KR20150013046A - 고휘도 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 편광자; 및 상기 편광자의 일면에 배치되는 보호 필름을 포함하는 고휘도 편광판이며, 상기 보호 필름은 백라이트 유닛에 대면되도록 배치되고, 편광자와 대면하는 면의 반대면에 저굴절 고분자 수지 및 중공 미립자를 포함하는 프라이머층이 형성된 것인 고휘도 편광판 및 상기 고휘도 편광판을 하부 편광판으로 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.

Description

고휘도 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치{HIGH BRIGHTNESS POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE COMPRIZING THE SAME}
본 발명은 고휘도 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 안티블로킹성이 우수하며, 액정표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있는 고휘도 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
최근, 액정표시장치는 휴대전화나 휴대용 소형 전자 기기로부터, 개인용 컴퓨터나 텔레비전 등의 대형 전자 기기에 이르기까지 널리 사용되고 있으며, 그 용도는 점점 확대되고 있다. 이러한 액정표시장치는 자체 발광형의 소자가 아니기 때문에 통상적으로 액정 셀 하부측에 구비되는 하부 편광판의 이면에 백라이트 유닛 등의 광원을 위치시키고, 상기 광원으로부터 출사되는 광을 액정 셀에 투과시켜 영상을 표시한다.
한편, 액정표시장치는 휘도가 높을수록 밝은 영상을 구현할 수 있으며, 화이트 상태의 휘도가 높을수록 명암비가 높아져 선명한 영상을 구현할 수 있는바, 액정표시장치의 휘도 향상을 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다.
이와 관련하여, 종래에는 액정표시장치의 휘도 향상을 위한 방법으로 편광자의 요오드 농도를 낮추는 방법이 제안 되었으나, 편광자의 요오드 농도를 낮추는 방법으로 휘도를 올리는 경우 편광도가 낮아진다는 문제점이 있다. 또한, 하부 편광판의 외각에 반사형 편광판을 구비하여 백라이트 유닛에서 출사되는 빛 중 하부 편광판에서 불필요한 편광상태의 빛을 선택적으로 반사시켜 백라이트 유닛의 반사판에서의 재반사를 통해 빛의 활용도를 높이는 기술들이 제안 되었으나, 상기 반사형 편광판을 활용하는 방식은 추가의 공정 및 고가의 재료가 들어가야 하는 단점이 있다.
한편, 일반적으로 액정표시장치의 하부 편광판과 백라이트 유닛 사이에는 에어 갭(air gap)이 존재하는데, 상기 에어 갭과 하부 편광판 사이의 굴절율 차이로 인해 광 반사가 발생하게 되고, 이러한 반사로 인하여 백라이트 유닛으로부터 출사되는 빛 중 하부 편광판에 입사되는 광량이 줄어들게 되어 휘도가 하락하게 된다. 그러나 현재까지 제안된 상기의 휘도 향상 방법들은 빛의 활용도를 높이는 것일 뿐 이러한 에어 갭(air gap)으로 인한 휘도 저하를 방지하지는 못했다.
따라서, 하부 편광판과 백라이트 유닛 사이의 에어 갭(air gap)으로 인한 휘도 저하를 방지하여, 액정표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있는 새로운 기술이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 안티블로킹성이 우수할 뿐 아니라, 간단한 방법으로 하부 편광판과 백라이트 유닛 사이의 에어 갭(air gap)으로 인한 휘도 저하를 방지하여 휘도를 향상시킬 수 있는 고휘도 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하고자 한다.
한편, 본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 과제는 본 명세서의 내용 전반으로부터 이해될 수 있을 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 부가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
일 측면에서, 본 발명은 편광자; 및 상기 편광자의 일면에 배치되는 보호 필름을 포함하며, 이때 상기 보호 필름은 백라이트 유닛에 대면되도록 배치되고, 또한 편광자와 대면하는 면의 반대면에 저굴절 고분자 수지 및 중공 미립자를 포함하는 프라이머층이 형성된 것인 고휘도 편광판을 제공한다.
이때, 상기 고휘도 편광판은 액정표시장치의 하부 편광판인 것이 바람직하다.
한편, 상기 프라이머층은 굴절률이 1.48 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 프라이머층은 정마찰계수가 0.8 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 프라이머층은 동마찰계수가 0.8 이하인 것이 바람직하다.
한편, 상기 중공 미립자는 중공 실리카인 것이 바람직하다.
또한, 상기 중공 미립자는 굴절률이 1.40 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 중공 미립자는 평균입자 크기가 10 내지 200㎚인 것이 바람직하다.
또한, 상기 중공 미립자는 상기 저굴절 고분자 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 300 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 저굴절 고분자 수지는 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 이들의 조합일 수 있다.
이때, 상기 저굴절 고분자 수지의 굴절률은 1.55 이하인 것이 바람직하다.
한편, 상기 프라이머층의 두께는 10 내지 500㎚인 것이 바람직하다.
한편, 상기 보호 필름의 반사율은 3.5% 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 보호 필름의 투과도는 93% 이상인 것이 바람직하다.
다른 측면에서, 본 발명은 액정 셀; 상기 액정 셀의 상층부에 구비되는 상부 편광판; 상기 액정 셀의 하층부에 구비되는 하부 편광판; 및 상기 하부 편광판의 하층부에 구비되는 백라이트 유닛을 포함하며, 상기 하부 편광판이 상기한 고휘도 편광판인 액정표시장치를 제공한다.
덧붙여, 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 고휘도 편광판은 백라이트 유닛과 인접한 면에 저굴절 고분자 수지 및 중공 미립자를 포함하는 프라이머층을 구비하며, 이때 상기 프라이머층은 안티블로킹성(슬립성) 우수한바, 제조 과정에서 필름의 권취를 방지하기 위한 별도의 기능성 코팅층이 불필요하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 고휘도 편광판은 상기 프라이머층에 의하여 고휘도 편광판과 백라이트 유닛 사이의 에어 갭에서 발생하는 빛의 반사를 방지할 수 있고, 그 결과 액정 셀에 입사되는 광량을 증가시킬 수 있으며, 따라서 이를 포함하는 액정표시장치는 높은 휘도 향상 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 고휘도 편광판은 상기 프라이머층의 형성 방법이 매우 간단하고, 형성 재료 단가가 낮아 가격 경쟁력이 우수하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 액정표시장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 고휘도 편광판을 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 또한, 하기 도면에 도시된 구성요소들은 원활한 설명을 위해 과장되거나 축소되거나, 생략될 수 있다.
