KR20150109852A

KR20150109852A - 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치

Info

Publication number: KR20150109852A
Application number: KR1020140033282A
Authority: KR
Inventors: 김윤성; 최병철
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2015-10-02
Also published as: KR102116368B1

Abstract

본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 편광판은 광을 편광시키는 편광자; 및 상기 광의 위상을 지연시키는 위상차 필름을 포함하고, 직교색상값은 -5 내지 -2이고, 700nm 파장의 흡광도는 1.5 이상인 것을 특징으로 한다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치 {Polarizing plate and display device comprising the same}

본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화면의 정면 방향에서뿐만 아니라 경사 방향에서도 낮은 반사율을 가지며 뉴트럴(neutral)한 색감을 나타낼 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.

편광판은 편광자(편광필름이라고도 함)를 포함하고 있으며, 일반적으로 편광자의 한 면에는 편광자를 보호하기 위한 편광자 보호필름, 액정셀과 접합하게 되는 점착제층, 점착제층을 보호하는 박리필름 등의 순서로 적층되고, 편광자의 다른 한 면에는 편광자를 보호하기 위한 편광자 보호필름, 표면 보호필름 등이 적층된다.

상기 편광판은 화상표시장치의 화질에 큰 영향을 미치게 되는데, 이는 특히 경사 방향에서 색감을 왜곡시키거나 저하시킬 수 있다.

이를 극복하기 위하여, 대한민국 공개특허 제2013-0066305호에는 양(positive)의 C 플레이트를 도입하여 측면 시야각을 개선시키는 기술을 개시하고 있으며, 대한민국 공개특허 제2013-0070559호에는 역파장분산 및 양의 C 플레이트를 도입하여 시야각을 개선시키는 기술을 개시하고 있다.

그러나, 전술한 종래기술들은 정면 및 사면 반사색을 개선시키지만 뉴트럴(neutral)한 색감을 제공하는데 있어서는 여전히 미흡한 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제2013-0066305호 대한민국 공개특허 제2013-0070559호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 한 목적은 화면의 정면 방향뿐만 아니라 경사 방향에서도 낮은 반사율을 가지며 뉴트럴(neutral)한 색감을 나타낼 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 직교색상값이 -5 내지 -2이고, 700nm 파장의 흡광도가 1.5 이상인 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전체 두께방향위상차(Rth)가 -30 내지 30nm인 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것이다.

한편으로, 본 발명은 광을 편광시키는 편광자; 및 상기 광의 위상을 지연시키는 위상차 필름을 포함하고, 직교색상값은 -5 내지 -2이고, 700nm 파장의 흡광도는 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 편광자의 단체투과율은 44% 이상이고, 편광도는 98% 이상이다.

다른 한편으로, 본 발명은 광을 편광시키는 편광자; 및 상기 광의 위상을 지연시키는 위상차 필름을 포함하고, 상기 편광판의 전체 두께방향위상차(Rth)는 -30 내지 30nm인 것을 특징으로 하는 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공한다.

상기 편광판은 양의 C 플레이트를 더 포함할 수 있으며, 상기 위상차 필름으로는 λ/4 위상차 필름을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치는 화면의 정면 방향에서뿐만 아니라 경사 방향에서도 낮은 반사율과 뉴트럴(neutral)한 색감을 나타내며, 경사 방향에서도 색감의 왜곡이 없는 뛰어난 반사 색감을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 편광판의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 편광판의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 편광판의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 편광판의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시형태에 따른 편광판의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제6 실시형태에 따른 편광판의 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 편광판은 편광자, 보호필름, λ/4 위상차 필름(1/4 파장 위상차 필름), 0 위상차 필름, 양(positive)의 C 플레이트 등을 적절히 조합하여 구성될 수 있는데, 이하에서는 본 발명에 따른 편광판의 구조 및 제조방법에 대한 설명에 앞서 이를 구성하는 구성요소에 대해 상세 설명한다.

< 편광자 >

편광자는 고분자 필름에 요오드가 흡착 배향된, 통상의 요오드계 편광자를 예로 들 수 있다.

편광자를 제조하기 위한 고분자 필름은 이색성 물질, 즉 요오드에 의해 염색 가능한 필름이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않으며, 구체적으로 폴리비닐알코올 필름, 부분적으로 검화된 폴리비닐알코올 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 필름, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 필름, 셀룰로오스 필름, 이들의 부분적으로 검화된 필름 등과 같은 친수성 고분자 필름; 또는 탈수 처리된 폴리비닐알코올계 필름, 탈염산 처리된 폴리비닐알코올계 필름 등과 같은 폴리엔 배향 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서 면내에서 편광도의 균일성을 강화하는 효과가 우수할 뿐만 아니라 요오드에 대한 염색 친화성이 우수하다는 점에서 폴리비닐알코올계 필름이 바람직하다.

