KR20180047567A - 액정표시장치용 시인측 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

편광자 및 상기 편광자의 광출사면에 형성된 보호필름을 포함하고, 상기 보호필름은 상기 편광자로부터 제1프라이머층, 보호필름 기재, 제2프라이머층, 및 코팅층이 순차적으로 적층된 것이고, 상기 제1보호필름은 식 1의 관계를 만족하고, 상기 보호필름 기재는 파장 550nm에서 식 2의 면내 위상차가 500nm 이하인 액정표시장치용 시인측 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다.

Description

액정표시장치용 시인측 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치{POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 액정표시장치용 시인측 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
편광판은 액정표시장치의 표시 패턴을 가시화하기 위해, 광의 진동 방향을 제어하는 목적으로 액정표시패널의 상부면과 하부면에 각각 사용되고 있다. 편광판은 편광자, 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호필름을 포함한다. 보호필름은 대표적으로 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름이 사용될 수 있다. TAC 필름은 일반적인 고분자 필름에 비해 가격이 비싸다. TAC 필름을 대체하고자 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 등을 포함하는 폴리에스테르계의 저가의 고분자 필름이 사용되고 있다.
액정표시장치는 전원이 구동되는 상태와 구동되지 않는 비구동 상태로 나뉜다. 편광판이 복굴절 필름을 포함하는 경우 전원이 구동되는 상태에서는 무지개 무라가 시인될 수 있다. 한편, 비구동 상태에서도 외광에 의해 무지개 무라가 시인될 수 있고, 이 경우 블랙 시감이 떨어져서 디스플레이시에 화면 품질이 떨어질 수 있다.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 제2011-0014515호에 기술되어 있다.
본 발명의 목적은 저 위상차의 보호필름 기재를 포함하고 액정표시장치가 구동되는 상태 및 구동되지 않는 상태 모두에서 무지개 무라 시인을 억제할 수 있는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반사율이 낮아 시인성을 좋게 할 수 있는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 편광판은 편광자 및 상기 편광자의 광출사면에 형성된 보호필름을 포함하고, 상기 보호필름은 상기 편광자로부터 제1프라이머층, 보호필름 기재, 제2프라이머층, 및 코팅층이 순차적으로 적층된 것이고, 상기 보호필름 기재는 파장 550nm에서 하기 식 2의 면내 위상차가 500nm 이하이고, 상기 보호필름은 하기 식 1의 관계를 나타낼 수 있다:
<식 1>
(nc + ns)/2 - 0.025 ≤ np2 ≤ (nc + ns)/2 + 0.025
(상기에서, nc는 상기 코팅층의 굴절률, ns는 상기 보호필름 기재의 굴절률, np2는 상기 제2프라이머층의 굴절률)
<식 2>
Re = (nx - ny) x d
(상기에서, nx, ny는 각각 파장 550nm에서 상기 보호필름 기재의 지상축 방향, 진상축 방향의 굴절율이고, d는 보호필름 기재의 두께(단위:nm)이다).
본 발명의 액정표시장치는 광원, 액정패널 및 편광판이 순차적으로 형성되고, 상기 편광판은 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
본 발명은 저 위상차의 보호필름 기재를 포함하고 광학표시장치가 구동되는 상태 및 구동되지 않는 상태 모두에서 무지개 무라 시인을 억제할 수 있는 편광판을 제공하였다.
본 발명은 반사율이 낮아 시인성을 좋게 할 수 있는 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 2는 본 발명 다른 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 3은 본 발명 또 다른 실시예의 편광판의 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 도면을 기준으로 정의한 것이고, 보는 시각에 따라 '상부'가 '하부'로 '하부'가 '상부'로 변경될 수 있다.
본 명세서에서 'nx', 'ny', 'nz'는 특별한 언급이 없는 한, 파장 550nm에서 보호필름 기재의 3성분계(x축방향, y축방향, z축방향(두께 방향)) 방향의 굴절률(refractive index)을 의미한다. 예를 들면, x축 방향은 MD 또는 진상축 방향, y축 방향은 TD 또는 지상축 방향이 될 수 있다.
본 명세서에서 면내 위상차(Re)는 하기 식 2로 표시될 수 있다:
<식 2>
Re = (nx - ny) x d
(상기에서, nx, ny는 각각 파장 550nm에서 보호필름 기재의 지상축 방향, 진상축 방향의 굴절율이고, d는 보호필름 기재의 두께(단위:nm)이다).
면내 위상차는 절대값을 의미할 수도 있다.
본 명세서에서 두께 방향 위상차(Rth)는 하기 식 3으로 표시될 수 있다:
<식 3>
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) x d
(상기에서, nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 보호필름 기재의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향의 굴절율이고, d는 보호필름 기재의 두께(단위:nm)이다).
본 명세서에서 이축성 기재(NZ)는 하기 식 4로 표시될 수 있다:
<식 4>
NZ = (nx - nz)/(nx - ny)
(상기에서, nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 보호필름 기재의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향의 굴절율이다).