본 발명의 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 액정표시장치에 있어서 액정 셀의 하층부에 구비되는 하부 편광판의 백라이트 유닛과 인접하는 보호 필름에 저굴절 고분자 수지 및 중공 미립자를 포함하는 프라이머층을 형성하여 사용하는 경우, 안티블로킹성이 우수하다는 장점이 있음은 물론이고, 나아가 별도의 처리 없이도 간단한 방법으로 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛의 반사를 줄여 우수한 휘도 향상 효과를 가질 수 있다는 것을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
도 1에는 본 발명의 액정표시장치의 일 구현예가 도시되어 있다.
도 1에 도시되어 있는 액정표시장치는 액정 셀(20); 상기 액정 셀(20)의 상층부에 구비되는 상부 편광판(10); 상기 액정 셀(20)의 하층부에 구비되는 고휘도 편광판(30); 및 상기 고휘도 편광판(30)의 하층부에 구비되는 백라이트 유닛(40)을 포함하며, 이때 상기 고휘도 편광판(30)에는 백라이트 유닛에 인접한 면에 프라이머층(34)이 구비되어 있다.
이하에서는 본 발명의 액정표시장치의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 살펴 보기로 한다.
1. 고휘도 편광판
먼저, 본 발명의 액정표시장치에서 사용되는 고휘도 편광판(30)에 대하여 설명한다.
본 발명의 고휘도 편광판(30)은 편광자(32)의 상층부 및 상기 편광자(32)의 적어도 일면에 배치되는 보호 필름(31, 33)을 포함한다. 이때, 상기 보호 필름은 편광자(32)의 양면, 즉 편광자(32)의 상층부 및 하층부 모두 구비되어 있을 수 있고, 편광자(32)의 하층부에만 구비되어 있을 수도 있다.
한편, 본 발명의 고휘도 편광판(30)은, 상기 편광자(32)의 하층부, 즉 백라이트 유닛에 대면되도록 배치되는 보호 필름(33)이 편광자와 대면하는 면의 반대면에 프라이머층(34)을 포함한다.
도 2 및 도 3에는 이러한 본 발명의 고휘도 편광판(30)의 구현 예들이 도시되어 있다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 고휘도 편광판(30)은 편광자(32); 상기 편광자(32)의 상층부에 구비되는 액정 셀 측 보호 필름(31); 상기 편광자(32)의 하층부에 구비되는 백라이트 유닛 측 보호 필름(33); 및 상기 백라이트 유닛 측 보호 필름(33)의 백라이트 유닛에 인접한 면에 구비되는 프라이머층(34)을 포함할 수 있다.
또는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 고휘도 편광판(30)은 편광자(32); 상기 편광자(32)의 하층부에 구비되는 백라이트 유닛 측 보호 필름(33); 및 상기 백라이트 유닛 측 보호 필름(33)의 백라이트 유닛에 인접한 면에 구비되는 프라이머층(34)을 포함할 수도 있다.
한편, 도 2 및 도 3에는 도시되어 있지 않으나, 본 발명의 고휘도 편광판(30)에는 액정 셀(20)에서 발생하는 광학 위상차를 보상시켜 주기 위한 위상차 필름이 포함될 수도 있다. 이 경우 그 구조로는, 예컨대 액정 셀 측 보호 필름(31)이 구비되어 있는 경우에는 액정 셀 측 보호 필름(31) 상에 위상차 필름이 구비되어 있을 수 있고, 백라이트 유닛 측 보호 필름(33)만이 구비되어 있는 경우에는 편광자(32) 상에 위상차 필름이 구비되어 있을 수 있다. 이때, 본 발명에 사용 가능한 위상차 필름은 특별히 제한되지 않으며, 액정표시장치의 다양한 액정 모드에 따라 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되고 있는 위상차 필름이 사용될 수 있다.
이하에서는 상기 고휘도 편광판(30)의 각 구성요소에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
가. 편광자
먼저, 본 발명에 있어서 상기 편광자(32)는 당해 기술분야에 알려져 있는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알코올(PVA)로 이루어진 필름을 사용할 수 있다. 상기 편광자는 폴리비닐알코올 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염착 시켜서 제조될 수 있으나, 이의 제조방법 역시 특별히 한정되지 않는다.
한편, 본 명세서에 있어서 편광자는 보호 필름을 포함하지 않는 상태를 의미하며, 편광판은 편광자와 보호 필름을 포함하는 상태를 의미한다.
나. 보호 필름
다음으로, 상기 보호 필름(31, 33)은 편광자를 보호해주기 위한 것으로, 본 발명에 있어서 상기 보호 필름(31, 33)은 저복굴절성이고, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성 등이 우수한 폴리머로 이루어지는 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 아크릴계 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름, 폴리노르보넨(PNB) 필름, 싸이클로올레핀폴리머(COP) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름 등을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서 상기 액정 셀 측 보호 필름(31) 및 백라이트 유닛 측 보호 필름(33)은, 이에 한정되는 것은 아니나, 그 중에서도 아크릴계 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름 또는 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름을 바람직하게 사용할 수 있다. 이 중에서도 광학 특성, 내구성 및 경제적인 측면을 고려할 때, 아크릴계 필름이 특히 바람직하다.
한편, 본 발명에서 사용 가능한 아크릴계 필름은 (메트)아크릴레이트계 수지를 주성분으로 포함하는 성형 재료를 압출 성형에 의해 성형하여 획득할 수 있다. 이때, 상기 (메트)아크릴레이트계 수지는 (메트)아크릴레이트계 단위를 포함하는 수지를 주 성분으로 하는 것으로, (메트)아크릴레이트계 단위로 이루어진 호모 폴리머 수지뿐 아니라 (메트)아크릴레이트계 단위 이외에 다른 단량체 단위가 공중합된 공중합체 수지 및 상기와 같은 (메트)아크릴레이트계 수지에 다른 수지가 블랜드된 블랜드 수지도 포함하는 개념이다.
한편, 상기 (메트)아크릴레이트계 단위는, 예를 들면, 알킬(메트)아크릴레이트계 단위일 수 있다. 여기서, 상기 알킬(메트)아크릴레이트계 단위는 알킬아크릴레이트계 단위 및 알킬메타크릴레이트계 단위를 모두 의미하는 것으로, 상기 알킬(메트)아크릴레이트계 단위의 알킬기는 탄소수 1 ~ 10인 것이 바람직하며, 탄소수 1 ~ 4인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 (메트)아크릴레이트계 단위와 공중합이 가능한 단량체 단위로는, 스티렌계 단위, 말레산 무수물계 단위, 말레이미드계 단위 등을 들 수 있다.
