KR20180055265A - 명암비 개선 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

명암비 개선 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

기재층 및 상기 기재층 상에 형성된 명암비 개선층을 포함하고, 상기 명암비 개선층은 제1수지층 및 상기 제1수지층에 직접적으로 형성된 제2수지층을 포함하고, 상기 제1수지층은 상기 제2수지층 대비 굴절률이 다르고, 상기 제1수지층은 제1 방향으로 이격되어 형성된 복수개의 양각의 제1광학패턴, 상기 제1광학패턴과 교차하여 형성되며 제2방향으로 이격되어 형성된 복수개의 양각의 제2광학패턴, 및 상기 제1광학패턴과 상기 제2광학패턴이 교차하여 형성된 함몰부를 포함하고, 상기 함몰부는 상기 제1수지층 대비 높이가 작은, 명암비 개선 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다.

Description

명암비 개선 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치{OPTICAL FILM FOR IMPROVING CONTRAST RATIO, POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 명암비 개선 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 백라이트 유닛에서 나온 광이 액정패널을 통해 출사됨으로써 작동된다. 따라서, 액정표시장치의 화면 중 정면에서는 명암비(contrast ratio, CR)가 좋다. 그러나, 액정표시장치의 화면 중 측면은 정면 대비 명암비가 떨어질 수 밖에 없다. 액정패널 또는 액정 구조를 변형시켜 측면에서의 명암비를 높이기 위한 시도가 있다. 측면 명암비를 높일수록 정면 명암비는 떨어질 수밖에 없다. 따라서, 측면 명암비를 높이되 정면 명암비의 감소를 최소화시키는 것이 필요하고, 이를 통해 시인성을 개선할 수 있다.
한편, 액정표시장치는 좌우 측면뿐만 아니라 상하 측면에서도 디스플레이 화면을 볼 수 있다. 종전 액정표시장치에서는 좌우 측면에서의 시인성 개선에 중점을 두었다. 따라서, 좌우 측면뿐만 아니라 상하 측면에서도 시인성을 개선할 수 있는 명암비 개선 광학필름이 요구된다.
본 발명의 배경기술은 일본공개특허 제2006-251659호에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 디스플레이 화면 상하좌우 및 대각선 방향을 포함하는 전방향에서 명암비(contrast ratio, CR)를 높일 수 있고, 정면 명암비도 높일 수 있는 명암비 개선 광학필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제조 과정시 기포 발생이 적거나 기포가 생기더라도 용이하게 탈포되어 디스플레이 화면 품질을 높일 수 있고, 고 점도의 조성물로도 용이하게 제조될 수 있는 명암비 개선 광학필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전방향 동일 패턴으로 디스플레이 특성에 맞도록 특정 방향으로만 재단해야 하는 문제점이 없어 제조 수율 및 재고 관리가 용이한 명암비 개선 광학필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 명암비 개선 광학필름은 기재층 및 상기 기재층 상에 형성된 명암비 개선층을 포함하고, 상기 명암비 개선층은 제1수지층 및 상기 제1수지층에 직접적으로 형성된 제2수지층을 포함하고, 상기 제1수지층은 상기 제2수지층 대비 굴절률이 다르고, 상기 제1수지층은 제1 방향으로 이격되어 형성된 복수개의 양각의 제1광학패턴, 상기 제1광학패턴과 교차하여 형성되며 제2방향으로 이격되어 형성된 복수개의 양각의 제2광학패턴, 및 상기 제1광학패턴과 상기 제2광학패턴이 교차하여 형성된 함몰부를 포함하고, 상기 함몰부는 상기 제1수지층 대비 높이가 같거나 작을 수 있다.
본 발명의 편광판은 본 발명의 명암비 개선 광학필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 액정표시장치는 본 발명의 명암비 개선 광학필름을 포함할 수 있다.
본 발명은 디스플레이 화면 상하좌우 및 대각선 방향을 포함하는 전방향에서 명암비(contrast ratio, CR)를 높일 수 있고, 정면 명암비도 높일 수 있는 명암비 개선 광학필름을 제공하였다.
본 발명은 제조 과정시 기포 발생이 적거나 기포가 생기더라도 용이하게 탈포되어 디스플레이 화면 품질을 높일 수 있고 고 점도의 조성물로도 용이하게 제조될 수 있는 명암비 개선 광학필름을 제공하였다.
본 발명은 전방향 동일 패턴으로 디스플레이 특성에 맞도록 특정 방향으로만 재단해야 하는 문제점이 없어 제조 수율 및 재고 관리가 용이한 명암비 개선 광학필름을 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 명암비 개선 광학필름의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 제1수지층의 제1방향의 단면도이다.
도 3은 도 1의 제1수지층의 제2방향의 단면도이다.
도 4는 제1광학패턴이 경사면이 곡면인 광학패턴일 경우 밑각을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 명암비 개선 광학필름의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 제1방향의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판의 제1방향의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 편광판의 제1방향의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 편광판의 제1방향의 단면도이다.
도 10은 비교예 2의 명암비 개선층 중 제2수지층과 제1수지층의 적층체를 나타낸 것이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 대하여 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 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)", "바로 위" 또는 "직접적으로 형성"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 의미한다.
본 명세서에서 "수평 방향", "수직 방향"은 각각 직사각형의 액정표시장치 화면의 장방향과 단방향을 의미한다. 본 명세서에서 "측면"은 수평 방향을 기준으로, 구면 좌표계(spherical coordinate system)에 의한 (φ, θ)로 정면을 (0°, 0°), 좌측 끝 지점을 (180°, 90°), 우측 끝 지점을 (0°, 90°)라고 할 때, θ 가 45° 내지 60°가 되는 영역을 의미한다.
본 명세서에서 "정상부(top part)"는 광학패턴 중 가장 높은 부분을 의미한다.
본 명세서에서 "종횡비(aspect ratio)"는 광학패턴의 최대 폭에 대한 최대 높이의 비(최대 높이/최대 폭)를 의미한다.
본 명세서에서 "주기"는 하나의 광학패턴의 최대 폭과 바로 이웃하는 하나의 함몰부의 폭(함몰부의 최저면의 폭)의 합을 의미한다.
본 명세서에서 제1광학패턴, 제2광학패턴에 대하여 "양각"은 백라이트 유닛 등의 광원으로부터 나오는 내부광에 대하여 제1수지층의 광입사면을 기준으로 광입사면으로부터 제2수지층 방향으로 볼록한 것을 의미한다.
본 명세서에서 "면방향 위상차(Re)"는 하기 식 A로 표시된다:
<식 A>
Re = (nx - ny) x d
(상기 식 A에서, nx, ny는 파장 550nm에서 각각 해당 광학소자의 지상축 방향, 진상축 방향의 굴절률이고, d는 해당 광학소자의 두께(단위:nm)이다).
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 명암비 개선 광학필름을 도 1, 도 2, 도 3을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 명암비 개선 광학필름의 분해 사시도, 도 2는 도 1의 제1수지층의 제1방향의 단면도, 도 3은 도 1의 제1수지층의 제2방향의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 명암비 개선 광학필름(10)은 명암비 개선층(100), 기재층(200)을 포함할 수 있다.
