KR20190078428A - 명암비 개선 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

명암비 개선 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

보호층; 및 상기 보호층으로부터 순차적으로 적층된 제2수지층 및 상기 제2수지층과 대향하는 제1수지층을 포함하는 명암비 개선층을 포함하고, 상기 제2수지층은 상기 제1수지층보다 굴절률이 높고, 상기 제1수지층은 상기 제2수지층과 대향하는 적어도 일 부분에, 2개 이상의 양각의 광학 패턴 및 상기 양각의 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 양각의 광학 패턴 사이에 평탄부를 갖는 패턴부를 구비하고, 상기 제2수지층은 디피로메텐계 염료와 아조 피리돈계 염료의 혼합물을 포함하는 것인, 명암비 개선 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치가 제공된다.

Description

명암비 개선 광학 필름, 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 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 백라이트 유닛에서 나온 광이 액정패널을 통해 출사됨으로써 작동된다. 백라이트 유닛으로부터 광은 액정표시장치의 화면에 대해 수직으로 입사되므로, 액정표시장치의 화면 중 측면은 정면 대비 명암비(contrast ratio, CR)가 떨어질 수밖에 없다. 따라서, 측면 명암비를 높이는 명암비 개선 광학 필름 개발이 진행되고 있다.
명암비 개선 광학 필름은 고굴절층과 저굴절층을 구비하며 광학 패턴에 의해 측면 명암비를 개선한다. 평탄부와 광학 패턴이 교대로 형성된 광학 필름에 의해 측면 명암비를 개선할 수 있다. 그러나 명암비 개선 광학 필름에 의해 측면 명암비를 어느 정도는 개선할 수 있었을지 몰라도 광학 패턴에 의해 정면으로 출사되는 광이 방해를 받음으로써 정면 명암비가 감소하였으며, 광학표시장치의 비 구동시에도 외부 광이 광학 패턴에 입사되어 반사율이 증가하는 문제점이 있었다. 한편, 명암비 개선 광학 필름은 광학표시장치에 적용시 최 외곽에 배치될 수밖에 없다. 따라서, 명암비 개선 광학 필름은 계속해서 외광에 노출되게 된다. 내광 신뢰성이 낮은 명암비 개선 광학 필름은 황변이 발생하거나 광 투과도가 변함으로써 광학표시장치의 신뢰성을 낮출 수 있다.
본 발명의 배경기술은 일본공개특허 제2006-251659호에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 내광 신뢰성을 개선할 수 있는 명암비 개선 광학 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 정면 명암비를 개선하고 반사율을 낮출 수 있는 명암비 개선 광학 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 명암비 개선 광학 필름을 포함하는 편광판 및 광학표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 명암비 개선 광학 필름은 보호층; 및 상기 보호층으로부터 순차적으로 적층된 제2수지층 및 상기 제2수지층과 대향하는 제1수지층을 포함하는 명암비 개선층을 포함하고, 상기 제2수지층은 상기 제1수지층보다 굴절률이 높고, 상기 제1수지층은 상기 제2수지층과 대향하는 적어도 일 부분에, 2개 이상의 양각의 광학 패턴 및 상기 양각의 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 양각의 광학 패턴 사이에 평탄부를 갖는 패턴부를 구비하고, 상기 제2수지층은 디피로메텐계 염료와 아조 피리돈계 염료의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 편광판은 편광필름 및 상기 편광필름 상에 형성된 본 발명의 명암비 개선 광학 필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 액정표시장치는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
본 발명은 내광 신뢰성을 개선할 수 있는 명암비 개선 광학 필름을 제공하였다.
본 발명은 정면 명암비를 개선하고 반사율을 낮출 수 있는 명암비 개선 광학 필름을 제공하였다.
본 발명은 본 발명의 명암비 개선 광학 필름을 포함하는 편광판 및 광학표시장치를 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 명암비 개선 광학 필름의 단면도이다.
도 2는 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°)이고, 좌측 끝 지점을 (180°, 90°), 우측 끝 지점을 (0°, 90°)라고 할 때, 측면은 (0°, 60°)을 의미한다.
본 명세서에서 "정상부(top part)"는 양각의 광학 패턴 중 가장 높은 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 상기 광학 패턴과 바로 이웃하는 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 명암비 개선 광학 필름에 대해 "△YI"는 명암비 개선 광학 필름의 초기 YI(황색 지수, yellow index)를 YIa, 상기 명암비 개선 광학 필름을 내광 테스트 조건에서 방치 후 측정한 YI를 YIb라고 할 때 YIb - YIa를 의미한다.
본 명세서에서 명암비 개선 광학 필름에 대해 "△T"는 명암비 개선 광학 필름의 초기 T(전광선 투과율 등의 광 투과도)를 Ta, 상기 명암비 개선 광학 필름을 내광 테스트 조건에서 방치후 측정한 T를 Tb라고 할 때 ｜Tb - Ta｜를 의미한다.
본 명세서에서 편광판의 "△YI", "△T"는 상기에서 명암비 개선 광학 필름 대신에 편광판을 사용해서 측정한 값을 의미한다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된"에서 "치환"은 작용기 중의 하나 이상의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br 또는 I), 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기(NH2, NH(R200) 또는 N(R201)(R202)이고, 여기서 R200, R201 및 R202는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기임), 아미디노기, 하이드라진기, 하이드라존기, 카르복실기, C1 내지 C10의 알킬기, C2 내지 C10 알케닐기, C2 내지 C10 알키닐기, C5내지 C10의 지환족 유기기, C6 내지 C10의 아릴기, 및 C3 내지 C10의 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
본원발명의 발명자는 하기 상술되는 패턴부를 구비하는 명암비 개선 광학 필름에 있어서, 제2수지층에 디피로메텐(dipyrromethene)계 염료와 아조 피리돈(azo pyridone)계 염료의 혼합물을 포함함으로써, 내광 신뢰성이 우수하고, 패턴부에 의한 측면 명암비 개선에 영향을 주지 않으면서 정면 명암비를 개선할 수 있고, 반사율이 현저하게 낮아질 수 있으며, 측면 색상 변환(color shift) 정도를 낮출 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다. 상기 "내광 신뢰성이 우수하다"는 것은 명암비 개선 광학 필름 또는 명암비 개선 광학 필름을 포함하는 편광판을 내광 테스트 조건(파장 420nm에서 41mW/m2으로 500시간 동안 조사, 예: Q-SUN社의 xenon arc lamp을 이용)에 두었을 때, 황색 지수(YI) 및 광 투과도의 변화량(또는 변화율)이 낮음을 의미한다. 이에 대해서는 하기에서 상술한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 명암비 개선 광학 필름을 도 1을 참고하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 명암비 개선 광학 필름의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 명암비 개선 광학 필름(10)은 보호층(100), 명암비 개선층(200)이 순차적으로 형성되어 있다.