이때, 상기 스티렌계 단위로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 2,5-디메틸스티렌, 2-메틸-4-클로로스티렌, 2,4,6-트리메틸스티렌, cis-β-메틸스티렌, trans-β-메틸스티렌, 4-메틸-α-메틸스티렌, 4-플루오르-α-메틸스티렌, 4-클로로-α-메틸스티렌, 4-브로모-α-메틸스티렌, 4-t-부틸스티렌, 2-플루오르스티렌, 3-플루오르스티렌, 4-플루오로스티렌, 2,4-디플루오로스티렌, 2,3,4,5,6-펜타플루오로스티렌, 2-클로로스티렌, 3-클로로스티렌, 4-클로로스티렌, 2,4-디클로로스티렌, 2,6-디클로로스티렌, 옥타클로로스티렌, 2-브로모스티렌, 3-브로모스티렌, 4-브로모스티렌, 2,4-디브로모스티렌, α-브로모스티렌, β-브로모스티렌, 2-하이드록시스티렌, 4-하이드록시스티렌으 등을 그 예로 들 수 있으며, 스티렌, α-메틸 스티렌인 것이 더욱 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
또한, 상기 말레산 무수물계 단량체로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 말레산 무수물, 메틸 말레산 무수물, 에틸 말레산 무수물, 프로필 말레산 무수물, 이소프로필 말레산 무수물, 시클로헥실 말레산 무수물, 페닐 말레산 무수물 등을 그 예로 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
또한, 상기 말레이미드계 단량체로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 말레이미드, N-메틸 말레이미드, N-에틸 말레이미드, N-프로필 말레이미드, N-이소프로필 말레이미드, N-시클로헥실 말레이미드, N-페닐 말레이미드 등을 그 예로 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
한편, 상기 아크릴계 필름의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 (메트)아크릴레이트계 수지와 그 밖의 중합체, 첨가제 등을 임의의 적절한 혼합 방법에 의해 충분히 혼합하여 열가소성 수지 조성물을 제조한 후 이를 필름 성형하여 제조하거나, 또는 (메트)아크릴레이트계 수지와, 그 밖의 중합체, 첨가제 등을 별도의 용액으로 제조한 후 혼합하여 균일한 혼합액을 형성한 후 이를 필름 성형할 수도 있다. 필름 성형의 방법으로서는, 예를 들어 용액 캐스트법(용액 유연법), 용융 압출법, 캘린더법, 압축 성형법 등 임의의 적절한 필름 성형법을 들 수 있다.
한편, 아크릴계 필름은 미연신 필름 또는 연신 필름 중 어느 것일 수 있다. 연신 필름인 경우에는 1축 연신 필름 또는 2축 연신 필름 일 수 있고, 2축 연신 필름인 경우에는 동시 2축 연신 필름 또는 축차 2축 연신 필름 중 어느 것일 수 있다. 특히, 2축 연신한 경우에는 기계적 강도가 향상되어 필름 성능이 향상된다. 한편, 상기 연신은 당해 기술분야에 널리 알려진 연신 방법으로 수행될 수 있다.
한편, 아크릴계 필름의 경우 일반적으로 안티블로킹성 등의 부여를 위하여 일면에 안티블로킹성(또는 슬립성)이 우수한 기능성 코팅층을 포함한다. 다만, 본 발명의 고휘도 편광판(30)의 경우, 상기 백라이트 유닛 측 보호 필름(33)은 일면에 프라이머층(34)을 포함하며, 프라이머층이 안티블로킹성(또는 슬립성) 역시 우수한바, 이와 같이 별도의 기능성 코팅층을 포함하지 않아도 우수한 안티블로킹성(또는 슬립성)을 가질 수 있다는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 고휘도 편광판(30)에 있어서, 상기 편광자(32)와 보호 필름(31, 33)의 부착은 롤 코터, 그라비어 코터, 바 코터, 나이프 코터 또는 캐필러리 코터 등을 사용하여 편광자(32) 또는 보호 필름(31, 33)의 표면에 접착제를 코팅한 후, 이들을 합지 롤로 가열 합지하거나, 상온 압착하여 합지하는 방법 또는 합지 후 UV 조사하는 방법 등에 의해 수행될 수 있다. 한편, 상기 접착제로는 당해 기술 분야에서 사용되는 접착제들, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 양이온계 또는 라디칼계 UV 접착제 등이 제한 없이 사용될 수 있다.
다. 프라이머층
다음으로, 상기 프라이머층(34)은 우수한 안티블로킹성을 부여하고, 나아가 백라이트 유닛으로부터 유입되는 빛의 반사를 방지하여 액정 셀에 입사되는 광량을 증가 시키기 위한 것으로, 상기 프라이머층(34)은 저굴절 고분자 수지 및 중공 미립자를 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 백라이트 유닛측 보호 필름(33)의 편광자와 대면하는 면의 반대면에 형성한다.
한편, 본 발명의 액정표시장치는 이러한 프라이머층(34)에 의하여 간단한 방법으로도 높은 휘도 향상 효과를 얻을 수 있다. 보다 구체적으로, 프라이머층(34)은 상기 백라이트 유닛에 대면되도록 배치되는 보호 필름(33)의 굴절률보다 낮으며, 에어 갭과의 굴절률 차이가 작기 때문에, 이를 통과해서 편광판으로 유입되는 빛의 반사율을 낮춰주고, 투과율을 높여준다.
한편, 상기 백라이트 유닛 측 보호 필름(33) 상에 상기 프라이머층(34)을 형성하는 방법은, 당해 기술 분야에 잘 알려진 코팅 방법, 예를 들면, 바 코팅법, 그라비어 코팅법, 슬롯다이 코팅법 등을 이용하여 코팅 조성물을 기재 필름 상에 도포하고 건조하는 방법으로 수행될 수 있다. 이때 상기 건조는 컨벡션(convection) 오븐 등을 통해 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 필요에 따라, 상기 보호 필름과 프라이머층 사이의 부착력을 향상을 위하여, 상기 보호 필름의 표면에 알칼리 처리, 코로나 처리 또는 플라즈마 처리 등과 같은 표면 처리가 수행될 수도 있다.
한편, 상기 프라이머층(34)은 굴절률이 1.48 이하인 것이 바람직하며, 1.30 내지 1.48 또는 1.35 내지 1.47인 것이 보다 바람직하다. 프라이머층(34)의 굴절률이 상기 범위보다 높은 경우에는 보호 필름으로 사용되는 트리아세틸셀룰로오스 필름, 싸이클로올레핀폴리머 필름, 아크릴계 필름 등 보다 굴절율이 높거나 차이가 많이 나지 않기 때문에 반사방지 효과가 적어 투과율 상승 효과를 얻기가 어렵고, 상기 범위보다 낮은 경우에는 도막화 하기가 어렵다.