본 명세서에서 "굴절률"은 파장 632nm에서 프리즘 커플러를 사용하여 측정된 것이다.
본 명세서에서 액정표시장치용 시인측 편광판'은 액정패널과 관찰자 사이 즉 액정패널의 시인측에 배치되고, 백라이트 유닛으로부터 액정패널을 통과한 광을 투과시키는 편광판을 의미한다. 바람직하게는, 액정표시장치용 시인측 편광판은 점착층에 의해 액정패널에 점착되고 액정패널과 관찰자 사이에 배치될 수 있다.
이하, 도 1을 참고하여 본 발명 일 실시예의 편광판을 설명한다. 도 1은 본 발명 일 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명 일 실시예의 편광판(100)은 편광자(110), 제1보호필름(120), 제2보호필름(130)을 포함할 수 있다.
편광자(110)는 제2보호필름(130)을 투과한 광을 편광시킬 수 있다.
편광자(110)는 폴리비닐알코올계 필름으로 이루어지며, 제조 방법에 관계없이 폴리비닐알코올계 필름이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 편광자는 부분 포르말화 폴리비닐알코올 필름, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올 필름 등의 변성 폴리비닐알코올 필름을 사용하여 제조된 것일 수 있다. 구체적으로, 폴리비닐알코올 필름에 요오드나 이색성 염료를 염색시키고, 이를 MD(machine direction)로 연신시켜 제조될 수 있다. 구체적으로, 팽윤 과정, 염색 단계, 연신 단계를 거쳐 제조된다. 각 단계를 수행하는 방법은 당업자들에게 통상적으로 알려져 있다. 편광자(110)는 두께가 3㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 10㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용할 수 있다.
제1보호필름(120)은 편광자(110)의 광출사면에 형성되어, 편광자(110)를 투과한 편광을 투과시킬 수 있다.
제1보호필름(120)은 편광자(110)로부터 제1프라이머층(121), 보호필름 기재(122), 제2프라이머층(123) 및 코팅층(124)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 보호필름 기재(122)는 파장 550nm에서 면내 위상차(Re)가 500nm 이하이고, 제1보호필름(120)은 하기 식 1의 굴절률 관계를 만족할 수 있다:
<식 1>
(nc + ns)/2 - 0.025 ≤ np2 ≤ (nc + ns)/2 + 0.025
(상기에서, nc는 상기 코팅층의 굴절률, ns는 상기 보호필름 기재의 굴절률, np2는 상기 제2프라이머층의 굴절률).
제1보호필름(120)은 파장 550nm에서 면내 위상차(Re)가 500nm 이하인 저 위상차의 보호필름 기재를 포함하고, 상기 식 1의 관계를 만족함으로써, 광학표시장치에서 시인측 편광판으로 적용시 구동 상태 및 비구동 상태 모두에서 무지개 무라 시인을 억제할 수 있다. 전원 구동 상태에서는 내부의 백라이트 유닛으로부터 나오는 광(내부광)에 의해 발생되는 무지개 무라를 억제함으로써 광학표시장치의 시인성을 좋게 하고 화면 품질을 좋게 할 수 있다. 반면에, 전원 비구동 상태에서는 자연광(외부광)에 의해 보호필름 기재에 의해 발생되는 무지개 무라를 억제함으로써 광학표시장치의 외관을 좋게 하여 블랙 시감을 좋게 할 수 있다.
특히, 종래에는 제1보호필름(120)의 위상차를 현저하게 높여 내부광에 의한 무지개 무라 시인을 억제하거나 보호필름 기재에 저굴절률층을 형성하여 외광에 의한 영향을 낮춤으로써 무지개 무라 시인을 억제하였다. 반면에, 본원발명은 제1보호필름(120)의 면내 위상차를 낮게 하여 복굴절을 유지하고 대신에 제1보호필름에 제2프라이머층과 코팅층을 순차적으로 부가하고 이들 간의 굴절율을 제어함으로써 내부광 및 외부광에 의한 무지개 무라를 동시에 억제할 수 있도록 한 것이다. 내부광에 의한 무지개 무라와 외부광에 의한 무지개 무라는 그 발생 기작이 전혀 다르다는 것은 당업자에게 알려진 바와 같다.
보호필름 기재(122)는 파장 550nm에서 면내 위상차(Re)가 500nm 이하, 바람직하게는 350nm 이하, 0nm 내지 300nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 내부광 및 외부광에 의한 무지개 무라 시인을 억제할 수 있는 효과가 있을 수 있다.
보호필름 기재(122)는 굴절률(ns)이 1.58 내지 1.70, 바람직하게는 1.60 내지 1.65일 수 있다. 상기 범위에서, 상기 식 1을 용이하게 만족시킬 수 있다.
