KR20170115996A - 광학 필름, 그 제조 방법 및 표시 장치 - Google Patents

광학 필름, 그 제조 방법 및 표시 장치 Download PDF

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Abstract

편광층, 상기 편광층의 일면에 위치하고 액정을 포함하는 제1 위상 지연층, 그리고 상기 제1 위상 지연층의 일면에 위치하는 제2 위상 지연층을 포함하고, 상기 제1 위상 지연층은 상기 편광층의 투과축에 대하여 17 도 내지 27 도 또는 -27 도 내지 -17 도의 각도를 이루는 광축을 가지고, 상기 제2 위상 지연층은 상기 편광층의 투과축에 대하여 85 도 내지 95 도의 각도를 이루는 광축을 가지는 광학 필름, 상기 광학 필름의 제조 방법 및 상기 광학 필름을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

Description

광학 필름, 그 제조 방법 및 표시 장치{OPTICAL FILM, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND DISPLAY DEVICE}
광학 필름, 그 제조 방법 및 표시 장치에 관한 것이다
현재 주로 사용되고 있는 평판 표시 장치는 스스로 발광하는 발광 표시 장치와 별도의 광원을 필요로 하는 수광형 표시 장치로 나눌 수 있으며, 이들의 화질을 개선하기 위한 방법으로 위상차 필름 등의 광학적 필름이 자주 사용된다.
발광형 표시 장치, 예를 들어 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display)의 경우, 전극 등의 금속에 의한 외부광의 반사로 인하여 시인성과 대비비가 떨어질 수 있다. 이를 줄이기 위하여 편광판과 위상차 필름을 사용하여 선편광을 원편광으로 바꾸어 줌으로써 유기 발광 표시 장치에 의하여 반사된 외부광이 바깥으로 새어 나오지 않도록 하고 있다.
수광형 표시 장치인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 투과형, 반투과형, 반사형등 종류에 따라 외부광의 반사 및 선글라스 효과를 해결하기 위한 방법으로 선편광을 원 편광으로 바꾸어 줌으로써 화질을 개선하고 있다.
그러나 현재 개발되어 있는 광학 필름은 입사광에 대한 파장 의존성이 강하여 특정 파장의 빛에 대해서는 제대로 동작하지만 다른 파장에 대해서는 그 효과가 떨어질 수 있다.
일 구현예는 파장 의존성을 줄이고 특성이 개선된 광학 필름을 제공한다.
다른 구현예는 상기 광학 필름의 제조 방법을 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 광학 필름을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 편광층, 상기 편광층의 일면에 위치하고 액정을 포함하는 제1 위상 지연층, 그리고 상기 제1 위상 지연층의 일면에 위치하는 제2 위상 지연층을 포함하고, 상기 제1 위상 지연층은 상기 편광층의 투과축에 대하여 17 도 내지 27 도 또는 -27 도 내지 -17 도의 각도를 이루는 광축을 가지고, 상기 제2 위상 지연층은 상기 편광층의 투과축에 대하여 85 도 내지 95 도의 각도를 이루는 광축을 가지는 광학 필름을 제공한다.
상기 액정은 상기 제1 위상 지연층의 광축을 따라 배열될 수 있다.
상기 액정은 양의 복굴절값을 가질 수 있다.
상기 제1 위상 지연층은 투명 기재 및 상기 투명 기재의 일면에 위치하는 액정층을 포함할 수 있다.
550nm 파장의 입사광에 대한 상기 제1 위상 지연층의 면내 위상차는 240nm 내지 300nm일 수 있다.
550nm 파장의 입사광에 대한 상기 제1 위상 지연층의 두께 방향 위상차는 0 이상일 수 있고, 0 내지 300nm 일 수 있다.
상기 제1 위상 지연층의 단파장 분산성은 1.00 내지 1.08일 수 있고, 상기 제2 위상 지연층의 단파장 분산성은 1.00 내지 1.20일 수 있고, 상기 제1 위상 지연층의 장파장 분산성은 0.95 내지 1.00일 수 있고, 상기 제2 위상 지연층의 장파장 분산성은 0.85 내지 1.00일 수 있다.