또한, 상기 프라이머층(34)은 정마찰계수가 0.8 이하인 것이 바람직하며, 0.6 이하 또는 0.5 이하인 것이 보다 바람직하다. 프라이머층(34)의 정마찰계수가 상기 범위보다 높은 경우에는 우수한 안티블로킹성(또는 슬립성)을 가지기 어렵다.
또한, 상기 프라이머층(34)은 동마찰계수가 0.8 이하인 것이 바람직하며, 0.6 이하 또는 0.5 이하인 것이 보다 바람직하다. 마찬가지로 프라이머층(34)의 동마찰계수가 상기 범위보다 높은 경우에는 우수한 안티블로킹성(또는 슬립성)을 가지기 어렵다.
또한, 상기 프라이머층(34)의 두께는 10 내지 500nm인 것이 바람직하며, 50 내지 300nm인 것이 보다 바람직하다. 프라이머층(34)의 두께가 상기 범위를 만족할 때, 가시광 영역에서의 반사방지 효율이 높아지기 때문에 투과율 상승 효과가 크다.
한편, 상기 프라이머층(34)이 코팅되어 있는 상기 백라이트 유닛 측 보호 필름(33)은 반사율이 3.5% 이하인 것이 바람직하며, 3.0% 이하인 것이 보다 바람직하다. 반사율이 낮을수록 투과도 상승 효과가 커진다.
또한, 상기 프라이머층(34)이 코팅되어 있는 상기 백라이트 유닛 측 보호 필름(33)은 투과도가 93% 이상인 것이 바람직하며, 93.5% 이상인 것이 보다 바람직하다. 보호 필름 상에 프라이머층이 코팅되면서 투과도가 상승되는 효과가 있으며, 이 경우 보다 우수한 휘도 향상 효과를 가질 수 있다.
이하에서는 상기 프라이머층을 형성하기 위한 코팅 조성물에 포함되는 저굴절 고분자 수지 및 중공 미립자에 대하여 보다 자세히 살펴본다.
먼저, 상기 저굴절 고분자 수지는 프라이머층과 보호 필름과의 우수한 밀착성 확보 및 반사방지 효과 향상을 위하여 코팅용 조성물에 포함되는 것으로, 본 발명에 사용 가능한 저굴절 고분자 수지로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 이들의 조합 등을 예로 들 수 있다.
한편, 상기 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지 등의 저굴절 고분자 수지는 수용성, 수분산성, 유기용제 용해성 또는 유기용제 분산성일 수 있다. 이때, 유기용제 용해성 또는 유기용제 분산성에 사용될 수 있는 유기용제로는 특별히 한정하지 않으며, 상기 저굴절 고분자 수지를 녹이거나 분산시킬 수 있으며, 통상의 코팅공정에 사용할 수 있는 유기용제면 모두 사용 가능하다.
한편, 상기 저굴절 고분자 수지가 수분산성 저굴절 고분자 수지인 경우, 수용성에 비해 점도가 낮아 코팅에 유리하며, 용제형에 비해 아크릴계 필름과 같이 내용제성이 부족한 기재 필름에 프라이머층을 코팅하는 경우에도 용제의 침식에 의한 기계적 물성 저하나 표면 불량 등을 유발하지 않고, 균일한 코팅이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 친환경적이고 별도의 방폭 설비가 필요하지 않아 필름 제조시 인-라인(in-line)으로 코팅할 수 있다는 장점이 있다.
한편, 상기 폴리우레탄계 수지는 폴리올과 폴리이소시아네이트를 반응시킴으로써 획득할 수 있다. 상기 폴리올로서는 분자 중에 하이드록실기를 2개 이상 갖는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 임의의 적절한 폴리올을 채용할 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리올은 폴리에스테르폴리올, 폴리카보네이트다이올, 폴리에테르폴리올 등일 수 있으며, 이들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 1종이상을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
상기 폴리에스테르폴리올은 대표적으로는 다염기산 성분과 폴리올 성분을 반응시킴으로써 획득할 수 있다. 다염기산 성분으로서는 예를 들어 오르쏘(ortho)-프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 2,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 비페닐디카르복실산, 테트라하이드로프탈산 등의 방향족 디카르복실산; 옥살산, 숙신산, 말론산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라인산, 세바스산, 리놀레산, 말레산, 푸마르산, 메사콘산, 이타콘산 등의 지방족 디카르복실산; 헥사하이드로프탈산, 테트라하이드로프탈산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산 등의 지환식 디카르복실산; 또는 이들의 산 무수물, 알킬 에스테르, 산 할라이드 등의 반응성 유도체 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리올은 에틸렌글리콜, 1,2-프로판온디올, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네올펜틸글리콜, 펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 1,10-데칸디올, 4,4'-디히드록시페닐프로판, 4,4'-디히드록시메틸메탄, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디올, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 글리세린, 1,1,1-트리메틸올프로판, 1,2,5-헥사트리올, 펜타에리트리올, 글루코오스, 수크로오스, 및 소르비톨로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 1종인 것이 바람직하다.
상기 폴리카보네이트다이올은 지방족 폴리카보네이트다이올인 것이 바람직하다. 이러한 지방족 폴리카보네이트다이올로 합성된 폴리우레탄 수지는 우수한 기계적 성질뿐만 아니라 내수성, 내유성 및 장기 내후성이 우수하고, 특히 방향족에 비해 낮을 굴절률을 가지기 때문에 반사방지 효과를 구현하는데 유리하다. 한편, 상기 지방족 폴리카보네이트다이올로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 예컨대 폴리(헥사메틸렌카보네이트)글리콜, 폴리(사이클로헥산카보네이트)글리콜 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
상기 폴리에테르폴리올은 대표적으로는 다가 알코올에 알킬렌옥사이드를 개환 중합하여 부가시킴으로써 획득될 수 있다. 다가 알코올로서는 예를 들어 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
상기 폴리이소시아네이트는 2 이상의 NCO기를 갖는 화합물이면 제한되지 않으며, 예를 들어, 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(NDI), 톨리딘디이소시아네이트(TODI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HMDI), 이소프론디이소시아네이트(IPDI), p-페닐렌디이소시아네이트, 1,4-디이소시아네이트, 자이렌디이소시아네이트(XDI) 등을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 폴리우레탄계 수지의 제조방법은 당해 기술 분야에 알려진 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는 상기 각 성분을 한번에 반응시키는 원샷법, 단계적으로 반응시키는 다단법을 들 수 있다. 또한, 상기 폴리우레탄계 수지의 제조 시에 임의의 적절한 우레탄 반응 촉매를 이용할 수 있다. 한편, 상기 폴리우레탄계 수지가 수분산성인 경우에는 카르복실기 등의 친수기를 용이하게 도입하기 위하여 다단법에 의해 제조하는 것이 보다 바람직하다.
