KR20160139667A - 편광판 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

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Abstract

발명은 편광판 및 이를 포함하는 표시장치를 제공한다. 발명의 일 실시예에 따른 편광판은, 접착층, 상기 접착층의 일면 상에 배치된 편광자, 및 상기 접착층 타면 상에만 배치된 편광자 보호필름을 포함하고, 상기 편광자의 두께의 측정값(α1)과 상기 편광자 보호필름의 두께의 측정값(α2)의 합산 값(α3)에 대한 편광판의 TD 방향의 인장 탄성률의 측정값(β1)의 비(β1/α3)가 0.30 초과 내지 0.5 미만의 범위 내이며, 상기 편광자 보호필름의 TD 방향의 인장 탄성률의 측정값(β3)에 대한 상기 편광자의 TD 방향의 인장 탄성률의 측정값(β2)의 비(β2/β3)가 0 초과 내지 0.2 미만의 범위 내이다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 표시장치{POLARIZING FILM AND DISPLAY INCLUDING THE SAME}
발명은 편광판 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
편광판은 일반적으로 편광 기능을 하는 편광자와 편광자의 일면 또는 양면에 적층되어 편광자를 보호하는 편광자 보호필름으로 포함한다. 상기 편광자 보호필름은 일반적으로 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름이 사용된다.
상기 편광자의 일면에만 상기 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름이 적층된 1 매형 편광판은, 상기 편광자의 양면에 상기 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름들이 적층된 2 매형 편광판에 비해 내구성 실험에서 상기 편광자의 수축 및 팽창에 따른 연신 방향에서 깨짐(crack) 현상이 나타난다.
발명의 일 실시예는 연신 방향에서의 깨짐 현상이 개선된 1 매형 편광판을 제공하고자 한다.
발명의 일 실시예는 편광 특성이 개선된 표시장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
발명의 일 실시예에 따른 편광판은, 접착층, 상기 접착층의 일면 상에 배치된 편광자 및 상기 접착층 타면 상에만 배치된 편광자 보호필름을 포함하고, 상기 편광자의 두께의 측정값(α1)과 상기 편광자 보호필름의 두께의 측정값(α2)의 합산 값(α3)에 대한 편광판의 TD(Transverse Direction) 방향의 인장 탄성률의 측정값(β1)의 비(β1/α3)가 0.30 초과 내지 0.5 미만의 범위 내이며, 상기 편광자 보호필름의 TD 방향의 인장 탄성률의 측정값(β3)에 대한 상기 편광자의 TD 방향의 인장 탄성률의 측정값(β2)의 비(β2/β3)가 0 초과 내지 0.2 미만의 범위 내이다.
상기 편광자는 요오드 또는 이색성 염료가 염색된 폴리비닐알코올(PVA)계 필름일 수 있다.
예를 들어, 상기 편광자 보호필름은 파장 550 nm 에서의 하기 식 (1)의 면내 위상 지연값(Re)에 대한 하기 식 (2)의 위상 지연값(Rth)의 비(Rth/Re)가 1.3 이하인 제1 편광자 보호필름일 수 있다.
<식 (1) >
Re = (nx-ny) × d
<식 (2) >
Rth = ((nx+ny)/2 - nz) × d
상기 제1 편광자 보호필름은 파장 550 nm에서의 상기 식 (1)의 면내 위상 지연값(Re)이 10,100 nm 이상 내지 15,500 nm 이하의 범위 내이고, 하기 식 (3)의 Nz값이 1.5 이상 내지 1.7 이하일 수 있다.
<식 (3) >
Nz = (nx-nz)/(nx-ny)
상기 식 (1) 내지 (3) 에서, nx, ny, nz 는 각각 파장 500 nm 에서의 상기 제1 편광자 보호필름의 폭 방향인 x 축 방향의 굴절률, 길이 방향인 y 축 방향의 굴절률, 및 두께 방향인 z 축 방향의 굴절률이고, d는 상기 제1 편광자 보호필름의 두께이다.
상기 제1 편광자 보호필름은 (nx-ny) 값이 0.1 이상 내지 0.2 이하의 범위 내일 수 있다.
상기 제1 편광자 보호필름은 40 ℃ 및 90% 상대습도에서 수분 투과도(water vapor transmission rate, WVTR)가 0 g/m2·day 초과 내지 100 g/m2·day 이하의 범위 내일 수 있다. 예를 들어, 상기 수분 투과도는 1 g/m2·day 이상 내지 10 g/m2·day 이하의 범위 내일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 편광자 보호필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)계 필름일 수 있다.
한편, 상기 편광자 보호필름은 제1 편광자 보호필름을 기재 필름으로 사용하고 상기 기재 필름의 일면 또는 양면에 형성된 프라이머 층을 포함하는 제2 편광자 보호필름일 수 있다. 제2 편광자 보호필름은 파장 550 nm 에서 투과율이 90 % 이상이고, 상기 기재 필름의 굴절률(A)에 대한 상기 프라이머 층의 굴절률(B)의 비(B/A)가 0.69 이상 내지 0.95 이하일 수 있다.
