KR20180122256A - 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 Download PDF

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KR20180122256A
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Abstract

수지층; 및 상기 수지층 상에 형성된 보호층을 포함하는 광학필름이고, 상기 광학필름의 광입사면은 하나 이상의 광학 패턴을 포함하고, 상기 광학 패턴은 정하부에 제1면이 형성되고 상기 제1면과 연결되는 하나 이상의 경사면으로 구성되는 양각의 광학 패턴이고, 상기 광학 패턴은 식 1의 값이 60% 내지 95% 이고, 밑각(α)이 83° 내지 87°인 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다.

Description

광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치{OPTICAL FILM, POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 정면 휘도를 개선할 수 있는, 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 백라이트 유닛에서 나온 광이 액정패널을 통해 출사됨으로써 작동된다. 액정표시장치는 액정패널, 액정패널 일면에 형성된 시인측 편광판, 액정패널 다른 일면에 형성되고 백라이트 유닛과 액정 패널 사이에 형성되는 광원측 편광판을 포함한다.
광원측 편광판은 백라이트 유닛으로부터 나오는 광을 액정패널 쪽으로 출사시킨다. 일반적으로 편광판은 편광자, 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호필름으로 구성된다. 광의 효율을 높이고 정면 휘도를 높이기 위해 광원측 편광판과 백라이트 유닛 사이에 확산판, 프리즘 시트 등을 더 형성하거나 도광판의 광출사면의 형상을 변경한다. 그러나, 확산판, 프리즘 시트 등은 액정표시장치를 두껍게 할 수 있고, 도광판 형상의 변경은 제조 공정이 복잡하다. 따라서, 확산판, 프리즘 시트 등을 사용하지 않고서도 정면 휘도를 높일 수 있게 하는 광학필름이 요구된다.
본 발명의 배경기술은 일본공개특허 제2006-251659호에 개시되어 있다.
본 발명은 정면 휘도를 개선할 수 있는 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 정면 휘도를 개선하고 광 효율을 높일 수 있는 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 광학필름은 수지층; 및 상기 수지층 상에 형성된 보호층을 포함하고, 상기 수지층의 광입사면은 하나 이상의 광학 패턴을 포함하고, 상기 광학 패턴은 정하부에 제1면이 형성되고 상기 제1면과 연결되는 하나 이상의 경사면으로 구성되는 양각의 광학 패턴이고, 상기 광학 패턴은 하기 식 1의 값이 60% 내지 95% 이고, 밑각(α)이 83° 내지 87°가 될 수 있다:
<식 1>
d/(w+d) x 100
(상기 식 1에서, d는 상기 광학 패턴의 제1면의 최대폭(단위:㎛)
w는 상기 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 광학 패턴 간의 최대 거리(단위:㎛)).
본 발명의 편광판은 본 발명의 광학필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 광학필름 또는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
본 발명은 정면 휘도를 개선할 수 있는 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치를 제공하였다.
본 발명은 정면 휘도를 개선하고 광 효율을 높일 수 있는 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치를 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
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" 또는 "직접적으로 접하여 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 "정면", "측면"은 수평 방향을 기준으로, 구면 좌표계(spherical coordinate system)에 의한 (φ, θ)에 의할 때, 정면은 (0°,0°)을 의미한다.
본 명세서에서 "정하부(bottom part)"는 양각의 광학 패턴 중 가장 아래쪽 부분을 의미한다. 바람직하게는, 정하부는 광학 패턴의 광입사면에서 광학 패턴을 보았을 때 광학 패턴 중 가장 아래쪽 부분을 의미한다.
본 명세서에서 "종횡비(aspect ratio)"는 광학 패턴의 최대 폭에 대한 최대 높이의 비(최대 높이/최대 폭)를 의미한다.
본 명세서에서 "주기"는 이웃하는 광학 패턴 간의 거리, 예를 들면 하나의 광학 패턴의 최대폭과 하나의 평탄부의 폭의 합을 의미한다.