보호층
보호층(100)은 명암비 개선층(200)의 일면에 형성되어, 명암비 개선층(200)을 지지할 수 있다. 보호층(100)은 명암비 개선층(200) 중 제2수지층(220)과 직접적으로 형성되어, 명암비 개선 광학 필름(10)을 박형화시킬 수 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 보호층(100)과 명암비 개선층(200) 사이에 임의의 점착층, 접착층, 또는 점 접착층이 개재되지 않음을 의미한다. 보호층(100)의 광 입사면에 명암비 개선층(200)이 형성되어 있다.
보호층(100)은 가시광선 영역에서 전광선 투과율(total transmittance)이 90% 이상, 예를 들면 90% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 범위에서 입사광에 영향을 주지 않고 투과시킬 수 있다.
보호층(100)은 광 입사면 및 광 입사면과 대향하는 광 출사면을 포함하는 보호 필름 또는 보호 코팅층일 수 있다. 예를 들면, 보호층으로 보호 필름을 사용함으로써 명암비 개선층에 대한 지지 정도가 우수할 수 있다.
보호층이 보호 필름일 경우 보호층은 단일층의 광학적으로 투명한 수지 필름을 포함할 수 있다. 그러나, 보호층은 수지 필름이 복수 개 적층되는 경우도 포함할 수 있다. 보호 필름은 수지를 용융 및 압출하여 형성될 수 있다. 필요할 경우에는 연신 공정을 더 추가할 수도 있다. 상기 수지는 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르계 수지, 비정성 환상 폴리올레핀(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 있으나, 상기 수지를 소정의 방법으로 연신시켜 소정 범위의 위상차를 갖는 위상차 필름 또는 등방성 광학 필름이 될 수 있다. 일 구체예에서, 보호 필름은 Re가 60nm 이하, 구체적으로 0nm 내지 60nm, 더 구체적으로 40nm 내지 60nm의 등방성 광학 필름이 될 수도 있다. 상기 범위에서 시야각을 보상하여 화상 품질을 좋게 할 수 있다. 상기 "등방성 광학 필름"은 nx, ny, nz가 실질적으로 동일한 필름을 의미하며, 상기 "실질적으로 동일한"은 완전히 동일한 경우뿐만 아니라 약간의 오차를 포함하는 경우를 모두 포함한다. 다른 구체예에서, 보호 필름은 Re가 60nm 초과인 위상차 필름일 수 있다. 예를 들면, 보호 필름은 Re가 60nm 내지 500nm, 60nm 내지 300nm가 될 수 있다. 예를 들면, 보호 필름은 Re가 8,000nm 이상, 구체적으로 10,000nm 이상, 더 구체적으로 10,000nm 초과, 더 구체적으로 10,100nm 내지 30,000nm, 10,100nm 내지 15,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무지개 얼룩이 시인되지 않게 할 수 있고, 명암비 개선층를 통해 확산된 광의 확산 효과가 더 커질 수 있다.
보호 코팅층은 활성 에너지선 경화성 화합물과 중합 개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물로 형성될 수 있다. 활성 에너지선 경화성 화합물은 양이온 중합성 경화성 화합물, 라디칼 중합성 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. 에폭시계 화합물은 수소화 에폭시계 화합물, 사슬형 지방족 에폭시계 화합물, 고리형 지방족 에폭시계 화합물, 방향족 에폭시계 화합물 중 하나 이상이 될 수 있다. 라디칼 중합성 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 개시제, 광증감제는 당업자에게 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있다.
보호층(100)의 두께는 5㎛ 내지 200㎛, 구체적으로, 30㎛ 내지 120㎛, 보호 필름 타입의 경우 30㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 50㎛ 내지 90㎛, 보호코팅층 타입의 경우 5㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 편광판에 사용될 수 있다.
보호층(100)의 적어도 일면에는 프라이머층, 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층, 안티글레어층, 저반사층, 초저반사층 등의 표면 처리층이 더 형성될 수도 있다. 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층 등은 보호층, 편광필름 등에 추가적인 기능을 제공할 수 있다. 프라이머층은 보호층과 피착체(예:편광필름 또는 제2수지층)의 접착을 좋게 할 수 있다.
명암비 개선층
명암비 개선층(200)은 보호층(100)의 광 입사면에 형성되어 있다.
명암비 개선층(200)은 제1수지층(210) 및 제1수지층(210)과 대향하는 제2수지층(220)으로 구성된다. 일 구체예에서, 명암비 개선층(200)은 제1수지층(210) 및 제2수지층(220) 만으로 구성되어 있다.
제1수지층(210)은 제2수지층(220)의 광 입사면에 형성되어, 제1수지층(210)의 하부면으로부터 입사된 광을 제2수지층(220)으로 출사시킬 수 있다. 제1수지층(210)은 하부면으로부터 입사된 광을 입사 위치에 따라 다양한 방향으로 굴절시켜 출사시킴으로써 광을 확산시킬 수 있다.
제1수지층(210)은 제2수지층(220)에 직접적으로 형성되고, 제1수지층(210)에는 제2수지층(220)(제2수지층의 하부면)이 직접적으로 접촉하는 계면에 하기 상술되는 패턴부가 형성되어 있다. 도 1은 패턴부가 제2수지층(220)에 완전히 접촉하는 것을 나타낸 것이다. 그러나, 패턴부가 제2수지층(220)의 적어도 일부분에 접촉하는 것도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 제2수지층(220)과 제1수지층(210) 간에 접촉하지 않는 부분은 공기 또는 소정의 굴절률을 갖는 수지로 충진될 수 있다. 예를 들면, 패턴부가 제2수지층(220)에 완전히 접촉된다.
패턴부는 하나 이상의 양각의 광학 패턴(221); 및 양각의 광학 패턴(221)과 바로 이웃하는 광학 패턴(221) 사이에 형성된 평탄부(222)로 구성된다. 패턴부는 양각의 광학 패턴(221)과 평탄부(222)의 조합이 반복적으로 형성되어 있다.