통상 편광자의 제조방법은 팽윤단계, 염색단계, 가교단계, 연신단계, 수세단계 및 건조단계를 포함하며, 주로 연신방법에 의해 분류된다. 예를 들면, 건식 연신방법, 습식 연신방법, 또는 상기 두 종류의 연신방법을 혼합한 하이브리드 연신방법 등을 들 수 있다. 이하에서는 습식 연신방법을 일례로 하여 본 발명의 편광자의 제조방법을 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 단계들 중에서 건조단계를 제외한 나머지 단계는 각각 여러 종류의 용액 중에서 선택된 1종 이상의 용액으로 채워지는 항온수조(bath) 내에 폴리비닐알코올계 필름을 침지한 상태에서 수행된다. 또한, 각 단계의 순서와 반복 횟수 등은 특별히 제한되지 않으며, 각 단계들이 동시에 수행될 수도 있고 순차적으로 수행될 수도 있으며, 일부 단계 들은 생략될 수도 있다. 예를 들어, 연신단계는 염색단계 이전에 수행되거나 염색단계 이후에 수행될 수 있으며, 팽윤단계 또는 염색단계와 동시에 수행될 수도 있다.

팽윤단계는 미연신된 폴리비닐알코올계 필름을 염색하기 이전에 팽윤용 수용액으로 채워진 팽윤조에 침지하여, 폴리비닐알코올계 필름의 표면 상에 퇴적된 먼지나 블록킹 방지제와 같은 불순물을 제거하고 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤시켜 연신 효율을 향상시키고 염색 불균일성도 방지하여 편광자의 물성을 향상시키기 위한 단계이다.

팽윤용 수용액으로는 통상 물(순수, 탈이온수)을 단독으로 사용할 수 있으며, 여기에 소량의 글리세린 또는 요오드화칼륨을 첨가하는 경우 고분자 필름의 팽윤과 함께 가공성도 향상시킬 수 있다. 팽윤용 수용액 100중량%에 대하여 글리세린의 함량은 5중량% 이하이고, 요오드화칼륨의 함량은 10중량% 이하인 것이 바람직하다.

팽윤조의 온도는 20 내지 45℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게 는 25 내지 40℃인 것이 좋다.

팽윤단계의 수행시간(팽윤조 침지 시간)은 180초 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 90초 이하인 것이 좋다. 침지시간이 상기 범위인 경우에는 팽윤이 과도하여 포화 상태가 되는 것을 억제할 수 있어, 폴리비닐알코올계 필름의 연화로 인한 파단을 방지하고 염색단계에서 요오드의 흡착이 균일하게 되어 편광도를 향상시킬 수 있다.

팽윤단계와 함께 연신단계가 수행될 수 있으며, 이때 연신비는 약 1.1 내지 3.5배인 것이 바람직하다.

팽윤단계는 생략될 수 있으며, 염색단계에서 팽윤이 동시에 수행될 수 있다.

염색단계는 폴리비닐알코올계 필름을 이색성 물질, 예를 들어 요오드를 포함하는 염색용 수용액으로 채워진 염색조에 침지시켜 폴리비닐알코올계 필름에 요오드를 흡착시키는 단계이다.

염색용 수용액은 물, 수용성 유기용매 또는 이들의 혼합용매와 요오드를 포함할 수 있다. 요오드의 함량은 염색용 수용액 100중량%에 대하여 0.4 내지400mmol/L인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.8 내지 275mmol/L, 가장 바람직하게는 1 내지 200mmol/L인 것이 좋다. 염색 효율을 보다 향상시키기 위하여 용해 보조제로서 요오드화물이 더 포함될 수 있다. 요오드화물로는 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트튬, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석, 요오드화티타늄 등을 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있으며, 이들 중에서 요오드화칼륨이 물에 대한 용해도가 크다는 점에서 바람직하다. 요오드화물의 함량은 염색용 수용액 100중량%에 대하여 0.010 내지 10중량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.100 내지 5중량%인 것이 좋다.

염색조의 온도는 5 내지 42℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게 는 10 내지 35℃인 것이 좋다. 또한, 염색조 내에서 폴리비닐알코올계 필름의 침지 시간은 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 1 내지 20분, 보다 바람직하게는 2 내지 10분인 것이 좋다.