본 명세서에서 "면방향 위상차(Re)"는 파장 550nm에서의 값이고, 하기 식 A로 표시된다:
<식 A>
Re = (nx - ny) x d
(상기 식 A에서, nx, ny는 파장 550nm에서 각각 해당 보호층 또는 기재층의 지상축 방향, 진상축 방향의 굴절률이고, d는 해당 보호층 또는 기재층의 두께(단위:nm)이다).
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름을 도 1을 참고하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 광학필름(10)은 보호층(200), 수지층(100A)을 포함한다.
수지층(100A)
수지층(100A)은 보호층(200)의 광입사면에 형성되어, 수지층(100A), 보호층(200)의 순서로 투과되는 광의 정면 휘도를 높일 수 있다.
수지층(100A)은 광입사면과 광출사면으로 구성된다.
수지층(100A)의 광입사면은 하나 이상의 광학 패턴(101) 및 바로 이웃하는 광학 패턴(101) 사이에 평탄부(105)를 갖는 패턴부를 구비하고 있다. 광학 패턴(101)은 양각의 광학 패턴으로서, 정하부에 제1면(102)이 형성되고 제1면(102)과 연결되는 하나 이상의 경사면(103, 104)으로 구성되는 광학 패턴일 수 있다. 광학 패턴(101)은 하기 식 1이 60% 내지 95%이고 밑각(α)가 83° 내지 87°가 될 수 있다. 식 1에 대해서는 하기에서 상술한다. 이를 통해 수지층(100A)으로 입사되는 광 중 제1면(102)에 대해 수직으로 입사되는 광은 수지층(100A)을 통해 보호층(200)을 수직으로 통과함으로써 정면 휘도를 개선할 수 있다. 반면에, 수지층(100A)으로 입사되는 광 중 제1면(102)에 대해 수직이 아닌 측면으로 입사되는 광은 광학 패턴(101)으로 입사된 후 경사면(103, 104)에서 반사된 후 다시 정면(수직)으로 출사되도록 함으로써 정면 휘도를 개선할 수 있다. 이와 같이, 광학필름은 제1면(102)과 경사면(103, 104)으로 구성되는 광학 패턴(101)에 의해 제1면(102)을 통하여 수직으로 입사되는 광뿐만 아니라 측면으로 입사되는 광 모두에 대해 정면 휘도를 개선할 수 있도록 하였다. 제1면과 같은 평면 없이 경사면으로 구성되는 단면이 삼각형인 통상의 역프리즘 광학 패턴은 도광판에 스크래치가 나게 할 수 있고 정면 휘도 개선 효과가 떨어질 수 있다.
수지층(100A)의 광출사면은 수지층(100A)의 광입사면과 대향하고, 보호층(200)과 직접적으로 형성되어 수지층(100A)을 통과한 광을 보호층(200)으로 투과시킨다.
이하, 수지층(100A)의 패턴부에 대해 더 상세히 설명한다.
패턴부는 하나 이상의 광학 패턴(101) 및 바로 이웃하는 광학 패턴(101) 사이에 평탄부(105)를 갖는다. 광학 패턴(101)은 이격 거리(e)로 서로 이격되어 있다. 광학 패턴(101)은 정하부에 제1면(102)이 형성되고 제1면(102)과 연결되는 하나 이상의 경사면(103, 104)으로 구성되는 광학 패턴될 수 있다. 상기 '이격 거리'는 광학 패턴(101)과 바로 이웃하는 광학 패턴(101) 사이의 최단거리로 정의된다.
도 1은 광학 패턴이 양각 패턴으로서, 제1면(102)이 하나의 평면이고 경사면(103, 104)이 평면으로서, 단면이 사다리꼴 형태(예:단면이 삼각형인 프리즘의 상부가 절단된 형태, cut-prism 형태)인 패턴을 나타낸 것이다. 그러나, 정하부에 제1면이 형성되고 제1면이 평면이고 경사면이 곡면인 음각 패턴(예:렌티큘러 렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-lenticular lens 패턴, 또는 마이크로렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-micro lens 패턴)인 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 또한, 도 1은 제1면이 평면인 경우를 나타낸 것이나, 제1면은 곡면이거나 미세 요철이 형성된 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 바람직하게는, 광학 패턴은 단면이 사다리꼴 형태의 패턴이 될 수 있다.