보호필름 기재(122)는 nx와 ny의 차이의 절대값(｜nx-ny｜)은 0.01 이하, 구체적으로 0 내지 0.008이 될 수 있다. 상기 범위에서, 시야각을 보다 개선할 수 있을 뿐만 아니라 무지개 무라가 발생하지 않게 할 수 있다.
보호필름 기재(122)는 파장 550nm에서 두께 방향 위상차(Rth)가 6000nm 이상, 바람직하게는 6000nm 내지 10000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 내부광 무라 억제 효과가 더 있을 수 있다. 보호필름 기재(122)는 파장 550nm에서 이축성 정도(NZ)가 10 이상, 바람직하게는 12 이상, 12 내지 무한대가 될 수 있다. 상기 범위에서, 내부광 무라 억제 효과가 더 있을 수 있다.
보호필름 기재(122)는 광학적으로 투명한 폴리에스테르 필름 기재일 수 있다. 구체적으로, 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 보호필름 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재일 수 있다.
보호필름 기재(122)는 두께가 10㎛ 내지 60㎛, 바람직하게는 30㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있고 상기 면내 위상차를 만족시킬 수 있다.
보호필름 기재(122)는 보호필름용 수지를 용융 압출한 후 소정의 연신비로 2축 연신시켜 제조될 수 있다. 예를 들면, 보호필름용 수지를 용융 압출한 후 필름의 MD로 2.5배 내지 3.5배, TD로 2.5배 내지 3.5배로 연신시켜 제조될 수 있다. 연신은 습식 연신, 건식 연신 등 당업자에게 알려진 통상의 방법을 사용할 수 있다. 보호필름 기재(122)은 MD, TD 연신비, 연신 온도, 연신 시간 등을 조절하여 상기 면내 위상차를 얻을 수 있다.
제1프라이머층(121)은 보호필름 기재(122)가 편광자(110)에 잘 접착되도록 한다. 또한, 제1프라이머층(121)은 소정의 두께를 가져, 제1보호필름의 투과율을 높이면서 무지개 무라가 시인되는 것을 막을 수도 있다. 구체적으로, 제1프라이머층(121)은 두께가 60nm 내지 120nm, 바람직하게는 75nm 내지 90nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 보호필름 기재가 편광자에 잘 접착되도록 하고, 무지개 무라가 시인되는 것을 막으며, 투과율을 높일 수 있다.
제1프라이머층(121)의 굴절률을 np1이라고 할 때, np1, np2, nx, ny는 하기 식 5 또는 식 6의 관계를 만족시킬 수 있다: 이러한 경우, 전원 구동 상태 및 전원 비구동 상태 모두에서 무지개 무라 시인을 억제할 수 있다:
<식 5>
np2 ≤ np1 ≤ ny ≤ nx
<식 6>
np2 ≤ np1 ≤ nx ≤ ny
제1프라이머층(121)의 굴절률을 np1이라고 할 때 np1 - np2는 0.1 이하, 바람직하게는 0 이상 0.1 이하, 더 바람직하게는 0 내지 0.07, 0.03 내지 0.07, 0 내지 0.015이 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1보호필름의 투과율이 높아지는 효과가 있을 수 있다.
제1프라이머층(121), 제2프라이머층(123) 중 하나 이상은 굴절률이 1.5 초과, 바람직하게는 1.5 초과 1.65 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 외부광에 의한 무지개 무라 시인을 억제할 수 있는 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서 제1프라이머층(121)의 굴절률 np1은 1.5 초과, 바람직하게는 1.5 초과 1.60 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 투과율 향상 효과가 있을 수 있다.
제1프라이머층(121)은 소수성과 친수성 작용기를 갖는 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐아세테이트계 수지, 폴리우레탄계 수지 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
제1프라이머층(121)의 굴절률은 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐아세테이트계 수지, 폴리우레탄계 수지의 함량 또는 종류를 조절함으로써 조절할 수 있다.
제2프라이머층(123)은 상기 식 1의 굴절률을 만족하여 구동 상태 및 비구동 상태 모두에서 무지개 무라의 시인을 억제할 수 있다. 한편, 제2프라이머층(123)은 프라이머층 소재에 따라서 보호필름 기재(122)와 코팅층(124)간의 결합을 좋게 할 수도 있다.
일 구체예에서, 제2프라이머층(123)의 굴절률 np2는 1.5 초과, 바람직하게는 1.5 초과 1.65 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 투과율 향상 효과 및 외부광에 의한 무지개 무라 억제 효과가 있을 수 있다.
제2프라이머층(123)은 제1프라이머층(121) 대비 동일 또는 이종의 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 제2프라이머층(123)은 두께가 60nm 내지 120nm, 바람직하게는 75nm 내지 90nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무지개 무라가 시인되는 것을 막고, 투과율을 높일 수 있다.