명암비 개선층(100)은 제1수지층(110) 및 제1수지층(110) 상에 형성된 제2수지층(120)을 포함할 수 있다. 제1수지층(110), 제2수지층(120) 및 기재층(200)이 순차적으로 적층되고, 기재층(200)은 제2수지층(120)에 직접적으로 형성될 수 있다. 제1수지층(110)은 제1 방향으로 이격되어 형성된 복수개의 양각의 제1광학패턴(111), 제1광학패턴(111)과 소정의 각도로 교차하면서 제2방향으로 이격되어 형성된 복수개의 양각의 제2광학패턴(112), 및 제1광학패턴(111)과 제2광학패턴(112)이 교차하여 형성된 함몰부(113)를 포함한다. 제1방향과 제2방향은 서로 다르고, 도 1에서 제1방향은 Y-Y축 방향, 제2 방향은 X-X축 방향이다.
함몰부(113)는 제1수지층(110) 대비 높이가 작거나 같다. 제2수지층(120)은 제1수지층(110)과 직접적으로 형성되어 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 제1수지층과 제2수지층 사이에 점착층, 접착층, 점접착층, 다른 광학층 등이 개재되지 않음을 의미한다. 따라서, 명암비 개선층은 제1수지층으로 입사된 광을 제2수지층으로 굴절(함몰부의 높이가 제1수지층과 동일한 경우), 투과시키며 이때 제1수지층은 제1광학패턴과 제2광학패턴이 소정의 각도로 교차하여 형성됨으로써 디스플레이 화면 상하좌우 전방향에서 투과광을 확산시킴으로써 상하좌우 전방향으로 명암비(contrast ratio, CR)를 높일 수 있다.
제1수지층(110)은 제1광학패턴(111)과 제2광학패턴(112)이 일체로 형성되어 있다. 따라서, 제조 과정시 기포 발생이 적거나 기포가 생기더라도 용이하게 탈포되어 디스플레이 화면 품질을 높일 수 있고 고 점도의 조성물로도 용이하게 제조될 수 있다. 상기 "일체로 형성"은 제1광학패턴과 제2광학패턴이 물리적인 힘에 의해 분리되지 않은 것을 의미한다.
명암비 개선층(100)은 두께가 10㎛ 내지 100㎛, 구체적으로는 20㎛ 내지 60㎛가 될 수 있고 더 구체적으로는 20㎛ 내지 45㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 기재층에 의해 충분히 지지될 수 있고, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
제1수지층(110)은 광학표시장치에서 백라이트 유닛의 광원에서 광입사면으로 입사된 광을 입사 위치에 따라 제1광학패턴과 제2광학패턴에 의해 다양한 방향으로 굴절시켜 출사시킴으로써 광을 확산시킬 수 있다. 제1수지층(110)은 제2수지층(120)에 직접 접하여 형성될 수 있다.
제1수지층(110)은 제2수지층(120)과 마주보는 면을 포함할 수 있다. 제1수지층(110)에서 제2수지층(120)과 마주보는 면은 제1수지층(110)의 광출사면을 형성한다. 광출사면에는 제1방향으로 이격되어 형성된 복수개의 양각의 제1광학패턴(111), 제1광학패턴(111)과 교차하여 형성되며 제2방향으로 이격되어 형성된 복수개의 양각의 제2광학패턴(112), 및 제1광학패턴(111)과 제2광학패턴(112)이 교차하여 형성된 음각의 함몰부(113)를 포함하고, 함몰부(113)는 제1수지층 대비 높이가 작거나 같다. 따라서, 제1광학패턴, 제2광학패턴 및 함몰부는 제1수지층(110)의 하부면을 지지층(114)을 통해서 하나의 평면으로 만들 수 있다.
도 2를 참조하여 제1광학패턴을 상세하게 설명한다.
제1광학패턴(111)은 제2수지층(120)으로 광을 확산시켜, 디스플레이 장치에 사용시 제2광학패턴과 함께 상하좌우 및 대각선 방향을 포함하는 전방향의 시인성을 높일 수 있다. 제1광학패턴(111)은 하기 식 1을 만족하고 밑각(θ1)이 75° 내지 90°가 될 수 있다. 밑각(θ1)은 제1광학패턴(111)의 경사면(111a)과 제1광학패턴(111)의 최대폭(W1)이 이루는 각이 75° 내지 90°를 의미한다. 상기 범위에서, 정면에서의 상대휘도를 높이고, 정면 명암비와 측면 명암비를 동시에 개선시킬 수 있고, 상하좌우 전방향에서 명암비를 개선할 수 있다: 구체적으로, 밑각(θ1)은 80° 내지 90°, P1/W1는 1.2 내지 4가 될 수 있다:
<식 1>
1 < P1/W1 ≤ 10
(상기 식 1에서, P1는 제1광학패턴의 주기(단위:㎛),
W1는 제1광학패턴의 최대 폭(단위:㎛)).
도 2는 제1광학 패턴의 양쪽 밑각이 동일한 경우를 나타내었으나, 밑각이 상술 75° 내지 90°에 포함된다면 밑각이 서로 다른 제1광학패턴도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
제1광학패턴(111)은 정상부에 제1면(111b)이 형성되고 제1면(111b)과 연결되는 하나 이상의 경사면(111a)으로 구성되는 양각의 광학패턴일 수 있다.
제1면(111b)은 정상부에 형성된 일면으로서, 광학표시장치에서 제1수지층(110)에 도달한 광이 제1면(111b)에 의해 더 확산되게 함으로써 시야각과 휘도를 높일 수 있다. 따라서, 본 실시예의 광학필름은 광 확산 효과를 높여 휘도 손실을 최소화할 수 있다. 도 2는 제1면(111b)이 평탄하고 함몰부(113)의 최저면(113a)과 평행하게 형성된 경우를 도시한 것이나, 제1면(111b)은 미세 요철이 형성되거나 곡면이 형성될 수도 있다. 제1면(111b)은 폭(A1)이 0.5㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 2㎛ 내지 20㎛, 5㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다.
도 2는 제1광학패턴(111)이 정상부에 하나의 평면이 형성되고 경사면이 평면으로서, 단면이 사다리꼴 형태(예:단면이 삼각형인 프리즘의 상부가 절단된 형태, cut-prism 형태)인 패턴을 나타낸 것이다. 그러나 양각 패턴이 정상부에 제1면이 형성되고 경사면이 곡면인 양각 패턴(예:렌티큘러 렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-lenticular lens, 마이크로렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-micro lens)인 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
도 2는 경사면(111a)이 평면으로서, 제1광학패턴(111)과 함몰부(113) 간의 경계 지점이 비 곡면인 경우를 나타낸 것이나, 제1광학패턴과 함몰부 간의 경계면이 곡면인 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 곡면이 됨으로써, 확산 효과가 있을 수 있다.
제1광학패턴(111)의 높이(H1)는 40㎛ 이하, 구체적으로 30㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 5㎛ 내지 15㎛, 5㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선, 시야각 개선, 및 휘도 향상을 나타내고 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다. 제1광학패턴(111)의 최대 폭(W1)은 80㎛ 이하, 구체적으로 50㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 5㎛ 내지 20㎛ 또는 5㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선, 시야각 개선, 및 휘도 향상을 나타내고 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다. 제1광학패턴(111)에서 주기(P1)는 5㎛ 내지 500㎛, 구체적으로 10㎛ 내지 50㎛, 10㎛ 내지 30㎛일 수 있다. 상기 범위 내에서 휘도 향상 및 명암비 개선 효과가 있으면서 모아레를 방지할 수 있다.
제1광학패턴(111)은 종횡비가 0.3 내지 3.0, 구체적으로 0.4 내지 2.5, 보다 구체적으로 0.4 내지 1.5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에서 상하좌우 측면에서의 명암비와 시야각을 개선할 수 있다.
지지층(114)은 함몰부(113)와 제1광학패턴(111)의 높이가 같을 경우에는 생략될 수도 있다.