염색단계와 함께 연신단계가 수행될 수 있으며, 이 경우 누적 연신비는 1.1 내지 4.0배인 것이 좋다. 본 명세서에서 "누적 연신비"는 각 단계에서의 연신비의 곱의 값을 나타낸다.

본 발명은 가교단계에서 폴리비닐알코올계 필름을 아세테이트 금속염을 함유하는 가교용 수용액에 침지하는 단계를 포함하여 편광자의 광학특성과 동시에 색상 내구성을 향상시키는 것이다. 가교단계는 물리적으로 흡착되어 있는 요오드 분자에 의한 염색성이 외부 환경에 의해 저하되지 않도록 염색된 폴리비닐알코올계 필름을 가교용 수용액에 침지시켜 흡착된 요오드 분자를 고정시키는 단계이다. 이색성 염료는 내습 환경에서 용출되는 경우가 많지는 않으나, 요오드는 가교반응이 불안정한 경우 환경에 따라 요오드 분자가 용해 또는 승화되는 경우가 많아, 충분한 가교반응이 요구된다. 또한, 모든 폴리비닐알코올 분자와 분자 사이에 위치된 요오드 분자를 배향시켜 광학특성을 향상시키기 위해 일반적으로 가교단계에서 가장 큰 연신비로 연신되어야 하므로 가교단계가 중요하다.

가교조의 온도는 20 내지 70℃이고, 가교조에서의 폴리비닐알코올계 필름의 침지시간은 1초 내지 15분일 수 있으며, 바람직하게는 5초 내지 10분인 것이 좋다.

가교단계와 함께 연신단계가 수행될 수 있으며, 이 경우 총 누적 연신비가 3.0 내지 8.0배가 되도록 연신되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이, 연신단계는 팽윤단계, 염색단계, 가교단계와 함께 수행될 수 있으며, 가교단계 이후에 연신용 수용액으로 채워진 별도의 연신조를 이용한 독립적인 연신단계로 수행될 수도 있다.

본 발명은 상기 가교용 수용액을 사용하는 가교단계에서 연신단계를 동시에 수행하는 것이 바람직하다.

수세단계는 가교와 연신이 완료된 폴리비닐알코올계 필름을 수세용 수용액으로 채워진 수세조에 침지시켜 이전 단계들에서 폴리비닐알코올계 필름에 부착된 붕산과 같은 불필요한 잔류물을 제거하는 단계이다.

수세용 수용액은 물일 수 있으며, 여기에 요오드화물이 더 첨가될 수도 있다.

수세조의 온도는 5 내지 60℃인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게 는 5 내지 20℃인 것이 좋다.

수세단계는 생략 가능하며, 염색단계, 가교단계 또는 연신단계와 같은 이전 단계들이 완료될 때마다 수행될 수도 있다. 또한, 1회 이상 반복될 수도 있으며, 그 반복 횟수는 특별히 제한되지 않는다.

건조단계는 수세된 폴리비닐알코올계 필름을 건조시키고, 건조에 의한 네크인으로 염착된 요오드 분자의 배향을 보다 향상시켜 광학특성이 우수한 편광자를 얻는 단계이다.

건조방법으로는 자연 건조, 에어 건조, 가열 건조, 원적외선 건조, 마이크로파 건조, 열풍 건조 등의 방법을 이용할 수 있으며, 최근에는 필름 내에 있는 물만을 활성화시켜 건조시키는 마이크로파 건조가 새롭게 이용되고 있으며 통상 열풍 건조가 주로 사용되고 있다. 예를 들면, 20 내지 90℃에서 1 내지 10분동안 열풍 건조될 수 있다. 또한, 건조온도는 편광자의 열화를 방지하기 위하여 낮은 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 80℃ 이하, 가장 바람직하게는 60℃ 이하인 것이 좋다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 편광자의 적어도 한 면에 보호필름이 적층된 편광판을 제공한다.

<보호필름>

보호필름으로는 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 필름이라면 특별히 제한되지 않는다.

구체적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트등의 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 폴리아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르케톤계 수지: 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선경화형 수지로 된 필름을 사용할 수도 있다. 이들 중에서도 특히 알칼리 등에 의해 비누화(검화)된 표면을 가진 셀룰로오스계 필름이 편광특성 또는 내구성을 고려하면 바람직하다. 또한, 보호필름은 광학층의 기능을 겸비한 것일 수도 있다.