제2프라이머층(123)은 제1프라이머층(121) 대비 동일 또는 이종의 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2프라이머층(123)은 소수성과 친수성 작용기를 갖는 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐아세테이트계 수지, 폴리우레탄계 수지 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
제2프라이머층(123)의 굴절률은 폴리에스테르계 수지, 폴리비닐아세테이트계 수지, 폴리우레탄계 수지의 함량 또는 종류를 조절함으로써 조절할 수 있다.
코팅층(124)는 제2프라이머층(123)에 직접적으로 형성되며, 제2프라이머층, 보호필름 기재와 상기 식 1의 식을 만족함으로써, 광학표시장치의 전원 구동 상태 및 전원 비구동 상태 모두에서 무지개 무라 시인을 억제할 수 있다. 코팅층(124)의 굴절률 nc는 1.52 내지 1.60, 바람직하게는 1.53 내지 1.58가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치의 전원 구동 상태 및 전원 비구동 상태 모두에서 무지개 무라 시인을 억제할 수 있다.
코팅층(124)는 두께가 1㎛ 내지 20㎛, 바람직하게는 8㎛ 내지 12㎛ 가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판을 박형화시키고, 투과율을 높일 수 있다.
코팅층(124)는 (메트)아크릴계 모노머, 올리고머, 수지 중 하나 이상; 및 개시제를 포함하는 코팅층용 조성물을 코팅하고 제2프라이머층(123)에 UV 경화시켜 제조되며, 이를 통해 점착층을 부가할 필요가 없고, 상기 식 1의 굴절률 관계 도출이 용이할 수 있다. 예를 들면, 코팅층용 조성물은 2관능 내지 10관능의 (메트)아크릴계 모노머, 및 개시제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 코팅층용 조성물은 2관능 내지 6관능의 (메트)아크릴계 모노머로서, 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아디페이트 디(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 디(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메트)아크릴레이트, 디(메트)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트, 알릴화 시클로헥실 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메트)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메트)아크릴레이트, 아다만탄 디(메트)아크릴레이트 또는 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌 등과 같은 2관능 (메트)아크릴레이트; 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 에톡시레이티드 (6) 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트 등을 포함하는 에틸렌옥시드 변성 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 또는 트리스(메트)아크릴록시에틸이소시아누레이트 등의 3관능 (메트)아크릴레이트; 디글리세린 테트라(메트)아크릴레이트 또는 펜타에리쓰리톨테트라(메트)아크릴레이트 등의 4관능 (메트)아크릴레이트; 디펜타에리쓰리톨 펜타(메트)아크릴레이트 등의 5관능 (메트)아크릴레이트; 및 디펜타에리쓰리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리쓰리톨 헥사(메트)아크릴레이트 등의 6관능형 아크릴레이트 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 개시제는 당업자에게 알려진 통상의 UV 개시제를 포함할 수 있다.
제1보호필름(120)은 헤이즈가 1.5% 이하, 예를 들면 1.2% 이하, 0.7% 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 표면 광산란 억제 효과가 있을 수 있다.
제1보호필름(120)은 투과율이 94% 이상, 예를 들면 95% 이상이 될 수 있다. 상기 범위에서, 휘도 향상 효과가 있을 수 있다.
제1보호필름(120)은 두께가 20㎛ 내지 70㎛, 바람직하게는 30㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
제2보호필름(130)은 편광자(110)의 하부면 즉 편광자(110)의 광입사면에 형성되어, 액정패널로부터 입사된 광을 편광자(110)로 투과시킬 수 있다.
제2보호필름(130)은 광학적으로 투명한 수지로 형성된 필름일 수 있다. 구체적으로, 상기 수지는 트리아세틸셀룰로스 등의 셀룰로스계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 비정성 환상 폴리올레핀(cyclic olefin polymer, COP) 등을 포함하는 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 비환형-폴리올레핀계 수지, 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 등을 포함하는 폴리아크릴레이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제2보호필름(130)은 두께가 0㎛ 초과 70㎛ 이하, 바람직하게는 0㎛ 초과 60㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
편광판(100)의 두께는 25㎛ 내지 500㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정표시장치용 편광판에 사용할 수 있다. 편광판(100)은 편광도가 99.99% 이상, 예를 들면 99.99 내지 99.999%가 될 수 있고, 투과도(예: 가시광 영역 예를 들면 파장 550nm에서 측정)가 40% 이상 예를 들면 40　내지 80%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 액정표시장치에 장착시 광학 특성 저하가 없을 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제1보호필름(120), 제2보호필름(130)은 각각 편광판용 접착제층에 의해 편광자(110)에 접착될 수 있다. 접착제층은 통상의 접착제 예를 들면, 수계 접착제, 감압형 접착제, 광경화형 접착제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 도 1에서 도시되지 않았지만, 제2보호필름(130)의 하부면에는 점착제층이 더 형성되어 편광판을 액정표시장치용 시인측 편광판으로 가능하게 할 수 있다. 점착제는 감압성 점착제가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명 다른 실시예의 편광판을 설명한다. 도 2는 본 발명 다른 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예의 편광판(200)은 코팅층(124) 상에 저굴절률층(125)가 더 형성된 제1보호필름(120A)을 포함하는 점을 제외하고는 본 발명의 일 실시예의 편광판(100)과 실질적으로 동일하다.
