KR20170073918A - 편광판 및 이의 제조방법 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

편광판 및 이의 제조방법 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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KR20170073918A
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Abstract

편광판, 편광판의 제조방법 및 편광판을 포함하는 표시 장치가 제공된다. 본 발명의 편광판은 편광자, 상기 편광자의 적어도 일면에 배치되는 편광자 보호필름, 및 상기 편광자와 상기 편광자 보호 필름 사이에 개재된 자외선 차단층을 포함한다.

Description

편광판 및 이의 제조방법 및 이를 포함하는 표시 장치{POLARIZER PLATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE POLARIZER PLATE AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE POLARIZER PLATE}
본 발명은 편광판, 편광판 제조방법 및 편광판을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 액정 표시 장치나 유기 발광 소자(electro luminescence)에서는 입력되는 영상 신호에 따라 투과광을 광학적으로 변조하거나, 영상 신호에 따른 휘도 화소를 자발광시킴으로써, 화소마다 계조를 얻는다. 이러한 투과광이나 발광 휘도를 화소마다 변조하는 층을 변조 기능층이라고 한다. 액정 표시 장치에서는 액정층이 변조 기능층에 해당하고, 유기 발광 소자에서는 유기 EL발광층이 변조 기능층에 해당한다.
액정층은 그 자체로 완전히 광을 차단하는 라이트 밸브는 아니기 때문에 액정 표시 장치의 경우 액정층의 상하 방향의 양측 액정층의 상하 방향의 양측 즉, 백라이트 측과 시청자의 시인측에 편광판이 배치될 수 있다.
한편, 유기 발광 소자의 발광층은 전압을 인가하지 않을 때는 광을 조사하지 않으므로, 완전한 검정색의 표시가 가능하며, 액정 표시 장치에 비해 상대적으로 높은 콘트라스트를 제공할 수 있다. 따라서, 유기 발광 소자는 발광을 차폐한다는 목적으로 편광판을 배치하지 않는다. 다만, 유기 발광 소자는 외광이 내부의 금속 배선에 의해 반사될 수 있으며, 이는 콘트라스트 저하의 요인이 되므로, 이를 방지하기 위해 편광판을 배치하고 있다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 내구성이 우수하면서도 자외선 차단 기능이 우수한 편광판 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 상기와 같은 편광판의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판은 편광자, 상기 편광자의 적어도 일면에 배치되는 편광자 보호필름, 및 상기 편광자와 상기 편광자 보호 필름 사이에 개재된 자외선 차단층을 포함한다.
또한, 상기 자외선 차단층은 벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 살리실레이트(Salicylate)계, 시아노아크릴레이트(Cyanoacrylate)계, 옥사닐라이드(Oxanilide)계, 트리아진(Triazine)계 중 어느 하나 이상의 자외선 흡수제를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자외선 흡수제는 상기 자외선 차단층 내에서 0.2중량% 내지 10중량%의 범위로 포함될 수 있다.
또한, 상기 자외선 차단층은 아크릴레이트 모노머, UV개시제 및 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 첨가제는 광 안정제(Light Stabilizer), 소광제(Quencher) 및 산화 방지제 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 자외선 차단층은 아크릴레이트 모노머 90중량% 내지 96중량% 범위, UV개시제 1중량% 내지 5중량% 범위, 및 첨가제 0.1중량% 내지 3중량% 범위를 포함할 수 있다.
또한, 상기 편광자 보호필름은 상기 자외선 흡수제를 포함하지 않을 수 있다.
또한, 상기 편광자 보호 필름의 일면에 배치된 기능층을 더 포함할 수 있고, 상기 기능층은 하드 코팅층(Hard-Coating Layer), 반사 방지층(Anti-Reflection Layer), 눈부심 방지층(Anti-Glare Layer), 정전기 방지층(Anti-Static Layer) 및 확산층 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. (또한, 상기 자외선 차단층은 370㎚ 파장의 빛의 투과율이 2%이하일 수 있다.
또한, 상기 자외선 차단층은 380㎚ 파장의 빛의 투과율이 10%이하일 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판 제조방법은 편광자 보호 필름을 준비하는 단계, 상기 편광자 보호 필름의 일면에 자외선 차단층을 코팅하는 단계, 상기 자외선 차단층의 일면에 접착제를 도포하는 단계, 및 상기 자외선 차단층의 일면에 편광자를 합지하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 자외선 차단층을 코팅하는 단계에서 상기 자외선 차단층은 벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 살리실레이트(Salicylate)계, 시아노아크릴레이트(Cyanoacrylate)계, 옥사닐라이드(Oxanilide)계, 트리아진(Triazine)계 중 어느 하나 이상의 자외선 흡수제를 포함하는 코팅 조성물에 의해 수행될 수 있다.
또한, 상기 코팅 조성물은 자외선 흡수제 0.01중량% 내지 1중량%, 아크릴레이트 모노머 5중량% 내지 10중량%, UV개시제 0.1중량% 내지 0.5중량%, 용매 85중량% 내지 90중량%, 및 첨가제 0.01중량% 내지 0.3중량% 포함할 수 있다.