한편, 상기 폴리우레탄계 수지의 제조에 있어서, 상기의 성분에 추가로 다른 폴리올 및/또는 다른 사슬 연장제를 반응시킬 수 있다. 다른 폴리올로서 예를 들어 소르비톨, 글리세린, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 등의 수산기 수가 3개 이상인 폴리올을 들 수 있다. 또한, 다른 사슬 연장제로서는 예를 들어 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 펜탄디올, 1,6-헥산디올, 프로필렌글리콜 등의 글리콜류; 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 1,4-부탄디아민, 아미노에틸에칸올아민 등의 지방족 디아민; 이소포론디아민, 4,4'-디시클로헥실메탄디아민 등의 지환족 디아민; 자일릴렌디아민, 톨릴렌디아민 등의 방향족 디아민 등을 들 수 있다.
한편, 상기 폴리우레탄계 수지가 수분성인 경우에는 중화제를 사용할 수 있다. 중화제를 이용함으로써 수중에 있어서의 폴리우레탄계 수지의 안정성이 향상될 수 있다. 중화제로서는 예를 들어 암모니아, N-메틸모르폴린, 트리에틸아민, 디메틸에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리에탄올알킨, 모르폴린, 트리프로필아민, 에탄올 아민, 트리이소프로판올아민 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
한편, 상기 폴리우레탄계 수지의 제조 시에 바람직하게는 상기 폴리이소시아네이트에 대하여 불활성이고 물과 상용하는 유기 용제를 이용한다. 당해 유기 용제로는 아세트산에틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에스테르계 용제; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤계 용제; 디옥산 테트라하이드로푸란 등의 에테르계 용제 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
한편, 상기 폴리우레탄계 수지는 중량 평균분자량이 1만 내지 100만인 것이 바람직하다. 분자량이 1만 미만인 경우는 접착력 문제가 있고, 100만을 초과하는 경우는 폴리우레탄계 수지 제조에 어려움이 있다.
한편, 상기 폴리우레탄계 수지가 수분산성인 경우에는 바람직하게는 카르복실기를 포함한다. 폴리우레탄계 수지에 카르복실기가 포함되는 경우, 폴리우레탄계 수지 제조 시 음이온부를 형성하여 물에 분산되도록 하며, 따라서 밀착성을 높여주는 역할을 한다. 상기 카르복실기를 포함하는 폴리우레탄계 수지는 예를 들어 폴리올과 폴리이소시아네이트에 추가하여 유리 카르복실기를 갖는 사슬 연장제를 반응시킴으로써 획득할 수 있다. 카르복실기를 갖는 사슬 연장제는 디하이드록시 카르복실산, 디하이드록시 숙신산 등을 들 수 있다. 디하이드록시 카르복실산은 예를 들어 디메틸올아세트산, 디메틸올부탄산, 디메틸올프로피온산, 디메틸올부티르산, 디메틸올펜탄산 등의 디메틸올알칸산을 포함하는 디알킬올 알칸산을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 저굴절 고분자 수지로 사용 가능한 아크릴계 수지는 아크릴계 단량체를 중합시켜 제조할 수 있으며, 이때, 유리전이온도가 상온보다 높은 아크릴계 단량체를 사용하는 것이 바람직하다. 이에는, 이로써 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 메틸메트아크릴레이트, 에틸메트아크릴레이트, 이소부틸메트아크릴레이트 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 또한, 접착력 및 도막물성 개선을 목적으로 메톡시에틸아미노아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트 등과 같이 유리전이온도가 상온보다 낮은 아크릴계 단량체를 1종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한, 상기 아크릴계 수지가 수용성 또는 수분산성인 경우에는 적어도 1종 이상의 수용성 아크릴계 단량체를 포함할 수 있으며, 예를 들면 하이드록시헥실아크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴아미드, 메트아크릴산 또는 이들 혼합물 등일 수 있다.
상기 저굴절 고분자 수지로 사용 가능한 폴리에스테르계 수지는 폴리올과 디카르복실산을 에스테르화법에 의해 중합시켜 제조할 수 있으며, 또는 폴리올과 디카르복실산 디에스테르를 에스테르교환법에 의해 중합시켜 제조할 수도 있다.
상기 디카르복실산 또는 디카르복실산 디에스테르로는, 특별히 제한이 없으며, 일반적인 폴리에스테르 수지의 원료를 이용할 수 있다. 예를 들어 지방족 디카르복실산, 지환식 디카르복실산, 방향족 디카르복실산 및 이들의 디에스테르 형태 등을 단독으로 또는 2이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 에스테르를 형성할 수 있는 산 무수물, 산 할라이드 등 역시 사용이 가능하다. 또한, 상기 폴리에스테르계 수지가 수분산성인 경우에는 디카르복실산으로 술폰산염으로 치환된 이소프탈산을 사용할 수도 있다.
한편, 상기 폴리에스테르 수지는 필요에 따라, 아크릴계 단량체 성분을 추가로 공중합하여, 에스테르 단위와 함께 아크릴계 단위를 포함하는 폴리에스테르 아크릴 수지가 될 수도 있다. 본 발명에서 사용 가능한 상기 아크릴계 단량체는, 예를 들면, 알킬 (메트)아크릴레이트, 알킬 아크릴레이트, 에폭시(메트) 아크릴레이트, 하이드록시 알킬 아크릴레이트, 카르복실기를 포함한 알킬 (메트)아크릴산, 알킬 아크릴산, 술폰산염을 포함한 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
한편, 본 발명에 사용하는 저굴절 고분자 수지는 상기한 저굴절 고분자 수지 중에서도 특히 굴절률이 1.55 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 굴절률이 1.53 이하 또는 1.50 이하인 것을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 상기 범위를 만족하는 저굴절 고분자 수지를 이용하는 경우 반사방지 효과를 보다 효과적으로 구현할 수 있기 때문이다.
다음으로, 상기 중공 미립자는 프라이머층(34)의 굴절률을 낮추어 반사방지 특성을 극대화하기 위하여 코팅용 조성물에 포함되는 것으로, 상기 중공 미립자는 상기 저굴절 고분자 수지와 혼합하여 프라이머층(34)의 굴절률을 상기한 범위로 낮출 수 있는 것이라면 제한 없이 사용이 가능하다. 예를 들면, 이에 한정되는 것은 아니나, 상기 중공 미립자는 실리카계, 산화알루미늄계, 산화티타늄계 등의 무기계 미립자이거나, 아크릴계, 실리콘계, 폴리스틸렌계 등의 유기계 미립자일 수 있다.