제1수지층(210)은 상부면(210a)과 하부면(210b)으로 구성된다. 제1수지층(210)의 상부면(210a)은 제1수지층(210)과 제2수지층(220)의 계면으로서 패턴부에 대응된다.
일 구체예에서, 패턴부는 하기 식 1을 만족하고, 광학 패턴(221)은 밑각(θ)이 75° 내지 90°가 될 수 있다. 밑각(θ)은 광학 패턴(221)의 경사면(223)과 광학 패턴(221)의 최대폭(W)의 선과 이루는 각을 의미한다. 이때 상기 경사면(223)은 광학 패턴(221)의 평탄부(222)에 바로 연결되는 경사면을 의미한다. 상기 범위에서, 측면 명암비를 개선시킬 수 있고, 동일 측면 시야각에서 명암비를 높일 수 있다: 구체적으로, 밑각(θ)은 80° 내지 90°, P/W(W에 대한 P의 비)는 1.2 내지 8이 될 수 있다:
<식 1>
1 ＜ P/W ≤ 10
(상기 식 1에서, P는 패턴부의 주기(단위:㎛),
W는 광학 패턴의 최대 폭(단위:㎛)).
도 1은 광학 패턴의 양쪽 밑각(θ)이 동일한 경우를 나타내었으나, 밑각(θ)이 상술 75° 내지 90°에 포함된다면 밑각(θ)이 서로 다른 광학 패턴도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
광학 패턴(221)은 정상부에 제1면(224)이 형성되고 제1면(224)과 연결되는 하나 이상의 경사면(223)으로 구성되는 양각의 광학 패턴일 수 있다. 도 1은 광학 패턴(221)은 이웃하는 2개의 경사면(223)이 제1면(224)에 의해 연결되는 사다리꼴 광학 패턴을 나타낸 것이나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 광학 패턴은 단면이 사다리꼴인 광학 패턴 이외에 직사각형 또는 정사각형 등의 다각형의 광학 패턴일 수 있다.
제1면(224)은 정상부에 형성되어, 광학표시장치에서 제2수지층(220)에 도달한 광이 제1면(224)에 의해 더 확산되게 함으로써 시야각과 휘도를 높일 수 있다. 따라서, 광 확산 효과를 높여 휘도 손실을 최소화할 수 있다. 제1면(224)은 평탄한 면으로서 명암비 개선 광학 필름의 제조 공정을 용이하게 할 수도 있다. 그러나, 제1면(224)은 미세 요철이 형성되거나 곡면이 될 수도 있다. 제1면이 곡면으로 형성될 경우에는 렌티큘러 렌즈 패턴이 형성될 수 있다. 도 1은 정상부(제1면)에 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 lens인 명암비 개선층, 또는 마이크로렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-micro lens)인 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 또한, 단면이 직사각형 또는 정사각형 등의 N 각형(N은 3 내지 20의 정수)인 패턴도 포함할 수 있다.
제1면(224)은 평탄부(222), 제1수지층(210)의 최저면, 제2수지층(220)의 최고면(즉, 제2수지층의 상부면) 중 하나 이상과 평행하게 형성될 수 있다. 도 1은 광학 패턴(221)의 제1면(224), 평탄부(222), 제1수지층(210)의 최저면, 제2수지층(220)의 최고면이 서로 평행한 경우를 나타낸 것이다.
제1면(224)은 폭(A)이 0.5㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 1㎛ 내지 15㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있고, 명암비 개선 효과를 기대할 수 있다.
광학 패턴(221)은 종횡비(H1/W)가 0.1 내지 10, 구체적으로 0.1 내지 7, 보다 구체적으로 0.1 내지 5, 보다 더 구체적으로 0.1 내지 1이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에서 측면에서의 명암비와 시야각을 개선할 수 있다.
광학 패턴(221)의 최대 높이(H1)는 20㎛ 이하, 구체적으로 15㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 10㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선, 시야각 개선, 휘도 향상을 나타내고 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다.
광학 패턴(221)의 최대 폭(W)은 20㎛ 이하, 구체적으로 15㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 10㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선, 시야각 개선, 및 휘도 향상을 나타내고 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다.
도 1은 이웃하는 광학 패턴들이 밑각, 제1면의 폭, 최대 높이, 최대 폭이 각각 동일한 광학 패턴이 형성된 패턴부를 나타낸 것이다. 그러나, 이웃하는 광학 패턴들이 밑각, 제1면의 폭, 최대 높이, 최대폭이 각각 서로 다를 수도 있다.
평탄부(222)는 제1수지층(210)을 통과한 광을 제2수지층(220)으로 출사시킴으로써 정면 휘도를 높일 수 있다.
평탄부(222)의 폭(L)에 대한 광학 패턴(221)의 최대폭(W)의 비율(W/L)은 9 이하, 구체적으로는 0.1 내지 3, 더 구체적으로는 0.15 내지 2일 수 있다. 상기 범위에서, 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. 평탄부(222)의 폭(L)은 1㎛ 내지 50㎛, 구체적으로 1㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 휘도를 상승시켜 주는 효과가 있을 수 있다.
하나의 광학 패턴(221)의 최대 폭(W)과 바로 이웃하는 평탄부(222)는 하나의 주기(P)를 형성한다. 주기(P)는 1㎛ 내지 50㎛, 구체적으로 1㎛ 내지 40㎛일 수 있다. 상기 범위 내에서 명암비 개선 효과가 있으면서 모아레를 방지할 수 있다.
도 1은 이웃하는 주기, 최대 폭이 각각 서로 동일한 패턴부를 나타낸 것이나, 주기, 최대 폭은 각각 서로 다를 수도 있다.
제1수지층(210)은 굴절률이 1.52 미만, 구체적으로 1.35 이상 1.52 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(210)은 경화성 수지를 포함하는 제1수지층용 조성물로 형성될 수 있다. 제1수지층용 조성물은 개시제를 더 포함할 수 있다. 경화성 수지는 UV 경화성 수지, 열경화성 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. UV 경화성 수지, 열경화성 수지는 각각 당업자에게 알려진 통상의 종류에 의한다. 예를 들면 경화성 수지로서 (메트)아크릴계 수지를 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 개시제는 하기 제2수지층에서 설명한 바와 같다. 제1수지층용 조성물도 하기 제2수지층용 조성물에서 설명한 첨가제를 더 포함할 수 있다.