또한, 상기 편광자 보호 필름의 타면에 기능층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 기능층은 하드 코팅층(Hard-Coating Layer), 반사 방지층(Anti-Reflection Layer), 눈부심 방지층(Anti-Glare Layer) 및 확산층 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 인가되는 신호에 따라 영상을 표시하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널의 적어도 일면에 배치된 적어도 하나 이상의 편광판을 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 편광판은 상기한 편광판을 포함한다.
또한, 상기 표시 패널 하부에 위치하여 빛을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함하고, 상기 표시 패널은 액정 셀로 구성되며, 상기 편광판은 액정 셀의 상부에 배치된 상부 편광판, 및 상기 액정 셀의 하부와 상기 백라이트 유닛 상부에 배치된 하부 편광판을 포함하며, 상기 자외선 차단층은 상기 편광자를 기준으로 상기 상부 편광판의 시인측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 표시 패널은 유기 발광 표시 패널로 구성되고, 상기 편광판은 상기 유기 발광 표시 패널의 시인측에 배치되며, 상기 자외선 차단층은 상기 편광자를 기준으로 상기 편광판의 시인측에 배치될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 편광판은 높은 경도를 유지하여 내구성이 우수하면서도 자외선 차단 능력이 우수하다. 따라서, 이를 포함하는 표시장치의 내구성 및 자외선 차단 능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 편광판 제조방법은 공정성이 우수하고, 편광판 제조방법에 의해 상기와 같이 내구성이 우수하면서도 자외선 차단 능력이 우수한 편광판을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3 및 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 편광판을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 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.
또한, 본 명세서에서 기술하는 제조 방법을 구성하는 단계들은 순차적 또는 연속적임을 명시하거나 다른 특별한 언급이 있는 경우가 아니면, 하나의 제조 방법을 구성하는 하나의 단계와 다른 단계가 명세서 상에 기술된 순서로 제한되어 해석되지 않는다. 따라서 당업자가 용이하게 이해될 수 있는 범위 내에서 제조 방법의 구성 단계의 순서를 변화시킬 수 있으며, 이 경우 그에 부수하는 당업자에게 자명한 변화는 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.
편광판
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도가 도시되어 있다. 이하, 본 발명의 도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 편광판을 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 편광판은 편광자(100), 상기 편광자(100)의 적어도 일면에 배치되는 편광자 보호 필름(300), 상기 편광자(100)와 상기 편광자 보호 필름(300) 사이에 개재된 자외선 차단층(200)을 포함한다.
편광자(100)는 자연광이나 편광으로부터 임의의 편광으로 변환할 수 있는 필름으로, 일반적으로는 특정 직선 편광으로 변환할 수 있다. 편광자(100)로는 폴리비닐알코올계 필름, 부분 포르말화 폴리비닐알코올계 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체계 부분 비누화 필름 등의 친수성 고분자 필름에, 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질을 흡착시켜 연신한 것, 필리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물 등의 폴리엔계 배향 필름 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 예시적인 실시에에서, 높은 편광도를 가질 수 있고 요오드를 함유하는 폴리비닐알코올계 필름을 들 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 자외선 차단층(200)은 편광자(100)와 편광자 보호 필름(300) 사이에 별도의 층으로 배치되어, 편광자 보호 필름(300)은 자외선 흡수제를 포함하지 않는다. 즉, 자외선 차단층(200)이 편광자(100)와 편광자 보호 필름(300) 사이에 별도로 배치되기 때문에 편광자 보호 필름(300)에는 별도로 자외선을 차단하는 자외선 흡수제가 배치될 필요가 없다. 편광자 보호 필름(300) 내에 자외선 흡수제 가 포함되는 경우, 공정상 편광자 보호 필름의 제조가 용이하지 않을 수 있다. 또한, 편광자 보호 필름 내에 자외선 흡수제가 포함됨으로써, 광학 특성이 저하될 수 있고, 편광자 보호 필름이 자외선 흡수제의 특성에 의해 유연해져 내구성이 저하될 수 있다.
그러나, 본 발명과 같은 경우 편광자(100)와 편광자 보호 필름(300) 사이에 별도의 자외선 차단층(200)을 배치하기 때문에 자외선을 차단하는 기능을 발휘하면서도 편광자 보호 필름(300) 고유의 특성을 저하시키지 않을 수 있다. 따라서, 자외선 차단 및 흡수능이 우수하면서도 고내구성을 구현하고, 광학 특성이 우수한 편광판을 제공할 수 있다.
상기 자외선 차단층은 벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 살리실레이트(Salicylate)계, 시아노아크릴레이트(Cyanoacrylate)계, 옥사닐라이드(Oxanilide)계, 트리아진(Triazine)계 중 어느 하나 이상의 자외선 흡수제를 포함할 수 있으며, 상기 자외선 흡수제는 상기 자외선 차단층 내에서 0.2중량% 내지 10중량%의 범위로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 자외선 흡수제는 0.3중량% 내지 6중량%, 또는 0.3중량% 내지 1중량%의 범위로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 다른 수지와의 상용성이 우수하고, 우수한 자외선 차단 및 흡수능을 발휘할 수 있다.
