KR20190027688A - 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

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Abstract

편광필름 및 상기 편광필름의 일면에 형성된 명암비 개선 광학필름을 포함하고, 상기 명암비 개선 광학필름은 상기 편광필름으로부터 순차적으로 적층된 제1수지층과 제2수지층을 포함하고, 상기 제2수지층은 상기 제1수지층보다 굴절률이 크고, 상기 제1수지층과 상기 제2수지층의 계면에는 복수개의 패턴군이 형성되어 있고, 상기 패턴군은 상기 제2수지층으로부터 돌출된 하나 이상의 양각의 광학 패턴; 및 상기 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 광학 패턴 사이에 형성된 평탄부로 구성되고, 상기 제1수지층과 상기 제2수지층의 계면에 있어서 상기 평탄부 또는 상기 양각의 광학 패턴의 정하부인 제1면은 동일 선상에 있고, 상기 패턴군 내에서 상기 평탄부와 상기 양각의 광학 패턴의 제1면까지의 최단 거리는 계속해서 증가하거나 계속해서 감소하는 것인, 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치{POLARIZING PLATE AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 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 수밖에 없다. 따라서, 측면 명암비를 높이되 정면 명암비의 감소를 최소화시키는 것이 필요하고, 이를 통해 시인성을 개선할 수 있다.
액정표시장치는 계속해서 구동 상태에 있는 것이 아니라 비 구동 상태에 있을 수도 있다. 또한, 액정표시장치는 제품 시연 또는 제품 판매의 목적으로 구동 상태 또는 비 구동 상태로 전시될 수 있다. 액정표시장치가 비 구동 상태일 때, 외부 조명에 의한 광이 액정표시장치의 화면에 조사될 경우 상기 화면에 얼룩 또는 무라가 생기거나 또는 반사광이 갈라지는 현상이 발생하여 액정표시장치의 블랙 시감을 낮추고 액정표시장치의 외관을 저하시킬 수 있다. 블랙 시감은 액정표시장치가 비 구동 상태일 때 화면이 블랙으로 보이는 정도를 의미한다.
따라서, 구동 상태에서는 측면 뿐만 아니라 정면에서도 명암비를 좋게 하고 비 구동 상태에서는 상술한 외관 저하의 문제점이 없게 하는 편광판이 요구된다.
본 발명의 배경기술은 일본공개특허 제2006-251659호에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 광학표시장치의 비 구동시, 외부 광에 의한 광학표시장치의 화면의 외관 특성 저하를 해소할 수 있는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광학표시장치의 비 구동시, 외부 광에 의해 광학표시장치의 화면에 무라 등이 발생하는 현상을 해소하고 블랙 시감을 개선할 수 있는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 광학표시장치의 구동 시, 정면 명암비와 측면 명암비를 개선시킬 수 있고 측면 명암비를 높이더라도 정면 명암비의 감소를 최소화시킬 수 있는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 편광판은 편광필름 및 상기 편광필름의 일면에 형성된 명암비 개선 광학필름을 포함하고, 상기 명암비 개선 광학필름은 상기 편광필름으로부터 순차적으로 적층된 제1수지층과 제2수지층을 포함하고, 상기 제2수지층은 상기 제1수지층보다 굴절률이 크고, 상기 제1수지층과 상기 제2수지층의 계면에는 복수개의 패턴군이 형성되어 있고, 상기 패턴군은 상기 제2수지층으로부터 돌출된 하나 이상의 양각의 광학 패턴; 및 상기 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 광학 패턴 사이에 형성된 평탄부로 구성되고, 상기 제1수지층과 상기 제2수지층의 계면에 있어서 상기 평탄부 또는 상기 양각의 광학 패턴의 정하부인 제1면은 서로 동일 선상에 있고, 상기 패턴군 내에서 상기 평탄부와 상기 양각의 광학 패턴의 제1면까지의 최단 거리는 계속해서 증가하거나 계속해서 감소할 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
본 발명은 광학표시장치의 비 구동시, 외부 광에 의한 광학표시장치의 화면의 외관 특성 저하를 해소할 수 있는 편광판을 제공하였다.
본 발명은 광학표시장치의 비 구동시, 외부 광에 의해 광학표시장치의 화면에 무라 등이 발생하는 현상을 해소하고 블랙 시감을 개선할 수 있는 편광판을 제공하였다.
본 발명은 광학표시장치의 구동 시, 정면 명암비와 측면 명암비를 개선시킬 수 있고 측면 명암비를 높이더라도 정면 명암비의 감소를 최소화시킬 수 있는 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판 중 명암비 개선 광학 필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판 중 명암비 개선 광학 필름의 단면도이다.
도 3은 실시예 1의 광학표시장치의 비 구동시 외관 평가 결과이다.
도 4는 실시예 1의 광학표시장치의 비 구동시 블랙 시감 결정 계수를 도출하기 위한 그래프이다.
도 5는 비교예 1의 광학표시장치의 비 구동시 외관 평가 결과이다.
도 6은 비교예 1의 광학표시장치의 비 구동시 블랙 시감 결정 계수를 도출하기 위한 그래프이다.
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 "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 60° 내지 90°가 되는 영역을 의미한다.
본 명세서에서 "정하부"는 양각의 광학 패턴 중 최저면을 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 하나의 광학 패턴의 최대 폭(w)과 하나의 평탄부의 폭(d)의 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 보호층의 지상축 방향, 진상축 방향의 굴절률이고, d는 해당 보호층의 두께(단위:nm)이다).
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
본 명세서에서 "블랙 시감"은 광학표시장치의 비 구동시 외부광에 의한 무라 등이 발생하지 않고 화면이 블랙으로 보이는 정도를 의미한다. 블랙 시감은 블랙 시감 결정 계수가 높을수록 우수하다.