저굴절률층(125)은 코팅층(124) 상에 형성되며, 코팅층(124) 대비 굴절률이 낮아, 제1보호필름(120A)의 최저 반사율을 낮출 수 있다. 구체적으로, 제1보호필름(120A)은 최저 반사율이 0.5% 이하, 바람직하게는 0 내지 0.5%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 반사율이 낮아서 시인성을 더 좋게 할 수 있다.
코팅층(124)과 저굴절률층(125)의 굴절률 차이(코팅층의 굴절률 - 저굴절률층의 굴절률)는 0.2 이상 예를 들면 0.2 내지 0.25가 될 수 있다. 저굴절률층(130)은 굴절률이 1.35 이하 예를 들면 1.25 이상 1.32 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서 최저 반사율을 낮추고 헤이즈 등의 광 특성을 좋게 할 수 있다.
저굴절률층(125)은 두께가 50nm 내지 300nm, 구체적으로 80nm 내지 200nm, 더 구체적으로 80nm 내지 150nm 가 될 수 있다. 상기 범위에서 편광판에 사용될 수 있다.
저굴절률층(125)은 무기 입자, 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머, 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머, 및 개시제를 포함하는 저굴절률층용 조성물로 형성될 수 있다. 무기 입자, 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머, 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머의 함량을 조절하여 저굴절률층의 굴절률을 조절할 수 있다.
무기 입자는 중공 구조를 가져 굴절률이 낮음으로써 저굴절률층의 굴절률을 낮출 수 있다. 무기 입자의 굴절률은 1.4 이하 예를 들면 1.30 내지 1.35이 될 수 있다. 무기 입자는 중공 실리카를 사용할 수 있다. 무기 입자는 표면 처리되지 않은 무처리 중공 입자를 사용하거나, UV 경화성 작용기로 표면 처리된 것일 수 있다. 무기 입자의 평균 입경(D50)은 저굴절률층의 두께 대비 같거나 적은데, 30nm 내지 150nm, 예를 들면 50nm 내지 100nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 저굴절층에 포함될 수 있고, 헤이즈와 투과도 등의 광특성을 좋게 할 수 있다.
불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머는 무기 입자와 함께 저굴절률층의 굴절률을 낮추고 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머와 함께 저굴절률층의 매트릭스를 형성한다. 불소 함유 모노머는 불소 함유 (메트)아크릴레이트계 화합물을 포함할 수 있다. 불소 함유 모노머는 당업자에게 알려진 통상의 화합물을 포함할 수 있다.
불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머는 저굴절률층의 매트릭스를 형성하는 것으로, UV 경화성 화합물을 포함할 수 있다. 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머는 2관능 이상 예를 들면 2관능 내지 10관능의 (메트)아크릴레이트계 화합물일 수 있다. 구체적으로, 불소 비함유 모노머는 다가 알코올과 (메트)아크릴산의 에스테르와 같은 다관능의 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다.
개시제는 UV 개시제로서 당업자에게 알려진 통상의 UV 개시제를 포함할 수 있다.
저굴절층용 조성물은 고형분 기준 무기 입자 20중량% 내지 70중량%, 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 10중량% 내지 50중량%, 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머 5중량% 내지 25중량%, 개시제 1중량% 내지 5중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 연필 경도 2H 이상, 지문방지 효과를 얻을 수 있다. 바람직하게는, 저굴절층용 조성물은 고형분 기준 무기 입자 40중량% 내지 55중량%, 불소 함유 모노머 또는 그의 올리고머 30중량% 내지 50중량%, 불소 비함유 모노머 또는 그의 올리고머 5중량% 내지 15중량%, 개시제 1중량% 내지 4중량%를 포함할 수 있다.
저굴절층용 조성물은 당업자에게 알려진 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 소포제, 산화방지제, 자외선흡수제, 광안정제, 레벨링제, 불소 함유 첨가제, 실리콘계 첨가제 중 하나 이상 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 첨가제는 저굴절층용 조성물 고형분 기준 1중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다.
저굴절층용 조성물은 용매를 더 포함하여 코팅성을 좋게 할 수 있다. 용매는 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 에틸렌글리콜 디메틸 에테르 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예의 편광판을 설명한다. 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 편광판(300)은 코팅층(124) 상에 고굴절률층(126), 저굴절률층(125)이 순차적으로 더 형성된 제1보호필름(120B)을 포함하는 점을 제외하고는 본 발명의 일 실시예의 편광판(100)과 실질적으로 동일하다.
저굴절률층(125)은 상기에서 상술한 바와 같다.