도 2는 제1광학패턴(111)이 동일한 이격 거리로 형성된 경우를 나타낸 것이나, 제1광학패턴(111) 간의 이격 거리는 서로 다를 수도 있다.
도 2는 제1광학패턴(111)이 3개 이상 형성된 경우를 나타낸 것이나, 본 발명에서 제1광학패턴(111)의 형성 개수는 제한되지 않는다.
도 3을 참조하여 제2광학패턴을 상세하게 설명한다.
제2광학패턴(112)은 제2수지층(120)으로 광을 확산시켜, 디스플레이 장치에 사용시 제1광학패턴과 함께 상하좌우 전방향의 시인성을 높일 수 있다. 제2광학패턴은 하기 식 2를 만족하고 밑각(θ2)이 75° 내지 90°가 될 수 있다. 밑각(θ2)은 제2광학패턴(112)의 경사면(112a)과 제2광학패턴(112)의 최대폭(W2)이 이루는 각이 75° 내지 90°를 의미한다. 상기 범위에서, 정면에서의 상대휘도를 높이고, 정면 명암비와 측면 명암비를 동시에 개선시킬 수 있고, 상하좌우 전방향에서 명암비를 개선할 수 있다: 구체적으로, 밑각(θ2)은 80° 내지 90°, P2/W2는 1.2 내지 4가 될 수 있다:
<식 2>
1 < P2/W2 ≤ 10
(상기 식 2에서, P2는 제2광학패턴의 주기(단위:㎛),
W2는 제2광학패턴의 최대 폭(단위:㎛)).
도 3은 제2광학 패턴의 양쪽 밑각이 동일한 경우를 나타내었으나, 밑각이 상술 75° 내지 90°에 포함된다면 밑각이 서로 다른 제2광학패턴도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
제2광학패턴(112)은 정상부에 제2면(112b)이 형성되고 제2면(112b)과 연결되는 하나 이상의 경사면(112a)으로 구성되는 양각의 광학패턴일 수 있다.
제2면(112b)은 정상부에 형성된 면으로서, 광학표시장치에서 제1수지층(110)에 도달한 광이 제2면(112b)에 의해 더 확산되게 함으로써 시야각과 휘도를 높일 수 있다. 따라서, 본 실시예의 광학필름은 광 확산 효과를 높여 휘도 손실을 최소화할 수 있다. 도 3은 제2면(112b)이 평탄하고 함몰부(113)의 최저면(113a)과 평행하게 형성된 경우를 도시한 것이나, 제2면(112b)은 미세 요철이 형성되거나 곡면이 형성될 수도 있다. 제2면(112b)은 폭(A2)이 0.5㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 2㎛ 내지 20㎛, 5㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다.
도 3은 제2광학패턴(112)이 정상부에 하나의 평면이 형성되고 경사면이 평면으로서, 단면이 사다리꼴 형태(예:단면이 삼각형인 프리즘의 상부가 절단된 형태, cut-prism 형태)인 패턴을 나타낸 것이다. 그러나, 음각 패턴이 정상부에 제2면이 형성되고 경사면이 곡면인 음각 패턴(예:렌티큘러 렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-lenticular lens, 마이크로렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-micro lens)인 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
제2광학패턴(112)의 높이(H2), 최대 폭(W2), 주기(P2)는 제1광학패턴(111) 대비 동일하거나 다를 수 있다. 예를 들면, 제2광학패턴(112)의 높이(H2)는 40㎛ 이하, 구체적으로 30㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 5㎛ 내지 15㎛, 5㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 제2광학패턴(112)의 최대 폭(W2)은 80㎛ 이하, 구체적으로 50㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 5㎛ 내지 20㎛ 또는 5㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 제2광학패턴(112)에서 주기(P2)는 5㎛ 내지 500㎛, 구체적으로 10㎛ 내지 50㎛, 10㎛ 내지 30㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선, 시야각 개선, 및 휘도 향상을 나타내고 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다.
제2광학패턴(112)은 종횡비가 0.3 내지 3.0, 구체적으로 0.4 내지 2.5, 보다 구체적으로 0.4 내지 1.5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에서 상하좌우 측면에서의 명암비와 시야각을 개선할 수 있다.
도 3은 제2광학패턴(112)이 동일한 이격 거리로 형성된 경우를 나타낸 것이나, 제2광학패턴(112) 간의 이격 거리는 서로 다를 수도 있다.
도 3은 제2광학패턴(112)이 3개 이상 형성된 경우를 나타낸 것이나, 본 발명에서 제2광학패턴(112)의 형성 개수는 제한되지 않는다.
도 2, 도 3은 각각 제1광학패턴, 제2광학패턴의 경사면이 평면인 경우를 나타낸 것이나, 경사면은 곡면이 될 수도 있다. 곡면을 포함함으로써, 휘도가 급격하게 변하지 않게 하는 효과가 있을 수 있다. 이러한 경우, 도 4와 같이, 제1광학패턴, 제2광학패턴은 렌티큘러 렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태(cut-lenticular lens)로 곡면이 볼록 곡면인 것을 나타낸 것이나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 광학패턴의 밑각(θ)은 광학패턴의 높이(H)의 1/2 지점(½H)에서의 접선(I)과 광학패턴의 최대폭이 이루는 각 중 75° 내지 90°의 각으로 정의된다.
일 구체예에서, 제1수지층(110)은 제1광학패턴(111)과 제2광학패턴(112)이 서로 교차하여 형성된다. 바람직하게는, 제1광학패턴(111)과 제2광학패턴(112)은 최대 높이, 최대 폭, 밑각, 정상부의 면의 폭이 각각 동일한 형상이고 동일한 물질로 형성된 광학패턴일 수 있다. 따라서, 전방향 동일 광학 패턴으로 디스플레이 특성에 맞도록 특정 방향으로만 재단해야 하는 문제점이 없어 제조 수율 및 재고 관리가 용이할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제1광학패턴(111)과 제2광학패턴(112)은 소정의 각도로 서로 교차하여 형성되어 함몰부(113)를 형성할 수 있다.
함몰부(113)는 제1수지층의 광출사면을 기준으로 광입사면 방향으로 오목한 음각 형태를 나타낸다. 함몰부(113)의 높이는 제1수지층(111) 대비 높이가 작거나 같다. 따라서, 제1수지층(110)으로부터 입사된 광을 제2수지층(120)으로 굴절, 투과시켜, 정면 명암비를 높일 수 있다. 제1광학패턴(111)과 제2광학패턴(112)의 교차 각도는 80° 내지 100°, 구체적으로 85° 내지 95°가 될 수 있다. 가장 바람직하게는 교차 각도가 90°가 되어, 제1광학패턴과 제2광학패턴은 격자 무늬를 형성할 수 있다. 따라서, 제1수지층(110)은 그물 형상 또는 와플 형상을 나타낼 수 있다.
함몰부(113)의 높이(H3)는 제1수지층(110)의 전체 높이(H4)의 0% 초과 100% 이하, 구체적으로 10% 내지 90%, 10% 내지 50%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비가 감소되지 않으면서 측면 명암비가 높아질 수 있다. 함몰부(113)의 높이(H3)는 5㎛ 내지 15㎛, 5㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 바람직하게는, 제1수지층(110)의 전체 높이(H4)는 5㎛ 내지 50㎛, 함몰부의 높이(H3)는 5㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다.