제1수지층(210)은 점착성이 없는 비 점착성일 수 있다. 제1수지층(210)이 비 점착성일 경우 명암비 개선 광학 필름은 피착체(예: 편광 필름)에 점착제, 접착제, 또는 점 접착제에 의해 적층될 수 있다. 본 발명에서는, 제1수지층(210)이 점착성일 수 있다. 제1수지층(210)이 점착성일 경우 명암비 개선 광학 필름은 피착체에 추가적인 점착제, 접착제, 또는 점접착제 없이 적층될 수 있어서 편광판의 박형화 효과를 얻을 수 있다.
도 1에서 명시되지 않았지만, 도 1은 광학 패턴이 광학 패턴의 길이 방향으로 스트라이프(stripe) 형의 연장된 형태로 형성된 것을 나타낸 것이나, 광학 패턴은 도트 형태로 형성될 수도 있다. 상기 "도트"는 광학 패턴이 분산되어 있는 것을 의미한다. 예를 들면, 광학 패턴은 스트라이프형으로 연장 형성되어 좌우 시야각 확대 효과를 낼 수 있다.
제2수지층(220)은 제1수지층(210)보다 굴절률이 높다. 따라서, 명암비 개선층(200)은 제1수지층(210)의 광 입사면으로부터 입사된 광을 확산시켜 출사시킴으로써 측면 명암비를 개선시킬 수 있고, 측면 명암비를 높이더라도 정면 명암비의 감소를 최소화하고, 정면 명암비와 측면 명암비의 차이를 감소시킬 수 있으며, 동일 측면 시야각, 동일 정면 시야각에서 명암비를 높일 수 있다.
제2수지층(220)과 제1수지층(210)의 굴절률 차이는 0.05 이상, 구체적으로 0.05 내지 0.3, 더 구체적으로 0.05 내지 0.2가 될 수 있다. 상기 범위에서, 집광의 확산 및 명암비 개선 효과가 클 수 있다.
제2수지층(220)은 굴절률이 1.50 이상, 구체적으로 1.55 내지 1.70이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 확산 효과가 우수할 수 있다.
제2수지층(220)은 디피로메텐계 염료와 아조 피리돈계 염료의 혼합물을 포함할 수 있다. 제2수지층(220)은 제1수지층(210)의 광 출사면에 형성되어, 광학표시장치에 적용시 제1수지층(210) 대비 외부광에 대해 영향을 더 많이 받을 수 있다. 제2수지층(220)은 디피로메텐계 염료와 아조 피리돈계 염료의 혼합물을 포함함으로써, 명암비 개선 광학 필름의 내광 신뢰성을 높일 수 있고, 반사율을 낮출 수 있다.
일 구체예에서, 명암비 개선 광학 필름은 하기 식 2에 의한 △YI는 2 이하, 예를 들면 1.5 이하, 1.1 이하가 될 수 있고, 하기 식 3에 의한 △T가 3% 이하, 예를 들면 2.8% 이하, 1.1% 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 내광 신뢰성이 우수하여 광학 필름을 장기간 사용할 수 있다:
<식 2>
△YI = YIb - YIa
(상기 식 2에서, 명암비 개선 광학 필름의 초기 YI를 YIa,
상기 명암비 개선 광학 필름을 내광 테스트 조건에서 방치 후 측정한 YI를 YIb라고 함.)
<식 3>
△T = ｜Tb - Ta｜
(상기 식 3에서, 명암비 개선 광학 필름의 초기 광 투과도를 Ta,
상기 명암비 개선 광학 필름을 내광 테스트 조건에서 방치후 측정한 광 투과도를 Tb라고 함).
상기 식 2에서 YIa는 3 이하, 예를 들면 1.5 이하, YIb는 4 이하, 예를 들면 3 이하, 2 이하가 될 수 있다. 상기 식 3에서 Ta는 60% 이상, 예를 들면 63% 이상, Tb 는 55% 이상, 예를 들면 60% 이상이 될 수 있다.
일 구체예에서, 명암비 개선 광학 필름은 내광 신뢰성 평가 후 YI의 변화율이 250% 이하, T의 변화율이 4% 이하가 될 수 있다. 상기 "YI의 변화율"은 △YI/YIa × 100이고, 상기 "T의 변화율"은 △T/Ta × 100으로 정의될 수 있다.
일 구체예에서, 명암비 개선 광학 필름은 보호층에서 측정한 반사율이 2% 이하, 예를 들면 1.5% 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 적용시 시인성을 좋게 할 수 있다.
일 구체예에서, 디피로메텐계 염료와 아조 피리돈계 염료의 혼합물은 블랙 염료일 수 있다. 이를 통해, 제1수지층의 양각의 광학 패턴의 측면으로부터 입사되는 광을 흡수함으로써 측면 명암비를 개선할 수 있다.
일 구체예에서, 디피로메텐계 염료는 최대 흡수 파장이 450nm 내지 600nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비를 개선하고 반사율을 낮추는 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 디피로메텐계 염료는 청색 염료 또는 보라색 염료일 수 있다.
일 구체예에서, 디피로메텐계 염료는 아연(Zn) 함유 디피로메텐계 염료일 수 있다.
일 구체예에서, 디피로메텐계 염료는 아미드 결합 함유 디피로메텐계 염료일 수 있다.
일 구체예에서, 아조 피리돈계 염료는 최대 흡수 파장 400nm 내지 500nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비를 개선하고 반사율을 낮추는 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 아조 피리돈계 염료는 황색 염료일 수 있다.
일 구체예에서, 아조 피리돈계 염료는 시아노 아조 피리돈계 염료일 수 있다.
상기 "최대 흡수 파장"은 최대 흡수 피크를 나타내는 파장을 의미하고, 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 측정할 수 있다.
디피로메텐계 염료와 아조 피리돈계 염료의 혼합물은 제2수지층 중 0.1중량% 내지 20중량%, 예를 들면 0.1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비를 개선하고 반사율을 낮추며, 내광 신뢰성을 개선하는 효과가 있을 수 있다.
디피로메텐계 염료는 제2수지층 중 0.05중량% 내지 10중량%, 예를 들면 0.05중량% 내지 5중량%, 0.05중량% 내지 2.5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비를 개선하고 반사율을 낮추며, 내광 신뢰성을 개선하는 효과가 있을 수 있다.