< 위상차 필름>

λ/4 위상차 필름(1/4 파장 위상차 필름)은 예를 들면, 고분자 필름을 단축 방향으로, 양축 방향으로 또는 기타 적절한 방법으로 배향시킴으로써 얻을 수 있으며, 반사광을 방지하는 기능을 한다.

고분자 필름을 구성하는 고분자 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 이 경우, 화상표시장치에 사용되기 적합하도록 투명도가 높은 고분자 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 화합물은 폴리카보네이트계 화합물, 폴리에스테르계 화합물, 폴리술폰계 화합물, 폴리에테르 술폰계 화합물, 폴리스티렌계 화합물, 폴리올레핀계 화합물, 폴리비닐 알콜계 화합물, 셀룰로즈 아세테이트계 화합물, 폴리메틸 메타크릴레이트계 화합물, 염화 폴리비닐계 화합물, 폴리아크릴레이트 염화 폴리비닐계 화합물, 폴리아미드 염화 폴리비닐계 화합물 등이 있다.

또는, λ/4 위상차 필름은 동일 반응계 중합에 의해 중합 가능한 네마틱 또는 스메틱, 바람직하게는 네마틱 액정 물질로 제조될 수 있다. 구체적인 예시로는, 중합 가능한 액정 물질을 기판 위에 코팅하고 평면 배향으로 배향시키고 계속해서 열 또는 자외선에 노출시켜 중합시켜 제조될 수 있다.

본 발명의 편광판에 따른 λ/4 위상차 필름은 역파장분산성을 갖는다. Ro(450)/Ro(550)값이 0.83 이상 내지 0.99 미만, Ro(630)/Ro(550)값이 1 이상 내지1.05 이하일 수 있다. 여기서, Ro(450), Ro(550), Ro(630)은 각각 450nm, 550nm, 630nm 파장에 대한 정면위상차값이다. 본 발명에 따른 λ/4 위상차 필름은 다양한 위상차값을 가질 수 있다. 예를 들면, 두께방향위상차값(Rth)은 40 내지 180nm일 수 있으며, 정면위상차값(Ro)은 130 내지 150nm일 수 있다.

<양( positive )의 C 플레이트>

λ/4 위상차 필름만 도입하는 경우에는 경사 방향(화면의 시인측 정면 방향의 상하좌우에서 바라본 방향)에서의 반사율 특성이 저하되는 경향이 있을 수 있다.

이에 본 발명에 따른 편광판은 양(positive)의 C 플레이트층을 더 포함하여, 경사 방향에서의 반사색감을 향상시켜 화질을 개선한다.

본 발명에 따른 양의 C 플레이트층은 고분자 필름을 적절한 방법으로 배향시킴으로써 제조되거나, 중합성 콜레스테릭 액정 화합물을 기판의 일면에 도공하고 일정한 방향으로 배향시킨 후 경화시켜 제조될 수 있다.

중합성 콜레스테릭 액정 화합물을 사용하는 경우에는 기판으로서 0 위상차 필름을 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서, 0 위상차 필름이란 광이 투과해도 실질적인 위상차가 발생하지 않는 필름을 지칭한다.

본 발명에 따른 양의 C 플레이트층은 이상적으로는 굴절률비(Nz)가 음의 무한대인 경우이나, 전술한 바와 같이 실질적으로 -6 이하인 경우를 포함한다. 그에 따라 양의 C 플레이트층의 두께방향위상차값(Rth) 및 정면위상차값(Ro)도 본 발명의 편광판 전체 굴절률비의 범위를 만족시키는 범위 안에서 다양한 값을 가질 수 있다. 예를 들면, 두께방향위상차값(Rth)이 -190 내지 -10nm일 수 있다. 두께방향위상차값이 -190nm 미만 또는 -10nm 초과이면, 반사 색감의 개선 효과가 미미할 수 있다. 또한, 정면위상차값(Ro)은 이상적으로는 0nm이어야 하나, 실질적으로 0nm로 볼 수 있는 범위까지 본 발명에 포함된다. 예를 들면, 정면위상차값(Ro)은 -1 내지 1nm일 수 있다.

<편광판>

이하에서는, 도 1 내지 도 5을 참조하여 본 발명에 따른 편광판에 대해 상세 설명한다.

본 발명에 따른 편광판은 편광자 및 그 하부에 λ/4 위상차 필름 및 양의 C 플레이트층을 구비하며, 전체 두께방향위상차(Rth)가 -30 내지 30nm가 되도록 구현한다. 전체 두께방향위상차(Rth)가 -30nm 미만이거나 30nm 초과이면 시야각에 따른 반사 색감의 변화가 커져 시인성이 저하될 가능성이 있기 때문이다.