본 명세서에서 "블랙 시감 결정 계수"는 블랙 시감 결정 계수를 측정하고자 하는 편광판을 시인측 편광판으로 하여 액정표시장치를 제조하고, 액정표시장치의 화면 중 장방향의 중간 위치에 대응되도록 형광 램프를 화면으로부터 소정 높이 위에 배치하였다. 액정표시장치가 비 구동인 상태에서 형광 램프를 켜고, 액정표시장치의 화면을 픽셀 단위로 나누어 각각의 픽셀에서 반사광의 강도를 측정하였다. 각각 픽셀에서 측정된 반사광의 강도(I)를 측정된 반사광의 강도(I) 중 최대값으로 나누고 각각의 픽셀에서 제곱값을 얻었다. 픽셀 단위 위치를 x축으로 하고 상기 얻은 제곱값을 y축으로 하여 그래프화하고, 통계학적 분석 방법으로 정규화(normalization)하였다. 정규화로부터 지수 함수(y=aebx)의 추세선과 잔차(residual)를 얻었다. 잔차를 블랙 시감 결정 계수로 사용하였다. 블랙 시감 결정 계수가 1에 가까울수록 외관이 양호하며, 블랙 시감 결정 계수가 작을수록 반사광의 강도 진동 폭이 큰 것을 의미하므로 회절광이 두드러지게 보임을 의미한다.
본 발명은 편광필름 및 상기 편광필름의 일면에 형성된 명암비 개선 광학필름을 포함하고, 상기 명암비 개선 광학필름은 상기 편광필름으로부터 순차적으로 적층된 제1수지층과 제2수지층을 포함하고, 상기 제2수지층은 상기 제1수지층보다 굴절률이 크고, 상기 제1수지층과 상기 제2수지층의 계면에는 복수개의 패턴군이 형성되어 있고, 상기 패턴군은 상기 제2수지층으로부터 돌출된 하나 이상의 양각의 광학 패턴; 및 상기 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 광학 패턴 사이에 형성된 평탄부로 구성되고, 상기 제1수지층과 상기 제2수지층의 계면에 있어서 상기 평탄부 또는 상기 양각의 광학 패턴의 정하부인 제1면은 각각 서로 동일 선상에 있고, 상기 패턴군 내에서 상기 평탄부와 상기 양각의 광학 패턴의 제1면까지의 최단 거리는 계속해서 증가하거나 계속해서 감소할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 편광판은 시인측 편광판으로 사용되었을 때, 광학표시장치의 구동 시에는 정면 명암비와 측면 명암비를 개선시킬 수 있고 측면 명암비를 높이더라도 정면 명암비의 감소를 최소화하고, 광학표시장치의 비 구동시에는 외부 광에 의해 광학표시장치의 화면에 무라 등이 발생하는 현상을 해소하고 블랙 시감을 개선할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 도 1을 참고하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판 중 명암비 개선 광학 필름의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 편광판은 편광필름 및 상기 편광필름의 일면인 광출사면에 형성된 명암비 개선 광학필름을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 명암비 개선 광학 필름(10)은 제1보호층(200) 및 명암비 개선층(100)을 포함할 수 있다.
명암비 개선층(100)은 제1수지층(110) 및 제1수지층(110)과 직접적으로 접하여 형성된 제2수지층(120)을 포함할 수 있다. 상기 "직접적으로 접하여 형성"은 제1수지층과 제2수지층 사이에 임의의 다른 점착층, 접착층, 광학층 등이 개재되지 않음을 의미한다.
명암비 개선층(200)은 도 1에서 도시되지 않았지만, 편광필름의 광출사면에 직접적으로 적층되거나 점착층을 통해 적층될 수 있다. 따라서, 본 발명의 편광판은 편광필름으로부터 제1수지층(110), 제2수지층(120) 및 제1보호층(200)이 순차적으로 적층되어 있다. 제2수지층(120)은 제1수지층(110)보다 굴절률이 크다.
제1수지층(110)과 제2수지층(120)의 계면에는 복수개의 패턴군이 양각의 광학 패턴(111)의 폭 방향으로 순차적으로 배열되어 있다. 패턴군은 제2수지층(120)으로부터 돌출된 하나 이상의 양각의 광학 패턴(111); 및 광학 패턴(111)과 바로 이웃하는 광학 패턴(111) 사이에 형성된 평탄부(115)로 구성된다. 패턴군 내에는 i개의 양각의 광학 패턴이 형성되어 있다. 패턴군 내에는 i개의 평탄부가 형성될 수 있다. i는 1 내지 10의 정수가 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 제1수지층(110)과 제2수지층(120)의 계면에는 n개의 패턴군이 배열될 수 있고, n은 전체 디스플레이의 크기에 따라 달라질 수 있다.
도 1은 m번째 패턴군과 바로 이웃하는 m+1번째 패턴군을 나타낸 것이다. m번째 패턴군과 m+1번째 패턴군은 양각의 광학 패턴의 폭 방향으로 순차적으로 배열되어 있다.