함몰부(113)는 제1광학패턴과 제2광학패턴이 교차되지 않는 부분에 형성된다. 함몰부(113)는 최저면(113a) 및 최저면(113a)과 연결되는 4개의 경사면(113b)로 이루어진다. 함몰부(113)는 육면체 형상이고 최저면이 사각형 형태로서 함몰부(113)의 최저면에 있어서 최대폭에 대한 최소폭의 비율은 0.5 내지 1, 구체적으로는 0.6 내지 1일 수 있다. 상기 범위에서, 정면에서의 상대휘도를 높이고, 정면 명암비와 측면 명암비의 차이를 감소시킬 수 있으며, 동일 측면 시야각, 동일 정면 시야각에서 명암비를 높일 수 있다. 또한, 모아레 방지 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 함몰부(113)의 최저면은 제1수지층(110)의 광입사면, 제1광학패턴(111)의 제1면(111b), 제2광학패턴(112)의 제2면(112b)과 실질적으로 평행하다.
제1수지층(110)은 하기 식 3의 면적 비율이 45% 내지 85%, 바람직하게는 45% 내지 70%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선층(100)은 상하좌우 측면 전방향의 명암비를 높이면서 정면 명암비 저하를 막아서 측면 명암비와 정면 명암비 간의 명암비 차이를 낮춤으로써 디스플레이 화면의 품질을 높일 수 있다:
<식 3>
면적 비율 = {1 - ((P1 - A1) x (P2 - A2))/(P1 x P2)} x 100
(상기 식 3에서, P1은 제1광학패턴의 주기(단위:㎛),
P2는 제2광학패턴의 주기(단위:㎛),
A1은 제1광학패턴의 정상부의 최대 폭(단위:㎛),
A2는 제2광학패턴의 정상부의 최대 폭(단위:㎛)).
제1수지층(110)은 제2수지층(120)보다 굴절률이 작다. 구체적으로, 제2수지층(120)과 제1수지층(110)의 굴절률 차이의 절대값은 0.20 이하, 구체적으로 0.05 내지 0.20, 보다 구체적으로 0.10 내지 0.15가 될 수 있다. 상기 범위에서, 집광의 확산 및 명암비 개선 효과가 클 수 있다. 특히, 굴절률 차이가 0.10 내지 0.15인 광학필름은 광학표시장치에서 편광의 확산 효과가 우수하여 동일 시야각에서도 휘도를 높일 수 있다.
제1수지층(110)은 굴절률이 1.52 미만, 구체적으로 1.35 이상 1.50 미만이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 확산 효과가 크고, 제조가 용이할 수 있으며, 편광의 광 확산 및 명암비 개선 효과가 클 수 있다.
제1수지층(110)은 투명 수지를 포함하는 자외선 경화형 또는 열 경화형 조성물로 형성될 수 있다. 구체적으로, 수지는 (메트)아크릴계, 폴리카보네이트계, 실리콘계, 에폭시계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 투명 수지는 경화 후 광 투과도가 90% 이상이 될 수 있다.
상기 제1수지층의 하부면에 점/접착층이 더 형성할 수 있다. 점/접착층은 명암비 개선층의 하부면에 형성되어, 명암비 개선 광학필름을 편광판과 같은 광학소자 등에 점착시킬 수 있다. 이와 같이 점/접착층이 형성되어야 광학표시장치 내에서 내부 광이 제1수지층에 먼저 입사된 후 제2수지층의 패턴부 상에 입사될 수 있다. 점/접착층은 점착층, 접착층 단독 또는 점착층과 접착층이 적층된 구조를 포함할 수 있다. 점/접착층은 당업자에게 알려진 통상의 접착제로 형성될 수 있다. 예를 들면, 접착층은 열경화형 접착제 또는 광경화형 접착제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 접착층은 (메트)아크릴계 화합물, 에폭시 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 이소시아네이트계 화합물 등을 포함할 수 있다. 점착층은 감압 점착제로 (메트)아크릴계 점착 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 등을 포함할 수 있다.
제1수지층(110)은 점착성이 없는 비-점착성일 수도 있으나, 자체 점착성/접착성 수지로 이루어져 있어서 층 간의 결합을 용이하게 하거나 층 간 결합시 점/접착층(250)이 없도록 함으로써 명암비 개선 광학필름을 박형화시킬 수 있다. 상기 자체 점착성/접착성 수지는 상기 언급한 점착층과 접착층의 내용과 같다.
도 1을 참조하면, 제2수지층(120)은 제1수지층(110)에 직접적으로 접하여 형성되어 있다. 제2수지층(120)은 제1수지층(110)과 마주보는 면을 포함하고, 상기 마주보는 면에는 하나 이상의 충진 패턴(121)을 포함할 수 있다. 충진 패턴(121)은 함몰부(113)의 적어도 일부를 충진할 수 있다. 상기 "적어도 일부를 충진"은 함몰부를 완전히 충진하거나 부분적으로 충진하는 경우를 모두 포함한다. 충진 패턴이 함몰부를 부분적으로 충진하는 경우, 잔여 부분은 공기 또는 소정의 굴절률을 갖는 수지로 충진될 수 있다. 구체적으로, 상기 수지는 제2수지층 대비 동일하거나 크고 제2수지층 대비 동일하거나 작은 굴절률을 가질 수 있다. 도 1에서와 같이, 충진 패턴은 도트 형상으로 형성될 수도 있다. 상기 "도트"는 소정 간격으로 입체적 형상을 가지고 충진 패턴이 분산되어 있는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명의 명암비 개선층은 제2수지층이 도트 형태로 된 필름일 수 있다.
제2수지층(120)은 굴절률이 1.50 이상, 구체적으로 1.50 내지 1.70이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 확산 효과가 우수할 수 있다. 제2수지층(120)은 (메트)아크릴계, 폴리카보네이트계, 실리콘계, 에폭시계 수지 중 하나 이상을 포함하는 자외선 경화형 조성물 또는 열경화형 조성물로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제1수지층, 제2수지층 중 하나 이상은 광확산제를 더 포함할 수 있다. 광확산제는 광학필름의 확산 효과를 더 높여줄 수 있다. 광확산제는 당업자에게 알려진 통상의 유기, 무기, 유기-무기 하이브리드 광확산제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 기재층(200)은 명암비 개선층(100) 상에 형성되어, 명암비 개선층(100)을 보호하고, 명암비 개선층(100)을 지지할 수 있다. 기재층(200)은 광 투과층으로서, 기재층(200)의 광입사면(즉, 하부면)은 명암비 개선층(100)과 직접적으로 접하여 형성되어 있다. 따라서, 광학표시장치에 사용시 명암비 개선층(100)을 통과하여 확산된 광을 투과시킬 수 있다.
기재층(200)과 명암비 개선층(100)은 일체화될 수 있다. 상기 '일체화'는 기재층과 명암비 개선층이 서로 독립적으로 분리되지 않은 것을 의미한다.
기재층(200)은 소정 범위의 위상차를 갖는 위상차 필름 또는 등방성 광학필름이 될 수 있다. 일 구체예에서, 기재층은 Re가 8,000nm 이상, 구체적으로10,000nm 이상, 더 구체적으로 10,000nm 초과, 더 구체적으로 10,100nm 내지 15,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무지개 얼룩이 시인되지 않게 할 수 있고, 명암비 개선층을 통해 확산된 광의 확산 효과가 더 커질 수 있다. 다른 구체예에서, 기재층은 Re가 60nm 이하 구체적으로 0nm 내지 60nm 더 구체적으로 40nm 내지 60nm의 등방성 광학필름이 될 수도 있다. 상기 범위에서 시야각을 보상하여 화상 품질을 좋게 할 수 있다. 상기 "등방성 광학필름"은 nx, ny, nz가 실질적으로 동일한 필름을 의미하며, 상기 "실질적으로 동일한"은 완전히 동일한 경우뿐만 아니라 약간의 오차를 포함하는 경우를 모두 포함한다.
