하게는 1,500 내지 5,000이다.

이러한 폴리비닐알코올계 수지를 막으로 형성시켜 편광자로 사용한다. 폴리비닐알코올계 수지의 막 형성 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지된 다양한 방법을 이용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 막 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 10 내지 150㎛일 수 있다.

편광자는 통상 상기와 같은 폴리비닐알코올계 필름을 일축 연신하는 공정, 이색성 색소로 염색하여 흡착시키는 공정, 붕산 수용액으로 처리하는 공정 및 수세와 건조하는 공정을 경유하여 제조된다.

폴리비닐알코올계 필름을 일축 연신하는 공정은 염색 전에 수행, 염색과 동시에 수행 또는 염색 후에 수행될 수 있다. 일축연신이 염색 후에 수행되는 경우에는 붕산 처리 전 또는 붕산 처리 중에 수행될 수도 있다. 물론, 이들 각각이 조합된 복수개의 단계로 일축 연신을 수행하는 것도 가능하다. 일축 연신은 주속이 다른 롤 또는 열 롤을 사용할 수 있으며, 대기 중에서 연신하는 건식 연신일 수도 있고 용매로 팽윤시킨 상태에서 연신하는 습식 연신일 수도 있다. 연신비는 통상 3 내지 8배이다.

연신된 폴리비닐알코올계 필름을 이색성 색소로 염색하는 공정은 예를 들면 이색성 색소를 함유하는 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지하는 방법이 이용될 수 있다. 이색성 색소의 구체적인 예로는 요오드 또는 이색성 유기염료가 이용된다. 또한, 폴리비닐알코올계 필름은 염색 전에 물에 미리 침지하여 팽윤시키는 것이 바람직하다.

이색성 색소로서 요오드를 사용하는 경우에는 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 염색용 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지하여 염색하는 방법을 이용할 수 있다. 통상 염색용 수용액에서의 요오드의 함량은 물(증류수) 100중량부에 대하여 0.01 내지 1중량부이고, 요오드화칼륨의 함량은 물 100중량부에 대하여 0.5 내지 20중량부이다. 염색용 수용액의 온도는 통상 20 내지 40℃이고, 침지시간 예컨대 염색시간은 통상 20 내지 1800초이다.

한편, 이색성 색소로서 이색성 유기염료를 이용하는 경우에는 통상 수용성 이색성 유기염료를 포함하는 염색용 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지하여 염색하는 방법을 이용할 수 있다. 염색용 수용액에서의 이색성 유기 염료의 함량은 물 100중량부에 대하여 통상 1×10^-4 내지 10중량부, 바람직하게는 1×10^-3 내지 1중량부인 것이 좋다. 염색용 수용액은 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 더 함유할 수 있다. 염색용 수용액의 온도는 통상 20 내지 80℃이고, 침지시간 예컨대 염색 시간은 통상 10 내지 1,800초이다.

염색된 폴리비닐알코올계 필름을 붕산 처리하는 공정은 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 수행할 수 있다. 통상 붕산 함유 수용액에서의 붕산의 함량은 물 100중량부에 대하여 2 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부인 것이 좋다. 이색성 색소로서 요오드를 이용한 경우의 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하며, 그 함량은 통상 물 100중량부에 대하여 0.1 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부인 것이 좋다. 붕산 함유 수용액의 온도는 50℃ 이상, 바람직하게는 50 내지 85℃, 보다 바람직하게는 60 내지 80℃인 것이 좋고, 침지시간은 60 내지 1,200초, 바람직하게는 150 내지 600초, 보다 바람직하게는 200 내지 400초인 것이 좋다.

붕산 처리 후 폴리비닐알코올계 필름은 수세 및 건조된다. 수세처리는 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지함으로써 수행할 수 있으며, 수세처리 시 물의 온도는 5 내지 40℃이고, 침지시간은 1 내지 120초이다. 수세 후 건조됨으로써 편광자를 얻을 수 있다. 건조처리는 통상 열풍 건조기나 원적외선 가열기를 이용하여 수행할 수 있으며, 건조처리 온도는 통상 30 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 80℃이고, 건조시간은 통상 60 내지 600초, 바람직하게는 120 내지 600초인 것이 좋다.