상기 자외선 차단층은 아크릴레이트 모노머, UV개시제 및 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴레이트 모노머는 모노(Mono), 디(Di), 트리(Tri) 이상의 기능성 모노머(functional Monomer), 아크릴산 에스테르(Acrylic Ester), 에폭시(메트)아크릴레이트 올리고머(Epoxy (Meth)Acrylate oligomer), 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머(Polyester Acrylate oligomer), 우레탄 올리고머(Urethane oligomer), 우레탄-아민 변성 올리고머(Urethane-Amine modified oligomer), 아크릴릭 올리고머(Acrylic oligomer), 및 알릴릭 올리고머(Allylic oligomer)로 구성되는 UV경화 수지 또는 열경화 수지 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 아크릴레이트 모노머는 상기 자외선 차단층 내에서 90중량% 내지 96중량%의 범위로 포함될 수 있다. 상기 아크릴레이트 모노머는, 예를 들어, 93중량% 내지 95중량%의 범위로 포함될 수 있다. 상기 모노머 또는 올리고머의 조합으로 경화성과 가공성이 우수한 코팅층을 형성할 수 있다.
상기 UV개시제는 알파-하이드록실 케톤(alpha-hydroxyl Ketone)계, 페닐글리옥실레이트(Phenylglyoxylate)계, 알카-아미노 케톤(alpha-amino Ketone)계, 포스핀 옥사이드(Phosphine Oxide)계 및 인도늄 염(Indonium salt)계 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 자외선 차단층 내에서 1중량% 내지 5중량%의 범위로 포함될 수 있다. 상기 UV개시제는, 예를 들어, 3중량% 내지 5중량%의 범위로 포함될 수 있다. 상기와 같은 UV 개시제는 H lamp 조건에서 반응성이 커 도막 형성에 유리하다.
상기 첨가제는 광 안정제(Light Stabilizer), 소광제(Quencher) 및 산화 방지제 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서 상기 광안정제는 HALS(Hindered Amine Light Stabilizer)계 및 니켈유도체 중 어느 하나이상을 포함할 수 있고, 상기 산화방지제 성분은 인(Phosphite)계, 황(Sulfur)계 및 페놀(Phenol)계 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 상기 자외선 흡수제와 혼합 사용 시 자외선 차단 효과를 극대화 할 수 있다.
상기 첨가제는 예를 들어, 0.1중량% 내지 3중량%의 범위 또는 0.5중량% 내지 2.5중량%의 범위로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 자외선 차단 효과를 극대화할 수 있다.
한편, 상기 편광자(100)와 상기 자외선 차단층(200) 사이에는 접착층(10)이 개재되어 상기 편광자(100)와 상기 자외선 차단층(200)을 서로 합지할 수 있다. 즉, 편광판은 편광자(100), 접착층(10), 자외선 차단층(200) 및 편광자 보호 필름(300)이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다.
상기 접착층(10)은 수계 접착제를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않으며, 자외선 경화형 접착제를 포함할 수 있다.
상기 수계 접착제는 폴리비닐알코올계 수지, 및 비닐아세테이트계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 또는, 히드록시기를 갖는 폴리비닐알코올계 수지를 포함할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 자외선 경화형 접착제는 아크릴 화합물을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 아크릴계, 우레탄-아크릴계, 에폭시 계일 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니다.
한편, 상기 자외선 차단층(200)은 370㎚ 파장의 빛의 투과율이 2%이하일 수 있으며, 예를 들어, 1%이하일 수 있다. 또한 380㎚ 파장의 빛의 투과율이 10%이하일 수 있으며, 예를 들어, 8%이하 또는 5%이하일 수 있다. 상기 범위에서 외부에서 유입된 자외선 등을 효과적으로 차단하고, 자외선에 의해 표시 장치가 오작동되는 것을 방지할 수 있으며, 표시장치 내부 소자의 열화 등을 방지할 수 있다.