상기 굴절률(A)는 1.3 이상 내지 1.7 이하의 범위 내일 수 있고, 상기 굴절률(B)는 1.0 이상 내지 1.6 이하의 범위 내일 수 있다.
상기 프라이머 층은 두께가 1 nm 이상 내지 200 nm 이하의 범위 내일 수 있다.
상기 프라이머 층은 폴리에스테르와 아크릴 수지 중 하나 이상인 화합물을 포함할 수 있다.
상기 편광판은 TD 방향의 인장 탄성률 측정값(β1)이 31 MPa 이상 내지 105 MPa 미만일 수 있다. 상기 편광자는 TD 방향의 인장 탄성률 측정값(β2)이 1 MPa 이상 내지 5 MPa 이하일 수 있다. 상기 편광자 보호필름은 TD 방향의 인장 탄성률 측정값(β3)이 30 MPa 이상 내지 100 MPa 미만일 수 있다.
발명의 일 실시예에 따른 편광판은 점착층을 더 포함할 수 있다. 상기 편광자는 상기 점착층과 상기 접착층의 사이에 배치될 수 있다.
발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 표시패널 및 상기한 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 포함한다. 상기 편광판은 상기 표시패널의 일면 또는 양면에 배치될 수 있고, 하나 이상일 수 있다.
예를 들어, 상기 표시패널은 투명 기판들 사이에 배치된 액정층을 포함하는 액정 표시패널일 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
발명의 일 실시예에 따른 편광판은 연신 방향에서의 깨짐 현상을 개선할 수 있다.
발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 편광 특성이 개선될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 발명의 제1 실시예의 편광판의 개략적인 단면도이다.
도 2는 발명의 제2 실시예의 편광판의 개략적인 단면도이다.
도 3은 발명의 일 실시예의 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3의 표시장치의 표시패널의 개략적인 단면도이다.
발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 발명의 실시예들은 발명의 개시가 완전하도록 하며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 명세서에 개시된 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면들과 실험예들을 기반으로 발명을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 발명의 제1 실시예의 편광판의 개략적인 단면도이다. 도 1을 참고하면, 편광판(100)은 편광자(10), 접착층(20), 제1 편광자 보호필름(30), 제1 점착층(40)을 포함할 수 있다. 편광판(100)은 한 장의 제1 편광자 보호필름(30)만을 포함한다.
편광판(100)은 편광자(10)의 두께의 측정값(α1)과 제1 편광자 보호필름(30)의 두께의 측정값(α2)의 합산 값(α3)에 대한 편광판(100)의 TD(Transverse Direction) 방향의 인장 탄성률의 측정값(β1)의 비(β1/α3)가 0.30 초과 내지 0.5 미만의 범위 내이다. 또한, 제1 편광자 보호필름(30)의 TD 방향의 인장 탄성률의 측정값(β3)에 대한 편광자(10)의 TD 방향의 인장 탄성률의 측정값(β2)의 비(β2/β3)가 0 초과 내지 0.2 미만의 범위 내이다.
편광자(10)는 자연광이나 편광으로부터 임의의 편광으로 변환할 수 있는 것으로서, 편광판(100)의 제조 시 통상적으로 사용되는 편광자라면 제한없이 사용할 수 있다.
접착층(20)은 편광자(10)의 일면에 배치되어 제1 편광자 보호필름(30)과 편광자(10)를 서로 결합시킬 수 있다. 즉, 접착층(20)의 일면 상에는 편광자(10)가 배치될 수 있고, 접착층(20)의 타면 상에는 제1 편광자 보호필름(30)이 배치될 수 있다. 접착층(20)은 통상의 접착제, 예를 들면, 수계 접착제, 무용제형 접착제, 감압형 접착제 등으로 형성될 수 있다.
제1 편광자 보호필름(30)은 편광자(10)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 제1 편광자 보호필름(30)은 일축 연신된 투명 고분자 필름일 수 있다. 일축 연신된 투명 고분자 필름은 결정화도의 상승으로 탄성계수(Modulus) 및 인성(Toughness)을 증가시켜 표면 경도의 상승 효과를 제공할 수 있다.
제1 점착층(40)은 편광판(100)을 표시장치(도 3의 1000)의 표시패널(도 3의 200)의 일면 또는 양면에 결합 내지 부착시킬 수 있다. 편광자(10)는 접착층(20)과 제1 점착층(40)의 사이에 배치될 수 있다.
편광판(100)은 제1 점착층(40)에 결합된 이형필름(60)을 더 포함할 수 있다. 이형필름(60)은 편광판(100)을 표시패널(도 3의 200)에 결합 내지 부착시키기 전에 제거될 수 있다.