광학 패턴(101)은 하기 식 1의 값이 60% 내지 95%이고, 밑각(α)이 83° 내지 87°가 될 수 있다:
<식 1>
d/(w+d) x 100
(상기 식 1에서, d는 상기 광학 패턴의 제1면의 최대폭(단위:㎛)
w는 상기 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 광학 패턴 간의 최대 거리(단위:㎛)).
상기 식 1의 값과 밑각 범위에서, 광학 패턴의 정하부에 대해 수직으로 통과하는 광과 측면으로 투과되어 경사면에서 반사되어 수직으로 출사되도록 하는 광을 조절함으로써 최종적으로는 정면 휘도를 개선할 수 있다. 바람직하게는 식 1의 값은 70% 내지 90%, 더 바람직하게는 75% 내지 85%가 될 수 있다. 밑각(α)는 84° 내지 87°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 휘도 개선 효과가 있고, 시야각 개선 효과가 있을 수 있다. 상기 "밑각(α)"은 광학 패턴의 최대 폭과 광학 패턴의 최대 폭과 바로 연결되는 경사면이 이루는 각 중 90° 미만의 각으로 정의된다.
광학 패턴(101)은 종횡비가 0.5 내지 2, 바람직하게는 0.8 내지 1.5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 집광 효율 증가 효과가 있을 수 있다.
광학 패턴(101)은 광학 패턴의 정하부와 바로 이웃하는 광학 패턴의 정하부간의 최대 거리(w): 광학 패턴(101)의 정하부의 최대 폭(d): 광학 패턴(101)의 최대 높이(h)의 비가 1: 2 내지 5: 2 내지 5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 휘도 개선 효과가 있을 수 있다.
광학 패턴(101)에 있어서, 광학 패턴의 정하부와 바로 이웃하는 광학 패턴의 정하부간의 최대 거리(w)에 대한 광학 패턴의 최대 높이(h)의 비(h/w)는 2 내지 6.5, 예를 들면 2 내지 5, 바람직하게는 3 내지 5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 손실 최소화 효과가 있을 수 있다.
광학 패턴(101)은 광학 패턴의 정하부와 바로 이웃하는 광학 패턴의 정하부간의 최대 거리(w)가 3㎛ 내지 30㎛, 바람직하게는 5㎛ 내지 15㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 손실이 최소화되는 효과가 있을 수 있다. 광학 패턴은 최대 높이(h)가 10㎛ 내지 60㎛, 바람직하게는 20㎛ 내지 55㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 집광 효율이 증가되는 효과가 있을 수 있다. 광학 패턴(101)은 정하부의 최대 폭(d)이 30㎛ 내지 150㎛, 바람직하게는 50㎛ 내지 150㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 손실을 줄이는 효과가 있을 수 있다. 광학 패턴(101)은 이격 거리(e)가 0㎛ 내지 10㎛, 바람직하게는 0㎛ 내지 5㎛, 더 바람직하게는 0㎛ 내지 3㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 효율 증가 효과가 있을 수 있다. 이격 거리(e)가 좁을수록 d 길이의 비율이 증가하기 때문에 광 효율이 상승할 수 있다.
광학 패턴(101)에 있어서, 광학 패턴의 정하부와 바로 이웃하는 광학 패턴의 정하부간의 최대 거리(w)와 정하부의 최대 폭(d)의 합 w+d는 30㎛ 내지 180㎛, 예를 들면 40㎛ 내지 180㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 손실을 최소화 하고 정면 밝기를 증가시키는 효과가 있을 수 있다.
광학 패턴(101)에 있어서, 정하부의 최대 폭(d)는 광학 패턴의 정하부간의 최대 거리(w)의 2배 내지 5배, 바람직하게는 3배 내지 5배가 될 수 있고, 해당 범위에서 정면 휘도 상승의 효과를 얻을 수 있다. 광학 패턴(101)의 정하부로 입사되는 광만이 광학 패턴의 경사면에 의해 전 반사됨으로써 정면 휘도 상승에 기여할 수 있기 때문이다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 광학 패턴(101)은 스트라이프(stripe) 형의 연장된 형태로 형성될 수 있다. 광학 패턴은(101)은 액정표시장치에 있어서 광원으로부터 광이 출사되는 방향에 대해 동일 방향으로 배열될 수 있다. 이를 통해, 광학 패턴은 집광 및 정면 휘도 개선 효과가 뛰어날 수 있다.