상기 제1 위상 지연층은 상기 편광층의 투과축에 대하여 약 22.5도의 각도를 이루는 광축을 가질 수 있고, 상기 제2 위상 지연층은 상기 편광층의 투과축에 대하여 90도의 각도를 이루는 광축을 가질 수 있다.
상기 제2 위상 지연층은 시클로올레핀폴리머(cycloolefinpolymer), 폴리(메타)아크릴레이트(poly(meth)acrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 셀룰로스(cellulose) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제2 위상 지연층은 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)를 포함할 수 있다.
상기 광학 필름은 상기 제1 위상 지연층과 상기 제2 위상 지연층 사이에 위치하는 점착층을 더 포함할 수 있다.
상기 광학 필름은 상기 편광층의 다른 일면에 위치하는 보호층을 더 포함할 수 있다.
상기 광학 필름은 상기 광학 필름의 둘레를 따라 뻗어 있는 차광층을 더 포함할 수 있다.
상기 광학 필름은 상기 제2 위상 지연층의 일면에 위치하는 보정층을 더 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 편광층, 액정을 포함하는 제1 위상 지연층 및 연신된 제2 위상 지연층을 각각 롤(roll) 형태로 준비하는 단계, 그리고 상기 편광층, 상기 제1 위상 지연층 및 상기 제2 위상 지연층을 각각 포함하는 롤들을 일 방향으로 진행하여 롤-투-롤(roll-to-roll) 방식으로 적층하는 단계를 포함하는 광학 필름의 제조 방법을 제공한다.
상기 액정을 포함하는 제1 위상 지연층을 준비하는 단계는 소정 패턴의 표면을 가진 투명 기재를 준비하는 단계, 그리고 상기 투명 기재의 표면 위에 액정을 포함하는 용액을 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투명 기재의 표면은 상기 롤-투-롤의 진행 방향과 약 63도 내지 73도 또는 약 -73도 내지 -63도의 각도를 이루는 패턴을 가질 수 있다.
상기 제2 위상 지연층은 상기 롤-투-롤의 진행 방향과 약 -5도 내지 5도의 각도를 이루도록 연신될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 광학 필름을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
공정을 단순화하면서 파장 의존성을 줄이고 특성이 개선된 광학 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 광학 필름의 개략적인 단면도이고,
도 2는 도 1의 광학 필름의 개략적인 평면도이고,
도 3은 일 구현예에 따른 광학 필름의 제조 방법을 보여주는 도면이고,
도 4는 실시예 1에 따른 광학 필름을 사용한 샘플 1과 비교예 1에 따른 광학 필름을 사용한 샘플 2의 파장에 따른 반사율을 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참고하여 일 구현예에 따른 광학 필름을 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 광학 필름의 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1의 광학 필름의 개략적인 평면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 광학 필름(100)은 편광층(110), 편광층(110)의 일면에 위치하는 제1 위상 지연층(120) 및 제1 위상 지연층(120)의 일면에 위치하는 제2 위상 지연층(130)을 포함한다.
편광층(110)은 입사광의 편광을 선편광으로 변환시키는 선형 편광자(linear polarizer)일 수 있다. 편광층(110)은 에컨대 연신된 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA)로 만들어질 수 있으며, 예컨대 폴리비닐알코올 필름을 연신하고 여기에 요오드 또는 이색성 염료를 흡착시킨 후 붕산 처리 및 세정 등의 방법으로 형성될 수 있다.
제1 위상 지연층(120)은 액정(liquid crystal)을 포함한다.