본 발명에 따른 편광판은 바람직하게는 편광자, λ/4 위상차 필름 및 양의 C 플레이트층을 포함하며, 각 층의 위상차값은 상기 전체 두께방향위상차(Rth)의 범위를 만족하는 범위 내에서 다양한 값을 가질 수 있다. λ/4 위상차 필름 및 양의 C 플레이트층의 위상차값의 예시는 전술한 바와 같다. 또한, 편광자의 보호필름이나 양의 C 플레이트층의 기판으로 0 위상차 필름을 더 사용하는 경우에는 보호필름이나 0 위상차 필름의 위상차값이나 굴절률을 고려하여 편광자, λ/4 위상차 필름 및 양의 C 플레이트층의 위상차값을 편광판의 전체 굴절률비의 상기 범위를 만족하도록 적절하게 조절한다. 따라서, 전술한 각 층들의 위상차값 범위는 각 층별로의 바람직한 예시인 바, 전체 굴절률비는 각 층이 적층된 전체 구조에서 얻어지는 것이므로, 구체적인 경우에 따라 상기 각 층별로 예시된 위상차값을 세분하여 적용할 수 있다.

예컨대, λ/4 위상차 필름의 두께방향위상차값이 40nm 이상 65nm 미만인 경우에는 양의 C 플레이트층의 두께방향위상차값은 -85nm 내지 -60nm인 것이 바람직하다.

그리고, λ/4 위상차 필름의 두께방향위상차값이 65nm 이상 80nm 미만인 경우에는 양의 C 플레이트층의 두께방향위상차값은 -100nm 내지 -85nm 이하인 것이 바람직하며,

λ/4 위상차 필름의 두께방향위상차값이 80nm 이상 100nm 미만인 경우에는 양의 C 플레이트층의 두께방향위상차값은 -120nm 내지 -100nm인 것이 바람직하고,

λ/4 위상차 필름의 두께방향위상차값이 100nm 이상 180nm 이하인 경우에는 양의 C 플레이트층의 두께방향위상차값은 -200nm 내지 -120nm인 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 편광판의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 편광판(100)은 편광자(120), 상기 편광자(120)의 양면에 각각 적층되는 보호필름(110, 115), 상기 보호필름(115)에 적층되는 λ/4 위상차 필름(130), 상기 λ/4 위상차 필름(130)에 적층되는 양(positive)의 C 플레이트(140)를 포함한다. 그리고, 이와 같이 구성된 편광판(100)은 화상표시장치(미도시)나 반사층(10)(예컨대, 유기발광다이오드(OLED)의 음극) 등에 부착되어 사용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 편광판의 구성도이다. 참고로, 본 발명의 제2 실시형태는 제1 실시형태와 비교하여 편광판 하부의 보호필름이 생략된 구조이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 편광판(200)은 편광자(220), 상기 편광자(120)의 일면에 적층되는 보호필름(210), 상기 편광자(120)의 타면에 적층되는 λ/4 위상차 필름(230), 상기 λ/4 위상차 필름(230)에 적층되는 양(positive)의 C 플레이트(240)를 포함한다. 그리고, 이와 같이 구성된 편광판(200)은 화상표시장치(미도시)나 반사층(20)(예컨대, 유기발광다이오드(OLED)의 음극) 등에 부착되어 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 편광판의 구성도이다. 참고로, 본 발명의 제3 실시형태는 제1 실시형태와 비교하여 λ/4 위상차 필름과 양(positive)의 C 플레이트의 적층 순서가 바뀐 구조이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 편광판(300)은 편광자(320), 상기 편광자(320)의 양면에 각각 적층되는 보호필름(310, 315), 상기 보호필름(315)에 적층되는 양(positive)의 C 플레이트(340), 상기 양(positive)의 C 플레이트(340)에 적층되는 λ/4 위상차 필름(330)을 포함한다. 그리고, 이와 같이 구성된 편광판(300)은 화상표시장치(미도시)나 반사층(30)(예컨대, 유기발광다이오드(OLED)의 음극) 등에 부착되어 사용될 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제4 및 제5 실시형태에 따른 편광판의 구성도이다. 참고로, 본 발명의 제4 및 제5 실시형태는 제1 실시형태와 비교하여 양(positive)의 C 플레이트층의 일면에 0 위상차 필름을 더 구비한 경우이다. 참고로, 양의 C 플레이트층이 중합성 액정 화합물의 중합으로 형성될 때 0 위상차 필름이 중합성 액정 화합물의 기판으로 사용되는 경우이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제4 실시형태에 따른 편광판(400)은 편광자(420), 상기 편광자(420)의 양면에 각각 적층되는 보호필름(410, 415), 상기 보호필름(415)에 적층되는 λ/4 위상차 필름(430)을 포함하고, 0 위상차 필름(450)을 기판으로 하는 양(positive)의 C 플레이트(440)가 상기 λ/4 위상차 필름(430)에 적층되되 0 위상차 필름(450)이 λ/4 위상차 필름(430)에 대면하도록 적층된다. 그리고, 이와 같이 구성된 편광판(400)은 화상표시장치(미도시)나 반사층(40)(예컨대, 유기발광다이오드(OLED)의 음극) 등에 부착되어 사용될 수 있다.