도 1은 광학 패턴과 이웃하는 광학 패턴에서 최대 이격 거리, 최대 높이, 정하부의 최대 폭, 최소 이격 거리가 각각 동일한 경우를 나타낸 것이다. 그러나, 최대 이격 거리, 최대 높이, 정하부의 최대 폭, 최소 이격 거리 중 하나 이상이 서로 다른 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
수지층(100A)의 전체 두께는 광학 패턴(101)의 최대 두께 대비 동일하거나 클 수 있다. 광학 패턴(101)의 제조 공정을 고려할 때, 수지층(100A)의 전체 두께는 광학 패턴의 최대 두께의 100% 이상 예를 들면 100% 초과 120% 이하가 될 수 있다. 수지층(100)의 전체 두께는 50㎛ 이상, 예를 들면 50㎛ 내지 200㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
수지층(100A)은 보호층(200) 대비 굴절률이 낮다. 따라서, 수지층(100A)의 광출사면을 통과한 광이 보호층(200) 통과시 정면 휘도 개선에 영향을 주지 않으면서 투과되도록 할 수 있다. 보호층(200)과 수지층(100A)의 굴절률 차이는 0.01 내지 0.1, 바람직하게는 0.01 내지 0.05가 될 수 있다. 상기 범위에서, 수지층의 정면 휘도 개선에 영향을 주지 않을 수 있다. 구체적으로, 수지층(100A)의 굴절률은 1.45 내지 1.60, 예를 들면 1.50 내지 1.55가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 효율 증가 효과가 있을 수 있다. 수지층(100)은 상기 굴절률 범위를 제공할 수 있는 광학적으로 투명한 수지 또는 상기 수지를 포함하는 수지층용 조성물로 형성될 수 있다. 예를 들면, 수지층은 (메트)아크릴계, 폴리카보네이트계, 실리콘계, 에폭시계 수지 중 하나 이상의 수지를 포함하는 자외선 경화형 조성물 또는 열경화형 조성물로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
보호층(200)
보호층(200)은 수지층(100A)의 광출사면에 형성되어, 수지층(100A)으로부터 입사된 광을 출사시킨다. 수지층(100A)에 의해 보호층(200)을 투과한 광은 정면 휘도가 개선될 수 있다. 수지층(100A)은 보호층(200)에 직접적으로 형성되어 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 수지층(100A)과 보호층(200) 사이에 점착층, 접착층, 점접착층이 개재되지 않음을 의미한다.
보호층(200)은 수지층(100A)을 지지하면서, 광을 투과시키는 것으로 광학적으로 투명한, 보호 필름 또는 보호 코팅층 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
보호층(200)이 보호 필름 타입일 경우 광학적으로 투명한 수지로 형성된 보호 필름을 포함할 수 있다. 보호 필름은 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.
보호 필름은 무연신 필름일 수도 있다. 보호필름은 상기 수지를 소정의 방법으로 연신시켜 소정 범위의 위상차를 갖는 위상차 필름 또는 등방성 광학 필름이 될 수 있다. 일 구체예에서, 보호 필름은 Re가 8,000nm 이상, 구체적으로 10,000nm 이상, 더 구체적으로 10,000nm 초과, 더 구체적으로 10,100nm 내지 15,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무지개 얼룩이 시인되지 않게 할 수 있다. 다른 구체예에서, 보호 필름은 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. 바람직하게는, 보호 필름은 Re가 8,000nm 이상이 될 수 있다.
일 구체예에서, 보호 필름은 기재 필름 및 기재 필름의 적어도 일면에 형성된 프라이머층을 포함할 수도 있다. 기재 필름의 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, 제1기재층의 투과율을 높일 수 있다. 기재필름은 굴절률이 1.3 내지 1.7, 구체적으로 1.4 내지 1.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1기재층의 기재필름으로 사용될 수 있고, 프라이머층과의 굴절률 제어가 용이하며, 제1기재층의 투과율을 높일 수 있다. 기재필름은 상술한 수지로 형성된 필름을 포함할 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, 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.