기재층(200)은 두께가 30㎛ 내지 120㎛, 구체적으로 55㎛ 내지 105㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용될 수 있다. 기재층(200)은 가시광 영역에서 광 투과도가 80% 이상 구체적으로 85% 내지 95%가 될 수 있다. 기재층(200)은 광학 투명 수지를 1축 또는 2축 연신한 필름을 포함할 수 있다. 구체적으로, 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르, 아크릴, 시클릭올레핀폴리머(COP), 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리노르보르넨, 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리페닐렌에테르, 폴리페닐렌술피드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리이미드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 기재층(200)은 상술한 수지의 변성 후 제조된 필름을 포함할 수도 있다. 상기 변성은 공중합, 브랜칭, 가교 결합, 또는 분자 말단의 변성 등을 포함할 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 기재층은 기재필름 및 기재 필름의 적어도 일면에 형성된 프라이머층을 포함할 수도 있다. 기재필름은 기재층을 지지하는 것으로, 프라이머층 대비 소정 범위의 굴절률 비를 가짐으로써 기재층의 투과율을 높일 수 있다. 구체적으로, 기재필름의 굴절률에 대한 프라이머층의 굴절률의 비(프라이머층의 굴절률/기재필름의 굴절률)는 1.0 이하, 구체적으로 0.6 내지 1.0, 더 구체적으로 0.69 내지 0.95, 보다 더 구체적으로 0.7 내지 0.9, 보다 더 구체적으로 0.72 내지 0.88이 될 수 있다. 상기 범위에서, 기재층의 투과율을 높일 수 있다. 기재필름은 굴절률이 1.3 내지 1.7, 구체적으로 1.4 내지 1.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 기재층의 기재필름으로 사용될 수 있고, 프라이머층과의 굴절률 제어가 용이하며, 기재층의 투과율을 높일 수 있다. 기재필름은 상술한 수지로 형성된 필름을 포함할 수 있다. 프라이머층은 기재필름과 제2수지층 사이에 형성되는 것으로, 기재필름과 제2수지층 간의 부착을 강화할 수 있다. 프라이머층은 굴절률이 1.0 내지 1.6, 구체적으로 1.1 내지 1.6, 더 구체적으로 1.1 내지 1.5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학필름에 사용 가능하고, 기재필름 대비 적정 굴절률을 가져 기재층의 투과율을 높일 수 있다. 프라이머층은 두께가 1nm 내지 200nm, 구체적으로 60nm 내지 200nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학필름에 사용 가능하고, 기재필름 대비 적정 굴절률을 갖도록 하여 기재층의 투과율을 높일 수 있고, brittle 현상이 없게 할 수 있다. 프라이머층은 우레탄기를 포함하지 않는 비-우레탄계 프라이머층이 될 수 있다. 구체적으로, 프라이머층은 폴리에스테르, 아크릴 등의 수지 또는 모노머를 포함하는 프라이머층용 조성물로 형성될 수 있다. 이들 모노머의 혼합 비율(예:몰비)을 제어함으로써 상기 굴절률을 제공할 수 있다. 프라이머층용 조성물은 UV 흡수제, 대전방지제, 소포제, 계면활성제 등의 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수도 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 기재층(200)의 다른 일면에 기능층이 형성될 수 있다. 기능층은 기재층과 별개의 독립적인 층으로 형성되거나 기재층과 일체로 형성될 수 있다. 기능층은 반사방지(anti-reflection), 저반사(low reflection), 하드코팅(hard coating), 눈부심 방지(anti-glare), 내지문성(anti-finger), 방오(anti-contamination), 확산, 굴절 기능 중 하나 이상을 제공할 수 있다.
명암비 개선 광학필름(10)은 가시광 영역(예:파장 380nm 내지 780nm)에서 광투과도가 80% 이상 구체적으로 85% 내지 95%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 표시 장치에 사용될 수 있다.
명암비 개선 광학필름(10)은 두께가 50㎛ 내지 200㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 확산 효과가 있을 수 있다.
도 1은 제1수지층, 제2수지층 및 기재층이 순차적으로 적층되고, 기재층이 제2수지층에 직접적으로 형성된 것을 나타낸 것이다. 그러나, 제1수지층이 제2수지층 대비 굴절률이 큰 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 제1수지층이 제2수지층 대비 굴절률이 다를 수 있다. 이러한 경우, 제1수지층의 굴절률은 1.50 이상, 구체적으로 1.50 내지 1.70이 될 수 있고, 제2수지층의 굴절률은 1.52 미만, 구체적으로 1.35 이상 1.50 미만이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 확산 효과가 크고, 제조가 용이할 수 있으며, 편광의 광 확산 및 명암비 개선 효과가 클 수 있다. 이러한 경우, 제1수지층과 제2수지층의 굴절률 차이의 절대값은 0.20 이하, 구체적으로 0.05 내지 0.20, 보다 구체적으로 0.10 내지 0.15가 될 수 있다. 상기 범위에서, 집광의 확산 및 명암비 개선 효과가 클 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 명암비 개선 광학필름을 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 명암비 개선 광학필름의 분해 사시도이다.
도 5를 참조하면, 명암비 개선 광학필름(20)은 제1수지층(110)의 하부면에 점/접착층(250)이 더 형성된 점을 제외하고는 명암비 개선 광학필름(10)과 실질적으로 동일하다.
본 발명의 편광판은 상술 본 발명의 명암비 개선 광학필름을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 편광판(30)은 제1보호층(300), 편광자(400), 제2보호층(500), 점/접착층(250), 명암비 개선 광학필름이 순차적으로 형성되고, 명암비 개선 광학필름은 본 발명의 명암비 개선층(100)과 기재층(200)을 포함할 수 있다. 편광판은 명암비 개선 광학필름을 포함함으로써 편광자를 투과한 편광이 제1수지층 및 제2수지층의 순서로 투과되어 확산됨으로써 정면 명암비와 측면 명암비를 개선하고, 정면 명암비와 측면 명암비의 차이를 감소시킬 수 있고, 동일 측면 시야각, 동일 정면 시야각에서 명암비를 높일 수 있다. 편광판(30)은 두께가 150㎛ 내지 400㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
제1보호층(300)은 편광자(400)를 보호하고, 편광판(50)의 기계적 강도를 높일 수 있다. 제1보호층(300)은 가시광선 영역에서 전광선 투과율이 90% 이상, 구체적으로 90% 내지 100%이 될 수 있다.
제1보호층은 등방성 필름일 수 있다. 등방성 필름은 Re가 60nm 이하, 예를 들면 0nm 내지 60nm인 필름이 될 수 있다. 또는 제1보호층은 위상차 필름이 될 수 있다. 위상차 필름은 Re가 100nm 내지 220nm, 더 구체적으로 100nm 내지 180nm, 예를 들면 λ/4 위상차필름(quarter wave plate, QWP)이 될 수 있다. 위상차 필름은 Re가 225nm 내지 350nm, 더 구체적으로 225nm 내지 300nm, 예를 들면 λ/2 위상차필름(half wave plate, HWP)이 될 수 있다.