편광판(100)은 제2 점착층(50)과 편광판 보호필름(70)을 더 포함할 수 있다. 제1 편광자 보호필름(30)은 접착층(20)과 제2 점착층(50)의 사이에 배치될 수 있고, 제2 점착층(50)은 제1 편광자 보호필름(30)과 편광판 보호필름(70)의 사이에 배치될 수 있다. 제2 점착층(50)과 제1 편광자 보호필름(30)은 편광판(100)을 표시패널(도 3의 200)에 결합 내지 부착시키기 전에 제거될 수 있다.
편광자(10)의 두께는 2 ㎛ 이상 내지 60 ㎛ 이하의 범위 내일 수 있다. 제1 편광자 보호필름(30)의 두께는 60 ㎛ 이상 내지 120 ㎛ 이하의 범위 내일 수 있다. 편광자(10)와 제1 편광자 보호필름(30)은, 상기한 두께 범위 내에서 β1/α3 값을 0.30 초과 내지 0.5 미만의 범위 내로 제어함으로써, 편광판(100)의 MD 방향에서의 편광자(10)의 깨짐 현상을 개선할 수 있다.
한편, 편광자(10)는 TD 방향의 인장 탄성률 측정값(β2)이 1 MPa 이상 내지 5 MPa 이하일 수 있다. 제1 편광자 보호필름(30)은 TD 방향의 인장 탄성률 측정값(β3)이 30 MPa 이상 내지 100 MPa 미만일 수 있다. 편광자(10)와 제1 편광자 보호필름(30)은, 상기한 인장 탄성률 측정값의 범위 내에서, β2/β3 를 0 초과 내지 0.2 미만의 범위 내로 제어함으로써, 편광판(100)의 MD 방향에서의 편광자(10)의 깨짐 현상을 개선할 수 있다.
편광판(100)은 TD 방향의 인장 탄성률 측정값(β3)이 31 MPa 이상 내지 105 MPa 미만일 수 있다.
편광자(10)는, 예를 들어, 요오드 또는 이색성 염료를 염색된 폴리비닐알코올(PVA)계 필름일 수 있다. 이 때, 편광자(10)는 폴리비닐알코올(PVA)계 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염색시키고, 이를 일정 방향으로 연신시키는 과정을 통해 제조될 수 있다. 구체적으로, 팽윤 단계, 염색 단계, 연신 단계를 거쳐 제조될 수 있으며, 상기한 각 단계는 당해 업계의 통상의 기술자들에게 알려져 있는 바, 이에 대한 구체적인 설명들은 생략하기로 한다.
예를 들어, 상기 폴리비닐알코올(PVA)계 필름은 변성화되지 않은 순수한(bare) 폴리비닐알코올 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올 필름, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올 필름 등의 변성 폴리비닐알코올 필름을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 폴리비닐알코올계 필름의 중합도는 1,700 이상 내지 4,000 이하일 수 있고, 상기한 중합도의 범위 내에서, 편광 기재로 기능할 수 있다.
접착층(20)에 사용되는 접착제는 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 흡습성이 높은 상기 폴리비닐알코올계 필름을 편광자(10)로 사용하는 경우, 편광판(100)의 화상의 품질이 저하될 수 있고 내구성이 저하될 수 있다. 수분 투과율이 낮은 제1 편광자 보호필름(30)은 상기 폴리비닐알코올계 필름의 수분 취약성을 보완할 수 있다.
그러나, 수분 흡수율이 낮은 필름을 제1 편광자 보호필름(30)으로 사용하는 경우, 접착층(20)에 수계 접착제를 사용하면 편광판(100)의 제조 과정에서 수분이 충분히 증발되지 못하고 편광판(100)의 내구성이 저하될 수도 있다. 따라서, 이런 경우에는 무용제형 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 무용제형 접착제는 우레탄계 고분자, (메타)아크릴레이트계, 우레탄계, 에폭시계, 에폭시(메타)아크릴레이트계, 우레탄 (메타)아크릴레이트계 또는 이들의 혼합물 중 하나 이상의 경화성 성분과 경화제를 포함할 수 있다.
상기 경화성 성분은 함량이 90 중량% 이상 내지 99 중량% 이하의 범위 내일 수 있고, 상기 경화제는 1 중량% 이상 내지 10 중량% 이하의 범위 내일 수 있다.
예를 들어, 상기 경화성 성분은 비닐기를 갖는 (메트)아크릴레이트계 단량체일 수 있고, 상기 비닐기를 갖는 (메트)아크릴레이트계 단량체는 탄소수가 1 이상 내지 15 이하의 선형 또는 분지형의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트, 탄소수가 5 이상 내지 15 이하의 지환족(alicyclic)기를 갖는 (메트)아크릴레이트, 탄소수가 6 이상 내지 20 이하의 아릴기를 갖는 (메타)아크릴레이트, 탄소수가 7 이상 내지 20 이하의 아랄킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물 등일 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체는 메틸 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 이소(iso)-부틸 (메트)아크릴레이트, 네오(neo)-펜틸 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 페닐 (메트)아크릴레이트, 및 벤질 (메트)아크릴레이트 등일 수 있다. 다만, 이들 만으로 제한되지 않는다.