한편, 상기 중공 미립자는 그 중에서도 특히 중공 실리카인 것이 바람직하다. 중공 실리카를 저굴절 고분자 수지와 혼합하여 사용하는 경우 상기 프라이머층(34)의 굴절률을 낮추는 효과가 매우 우수하기 때문이다. 이때, 상기 중공 실리카는 결정질 입자이거나 비결정질 입자일 수 있으나, 단분산 입자인 것이 특히 바람직하다. 또한, 형태를 고려시 구형 입자가 가장 바람직하나, 부정형의 입자도 문제없이 사용 가능하다. 또한, 상기 중공 실리카는 실란커플링제로 표면 처리를 행한 것을 사용할 수 있으며, 이 경우 용매와의 분산성이 향상되고 경화 공정시 경화에 참여하여 바인더와의 네트워크 형성을 통해 코팅층의 내구성을 향상시키게 된다. 한편, 상기한 중공 실리카의 제조 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 제조방법에 의해 용이하게 제조할 수 있다.
한편, 상기 중공 미립자의 굴절률은 바람직하게는 1.40 이하이며, 예를 들면, 1.17 내지 1.35 정도, 또는 1.17 내지 1.30 정도일 수 있다. 여기서 굴절률은 미립자의 굴절률, 즉 중공 입자를 형성하는 외곽의 굴절률을 의미하는 것이 아니라, 입자 전체의 굴절률을 의미하는 것이다. 중공 미립자의 굴절률이 상기 범위보다 큰 경우에는 본 발명이 원하는 반사방지 특성을 구현할 수 없다.
또한, 상기 중공 미립자 내의 공극률은 바람직하게는 10 내지 60%의 범위이고, 더 바람직하게는 20 내지 60%의 범위이며, 가장 바람직하게는 30 내지 60%의 범위이다. 상기 범위를 만족하는 경우 보다 우수한 반사방지 특성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 중공 미립자의 평균 입자 직경은 10 내지 200㎚인 것이 바람직하고, 30 내지 80㎚인 것이 더욱 바람직하다. 중공 미립자의 평균 입자 직경이 상기 기재한 범위 내에 있는 경우, 가시광 영역의 빛의 산란이 발생하지 않기 때문에 투명한 필름으로의 제작이 가능하다.
한편, 상기 중공 미립자는 저분산 고분자 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 300 중량부 포함되는 것이 바람직하며, 40 내지 200 중량부로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기 중공 미립자의 함량이 상기 범위 내에 포함될 경우 프라이머층(34)의 굴절률 조절이 가능하고, 반사방지 특성이 양호하게 발휘될 수 있다.
한편, 상기 중공 미립자는 수용성, 수분산성, 유기용제 용해성 또는 유기용제 분산성일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 저굴절 고분자 수지를 수용성 또는 수분산성 저굴절 고분자 수지를 사용하는 경우에는 수용성 또는 수분산성 중공 미립자를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 저굴절 고분자 수지를 유기용제 용해성 또는 유기용제 분산성 저굴절 고분자 수지를 사용하는 경우에는 유기용제 용해성 또는 유기용제 분산성 중공 미립자를 사용하는 것이 바람직하다.
2. 상부 편광판
다음으로, 본 발명의 액정표시장치에서 사용되는 상부 편광판(10)에 대하여 설명해 보기로 한다.
본 발명의 상기 상부 편광판(10)은 액정표시장치에 일반적으로 사용되는 것이면 제한 없이 사용이 가능하며, 그 구조는 예컨대 보호 필름/편광자, 편광자/보호 필름 또는 보호 필름/편광자/보호 필름 등일 수 있다.
이때, 상기 상부 편광판(10)에 사용되는 편광자는 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알코올로 이루어진 필름과 같이 당해 기술분야에 알려져 있는 것을 제한 없이 사용이 가능하며, 제조방법 역시 특별히 한정되지 않는다.
또한, 상기 상부 편광판(10)에 사용되는 보호 필름은 아크릴계 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름, 폴리노르보넨(PNB) 필름, 싸이클로올레핀폴리머(COP) 필름, 폴리카보네이트(PC) 필름 등을 사용할 수 있으며, 그 중에서도 특히 아크릴계 필름이 바람직하다. 아크릴계 필름에 대한 구체적인 내용은 상기한 바와 같다.
한편, 상기 편광자와 보호 필름의 부착은 롤 코터, 그라비어 코터, 바 코터, 나이프 코터 또는 캐필러리 코터 등을 사용하여 편광자 또는 보호 필름의 표면에 접착제를 코팅한 후, 이들을 합지 롤로 가열 합지하거나, 상온 압착하여 합지하는 방법 등에 의해 수행될 수 있다. 한편, 상기 접착제로는 당해 기술 분야에서 사용되는 접착제들, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 양이온계 또는 라디칼계 UV접착제 등이 제한 없이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 상부 편광판(10)에는 액정 셀(20)에서 발생하는 광학 위상차를 보상시켜 주기 위한 위상차 필름이 포함될 수도 있다. 이 경우 그 구조는 예컨대 보호 필름/편광자/보호 필름/위상차 필름 등일 수 있다. 이때, 본 발명에 사용 가능한 위상차 필름은 특별히 제한되지 않으며, 액정표시장치의 다양한 액정 모드에 따라 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되고 있는 위상차 필름이 사용될 수 있다.
3. 액정 셀
다음으로, 본 발명의 액정표시장치에 사용되는 액정 셀(20)에 대하여 설명해 보기로 한다.
본 발명의 상기 액정 셀(20)은 액정표시장치에 일반적으로 사용되는 것이면 제한 없이 사용이 가능하며, 그 구조는 예컨대 상 투명 기판/칼러필터/보호막/투명도전막 전극/배향막/액정/배향막/박막 트랜지스터/하 투명 기판 등일 수 있다. 한편, 상기 액정 셀(20)에는 다양한 모드의 액정이 사용될 수 있으며, 예컨대 Double Domain TN(Twisted Nematic), ASM(axially symmetric aligned microcell), OCB(optically compensated blend), VA(vertical alig㎚ent), MVA(multidomain VA), SE(surrounding electrode), PVA(patterned VA), IPS(in-plane switching), FFS(fringe-field switching) 모드 등이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 액정표시장치에 있어서, 상기한 액정 셀(20)과 편광판(10, 30)의 부착은 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술분야에서 일반적으로 이용되는 방법으로 부착이 가능하다.