도 1을 참조하면, m번째 패턴군은 양각의 광학 패턴(111)의 폭 방향으로 제1광학패턴 P(m,1), 제2광학패턴 P(m,2), 제3광학패턴 P(m,3), 제4광학패턴 P(m,4)이 순차적으로 형성되고, 상기 광학 패턴 사이에 평탄부(115)가 각각 형성된다. 광학패턴(111)의 제1면(113)과, 상기 광학패턴(111)과 바로 이웃하는 평탄부(115) 간의 최단 거리를 h(m,1), h(m,2), h(m,3), h(m,4)라고 할 때, h(m,1) ＞ h(m,2) ＞ h(m,3) ＞ h(m,4)가 될 수 있다. 상기 광학패턴(111)의 제1면(113)은 광학패턴(111)의 최저면을 의미한다. 광학패턴(111)의 제1면(113)과, 상기 광학패턴(111)과 바로 이웃하는 평탄부(115) 간의 최단 거리(h)는 40㎛ 이하, 구체적으로 30㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 4㎛ 내지 15㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선, 시야각 개선, 및 휘도 향상을 나타내고 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다.
m+1번째 패턴군은 m번째 패턴군과 바로 이웃하는 패턴군이다. m+1번째 패턴군은 양각의 광학 패턴의 폭 방향으로 제1광학패턴 P(m+1,1), 제2광학패턴 P(m+2,2), 제3광학패턴 P(m+3,3), 제4광학패턴 P(m+4,4)이 순차적으로 형성되고, 상기 광학 패턴 사이에 평탄부가 각각 형성된다. 광학패턴(111)의 제1면(113)과, 상기 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부(115) 간의 최단 거리를 h(m+1,1), h(m+1,2), h(m+1,3), h(m+1,4)라고 할 때, h(m+1,1) ＞ h(m+1,2) ＞ h(m+1,3) ＞ h(m+1,4)가 될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 편광판은 m번째 패턴군과 m+1번째 패턴군이 형성되고, m번째 패턴군에서 광학패턴의 제1면과, 상기 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리가 계속해서 감소하고, m+1번째 패턴군에서 광학패턴의 제1면과, 상기 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리가 계속해서 감소할 수 있다. 이를 통해, 시인성 개선 편광판으로 사용시 광학표시장치의 비 구동시에 블랙 시감을 개선할 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, m번째 패턴군, m+1번재 패턴군, m+2번째 패턴군이 순차적으로 형성되고, 상기 패턴군 내에서 상기 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리가 계속해서 감소할 수 있다. 즉, 본 발명의 편광판은 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리가 계속해서 감소하는 패턴군이 2개 이상, 예를 들면 3개 이상, 예를 들면 4개 이상 10개 이하로 형성되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 도 1에서 도시되지 않았지만, 패턴군 내에서 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리는 계속해서 증가할 수도 있다. 즉, 도 1에서 h(m,1) ＜ h(m,2) ＜ h(m,3) ＜ h(m,4), h(m+1,1) ＜ h(m+1,2) ＜ h(m+1,3) ＜ h(m+1,4)인 명암비 개선 광학필름을 포함하는 편광판도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 본 발명의 편광판은 m번째 패턴군과 m+1번째 패턴군을 포함하고 m번째 패턴군에서 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리가 계속해서 증가하고, m+1번째 패턴군에서 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리가 계속해서 증가할 수 있다. 이를 통해, 시인측 편광판으로 사용시 광학표시장치의 비 구동시에 블랙 시감을 개선할 수 있다. 본 발명의 편광판은 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리가 계속해서 증가하는 패턴군이 2개 이상, 예를 들면 3개 이상, 예를 들면 4개 이상 10개 이하로 형성되는 경우도 포함할 수 있다.
제1수지층(110)과 제2 수지층(120)의 계면에 있어서 평탄부(115)는 동일 선 상에 있을 수 있다. 상기 "평탄부가 동일 선 상에 있다"는 것은 명암비 개선층(100)의 일면(명암비 개선층의 최하부면 또는 명암비 개선층과 제1보호층이 접하는 면)으로부터 평탄부까지의 거리가 모두 동일한 것을 의미한다.
도 1을 참조하면, 제1수지층(110)의 최하부면, 제2수지층(120)의 최상부면은 각각 평면이다. 제1수지층(110)의 최하부면에서 평탄부(115)까지의 거리는 모두 동일할 수 있다. 또는 제2수지층(120)의 최상부면에서 평탄부(115)까지의 거리는 모두 동일할 수 있다. 이를 통해, 시인측 편광판으로 사용시 광학표시장치의 비 구동시에 블랙 시감을 개선할 수 있다.
패턴군 내에서 최대 높이를 갖는 양각의 광학 패턴의 종횡비는 0.3 초과 3.0 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 명암비를 개선하고 광학표시장치의 비 구동시에 블랙 시감을 개선할 수 있다. 바람직하게는 종횡비는 0.5 내지 2.0이 될 수 있다.
본 발명의 편광판은 광학표시장치에서 시인성 개선 편광판으로 적용시 전원이 온 상태인 구동 상태에서는 편광필름으로부터 입사된 편광이 양각의 광학 패턴과 이웃하는 양각의 광학 패턴을 통과하면서 평탄부를 통해 확산되어 측면 명암비를 높일 수 있다. 반대로 전원이 오프 상태인 비 구동 상태에서는 양각의 광학 패턴과 평탄부로 인하여 외부광이 서로 회절되어 혼합됨으로써 화면의 블랙 시감을 개선할 수 있다. 편광판은 블랙 시감 결정 계수가 0.98 이상, 바람직하게는 0.98 내지 1.000이 될 수 있다.
양각의 광학 패턴(111)은 편광필름의 광출사 방향과 반대 방향으로 제2수지층(120)으로부터 돌출되어 있다.
양각의 광학 패턴(111)은 정하부에 제1면(113)이 형성되고 제1면(113)과 연결되는 하나 이상의 경사면(112)(114)으로 구성되는 양각의 광학 패턴일 수 있다. 도 1은 광학 패턴이 정하부에 하나의 평면이 형성되고 경사면이 평면으로서, 단면이 직사각형 형태인 패턴을 나타낸 것이다. 그러나, 광학 패턴은 단면이 정사각형 또는 사다리꼴 등을 포함하는 N 각형(N은 4 내지 20의 정수)의 패턴이 될 수도 있다. 바람직하게는, 광학 패턴은 단면이 직사각형, 정사각형 또는 사다리꼴인 패턴이 될 수 있다.