상기 경화제는 광 경화제 또는 열 경화제일 수 있고, 예를 들어, 이소시아네이트계 경화제, 아세토페논, 벤조인, 벤조페논, 디에톡시 아세토페논, 페닐레톤(phenyletone), 티옥산톤(thioxanthone), 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질 디메틸 타르, 4-(2-히드록시 에톡시)페닐-(2-히드록시)-2-프로필 케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, o-벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐 황화물, (4-벤조일 벤질)트리메틸 암모늄 염화물, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐 포스핀 옥시드, 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥시드, 2-히드록시 메틸 프로피온니트릴, 2,2'-{아조비스(2-메틸-N-[1,1'-비스(히드록시메틸)-2-히드록시에틸)프로피온 아미드], 아크릴산 [(2-메톡시-2-페닐-2-벤조일)-에틸] 에스테르, 페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 페닐 2-메타크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-이소프로필페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-클로로페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-도데실페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-메톡시페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-아크리로일옥시페닐 2-하이드록시-2-프로필 케톤, 4-메타크리로일옥시페닐 2-하이드록시-2-프로필 케톤, 4-(2-아크리로일옥시에톡시)-페닐 2-하이드록시-2-프로필 케톤, 4-(2-아크리로일옥시디에톡시)-페닐 2-하이드록시-2-프로필 케톤, 4-(2-아크리로일옥시에톡시)-벤조인, 4-(2-아크리로일옥시에틸티오)-페닐 2-하이드록시-2-프로필 케톤, 4-N,N'-비스-(2-아크리로일옥시에틸)-아미노페닐 2-하이드록시-2-프로필 케톤, 4-아크리로일옥시페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-메타크리로일옥시페닐 2-메타크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-(2-아크리로일옥시에톡시)-페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 4-(2-아크리로일옥시디에톡시)-페닐 2-아크리로일옥시-2-프로필 케톤, 디벤질 케톤(dibenzyl ketone), 벤조인 알킬 에테르, 벤조인 메틸 에테르(benzoin methyl ether), 벤조인 에틸 에테르(benzoin ethyl ether), 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 디알킬아세토페논(dialkyl acetophenone), 하이드록실 알킬케톤(hydroxyl alkylketone), 페닐글리옥실레이트(phenyl glyoxylate), 벤질디메틸케탈(Benzyl Dimethyl Ketal), 아실포스핀(acyl phosphine), 알파-아미노케톤(α-aminoketone) 중 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이들만으로 제한되지는 않는다.
한편, 제1 편광자 보호필름(30)은 폴리에스테르계 고분자 필름, 아크릴계 고분자 필름 또는 올레핀계 고분자 필름 등을 포함할 수 있다. 다만, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름과 같은 셀룰로오스계 필름을 포함하지 않는다. 상기 제1 편광자 보호필름(30)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)계 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 편광자 보호필름(30)은 초 고위상차 필름일 수 있다. 예를 들어, 제1 편광자 보호필름(30)은 파장 550nm에서 면내 위상 지연값(Re)이 10,000 nm 초과, 바람직하게는 10,100 이상 내지 50,000 nm 이하의 범위, 더 바람직하게는 10,100 nm 이상 내지 15,500 nm 이하의 범위 내일 수 있다.
상기한 범위 내에서, 제1 편광자 보호필름(30)은 무지개 얼룩이 발생시키지 않고, 측면에서 빛이 새어 나오는 빛샘 현상이나 입사각에 따라 위상차 값이 변하지 않게 하며, 파장에 따라 위상차 값의 차이를 최소화할 수 있다.
상기 면내 위상 지연값(Re)은 하기 식 (1)로 계산될 수 있다.
<식 (1) >
Re = (nx-ny) × d
제1 편광자 보호필름(30)은 (nx-ny) 값이 0.1 이상 내지 0.2 이하의 범위 내일 수 있다. 상기한 범위 내에서, 제1 편광자 보호필름(30)은 무지개 얼룩 발생을 방지할 수 있고, 입사각 및 파장에 따라 위상차 값의 변화가 작아 무지개 얼룩이 없는 효과를 가질 수 있다.
제1 편광자 보호필름(30)은 특정 범위의 두께 방향 위상 지연값(Rth)을 가질 수 있다. 제1 편광자 보호필름(30)은 파장 550nm 에서 하기 식 (2)의 두께 방향 위상 지연값(Rth)이 15,000 nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 두께 방향 위상 지연값(Rth)은 10,000 mn 이상 내지 12,000 nm 이하의 범위 내일 수 있다.
