KR20160063539A - 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 편광자; 상기 편광자의 일면에 형성된 제1보호필름; 및 상기 제1보호필름의 최소한 일면에 형성된 프라이머층을 포함하고, 상기 제1보호필름과 상기 프라이머층의 굴절율의 비가 하기 식 1을 만족하고, 상기 제1 보호필름은 파장 550nm에서 하기 식 2로 표시되는 면내 위상차(Re)가 500nm 이하, 하기 식 3으로 표시되는 두께 방향 위상차(Rth)가 10,000nm 이하인 편광판 및 상기 편광판을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다:
<식1>
0.6<R1/R2<0.9
(상기 식 1에서 R1는 프라이머층의 굴절율이고, R2는 제1보호필름의 굴절율임),
<식 2>
Re = (nx - ny) × d
<식 3>
Rth = ((nx+ny)/2 - nz) × d
(상기에서, nx, ny, nz는 각각 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절율이고, d는 필름의 두께(단위:nm)이다).

Description

편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치{POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
편광판은 액정표시장치의 표시 패턴을 가시화하기 위해, 광의 진동 방향을 제어하는 목적으로 액정 셀의 안팎에 사용되고 있다. 액정표시장치의 적용 분야가 개발 초기의 소형 기기로부터 최근에는 노트북 컴퓨터, 액정 모니터, 액정 컬러 프로젝터, 액정 텔레비전, 차량 탑재용 네비게이션 시스템, 퍼스널 폰 및 옥 내외에서 사용되는 계측 기기 등으로 폭 넓은 범위를 나타내고 있다.
액정표시장치에 적용되는 편광판은 편광자와 편광자의 일면 또는 양면에 형성되는 보호필름을 포함한다. 편광자 보호필름은 기계적으로 약한 편광자를 보호하기 위한 것이 주된 목적으로 한다. 편광자의 한쪽 측면에 적층되는 보호필름의 경우 연신을 통해 적절한 위상차를 부여하여 시야각 보상 기능이 있는 반면에, 반대측면에 적층된 보호필름의 경우 위상차값이 광학특성에 영향을 미치지 않는다는 점을 감안한 보호필름으로서 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등이 사용된다. 그러나 TAC 필름은 통상 캐스팅 공법을 통해 솔벤트가 휘발되면서 제조되며 일반적인 고분자 필름에 비해 가격이 높다.
이에 TAC 필름을 대체하고자 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 비롯한 저가의 고분자 필름이 개발되었다. 그러나, 이러한 저가 고분자 필름은 대체로 수율을 높이기 위해 고배율로 연신되어 있어 위상차가 크며, 이와 같이 초고 위상차 필름을 적층한 액정 표시장치는 무지개 얼룩이 발생하여 화상품질이 저하되는 단점이 있다.
또한 TAC 필름은 극성기를 띠고 있어 이접착성 프라이머가 필요하지 않은 반면, PET 필름과 같은 고분자 필름은 표면의 비극성으로 인해 이접착성 프라이머를 필수적으로 포함해야 하고, 투과율도 TAC 대비 떨어지는 특성을 보이고 있다. 또한 PET 필름은 편광자에 대한 접착성이 충분하면 투과율이 떨어지고, 투과율을 높이면 접착성이 떨어지는 문제점을 가지고 있었다. 이러한 점을 해결하기 위해 이접착성 프라이머의 기재필름 대비 굴절율 및 두께가 중요하게 되었다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제2011-0024442호는 밀착력이 우수한 고기능성 프라이머층을 구비한 고분자 기재, 및 그를 이용한 광학기재를 개시하고 있다.
본 발명의 목적은 편광자와 보호필름의 접착성을 유지하고 90% 이상의 투과율을 확보하고 가격 경쟁력이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 무지개 얼룩 억제할 수 있는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 화상 품질이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 편광판에 관한 것이다. 상기 편광판은 편광자; 상기 편광자의 일면에 형성된 제1보호필름; 및 상기 제1보호필름의 최소한 일면에 형성된 프라이머층을 포함하고, 상기 제1보호필름과 상기 프라이머층의 굴절율의 비가 하기 식 1을 만족하고,
<식1>
0.6<R1/R2<0.9
(상기 식에서 R1는 프라이머층의 굴절율이고, R2는 제1보호필름의 굴절율임)
상기 제1보호필름은 파장 550nm에서 하기 식 2로 표시되는 면내 위상차(Re)가 500nm 이하, 하기 식 3으로 표시되는 두께 방향 위상차(Rth)가 10,000nm 이하이다:
<식 2>
Re = (nx- ny) × d
<식 3>
Rth = ((nx+ny)/2- nz) × d
(상기에서, nx, ny, nz는 각각 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절율이고, d는 필름의 두께(단위:nm)이다).