도 2에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판의 단면도가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 편광판은 편광자 보호 필름(300)의 일면에 배치된 기능층(400)을 더 포함할 수 있다. 상기 기능층(400)은 하드 코팅층(Hard-Coating Layer), 반사 방지층(Anti-Reflection Layer), 눈부심 방지층(Anti-Glare Layer) 및 확산층 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 하드 코팅층일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 기능층(400)은 편광자 보호 필름(300)의 일면 즉, 편광자 보호 필름(300)에서 편광자(100)와 자외선 차단층(200)이 배치되는 면과 반대면에 형성될 수 있다. 상기 기능층(400)에 대해 예를 들어 설명하면, 하드 코팅층은 편광판의 습열 내구성을 향상시키고 치수 변화를 방지할 수 있고, 반사 방지층은 외부로부터 입사되는 광의 빛을 소멸시켜 반사를 줄일 수 있으며, 눈부심 방지층은 외부로부터 입사되는 빛의 확산과 반사를 유도하여 눈부심을 방지할 수 있다. 또한, 상기 정전기 방지층은 공정 또는 일상생활에서 발생할 수 있는 정전기를 분산시켜 표시 장치 내부의 소자들이 변형 및 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 기능층(400)이 하드 코팅층으로 구성되는 일예에 대해 설명하면, 자외선 차단층(200)이 편광자(100)와 편광자 보호 필름(300) 사이에 별도로 배치되고, 편광자 보호 필름(300)과 기능층(400) 사이에는 배치되지 않기 때문에 하드 코팅층의 우수한 경도를 그대로 유지할 수 있다. 본 발명과 비교하기 위해 하드 코팅층과 편광자 보호 필름 사이에 자외선 차단 기능을 하는 층이 형성되는 경우를 설명하면, 이와 같은 경우는 자외선 차단 기능을 하는 층에 의해 하드 코팅층의 경도가 약해질 수 있고, 전체적으로 편광판의 내구성을 저해할 수 있다. 또한, 편광자 보호 필름 자체에 자외선 흡수제가 첨가되는 경우에는 편광자 보호 필름을 제조하는 과정에서 다른 수지와의 혼용성이 떨어지거나, 광학 물성이 떨어지는 등 공정성이 나빠질 수 있다.
본 발명에 따르면, 별도의 자외선 차단층(200)을 편광자(100)와 편광자 보호 필름(300) 사이에 배치함으로써, 자외선 차단 및 흡수능은 유지하면서도, 편광자 보호 필름이나, 기능층의 성능을 저하시키지 않을 수 있다.
한편, 도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 편광판의 단면도가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면 편광판은 편광자(100)의 양면에 접착층(10, 20)을 개재한 상태로 편광자 보호 필름(300, 500)이 합지되어 있을 수 있다. 즉, 편광자(100)의 일면에는 접착층(10)을 개재한 상태로 편광자 보호 필름(300)이 합지되고, 편광자 보호 필름(300)과 편광자(100) 사이에는 자외선 차단층(200)이 개재될 수 있다. 다음으로, 편광자(100)의 타면에는 접착층(20)을 개재한 상태로 편광자 보호 필름(500)이 합지되어 있을 수 있다. 한편, 다른 구성들에 대해서는 이미 상기에서 설명한 바와 동일한바, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 편광판의 단면도가 도시되어 있다. 도 4를 참조하면 편광판은 편광자(100)의 일면에만 접착층(10), 자외선 차단층(200) 및 편광자 보호 필름(300)이 배치될 수 있고, 편광자(100)의 타면에는 프라이머층(30)을 개재한 상태로 점착층(700)이 배치될 수 있다. 상기 점착층(700)은 표시 패널 상으로 편광판을 부착하기 위한 용도로 사용될 수 있고, 상기 프라이머층(30)은 상기 편광자(100)를 보호하고, 상기 편광판과 표시 패널간의 접착력을 향상시키는 용도로 사용될 수 있다. 상기 프라이머층(30)은 수분산성 고분자 수지, 수분산성 미립자 및 물을 포함하는 코팅액을 바 코팅법, 그라비어 코팅법 등을 이용하여 편광자(100) 상에 도포하고 건조하는 방법에 의해 형성될 수 있다. 한편, 다른 구성들에 대해서는 상기에서 설명한 바와 동일한바, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
편광판 제조방법
별도로 도시하진 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판 제조방법은 편광자 보호 필름을 준비하는 단계, 상기 편광자 보호 필름의 일면에 자외선 차단층을 코팅하는 단계, 상기 자외선 차단층의 일면에 접착제를 도포하는 단계, 및 상기 자외선 차단층의 일면에 편광자를 합지하는 단계를 포함한다.
편광자 보호 필름은 폴리에스테르계 수지 또는 아크릴계 수지 등으로 구성되는 수지를 포함할 수 있으며, 편광자 보호 필름을 준비하는 단계는 비연신 수지 필름을 용융 압출하고, 캐스팅 드럼으로 냉각 고화시켜 필름을 형성시키는 방법 등에 의해 얻어질 수 있다.
다음으로, 상기 비연신 수지 필름을 일축 또는 이축 연신할 수 있다. 그 연신 방법은 특별히 한정되지 않고 세로 일축 연신법, 가로 일축 연신법, 종횡 축차 이축 연신법, 종횡 동시 이축 연신법 등을 채용할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 동시 이축 연신법에 의할 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니다. 연신 수단으로서는, 롤 연신기, 텐터 연신기, 또는 팬터그래프식 혹은 리니어 모터식의 이축 연신기 등, 임의의 적절한 연신기에 의할 수 있다.
한편, 상기 자외선 차단층을 코팅하는 단계에서 자외선 차단층은 벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 살리실레이트(Salicylate)계, 시아노아크릴레이트(Cyanoacrylate)계, 옥사닐라이드(Oxanilide)계, 트리아진(Triazine)계 중 어느 하나 이상의 자외선 흡수제를 0.01중량% 내지 1중량% 포함하는 코팅 조성물에 의해 수행될 수 있다. 코팅 방법으로는 바 코팅 등 당해 기술분야에 통상적인 코팅 방식에 의해 수행될 수 있으며, 그 방법으로는 특별히 한정하지 않는다.