<식 (2) >
Rth = ((nx+ny)/2 - nz) × d
제1 편광자 보호필름(30)은 파장 550 nm 에서의 상기 식 (1)의 면내 위상 지연값(Re)에 대한 상기 식 (2)의 두께 방향 위상 지연값(Rth)의 비(Rth/Re)가 1.3 이하인 일 수 있다.
또한, 제1 편광자 보호필름(30)은 파장 550 nm에서의 상기 식 (1)의 면내 위상 지연값(Re)이 10,100 nm 이상 내지 15,500 nm 이하의 범위 내이고, 하기 식 (3)의 Nz값이 1.5 이상 내지 1.7 이하일 수 있다.
<식 (3) >
Nz = (nx-nz)/(nx-ny)
상기 식 (1) 내지 (3) 에서, nx, ny, nz 는 각각 파장 500 nm 에서의 제1 편광자 보호필름(30)의 폭 방향인 x 축 방향의 굴절률, 길이 방향인 y 축 방향의 굴절률, 및 두께 방향인 z 축 방향의 굴절률이고, d는 제1 편광자 보호필름(30)의 두께이다.
한편, 제1 편광자 보호필름(30)은 40 ℃ 및 90% 상대습도에서 수분 투과도(water vapor transmission rate, WVTR)가 1 g/m2·day 이상 내지 100 g/m2·day 이하의 범위 내일 수 있다. 상기 수분 투과도는 1 g/m2·day 이상 내지 10 g/m2·day 이하의 범위 내일 수 있다.
도 2는 발명의 제2 실시예의 편광판의 개략적인 단면도이다. 도 2를 참고하면, 편광판(100-1)은 편광자(10), 접착층(20), 제1 편광자 보호필름(30), 프라이머층(30-1), 제1 점착층(40), 제2 점착층(50), 이형필름(60), 편광판 보호필름(70)을 포함할 수 있다.
편광자(10), 접착층(20), 제1 편광자 보호필름(30), 제1 점착층(40), 제2 점착층(50), 이형필름(60), 편광판 보호필름(70)에 대해서는 전술한 바와 같다.
편광판(100-1)은 프라이머 층(30-1)을 더 포함하는 점에서 제1 실시예의 편광판(도 1의 100)과 상이하다. 제2 편광자 보호필름(30')은 제1 편광자 보호필름(30)의 일면 또는 양면에 프라이머 층(30-1)이 배치되는 점에서 제1 편광자 보호필름(30)과 상이하다.
도 2를 참고하면, 프라이머 층(30-1)은 제1 편광자 보호필름(30)과 접착층(20)의 사이에 배치될 수 있다. 다만, 이로 제한하는 것은 아니고, 도시하지 않았지만, 프라이머 층(30-1)은 제1 편광자 보호필름(30)과 제2 점착층(50)의 사이에도 배치될 수도 있다.
제2 편광자 보호필름(30')은 제1 편광자 보호필름(30)을 기재 필름으로 사용할 수 있다. 이 때, 제1 편광자 보호필름(30)은 굴절률이 1.3 이상 내지 1.7 이하의 범위, 바람직하게는 1.4 이상 내지 1.6 이하의 범위 내일 수 있다. 상기한 범위 내에서, 제1 편광자 보호필름(30)은 프라이머 층(30-1)과의 굴절률 제어를 통해, 제2 편광자 보호필름(30')의 투과율을 높일 수 있다.
프라이머 층(30-1)의 굴절률은 제1 편광자 보호필름(30)의 굴절률 대비 낮거나 동일할 수 있다. 예를 들어, 프라이머 층(30-1)의 굴절률은, 1.0 이상 내지 1.6 이하의 범위, 바람직하게는 1.1 이상 내지 1.6 이하의 범위 내, 더 바람직하게는 1.1 이상 내지 1.5 이하의 범위 내일 수 있다. 상기 범위에서, 프라이머 층(30-1)은 제2 편광자 보호필름(30')의 투과율을 높일 수 있다.
제1 편광자 보호필름(30)의 굴절률(A)에 대한 프라이머 층(30-1)의 굴절률(B)의 비(B/A)는 0.69 이상 내지 0.95 이하일 수 있다. 이 때, 제2 편광자 보호필름(30')은 파장 550 nm 에서 투과율이 90 % 이상일 수 있다. 상기 굴절률들은 아베(Abbe) 굴절계로 파장 550nm에서 측정된 값이다.
프라이머 층(30-1)은 두께가 1 nm 이상 내지 200 nm 이하의 범위 내, 바람직하게는, 60 nm 이상 내지 200 nm 이하의 범위 내일 수 있다. 상기 범위에서, 제1 편광자 보호필름(30) 대비 적정 굴절률을 갖도록 하여 제2 편광자 보호필름(30')의 투과율을 높일 수 있다.