상기 프라이머층의 두께가 5 내지 200nm 일 수 있다.
상기 프라이머층의 굴절율의 범위는 1.0 내지 1.5 일 수 있다.
상기 프라이머층은 실리카 입자를 포함할 수 있다.
상기 실리카 입자의 평균입경은 0.001 내지 10㎛ 일 수 있다.
상기 실리카 입자는 프라이머층에 0.1 내지 20 wt%로 포함될 수 있다.
상기 제1보호필름은 MD 방향 연신비:TD 방향 연신비가 1:0.8 내지 1:1.2일 수 있다.
상기 제1보호필름은 MD 방향 연신비:TD 방향 연신비가 1:1이고, 하기 식 4로 표시되는 이축성 정도(NZ)가 1.0 이상이 될 수 있다.
<식 4>
NZ= (nx - nz)/(nx - ny)
(상기에서, nx, ny, nz는 각각 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절율이다).
상기 제1보호필름은 x축 방향의 굴절률을 nx, y축 방향의 굴절률을 ny라고 할 때, nx - ny는 0 내지 0.1이고, 상기 식 4로 표시되는 이축성 정도(NZ)가 15 이상일 수 있다.
상기 제1보호필름은 비-복굴절성일 수 있다.
상기 제1보호필름은 폴리에스테르계 수지, (메타)아크릴계 수지 및 고리형 폴리올레핀계 수지(COP) 중 하나 이상의 수지를 포함하는 필름일 수 있다.
상기 편광자의 타면에 제2보호필름을 더 포함할 수 있다.
상기 제2보호필름은 셀룰로오스계, 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 수지를 포함하는 필름이 될 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 편광판을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명은 편광자와 보호필름의 접착성을 유지하고, 90% 이상의 투과율을 확보할 수 있으며, 가격 경쟁력이 우수하고, 무지개 얼룩 억제하여 액정표시에 장착시 화상 품질이 우수한 편광판을 제공한다.
도 1은 본 발명 일 구체예의 편광판의 단면 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명 다른 구체예의 편광판 단면 구조를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명 또 다른 구체예의 편광판 단면 구조를 나타낸 모식도이다
도 4는 본 발명 또 다른 구체예의 편광판 단면 구조를 나타낸 모식도이다
도 5는 본 발명 또 다른 구체예의 편광판 단면 구조를 나타낸 모식도이다.
도 6는 본 발명 일 구체예의 액정표시장치의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 의해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 '상부'와 '하부'는 편의상 도면을 기준으로 한 것으로, 보는 시각에 따라 '상부'가 '하부'로 '하부'가 '상부'로 변경될 수 있다.
본 발명의 편광판은 편광자; 상기 편광자의 일면에 형성된 제1보호필름; 및 상기 제1보호필름의 최소한 일면에 형성된 프라이머층을 포함한다. 상기 프라이머층은 제1보호필름의 상부, 하부 또는 양면에 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예의 편광판의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 편광판(100)은 편광자(110), 상기 편광자(110)의 상부면에 형성된 제1보호필름(120), 및 상기 제1보호필름(120) 상부면에 형성된 프라이머층(130)을 포함할 수 있다.
제1보호필름(120)은 소수성일 수 있다. 구체예에서 제1보호필름은 폴리에스테르계 수지, (메타)아크릴계 수지 및 고리형 폴리올레핀계 수지(COP) 등의 수지를 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용될 수 있다.
상기 제1보호필름은 두께가 10 내지 500㎛, 바람직하게는 10 내지 100㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자에 적층시 편광판용 보호필름으로 사용될 수 있다.
상기 제1보호필름의 굴절률은 1.3 내지 1.7, 바람직하게는 1.4 내지 1.6이 될 수 있다. 상기 범위에서 편광판용 보호필름으로 사용할 수 있고, 프라이머층과의 굴절률 제어가 용이하여, 투과율을 높일 수 있다. 상기 굴절률은 Abbe 굴절계로 파장 550nm에서 측정된 값일 수 있다.