예시적인 실시예에서 상기 코팅 조성물은 아크릴레이트 모노머, UV개시제, 용매 및 첨가제를 더 포함할 수 있고, 자외선 흡수제 0.01중량% 내지 1중량%, 아크릴레이트 모노머 5중량% 내지 10중량%, UV개시제 0.1중량% 내지 0.5중량%, 용매 85중량% 내지 90중량%, 및 첨가제 0.01중량% 내지 0.3중량% 포함할 수 있다. 상기 조성물에 사용되는 용매는 알코올계, 케톤계 등이며, 일종 또는 이종 이상의 혼합 용매가 사용될 수 있으며, 이는 당해 기술분야에 널리 알려져 있는바 구체적인 내용은 생략하기로 한다.
편광자는 폴리비닐알코올계(Polyvinyl alcohol) 필름을 요오드 또는 이색성 염료로 염착하는 염착 단계, 및 상기 폴리비닐알코올계 필름을 연신하는 연신 단계를 포함할 수 있다.
상기 염착 단계는 폴리비닐알코올계 필름을 요오드 또는 이색성 물질의 용액에 함침시킴으로써 이루어질 수 있다. 상기 요오드 용액으로 요오드 수용액을 사용하는 경우, 요오드(I2)와 요오드 이온, 예를 들어 용해 보조제로 사용되는 요오드화 칼륨(KI) 등을 함유하는 수용액을 사용할 수 있다.
한편, 상기 염착 단계에서는 상기 폴리비닐알코올계 필름을 팽윤욕에서 팽윤하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 팽윤 단계는 상기 폴리비닐알코올계 필름의 분자 사슬을 유연하게 하고 분자 사슬을 이완시킴으로써, 염착 공정 시 이색성 물질이 폴리비닐알코올계 필름 내부로 염착될 수 있게 해주는 역할을 하는데, 이 때 폴리비닐알코올계 필름의 유리전이온도 근처로 팽윤 온도를 상승시킴으로써 폴리비닐알코올계 필름 내부의 결정 함량을 감소시키고 분자들의 움직임을 활발하게 만들어 팽윤율을 상승시킬 수 있다. 이로써 이색성 물질의 염색성을 상승시키고, 이색성 물질이 폴리비닐알코올계 필름에 균질하게 염착되어 이 후 연신시 높은 광학특성 및 우수한 직교 투과율을 가질 수 있다.
팽윤 과정에서 폴리비닐알코올계 필름을 연신할 수 있다. 상기 팽윤 단계는 건식 방법 또는 습식 방법으로 수행될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 팽윤액이 담긴 팽윤조에서 습식 방법으로 수행될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 염착 단계 이후에 가교 공정을 추가로 포함할 수 있다.
염착 단계에서 요오드 또는 이색성 물질의 분자가 폴리비닐알코올계 필름에 염착되면, 붕산, 보레이트 등을 이용하여 상기 이색성 분자를 폴리비닐알코올계 필름의 고분자 매트릭스 상에 흡착되도록 한다. 가교 방법의 예로는, 폴리비닐알코올계 필름을 붕산 수용액 등에 침적하여 수행하는 침적법을 들 수 있지만, 이것만으로 한정되는 것은 아니고, 필름에 용액을 도포 또는 분사하는 도포법이나 분사법에 의해 수행될 수도 있다.
한편, 연신 단계는 폴리비닐알코올계 필름을 당업계에 일반적인 습식 연신법 및/또는 건식 연신법을 이용하여 연신할 수 있다.
상기 건식 연신법의 비제한적인 예로는, 롤간(inter-roll) 연신법, 가열 롤(heating roll) 연신법, 압축 연신법, 텐터(tenter) 연신법 등을 들 수 있고, 상기 습식 연신법의 비제한적인 예로는, 텐터 연신법, 롤간 연신법 등을 들 수 있다.
상기 습식 연신법의 경우, 알코올류, 물 또는 붕산 수용액에서 연신할 수 있으며, 예를 들어, 메틸알코올, 프로필알코올 등의 용매를 사용할 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
연신 온도 및 시간은 필름의 재질, 희망하는 연신율, 사용 방법 등에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 연신하는 단계는 일축 연신 또는 이축 연신일 수 있다. 다만, 후술할 액정 표시 장치의 액정 셀에 접착되는 편광 필름의 제조를 위해서는 위상차 특성을 구현할 수 있도록 이축 연신을 진행할 수 있다.
한편, 상기 자외선 차단층을 코팅한 이후 자외선을 조사하여 상기 자외선 차단층을 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 상기 자외선 차단층 상에 접착제를 도포하고, 상기 접착제가 도포된 자외선 차단층에 편광자를 합지하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 의해 편광자의 일 면에 접착층, 자외선 차단층 및 편광자 보호 필름이 순차적으로 적층된 구조의 편광판을 제조할 수 있다.