제1면(113)은 양각의 광학 패턴의 정하부에 형성되어, 광학표시장치에서 제1면(113)에 도달한 광을 출사시킴으로써 제1면(113)에 의해 더 확산되게 함으로써 시야각과 휘도를 높일 수 있다. 따라서, 본 실시예의 편광판은 광 확산 효과를 높여 휘도 손실을 최소화할 수 있다. 도 1은 제1면(113)이 평탄하고 제1면(113)이 평탄부(115)와 평행하게 형성된 경우를 도시한 것이나, 제1면(113)은 미세 요철이 형성될 수도 있다.
제1면(113)은 폭(a)이 0.5㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 2㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 패턴군 내에서 각각의 광학 패턴의 제1면의 폭은 동일하거나 다를 수 있다.
광학 패턴(111)의 높이는 40㎛ 이하, 구체적으로 30㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 4㎛ 내지 15㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선, 시야각 개선, 및 휘도 향상을 나타내고 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다.
일 구체예에서, 패턴군에 있어서 광학 패턴의 최소 높이에 대한 광학 패턴의 최대 높이의 비(최대 높이/최소 높이)는 1 초과 5 미만, 바람직하게는 1 초과 3 이하, 더 바람직하게는 1.001 내지 3이 될 수 있다. 상기 범위에서, 블랙 시감 개선 및 시인성 개선 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, m번째 패턴군의 i번째 광학 패턴의 최대 높이는 m+1번째 패턴군의 i번째 광학 패턴의 최대 높이와 동일하거나 다를 수 있다. 이를 통해, 블랙 시감 개선의 효과를 더욱 극대화할 수 있다. i는 1 내지 10의 정수이다.
광학 패턴(111)의 최대 폭(w)은 80㎛ 이하, 구체적으로 50㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 5㎛ 내지 25㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선, 시야각 개선, 및 휘도 향상을 나타내고 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다. 패턴군 내에서 각각의 광학 패턴의 최대 폭은 동일하거나 다를 수 있다.
광학 패턴(111)의 밑각(α)은 60° 내지 90°, 바람직하게는 80° 내지 90°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 시인성 개선 및 정면 명암비 감소를 최소화할 수 있다. 패턴군 내에서 각각의 광학 패턴의 밑각(α)은 동일하거나 다를 수 있다. 상기 "밑각(α)"은 광학 패턴(111)의 최대 폭(w)과 광학 패턴(111)의 평탄부(115)와 바로 연결되는 경사면(112)가 이루는 각도를 의미한다.
일 구체예에서, 광학 패턴(111)에서 양쪽 밑각(α)은 동일하거나 다를 수 있다.
평탄부(115)는 양각의 광학 패턴(111)과 이웃하는 양각의 광학 패턴(111) 사이에 형성되어 있다. 평탄부(115)는 평탄부(115)에 도달한 광을 왜곡없이 출사시킴으로써 휘도 손실을 최소화 할 수 있다.
평탄부(115)의 폭(d)은 80㎛ 이하, 구체적으로 50㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 5㎛ 내지 25㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선, 시야각 개선, 및 휘도 향상을 나타내고 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다. 패턴군 내에서 각각의 광학 패턴의 평탄부(115)의 폭은 동일하거나 다를 수 있다.
주기(c)는 양각의 광학 패턴의 최대 폭과 그와 직접적으로 형성된 1개 평탄부의 폭의 합이다. 주기(c)는 해당 광학 패턴의 최대 폭(w)의 1배 이상, 예를 들면 1배 내지 5배, 1.0배 내지 2.0배가 될 수 있다. 상기 범위에서, 휘도 향상 및 명암비 개선 효과가 있으면서 모아레를 방지할 수 있다. 주기(c)는 5㎛ 내지 500㎛, 구체적으로 10㎛ 내지 25㎛일 수 있다. 상기 범위 내에서 휘도 향상 및 명암비 개선 효과가 있으면서 모아레를 방지할 수 있다. 패턴군 내에서 각각의 주기는 동일하거나 다를 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 광학 패턴(111)은 광학 패턴(111)의 길이 방향으로 연장되어 형성된 스트라이프(stripe) 형태로 형성될 수 있다. 이를 통해, 측면 명암비 개선 효과를 높일 수 있다.
제2수지층(120)은 제1수지층(110)보다 굴절률이 높다. 제2수지층(120)과 제1수지층(110)의 굴절률 차이는 0.20 이하, 구체적으로 0.05 내지 0.20, 보다 구체적으로 0.10 내지 0.15가 될 수 있다. 상기 범위에서, 집광의 확산 및 측면 명암비 개선 효과가 클 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(110)은 (메트)아크릴계, 폴리카보네이트계, 실리콘계, 에폭시계 수지 중 하나 이상을 포함하는 자외선 경화형 조성물 또는 열경화형 조성물로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
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 측면 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.
제1수지층(110)은 점착성이 없는 비-점착성일 수도 있으나, 자체 점접착제 수지로 형성되어 점접착제층으로서 층 간의 결합을 용이하게 하거나 층 간 결합시 편광자 보호층을 별도로 구비하지 않도록 함으로써 편광판을 박형화시킬 수 있다. 상기 자체 점접착제 수지는 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지일 수 있다. 제1수지층(110)이 자체 점착성이 아닌 경우, 제1수지층(110)은 편광필름에 접착층에 의해 접착될 수 있다. 접착층은 수계 접착제, 광경화형 접착제 등으로 형성될 수 있다.
제1보호층(200)은 광 투과층으로서, 광학표시장치에서 제2수지층을 통과하여 확산된 광을 투과시킬 수 있다.