상기 제1보호필름은 2축 연신 필름으로서 MD(machine direction) 방향, TD(transverse direction) 방향으로 동시에 연신된 필름일 수 있다. 또는, MD방향 연신 후 TD방향 연신을 순차적으로 연신된 필름일 수 있으며 TD방향 연신 후 MD방향 연신일 수도 있다. 구체예에서 제1보호필름은 MD 방향과 TD 방향의 연신비를 거의 동일하게 하고 동시 연신시켜 저위상차를 가짐으로써 정면 및 측면에서도 무지개 얼룩 발생을 방지할 수 있다. 구체예에서는MD 방향 연신비:TD 방향 연신비가 1:0.8 내지 1:1.2, 바람직하게는 1:1이 될 수 있다. MD 방향 연신비에 대한 TD 방향의 연신비의 값이 0.8 미만, 1.2 초과이면, 제1보호필름의 면내 위상차(Re)가 높아 무지개 얼룩이 발생할 가능성이 있을 수 있다. 예를 들면, MD 방향 연신비:TD 방향 연신비는 1:0.85 내지 1:1.15, 또는 1:0.9 내지 1:1.1, 또는 1:0.95 내지 1:1.05, 또는 1:0.96 내지 1:1.04, 또는1:0.97 내지 1:1.03, 또는 1:0.98 내지 1:1.02, 또는 1:0.99 내지 1:1.01 또는 1:1, 또는 1:0.85 내지 1:1.09 또는 1:0.85 내지 1:1.08 또는 1:0.85 내지 1:1.07이 될 수 있다. 일 구체예에서, MD 방향 연신비는 1.0 내지 4.0 예를 들면 2.5 내지 3.5, TD 방향 연신비는 1.0내지 4.0 예를 들면 2.5 내지 3.5가 될 수 있다. 상기 범위에서, MD 방향 연신비와 TD 방향 연신비가 거의 동일하게 됨으로써 편광판에 사용시 정면 및 측면에서도 무지개 얼룩 발생을 방지할 수 있다.
일 구체예에서, 제1보호필름은 파장 550nm에서 하기 식 2로 표시되는 면내 위상차(Re)가 500nm 이하, 하기 식 3으로 표시되는 두께 방향 위상차(Rth)가 10,000nm 이하가 될 수 있다.
<식 2>
Re = (nx - ny) × d
<식 3>
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) × d
(상기에서, nx, ny, nz는 각각 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절율이고, d는 필름의 두께(단위:nm)이다).
상기 Re 및 Rth가 상기 범위일 경우, 편광판에 적용시 정면 및 측면에서 무지개 얼룩이 발생하지 아니하고, 액정표시패널에 장착시 광학 품질이 우수하다. 바람직하게는, Re는 0 내지 500nm이하, 더 바람직하게는 0 내지 400nm, 더 바람직하게는 0 내지 100nm, 0nm에 가까울수록 좋다. Rth는 0 내지 10,000nm가 될 수 있으며, 바람직하게는 0 내지 4,000nm, 더 바람직하게는 100 내지 3,000nm일 수 있다.
제1보호필름은 하기 식 4로 표시되는 이축성 정도(NZ)가 1.0 이상, 더 바람직하게는 15 내지 ∞ (예: 15 내지 1010000), 더욱 바람직하게는 20 내지 ∞(예 : 50 내지 1010000)이며, 예를 들면 무한대가 될 수도 있다:
<식 4>
NZ = (nx - nz)/(nx - ny)
(상기에서, nx, ny, nz는 각각 폴리에스테르 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절율이다)
제1보호필름에서, x축 방향은 MD 방향, y축 방향은 TD 방향, z축 방향은 두께 방향을 나타낸다.
제1보호필름은 파장 550nm에서nx ≒ ny로서, nx - ny는 0 내지 0.1이며, 바람직하게는 0 내지 0.01이며, 0에 가까울수록 좋고 이로 인해 NZ가 ∞가 될 수 있다. 상기 범위에서, 보호필름으로 사용시 정면과 측면에서 무지개 얼룩 발생을 방지할 수 있고, 입사각 및 파장에 따라 위상차값의 변화가 작아 무지개 얼룩이 없는 효과를 가질 수 있다.
제1보호필름은 복굴절이 없는 비-복굴절성 필름일 수 있다. 이 경우, 정면과 측면에서 무지개 얼룩 발생 방지 효과가 탁월하고, 입사각 및 파장에 따라 위상차값의 변화가 작아 무지개 얼룩이 없는 효과를 가질 수 있다.
상기 제1 보호필름(120) 상부에는 프라이머층(130)이 형성되어 제1보호필름 및 이를 포함하는 편광판의 투과율을 향상시킴으로써, 편광자의 투과율을 추가로 증가시킬 필요가 없고, 이를 통해 편광자의 편광도를 더 높일 수 있다. 또한 프라이머층의 부가로 제1보호필름의 기계적 특성과 낮은 투습도를 극대화시킴으로써, 외부 가혹 조건에 대해 높은 저항성을 편광판에 부가할 수 있다.
상기 제1보호필름과 상기 프라이머층의 굴절율의 비는 하기 식 1을 만족한다:
<식1>
0.6<R1/R2<0.9
(상기 식에서 R1는 프라이머층의 굴절율이고, R2는 제1보호필름의 굴절율임).