4. 백라이트 유닛
다음으로, 본 발명의 액정표시장치에서 사용되는 백라이트 유닛(40)에 대하여 설명해 보기로 한다.
본 발명의 상기 백라이트 유닛(40)은 액정표시장치에 일반적으로 사용되는 것이면 제한 없이 사용이 가능하며, 예를 들면, 광원과 다수의 광학 필름들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 백라이트 유닛(40)에 사용되는 광원은 다양한 광원이 사용될 수 있으며, 예컨대 냉음극 형광램프(CCFL), 외부전극 형광램프(EEFL), 발광다이오드(LED), 면광원램프(FFL) 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 광학 필름으로는 프리즘 시트, 확산 필름, 도광판, 확산판, 반사 필름 등과 같이 당해 기술 분야에 잘 알려진 백라이트 유닛용 광학 필름이 제한 없이 사용될 수 있다.
이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
제조예 1 - 프라이머층 코팅액
(1) 프라이머층 코팅액 A
수분산 폴리우레탄 수지 (지방족 폴리카보네이트 다이올 타입, ㈜조광페인트 CK-PUD-PF, 고형분 30%, 굴절률 1.50) 2.53g, 수분산 중공 실리카(일본 일휘촉매화성(JGC)社, 고형분 8.8%, 굴절률 1.29) 3.45g, 순수 14.01g을 혼합하여 전체 고형분이 5%인 코팅액 A(수분산 폴리우레탄 수지 100 중량부당 수분산 중공 실리카 30 중량부)를 제조하였다.
(2) 프라이머층 코팅액 B
수분산 폴리우레탄 수지 (지방족 폴리카보네이트 다이올 타입, ㈜조광페인트 CK-PUD-PF: 고형분 30%, 굴절률 1.50) 2.33g, 수분산 중공 실리카(일본 일휘촉매화성(JGC)社, 고형분 8.8%, 굴절률 1.29) 3.18g, 순수 14.48g을 혼합하여 전체 고형분이 5%인 코팅액 B(수분산 폴리우레탄 수지 100 중량부당 수분산 중공 실리카 40 중량부)를 제조하였다.
(3) 프라이머층 코팅액 C
수분산 폴리아크릴/에스테르 수지 (일본 TAKAMATSU社, 고형분 30%, 굴절률 1.50) 2.33g, 수분산 중공 실리카(일본 일휘촉매화성(JGC)社, 고형분 8.8%, 굴절률 1.29) 3.18g, 순수 14.48g을 혼합하여 전체 고형분이 5%인 코팅액 C(수분산 폴리아크릴/에스테르 수지 100 중량부당 수분산 중공 실리카 30 중량부)를 제조하였다.
(4) 프라이머층 코팅액 D
수분산 폴리우레탄 수지 (지방족 폴리카보네이트 다이올 타입, ㈜조광페인트 CK-PUD-PF, 고형분 30%, 굴절률 1.50) 3.33g, 순수 16.67g을 혼합하여 전체 고형분이 5%인 코팅액 D를 제조하였다.
(5) 프라이머층 코팅액 E
수분산 실리콘 변성 폴리우레탄 수지 (TEGO社, SILICOPUR-808, 고형분 33%, 굴절률 1.47) 3.03g, 순수 16.97g을 혼합하여 전체 고형분이 5%인 코팅액 E를 제조하였다.
(6) 프라이머층 코팅액 F
수분산 폴리우레탄 수지 (지방족 폴리카보네이트 다이올 타입, ㈜조광페인트 CK-PUD-PF, 고형분 30%, 굴절률 1.50) 3.33g, 수분산 실리카(RANCO社, 고형분 20%), 순수 15.67g을 혼합하여 전체 고형분이 5%인 코팅액 F를 제조하였다.
제조예 2 - 접착제 조성물
3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카복실레이트(Dicel社 Celloxide 2021P) 20g, 1,4-시클로헥산 디메탄올 디글리시딜에테르 20g, 3-에틸-3-[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]옥세탄(Toagosei 社 oxt-221) 45g, 트리아릴설포늄 헥사플루오로포스페이트(Dow Chemical社 UVI-6992) 5g을 첨가하여 접착제 조성물을 제조하였다.
실시예 1
폴리(시클로헥실말레이미드-co-메틸메타크릴레이드) (㈜LGMMA PMMA830HR) 수지를 250 ℃, 250rpm 조건하에서 T-다이 제막기를 이용하여 폭 800mm의 미연신 아크릴계 필름을 제조한 후, 135 ℃의 온도에서 MD방향으로 1.8배 연신하였다. MD방향으로 연신된 상기 아크릴계 필름에 50 W/m2/min의 조건으로 코로나 처리를 실시하였다. 그 위에 #3번 메이어바(Mayer bar)로 상기 제조한 프라이머층 코팅액 A를 코팅한 후 90℃ 열풍에서 3분간 건조하였다. 마지막으로 135 ℃의 온도에서 TD방향으로 2.4배 연신 하여, 일면에 300㎚ 두께의 프라이머층을 포함하는 아크릴계 보호 필름(두께 50 ㎛)을 제조하였다.
상기 제조한 아크릴계 보호 필름의 프라이머층이 형성된 면의 반대면에 상기 제조한 접착제 조성물을 도포한 후 편광자(PVA 소자)를 적층하고, 편광자(PVA 소자) 반대면에는 상기 제조한 접착제 조성물을 도포한 후 VA용 위상차 필름(Konica社 K10)을 적층한 다음, 최종 접착층의 두께가 1~2㎛이 되도록 조건을 설정한 후, 라미네이터(5m/min)를 통과시켰다. 그런 다음, UV 조사장치(Metal halide lamp)를 이용하여, 1000mJ/cm2의 자외선을 조사하여 편광판을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에 있어서, 프라이머층 코팅액 A 대신에 프라이머층 코팅액 B를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에 있어서, 프라이머층 코팅액 A 대신에 프라이머층 코팅액 C를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에 있어서, 프라이머층 코팅액 A 대신에 프라이머층 코팅액 D를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에 있어서, 프라이머층 코팅액 A 대신에 프라이머층 코팅액 E를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1에 있어서, 프라이머층 코팅액 A 대신에 프라이머층 코팅액 F를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 편광판의 굴절률, 반사율, 투과도, 헤이즈, 정마찰계수, 및 동마찰계수를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 측정 방법은 다음과 같다.
1. 굴절률: 상기 코팅액을 유기판 위에 메이어바 #20로 도포하고, 140℃에서 1분간 건조한 후, 프리즘 커퓰러(SARION TECHNOLOGY, INC. SPA-3DR)를 이용하여 3회 측정한 평균값으로 굴절률을 측정하였다.