제1보호층(200)은 소정 범위의 위상차를 갖는 위상차 필름 또는 등방성 광학필름이 될 수 있다. 일 구체예에서, 보호층은 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 있고, 제2수지층과 제1수지층의 적층체를 통해 확산된 광의 확산 효과가 더 커질 수 있다. 다른 구체예에서, 제1보호층은 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, 제1보호층은 Re가 8,000 nm 이상, 구체적으로 10,000nm 이상, 더 구체적으로 10,000nm 초과인 위상차 필름이 될 수 있다.
제1보호층(200)은 두께가 30㎛ 내지 120㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 80㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 광학표시장치에 사용될 수 있다. 보호층(200)은 가시광 영역에서 광 투과도가 80% 이상 구체적으로 85% 내지 95%가 될 수 있다. 제1보호층(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. 바람직하게는, 보호층은 폴리에스테르 수지로 형성된 필름을 포함할 수 있다. 제1보호층은 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, 제1보호층은 기재필름 및 기재 필름의 적어도 일면에 형성된 프라이머층을 포함할 수도 있다. 기재필름은 제1보호층을 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, 제1보호층의 투과율을 높일 수 있다. 기재필름은 굴절률이 1.3 내지 1.7, 구체적으로 1.4 내지 1.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1보호층의 기재필름으로 사용될 수 있고, 프라이머층과의 굴절률 제어가 용이하며, 제1보호층의 투과율을 높일 수 있다. 기재필름은 상술한 수지로 형성된 필름을 포함할 수 있다. 프라이머층은 기재필름과 제1 수지층 사이에 형성되는 것으로, 기재필름과 제1 수지층 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 사용가능하고, 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 사용가능하고, 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.
편광필름은 입사광을 편광시키는 것으로, 편광자를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 편광필름은 편광자를 포함할 수 있다. 편광자는 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. 편광자는 두께가 5㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
다른 구체예에서, 편광필름은 편광자 및 편광자의 적어도 일면에 형성된 제2보호층을 포함할 수 있다. 제2보호층은 편광자로의 외부 수분의 침투를 억제하고, 편광판의 기계적 강도를 높일 수 있다. 바람직하게는, 제2보호층은 상기 편광자와 상기 명암비 개선 필름 사이에 형성될 수 있다.
제2보호층은 광학적으로 투명한, 보호 필름 또는 보호코팅층 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제2보호층이 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 상기에서 상술된 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 보호 필름은 광학적으로 투명한 액정 필름일 수도 있다.
제2보호층이 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.
제2 보호층은 제1보호층 대비 동일 또는 이종의 위상차, 재질, 두께 등을 가질 수 있다.
제2보호층의 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.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판을 도 2를 참고하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광판 중 명암비 개선 광학 필름의 단면도이다.
도 2을 참조하면, 명암비 개선 광학 필름(20)은 제1보호층(200) 및 명암비 개선층(100')을 포함할 수 있다. 명암비 개선층(100) 대신에 명암비 개선층(100')을 포함하는 점을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판과 실질적으로 동일하다. 명암비 개선층(100')은 제1수지층(110')과 제2수지층(120')을 포함한다.
도 2는 m번째 패턴군과 바로 이웃하는 m+1번째 패턴군을 나타낸 것이다. m번째 패턴군과 m+1번째 패턴군은 양각의 광학 패턴의 폭 방향과 동일 방향으로 배열될 수 있다. 2 ≤ m+1 ≤ n, m은 정수가 될 수 있다.
도 2를 참조하면, m번째 패턴군은 광학 패턴의 폭 방향으로 제1광학패턴 P(m,1), 제2광학패턴 P(m,2), 제3광학패턴 P(m,3), 제4광학패턴 P(m,4)이 순차적으로 형성되고, 광학 패턴 사이에 평탄부가 형성된 것을 나타낸 것이다. 광학패턴의 제1면과, 상기 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리를 h(m,1), h(m,2), h(m,3), h(m,4)라고 할 때, h(m,1) ＞ h(m,2) ＞ h(m,3) ＞ h(m,4)가 될 수 있다.
m+1번째 패턴군은 m번째 패턴군과 바로 이웃하는 패턴군이다. 광학 패턴의 폭 방향으로 제1광학패턴 P(m+1,1), 제2광학패턴 P(m+2,2), 제3광학패턴 P(m+3,3), 제4광학패턴 P(m+4,4)이 순차적으로 형성되고, 광학패턴 사이에 평탄부가 형성된 것을 나타낸 것이다. 광학패턴의 제1면과, 상기 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리를 h(m+1,1), h(m+1,2), h(m+1,3), h(m+1,4)라고 할 때, h(m+1,1) ＞ h(m+1,2) ＞ h(m+1,3) ＞ h(m+1,4)가 될 수 있다. 광학패턴(111)의 제1면(113)과, 상기 광학패턴(111)과 바로 이웃하는 평탄부(115) 간의 최단 거리(h)는 40㎛ 이하, 구체적으로 30㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 4㎛ 내지 15㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선, 시야각 개선, 및 휘도 향상을 나타내고 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 편광판은 m번째 패턴군과 m+1번째 패턴군을 포함하고 m번째 패턴군에서 광학패턴의 제1면과, 상기 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리가 계속해서 감소하고, m+1번째 패턴군에서 광학패턴의 제1면과, 상기 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리가 계속해서 감소할 수 있다. 이를 통해, 시인측 편광판으로 사용시 광학표시장치의 비 구동시에 블랙 시감을 개선할 수 있다. 제1수지층(110')과 제2 수지층(120')의 계면에 있어서 제1수지층(110')의 제1면(113)은 동일 선 상에 있을 수 있다. 상기 "제1수지층의 제1면이 동일 선 상에 있다"는 것은 명암비 개선층(100)의 일면(명암비 개선층의 최하부면 또는 명암비 개선층과 제1보호층이 접하는 면)으로부터 제1면까지의 최단 거리가 모두 동일한 것을 의미한다.