바람직하게는 0.65<R1/R2<0.9, 더 바람직하게는 0.7<R1/R2<0.9가 될 수 있다. 상기 범위에서 편광판에 사용가능하고, 제1보호필름 대비 적정 굴절률을 가지므로 제1보호필름의 투과율을 높일 수 있다. 상기 굴절률은 Abbe 굴절계로 파장 550nm에서 측정된 값일 수 있다.
제1보호필름 상부면에 형성된 프라이머층은 헤이즈(Haze)가 높아지는 것을 막고 롤링시 프라이머에 의한 접착이 발생하는 블락킹 현상을 막기 위해 소수성 성격을 가지는 것이 바람직하다. 구체예에서, 상기 프라이머층은 우레탄 기를 포함하지 않는 비-우렌탄계 프라이머층이 될 수 있다. 예를 들면, 상기 프라이머층은 폴리에스테르, 아크릴 등의 수지 또는 모노머를 포함하는 프라이머층용 조성물로 형성될 수 있다. 폴리에스테르 및 아크릴의 혼합비율(예: 몰비)을 제어함으로써 상기 굴절률을 제공할 수 있다.
프라이머층의 상부면에 기능성 코팅층(도시되지 않음), 예를 들면 하드코팅층, 반사방지층, 저반사층 또는 내지문층을 포함하여, 기능성을 부여할 수도 있다. 기능성 코팅층은 두께가 0.5 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자에 적층시 편광판으로 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에서는 프라이머층이 제1보호필름과 편광자 사이에 형성될 수 있다. 이와 같이 프라이머층이 제1보호필름과 편광자 사이에 위치할 경우, 프라이머층은 제1보호필름과 편광자와의 접착성을 좋게 할 수 있다.　　
도 2는 본 발명의 다른 구체에에 따른 편광판의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 편광판(200)은 편광자(210), 상기 편광자(210)의 상부면에 형성된 제1보호필름(220), 상기 제1보호필름(220)의 상부면에 형성된 제1프라이머층(230), 및 상기 제1보호필름(220)의 하부면에 형성된 제2프라이머층(240)을 포함할 수 있다. 상기 제1보호필름(220)과 상기 제1프라이머층(230)은 접하고, 상기 제1보호필름(220)과 제2프라이머층(240)은 접할 수 있다.
상기 제1 프라이머층(230)과 제2프라이머층(240)은 굴절률, 두께, 재질 등이 동일하거나 다를 수 있다.
제1보호필름(220)의 양면에 프라이머층(230, 240)이 형성되는 경우 편광자와 접하는 제2프라이머층(240)은 친수성 및 소수성 성격을 가지는게 바람직하다. 또한 제1 보호필름의 다른 일면에 접하는 제1프라이머층(230)은 헤이즈(Haze)가 높아지는 것을 막고 롤링시 프라이머에 의한 접착이 발생하는 블락킹 현상을 막기 위해 소수성 성격을 가지는 것이 바람직하다.
상기 제1프라이머층(230)은 앞서 설명한 프라이머층 (130)과 동일하다.
상기 제2프라이머층(240)은 제1프라이머층(130)과 같은 폴리에스테르, 아크릴 수지 등의 조성물로 이루어져 소수성을 가지나 프라이머가 친수성 성격도 갖도록 하기 위해 PVA solution이 포함될 수 있다.
상기 프라이머층은 프라이머 조성물로부터 형성될 수 있다. 상기 프라이머 조성물은 바인더 수지, 실리카 입자, UV흡수제, 경화제, 계면활성제, 소포제 등 각종 첨가제를 포함 할 수 있다.
상기 바인더 수지로는 폴리에스테르, 아크릴 등의 수지 또는 모노머 등이 사용될 수 있다. 상기 바인더 수지는 프라이머 조성물중 0.5 내지 50 wt%가 포함된다. 상기 범위에서 형성함으로써 고온, 고습의 조건에서 상기 기재필름의 접착력을 높여 상기 제1 보호필름이 편광자에 잘 부착되도록 할 수 있다.
구체예에서, 상기 프라이머층은 우레탄 기를 포함하지 않는 비-우렌탄계 프라이머층이 될 수 있다. 예를 들면, 상기 프라이머층은 폴리에스테르, 아크릴 등의 수지 또는 모노머를 포함하는 프라이머층용 조성물로 형성될 수 있다. 폴리에스테르 및 아크릴의 혼합비율(예: 몰비)을 제어함으로써 상기 굴절률을 제공할 수 있다.