보호층이 보호 코팅층 타입일 경우는 수지층에 대한 양호한 밀착성, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차단성, 내구성을 높일 수 있다. 일 구체예에서, 보호 코팅층은 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 오늄염(onium salt)을 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(PF6 -), 테트라플루오로보레이트(BF4 -), 헥사플루오로안티모네이트(SbF6 -), 헥사플루오로아르세네이트(AsF6 -), 헥사클로로안티모네이트(SbCl6 -) 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.
활성 에너지선 경화성 수지 조성물은 실리콘계 레벨링제, 자외선 흡수제, 대전방지제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
보호층(200)의 두께는 5㎛ 내지 200㎛, 구체적으로, 30㎛ 내지 120㎛, 보호 필름 타입의 경우 35㎛ 내지 100㎛가 될 수가 있고, 보호코팅층 타입의 경우 5㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 발광표시장치에 사용할 수 있다.
보호층(200)의 적어도 일면에는 프라이머층, 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층, 안티글레어층, 저반사층, 초저반사층 등의 표면 처리층이 더 형성될 수도 있다. 프라이머층은 편광자와 보호층 간의 접착을 좋게 할 수 있다. 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층 등은 보호층, 편광필름 등에 추가적인 기능을 제공할 수 있다.
광학 필름(10)은 두께가 50㎛ 내지 200㎛, 예를 들면 60㎛ 내지 150㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 공정성 확보 및 표면 경도 개선 효과가 있을 수 있다.
광학 필름은 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 광학필름은 보호층에 수지층용 조성물을 코팅하고 광학 패턴과 평탄부를 인가하고 경화시켜 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 또는, 광학필름은 보호층에 수지층용 조성물을 광학 패턴부과 평탄부가 형성되도록 UV 임프린팅 방식에 의해 형성될 수 있다.
이하, 도 2를 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름을 설명한다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 광학필름(20)은 광학 패턴(101)이 서로 이격되지 않고 연속적으로 형성된 패턴부를 구비하는 수지층(100B)를 포함하는 것을 제외하고는 광학필름(10)과 실질적으로 동일하다. 이 경우, 광학필름(10) 대비 광 효율성 증가 효과가 더 있을 수 있다. w 길이가 좁을수록 d 길이의 비율이 증가하기 때문에 광 효율이 상승한다.
이하, 도 3을 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름을 설명한다. 도3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 광학필름(30)은 광학 패턴(101) 및 바로 이웃하는 광학 패턴(101) 사이의 영역이 반사 물질을 포함하는 충진부(110)로 충진된 수지층(100C)을 포함하는 점을 제외하고는 광학필름(10)과 실질적으로 동일하다.
충진부(110)는 반사 물질을 포함한다. 따라서, 충진부에 도달한 광을 반사시켜 광 효율을 더 높일 수 있다. 광 효율 개선에 의해 정면 휘도는 더 개선될 수 있다.
반사 물질은 반사율 95% 내지 100%로 광을 반사시키는 물질로서 난반사를 하지 않는 물질로, 알루미늄, 크롬, 니켈 등의 금속을 포함할 수 있다.
충진부(110)는 광학 패턴(101) 및 바로 이웃하는 광학 패턴(101) 사이의 영역 중 적어도 일부를 충진할 수 있다. 도 3은 반사 물질이 광학 패턴(101) 및 바로 이웃하는 광학 패턴(101) 사이의 영역을 완전히 충진하는 경우를 나타낸 것이다.
충진부(110)는 통상의 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 보호층(200) 일면에 광학 패턴이 형성된 패턴부를 구비하는 수지층을 형성한 후, 광학 패턴 및 바로 이웃하는 광학 패턴 사이에 반사 물질을 진공 증착 방식으로 증착시킴으로써 형성될 수 있다.