액정은 일 방향으로 뻗은 강직 막대(rigid-rod) 모양일 수 있으며, 예컨대 모노머, 올리고머 또는 중합체일 수 있다. 상기 액정은 예컨대 양의 복굴절 값을 가질 수 있다. 상기 복굴절 값(Δn)은 광축(optical axis)에 대하여 수평으로 진행하는 빛의 굴절률(ne)에서 광축에 대하여 수직으로 진행하는 빛의 굴절률(no)을 뺀 값이다.
상기 액정은 반응성 메조겐(reactive mesogen) 액정일 수 있으며, 예컨대 하나 이상의 반응성 가교기를 가질 수 있다. 상기 반응성 메조겐 액정은 예컨대 하나 이상의 반응성 가교기를 갖는 막대형의 방향족 유도체, 프로필렌글리콜 1-메틸, 프로필렌글리콜 2-아세테이트 및 P1-A1-(Z1-A2)n-P2로 표현되는 화합물(여기서 P1과 P2는 각각 독립적으로 아크릴레이트(acrylate), 메타크릴레이트(methacrylate), 비닐(vinyl), 비닐옥시(vinyloxy), 에폭시(epoxy) 또는 이들의 조합을 포함하고, A1과 A2는 각각 독립적으로 1,4-페닐렌(1,4-phenylene), 나프탈렌(naphthalene)-2,6-디일(diyl)기 또는 이들의 조합을 포함하고, Z1은 단일결합, -COO-, -OCO- 또는 이들의 조합을 포함하고, n은 0, 1 또는 2이다) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 액정은 후술하는 제1 위상 지연층(120)의 광축(optic axis)(125)을 따라 배열될 수 있다.
상기 액정은 예컨대 투명 기재 위에 용액 형태로 코팅될 수 있다. 이에 따라 제1 위상 지연층(120)은 투명 기재와 투명 기재의 일면에 위치하는 액정층을 포함할 수 있다. 투명 기재는 예컨대 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose, TAC) 필름일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 투명 기재의 표면은 일 방향으로 표면 처리되어 형성된 소정 패턴을 가질 수 있으며, 예컨대 일 방향으로 뻗은 패인 부분(vally)을 가질 수 있다. 상기 일 방향은 후술하는 제1 위상 지연층(120)의 광축(125) 방향과 동일할 수 있다. 상기 액정은 상기 패인 부분 내에서 일 방향으로 정렬되면서 배향성을 나타낼 수 있다. 상기 투명 기재는 제거되거나 생략될 수도 있다.
제2 위상 지연층(130)은 투명 고분자 수지로 만들어진 연신된 고분자 층이다. 제2 위상 지연층(130)은 예컨대 시클로올레핀폴리머(cycloolefinpolymer), 폴리(메타)아크릴레이트(poly(meth)acrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 셀룰로스(cellulose) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제2 위상 지연층(130)은 예컨대 폴리(메타)아크릴레이트를 포함할 수 있으며 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA)를 포함할 수 있다.
제2 위상 지연층(130)은 예컨대 음의 복굴절 값을 가지는 수지를 포함할 수 있다. 상기 복굴절 값(Δn)은 광축(optical axis)에 대하여 수평으로 진행하는 빛의 굴절률(ne)에서 광축에 대하여 수직으로 진행하는 빛의 굴절률(no)을 뺀 값이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 제1 위상 지연층(120)의 광축(optic axis)(125)은 편광층(110)의 투과축(115)에 대하여 약 17도 내지 약 27도 또는 약 -27도 내지 약 -17도의 각도를 이룰 수 있고, 제2 위상 지연층(130)의 광축(135)은 편광층(110)의 투과축(115)에 대하여 약 85도 내지 약 95도의 각도를 이룰 수 있다. 상기 범위 내에서 제1 위상 지연층(120)의 광축(125)은 편광층(110)의 투과축(115)에 대하여 약 22.5도의 각도를 이룰 수 있고 제2 위상 지연층(130)의 광축(135)은 편광층(110)의 투과축(115)에 대하여 약 90도의 각도를 이룰 수 있다.