도 2에서 도시되지 않았지만, m번째 패턴군, m+1번째 패턴군, m+2번째 패턴군이 순차적으로 형성되고, 각각의 패턴군에서 광학패턴의 제1면과, 상기 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리가 계속해서 감소할 수 있다. 즉, 본 발명의 편광판은 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리가 계속해서 감소하는 패턴군이 2개 이상, 예를 들면 3개 이상, 예를 들면 4개 이상 형성되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 도 2에서 도시되지 않았지만, 패턴군 내에서 광학패턴의 제1면과, 상기 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리는 계속해서 증가할 수도 있다. 즉, 도 2에서 h(m,1) ＜ h(m,2) ＜ h(m,3) ＜ h(m,4), h(m+1,1) ＜ h(m+1,2) ＜ h(m+1,3) ＜ h(m+1,4)인 명암비 개선 광학필름을 포함하는 편광판도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 본 발명의 편광판은 m번째 패턴군과 m+1번째 패턴군을 포함하고 m번째 패턴군에서 광학패턴의 제1면과, 상기 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리가 계속해서 증가하고, m+1번째 패턴군에서 광학패턴의 제1면과, 상기 광학패턴과 바로 이웃하는 평탄부 간의 최단 거리가 계속해서 증가할 수 있다. 이를 통해, 시인측 편광판으로 사용시 광학표시장치의 비 구동시에 블랙 시감을 개선할 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 광학표시장치는 액정표시장치를 포함할 수 있다.
액정표시장치는 본 발명의 편광판을 액정패널에 대해 시인측 편광판으로 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
제1보호층용 PET 필름(도요보, 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re=14,000nm)의 일면에 자외선 경화성 수지(신아 T&C)를 코팅하여 코팅층을 형성하였다. 양쪽 밑각이 동일한 광학 패턴 및 상기 광학 패턴 사이에 평탄부가 형성된 패턴부를 구비하는 필름을 이용하여 상기 코팅층에 광학 패턴과 평탄부를 인가하고 경화시켜, 제2수지층을 형성하였다. 제2수지층의 굴절률은 1.59이다.
상기 제2 수지층에 자외선 경화성 수지(신아T&C)를 코팅하여 상기 광학 패턴을 완전히 충진하는 충진 패턴을 갖는 제1수지층이 형성된 명암비 개선 필름을 제조하였다. 제1수지층의 굴절률은 1.47이다.
폴리비닐알콜 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자를 제조하였다.
상기 제조한 편광자의 일면과 다른 일면에 편광판용 접착제(Z-200, Nippon Goshei사)를 각각 도포하고, 일면에 COP 필름(ZEON사), 다른 일면에 PET 필름(도요보 두께:80㎛)을 접착시켰다.
상기 제조한 명암비 개선 필름 중 제1수지층의 일면에 아크릴 수지 점착제를 도포하고, 상술 편광자에 접착된 PET 필름을 점착시켜 편광판을 제조하였다.
상기 편광판 중 명암비 개선층은 도 1에 따른 단면을 갖는다. 양각의 광학 패턴은 양쪽 밑각(α)이 90°이고 제1면의 폭(a)이 7㎛이고 단면이 직사각형인 광학 패턴이 될 수 있다. 1개의 패턴군에는 3개의 상기 광학 패턴이 형성되고 상기 광학 패턴 사이에는 평탄부가 각각 형성되어 있다. 평탄부의 폭(d)은 7㎛이다. 주기(c)는 14㎛, 폭(w)는 7㎛이다. 패턴군에 있어서 광학 패턴의 제1면과 광학 패턴과 바로 이웃하는 평탄부 사이의 최단 거리 중 최고값은 12㎛, 최저값은 4㎛이다. 패턴군 내 3개의 패턴은 상기 제1면과 광학 패턴과 바로 이웃하는 평탄부 사이의 최단 거리 범위인 4 ~ 12㎛ 범위 내에 있으며 h(m,1) ＞ h(m,2) ＞ h(m,3)의 순서로 배열된다.
실시예 2
실시예 1에서 명암비 개선필름 부분을 제외한 부분은 동일하며, 명암비 개선필름은 아래와 같이 제작하였다.
상기 편광판 중 명암비 개선층은 도 1에 따른 단면을 갖는다. 양각의 광학 패턴은 양쪽 밑각(α)이 90°이고 제1면의 폭(a)이 7㎛이고 단면이 직사각형인 광학 패턴이 될 수 있다. 1개의 패턴군에는 3개의 상기 광학 패턴이 형성되고 상기 광학 패턴 사이에는 평탄부가 각각 형성되어 있다. 평탄부의 폭(d)은 7㎛이다. 주기(c)는 14㎛, 폭(w)는 7㎛이다. 패턴군에 있어서 광학 패턴의 제1면과 광학 패턴과 바로 이웃하는 평탄부 사이의 최단 거리 중 최고값은 9㎛, 최저값은 4㎛이다. 패턴군 내 3개의 패턴은 상기 제1면과 광학 패턴과 바로 이웃하는 평탄부 사이의 최단 거리 범위인 4㎛ ~ 9㎛ 범위 내에 있으며 h(m,1) ＞ h(m,2) ＞ h(m,3)의 순서로 배열된다.
실시예 3
실시예 1에서 명암비 개선필름 부분을 제외한 부분은 동일하며, 명암비 개선필름은 아래와 같이 제작하였다.