이하, 도 4를 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름을 설명한다. 도4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 광학필름(40)은 광학 패턴(101) 및 바로 이웃하는 광학 패턴(101) 사이의 영역이 반사 물질을 포함하는 충진부(110)로 충진된 수지층(100D)을 포함하는 점을 제외하고는 광학필름(20)과 실질적으로 동일하다.
이하, 도 5를 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름을 설명한다. 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학필름의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 광학필름(50)은 광학 패턴(101) 및 바로 이웃하는 광학 패턴(101)의 각각의 경사면에 반사 물질 코팅층(120)이 형성된 수지층(100E)을 포함하는 점을 제외하고는 광학필름(10)과 실질적으로 동일하다. 광학 패턴(101)의 경사면 중 적어도 일부가 반사 물질로 코팅됨으로써 경사면에 의한 상기 광의 RECYCLE 효과를 낼 수 있다.
본 발명의 편광판은 본 발명의 실시예들에 따른 광학필름을 포함할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 편광판은 광학표시장치에 사용시 정면 휘도를 개선하고, 광 효율도 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 도 6을 참고하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 편광판(60)은 편광필름(300), 광학필름(10)을 포함할 수 있다. 편광필름(300)의 광입사면에 광학필름(10)이 형성됨으로써, 정면 휘도가 개선되고 광 효율이 높아질 수 있다.
편광필름(300)은 광학필름(10)으로부터 입사된 광을 편광시켜 투과시킬 수 있다. 편광필름(300)은 광학필름(10)의 광출사면 즉 보호층(200) 상에 형성되어 있다.
편광필름(300)은 편광자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 편광자는 폴리비닐알콜계 필름을 1축 연신하여 제조되는 폴리비닐알콜계 편광자, 또는 폴리비닐알콜계 필름을 탈수하여 제조되는 폴리엔계 편광자를 포함할 수 있다. 편광자는 두께가 5㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
편광필름(300)은 편광자 및 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호층을 포함할 수 있다. 보호층은 편광자를 보호하여 편광판의 신뢰성을 높이고 편광판의 기계적 강도를 높일 수 있다. 보호층은 상기 광학필름 중 보호층에서 설명한 내용과 실질적으로 동일하다. 바람직하게는, 보호층은 Re가 8,000 nm 이상, 구체적으로 10,000nm 이상, 더 구체적으로 10,000nm 초과, 더 구체적으로 10,100nm 내지 15,000nm인 폴리에스테르계 보호 필름(예:폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)이 될 수 있다.
도 6에서 도시되지 않았지만, 편광필름(300)과 광학필름(10) 사이에는 접착층, 점착층, 점접착층 중 하나 이상이 형성되어 편광필름(300)과 광학필름(10)을 서로 접착시킬 수 있다. 접착층은 수계 접착제, 광경화형 접착제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 도 6에서 도시되지 않았지만, 편광필름(300)과 광학필름(10) 사이에는 상기 보호층과 점착층(또는 접착층 또는 점접착층)의 적층체가 형성되어 편광판의 기계적 강도를 높일 수 있다.
또한, 도 6에서 도시되지 않았지만, 편광필름(300) 상에는 접착층, 점착층, 점접착층 중 하나 이상이 형성되어 편광판을 액정패널 등에 점착시킬 수 있다. 점착층은 점착 수지로 (메트)아크릴계 점착수지, 실리콘계 점착수지 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 액정표시장치는 본 발명의 광학필름 또는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 본 발명의 편광판은 액정패널에 대해 광원측 편광판으로 포함할 수 있다. 상기 "광원측 편광판"은 액정패널과 백라이트 유닛 사이에 위치하는 편광판을 의미한다. 상기 광원측 편광판에 대향하여서는 시인측 편광판이 액정패널에 형성될 수 있다. 시인측 편광판은 당업자에게 알려진 통상의 편광판으로, 편광자, 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호층을 포함하는 편광판을 사용할 수 있다. 편광자 및 보호층은 상기에서 상술한 바와 같다.