고굴절률층(126)은 코팅층(124) 상에 형성되며, 코팅층(124), 대비 굴절률이 높다. 고굴절률층(126)은 저굴절률층(125) 대비 굴절률이 높다. 따라서, 제1보호필름(120B)의 최저 반사율을 더 낮출 수 있다. 구체적으로, 제1보호필름(120B)은 최저 반사율이 0.5% 이하, 바람직하게는 0 내지 0.5%, 0 내지 0.2%, 0 내지 0.15%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 반사율이 낮아서 시인성이 좋을 수 있다.
고굴절률층(126)은 고굴절률 수지, 고굴절률의 무기 입자 중 하나 이상; UV 경화성 화합물; 개시제를 포함하는 고굴절률층용 조성물로 형성되어, 제1보호필름의 최저 반사율을 낮추고 경도를 높일 수 있고 정전기 발생 방지 효과를 얻을 수 있다.
고굴절률 수지는 플루오렌계, 바이페닐계, 비스페놀계, 티오페닐계, 티오벤질계, 페닐설파이드계, 티오나프탈렌계 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
고굴절률의 무기입자는 고굴절층에 굴절률 증가 및 코팅 막의 경도 증가 기능을 부가할 수 있다. 무기입자는 표면 처리되지 않은 것일 수도 있으나 표면 처리(예:(메트)아크릴레이트기)됨으로써 조성물 중 다른 성분과의 상용성을 좋게 하고 고굴절층의 경도를 더 높일 수 있다. 무기입자는 지르코니아, 티타니아, 실리카 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 지르코니아가 될 수 있다. 지르코니아는 고굴절률 수지, UV 경화성 화합물과의 분산성이 좋아서 고굴절률층의 헤이즈를 낮추어 투과율을 높일 수 있다.
UV 경화성 화합물은 고굴절률 수지 대비 굴절률이 낮은 화합물로서, UV 경화성기 예를 들면 (메트)아크릴레이트기 또는 에폭시기를 갖는 화합물이 바람직할 수 있다. UV 경화성 화합물은 2관능 이상 예를 들면 2관능 내지 6관능의 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머, 이로부터 형성된 올리고머, 이로부터 형성된 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
개시제는 당업자에게 알려진 통상의 광 라디칼 개시제, 광 양이온 개시제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
고굴절층용 조성물은 고형분 기준 고굴절률 수지 10중량% 내지 20중량%, UV 경화성 화합물 10중량% 내지 20중량%, 개시제 2중량% 내지 5중량%, 무기입자 30중량% 내지 70중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 고굴절층의 굴절율을 높여 최저 반사율을 낮추고 헤이즈를 낮추는 효과를 얻을 수 있다.
고굴절층용 조성물은 당업자에게 알려진 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 대전방지제, 소포제, 산화방지제, 자외선흡수제, 광안정제, 레벨링제 등을 더 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 대전방지제는 저굴절률층에서의 표면 저항을 낮추는 것으로, 당업자에게 알려진 통상의 대전방지제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 4급 암모늄 양이온과 음이온을 구비하는 재료를 포함할 수 있다. 음이온으로는 할로겐 이온, HSO4 -, SO4 2-, NO3 -, PO4 3- 등이 될 수 있다. 첨가제는 고굴절률층 조성물의 고형분 기준 5중량% 내지 20중량%로 포함될 수 있다.
고굴절층용 조성물은 용매를 더 포함하여 고굴절층용 조성물의 코팅성을 더 좋게 할 수 있다. 용매는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 메틸에틸케톤 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 액정표시장치는 본 발명 실시예의 편광판을 포함하는 액정표시장치를 포함할 수 있다. 액정표시장치는 액정표시패널, 액정표시패널의 상부면(시인측)에 형성된 제1 편광판, 액정표시패널의 하부면(광원측)에 형성된 백라이트유닛, 액정표시패널의 하부면에 형성되고 액정표시패널과 백라이트유닛　사이에 형성되는 제2 편광판을 포함하고, 제1 편광판은 본 발명 실시예의 편광판을 포함할 수 있다.
액정표시패널은 제1기판과　제2기판 사이에 봉입된 액정셀층을 포함하는 액정패널을 포함하며, 일 구체예에서 제1기판은 칼라필터(CF) 기판(상부 기판), 제2기판은 TFT(Thin Film Transistor) 기판(하부 기판)일 수 있다. 제1기판과　제2기판은 동일하거나 다르고, 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 플라스틱 기판은 플렉서블(flexible) 디스플레이에 사용될 수 있는 PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate), PES(polyether sulfone), PAR(polyarylate) 및 COC(cycloolefin copolymer) 등의 플라스틱 기판일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 액정셀층은 VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Place Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드, TN(Twisted Nematic)　모드의 　액정을 포함하는 액정셀층일 수 있다.
제2편광판은 통상의 편광판을 포함할 수 있다.
백라이트유닛은 액정표시장치에서 통상적으로 사용되는 것으로, 광원부, 도광판, 반사판, 확산판 등을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 1
폴리비닐알코올 필름(VF-PS6000, 일본 Kuraray사, 두께:60㎛)을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자를 제조하였다.
폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지를 용융 압출하여 제조된 필름을 MD로 롤을 이용해 기계적 이동시키면서　MD로 2.5배 연신하고, 그 다음에 TD로 2.5배 연신하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 제조하였다. 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름은 두께는 45㎛이고, 파장 550nm에서 상기 식 2의 Re는 500nm, 상기 식 3의 Rth는 9,600nm이고, 상기 식 4의 NZ는 20이었다. 제조한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 제1보호필름의 보호필름 기재로 사용하였다. Re, NZ, Rth는 위상차 측정장치(Axoscan, AxoMetric社)을　이용하여 파장 550nm에서 측정되었다.
상기 제조한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 양면에 하기 표 1의 굴절률과 두께를 갖는 제1프라이머층, 제2프라이머층을 도포하였다.
상기 제2프라이머층 위에, UV 경화 수지로 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 95중량부, 개시제로 Igacure-184(BASF) 5중량부를 포함하는 코팅층용 조성물을 도포하고 UV 경화시켜 하기 표 1의 굴절률을 갖는 코팅층을 형성하여, 제1보호필름을 제조하였다.
상기 제조한 편광자의 일면에 편광판용 접착제를 코팅하고 상기 제조한 제1보호필름을 접착시키고, 편광자의 다른 일면에 편광판용 접착제를 코팅하고 제2보호필름 트리아세틸셀룰로스 필름(zero TAC, 두께:40㎛)을 접착시켜 편광판을 제조하였다. 제1보호필름은 편광자로부터 제1프라이머층, 보호필름 기재, 제2프라이머층, 코팅층이 순차적으로 적층되도록 하였다.
실시예 2
실시예 1에서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 MD 연신비, TD 연신비를 변경하여, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 위상차를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 3
실시예 1에서 제2프라이머층의 굴절률을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 4
실시예 1에서 제1프라이머층, 제2프라이머층의 두께를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 5
중공 실리카 함유 졸인 THRULYA 5320(JGC Catalyst and chemicals LTD) 61.3g에 불소 비함유 모노머인 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 2.75g을 넣은 후 완전히 용해시켜 혼합물을 얻었다. 상기 혼합물에 불소 함유 모노머인 AR-110(DAIKIN) 5.17g을 넣은 후 5분간 교반하였다. 상기 혼합물에 개시제인 Irgacure-184(BASF) 0.75g을 넣은 후 완전히 용해시켰다. 상기 혼합물에 메틸이소부틸케톤(삼전화학) 197g을 넣은 후 30분간 교반하여, 저굴절층용 조성물을 제조하였다.
실시예 1과 동일한 방법으로, 상기 제조한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 1의 양면에 하기 표 1의 굴절률과 두께를 갖는 제1프라이머층, 제2프라이머층을 도포하였다.
상기 제2프라이머층 위에, UV 경화 수지로 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 95중량부, 개시제로 Igacure-184(BASF) 5중량부를 를 포함하는 코팅층용 조성물을 도포하고 UV 경화시켜 하기 표 1의 굴절률을 갖는 코팅층을 형성하였다.
코팅층 일면에 상기 제조한 저굴절층용 조성물을 코팅하고 경화시켜 코팅층 위에 굴절률 1.31의 저굴절률층을 형성한 것을 제외하고는 동일한 방법으로, 편광판을 제조하였다.
실시예 6 내지 실시예 7
실시예 5에서 중공 실리카의 함량을 변경하여 저굴절률층의 굴절률을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 8
디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트와 고굴절 입자(지르코니아, ZrO2, Ranco社)와 개시제 Irgacure-184(BASF)를 혼합하여 고굴절층용 조성물을 제조하였다.
실시예 5와 동일한 방법으로 저굴절률층 조성물을 제조하였다.
실시예 1과 동일한 방법으로, 상기 제조한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 1의 양면에 하기 표 1의 굴절률과 두께를 갖는 제1프라이머층, 제2프라이머층을 형성하였다.
상기 제2프라이머층 위에, UV 경화 수지로 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 95중량부, 개시제로 Igacure-184(BASF) 5중량부를 포함하는 코팅층용 조성물을 도포하고 UV 경화시켜 하기 표 1의 굴절률을 갖는 코팅층을 형성하였다.
코팅층 일면에 상기 제조한 고굴절층용 조성물을 코팅하고 저굴절층용 조성물을 코팅하고 경화시켜 코팅층 위에 굴절률 1.65의 고굴절률층, 굴절률 1.31의 저굴절률층을 순차적으로 형성한 것을 제외하고는 동일한 방법으로, 편광판을 제조하였다.