편광자의 두께는 5 내지 40㎛일 수 있다.

제2보호필름은 편광자가 기계적으로 약하기 때문에 이를 보호하기 위한 필름이다. 또한, 제2보호필름은 위상차 보상 기능을 가질 수 있다.

제2보호필름은 수지의 종류에 따라 투습도가 다르며, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성 및 등방성 등에 따라 선택하여 사용할 수 있다.

구체적인 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 이루어진 군에서 선택된 필름을 사용할 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 사용할 수도 있다.

제2보호필름 중 상기 열가소성 수지의 함량은 50 내지 100중량%, 바람직하게는 50 내지 99중량%, 보다 바람직하게는 60 내지 98중량%, 가장 바람직하게는 70 내지 97중량%인 것이 좋다. 함량이 50중량% 미만인 경우에는 열가소성 수지가 가지고 있는 본래의 고투명성을 충분히 발현하지 못할 수 있다.

제1 및 제2보호필름의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 너무 얇으면 강도 및 가공성이 저하되고, 너무 두꺼우면 투명성이 저하되거나 편광자에 적층한 후 경화시간이 길어지는 문제가 있다. 보호필름의 두께는 각각 5 내지 200㎛, 바람직하게는 10 내지 150㎛, 보다 바람직하게는 20 내지 100㎛인 것이 좋다.

편광자와 제1보호필름 사이 및 편광자와 제2보호필름 사이에 접착제층이 형성된다. 예컨데 접착제층은 수계접착제를 사용할 수 있다.

수계 접착제는 편광자와 보호필름을 충분히 접합할 수 있고 광학적 투시도가 우수하며 경시적인 황변 등의 변화가 없는 것이면 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 폴리비닐알콜계 수지와 가교제를 함유한 접착제 조성물을 들 수 있다.

접착제 조성물에 함유되는 폴리비닐알콜계 수지로는 폴리비닐알콜 수지 또는 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알콜 수지를 들 수 있으며, 이들 중에서 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알콜 수지는 반응성이 높은 관능기를 갖는 폴리비닐알콜계 접착제로서 편광판의 내구성이 향상된다는 점에서 바람직하다.

또한, 보호필름과 접합되는 편광자의 표면에는 접착성을 높이기 위해, 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리 또는 비누화 처리 등과 같은 표면 처리를 적절히 수행할 수 있다.

편광자에 보호필름을 접착제로 접합하는 방법은 당 분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법을 이용할 수 있으며, 예를 들면 유연법, 와이어바 코팅법, 그라비 아 코팅법, 다이 코팅법 또는 분무법 등에 의해 편광자, 보호필름 또는 이들 모두의 접합면에 접착제를 도포하고 이들을 접합시키는 방법을 들 수 있다. 여기서, 유연법이란 피도포물인 편광자 또는 보호필름을 대략 수직 방향, 대략 수평 방향, 또는 양자 간의 경사 방향으로 이동시키면서, 상기 피도포물의 표면에 접착제를 유하하여 확포(擴布)시키는 방법이다. 접착제를 도포한 후, 편광자와 보호필름을 접합롤 등에 끼워 접합시킨다.

점착제층은 액정셀과 접합하기 위한 층으로서, 점착제 수지와 가교제를 함유하는, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 점착제 조성물로 형성될 수 있다.

점착제 조성물에 포함되는 점착제 수지는 아크릴계, 실리콘계, 고무계, 우레탄계, 폴리에스테르계 또는 에폭시계 공중합체 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계 공중합체를 사용하는 것이다. 또한, 점착제 조성물은 알칼리금속염, 이온화합물, 전도성고분자, 금속산화물, CNT 등의 공지의 대전방지제를 포함할 수도 있다. 이중에서 이온화합물을 포함하는 것이 보다 바람직하다.