아조 피리돈계 염료는 제2수지층 중 0.05중량% 내지10중량%, 예를 들면 0.05중량% 내지 5중량%, 0.05중량% 내지 2.5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비를 개선하고 반사율을 낮추며 내광 신뢰성을 개선하는 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 디피로메텐계 염료는 청색 염료로서, 하기 화학식 1로 표시될 수 있다:
<화학식 1>
Figure pat00001
(상기 화학식 1에서,
R1은 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이고,
R2는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 지환족 고리기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기이고,
m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고,
L은 하기 화학식 2로 표시되고,
<화학식 2>
Figure pat00002
(상기 화학식 2에서,
L1은 -O(C=O)- 또는 -S- 이고,
A는 치환 또는 비치화된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 지환족 고리기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴기이다)
R3은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬렌기, 또는 - (C=O)O-이고,
R4는 (메트)아크릴레이트기, 또는 치환 또는 비치환된 3 내지 C20 지환족 고리기이고,
R5는 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기이다).
예를 들면, R4는 (메트)아크릴레이트기일 수 있다.
일 구체예에서, m, n은 각각 0일 수 있다.
다른 구체예에서, R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기일 수 있다.
일 구체예에서, R2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기일 수 있다.
다른 구체예에서, R2는 치환 또는 비치환된 아다만틸기 또는 치환 또는 비치환된 페닐기일 수 있다. 단, 상기 페닐기는 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알콕시기 및 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬티오기로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 치환기만을 치환기로 가질 수 있다.
일 구체예에서, R2는 '비치환된 아다만틸기' 또는 '할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알콕시기 및 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬티오기로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 치환기만을 치환기로 가지는 페닐기'일 수 있다.
일 구체예에서, R3은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬렌기일 수 있다.
일 구체예에서, L은 하기 화학식 3 내지 화학식 7로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 3>
Figure pat00003
<화학식 4>
Figure pat00004
<화학식 5>
Figure pat00005
<화학식 6>
Figure pat00006
<화학식 7>
Figure pat00007
(상기 화학식 3 내지 화학식 7에서,
R6은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 아미노기, 또는 치환 또는 비치환된 아실기이고,
R7 내지 R9는 각각 독립적으로 히드록시기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고, 단 R7 및 R8 중 적어도 하나는 히드록시기이고,
R10은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
o 및 p는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고, 단 0 ≤ o + p ≤ 5 이고,
q는 0 내지 4의 정수이다.
상기 "치환 또는 비치환된 아미노기"는 하기 화학식 8로 표시될 수 있다.
<화학식 8>
Figure pat00008
(상기 화학식 8에서,
Rx는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
z는 0 내지 5의 정수이다).
상기 "치환 또는 비치환된 아실기"는 하기 화학식 9로 표시될 수 있다.
<화학식 9>
Figure pat00009
일 구체예에서, R7 내지 R9는 각각 독립적으로 히드록시기 또는 t-부틸기(tert-부틸기)이고, 단 R7 및 R8 중 적어도 하나는 히드록시기일 수 있다.
R10은 치환 또는 비치환된 메틸기, 치환 또는 비치환된 에틸기, 치환 또는 비치환된 프로필기, 치환 또는 비치환된 부틸기 또는 치환 또는 비치환된 펜틸기일 수 있다.
일 구체예에서, 화학식 1의 염료는 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3으로 표시될 수 있다:
<화학식 1-1>
Figure pat00010
<화학식 1-2>
Figure pat00011
(상기 화학식 1-1, 화학식 1-2에서, R1, R2, R5, L은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고, R11, R12, R13은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이다)
<화학식 1-3>
Figure pat00012
(상기 화학식 1-3에서, R2, R3, R4, R5, L은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다).
일 구체예에서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 10-1 내지 화학식 10-13 중 어느 하나로 표현될 수 있다:
<화학식 10-1>
Figure pat00013
<화학식 10-2>
Figure pat00014
<화학식 10-3>
Figure pat00015
<화학식 10-4>
Figure pat00016
<화학식 10-5>
Figure pat00017
<화학식 10-6>
Figure pat00018
<화학식 10-7>
Figure pat00019
<화학식 10-8>
Figure pat00020
<화학식 10-9>
Figure pat00021
<화학식 10-10>
Figure pat00022
<화학식 10-11>
Figure pat00023
<화학식 10-12>
Figure pat00024
<화학식 10-13>
Figure pat00025
(상기 화학식 10-13에서, Ac는 *-CO-CH3을 의미한다)
상기 화학식 1의 염료는 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조될 수 있다.
일 구체예에서, 아조 피리돈계 염료는 하기 화학식 21로 표시될 수 있다:
<화학식 21>
Figure pat00026
(상기 화학식 21에서,
R1, R2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, *-C(=O)OR', *-OC(=O)R' 또는 치환 또는 비치환된 (메트)아크릴레이트기이고, 상기 R'은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알케닐기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이고,
단, 상기 R1 및 R2 중 적어도 하나는 치환 또는 비치환된 (메트)아크릴레이트기이고
R3은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다).
상기 화학식 21에서, 상기 치환 또는 비치환된 (메트)아크릴레이트기는 하기 화학식 22, 화학식 23, 화학식 24 또는 화학식 25로 표시될 수 있다.
<화학식 22>
Figure pat00027
<화학식 23>
Figure pat00028
<화학식 24>
Figure pat00029
<화학식 25>
Figure pat00030
(상기 화학식 22 내지 화학식 25에서,
L1 내지 L3은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 또는 *-L'-C(=O)O-L''-* 이고, 상기 L' 및 L''은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C12 아릴렌기이고,
R4는 수소 원자 또는 메틸기이다).
일 구체예에서, 상기 화학식 21의 화합물은 하기 화학식 26, 화학식 27, 화학식 28, 화학식 29로 표시될 수 있다:
<화학식 26>
Figure pat00031
<화학식 27>
Figure pat00032
<화학식 28>
Figure pat00033
<화학식 29>
Figure pat00034
(상기 화학식 26 내지 29에서, R2, R3는 상기 화학식 21에서 정의한 바와 같고, L1, L2, L3, R4는 상기 화학식 22 내지 화학식 25에서 정의한 바와 같다).
상기 화학식 21은 화학식 30-1 내지 화학식 30-20으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 표시될 수 있다.