상기 프라이머층은 실리카 입자를 포함할 수 있다. 바람직하게 실리카 입자의 평균입경은 0.001 내지 10㎛ 이다. 상기 범위에서 슬립(Slip)성이 좋아 생산성 향상 및 필름간 Blocking을 방지할 수 있는 장점을 가지게 된다. 또한 실리카 입자의 함량이 프라이머 조성물중 0.1 내지 20 wt%, 예를 들면, 0.5 내지 20 wt% 일 수 있다. 상기 범위에서 실리카 입자 성분에 의해 폴리에스테르 필름 제조시 슬립(Slip)성이 좋아 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 프라이머층의 조성물은 상기 수지 또는 모노머 이외에, 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체예에서, 상기 첨가제는 가교경화제, 계면활성제, 소포제, 대전 방지제, 무기입자 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
이러한 프라이머층은 프라이머 밀착력, 편광판용에 적합한 피착제와의 이접착력, 우수한 투과율 특성을 갖게 된다.
구체예에서, 제1 프라이머층의 굴절률은 1.0 내지 1.5, 제2프라이머층의 굴절률은 1.0 내지 1.5가 될 수 있다.
제1프라이머층과 제2프라이머층의 굴절률, 두께 등을 다르게 함으로써, 상기 편광판용 보호필름은 편광자에 적층하고 추가로 기능성층 등을 적층할 수 있고 투과율을 높일 수 있다.
상기 프라이머층의 두께는 5 내지 200nm가 될 수 있다. 상기 범위에서 편광판에 사용가능하고, 제1보호필름 대비 적정 굴절률을 갖도록 하여 제1보호필름의 투과율을 높일 수 있고, 제1보호필름에 편광자가 잘 부착되도록 할 수 있다.
편광자는 특정 방향으로 분자 배향되어 있어, 액정표시장치에 장착시 특정 방향의 빛만을 투과시키는 것으로, 폴리비닐알코올 필름에 요오드나 이색성 염료를 염색시키고, 이를 일정방향으로 연신시켜 제조될 수 있다. 구체적으로, 팽윤 과정, 염색 단계, 연신 단계, 가교 단계를 거쳐 제조된다. 각 단계를 수행하는 방법은 당업자들에게 통상적으로 알려져 있다.
편광자는 두께가 5 내지 30㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정표시장치용 편광판에 사용할 수 있다.
도 3과 도 4는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 편광판(300)은 편광자(310); 상기 편광자(310)의 상부면에 형성된 제1보호필름(320); 상기 제1보호필름(320) 상부면에 형성된 프라이머층(330); 및 상기 편광자(310)의 하부면에 제2보호필름(340)을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 편광판(400)은 편광자(410), 상기 편광자(410)의 상부면에 형성된 제1보호필름(420), 상기 제1보호필름(420)의 상부면에 형성된 제1프라이머층(430); 상기 제1보호필름(420)의 하부면에 형성된 제2프라이머층(440); 및 상기 편광자(410)의 하부면에 제2보호필름(450)을 포함할 수 있다.
제2보호필름(450)은 투명한 광학필름으로서, 폴리에스테르계 또는 폴리에스테르를 제외한 비-폴리에스테르계 필름으로서, 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로오스계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지 중 하나 이상의 수지를 포함하는 필름일 수 있다.
제2보호필름(450)은 예를 들면 위상차 보상 필름으로서, 액정 표시 패널을 통과한 빛의 광학적 특성을 조절하여 위상 차를 조절하거나 시야각 개선 기능을 가질 수 있다.
제2보호필름(450)의 두께는 10 내지 500㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정표시장치용 편광판에 사용할 수 있고, 편광판에 사용시 광학 보상효과를 제공할 수 있고, 액정에 대한 편광상태가 양호하며 색상변화 및 얼룩을 방지할 수 있는 효과를 가질 수 있다. 바람직하게 25 내지 80㎛ 두께를 가질 수 있다.
도 3과 도 4에서, 상기 제2보호필름의 하부에는 점착제층(도시되지 않음)이형성될 수 있다. 상기 점착제층은 상기 편광판을 액정표시패널에 적층시킬 수 있다. 상기 점착제는 편광판용 점착제로서, 예를 들면 (메타)아크릴계 점착제를 사용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 편광판(500)은 편광자(510); 상기 편광자(510)의 상부면에 형성된 제1보호필름(520); 상기 제1보호필름(520) 상부면에 형성된 제1프라이머층(530); 상기 제1보호필름(520)의 하부면에 형성된 제2프라이머층(540); 및 상기 편광자(510)의 하부면에 제2보호필름(550)을 포함하고, 상기 제2프라이머층(540)과 상기 편광자(510) 사이에 제1 접착층(560)을 포함하고, 상기 편광자(510)와 상기 제2보호필름(550) 사이에 제2 접착층(570)을 포함할 수 있다.