제1보호층(300)은 광학적으로 투명한, 보호 필름 또는 보호코팅층 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1보호층이 보호 필름 타입일 경우 광학적으로 투명한 수지로 형성된 보호 필름을 포함할 수 있다. 상기 보호 필름은 상기 수지를 용융 및 압출하여 형성될 수 있다. 필요할 경우에는 연신 공정을 더 추가할 수도 있다. 상기 수지는 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르계 수지, 비정성 환상 폴리올레핀(cyclic olefin polymer, COP) 등을 포함하는 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 포함하는 폴리에스테르계 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. 상기 보호 필름은 광학적으로 투명한 액정 필름일 수도 있다.
제1보호층이 보호코팅층 타입일 경우는 편광자에 대한 양호한 밀착성, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차단성, 내구성을 높일 수 있다. 일 구체예에서, 보호코팅층은 활성 에너지선 경화성 화합물과 중합 개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물로 형성될 수 있다. 활성 에너지선 경화성 화합물은 양이온 중합성의 경화성 화합물, 라디칼 중합성의 경화성 화합물, 우레탄 수지, 실리콘계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 양이온 중합성 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 에폭시기를 갖는 에폭시계 화합물, 분자 내에 적어도 하나의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄계 화합물이 될 수 있다. 라디칼 중합성의 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴계 화합물이 될 수 있다. 에폭시계 화합물은 수소화 에폭시계 화합물, 사슬형 지방족 에폭시계 화합물, 고리형 지방족 에폭시계 화합물, 방향족 에폭시계 화합물 중 하나 이상이 될 수 있다.라디칼 중합성의 경화성 화합물은 경도와 기계적 강도가 우수하고 내구성이 높은 보호코팅층을 구현할 수 있다. 라디칼 중합성의 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머, 관능기 함유 화합물을 2종 이상 반응시켜 얻을 수 있고 분자 내에 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 올리고머를 들 수 있다.(메트)아크릴레이트 모노머로는 분자 내에 1개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 단관능(메트)아크릴레이트 모노머, 분자 내에 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 2관능(메트)아크릴레이트 모노머, 및 분자 내에 3개 이상의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 다관능(메트)아크릴레이트 모노머가 될 수 있다. (메트)아크릴레이트 올리고머는 우레탄(메트)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트 올리고머, 에폭시(메트)아크릴레이트 올리고머 등이 될 수 있다. 중합 개시제는 활성 에너지선 경화성 화합물을 경화시킬 수 있다. 중합 개시제는 광양이온 개시제, 광증감제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
광양이온 개시제는 당업자에게 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 광양이온 개시제는 양이온과 음이온을 포함하는 오늄염을 사용할 수 있다. 구체적으로, 양이온은 디페닐요오드늄, 4-메톡시디페닐요오드늄, 비스(4-메틸페닐)요오드늄, 비스(4-터트-부틸페닐)요오드늄, 비스(도데실페닐)요오드늄, (4-메틸페닐)[(4-(2-메틸프로필)페닐)요오드늄 등의 디아릴요오드늄, 트리페닐술포늄, 디페닐-4-티오페녹시페닐술포늄 등의 트리아릴술포늄, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술피드 등을 들 수 있다. 구체적으로, 음이온은 헥사플루오로포스페이트, 테트라플루오로보레이트, 헥사플루오로안티모네이트, 헥사플루오로아르세네이트, 헥사클로로안티모네이트 등을 들 수 있다. 광증감제는 당업자에게 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 광증감제는 티오크산톤계, 인계, 트리아진계, 아세토페논계, 벤조페논계, 벤조인계, 옥심계 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 중합 개시제는 활성 에너지선 경화성 화합물 전체 100중량부에 대해 0.01 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 경화가 충분히 되어 기계적 강도가 높고 편광자와의 밀착성이 좋을 수 있다. 활성 에너지선 경화성 수지 조성물은 실리콘계 레벨링제, 자외선 흡수제, 대전방지제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 활성 에너지선 경화성 화합물 전체 100중량부에 대해 0.01 내지 1중량부로 포함될 수 있다. 상기 보호코팅층은 액정 코팅층일 수도 있다.
제1보호층(300)의 두께는 5㎛ 내지 200㎛, 구체적으로, 30㎛ 내지 120㎛, 보호 필름 타입의 경우 50㎛ 내지 100㎛가 될 수가 있고, 보호코팅층 타입의 경우 5㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 발광표시장치에 사용할 수 있다.
도 6에서 도시되지 않았지만, 명암비 개선 광학 필름의 기재층의 상부면에는 상술한 기능성층 등이 더 형성될 수 있다. 기능성층은 반사방지(anti-reflection), 저반사(low reflection), 하드코팅(hard coating), 눈부심 방지(anti-glare), 내지문성(anti-finger), 방오(anti-contamination), 확산, 굴절 기능 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 또한, 도 6에서 도시되지 않았지만, 제1보호층이 보호 필름 타입일 경우, 제1보호층과 편광자 사이에 접착층을 더 형성할 수 있다. 접착층은 통상의 편광판용 접착제, 예를 들면 수계 접착제, 광경화형 접착제, 감압성 접착제로 형성될 수 있다.
편광자(400)는 제1보호층(300) 상에 형성되어, 입사광을 편광시키는 것으로, 당업자에게 알려진 통상의 편광자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 편광자는 폴리비닐알콜계 필름을 1축 연신하여 제조되는 폴리비닐알콜계 편광자, 또는 폴리비닐알콜계 필름을 탈수하여 제조되는 폴리엔계 편광자를 포함할 수 있다. 편광자(400)는 두께가 5㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
제2보호층(500)은 편광자(400) 상에 형성되어, 편광자를 보호하고, 편광판의 기계적 강도를 높일 수 있다. 제2보호층은 제1보호층에서 상술된 보호필름, 보호코팅층 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 제1보호층(300)과 두께, 재질, 위상차 등이 동일하거나 다를 수 있다.
도 6은 제2보호층(500)이 형성된 경우를 도시하였으나, 제1수지층(110)이 열경화형 조성물 또는 자외선 경화형 조성물로 형성될 경우 조성물의 조성에 따라 제2보호층이 생략되어, 도 7과 같이 편광판(40)은 제1보호층(300); 편광자(400); 점/접착층(250); 명암비 개선층(100), 기재층(200)을 포함하는 명암비 개선 광학필름이 순차적으로 적층될 수 있다.
또한, 제1수지층(110)이 자체 점착성/접착성 수지로 형성될 수 있다. 점/접착층(250)이 생략되어, 도 8과 같이 편광판(50)은 편광자(400)와 명암비 개선층(100)이 직접적으로 접하여 형성되어, 제1보호층(300); 편광자(400); 명암비 개선층(100), 기재층(200)을 포함하는 명암비 개선 광학 필름이 순차적으로 적층되고 편광자와 명암비 개선 광학필름은 직접적으로 접하여 형성될 수 있다. 또는 도 9와 같이 편광판(60)은 제1보호층(300); 편광자(400); 제2보호층(500); 명암비 개선층(100), 기재층(200)을 포함하는 명암비 개선 광학필름의 순서로 적층되고, 제2보호층(500)과 명암비 개선 광학필름은 직접적으로 접하여 형성될 수도 있다.