점착제층을 편광판에 적층하는 방법에 있어서도, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 편광자 보호필름에 형성된 대전방지 코팅층 상에 점착제 조성물을 상기 대전방지 코팅액 조성물의 도포방법에서와 동일한 방법을 이용하여 도포하고 건조하여 적층할 수 있다. 또한, 실리콘 코팅된 이형필름 상에 상기와 동일한 도포방법으로 점착제층을 형성하여 점착제 시트를 제조한 후, 이를 롤 압착장치를 이용하여 편광자 보호필름에 형성된 대전방지 코팅층 상에 적층할 수도 있다. 이때, 점착제 조성물에 가교제로서 자외선 경화형 화합물이 포함되는 경우에는 점착제 조성물을 도포한 후 또는 롤 압착장치를 이용하여 적층한 후에 자외선을 조사하는 것이 바람직하다.

점착제층의 두께는 그 점착력에 따라 조절될 수 있으며, 통상 3 내지 100㎛인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 내지 100㎛인 것이 좋다.

본 발명의 액정표시장치는 상기 편광판이 상판에 구비되며 구체적으로 액정셀의 상판에 상기 판광판의 점착제층이 접합된 액정 패널을 포함한다.

하판 편광판은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 편광자의 양면에 보호필름이 접합된 형태를 사용할 수 있다.

예컨데, 하판 편광판의 백라이트측의 보호필름은 상기 제1보호필름을 적용할 수 있다.

예컨데, 편광 백라이트인 경우에는 편광 감쇠층, 제1보호필름, 편광자, 제2보호필름 및 점착제층의 순으로 적층된 하판 편광판을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 액정표시장치에서 발생되는 무지개 얼룩 무늬의 방향은 횡연신 공정을 통해 제조된 보호필름이 적층된 경우 편광자의 투과축과 일치한다. 예컨데 하판 편광판의 투과축이 수평방향, 상판 편광판의 투과축이 수직 방향일 경우 가로줄 얼룩은 하판 편광판의 구성에 의해 발생되며, 세로줄 얼룩은 상판 편광판의 구성에 의해 발생된다. 따라서, 상판 및 하판의 구성에 제1보호필름을 각각 사용하는 경우에는 제1보호필름 이전에 편광 감쇠층을 구비하는 것이 바람직하다.

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

본 발명에 따른 각 광학필름과 액정셀 및 백라이트 등의 실측데이터를 하기 도 2에 나타난 바와 같은 구조로 TECH WIZ LCD 1D(사나이시스템, KOREA) 상에 적층하였다. TECH WIZ LCD 1D 상에 40인치 SPVA(삼성전자)모드 액정표시장치의 액정셀 파라메터화하여 적층하였다.

액정표시장치는 편광성분이 없는 무편광 백라이트, 하판 편광판 SPVA모드 액정셀 및 상판 편광판으로 구성하였다.

상판 편광판은 제1보호필름, 편광 감쇠층(접착제층 포함), 편광자, 제2보호필름, 접착제층 및 점착제층의 순으로 적층되고, 하판 편광판은 제1보호필름, 접착제층, 편광자, 접착제층, 제2보호필름 및 점착제층의 순으로 적층되었다.

편광자는 PVA에 연신과 염색을 통해 편광자 기능을 부여하고 백라이트측 편광자의 흡수축은 시인측에서 봤을 때 수직방향으로 적층하고, 시인측 편광자의 흡수축은 수평방향으로 배치하였다.

이러한 편광자의 편광 성능은 370 내지 780nm 가시광선 영역에서 시감도 편광도 99.9% 이상, 시감도 단체투과율 41% 이상이었다. 시감도 편광도와 시감도 단 체투과율은 파장에 따른 투과축의 투과율을 TD(λ), 파장에 따른 흡수축의 투과율을 MD(λ), JIS Z 8701:1999에 정의된 시감도 보정치를

라고 할 때 하기 수학식 2 내지 6에 의해 정의된다.