2. 반사율: 프라이머층이 도입된 보호 필름 이면에 백시트(black PET film)를 붙이고, 분광측색계(KONICA MINOLTA社 CM-2600d)을 이용하여 3회 측정한 평균값으로 반사율을 측정하였다.
3. 투과도: 프라이머층이 도입된 보호 필름을 헤이즈 미터(HM-150)를 사용하여 3회 측정한 평균값으로 투과도를 측정하였다. 이때 광원은 D65이며, 투과도 규격은 JTS K 7361을 준수하였다.
4. 편광판 투과도: JASCO(V-7100)을 이용하여 3회 측정한 평균값으로 편광판 투과도를 측정하였다.
5. 헤이즈: 프라이머층이 도입된 보호 필름을 헤이즈 미터(HM-150)를 사용하여 3회 측정한 평균값으로 투과도를 측정하였다. 이때 광원은 D65이며, 투과도 규격은 JTS K 7361을 준수하였다.
6. 정마찰계수: 프라이머층이 도입된 보호 필름(10x20cm)을 마찰계수측정기(FP-2260)에 고정시키고, 미 코팅 보호 필름(6x6cm)이 부착된 20g의 sled를 올려놓은 후, sled를 15.0cm/min의 속도로 8cm를 당겨, 총 8cm 구간 중 초기 1cm 내 최대값을 3회 측정하여 평균값을 정마찰계수로 하였다.
7. 동마찰계수: 상기 정마찰계수 측정에 있어서, 8cm 구간 측정에서 초기 1cm 이후의 평균값을 3회 측정하여 평균값을 동마찰계수로 하였다.
구분 굴절률 반사율(%) 투과도(%) 편광판
투과도(%)		 헤이즈(%) 정마찰계수 동마찰계수
실시예 1 1.47 2.62 93.6 43.64 0.3 0.53 0.48
실시예 2 1.45 2.33 93.9 43.92 0.4 0.54 0.47
실시예 3 1.47 2.36 93.6 43.66 0.3 0.55 0.46
비교예 1 1.50 4.10 92.3 43.17 0.2 1.10 0.85
비교예 2 1.48 3.23 92.8 43.44 0.5 1.22 0.90
비교예 3 1.49 3.85 92.4 43.22 0.3 0.52 0.46
상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 고휘도 편광판에 포함되는 프라이머층은 굴절률이 1.48 이하이며, 반사율이 3.5% 이하이고, 투과도가 93% 이상이며, 나아가 정마찰계수 및 동마찰계수가 모두 0.8 이하로, 반사방지 특성 및 안티블로킹성이 모두 우수한 것을 알 수 있다.
반면에, 비교예 1의 프라이머층은 바인더 수지만을 포함하는바, 굴절률, 반사율, 투과도, 마찰계수 등의 모든 특성이 불량한 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 2의 프라이머층은 굴절률이 더 낮은 바인더 수지를 사용한 경우로, 프라이머층의 굴절률, 반사율 투과도는 어느 정도 낮출 수 있으나, 여전히 안티블로킹성이 불량한 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 3의 프라이머층은 실리카를 포함하는바 안티블로킹성은 우수하나, 반사방지 특성이 불량한 것을 알 수 있다.
실험예 2
상기 실시예에서 제조된 본 발명의 편광판을 하부 편광판에 적용하는 경우 실제로 휘도 향상 효과가 있는지 알아보기 위하여, 프라이머층이 없는 표준상태의 편광판을 하부 편광판에 적용하는 경우 대비 상대적인 휘도 상승률을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 보다 구체적으로, 백라이트 유닛(BLU) 상에 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 편광판을 프라이머층이 백라이트 유닛에 인접하도록 액정셀(CMI社, 31.5인치)에 부착한 후, 암실 환경에서 휘도 측정 카메라(탑콘社, SRUL 1R)를 이용하여 화이트 휘도를 측정하여 프라이머층이 없는 표준상태의 측정치 (화이트 휘도 430) 대비 상승 정도를 평가하였다.
구분 휘도 상승률(%)
실시예 1 1.52
실시예 2 1.78
실시예 3 1.54
상기 표 2에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 편광판을 하부 편광판에 적용하는 경우 백라이트유닛측 보호 필름에 프라이머층이 없는 종래의 일반적인 편광판을 적용하는 경우 대비, 별도의 휘도 향상 필름 없이도 간단한 방법으로 1.5% 이상의 휘도를 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
10: 상부 편광판
20: 액정 셀
30: 고휘도 편광판
31: 액정 셀 측 보호 필름
32: 편광자
33: 백라이트 유닛 측 보호 필름
34: 프라이머층
40: 백라이트 유닛
41: 백라이트 유닛으로부터 출사되는 광

Claims (15)

  1. 편광자; 및
    상기 편광자의 일면에 배치되는 보호 필름을 포함하는 고휘도 편광판이며,
    상기 보호 필름은 백라이트 유닛에 대면되도록 배치되고, 편광자와 대면하는 면의 반대면에 저굴절 고분자 수지 및 중공 미립자를 포함하는 프라이머층이 형성된 것인 고휘도 편광판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고휘도 편광판은 액정표시장치의 하부 편광판인 고휘도 편광판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프라이머층은 굴절률이 1.48 이하인 고휘도 편광판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프라이머층은 정마찰계수가 0.8 이하인 고휘도 편광판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프라이머층은 동마찰계수가 0.8 이하인 고휘도 편광판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중공 미립자는 중공 실리카인 고휘도 편광판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 중공 미립자는 굴절률이 1.17 내지 1.40인 고휘도 편광판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 중공 미립자는 평균입자 크기가 10 내지 200㎚인 고휘도 편광판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 중공 미립자는 상기 저굴절 고분자 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 300 중량부로 포함되는 것인 고휘도 편광판.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 저굴절 고분자 수지는 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 이들의 조합인 고휘도 편광판.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 저굴절 고분자 수지의 굴절률은 1.55 이하인 고휘도 편광판.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 프라이머층의 두께는 10 내지 500㎚인 고휘도 편광판.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 필름의 반사율은 3.5% 이하인 고휘도 편광판.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 보호 필름의 투과도는 93% 이상인 고휘도 편광판.
  15. 액정 셀;
    상기 액정 셀의 상층부에 구비되는 상부 편광판;
    상기 액정 셀의 하층부에 구비되는 하부 편광판; 및
    상기 하부 편광판의 하층부에 구비되는 백라이트 유닛을 포함하며,
    상기 하부 편광판이 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항의 고휘도 편광판인 액정표시장치.
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