프라이머 층(30-1)은 상기한 두께 또는 굴절률을 구현할 수 있는 재질이라면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 프라이머 층(30-1)은 우레탄 기를 포함하지 않는 비-우레탄계 프라이머 층(30-1)일 수 있고, 예를 들어, 폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프라이머 층(30-1)이 폴리에스테르계 수지와 아크릴계 수지의 조성물인 경우, 조성비(예:몰비)를 제어하여 상기한 굴절률을 제공할 수 있다.
도 3은 발명의 일 실시예의 표시장치의 개략적인 단면도이다. 도 4는 도 3의 표시패널의 개략적인 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 표시장치(1000)는 표시패널(200), 백라이트 유닛(300), 표시패널(200)과 백라이트 유닛(300) 사이에 배치되는 하부 편광판(120) 및 표시패널(200)의 시인측에 배치되는 상부 편광판(110)을 포함할 수 있다.
표시패널(200)은 액정 표시패널일 수 있다. 표시패널(200)은 제1 기판(210), 제2 기판(230), 제1 기판(210) 및 제2 기판(230) 사이에 봉입된 액정층(220)을 포함할 수 있고, 제1 기판(210)의 일면(상부면)에 상부 편광판(110)이 적층될 수 있다. 제2 기판(230)의 하부면에도 하부 편광판(120)이 적층될 수 있고, 표시패널(200)의 상하로 두 개의 편광판들(110, 120)이 배치되는 경우, 각 편광판의 편광자의 투과축은 서로 직교 또는 평행일 수 있다. 상부 편광판(110)과 하부 편광판(120)은 각각 본 발명의 일 실시예의 편광판들(100, 100-1)로 구성될 수 있다.
제1 기판(210)은 컬러 필터(CF) 기판일 수 있다. 도 3에는 구체적으로 도시하지 않았지만, 예를 들면, 유리 또는 플라스틱 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 투명기판의 아래 면에 빛샘을 방지하기 위한 블랙 매트릭스와 적, 녹, 청의 컬러 필터 및 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전성 산화물로 형성되어 있는 전기장 생성 전극인 공통 전극을 포함할 수 있다.
제2 기판(230)은 TFT(Thin Film Transistor) 기판일 수 있다. 도 3에는 구체적으로 도시하지 않았지만, 예를 들면, 유리 또는 플라스틱 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 투명기판 위에 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체층, 저항성 접촉층 및 소스/드레인 전극으로 구성되는 박막 트랜지스터, 및 ITO 또는 IZO 등의 투명 도전성 산화물로 형성되어 있는 전기장 생성 전극인 화소 전극을 포함할 수 있다.
제1 기판(210) 및 제2 기판(230)에 사용될 수 있는 플라스틱 투명기판은 디스플레이에 사용될 수 있는 PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate), PES(polyether sulfone), PAR(polyarylate) 및 COC(cycloolefin copolymer) 등일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 제1 기판(210) 및 제2 기판(230)은 플렉서블(flexible)한 물질로 이루어질 수 있다.
액정층(220)은 양의 유전율 이방성을 가지는 트위스티드 네마틱(twisted nematic; TN) 모드, 음의 유전율 이방성을 가진 액정들의 수직 배향(VA) 모드 또는 수평 배향(IPS, FFS) 모드 등일 수 있다.
도 3에는 TN 모드가 예로서 도시되어 있으나, 이것만으로 제한되는 것은 아니다. 도 3을 참고하면, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극, 즉 전기장 생성 전극의 사이에 전압차가 없어서 액정층(220)에 전기장이 걸리지 않을 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 액정층(220)의 액정은 그 장축 방향이 제1 기판(210) 및 제2 기판(230)의 표면에 평행하게 배열되어 있으며, 제1 기판(210)으로부터 제2 기판(230)에 이르기까지 나선상으로 90° 비틀린 구조를 가진다.
선편광된 빛의 편광은 액정층(220)을 통과하면서 액정의 굴절율 이방성으로 인한 지연(retardation)에 의하여 변화한다. 액정의 유전율 이방성(△ε) 및 카이랄 피치(chiral pitch)나 액정층(220)의 두께, 즉 셀 갭(cell gap) 등을 조절하면, 액정층(220)을 통과한 빛의 선편광 방향이 90° 회전하도록 만들 수 있다.
백라이트 유닛(300)은 일반적으로 광원, 도광판 및 반사막 등을 포함할 수 있다. 백라이트의 구성에 따라 직하 방식, 사이드 라이트 방식, 면 형상 광원 방식 등으로 임의로 구분할 수 있다.
<실시예 1>
폴리비닐알코올 필름(두께: 30㎛, 중합도: 2400 비누화도: 99.0% 이상, VF-PE3000, 일본 Kuraray사)을 25℃ 수용액에서 팽윤, 30℃의 염착조에서 염착하고 염착된 폴리비닐알코올 필름을 55℃ 붕산 수용액에서 추가 연신하여, 최종 연신율이 6 배가 되도록 하였다. 폴리비닐알코올 필름을 50℃ 챔버에서 3분 동안 건조하여 편광자(두께 12㎛)를 제조하였다.