상판 및 하판의 제1보호필름은 광원 589nm에서 정면 위상차값(Ro)가 2000nm 이고, 두께방향 위상차값(Rth)이 5000nm이며, 굴절률비(NZ)가 3인 것을 적층하였다. 제1보호필름은 각각 인접한 편광자의 흡수축과 지상축의 방향이 수직이 되도록 적층하였다.

상판 및 하판의 제2보호필름은 각각 위상차 보상 기능을 갖는 보호필름으로 광원 589nm에서 정면 위상차값(Ro)이 50nm이고, 두께방향 위상차값(Rth)이 125nm, 굴절률비(NZ)가 3인 것을 적층하였다. 제2보호필름은 인접한 편광자의 흡수축과 지상축의 방향이 수직이 되도록 적층하였다.

편광 감쇠층은 상판 편광판의 편광자와 제1보호필름을 접착하기 위한 아크릴계 접착제층에 반응성 액정 단량체 용액(Merck사, RMS03-013)을 포함하도록 하였다. 제조된 액정표시장치에서 편광 감쇠층의 DOP(Degree of Polarization)는 0%, 헤이즈(haze)가 0%가 되도록 접착제층에 함유하였다.

상판 편광자와 제2보호필름 사이, 하판 편광자와 각각의 제1 및 제2보호필름 사이에는 아크릴계 접착제층을 형성하였다.

점착제층은 아크릴계 공중합체를 사용하여 형성하였다.

도 3은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 편광 백라이트를 사용하고, 하판 편광판으로 편광 감쇠층, 제1보호필름, 편광자, 제2보호필름 및 점착제층의 순으로 적 층된 도 4의 액정표시장치를 제조하였다.

편광 감쇠층은 반응성 액정 단량체 용액(Merck사, RMS03-013)을 사용하여 형성하였다.

도 5는 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 제1보호필름은 광원 589nm에서 정면 위상차값(Ro)가 500nm이고, 두께방향 위상차값(Rth)이 500nm이며, 굴절률비(NZ)가 1.5인 것을 적층하였다. 제1보호필름은 각각 인접한 편광자의 흡수축과 지상축의 방향이 수직이 되도록 적층하였다.

도 6은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 4

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 제1보호필름은 광원 589nm에서 정면 위상차값(Ro)가 1000nm이고, 두께방향 위상차값(Rth)이 2000nm이며, 굴절률비(NZ)가 2.5인 것을 적층하였다. 제1보호필름은 각각 인접한 편광자의 흡수축과 지상축의 방향이 수직이 되도록 적층하였다.

도 7은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

실시예 5

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상판 및 하판의 제1보호필름은 광원 589nm에서 정면 위상차값(Ro)가 2000nm이고, 두께방향 위상차값(Rth)이 -5000nm이며, 굴절률비(NZ)가 -2인 것을 적층하였다. 상기 제1보호필름은 음의 복굴절 특성을 가지는 필름을 횡연신하여 제조한 것이며, 인접한 편광자의 흡수축과 지상축의 방향이 수직이 되도록 적층하였다.

도 8은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 무지개 얼룩이 전혀 발생하지 않았음을 확인할 수 있었다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상판 편광판의 편광 감쇠층을 제외하고, 편광자와 제1보호필름 사이에 접착제층이 구성된 액정표시장치를 제조하였다.

도 9는 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 세로 방향으로 다수의 무지개 얼룩이 발생하였음을 확인할 수 있었다.

비교예 2

상기 실시예 2와 동일하게 실시하되, 상판 편광판 및 하판 편광판의 편광 감 쇠층을 제외하고 액정표시장치를 제조하였다. 상판 편광판의 편광자와 제1보호필름 사이에 접착제층을 구성하였고, 하판 편광판은 편광 백라이트와 제1보호필름 사이의 편광 감쇠층은 제외하였다.

도 10은 상기 액정표시장치의 액정셀에 전압을 인가하여 전 방향으로 무지개 얼룩을 계산한 결과로, 세로 방향 및 가로 방향으로 무지개 얼룩이 발생하였음을 확인할 수 있었다.