제1 위상 지연층(120)의 광축(125)과 제2 위상 지연층(130)의 광축(135)이 이루는 각도는 약 63 도 내지 약 73 도 범위 또는 약 -63 도 내지 약 -73 도 범위일 수 있다.
편광층(110)의 투과축(115)은 흡수축(도시하지 않음)과 실질적으로 수직이므로, 제1 위상 지연층(120)의 광축(125)과 편광층(110)의 흡수축이 이루는 각도는 약 63도 내지 약 73도 범위 또는 약 -73도 내지 약 -63도 범위일 수 있고, 제2 위상 지연층(130)의 광축(135)과 편광층(110)의 흡수축이 이루는 각도는 약 -5도 내지 약 5도 범위일 수 있다.
일 예로, 550nm(이하 '기준 파장'이라 한다)의 입사광에 대한 제1 위상 지연층(120)의 면내 위상차(Re)는 약 240nm 내지 약 300nm일 수 있고, 그 중에서 약 260nm 내지 약 280nm일 수 있다. 여기에서 면내 위상차(Re)는 Re = (nx - ny)×d 로 주어지며, d는 층의 두께, nx 및 ny는 두께 방향에 수직인 평면의 두 직교 방향에 대한 굴절률이다. 따라서 제1 위상 지연층(120)은 반파장판(half-wave plate)의 역할을 할 수 있다.
일 예로, 기준 파장의 입사광에 대한 제2 위상 지연층(130)의 면내 위상차(Re)는 약 110nm 내지 약 160nm일 수 있고, 그 중에서 약 130nm 내지 약 140nm일 수 있다. 따라서 제2 위상 지연층(130)은 사분파장판(quarter-wave plate)의 역할을 할 수 있다.
반파장판과 사분파장판을 접합하여 광학 필름을 형성하는 경우, 소정의 기준 각도에 대하여 반파장판의 광축이 이루는 각도를 θ0로 정의하고, 기준 각도에 대하여 사분파장판의 광축이 이루는 각도를 θ1으로 정의하면, θ1 = 2θ0 + 45°의 관계를 만족할 때 광학 필름이 선편광을 원편광으로 바꾸어주는 기능을 할 수 있다.
광학 필름(100)은 반파장판의 제1 위상 지연층(120)과 사분파장판의 제2 위상 지연층(130)을 위와 같은 소정의 접합 각도로 적층하여 형성되므로 원 편광 기능을 가질 수 있다.
기준 파장의 입사광에 대한 제1 위상 지연층(120)의 두께 방향 위상차(Rth)는 0 이상일 수 있고, 제2 위상 지연층(130)의 두께 방향 위상차(Rth)는 0 보다 작을 수 있다. 여기에서 두께 방향 위상차(Rth)는 Rth = {[(nx + ny)/2] - nz}×d 로 주어지며, d는 층의 두께, nz는 두께 방향의 굴절률, nx 및 ny는 두께 방향에 수직인 평면의 두 직교 방향에 대한 굴절률이다.
일 예로, 기준 파장의 입사광에 대한 제1 위상 지연층(120)의 두께 방향 위상차(Rth)의 절대값은 약 300nm일 수 있고, 제2 위상 지연층(130)의 두께 방향 위상차(Rth)의 절대값은 약 160nm 이하일 수 있다.
예컨대 기준 파장의 입사광에 대한 제1 위상 지연층(120)의 두께 방향 위상차(Rth)는 약 0 nm 내지 약 300 nm 범위, 나아가 약 100 nm 내지 약 250 nm, 예를 들면, 약 130 nm 내지 약 230 nm일 수 있고, 제2 위상 지연층(130)의 두께 방향 위상차(Rth)는 약 -160 nm 내지 0 nm 범위, 나아가 약 -130 nm 내지 약 -50 nm, 예를 들면, 약 -120 nm 내지 약 -90 nm일 수 있다.