한편, 상기 편광자 보호 필름의 타면에 기능층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 기능층은 하드 코팅층(Hard-Coating Layer), 반사 방지층(Anti-Reflection Layer), 눈부심 방지층(Anti-Glare Layer) 및 확산층 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이에 대해서는 이미 상기에서 설명하였는바, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 편광판 제조방법은 상기한 내용 이외에도 편광자의 타면에 프라이머층을 형성하고, 점착층을 형성하거나, 편광자의 타면에 접착제를 도포하고 편광자 보호 필름을 합지하는 등의 방식을 추가로 포함할 수 있다.
표시 장치
본 발명은 상기한 편광판을 포함하는 표시장치를 제공하며, 표시장치는 인가되는 신호에 따라 영상을 표시하는 표시 패널, 및 상기 표시 패널의 적어도 일면에 배치된 적어도 하나 이상의 편광판을 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 편광판은 상기에서 설명한 본 발명의 편광판을 포함한다.
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도가 도시되어 있다. 도 5와 같이, 표시 장치는 액정 표시 장치일 수 있으며, 표시 장치가 액정 표시 장치인 경우, 표시 패널 및 편광판 이외에도 표시 패널로 빛을 제공하는 백라이트 유닛을 포함할 수 있다. 이 경우, 표시 패널(800)은 액정 셀로 구성될 수 있다.
상기 액정 셀(800)은 통상적으로 2 장의 기판과, 상기 기판 사이에 개재된 액정층을 구비할 수 있다. 상기 기판 중 하나는 일반적으로 컬러 필터, 대향 전극, 배향막이 형성되고, 다른 하나의 기판에는 액정 구동 전극, 배선 패턴, 박막 트랜지스터 소자, 배향막 등이 형성될 수 있다. 또한, 상기 편광판은 액정 셀의 상부에 배치된 상부 편광판, 및 상기 액정 셀의 하부에 배치된 하부 편광판을 포함할 수 있다.
다시 말하면, 액정 표시 장치는 액정 셀, 백라이트 유닛, 상기 액정 셀의 시인측에 배치된 상부 편광판, 및 상기 액정 셀과 상기 백라이트 유닛 사이에 배치된 하부 편광판을 포함할 수 있으며, 상기 상부 편광판 및 하부 편광판은 모두 점착층(40, 50)에 의해 표시 패널(800)에 부착될 수 있다.
상기 액정 셀의 동작 모드로는, 예를 들어 비틀림 네마틱(Twisted Nematic) 모드 또는 복굴절 제어(Electrically Controlled Birefrigence) 모드를 들 수 있다. 상기 복굴절 제어(Electrically Controlled Birefrigence) 모드에는, 수직 배향(Vertical Alignment) 방식, OCB(Optically Compensated) 방식, IPS(In-Plane Switching) 방식 등을 들 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 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 있으며, 보다 구체적으로는 당해 기술분야에 널리 알려져 있는바 생략하기로 한다.
상기 하부 편광판은 상기 백라이트 유닛과 액정 셀 사이에 개재될 수 있다. 이 경우, 하부 편광판의 편광자는 백라이트 유닛의 광원으로부터 입사되는 광 중에서 특정 방향으로 진동하는 광만 투과시킬 수 있다.
또한, 상기 상부 편광판은 액정 셀의 백라이트 반대 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 액정 표시 장치의 다른 구성 요소들 사이에 개재된 형태일 수도 있고, 액정 표시 장치의 표면에 위치할 수도 있다. 또한, 상기 액정 셀을 사이에 두고 두 개의 편광판이 위치하는 경우, 각 편광판의 편광자의 투과축은 직교 또는 평행일 수 있다.
한편, 상기 상부 편광판은 상기 본 발명의 편광판일 수 있고, 바람직하게는 상기 자외선 차단층(200)은 상기 상부 편광판의 시인측에 배치될 수 있다. 또한, 상기 편광판에서 설명한 기능층(400)은 상부 편광판 시인측의 최외측에 위치할 수 있다.
한편, 도 5에서는 편광자(100)의 양 면에 편광자 보호 필름(300, 500)이 배치된 구조를 도시하고 있으나, 이에 한정하지 않으며, 도 4와 같이 편광자(100)의 일 면에 편광자 보호 필름의 생략되고, 프라이머층(30)과 점착층(700)만으로 구성된 편광판이 상기 점착층(700)을 통해 표시 패널에 부착되어 있을 수 있다.