상기 제2프라이머층(540)은 상기 제1접착층(560)에 의해 상기 편광자(510)에 접합할 수 있고, 상기 제2보호필름(550)은 제2접착층(570)에 의해 상기 편광자(510)의 하부에 적층될 수 있다. 상기 제1접착층 및 제2접착층은 편광판의 기계적 강도를 높일 수 있고, 편광판용 접착제로서 수계 접착제, UV 경화형 접착제, 감압형 접착제 중 하나 이상으로 형성될 수 있다.
도 5에서 상기 제1프라이머층(530)의 상부면에 기능성 코팅층(도시되지 않음), 예를 들면 하드코팅층, 반사방지층, 저반사층 또는 내지문층을 포함하여, 기능성을 부여할 수도 있다. 기능성 코팅층은 두께가 0.5 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자에 적층시 편광판으로 사용할 수 있다.
도 5에서 상기 제2보호필름(550)의 하부에는 점착제층(도시되지 않음)이 형성될 수 있다. 상기 점착제층은 상기 편광판을 액정표시패널에 적층시킬 수 있다. 상기 점착제는 편광판용 점착제로서, 예를 들면 (메타)아크릴계 점착제를 사용할 수 있다.
편광판의 두께는 25 내지 500㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정표시장치용 편광판에 사용할 수 있다. 편광판은 편광도가 99% 이상, 예를 들면 99.9 내지 99.999%가 될 수 있고, 투과도가 40% 이상 예를 들면 40　내지 80%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정표시장치에 장착시 광학 특성 저하가 없을 수 있다.
상기 편광판은 액정표시장치에 있어서, 상부 편광판 또는 하부 편광판으로 포함될 수 있다.
일반적으로 액정표시장치는 액정표시패널, 백라이트부 및 편광판으로 구성된다. 본 명세서에서 '상부 편광판'은 액정표시패널의 전면에 위치하는 편광판을 나타내고, '하부 편광판'은 액정표시패널의 후면 및 액정표시패널과 백라이트부 사이에 위치하는 편광판을 의미한다.
본 발명의 다른 관점인 액정표시장치는 상기 편광판을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 액정표시장치는 액정표시패널; 상기 액정표시패널의 상부에 형성된 제1편광판; 및 상기 액정표시패널의 하부에 형성된 제2편광판을 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명 일 구체예의 액정표시장치의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 액정표시장치는 액정표시패널(605), 상기 액정표시패널(605)의 상부면에 형성된 제1편광판(610), 상기 액정표시패널(605)의 하부면에 형성된 제2편광판(615)를 포함할 수 있다.
상기 제1편광판(610)은 편광자(620); 상기 편광자(620)의 상부면에 형성된 제1보호필름(630); 상기 제1보호필름(630) 상부면에 형성된 제1프라이머층(635); 상기 제1보호필름(630)의 하부면에 형성된 제2프라이머층(640); 및 상기 편광자(620)의 하부면에 제2보호필름(645)을 포함할 수 있다.
상기 제2프라이머층(640)과 상기 편광자(620) 사이, 상기 편광자(620)와 상기 제2보호필름(645) 사이에는 각각 접착제층(도시되지 않음)이 형성될 수 있다.
상기 제1편광판(610)은 제1점착층(650)에 의해 액정표시패널(605)의 상부면에 적층될 수 있다.
상기 제2편광판(615)은 편광자(655); 상기 편광자(655)의 하부면에 형성된 제1보호필름(660); 상기 제1보호필름(660) 하부면에 형성된 제1프라이머층(665); 상기 제1보호필름(660)의 상부면에 형성된 제2프라이머층(670); 및 상기 편광자(655)의 상부면에 제2보호필름(675)을 포함할 수 있다.
상기 제2프라이머층(670)과 상기 편광자(655) 사이, 상기 편광자(655)와 상기 제2보호필름(675) 사이에는 각각 접착제층(도시되지 않음)이 형성될 수 있다.
상기 제2편광판(615)은 제2점착층(680)에 의해 액정표시패널(605)의 하부면에 적층될 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예 및 비교예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것일 뿐 본 발명의 범주 및 범위가 하기 실시예 및 비교예 에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
제1보호필름인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(자체제조, 삼성SDI, 두께 20㎛, 파장 550nm에서 Re: 105nm, Rth:1,580nm, Nz: 15.5, 굴절률:1.59)의 일면인 상부면에 굴절률(Axo Scan으로 파장 550nm에서 측정) 1.4이고 두께(SEM, Scanning Electron Microscope로 측정) 120nm를 갖는 프라이머층이 코팅되도록 제조하였다.
편광자의 재료에 염착, 연신 등의 과정을 거쳐 편광자를 제조하였다. 구체적으로, 폴리비닐알코올 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자를 제조하였다.
상기 편광자의 상부면에 상기 제1 보호필름의 상부면을 접착제(Z-200, Nippon Goshei사)를 사용하여 접착하였다.