액정표시장치는 백라이트 유닛, 광원측 편광판, 액정패널, 시인측 편광판이 순차적으로 적층되고, 광원측 편광판은 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
보호층용 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(도요보, 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re=14,000nm)의 일면에 자외선 경화성 수지(SSC-5760, 신아 T&C)를 UV 임프린팅 방식(UV 광량: 500mJ/cm2으로 조사)으로 사용하여 하기 표 1의 사양을 갖는 패턴부가 형성된 수지층(굴절률:1.50)을 포함하는 광학필름을 제조하였다.
폴리비닐알콜 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자를 제조하였다.
상기 편광자의 일면에 상기 제조한 광학필름 보호층을 편광판용 접착제로 접착시켰다. 상기 편광자의 다른 일면에 시클로올레핀 폴리머 필름(ZEON, ZB12-052125) 을 편광판용 접착제(Adeka, KRX-4031)로 접착시켜, 편광판을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서, 하기 표 1의 사양을 갖는 패턴부를 형성하여 광학필름을 제조하였다. 상기 제조한 광학필름을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 3
보호층용 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(도요보, 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re=14,000nm)의 일면에 자외선 경화성 수지(SSC-5760, 신아 T&C)를 UV 임프린팅 방식(UV 광량: 500mJ/cm2으로 조사)으로 사용하여 하기 표 1의 사양을 갖는 패턴부를 형성하였다.
광학 패턴과 이웃하는 광학 패턴 사이에 반사 물질로 알루미늄을 진공 증착 방식으로 증착시켜 광학 패턴과 이웃하는 광학 패턴 사이에 반사 물질로 충진된 충진부가 형성된 광학필름을 제조하였다.
상기 제조한 광학필름을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 4
실시예 3에서, 하기 표 1의 사양을 갖는 패턴부를 형성하여 광학필름을 제조하였다. 상기 제조한 광학필름을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 1
폴리비닐알콜 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자를 제조하였다.
상기 편광자의 일면에 보호층용 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(도요보, 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re=14,000nm)을 편광판용 접착제로 접착시켰다. 상기 편광자의 다른 일면에 시클로올레핀 폴리머 필름(ZEON, ZB12-052125) 을 편광판용 접착제(Adeka, KRX-4031) 로 접착시켜, 편광판을 제조하였다.
비교예 2
실시예 1에서, 하기 표 1의 사양을 갖는 패턴부를 형성하여 광학필름을 제조하였다. 상기 제조한 광학필름을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
제조예 1: 시인측 편광판의 제조
폴리비닐알콜 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자를 제조하였다.
상기 편광자의 일면에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(도요보, 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re=14,000nm)을 편광판용 접착제로 접착시키고, 편광자의 다른 일면에 시클로올레핀 폴리머 필름(ZEON, ZB12-052125) 을 편광판용 접착제(Adeka, KRX-4031)로 접착시켜, 편광판을 제조하였다.
제조예 2: 액정표시장치용 모듈의 제조
제조예 1의 시인측 편광판, 유리판(액정패널), 상기 실시예와 비교예에서 제조한 편광판을 광원측 편광판으로 순차적으로 조립하여 액정표시장치용 모듈을 제조하였다. 실시예와 비교예의 편광판 중 수지층이 광원쪽을 향하도록 하고, 시클로올레핀 폴리머 필름이 유리판(액정패널)에 점착되도록 하였다. 제조예 1의 시인측 편광판은 시클로올레핀 폴리머 필름이 유리판(액정패널)에 점착되도록 하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름이 편광자의 광출사면에 배치되도록 하였다.
광원, 도광판, 상기 제조한 액정표시장치용 모듈을 조립하여 액정표시장치(실시예 및 비교예의 액정표시장치용 모듈의 구성을 제외하고Samsung TV(40인치, UN40JU6800F와 동일 구성)를 제조하였다.
EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM사)를 이용하여 구면 좌표계 정면(0°,0°)에서 백색 모드(white mode)에서 정면 휘도값을 측정하였다. 정면에서의 상대 휘도는 {(실시예의 정면 휘도값)/(비교예 1의 정면 휘도값)} x 100으로 계산하였다.