특히 편광 백라이트의 사용으로 가로방향의 얼룩이 강하게 나타나고 있음을 알 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 편광판의 수직 단면도를 나타낸 것이고,

도 2는 본 발명에 따른 실시예 1의 액정표시장치의 구조를 나타낸 것이고,

도 3은 본 발명에 따른 실시예 1의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,

도 4는 본 발명에 따른 실시예 2의 액정표시장치의 구조를 나타낸 것이고,

도 5는 본 발명에 따른 실시예 2의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,

도 6은 본 발명에 따른 실시예 3의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,

도 7은 본 발명에 따른 실시예 4의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,

도 8은 본 발명에 따른 실시예 4의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,

도 9는 비교예 1의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이고,

도 10은 비교예 2의 액정표시장치의 전압 인가 시 전방위 투과 특성을 나타낸 것이다.

Claims

제1보호필름, 편광 감쇠층, 편광자, 제2보호필름 및 점착제층의 순으로 적층되고, 제1보호필름은 정면 위상차값(Ro)이 300nm 이상, 굴절률비(NZ)가 NZ>1 또는 NZ<0인 편광판.
청구항 1에 있어서, 편광 감쇠층은 편광자와 제1보호필름을 접합하기 위한 접착제를 포함하는 편광판.
청구항 1에 있어서, 편광자와 제2보호필름 사이에 접착제층이 형성되어 있는 편광판.
청구항 1에 있어서, 제2보호필름은 위상차 보상 기능을 갖는 것인 편광판.
청구항 1에 있어서, 편광 감쇠층은 굴절률 이방성이 0.05 이상인 물질로 이루어진 편광판.
청구항 5에 있어서, 굴절률 이방성이 0.05 이상인 물질은 반응성 액정 단량체인 편광판.
청구항 1에 있어서, 편광 감쇠층은 헤이즈(Haze)가 50% 이내인 편광판.
청구항 1에 있어서, 편광 감쇠층은 완전편광(DOP 100%)을 DOP(Degree of Polarization) 50% 이하로 낮추는 것인 편광판.
청구항 1에 있어서, 제1보호필름은 시클로올레핀폴리머(COP), 시클로올레핀코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 군에서 선택되는 것인 편광판.
청구항 1 내지 9 중 어느 한 항의 편광판을 상판 편광판으로 포함하는 액정 표시장치.
청구항 10에 있어서, 하판 편광판은 편광 감쇠층, 제1보호필름, 편광자, 제2보호필름 및 점착제층의 순으로 적층되고, 제1보호필름은 정면 위상차값(Ro)이 300 nm 이상, 굴절률비(NZ)가 NZ>1 또는 NZ<0인 액정표시장치.
청구항 11에 있어서, 편광자와 제1보호필름 사이에, 편광자와 제2보호필름 사이에 각각 접착제층이 형성되어 있는 액정표시장치.
청구항 11에 있어서, 제2보호필름은 위상차 보상 기능을 갖는 것인 액정표시장치.
청구항 11에 있어서, 편광 감쇠층은 굴절률 이방성이 0.05 이상인 물질로 이루어진 액정표시장치.
청구항 14에 있어서, 굴절률 이방성이 0.05 이상인 물질은 반응성 액정 단량체인 액정표시장치.
청구항 11에 있어서, 편광 감쇠층은 헤이즈(Haze)가 50% 이내인 액정표시장치.
청구항 11에 있어서, 편광 감쇠층은 완전편광(DOP 100%)을 DOP(Degree of Polarization) 50% 이하로 낮추는 것인 액정표시장치.
청구항 11에 있어서, 제1보호필름은 시클로올레핀폴리머(COP), 시클로올레핀코폴리머(COC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리카보네이트(PC), 폴리술폰(PSF) 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 이루어진 군에서 선택되는 것인 액정표시장치.
청구항 10에 있어서, 백라이트는 편광 백라이트인 액정표시장치.