상기 편광판 중 명암비 개선층은 도 2에 따른 단면을 갖는다. 양각의 광학 패턴은 양쪽 밑각(α)이 90°이고 제1면의 폭(a)이 7㎛이고 단면이 직사각형인 광학 패턴이 될 수 있다. 1개의 패턴군에는 3개의 상기 광학 패턴이 형성되고 상기 광학 패턴 사이에는 평탄부가 각각 형성되어 있다. 평탄부의 폭(d)은 7㎛이다. 주기(c)는 14㎛, 폭(w)는 7㎛이다. 패턴군에 있어서 광학 패턴의 제1면과 광학 패턴과 바로 이웃하는 평탄부 사이의 최단 거리 중 최고값은 12㎛, 최저값은 4㎛이다. 패턴군 내 3개의 패턴은 상기 제1면과 광학 패턴과 바로 이웃하는 평탄부 사이의 최단 거리 범위인 4㎛ ~ 12㎛ 범위 내에 있으며 h(m,1) ＞ h(m,2) ＞ h(m,3)의 순서로 배열된다.
실시예 4
실시예 1에서 명암비 개선필름 부분을 제외한 부분은 동일하며, 명암비 개선필름은 아래와 같이 제작하였다.
상기 편광판 중 명암비 개선층은 도 2에 따른 단면을 갖는다. 양각의 광학 패턴은 양쪽 밑각(α)이 90°이고 제1면의 폭(a)이 7㎛이고 단면이 직사각형인 광학 패턴이 될 수 있다. 1개의 패턴군에는 3개의 상기 광학 패턴이 형성되고 상기 광학 패턴 사이에는 평탄부가 각각 형성되어 있다. 평탄부의 폭(d)은 7㎛이다. 주기(c)는 14㎛, 폭(w)는 7㎛이다. 패턴군에 있어서 광학 패턴의 제1면과 광학 패턴과 바로 이웃하는 평탄부 사이의 최단 거리 중 최고값은 9㎛, 최저값은 4㎛이다. 패턴군 내 3개의 패턴은 상기 제1면과 광학 패턴과 바로 이웃하는 평탄부 사이의 최단 거리 범위인 4㎛ ~ 9㎛ 범위 내에 있으며 h(m,1) ＞ h(m,2) ＞ h(m,3)의 순서로 배열된다.
비교예 1
실시예 1에서, 제2수지층을 하기와 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
양각의 광학 패턴은 양쪽 밑각(α)이 90°이고 제1면의 폭(a)이 7㎛이고 단면이 직사각형인 광학 패턴이 될 수 있다. 광학 패턴과 이웃하는 광학 패턴 사이에는 평탄부가 형성되어 있다. 평탄부의 폭(d)은 7㎛이다. 주기(c)는 14㎛, 폭(w)는 7㎛이다. 광학 패턴의 제1면과 광학 패턴과 바로 이웃하는 평탄부 사이의 최단 거리는 7㎛로 동일하다.
실시예와 비교예의 편광판을 이용하여 액정표시장치용 모듈을 제조하였다.
제조예 1: 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 2: 액정표시장치용 모듈의 제조
제조예 1의 제1편광판, 액정패널(PVA 모드), 상기 실시예와 비교예에서 제조한 편광판을 순차적으로 조립하여 액정표시장치용 모듈을 제조하였다. 실시예와 비교예에서 제조한 편광판을 시인측 편광판으로 조립하였다.
제조한 액정표시장치용 모듈 중 명암비 개선층의 개략적인 구성을 하기 표 1에 나타내었다. 실시예와 비교예에서 제조한 액정표시장치용 모듈을 이용하여 하기 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 1, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6에 나타내었다.
(1)구동시 측면 명암비: 상기와 같이 액정표시장치를 제조하고, EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM사)를 이용하여 구면 좌표계 (0°, 60°)에서 명암비를 측정하였다.
(2)비 구동시 외관 평가: 상기와 같이 액정표시장치를 제조한다. 시인측 편광 판으로부터 30cm 높이에 3파장 형광 램프(OSRAM)를 위치한 후 점등하여 반사 이미지를 촬영하였다. 3 파장 형광 램프는 액정표시장치의 화면 중 장방향의 중간 위치에 대응되도록 하였다. 반사광의 강도(I)는 이미지 분석 프로그램(ImageJ)을 이용하여 픽셀 단위로 추출하였다. 픽셀은 액정표시장치의 화면 중 3 파장 형광 램프 중 최외곽을 픽셀 단위 0, 상기 픽셀 단위 0으로부터 액정표시장치의 화면의 장방향으로 총 250개의 픽셀로 나누어 얻었다.
각각 픽셀에서 측정된 반사광의 강도(I)를 측정된 반사광의 강도(I) 중 최대값(픽셀 단위 0에서의 반사광)으로 나누어 각각의 픽셀에서 제곱값을 얻었다. 픽셀 단위 위치를X축으로 하고 상기 얻은 제곱값을 Y축으로 하여 그래프화하였다. 통계학적 분석 방법으로 정규화(normalization)하였다. 정규화로부터 지수 함수(y=aebx)의 추세선과 잔차(residual)를 얻었다. 잔차를 블랙 시감 결정 계수로 하였다. 도 3은 실시예 1에 의한 외관 평가 결과이다. 도 4는 실시예 1의 광학표시장치 비구동시 블랙 시감 결정 계수를 도출하기 위한 그래프이다. 도 4에서 픽셀 위치를 x축으로 하고 제곱값을 y축으로 하여 얻은 그래프이다. 도 4에서 푸른색 선은 픽셀 위치에 따른 제곱값을 나타내고, 흑색 실선은 정규화한 값을 나타내다. 이때 블랙 시감 결정 계수가 1에 가까울수록 외관이 양호하며, 블랙 시감 결정 계수가 작을수록 반사광의 강도 진동 폭이 큰 것을 의미하므로 회절광이 두드러지게 보임을 의미한다. 도 5는 비교예 1의 광학표시장치 비구동시 외관 평가 결과이다. 도 6은 비교예 1의 광학표시장치 비구동시 블랙 시감 결정 계수를 도출하기 위한 그래프이다.