편광자에 PET 필름(면내 위상 지연값(Re): 10700, TA044, 일본 Toyobo사, 두께: 80㎛)을 접착제를 사용하여 UV 경화 방법으로 경화시켜 적층시킴으로써 편광판을 제조하였다.
<실시예 2>
실시예 1의 편광자에 PET 필름(면내 위상 지연값(Re): 13000, TA015, 일본 Toyobo사, 두께: 100㎛)을 접착제를 사용하여 UV 경화 방법으로 경화시켜 적층시킴으로써 편광판을 제조하였다.
<실시예 3>
폴리비닐알코올 필름(두께: 60㎛, 중합도: 2400, 비누화도: 99.0% 이상, VF-PS6000, 일본 Kuraray사)을 25℃ 수용액에서 팽윤, 30℃의 염착조에서 염착하고 염착된 폴리비닐알코올 필름을 55℃ 붕산 수용액에서 추가 연신하여, 최종 연신율이 6배가 되도록 하였다. 폴리비닐알코올 필름을 50℃ 챔버에서 3분 동안 건조하여 편광자(두께 22 ㎛)를 제조하였다.
편광자에 PET 필름(면내 위상 지연값(Re): 11500, TA044, 일본 Toyobo사, 두께: 80㎛)을 접착제를 사용하여 UV 경화 방법으로 경화시켜 적층시킴으로써 편광판을 제조하였다.
<비교예 1>
실시예 1의 편광자에 TAC 필름(면내 위상 지연값(Re): 2, 일본 코티카미놀타사 KC8UX, 두께: 80 ㎛)을 접착제를 사용하여 UV 경화 방법으로 경화시켜 적층시킴으로써 편광판을 제조하였다.
<비교예 2>
실시예 3의 편광자에 TAC 필름(면내 위상 지연값(Re): 3, 일본 코니카미놀타사 KC8UX, 두께: 80㎛)을 접착제를 사용하여 UV 경화 방법으로 경화시켜 적층시킴으로써 편광판을 제조하였다.
<비교예 3>
실시예 1의 편광자에 PET 필름(면내 위상 지연값(Re): 6000, 일본 Toyobo사 A4100, 두께: 100㎛)을 접착제를 사용하여 UV 경화 방법으로 경화시켜 적층시킴으로써 편광판을 제조하였다.
<실험예>
실시예 1 내지 3의 편광자 보호필름들, 비교예 1 내지 3의 편광자 보호필름들, 실시예 1 내지 3의 편광판들, 비교예 1 내지 3의 편광판들을 각각 폭 10 mm, 길이 80 mm 로 재단하였다. 재단된 각각의 시료의 길이방향의 양단을 인장 탄성률 측정기(TA.XT Plus)에 고정시키고, 105 ℃의 온도에서 10 분 후의 인장 강도를 측정하였다. 표 1에 실험 결과를 정리하였다.
두께(㎛) TD 방향 인장 탄성률(MPa) 비율 MD
방향 크랙
개수
편광자
(α1) 		편광자 보호필름 (α2) 합산값 (α3) 편광판
(β1)		 편광자
(β2)		 편광자 보호필름
(β3)		 β1/α3 β2/β3
실시예 1 12 80
(Re:10700)		 92 40 5 35 0.43 0.14 0
실시예 2 12 100
(Re:13000)		 112 37 5 32 0.33 0.16 0
실시예 3 22 80
(Re:11500)		 102 38 3 35 0.37 0.09 0
비교예 1 12 80
(Re:2)		 92 20 5 15 0.22 0.33 3
비교예 2 22 80
(Re:3)		 102 18 3 15 0.18 0.20 2
비교예 3 12 100
(Re:6000)		 112 30 5 25 0.27 0.20 2
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 편광자, 20: 접착층,
30: 제1 편광자 보호필름, 30-1: 제2 편광자 보호필름
30-1: 프라이머 층
40: 제1 점착층, 50: 제2 점착층
60: 이형필름, 70: 편광판 보호필름
100, 110, 120: 편광판
1000: 표시장치

Claims (17)

  1. 접착층;
    상기 접착층의 일면 상에 배치된 편광자; 및
    상기 접착층 타면 상에만 배치된 편광자 보호필름; 을 포함하고,
    상기 편광자의 두께의 측정값((α1)과 상기 편광자 보호필름의 두께의 측정값(α2)의 합산 값(α3)에 대한 편광판의 TD 방향의 인장 탄성률의 측정값(β1)의 비(β1/α3)가 0.30 초과 내지 0.5 미만의 범위 내이며,
    상기 편광자 보호필름의 TD 방향의 인장 탄성률의 측정값(β3)에 대한 상기 편광자의 TD 방향의 인장 탄성률의 측정값(β2)의 비(β2/β3)가 0 초과 내지 0.2 미만의 범위 내인 편광판.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 편광자는 요오드 또는 이색성 염료가 염색된 폴리비닐알코올(PVA)계 필름이고,
    상기 편광자 보호필름은 파장 550 nm에서의 하기 식 (1)의 면내 위상 지연값(Re)이 10,100 nm 이상 내지 15,500 nm 이하의 범위 내이고, 하기 식 (3)의 Nz값이 1.5 이상 내지 1.7 이하인 편광판:
    <식 (1) >
    Re = (nx-ny) × d
    <식 (3) >
    Nz = (nx-nz)/(nx-ny)
    상기 식 (1) 또는 (3) 에서,