본 발명의 액정표시장치는 본 발명의 명암비 개선 광학필름 또는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 액정표시장치는 백라이트 유닛, 제1편광판, 액정패널, 제2편광판이 순차적으로 적층되고, 제2편광판은 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다. 액정패널은 VA(vertical alignment) 모드, IPS 모드, PVA(patterned vertical alignment) 모드 또는 S-PVA(super-patterned vertical alignment) 모드를 채용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
실시예 1
함몰부 형상을 갖는 소정의 음각 패턴 몰드(필름)에 자외선 경화성 수지(SSC-5760, 신아 T&C)를 코팅하고, 코팅층 표면에 기재층인 PET 필름(도요보, 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re=14,000nm)의 일면을 접합시키고 경화시켜 소정의 충진 도트 패턴이 형성된 제2수지층(지지층: 두께 8㎛)을 형성하였다. 상기 제2수지층 상의 충진 패턴 사이에 자외선 경화성 수지(SSC-4560, 신아T&C)를 코팅하고 충진하고 경화시켜 제1수지층을 만들었다. 제1수지층의 지지층은 15㎛이였다. 제1수지층은 하기 표 1의 제1광학패턴, 제2광학패턴이 형성되고 제1광학패턴과 제2광학패턴이 90°로 교차하여 격자 무늬가 형성되며, 교차하지 않는 부분에는 함몰부가 형성된다. 상기와 같이 명암비 개선 필름을 제조하였다. 이때, 제1수지층의 굴절률은 1.47, 제2수지층의 굴절률은 1.59이다.
폴리비닐알콜 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자를 제조하였다.
편광자의 일면과 다른 일면에 편광판용 접착제(Z-200, Nippon Goshei사)를 각각 도포하고, 제1보호층으로 COP 필름(ZEON사), 제2보호층으로 PET 필름(도요보 두께 80um)을 접착시켰다.
제1수지층의 일면에 아크릴 수지 점착제를 도포하고, 상술 제2보호층인 PET 필름을 점착시켰다. 따라서, COP 필름(제 1보호층), 접착층, 편광자, 접착층, PET 필름(제 2보호층), 점착층, 상기 명암비 개선 광학필름이 순차적으로 형성된 편광판을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서, 제1광학패턴과 제2광학패턴을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 명암비 개선 광학 필름을 제조하였다.
실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서 명암비 개선 광학 필름이 없는 편광판을 제조하였다.
비교예 2
PET 필름(도요보, 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re=14,000nm)의 일면에 자외선 경화성 수지(SSC-5760, 신아 T&C)를 코팅하였다. 양쪽 밑각이 86°, 최대폭이 7㎛, 높이가 7㎛, 최소폭이 6㎛으로 단면이 사다리꼴 형태인 양각의 스트라이프 패턴이 형성되고 양각 패턴 사이에 폭 7㎛의 평탄한 면이 형성된 패턴부를 구비하는 필름을 이용하여 상기 코팅층에 음각 패턴과 평탄한 면을 인가하고 경화시켜 제2수지층을 형성하였다.
상기 제2수지층에 자외선 경화성 수지(SSC-4560, 신아T&C)를 코팅하여 상기 음각 패턴을 완전히 충진하는 충진 패턴을 갖는 제1수지층이 형성되어, 도 10과 같이 상기 사다리꼴 패턴이 스트라이프 형태로 형성된 명암비 개선층이 형성된 광학필름을 제조하였다. 이때, 제1수지층의 굴절률은 1.47, 제2수지층의 굴절률은 1.59이다.
실시예 1과 동일한 방법으로 편광자를 제조하였다.
편광자의 일면과 다른 일면에 편광판용 접착제(Z-200, Nippon Goshei사)를 각각 도포하고, 제1보호층으로 COP 필름(ZEON사), 제2보호층으로 PET 필름(도요보 두께 80um)을 접착시켰다.
제1수지층의 일면에 아크릴 수지 점착제를 도포하고, 상술 제2보호층인 PET 필름을 점착시켜, COP 필름, 접착층, 편광자, 접착층, PET 필름, 점착층, 제1수지층, 제2수지층, PET 필름이 순차적으로 형성된 편광판을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2
제1광학패턴




 형태 cut-prism cut-prism
최대폭(W1)(㎛) 7 7
높이(H1)(㎛) 7 7
주기(P1)(㎛) 14 22
밑각(θ1)(°) 86 86
제1면의 폭(A1)(㎛) 6 6
제2광학패턴




 형태 cut-prism cut-prism
최대폭(W2)(㎛) 7 7
높이(H2)(㎛) 7 7
주기(P2)(㎛) 14 22
밑각(θ2)(°) 86 86
제2면의 폭(A2)(㎛) 6 6
상기 식 3의 면적 비율(%)
 67 47
제조예 1: 광학시트의 제조
에폭시 아크릴레이트 35중량%, 우레탄 아크릴레이트 올리고머 15중량%, 오르쏘 페닐 페놀 에톡시레이티드 아크릴레이트 36 중량%, 트리메틸올프로판 9-에톡시레이티드 아크릴레이트 10중량%, 및 광개시제 4 중량%를 포함하는 조성물을 제조하였다. 상기 조성물을, PET 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)의 일면에 코팅하여 코팅물을 얻었다. 프리즘 패턴(높이:12㎛, 폭:24㎛, 꼭지각: 90°인 삼각형)이 인각된 패턴롤을 이용하여 상기 코팅물에 상기 프리즘 패턴을 인가하고 경화시켜, 제1프리즘 패턴이 형성된 제1광학시트를 형성하였다. 상기 조성물을, PET 필름(미쯔비시社, T910E, 두께:125㎛)의 일면에 코팅하여 코팅물을 얻었다. 프리즘 패턴(높이:12㎛, 폭:24㎛, 꼭지각: 90°인 삼각형, 종횡비:0.5)이 인각된 패턴롤을 이용하여 상기 코팅물에 패턴을 인가하고 경화시켜, 제2 프리즘 패턴이 형성된 제2광학시트를 형성하였다. 제1프리즘 패턴과 제2프리즘 패턴의 길이 방향이 서로 직교하도록, 제1광학시트상에 제2광학시트를 적층시켜 광학시트를 제조하였다.
제조예 2: 제1편광판의 제조
폴리비닐알콜 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 제1편광자를 제조하였다. 제1편광자의 양면에 기재층으로 트리아세틸셀룰로스 필름(두께 80㎛)을 편광판용 접착제(Z-200, Nippon Goshei사)로 접착시켜 제1편광판을 제조하였다.
제조예 3: 액정표시장치용 모듈의 제조
제조예 1의 복합광학시트, 제조예 2의 제1편광판, 액정패널(PVA 모드), 상기 실시예와 비교예에서 제조한 편광판을 순차적으로 조립하여 액정표시장치용 모듈을 제조하였다. 이때, 실시예와 비교예에서 제조한 편광판은 명암비 개선 광학 필름이 광출사 방향으로 최외곽으로 오도록 하였다.
제조한 액정표시장치용 모듈의 개략적인 구성을 하기 표 2 에 나타내었다. 실시예와 비교예에서 제조한 액정표시장치용 모듈을 이용하여 하기 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 2 에 나타내었다.
(1)휘도 및 상대 휘도: LED 광원, 도광판, VA 모드의 액정표시장치용 모듈(21.5 인치)을 조립하여 1변 에지형 LED 광원을 포함하는 액정표시장치(를 제조하였다. EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM사)를 이용하여 구면 좌표계 (0°,0°)에서 백색 모드(white mode), 흑색 모드(black mode)에서 정면 휘도값을 측정하였다. 상대 휘도는 {(실시예와 비교예의 휘도값)/(비교예 1의 휘도값)} x 100으로 계산하였다. 목표로 하는 상대 휘도는 90% 이상이다.
(2)명암비: (1)과 동일한 방법으로 액정표시장치를 제조하고, EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM사)를 이용하여 하기 표 2의 구면 좌표계 (φ,θ)에서 명암비를 측정하였다.