그리고, 도 5를 참조하면, 본 발명의 제5 실시형태에 따른 편광판(500)은 편광자(520), 상기 편광자(520)의 양면에 각각 적층되는 보호필름(510, 515), 상기 보호필름(515)에 적층되는 λ/4 위상차 필름(530)을 포함하고, 0 위상차 필름(550)을 기판으로 하는 양(positive)의 C 플레이트(540)가 상기 λ/4 위상차 필름(530)에 적층되되 양(positive)의 C 플레이트(540)가 λ/4 위상차 필름(530)에 대면하도록 적층된다. 그리고, 이와 같이 구성된 편광판(500)은 화상표시장치(미도시)나 반사층(50)(예컨대, 유기발광다이오드(OLED)의 음극) 등에 부착되어 사용될 수 있다.

도 6는 본 발명의 제6 실시형태에 따른 편광판의 구성도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제6 실시형태에 따른 편광판(600)은 편광자(620), 상기 편광자(620)의 일면에 적층되는 보호필름(610), 상기 편광자(620)의 타면에 적층되는 0 위상차 필름(650)과 양의 C 플레이트(640), 상기 양의 C 플레이트(640)에 적층되는 점착제(660), 상기 점착제(660)에 적층되는 λ/4 위상차 필름(630), 상기 λ/4 위상차 필름(630)에 적층되는 점착제(665)를 포함한다.

이하에서는 본 발명의 제6 실시형태에 따른 편광판을 모델로 하여 광학특성과 반사특성을 측정한 실험에 대해 설명한다.

실시예 1

평균 중합도가 2,400, 비누화도 99.9몰% 이상인 두께 75㎛의 폴리비닐알콜 필름(VF-PS, KURARAY사)을 건식으로 6배 1축 연신하고, 긴장 상태를 유지한 채로 60?의 물(탈이온수)에 1분 동안 침지한 후, 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.013/5/100인 28℃의 수용액에 60초 동안 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/물의 중량비가 13/10/100인 55℃의 수용액에 300초 동안 침지하였다. 이어서, 10℃의 물로 5초 동안 세정한 후 45℃에서 4분간 건조하여 폴리비닐알콜 수지에 요오드가 흡착 배향된 편광자를 제조하였다. 편광자의 일면에 보호필름으로 TAC필름과 두께방향위상차 -92.5nm를 갖는 양의 C플레이트층이 코팅된 0 위상차 필름을 접착제를 사용하여 부착하였다. 양의 C 플레이트층에 점착제를 제막한 후, 역파장분산성을 갖는 면내위상차 141nm, 두께방향위상차 72.5nm λ/4 위상차 필름을 접합하였다. 그 후, λ/4 위상차 필름에 점착제를 제막하여 편광판을 완성하였다.

실시예 2

상기 편광판 제조예에서 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.012 /5/100인 28℃의 수용액에 60초 동안 침지, 10℃의 물로 7초 동안 세정한 후를 제외하고는 동일하게 편광판을 제작하였다.

실시예 3

실시예 1과 동일하게 편광판을 제작하였으나, 양의 C 플레이트층을 부착하지 않았다.

실시예 4

실시예 1과 동일하게 편광판을 제작하였으나, 두께방향위상차 52.5nm인 λ/4 위상차 필름과 두께방향위상차 -72.5nm인 양의 C플레이트층을 적용하였다.

실시예 5

실시예 1과 동일하게 편광판을 제작하였으나, 두께방향위상차 90nm인 λ/4 위상차 필름과 두께방향위상차 -110nm인 양의 C플레이트층을 적용하였다.

실시예 6

실시예 1과 동일하게 편광판을 제작하였으나, 두께방향위상차 140nm인 λ/4 위상차 필름과 두께방향위상차 -160nm인 양의 C플레이트층을 적용하였다.