<화학식 30-1>
Figure pat00035
<화학식 30-2>
Figure pat00036
<화학식 30-3>
Figure pat00037
<화학식 30-4>
Figure pat00038
<화학식 30-5>
Figure pat00039
<화학식 30-6>
Figure pat00040
<화학식 30-7>
Figure pat00041
<화학식 30-8>
Figure pat00042
<화학식 30-9>
Figure pat00043
<화학식 30-10>
Figure pat00044
<화학식 30-11>
Figure pat00045
<화학식 30-12>
Figure pat00046
<화학식 30-13>
Figure pat00047
<화학식 30-14>
Figure pat00048
<화학식 30-15>
Figure pat00049
<화학식 30-16>
Figure pat00050
<화학식 30-17>
Figure pat00051
<화학식 30-18>
Figure pat00052
<화학식 30-19>
Figure pat00053
<화학식 30-20>
Figure pat00054
화학식 21의 아조 피리돈계 염료는 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조될 수 있다.
일 구체예에서, 디피로메텐계 염료로서 R4가 (메트)아크릴레이트기인 화학식 1의 염료 및 화학식 21의 아조 피리돈계 염료의 혼합물을 포함할 수 있다. 이를 통해, 디피로메텐계 염료, 아조 피리돈계 염료가 서로 경화 반응하여 폴리머를 형성하거나 또는 하기 상술되는 경화형 수지와 서로 경화 반응하여 폴리머를 형성함으로써 제2 수지층의 내광 신뢰성을 더 개선할 수 있다.
제2수지층은 디피로메텐계 염료와 아조 피리돈계 염료의 혼합물을 포함하는 제2수지층용 조성물로 형성될 수 있다.
제2수지층용 조성물은 경화형 화합물로서 UV 경화형 화합물, 열 경화형 화합물 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 "화합물"은 모노머, 올리고머 또는 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 경화형 화합물로서 UV 경화형 화합물을 사용함으로써, 제2수지층을 단기간에 형성할 수 있고, 패턴 형성시 패턴 모양이 잘 나오도록 할 수 있다. UV 경화형 화합물 (메트)아크릴계 모노머, 올리고머 또는 수지를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 경화형 화합물은 고 굴절 특성을 갖는 수지로 벤젠링 구조의 화합물과 벤젠링 구조를 함유하는 화합물로 부터 유래된 반복반위를 주 골격으로 하는 화합물을 포함할 수 있다. 이를 통해, 제2수지층의 고굴절률을 확보할 수 있다. 이때, 경화형 수지는 경화 후 굴절률이 1.55 이상, 예를 들면 1.58 내지 1.62가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제2수지층의 굴절률을 확보할 수 있다.
일 구체예에서, 경화형 화합물은 1관능 내지 6관능의 경화형 작용기(예:UV 경화형 작용기, 열경화형 작용기)를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 경화형 화합물은 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 (600) 디(메트)아크릴레이트 등을 포함하는 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. 예를 들면, (메트)아크릴레이트 모노머는 에톡시레이티드 (6) 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트 등을 포함하는 에틸렌옥시드 변성 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트 등의 3관능 (메트)아크릴레이트를 사용할 수 있다.
제2수지층용 조성물 중 경화형 화합물은 5중량% 내지 40중량%, 예를 들면 10중량% 내지 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 패턴 형성 후 제2수지층을 형성하는 공정이 용이하고 기계적 특성의 향상 효과가 있을 수 있다.
제2수지층용 조성물은 개시제를 더 포함할 수 있다.
개시제는 경화형 화합물을 경화시키는 것으로 광 개시제, 열 개시제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이들은 당업자에게 알려진 통상의 종류를 사용할 수 있다. 광개시제는 인계, 트리아진계, 아세토페논계, 벤조페논계, 티오크산톤계, 벤조인계, 옥심계, 페닐케톤계 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
개시제는 고형분 기준 제2수지층 또는 제2수지층용 조성물 중 5중량% 이하, 예를 들면1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 제2수지층용 조성물이 충분히 경화될 수 있고 잔량의 개시제로 명암비 개선층의 광 투과도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
제2수지층용 조성물은 무기 나노입자를 더 포함할 수 있다.
무기 나노입자를 더 포함함으로써 명암비 개선 광학 필름의 표면 경도를 높이거나 제2수지층에 방향족기를 갖는 화합물을 사용하지 않더라도 제2수지층의 굴절률을 높여 주어 내광 신뢰성을 좋게 할 수 있고 측면 명암비를 개선할 수 있다.
일 구체예에서, 무기 나노입자는 지르코니아, 티타니아, 실리카, 알루미나 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 무기 나노입자로 지르코니아를 포함할 수 있다. 특히, 지르코니아를 포함함으로써 제2수지층에 방향족기를 갖는 화합물을 사용하지 않더라도 제2수지층의 굴절률을 높여 주어 내광 신뢰성을 좋게 할 수 있고 측면 명암비를 개선할 수 있다.
지르코니아는 굴절률이 1.5 이상 예를 들면 1.5 내지 2.5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제2수지층의 굴절률을 높이고 제2수지층, 제1수지층 간의 굴절률을 조절하여 반사율을 낮추어 시인성을 더 좋게 할 수 있다. 지르코니아는 구형 또는 비 구형, 예를 들면 구형 입자로서 평균 입경(D50)이 5nm 내지 100nm, 예를 들면 10nm 내지 30nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제2수지층에 사용될 수 있고, 필름의 투과도, 헤이즈를 좋게 하여 광학 특성을 좋게 할 수 있고, 필름의 박형화 효과도 얻을 수 있다. 지르코니아는 표면 처리되지 않을 수도 있으나 표면처리 됨으로써 제2수지층용 조성물의 졸 형태로 되는 것을 막아서 조액 안정성을 높일 수 있다. 예를 들면, 지르코니아는 (메트)아크릴계 화합물 등으로 표면 처리될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
무기 나노입자는 제2수지층 또는 제2수지층용 조성물 중 5중량% 내지 75중량%, 예를 들면 15중량% 내지 55중량%, 25중량% 내지 55중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 필름의 내광 신뢰성을 높여 주고, 광학 패턴으로 인한 시야각 개선에 영향을 주지 않을 수 있다.
제2수지층용 조성물은 조성물의 도포성을 위해 통상의 용매 예를 들면 에탄올(EtOH), 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGME), 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK) 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제2수지층용 조성물은 당업자에게 알려진 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 분산제, 레벨링제, 표면 조절제, 산화방지제, 소포제, 자외선 흡수제, 광 안정제 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제2수지층(220)의 최대 두께는 30㎛ 이하, 예를 들면 20㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 컬(curl)과 같은 휨 발생을 막을 수 있다.
제2수지층(220)의 최대 두께 - 광학 패턴(221)의 최대 높이('살 두께'라고도 함)는 30㎛ 이하, 예를 들면 20㎛ 이하, 10㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 명암비 감소 최소화 효과가 있을 수 있다.