비교예 1 내지 비교예 2
실시예 1에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지의 MD, TD 연신비를 변경시켜 하기 표 1의 위상차를 갖는 것을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 3 내지 비교예 4
실시예 1에서, 제2프라이머층의 굴절률을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
Figure pat00001
실시예와 비교예의 제1보호필름, 편광판에 대해 하기 표 2의 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1)무지개 무라: Nitto 수지의 블랙 아크릴 플레이트(CL-885)에 합지하여 삼파장 램프 조건에서 육안 검사하였다. 삼파장 램프의 전원을 구동 상태 또는 비구동 상태로 두고 무지개 무라를 평가하였다. 무지개 무라의 시인 정도에 따라 약약, 약, 중, 강의 순서로 평가하였으며, 약약인 경우 무지개 무라가 시인되지 않는 경우, 강인 경우 무지개 무라가 시인되는 경우이다.
(2)제1보호필름의 헤이즈: NIPPON DENSHOKU 社의 NDH-2000 기기로 광원 반대편에 저반사 코팅층을 위치하게 하여 측정하였다.
(3)제1보호필름의 반사율: Nitto 수지의 블랙 아크릴 플레이트(CL-885)에 합지하여 UV-Vis spectrometer (PerkinElmer社, Lamda 1050)로 반사율을 측정하였다.
Figure pat00002
상기 표 2와 같이, 본 발명의 편광판은 저 위상차의 보호필름 기재를 포함하고 광학표시장치가 구동되는 상태 및 구동되지 않는 상태 모두에서 무지개 무라 시인을 억제할 수 있다. 특히, 실시예 5 내지 실시예 8은 반사율이 낮아 시인성을 좋게 할 수 있다.
반 면에, 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 1 내지 비교에 4의 편광판은 광학표시장치가 구동되는 상태 및 구동되지 않는 상태 중 어느 하나에서 무지개 무라 시인 억제 효과가 없었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (15)

  1. 편광자 및 상기 편광자의 광출사면에 형성된 보호필름을 포함하고,
    상기 보호필름은 상기 편광자로부터 제1프라이머층, 보호필름 기재, 제2프라이머층, 및 코팅층이 순차적으로 적층된 것이고,
    상기 보호필름은 하기 식 1의 관계를 나타내고,
    <식 1>
    (nc + ns)/2 - 0.025 ≤ np2 ≤ (nc + ns)/2 + 0.025
    (상기에서, nc는 상기 코팅층의 굴절률, ns는 상기 보호필름 기재의 굴절률, np2는 상기 제2프라이머층의 굴절률),
    상기 보호필름 기재는 파장 550nm에서 하기 식 2의 면내 위상차가 500nm 이하인, 액정표시장치용 시인측 편광판:
    <식 2>
    Re = (nx - ny) x d
    (상기에서, nx, ny는 각각 파장 550nm에서 보호필름 기재의 지상축 방향, 진상축 방향의 굴절율이고, d는 보호필름 기재의 두께(단위:nm)이다).
  2. 제1항에 있어서, 상기 보호필름 기재는 폴리에스테르 필름 기재인, 액정표시장치용 시인측 편광판.
  3. 제2항에 있어서, 상기 폴리에스테르는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 중 하나 이상을 포함하는, 액정표시장치용 시인측 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1프라이머층의 굴절률을 np1이라고 할 때, np1, np2, nx, ny는 하기 식 5또는 식 6의 관계를 나타내는 액정표시장치용 시인측 편광판:
    <식 5>
    np2 ≤ np1 ≤ ny ≤ nx
    <식 6>
    np2 ≤ np1 ≤ nx ≤ ny
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1프라이머층, 제2프라이머층 중 하나 이상은 굴절률이 1.5 초과인, 액정표시장치용 시인측 편광판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1프라이머층, 제2프라이머층은 각각 굴절률이 1.5 초과인, 액정표시장치용 시인측 편광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1프라이머층, 제2프라이머층은 각각 두께가 60nm 내지 120nm인, 액정표시장치용 시인측 편광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1보호필름은 헤이즈가 1.5% 이하인, 액정표시장치용 시인측 편광판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 코팅층의 굴절률 nc는 1.52 내지 1.60인, 액정표시장치용 시인측 편광판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 코팅층의 두께는 1㎛ 내지 20㎛인, 액정표시장치용 시인측 편광판.
  11. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 광입사면에 보호필름이 더 형성된, 액정표시장치용 시인측 편광판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 코팅층의 상부면에 저굴절률층이 더 형성되고,
    상기 저굴절률층은 상기 코팅층보다 굴절률이 낮은, 액정표시장치용 시인측 편광판.
  13. 제1항에 있어서, 상기 코팅층의 상부면에 고굴절률층 및 저굴절률층이 순차적으로 더 형성되고,
    상기 저굴절률층은 상기 고굴절률층보다 굴절률이 낮은, 액정표시장치용 시인측 편광판.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 보호필름은 최저 반사율이 0.5% 이하인, 액정표시장치용 시인측 편광판.
  15. 액정패널, 및 상기 액정패널의 시인측에 배치된 편광판을 포함하고,
    상기 편광판은 제1항의 액정표시장치용 시인측 편광판을 포함하는, 액정표시장치.

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