제1 위상 지연층(120)의 단파장 분산성은 약 1.00 내지 약 1.08일 수 있고, 제2 위상 지연층(130)의 단파장 분산성은 약 1.00 내지 약 1.20일 수 있다. 여기에서 단파장 분산성은 약 450 nm 파장의 입사광에 대한 지연값(retardation)을 기준 파장의 입사광에 대한 지연값으로 나눈 값을 뜻한다.
제1 위상 지연층(120)의 장파장 분산성은 약 0.95 내지 약 1.00 일 수 있고, 제2 위상 지연층(13)의 장파장 분산성은 약 0.85 내지 약 1.00 일 수 있다. 여기에서 장파장 분산성은 약 650 nm 파장의 입사광에 대한 지연값을 기준 파장의 입사광에 대한 지연값으로 나눈 값을 뜻한다.
광학 필름(100)은 제1 위상 지연층(120)과 제2 위상 지연층(130) 사이에 점착층을 더 포함할 수 있다. 점착층은 제1 위상 지연층(120)과 제2 위상 지연층(130)을 접착하는 것으로, 예컨대 감압 점착제로 만들어질 수 있다.
광학 필름(100)은 편광층(110)의 다른 일면에 위치하는 보호층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 보호층은 광학 필름의 내구성을 개선하거나 반사 또는 눈부심을 줄이는 기능성을 제공할 수 있으며, 예컨대 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose, TAC) 필름일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
광학 필름(100)은 제2 위상 지연층(130)의 일면에 위치하는 보정층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 보정층은 예컨대 색 변이 방지층(color shift resistant layer)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
광학 필름(100)은 가장자리를 따라 뻗어 있는 차광층(light blocking layer)(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 차광층은 광학 필름(100)의 둘레를 따라 띠의 형태로 형성될 수 있으며, 예컨대 상기 제1 위상 지연층(120)과 제2 위상 지연층(130) 사이에 위치할 수 있다. 차광층은 불투명한 물질, 예컨대 검은 색의 물질을 포함할 수 있다. 예컨대 차광층은 검은 색 잉크로 만들어질 수 있다.
이하 일 구현예에 따른 광학 필름의 제조 방법을 설명한다.
도 3은 일 구현예에 따른 광학 필름의 제조 방법을 보여주는 도면이다.
일 구현예에 따른 광학 필름은 편광층(110), 제1 위상 지연층(120) 및 연신된 제2 위상 지연층(130)을 각각 롤(roll) 형태로 준비하는 단계, 그리고 상기 롤들을 일 방향으로 진행하여 롤-투-롤(roll-to-roll) 방식으로 적층하는 단계를 포함한다.
먼저 편광층(110), 제1 위상 지연(120) 및 연신된 제2 위상 지연층(130)을 각각 준비한다.
편광층(110)은 예컨대 연신된 폴리비닐알코올(PVA)로 만들어질 수 있으며, 예컨대 폴리비닐알코올 필름을 연신하고 여기에 요오드 또는 이색성 염료를 흡착시킨 후 붕산 처리 및 세정 등의 방법으로 형성될 수 있다.
제1 위상 지연층(120)은 투명 기재 위에 액정을 포함하는 용액을 적용하여 형성될 수 있다. 이 때 상기 투명 기재는 예컨대 트리아세릴셀룰로오스(TAC)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 용액은 액정과 예컨대 톨루엔, 크실렌, 사이클로헥사논과 같은 용매를 포함할 수 있으며, 상기 용액은 예컨대 스핀 코팅과 같은 용액 공정으로 상기 투명 기재 위에 적용될 수 있다. 이어서 상기 용액을 건조하는 단계 및 예컨대 UV를 사용하여 경화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 상기 투명 기재는 제1 위상 지연층(120)의 광축(125) 방향과 동일한 방향을 따라 뻗은 패인 부분을 가질 수 있으며 액정은 상기 패인 부분을 따라 일렬로 배열되어 원하는 각도로 정렬될 수 있다. 따라서 액정은 예컨대 편광층(110)의 투과축(115)에 대하여 약 17도 내지 약 27도 또는 약 -27도 내지 약 -17도의 각도를 가지도록 정렬될 수 있으며, 예컨대 약 22.5도의 각도를 가지도록 정렬될 수 있다.