명암비 개선층(200)은 두께가 10㎛ 내지 100㎛, 구체적으로는 10㎛ 내지 50㎛가 될 수 있고 더 구체적으로는 10㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
명암비 개선층은 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 명암비 개선층은 보호층에 제2수지층용 조성물을 코팅하고, 광학 패턴과 평탄부를 인가하고 경화시켜 제2수지층을 형성하고, 제1수지층용 조성물을 도포하고 경화시켜 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명의 다른 실시예의 명암비 개선 광학 필름을 설명한다.
본 실시예의 명암비 개선 광학 필름은 디피로메텐계 염료; 및 아조 피리돈계 염료와 UV 경화성 모노머의 중합체의 혼합물을 포함하는 것을 제외하고는 본 실시예의 명암비 개선 광학 필름과 실질적으로 동일하다. 아조 피리돈계 염료 대신에 아조 피리돈계 염료와 UV 경화성 모노머의 중합체를 포함함으로써, 내광 신뢰성 개선 효과를 더 높일 수 있다.
상기 "UV 경화성 모노머"는 (메트)아크릴레이트기를 1개 내지 6개 갖는 모노머를 포함할 수 있다. 예를 들면, UV 경화성 모노머는 메틸아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타아크릴레이트, 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 디피로메텐계 염료는 상기 화학식 1의 디피로메텐계 염료일 수 있다. 상기 아조 피리돈계 염료는 화학식 21의 아조 피리돈계 염료일 수 있다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시예의 명암비 개선 광학 필름을 설명한다.
본 실시예의 명암비 개선 광학 필름은 아조 피리돈계 염료; 및 디피로메텐계 염료와 UV 경화성 모노머의 중합체의 혼합물을 포함하는 것을 제외하고는 본 실시예의 명암비 개선 광학 필름과 실질적으로 동일하다. 디피로메텐계 염료 대신에 디피로메텐계 염료와 UV 경화성 모노머의 중합체를 포함함으로써, 내광 신뢰성 개선 효과를 더 높일 수 있다. 상기 디피로메텐계 염료는 R4가 (메트)아크릴레이트기인 상기 화학식 1의 디피로메텐계 염료일 수 있다. 상기 아조 피리돈계 염료는 화학식 21의 아조 피리돈계 염료일 수 있다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시예의 명암비 개선 광학 필름을 설명한다.
본 실시예의 명암비 개선 광학 필름은 디피로메텐계 염료와 UV 경화성 모노머의 중합체; 및 아조 피리돈계 염료와 UV 경화성 모노머의 중합체의 혼합물을 포함하는 것을 제외하고는 본 실시예의 명암비 개선 광학 필름과 실질적으로 동일하다. 이를 통해 내광 신뢰성 개선 효과가 더 클 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 편광판(20)은 편광필름(300), 명암비 개선 광학 필름을 포함하고, 명암비 개선 광학 필름은 본 발명의 일 실시예에 따른 명암비 개선 광학 필름을 포함할 수 있다. 명암비 개선 광학 필름은 편광필름(300)의 광출사면에 형성될 수 있다. 명암비 개선 광학 필름은 편광필름(300)을 투과한 편광을 확산시켜 정면 명암비, 측면 명암비를 개선하고, 시야각을 개선하고, 블랙 시감을 개선할 수 있다.
편광필름(300)은 액정패널로부터 입사된 광을 편광시켜 명암비 개선층(200)로 투과시킬 수 있다. 편광필름(300)은 명암비 개선층(200)의 광입사면에 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 광학적으로 투명한, 보호 필름 또는 보호 코팅층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 보호층은 상기에서 상술한 바와 같다.
편광판은 통상의 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상술한 방법으로 명암비 개선 광학 필름을 제조하고, 보호층의 다른 일면에 편광필름을 접착시켜 제조될 수 있다. 접착은 통상적으로 알려진 수계, 광경화계 접착제 중 하나 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 액정표시장치는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 액정패널에 대해 시인측 편광판으로 포함할 수 있다. 상기 "시인측 편광판"은 액정패널에 대해 화면쪽 즉 광원쪽에 대향하여 배치되는 것이다.
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. 다른 구체예에서, 액정패널에 대해 광원측 편광판으로 포함할 수 있다. 상기 "광원측 편광판"은 액정패널에 대해 광원쪽에 배치되는 것이다. 또 다른 구체예에서, 액정패널에 대해 시인측 편광판과 광원측 편광판 모두 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
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.
제조예 1: 화학식 10-13의 디피로메텐계 염료 제조
<화학식 10-13>
Figure pat00055
Acetic acid neat solution 15mL에 Amino pyrrole acrylate 4g을 첨가하고 상온에서 교반하였다. 얻은 반응 용액에 Triethylorthoformate를 천천히 적가하였다. 얻은 반응 용액의 온도를 90℃로 올리고 12시간 교반하였다. 반응 경과 후 생성되는 침전물을 acetonitrile로 세정하여 건조 후 하기 Diamino dipyrromethane(2)를 얻어냈다.
Figure pat00056
Diamino dipyrromethane(2) 3g과 Toluene 51mL를 넣고 NaOH(aq.) 8mL를 첨가하여 상온에서 교반하였다. 얻은 반응 용액에 benzoyl chloride 3.5g를 천천히 적가하였다. 해당 용액을 100℃에서 12시간 교반하였다. 반응 종료 후 Toluene은 제거하였다. 얻은 생성물에 H2O + NaCl(aq)를 넣고 Dichloro methane으로 추출 후 분리하여 용매를 evaporation으로 건조 후에 상기 Diamide dipyrromethane(3)을 얻어냈다.
Figure pat00057
Diamide dipyrromethane(3) 3.3g에 Ethanol 32ml를 첨가하고 상온에 교반하였다. 얻은 반응 용액에 Zn(OAc)2 0.7g을 천천히 적가하였다. 얻은 반응 용액을 3시간 동안 상온에서 교반하였다. 반응 종료 후 Water로 work up하고 Dichloromethane으로 추출하였다. Evaporation하고 Methanol로 침전 washing 진행하여 상기 Zn chelated Dipyrromethane product (4)를 얻어냈다.