실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 비교예
1
밑각(°) 86 86 86 86 86
제1면의 폭(a, ㎛) 7 7 7 7 7
단면 사다리꼴 사다리꼴 사다리꼴 사다리꼴 사다리꼴
평탄부의 폭(d, ㎛) 7 7 7 7 7
주기(c, ㎛) 14 14 14 14 14
h의 최대값(㎛) 12 9 12 9 7
h의 최소값(㎛) 4 4 4 4 7
패턴 형상 도 1 도 1 도 2 도 2 h가 동일
종횡비* 1.71 1.29 1.71 1.29 1
구동시 측면 명암비
(0°, 60°)		 100 100 100 100 100
비구동시 블랙 시감 결정 계수 0.9870 0.9821 0.9868 0.9815 0.8696
*종횡비: 패턴군 내에서 최대 높이를 갖는 양각의 광학 패턴의 종횡비
상기 표 1 및 도 4, 도 5에서와 같이, 본 실시예에 따른 편광판은 비구동시 블랙 시감 결정 계수가 0.98 이상으로 높아서 광학표시장치의 비 구동시, 외부 광에 의한 광학표시장치의 화면의 외관 특성 저하를 해소할 수 있는 편광판을 제공하였다. 따라서, 본 발명은 광학표시장치의 비 구동시, 외부 광에 의해 광학표시장치의 화면에 무라 등이 발생하는 현상을 해소하고 블랙 시감을 개선할 수 있는 편광판을 제공하였다. 한편, 본 발명은 광학표시장치의 구동 시, 정면 명암비와 측면 명암비를 개선시킬 수 있고 측면 명암비를 높이더라도 정면 명암비의 감소를 최소화시킬 수 있는 편광판을 제공하였다.
반면에, 패턴 군 내에서 양각의 광학 패턴의 제1면과 상기 양각의 광학 패턴과 바로 이웃하는 평탄부 사이의 최단 거리 h가 동일한 비교예 1은 비구동시 블랙 시감 결정 계수가 0.8696으로 광학표시장치의 비 구동시 외부 광에 의한 광학표시장치의 화면 외관 특성 저하를 해소하기에 부족하였다.
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. 편광필름 및 상기 편광필름의 일면에 형성된 명암비 개선 광학필름을 포함하고,
    상기 명암비 개선 광학필름은 상기 편광필름으로부터 순차적으로 적층된 제1수지층과 제2수지층을 포함하고,
    상기 제2수지층은 상기 제1수지층보다 굴절률이 크고,
    상기 제1수지층과 상기 제2수지층의 계면에는 복수개의 패턴군이 형성되어 있고, 상기 패턴군은 상기 제2수지층으로부터 돌출된 하나 이상의 양각의 광학 패턴; 및 상기 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 광학 패턴 사이에 형성된 평탄부로 구성되고,
    상기 제1수지층과 상기 제2수지층의 계면에 있어서 상기 평탄부 또는 상기 양각의 광학 패턴의 정하부인 제1면은 동일 선상에 있고,
    상기 패턴군 내에서 상기 양각의 광학 패턴의 제1면과 상기 양각의 광학 패턴과 바로 이웃하는 평탄부 사이의 최단 거리 h는 계속해서 증가하거나 계속해서 감소하는 것인, 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 평탄부는 동일 선 상에 있는 것인, 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 양각의 광학 패턴의 정하부인 제1면은 동일 선 상에 있는 것인, 편광판.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 패턴군은 m번째 상기 패턴군과 m+1번째 상기 패턴군을 포함하고 상기 m번째 패턴군에서 상기 h가 계속해서 감소하고, 상기 m+1번째 패턴군에서 상기 h가 계속해서 감소하는 것인, 편광판.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 패턴군은 m번째 상기 패턴군과 m+1번째 상기 패턴군을 포함하고 상기 m번째 패턴군에서 상기 h가 계속해서 증가하고, 상기 m+1번째 패턴군에서 상기 h가 계속해서 증가하는 것인, 편광판.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 패턴군에 있어서 상기 광학 패턴의 최소 높이에 대한 광학 패턴의 최대 높이의 비(최대 높이/최소 높이)는 1 초과 5 미만인 것인, 편광판.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 패턴군은 m번째 상기 패턴군과 m+1번째 상기 패턴군을 포함하고, 상기 m번째 패턴군의 i번째 광학 패턴의 최대 높이는 상기 m+1번째 패턴군의 i번째 광학 패턴의 최대 높이와 동일하거나 다르고, i는 1 내지 10의 정수인 것인, 편광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1면은 평면인 것인, 편광판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 양각의 광학 패턴은 단면이 직사각형, 정사각형 또는 사다리꼴인 광학 패턴을 포함하는 것인, 편광판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 패턴군에 있어서 주기(c)는 상기 광학 패턴의 최대 폭(w)의 1.0배 내지 5.0배인 것인, 편광판.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2수지층과 상기 제1수지층 간의 굴절률 차이는 0.30 이하인 것인, 편광판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 양각의 광학 패턴은 상기 편광필름의 광출사 방향과 반대 방향으로 상기 제2수지층으로부터 돌출되어 있는 것인, 편광판.
  13. 제1항에 있어서, 상기 패턴군 내에서 최대 높이를 갖는 양각의 광학 패턴의 종횡비는 0.3 초과 3.0 이하인 것인, 편광판.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제2수지층의 일면에 제1보호층이 더 형성된 것인, 편광판.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.
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