다른 예로, 제1 위상 지연층(120)은 투명 기재 위에 먼저 배향막을 형성한 후, 상기 배향막 위에 액정을 포함하는 용액을 도포하여 형성될 수도 있다. 상기 배향막은 상기 액정이 안정적으로 밀착될 수 있도록 하는 동시에 상기 액정의 배향성을 높일 수 있다.
제2 위상 지연층(120)은 투명 고분자 필름을 일 방향으로 연신할 수 있다. 예컨대 제2 위상 지연층(120)은 편광층(110)의 투과축(115)에 대하여 약 85도 내지 약 95도의 각도를 가지도록 경사 연신될 수 있으며, 예컨대 약 90도의 각도를 가지도록 경사 연신될 수 있다.
이어서, 도 3을 참고하면, 편광층(110), 제1 위상 지연층(120) 및 제2 위상 지연층(130)이 각각 감겨 있는 복수의 롤(210, 220, 230)을 준비하고, 각각의 롤(210, 220, 230)에 감겨 있는 편광층(110), 제1 위상 지연층(120) 및 제2 위상 지연층(130)을 한 방향(290)으로 풀어 한 방향(290)으로 전진시킨다. 편광층(110)의 연신 방향은 전진 방향(290)과 실질적으로 같은 방향이고, 편광층(110)의 투과축(115)은 연신 방향과 대략 직각을 이룰 수 있다. 제1 위상 지연층(120)의 액정이 정렬된 방향과 광축은 전진 방향(290)에 대하여 약 63 도 내지 약 73 도 범위 또는 약 -73 도 내지 약 -63 도 범위의 각도를 이룰 수 있고, 제2 위상 지연층(130)의 연신 방향과 광축은 전진 방향(290)에 대하여 약 -5 도 내지 약 5 도 범위의 각도를 이룰 수 있다.
이와 같이 진행하는 층들(110, 120, 130)은 적층 롤(270)에 의하여 한 곳으로 모여 적층(또는 합지) 및 접합될 수 있다. 도 3에서 도면 부호 240, 250, 260은 각 층(110, 120, 130)이 평평하게 유지되도록 하는 보조 롤을 나타낸다.
또 다른 구현예는 상기 광학 필름을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 표시 장치는 예컨대 액정 표시 장치 또는 유기 발광 표시 장치를 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이하 실시예를 통하여 상술한 본 발명의 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 　다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
광학 필름의 준비
실시예 1
(1) 편광층의 준비
폴리비닐알코올(PVA) 필름(PS 60, Kuraray)을 22㎛ 정도로 연신하고 연신된 PVA 필름의 일면에 40㎛ 두께의 하드코팅 필름(DNP 사)을 붙인다. 상기 하드코팅 필름은 TAC 필름 위에 중공 실리카 입자가 코팅되어 있는 형태이다
(2) 제1 위상지연층의 준비
트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름 (Fuji Film 사) 위에 배향막(폴리아크릴)을 형성한 후 편광층의 투과축에 대하여 22.5도 기울어진 방향으로 러빙을 수행한다. 이어서 상기 러빙된 배향막 위에 액정(RMM 1049, Merck 사) 및 톨루엔을 포함하는 액정 용액을 3㎛ 두께로 코팅한다. 이어서 상기 코팅된 액정 용액을 건조하고 자외선 조사하여 TAC 필름 위에 액정층이 형성된 제1 위상지연층을 준비한다.
제1 위상지연층은 하기 표 1의 광학적 특성을 가지는 반파장판이다. 광학적 특성은 위상차 측정 장비(Kobra WPR)를 사용하여 측정한다.