비교예 1

상기 편광판 제조예에서 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.011 /5/100인 28℃의 수용액에 60초 동안 침지, 10℃의 물로 9초 동안 세정한 후를 제외하고는 동일하게 편광판을 제작하였다.

비교예 2

상기 편광판 제조예에서 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.010 /5/100인 28℃의 수용액에 60초 동안 침지, 10℃의 물로 10초 동안 세정한 후를 제외하고는 동일하게 편광판을 제작하였다.

비교예 3

상기 편광판 제조예에서 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.010 /5/100인 28℃의 수용액에 60초 동안 침지, 10℃의 물로 20초 동안 세정한 후를 제외하고는 동일하게 편광판을 제작하였다.

비교예 4

상기 편광판 제조예에서 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.010 /5/100인 28℃의 수용액에 60초 동안 침지, 10℃의 물로 30초 동안 세정한 후를 제외하고는 동일하게 편광판을 제작하였다.

비교예 5

상기 편광판 제조예에서 요오드/요오드화칼륨/물의 중량비가 0.013 /5/100인 28℃의 수용액에 60초 동안 침지, 10℃의 물로 1초 동안 세정한 후를 제외하고는 동일하게 편광판을 제작하였다.

비교예 6

실시예 1과 동일하게 편광판을 제작하였으나, 두께방향위상차 -160nm인 양의 C플레이트층을 적용하였다.

비교예7

실시예 1과 동일하게 편광판을 제작하였으나, 두께방향위상차 52.5nm인 λ/4 위상차 필름과 두께방향위상차 -160nm인 양의 C플레이트층을 적용하였다.

비교예8

실시예 1과 동일하게 편광판을 제작하였으나, 두께방향위상차 90nm인 λ/4 위상차 필름과 두께방향위상차 -160nm인 양의 C플레이트층을 적용하였다.

실험예

1. 광학특성 측정

제조된 편광자를 4㎝×4㎝ 크기로 절단하여 시편을 제작하고, 이 시편을 측정 홀더에 붙인 후 자외가시광선분광계(V-7100, JASCO사 제조)를 이용하여 단체 투과율(Ty), 편광도(P), 직교색상값(직교 b*), 700nm 파장에서의 흡광도(A700)를 측정하였다. 이 경우, 단체 투과율, 편광도, 700nm 파장에서의 흡광도(A700)는 하기 수학식 1 내지 3로 정의된다.

[수학식 1]

단체투과율(Ty) = (T1 + T2) / 2

여기서, T1은 한 쌍의 편광자를 흡수축이 평행한 상태로 배치하였을 경우 얻어지는 평행 투과율이고, T2는 한 쌍의 편광자를 흡수축이 직교하는 상태로 배치하였을 경우 얻어지는 직교 투과율이다.

[수학식 2]

편광도(P) = [(T1 - T2) / (T1 + T2)] / 2

[수학식 3]

A700 = - Log10{[TMD(700)×TTD(700)]/10000}

여기서, TMD(700)은 한 쌍의 편광판을 흡수축이 평행한 상태로 배치하였을 때 얻어지는 700nm 파장에서의 평행 투과율이고, TTD(700)은 한 쌍의 편광판을 흡수축이 직교하는 상태로 배치하였을 때 얻어지는 700nm 파장에서의 직교 투과율이다.

2. 반사특성 측정

실험예 1에서 측정된 편광판의 광특성 결과 및 λ/4 위상차 필름, 양의 C플레이트 층의 굴절율로부터 시뮬레이션(Techwiz LCD 1D)을 실시, 정면 반사와 경사각 θ=60° 동경각 Φ=45°의 사면반사에서 CIELAB 좌표의 색차성분 a*, b*를 얻었다.