상기 편광자의 하부면에 제2보호 필름(N-TAC, KONICA MINORTA, TAC, 두께:40㎛)을 접착제(Z-200, Nippon Goshei사)를 사용하여 접착하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 프라이머층의 굴절률이 1.3인 것을 제외하고, 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 3
제1보호필름인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(자체제조, 삼성SDI, 두께 20㎛, 파장 550nm에서 Re: 105 nm, Rth: 1,580nm, NZ: 15.5, 굴절률:1.59)에 상부면과 하부면 양면에 각각 굴절률(Axo Scan으로 파장 550nm에서 측정) 1.4이고 두께(SEM, Scanning Electron Microscope로 측정) 60nm를 갖는 프라이머층이 코팅되도록 제조하였다.
편광자의 재료에 염착, 연신 등의 과정을 거쳐 편광자를 제조하였다. 구체적으로, 폴리비닐알코올 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자를 제조하였다.
상기 편광자의 상부면에 상기 제1보호필름을 접착제(Z-200, Nippon Goshei사)를 사용하여 접착하였다.
상기 편광자의 하부면에 제2보호필름(N-TAC, KONICA MINORTA, TAC, 40㎛)을 접착제(Z-200, Nippon Goshei사)를 사용하여 접착하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 프라이머층의 두께가 60nm인 것을 제외하고, 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 3에서 프라이머층의 굴절률이 1.3인 것을 제외하고, 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 6
상기 실시예 1에서 프라이머층의 굴절률이 1.1, 두께가 60nm인 것을 제외하고, 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 7
상기 실시예 3에서 프라이머층의 굴절률이 1.1 인 것을 제외하고, 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 프라이머층이 형성되지 않은 보호필름을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 프라이머층의 굴절률이 2.0인 것을 제외하고 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 3에서 프라이머층의 굴절률이 2.0인 것을 제외하고 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 4
상기 실시예 3에서 프라이머층의 굴절률이 2.0, 상하부 프라이머층의 두께가 각각 10nm인 것을 제외하고, 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 5
상기 실시예 1에서 프라이머층의 굴절률이 0.9인 것을 제외하고 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 6
상기 실시예 3에서 프라이머층의 굴절률이 0.9, 상하부 프라이머층의 두께가 각각 10nm인 것을 제외하고, 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예와 관련하여 투과율, 투과율의 변화율 및 접착성을 하기와 같은 내용으로 측정하였고, 그 값은 표 1과 같다
(1) 투과율(%) 및 투과율의 변화율(%): 상기 보호필름의 투과율은 Shimadzu社 UV-2450으로 측정하였으며, 편광판 및 편광판의 투과 변화율은 Jasco社 분광광도계(V-7100)를 사용하여 측정하였다. 투과변화율(%)은 초기 투과율을 TA, 신뢰성 조건(85℃*500hr)에 방치 후 투과율을 TB로 하였을 때, 하기 식 5로 표시된다.
<식 5>
투과율의 변화율(%)=(TB - TA)/ TA × 100
(2) 접착성 : 보호필름과 편광자를 접착제(수계 또는 UV접착제)를 사용하여 합지 및 경화 후, TA(Texture Analyzer)를 이용하여 접착력을 측정하여 접착성을 판단하였다. (접착성: ◎ 양호, △ 중간, X 불량)



구분
보호필름의 구성
제1보호필름 굴절률에 대한
프라이머층
굴절률의 비
투과율(%)


접착성

일면
코팅
양면
코팅		 프라이머층
굴절율		 프라이머층 두께(nm) 제1
보호필름		 편광판
변화율
(%)
상부
프라이머층		 하부
프라이머층		 상부
프라이머층		 하부
프라이머층
실시예 1 ○ - 1.4 - 120 - 0.881 93.19 42.43 1.4 ◎
실시예 2 ○ - 1.3 - 120 - 0.818 94.12 42.58 1.4 ◎
실시예 3 - ○ 1.4 1.4 60 60 0.881 93.56 42.49 1.3 ◎
실시예 4 ○ - 1.4 - 60 - 0.881 92.82 42.40 1.6 ◎
실시예 5 - ○ 1.3 1.3 60 60 0.818 94.32 42.66 1.3 ◎
실시예 6 ○ - 1.1 - 60 - 0.692 93.89 42.53 1.6 ◎
실시예 7 - ○ 1.1 1.1 60 60 0.692 92.41 42.38 1.3 ◎
비교예 1 - - - - - - - 89.02 40.31 3.2 X
비교예 2 ○ - 2.0 - 120 - 1.258 83.62 38.42 3.5 ◎
비교예 3 - ○ 2.0 2.0 60 60 1.258 76.13 30.47 4.0 ◎
비교예 4 - ○ 2.0 2.0 10 10 1.258 77.06 31.25 3.9 △
비교예 5 ○ - 0.9 - 120 - 0.567 89.84 40.54 3.2 ◎
비교예 6 - ○ 0.9 0.9 10 10 0.567 83.82 38.84 3.5 △
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 실시예는 보호필름의 투과율이 우수하여 편광판화 하였을 경우, 편광판의 투과율을 높일 수 있어 신뢰성 조건(85℃*500hr)에서의 편광판의 투과율 변화를 낮출 수 있는 장점이 있었다.