550nm에서의 위상차 파장분산성
Re(550) Rth NZ Re(450)/Re(550) Re(650)/Re(550)
제1위상지연층 260.56 148.6 1.04 1.0601 0.985
* Nz = (Rth/Re)+0.5
(3) 제2 위상지연층의 준비
폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 필름(okura 사, Japan)을 투과축 기준 90도가 되도록 연신하여 제2 위상지연층을 준비한다.
(4) 롤-투-롤 공정
상기 하드코팅층이 부착된 편광층, 제1 위상지연층 및 제2 위상지연층을 롤-투-롤 공정으로 합지하여 광학 필름을 제조한다.
비교예 1
제1 위상지연층을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름을 제조한다.
평가
실시예 1과 비교예 1에 따른 광학 필름의 반사율(reflectance) 및 색 변이(color shift)를 평가한다.
반사율 및 색 변이는 광원 D65, 8도 반사, 수광부 2도 조건으로 광을 공급하면서 분광측색계(CM-3600d, Konica Minolta 社)를 사용하여 평가한다.
반사율은 반사판(거울)의 일면에 실시예 1에 따른 광학 필름을 점착층을 사용하여 부착한 샘플 1과 반사판(거울)의 일면에 비교예 1에 따른 광학 필름을 점착층을 사용하여 부착한 샘플 2로부터 평가할 수 있다. 대조군으로 블랙판(black plate)과 화이트판(white plate) 자체의 반사율을 각각 0과 100으로 설정하고, 상기 샘플 1 및 2의 반사율을 계산한다.
색 변이는 CIE-Lab 색 좌표계에서 가로축인 a* 값과 세로축인 b* 값을 사용하며, 양수 a* 값은 적색, 음수 a* 값은 녹색, 양수 b* 값은 황색, 음수 b* 값은 청색을 나타내며 a*와 b*의 절대값이 클수록 색이 진한 정도를 나타낸다. a*, b* 및 Δa*b* 가 작을수록 색 변이가 양호한 것이다.
그 결과는 표 2 및 도 4와 같다.
도 4는 실시예 1에 따른 광학 필름을 사용한 샘플 1과 비교예 1에 따른 광학 필름을 사용한 샘플 의 파장에 따른 반사율을 보여주는 그래프이다.
반사율(%) a* b* Δa*b*
샘플 1
(실시예 1)		 5.26 0.55 -3.87 3.91
샘플 2
(비교예 1)		 5.33 7.42 -11.71 13.86
Figure pat00001
표 2를 참고하면, 실시예 1에 따른 광학 필름을 사용한 샘플 1은 비교예 1에 따른 광학 필름을 사용한 샘플 2와 비교하여 반사율 및 색 변이가 크게 개선된 것을 확인할 수 있다.
도 4를 참고하면, 실시예 1에 따른 광학 필름을 사용한 샘플 1은 약 400 내지 700nm의 가시광선 전 영역에 걸쳐 균등한 정도의 반사율을 나타내는 반면 비교예 1에 따른 광학 필름을 사용한 샘플 2는 약 400 내지 700nm의 가시광선 영역 중 약 400 내지 500nm의 단파장 영역과 약 600 내지 700nm의 장파장 영역에서 반사율이 급격히 높아지는 것을 확인할 수 있다. 따라서 실시예 1에 따른 광학 필름을 사용한 샘플 1은 파장 의존성이 크게 낮아졌음을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 광학 필름
110: 편광층
120: 제1 위상 지연층
130: 제2 위상 지연층

Claims (20)

  1. 편광층,
    상기 편광층의 일면에 위치하고 액정을 포함하는 제1 위상 지연층, 그리고
    상기 제1 위상 지연층의 일면에 위치하는 제2 위상 지연층
    을 포함하고,
    상기 제1 위상 지연층은 상기 편광층의 투과축에 대하여 17 도 내지 27 도 또는 -27 도 내지 -17 도의 각도를 이루는 광축을 가지고,
    상기 제2 위상 지연층은 상기 편광층의 투과축에 대하여 85 도 내지 95 도의 각도를 이루는 광축을 가지는
    광학 필름.