　 비교예 1 비교예2 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
광학패턴
형상		 - 삼각형 사다리꼴 사다리꼴 사다리꼴 사다리꼴
α
(°) 		- 85 85 85 85 85
w
(㎛)		 - 10 10 10 10 10
d
(㎛)		 - 0 30 50 30 50
h
(㎛)		 - 50 50 50 50 50
e
(㎛)		 - 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3
광학패턴의
최대 폭
(㎛)		 - 10 40 60 40 60
식 1의 값
(%)		 - 0 75 83.3 75 83.3
반사 물질
포함 여부 		- 미 포함 미 포함 미 포함 포함 포함
정면
상대 휘도
(%) 		100 84 110 108 112 109
상기 표 1에서와 같이, 본 실시예에 따른 광학필름 및 편광판은 정면 상대 휘도가 현저하게 개선되었다. 반면에, 비교예 2는 d의 길이가 0㎛이고 본원 식 1의 값을 갖지 못하여 정면 광 손실이 극대화되어 정면 상대 휘도가 대폭 하락하였다.
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 (19)

  1. 수지층; 및 상기 수지층 상에 형성된 보호층을 포함하는 광학필름이고,
    상기 광학필름의 광입사면은 하나 이상의 광학 패턴이 형성되어 있고,
    상기 광학 패턴은 정하부에 제1면이 형성되고 상기 제1면과 연결되는 하나 이상의 경사면으로 구성되는 양각의 광학 패턴이고,
    상기 광학 패턴은 하기 식 1의 값이 60% 내지 95%이고 밑각(α)이 83° 내지 87°인, 광학필름:
    <식 1>
    d/(w+d) x 100
    (상기 식 1에서, d는 상기 광학 패턴의 상기 제1면의 최대폭(단위:㎛)
    w는 상기 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 광학 패턴 간의 최대 거리(단위:㎛)).
  2. 제1항에 있어서, 상기 수지층은 상기 보호층의 광입사면에 형성된 것인, 광학필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수지층은 상기 보호층과 직접적으로 형성된 것인, 광학필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광학 패턴은 서로 이격되어 있는 것인, 광학필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광학 패턴은 단면이 사다리꼴 형태인, 광학필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광학 패턴의 정하부와 바로 이웃하는 상기 광학 패턴의 정하부간의 최대 거리(w): 상기 광학 패턴의 정하부의 최대 폭(d): 상기 광학 패턴의 최대 높이(h)의 비가 1: 2 내지 5: 2 내지 5인, 광학필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광학 패턴의 정하부와 바로 이웃하는 상기 광학 패턴의 정하부간의 최대 거리(w)에 대한 상기 광학 패턴의 최대 높이(h)의 비(h/w)는 2 내지 6.5인, 광학필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 수지층은 상기 보호층보다 굴절률이 낮은, 광학필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광학 패턴은 종횡비가 0.5 내지 2인, 광학필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광학 패턴 및 바로 이웃하는 상기 광학 패턴 사이의 적어도 일부를 충진하는 충진부를 포함하고,
    상기 충진부는 반사 물질을 포함하는, 광학필름.
  11. 제10항에 있어서, 상기 반사 물질은 반사율이 95% 내지 100%인, 광학필름.
  12. 제10항에 있어서, 상기 반사 물질은 금속을 포함하는, 광학필름.
  13. 제10항에 있어서, 상기 광학 패턴 및 바로 이웃하는 상기 광학 패턴 사이는 상기 반사 물질로 완전히 충진된, 광학필름.
  14. 제10항에 있어서, 상기 광학 패턴의 경사면이 상기 반사 물질로 코팅된, 광학필름.
  15. 편광필름; 및
    상기 편광필름의 일면에 형성된 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 광학필름을 포함하는 편광판.
  16. 제15항에 있어서, 상기 광학필름은 상기 편광필름의 광입사면에 형성된, 편광판.
  17. 제15항에 있어서, 상기 광학필름은 점착층, 접착층, 점접착층 중 하나 이상에 의해 상기 편광필름에 형성된, 편광판.
  18. 제15항에 있어서, 상기 편광필름과 상기 광학필름 사이에는 상기 보호층과 점착층의 적층체가 더 형성된, 편광판.
  19. 제15항의 편광판을 포함하는 액정표시장치.

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