3. 실험결과

한편, 본 발명에 따른 편광판은 디스플레이 장치(화상표시장치), 구체적으로는 TN(꼬인 네마틱), HTN(매우 꼬인 네마틱) 또는 STN(과도하게 꼬인 네마틱) 모드 디스플레이, AMD-TN(활성 매트릭스 유도된 TN) 디스플레이, IPS(면상 스위칭) 모드 디스플레이, DAP(정렬된 상의 변형) 또는 VA(수직 정렬된) 모드 디스플레이, 예컨대 ECB(전기적으로 제어되는 복굴절), CSH(색 수퍼 호메오트로픽), VAN 또는 VAC(수직 정렬된 네마틱 또는 콜레스테릭) 디스플레이, MVA(멀티-도메인 수직 정렬된) 디스플레이, 굽힘 모드 디스플레이 또는 혼성형 디스플레이, 예컨대 OCB(광학적으로 보상된 굽힘 셀 또는 광학적으로 보상된 복 굴절), R-OCB(반사형 OCB), HAN(혼성 정렬된 네마틱) 또는 파이-셀 디스플레이 또는 유기 발광 다이오드 (OLED)에서 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 편광판은 유기 발광 다이오드 (OLED), 반사형 또는 투과형 LCD에서 광 향상 내지 반사 방지 특성 향상을 위해 특히 바람직하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 유기 발광 다이오드 (OLED)의 음극(반사층) 상부에 배치되어 패널로의 입사광의 정면 및 사면의 반사율을 저하시키면서 동시에 경사 방향에서의 반사 색감을 우수하게 유지하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 편광판이 종래의 편광판 위치에 사용되는 점을 제외하고 유기 발광 다이오드 (OLED), 액정표시장치(LCD) 등 화상표시장치의 다른 구성들은 종래 일반적인 구성을 그대로 채택할 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시형태를 참조하여 본 발명을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 예컨대, 본 발명의 편광판이 편광자, 그 하부에 반파장 필름 및 그 하부에 사분파장 필름의 순으로 배치될 때 편광자의 상부에 투명 보호필름, 추가의 위상차판, 하드코팅층, 터치패널 등이 함께 배치될 수 있다.

그러므로, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이며, 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

100, 200, 300, 400, 500, 600: 편광판
120, 220, 320, 420, 520, 620: 편광자
130, 230, 330, 430, 530, 630: λ/4 위상차 필름
140, 240, 340, 440, 540, 640: 양의 C 플레이트
450, 550, 650: 0 위상차 필름

Claims

편광판에 있어서,
광을 편광시키는 편광자; 및
상기 광의 위상을 지연시키는 위상차 필름을 포함하고,
상기 편광판의 직교색상값은 -5 내지 -2이고, 700nm 파장의 흡광도는 1.5 이상인 것을 특징으로 하는 편광판.
제1항에 있어서,
상기 편광자의 단체투과율은 44% 이상이고, 편광도는 98% 이상인 것을 특징으로 하는 편광판.
제1항에 있어서,
상기 위상차 필름은 역파장분산성을 갖는 1/4 파장 위상차 필름인 것을 특징으로 하는 편광판.
제1항에 있어서,
상기 편광판은 양의 C 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
제4항이 있어서,
상기 편광판은 편광자, 위상차 필름, 양의 C 플레이트; 또는 편광자, 양의 C 플레이트, 위상차 필름의 순서로 적층되는 것을 특징으로 하는 편광판.
제5항에 있어서,
상기 양의 C 플레이트는 중합성 액정 화합물의 중합으로 형성되며, 0 위상차 필름이 중합성 액정 화합물의 기판으로서 상기 양의 C 플레이트의 일면에 구비되는 것을 특징으로 하는 편광판.
편광판에 있어서,
광을 편광시키는 편광자; 및
상기 광의 위상을 지연시키는 위상차 필름을 포함하고,
상기 편광판의 전체 두께방향위상차(Rth)는 -30 내지 30nm인 것을 특징으로 하는 편광판.
제7항에 있어서,
상기 편광판은 양의 C 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
제8항에 있어서,
상기 위상차 필름의 두께방향위상차는 40nm 내지 65nm이고, 상기 양의 C 플레이트의 두께방향위상차는 -85nm 내지 -60nm 인 것을 특징으로 하는 편광판.
제8항에 있어서,
상기 위상차 필름의 두께방향위상차는 65nm 내지 80nm이고, 상기 양의 C 플레이트의 두께방향위상차는 -100nm 내지 -85nm 인 것을 특징으로 하는 편광판.
제8항에 있어서,
상기 위상차 필름의 두께방향위상차는 80nm 내지 100nm이고, 상기 양의 C 플레이트의 두께방향위상차는 -120nm 내지 -100nm 인 것을 특징으로 하는 편광판.
제8항에 있어서,
상기 위상차 필름의 두께방향위상차는 100nm 내지 180nm이고, 상기 양의 C 플레이트의 두께방향위상차는 -200nm 내지 -120nm 인 것을 특징으로 하는 편광판.
제7항에 있어서,
상기 위상차 필름은 역파장분산성을 갖는 1/4 파장 위상차 필름인 것을 특징으로 하는 편광판.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 편광판을 포함하는 화상표시장치.