    nx, ny, nz 는 각각 파장 500 nm 에서의 상기 편광자 보호필름의 폭 방향인 x 축 방향의 굴절률, 길이 방향인 y 축 방향의 굴절률, 및 두께 방향인 z 축 방향의 굴절률이고, d는 상기 편광자 보호필름의 두께이다.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 편광자 보호필름은 상기 편광자 보호필름은 (nx-ny) 값이 0.1 이상 내지 0.2 이하의 범위 내인 편광판.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 편광자 보호필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)계 필름인 편광판.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 편광자 보호필름은 기재 필름과 상기 기재 필름의 일면 또는 양면에 형성된 프라이머 층을 포함하고,
    상기 편광자 보호필름은 파장 550 nm 에서 투과율이 90 % 이상이고,
    상기 기재 필름의 굴절률(A)에 대한 상기 프라이머 층의 굴절률(B)의 비(B/A)가 0.69 이상 내지 0.95 이하인 편광판.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 굴절률(A)는 1.3 이상 내지 1.7 이하의 범위 내이고,
    상기 굴절률(B)는 1.0 이상 내지 1.6 이하의 범위 내인 편광판.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 프라이머 층의 두께가 1 nm 이상 내지 200 nm 이하의 범위 내인 편광판.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 프라이머 층은 폴리에스테르와 아크릴 수지 중 하나 이상인 화합물을 포함하는 편광판.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 기재 필름은 파장 550 nm 에서의 하기 식 (1)의 면내 위상 지연값(Re)에 대한 하기 식 (2)의 위상 지연값(Rth)의 비(Rth/Re)가 1.3 이하인 편광판:
    <식 (1) >
    Re = (nx-ny) × d
    <식 (2) >
    Rth = ((nx+ny)/2 - nz) × d
    상기 식 (1) 또는 (2) 에서,
    nx, ny, nz 는 각각 파장 500 nm 에서의 상기 기재 필름의 폭 방향인 x 축 방향의 굴절률, 길이 방향인 y 축 방향의 굴절률, 및 두께 방향인 z 축 방향의 굴절률이고, d는 상기 기재 필름의 두께이다.
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 기재 필름은 파장 550 nm에서의 하기 식 (1)의 면내 위상 지연값(Re)이 10,100 nm 이상 내지 15,500 nm 이하의 범위 내이고, 하기 식 (3)의 Nz값이 1.5 이상 내지 1.7 이하인 편광판:
    <식 (1) >
    Re = (nx-ny) × d
    <식 (3) >
    Nz = (nx-nz)/(nx-ny)
    상기 식 (1) 또는 (3) 에서,
    nx, ny, nz 는 각각 파장 500 nm 에서의 상기 편광자 보호필름의 폭 방향인 x 축 방향의 굴절률, 길이 방향인 y 축 방향의 굴절률, 및 두께 방향인 z 축 방향의 굴절률이고, d는 상기 편광자 보호필름의 두께이다.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 편광자 보호필름은 40 ℃ 및 90% 상대습도에서 수분 투과도(water vapor transmission rate, WVTR)가 0 g/m2·day 초과 내지 100 g/m2·day 이하의 범위 내인 편광판.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 수분 투과도가 1 g/m2·day 이상 내지 10 g/m2·day 이하의 범위 내인 편광판.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 편광자는 TD 방향의 인장 탄성률 측정값(β2)이 1 MPa 이상 내지 5 MPa 이하인 편광판.
  14. 제2 항에 있어서,
    상기 편광자 보호필름은 TD 방향의 인장 탄성률 측정값(β3)이 30 MPa 이상 내지 100 MPa 미만인 편광판.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    점착층을 더 포함하고,
    상기 편광자는 상기 점착층과 상기 접착층의 사이에 배치된 편광판.
  16. 표시패널; 및
    상기 표시패널의 일면 또는 양면에 배치되는 하나 이상의 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 따른 편광판;
    을 포함하는 표시장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 표시패널은 투명 기판들 사이에 배치된 액정층을 포함하는 액정 표시패널인 표시장치.
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