  2. 제1항에서,
    상기 액정은 상기 제1 위상 지연층의 광축을 따라 배열되는 광학 필름.
  3. 제1항에서,
    상기 액정은 양의 복굴절값을 가지는 광학 필름.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 위상 지연층은
    투명 기재, 그리고
    상기 투명 기재의 일면에 위치하는 액정층
    을 포함하는 광학 필름.
  5. 제1항에서,
    550 nm 파장의 입사광에 대한 상기 제1 위상 지연층의 면내 위상차는 240nm 내지 300nm인 광학 필름.
  6. 제1항에서,
    550nm 파장의 입사광에 대한 상기 제1 위상 지연층의 두께 방향 위상차는 0 이상인 큰 광학 필름.
  7. 제6항에서,
    550nm 파장의 입사광에 대한 상기 제1 위상 지연층의 두께 방향 위상차는 0 내지 300nm 이하인 광학 필름.
  8. 제1항에서,
    상기 제1 위상 지연층의 단파장 분산성은 1.00 내지 1.08이고,
    상기 제2 위상 지연층의 단파장 분산성은 1.00 내지 1.20이고,
    상기 제1 위상 지연층의 장파장 분산성은 0.95 내지 1.00이고,
    상기 제2 위상 지연층의 장파장 분산성은 0.85 내지 1.00인
    광학 필름.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 위상 지연층은 상기 편광층의 투과축에 대하여 22.5도의 각도를 이루는 광축을 가지고,
    상기 제2 위상 지연층은 상기 편광층의 투과축에 대하여 90도의 각도를 이루는 광축을 가지는
    광학 필름.
  10. 제1항에서,
    상기 제2 위상 지연층은 시클로올레핀폴리머(cycloolefinpolymer), 폴리(메타)아크릴레이트(poly(meth)acrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 셀룰로스(cellulose) 또는 이들의 조합을 포함하는 광학 필름.
  11. 제1항에서,
    상기 제2 위상 지연층은 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)를 포함하는 광학 필름.
  12. 제1항에서,
    상기 제1 위상 지연층과 상기 제2 위상 지연층 사이에 위치하는 점착층을 더 포함하는 광학 필름.
  13. 제1항에서,
    상기 편광층의 다른 일면에 위치하는 보호층을 더 포함하는 광학 필름.
  14. 제1항에서,
    상기 광학 필름의 둘레를 따라 뻗어 있는 차광층을 더 포함하는 광학 필름.
  15. 제1항에서,
    상기 제2 위상 지연층의 일면에 위치하는 보정층을 더 포함하는 광학 필름.
  16. 편광층, 액정을 포함하는 제1 위상 지연층 및 연신된 제2 위상 지연층을 각각 롤(roll) 형태로 준비하는 단계, 그리고
    상기 편광층, 상기 제1 위상 지연층 및 상기 제2 위상 지연층을 각각 포함하는 롤들을 일 방향으로 진행하여 롤-투-롤(roll-to-roll) 방식으로 적층하는 단계
    를 포함하는 광학 필름의 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 액정을 포함하는 제1 위상 지연층을 준비하는 단계는
    소정 패턴의 표면을 가진 투명 기재를 준비하는 단계, 그리고
    상기 투명 기재의 표면 위에 액정을 포함하는 용액을 코팅하는 단계
    를 포함하는 광학 필름의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 투명 기재의 표면은 상기 롤-투-롤의 진행 방향과 63도 내지 73도 또는 -73도 내지 -63도의 각도를 이루는 패턴을 가지는 광학 필름의 제조 방법.
  19. 제16항에서,
    상기 제2 위상 지연층은 상기 롤-투-롤의 진행 방향과 -5도 내지 5도의 각도를 이루도록 연신되는 광학 필름의 제조 방법.
  20. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 광학 필름을 포함하는 표시 장치.


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CN114270231A (zh) * 2019-08-12 2022-04-01 三星Sdi株式会社 偏光板及包括其的光学显示装置

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