한편, 별도로 도시하진 않았으나, 다른 실시예에서 표시 장치는 유기발광소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치(Organic Light-Emitting Diode: OLED)일 수 있으며, 이 경우, 상기 표시 패널은 유기 발광 표시 패널일 수 있다. 유기 발광 표시 패널은 각각의 화소들을 포함할 수 있으며, 화소들 각각은 애노드(anode) 및 캐소드(cathode) 사이의 유기 발광층으로 구성된 OLED와 OLED를 독립적으로 구동하는 화소 회로를 구비할 수 있다. 화소 회로는 주로 스위칭 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)와, 커패시터, 구동 TFT를 포함할 수 있다. 스위칭 박막 트랜지스터는 스캔 펄스에 응답하여 데이터 전압을 커패시터에 충전하고, 구동 TFT는 커패시터에 충전된 데이터 전압에 따라 OLED로 공급되는 전류량을 제어할 수 있으며, 이에 의해 OLED의 발광량을 조절하고, 영상을 표시할 수 있다. 한편, 유기 발광 표시 패널에 대해서는 당해 기술분야에 널리 알려져 있는바, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 편광판은 상기 유기 발광 표시 패널의 시인측에 배치될 수 있고, 상기 자외선 차단층은 상기 편광판의 시인측에 배치될 수 있다. 즉, 상기 편광판은 시청자가 유기 발광 표시 패널로부터 표시되는 영상을 관찰하는 측면으로 부착되어 있을 수 있다. 따라서, 외부로부터 입사되는 광의 반사에 의한 콘트라스트 저하를 방지하면서도, 우수한 경도, 자외선 차단 및 흡수능을 구현할 수 있다.
이하, 제조예 및 실험예를 통해 본 발명의 편광판에 대해 보다 자세히 설명하기로 한다.
실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 2
편광자와 편광자 보호 필름 사이에 하기 표 1과 같이 UV흡수제 또는 광안정제를 포함하는 편광판을 제조하였다.
실험예 1
실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 2의 UV차단성을 테스트 하였다. UV차단성 테스트는 Jasco社의 V-650 모델의 UV-Vis spectroscope으로 300㎚ - 800㎚까지 2㎚ 단위로 측정하여 각각 380㎚, 370㎚에 대한 투과율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
　 UV차단층의 두께
(㎛)		 UV 흡수제
(%) 		광안정제
(%) 		UV 투과도
(%, @380 ㎚)		 UV 투과도
(%, @370 ㎚)
실시예1 5 1 0 9.8 1.9
실시예2 5 1 1 2.1 0.5
실시예3 5 1 0.5 4.8 0.9
실시예4 5 1 0.1 8 1.7
실시예5 5 0.5 1 5.1 1.4
실시예6 5 0.5 0.5 6.3 1.5
실시예7 5 0.5 0.1 9.9 1.9
실시예8 5 0.3 0.5 9.9 2
실시예9 10 1 0 5.1 0.8
실시예10 5 5 0 0.5 0.1
실시예11 4 6 0 1 0.6
실시예12 5 3 0 3 1.1
비교예1 5 0.1 0.5 38.2 9.9
비교예2 5 0.1 0 42.8 11.2
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 UV 흡수제의 함량 범위를 만족하는 실시예의 경우, 380㎚ 빛의 투과도가 10%이하였으며, 370㎚ 빛의 투과도가 2% 이하를 만족하는 것을 확인할 수 있다. 반면에 본 발명의 UV흡수제 범위를 만족하지 못하는 비교예 1 및 2의 경우는 상기한 파장대에서 빛의 차단율이 상당히 저하된다는 것을 확인할 수 있다.
실시예 13 내지 15
상기 실시예 1, 3 및 6의 UV흡수제의 함량과 동일한 조건으로 UV차단층을 각각 제조하고, 이를 편광자와 편광자 보호 필름 사이에 개재한 상태로 편광자 보호 필름의 외측면에 눈부심 방지층(Anti-Glare Layer)을 형성하여 실시예 13 내지 15의 편광판을 제조하였다.
비교예 3 내지 5
상기 실시예 1, 3 및 6의 UV흡수제의 함량과 동일한 조건으로 UV차단층을 각각 제조하고, 이를 편광자 보호 필름과 눈부심 방지층(Anti-Glare Layer) 사이에 배치하여 편광판을 제조하였다.
실험예 2
상기 실시예 13 내지 15와 비교예 3 내지 5의 편광판의 연필 경도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 연빌 경도는 코아테크 社 CT-PC2 모델의 연필경도계 (Pencil Hardness Tester)로 500g의 무게로 0.8㎜/sec 속도, 11㎜ 길이 조건으로 측정하였다.
　 UV 차단층의 위치 UV차단층의 두께 (um) UV 흡수제(%) 광안정제(%) 연필경도
실시예13 편광자와 편광자 보호 필름 사이 5 1 0 2H 이상
실시예14 5 1 0.5 2H 이상
실시예15 5 0.5 0.5 2H 이상
비교예3 편광자와 눈부심 방지층 사이 5 1 0 1H
비교예4 5 1 0.5 1H
비교예5 5 0.5 0.5 1H
상기 표 2에서 편광자와 편광자 보호 필름 사이에 UV차단층이 위치하는 실시예 13 내지 15의 경우, 편광판 표면에서의 연필경도가 2H이상으로 높다는 것을 확인할 수 있으며, 다른 조건은 동일하게 하고, 편광자 보호 필름과 기능층(눈부심 방지층) 사이에 UV차단층이 위치하는 비교예 3 내지 5의 경우 연필경도가 1H 수준으로 상기 실시예에 비해 낮아진다는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명과 같이, UV차단층이 편광자와 편광자 보호 필름 사이에 위치하는 경우, 우수한 자외선 흡수 및 차단 능력을 발휘하면서도 편광판 표면에서의 경도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다
이상에서 설명한 실시예들은 모두 예시적인 것이며, 서로 다른 실시예들은 상호 조합되어 적용될 수 있음은 물론이다.