반면, 프라이머층이 형성되지 않은 보호필름을 사용한 비교예 1의 경우 보호필름의 이접착성을 갖는 프라이머가 없어 편광자와 접착성이 낮고, 투과율도 낮아 편광판화 하였을 경우, 신뢰성 조건에서의 투과 변화율도 높아 내구성이 떨어졌다.
그리고 제1보호필름 굴절률에 대한 프라이머층의 굴절률의 비가 본 발명의 범위를 벗어난 비교예 2 내지 6은 제1보호필름 투과율 및 편광판의 투과율 저하 문제가 발생하였고, 신뢰성 조건에서의 투과 변화율도 높아 내구성이 떨어졌다.
100, 200, 300, 400, 500, 610, 615: 편광판
600: 액정표시장치
110, 210, 310, 410, 510, 620, 655: 편광자
120, 220, 320, 420, 520, 630, 660: 제1보호필름
130, 230, 330, 430, 530, 635, 665: 제1프라이머층
240, 340, 440, 540, 640, 670: 제2프라이머층
450, 550, 645, 675: 제2보호필름
560: 제1접착층 570: 제2접착층
605: 액정표시패널
650: 제1 점착층 680: 제2 점착층

Claims (14)

  1. 편광자;
    상기 편광자의 일면에 형성된 제1보호필름; 및
    상기 제1보호필름의 최소한 일면에 형성된 프라이머층;
    을 포함하고,
    상기 제1보호필름과 상기 프라이머층의 굴절율의 비가 하기 식 1을 만족하고,
    <식1>
    0.6<R1/R2<0.9
    (상기 식 1에서 R1는 프라이머층의 굴절율이고, R2는 제1보호필름의 굴절율임)
    상기 제1보호필름은 파장 550nm에서 하기 식 2로 표시되는 면내 위상차(Re)가 500nm 이하이고, 하기 식 3으로 표시되는 두께 방향 위상차(Rth)가 10,000nm 이하인 편광판:
    <식 2>
    Re = (nx - ny) × d
    <식 3>
    Rth = ((nx+ny)/2 - nz) × d
    (상기 식 2 및 식 3에서, nx, ny, nz는 각각 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절율이고, d는 필름의 두께(단위:nm)이다).
  2. 제1항에 있어서, 상기 프라이머층의 두께가 5 내지 200nm 인 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 프라이머층의 굴절율의 범위는 1.0 내지 1.5 인 것을 특징으로 하는 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 프라이머층은 실리카 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  5. 제4항에 있어서, 상기 실리카 입자의 평균입경은 0.001 내지 10㎛ 인 것을 특징으로 하는 편광판.
  6. 제4항에 있어서, 상기 실리카 입자는 프라이머층에 0.1 내지 20 wt%로 포함되는 것을 특징으로 하는 편광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1보호필름은 MD 방향 연신비:TD 방향 연신비가 1:0.8 내지 1:1.2인 것을 특징으로 하는 편광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1보호필름은 MD 방향 연신비:TD 방향 연신비가 1:1이고, 하기 식 4로 표시되는 이축성 정도(NZ)가 1.0 이상인 편광판:
    <식 4>
    NZ= (nx - nz)/(nx - ny)
    (상기에서, nx, ny, nz는 각각 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절율이다).
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1보호필름은 x축 방향의 굴절률을 nx, y축 방향의 굴절률을 ny라고 할 때, nx-ny는 0 내지 0.1이고,
    하기 식 4로 표시되는 이축성 정도(NZ)가 15이상인 것을 특징으로 하는 편광판:
    <식 4>
    NZ = (nx - nz)/(nx - ny)
    (상기에서, nx, ny, nz는 각각 필름의 x축, y축 및 z축 방향의 굴절율이다).
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1보호필름은 비-복굴절성인 편광판.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1보호필름은 폴리에스테르계 수지, (메타)아크릴계 수지 및 고리형 폴리올레핀계 수지(COP) 중 하나 이상의 수지를 포함하는 필름인 편광판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 타면에 제2보호필름을 더 포함하는 편광판.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2보호필름은 셀룰로오스계 수지, 폴리에스테르계 수지, 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지 중 하나 이상의 수지를 포함하는 필름인 편광판.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 액정표시장치.
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