(3)시야각: (1)과 동일한 방법으로 액정표시장치를 제조하고, EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM사)를 이용하여 동일한 방법으로 휘도값을 측정하였다. 1/2 시야각과 1/3 시야각은 각각 정면 휘도의 1/2, 1/3의 휘도를 갖는 시야각을 의미한다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
＠백색 모드 휘도(nit) 157 154 165 157
상대 휘도(%) 95 93 100 95
＠흑색 모드 휘도(nit) 0.138 0.142 0.097 0.135
상대 휘도(%) 142 146 100 139
정면 명암비
(0°, 0°)		 명암비 값 1137 1083 1703 1166
상대 명암비(%) 67 64 100 68
측면(우측) 명암비
(45°, 0°)		 명암비 값 94 91 85 114
상대 명암비(%) 111 107 100 134
측면(상측) 명암비
(45°, 90°)		 명암비 값 77 61 52 45
상대 명암비(%) 148 117 100 87
측면(우측) 명암비
(60°, 0°)		 명암비 값 56 54 46 72
상대 명암비(%) 122 117 100 157
측면(상측) 명암비
(60°, 90°)		 명암비 값 41 32 28 26
상대 명암비(%) 146 114 100 93
시야각(°) 1/2 시야각 80 82 80 84
1/3 시야각 98 98 96 102
상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 명암비 개선 광학 필름은 정면 명암비뿐만 아니라 상하 좌우 모두에서 명암비를 현저하게 개선할 수 있다.
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 (25)

  1. 기재층 및 상기 기재층 상에 형성된 명암비 개선층을 포함하고,
    상기 명암비 개선층은 제1수지층 및 상기 제1수지층에 직접적으로 형성된 제2수지층을 포함하고,
    상기 제1수지층은 상기 제2수지층 대비 굴절률이 다르고,
    상기 제1수지층은 제1 방향으로 이격되어 형성된 복수개의 양각의 제1광학패턴, 상기 제1광학패턴과 교차하여 형성되며 제2방향으로 이격되어 형성된 복수개의 양각의 제2광학패턴, 및 상기 제1광학패턴과 상기 제2광학패턴이 교차하여 형성된 함몰부를 포함하고,
    상기 함몰부는 상기 제1수지층 대비 높이가 작거나 같은, 명암비 개선 광학필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2수지층과 상기 제1수지층 간의 굴절률 차이의 절대값은 0.05 내지 0.20인 것인, 명암비 개선 광학필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1광학패턴은 하기 식1을 만족하고 밑각(θ1)이 75° 내지 90°인 것인, 명암비 개선 광학필름:
    <식 1>
    1 < P1/W1 ≤ 10
    (상기 식 1에서, P1는 제1광학패턴의 주기(단위:㎛),
    W1는 제1광학패턴의 최대 폭(단위:㎛)).
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1광학패턴은 정상부에 제1면이 형성되고 상기 제1면과 연결되는 하나 이상의 경사면으로 구성되고, 상기 경사면이 평면 또는 곡면인 양각의 광학패턴을 포함하는 것인, 명암비 개선 광학필름.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1면은 평면이고,
    상기 제1면은 상기 함몰부의 최저면과 평행하게 형성된 것인, 명암비 개선 광학필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2광학패턴은 하기 식 2를 만족하고 밑각(θ2)이 75° 내지 90°인 것인, 명암비 개선 광학필름:
    <식 2>
    1 < P2/W2 ≤ 10
    (상기 식 2에서, P2는 제1광학패턴의 주기(단위:㎛),
    W2는 제1광학패턴의 최대 폭(단위:㎛)).
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2광학패턴은 정상부에 제2면이 형성되고 상기 제2면과 연결되는 하나 이상의 경사면으로 구성되고, 상기 경사면이 평면 또는 곡면인 양각의 광학패턴을 포함하는 것인, 명암비 개선 광학필름.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2면은 평면이고,
    상기 제2면은 상기 함몰부의 최저면과 평행하게 형성된 것인, 명암비 개선 광학필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1광학패턴, 상기 제2광학패턴은 각각 종횡비가 0.3 내지 3.0인 것인, 명암비 개선 광학필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1광학패턴과 상기 제2광학패턴의 교차 각도는 80° 내지 100°인, 명암비 개선 광학필름.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1광학패턴과 상기 제2광학패턴은 교차 각도가 90°이고 상기 제1수지층은 격자 무늬를 형성하는 것인, 명암비 개선 광학필름.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1수지층은 하기 식 3의 면적 비율이 45% 내지 85%인, 명암비 개선 광학필름:
    <식 3>
    면적 비율 = {1 - ((P1 - A1) x (P2 - A2))/(P1 x P2)} x 100
    (상기 식 3에서, P1은 제1광학패턴의 주기(단위:㎛),
    P2는 제2광학패턴의 주기(단위:㎛),
    A1은 제1광학패턴의 정상부의 최대 폭(단위:㎛),
    A2는 제2광학패턴의 정상부의 최대 폭(단위:㎛)).
  13. 제1항에 있어서, 상기 제2수지층은 상기 함몰부의 적어도 일부를 충진하는 충진 패턴을 포함하고,
    상기 제2수지층은 상기 충진 패턴이 도트 형상으로 형성된 것인, 명암비 개선 광학필름.
  14. 제1항에 있어서, 상기 함몰부의 높이는 상기 제1수지층의 전체 높이의 10% 내지 90%인 것인, 명암비 개선 광학필름.
  15. 제1항에 있어서, 상기 명암비 개선 광학필름은
    상기 제1수지층, 상기 제2수지층 및 상기 기재층이 순차적으로 적층되고,
    상기 기재층은 상기 제2수지층에 직접적으로 형성된 것인, 명암비 개선 광학필름.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제1수지층은 상기 제2수지층보다 굴절률이 작은 것인, 명암비 개선 광학필름.
  17. 제1항에 있어서, 상기 기재층은 파장 550nm에서 하기 식 A의 Re가 8,000 nm 이상인 것인, 명암비 개선 광학필름:
    <식 A>
    Re = (nx - ny) x d
    (상기 식 A에서, nx, ny는 파장 550nm에서 각각 기재층의 지상축 방향, 진상축 방향의 굴절률이고, d는 기재층의 두께(단위:nm)이다).
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 명암비 개선 광학필름을 포함하는 편광판.
  19. 제18항에 있어서, 상기 편광판은,
    제1보호층, 편광자, 제2보호층, 점/접착층, 상기 명암비 개선 광학필름이 순차적으로 형성된 것인, 편광판.
  20. 제18항에 있어서, 상기 편광판은,
    제1보호층, 편광자, 제2보호층, 상기 명암비 개선 광학필름이 순차적으로 형성되고,
    상기 제2보호층과 상기 명암비 개선 광학필름은 직접적으로 접하여 형성된 것인 편광판.
  21. 제20항에 있어서, 상기 명암비 개선 광학필름의 상기 제1수지층은 점착성/접착성 수지로 이루어진 것인, 편광판.
  22. 제18항에 있어서, 상기 편광판은,
    제1보호층, 편광자, 점/접착층, 상기 명암비 개선 광학필름이 순차적으로 형성된 것인, 편광판.
  23. 제18항에 있어서, 상기 편광판은,
    제1보호층, 편광자, 상기 명암비 개선 광학필름이 순차적으로 형성되고,
    상기 편광자와 상기 명암비 개선 광학필름은 직접적으로 접하여 형성된 것인, 편광판.
  24. 제23항에 있어서, 상기 명암비 개선 광학필름의 상기 제1수지층은 점착성/접착성 수지로 이루어진 것인, 편광판.
  25. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 명암비 개선 광학필름을 포함하는, 액정표시장치.

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