10, 20: 접착층
30: 프라이머층
40, 50: 점착층
100: 편광자
200: 자외선 차단층
300, 500: 편광자 보호필름
400: 기능층
700: 점착층
800: 표시 패널

Claims (17)

  1. 편광자;
    상기 편광자의 적어도 일면에 배치되는 편광자 보호필름; 및
    상기 편광자와 상기 편광자 보호 필름 사이에 개재된 자외선 차단층을 포함하는 편광판.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자외선 차단층은 벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 살리실레이트(Salicylate)계, 시아노아크릴레이트(Cyanoacrylate)계, 옥사닐라이드(Oxanilide)계, 트리아진(Triazine)계 중 어느 하나 이상의 자외선 흡수제를 포함하는 편광판.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 자외선 흡수제는 상기 자외선 차단층 내에서 0.2중량% 내지 10중량%의 범위로 포함되는 편광판.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 자외선 차단층은 아크릴레이트 모노머, UV개시제 및 첨가제를 더 포함하는 편광판.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 첨가제는 광 안정제(Light Stabilizer), 소광제(Quencher) 및 산화 방지제 중 어느 하나 이상을 포함하는 편광판.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 자외선 차단층은 아크릴레이트 모노머 90중량% 내지 96중량% 범위, UV개시제 1중량% 내지 5중량% 범위, 및 첨가제 0.1중량% 내지 3중량% 범위를 포함하는 편광판.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 편광자 보호필름은 상기 자외선 흡수제를 포함하지 않는 편광판.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 편광자 보호 필름의 일면에 배치된 기능층을 더 포함하고,
    상기 기능층은 하드 코팅층(Hard-Coating Layer), 반사 방지층(Anti-Reflection Layer), 눈부심 방지층(Anti-Glare Layer), 정전기 방지층(Anti-Static Layer) 및 확산층 중 적어도 하나 이상을 포함하는 편광판.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 자외선 차단층은 370㎚ 파장의 빛의 투과율이 2%이하인 편광판.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 자외선 차단층은 380㎚ 파장의 빛의 투과율이 10%이하인 편광판.
  11. 편광자 보호 필름을 준비하는 단계;
    상기 편광자 보호 필름의 일면에 자외선 차단층을 코팅하는 단계;
    상기 자외선 차단층의 일면에 접착제를 도포하는 단계; 및
    상기 자외선 차단층의 일면에 편광자를 합지하는 단계;를 포함하는 편광판 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 자외선 차단층을 코팅하는 단계에서 상기 자외선 차단층은 벤조페논(Benzophenone)계, 벤조트리아졸(Benzotriazole)계, 살리실레이트(Salicylate)계, 시아노아크릴레이트(Cyanoacrylate)계, 옥사닐라이드(Oxanilide)계, 트리아진(Triazine)계 중 어느 하나 이상의 자외선 흡수제를 포함하는 코팅 조성물에 의해 수행되는 편광판 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 코팅 조성물은 자외선 흡수제 0.01중량% 내지 1중량%, 아크릴레이트 모노머 5중량% 내지 10중량%, UV개시제 0.1중량% 내지 0.5중량%, 용매 85중량% 내지 90중량%, 및 첨가제 0.01중량% 내지 0.3중량% 포함하는 편광판 제조방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 편광자 보호 필름의 타면에 기능층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 기능층은 하드 코팅층(Hard-Coating Layer), 반사 방지층(Anti-Reflection Layer), 눈부심 방지층(Anti-Glare Layer), 정전기 방지층(Anti-Static Layer) 및 확산층 중 적어도 하나 이상을 포함하는 편광판 제조방법.
  15. 인가되는 신호에 따라 영상을 표시하는 표시 패널; 및
    상기 표시 패널의 적어도 일면에 배치된 적어도 하나 이상의 편광판;을 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 편광판은 상기 청구항 1 내지 10 중 어느 하나 이상의 편광판을 포함하는 표시 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 표시 패널 하부에 위치하여 빛을 제공하는 백라이트 유닛을 더 포함하고,
    상기 표시 패널은 액정 셀로 구성되며,
    상기 편광판은 액정 셀의 상부에 배치된 상부 편광판, 및 상기 액정 셀의 하부와 상기 백라이트 유닛 상부에 배치된 하부 편광판을 포함하며,
    상기 자외선 차단층은 상기 편광자를 기준으로 상기 상부 편광판의 시인측에 배치된 표시 장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 표시 패널은 유기 발광 표시 패널로 구성되고,
    상기 편광판은 상기 유기 발광 표시 패널의 시인측에 배치되며,
    상기 자외선 차단층은 상기 편광자를 기준으로 상기 편광판의 시인측에 배치된 표시 장치.
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