제조예 2: 화학식 30-1의 아조 피리돈계 염료 제조
<화학식 30-1>
Figure pat00058
Figure pat00059
125mL 삼각 플라스크에 3.12g의 4-aminobenzoic acid, 75.6ml의 DI water, 17.28ml의 HCl (35%)를 ice bath 하에서 교반하였다. 14.4ml의 sodium nitrite 수용액(1mM)을 dropwise 해준 후 ice bath 하에서 3시간 동안 교반하였다. 4.35g의 ethyl cyanoacetate, 4.97g의 ethylhexylamine을 넣고 110℃에서 2시간 동안 reflux 반응을 보냈다. 5g의 ethylaetoacetate, 3.76g의 piperidine을 넣고 reflux 하에 overnight 반응을 보냈다. TLC 확인 후 산으로 워컵(work-up) 및 물로 여러번 워싱해서 피리돈 화합물 (1)을 합성하였다.
4.722g의 피리돈 화합물 (1)을 20ml의 DI water에 넣어준 후, NaOH 수용액을 첨가하며(pH 8) 녹여 주었다. 녹아있는 피리돈 화합물 (1)을 4-aminobenzoic acid가 포함된 상기 125ml 삼각 플라스크에 첨가한 후 sodium carbonate (10%)수용액으로 pH를 중성으로 맞추었다. 물로 필터 정제 후 진공 건조하여 화합물 (2)를 만들었다. 5.5g의 화합물 (2)를 250ml 플라스크에 넣고 2.09g의 (3), 2.16g의 TBAB, 70ml의 acetonitrile 을 첨가한 후 90℃에서 reflux 하에 overnignt 반응을 보낸다. MC/물로 워컵(work-up)한 후, 칼럼 정제하여 상기 화학식 30-1로 표시되는 화합물을 합성하였다. 제조한 화학식 30-1의 1H NMR은 다음과 같다: 1H NMR(DMSO) : 15.02(s, 1H), 8.1(m, 1H), 7.94(m, 1H), 7.73(m, 1H), 7.55(m, 1H), 6.65(m, 1H), 6.17(m, 1H), 4.7(m, 1H), 4.3(m, 2H), 3.9(m, 2H), 2.03(s, 1H) 1.73(m, 3H), 1.96(m, 3H), 1.81(m, 1H), 1.28(m, 8H), 0.91(m, 6H).
실시예 1
( 1)제2수지층용 조성물 제조
시클로헥사논 5,000mL와 PGMEA(프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트) 5,000mL의 혼합 용매에, 제조예 1에서 제조한 화학식 10-13의 염료 3g, 메틸메타아크릴레이트(MMA) 3g을 넣고, 열반응 개시제인 V-601 0.2g을 넣었다. 90℃에서 24시간 동안 중합하여 화학식 10-13의 염료가 폴리머화된 염료 폴리머 5g을 제조하였다.
시클로헥사논 3,000mL, PGMEA 3,000mL의 혼합 용매에, 제조예 2에서 제조한 화학식 30-1의 염료 2g, MMA 2g을 넣고, 열반응 개시제인 V-601 0.15g을 넣었다. 90℃에서 24시간 동안 중합하여 화학식 30-1의 염료가 폴리머화된 염료 폴리머 3g을 제조하였다.
제조한 화학식 10-13의 염료가 폴리머화된 염료 폴리머와 화학식 30-1의 염료가 폴리머화된 염료 폴리머를 혼합하여 염료 혼합물을 제조하였다. 상기 염료 혼합물 중, 화학식 10-13의 염료가 폴리머화된 염료 폴리머는 50중량%, 화학식 30-1의 염료가 폴리머화된 염료 폴리머는 50중량%로 포함되어 있다.
트리메틸올프로판트리아크릴레이트 45중량부, 개시제 TPO-L 2중량부, 지르코니아졸(지르코니아의 평균 입경(D50):10nm, 고형분:40중량%, KC Tech, SP-40B) 53중량부를 혼합하여 수지 조성물을 제조하였다.
상기 수지 조성물 80중량부와 상기 제조한 염료 혼합물 20중량부를 혼합하여 제2수지층용 조성물을 제조하였다.
( 2)제1수지층용 조성물 제조
아크릴계 공중합체로서 점착성이 있는 PL8540 100중량부를 희석 용제인 메틸에틸케톤 80중량부와 혼합하고 교반기를 사용하여 500rpm에서 30분 동안 교반하여 제1수지층용 조성물을 제조하였다.
( 3)명암비 개선 광학 필름 제조
보호층으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(Toyobo사, TA044, 두께: 80㎛)의 일면(광 입사면)에 상기 제조한 제2수지층용 조성물을 도포하여 코팅층을 형성하였다. 광학 패턴과 평탄부가 교대로 형성된 필름을 이용하여 상기 코팅층에 광학 패턴과 평탄부를 인가하고 UV 500mJ/cm2의 광량으로 UV 경화시켜 제2수지층을 형성하였다.
상기 제조한 제2수지층의 일면에 상기 제조한 제1수지층용 조성물을 코팅하고 dry oven중 90℃에서 4분 동안 건조시켜 제1수지층을 형성함으로써, 명암비 개선 광학 필름을 제조하였다. 제1수지층은 점착성이 있고, 제2수지층보다 굴절률이 낮다. 하기 표 1은 명암비 개선층 중 패턴부의 사양을 나타낸 것이다.
( 4)편광판 제조
명암비 개선 광학 필름의 제1수지층의 일면과, 삼성SDI사 PET/PVA/COP 3층 구조로 된 하판 편광필름(제품명 AMN-6143CPS(CO))의 PET 필름면을 합지하여 편광판을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서, 수지 조성물 90중량부와 염료 혼합물 10중량부를 혼합하여 제2수지층용 조성물을 제조한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 명암비 개선 광학 필름과 편광판을 제조하였다.
실시예 3
실시예 1에서, 수지 조성물 50중량부와 염료 혼합물 50중량부를 혼합하여 제2수지층용 조성물을 제조한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 명암비 개선 광학 필름과 편광판을 제조하였다.
실시예 4
실시예 1에서, 수지 조성물 70중량부와 염료 혼합물 30중량부를 혼합하여 제2수지층용 조성물을 제조한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 명암비 개선 광학 필름과 편광판을 제조하였다.
실시예 5
실시예 1에서, 수지 조성물 99중량부와 염료 혼합물 1중량부를 혼합하여 제2수지층용 조성물을 제조한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 명암비 개선 광학 필름과 편광판을 제조하였다.
실시예 6
제조예 1의 화학식 10-13의 염료, 제조예 2의 화학식 30-1의 염료, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 개시제 TPO-L, 지르코니아졸(지르코니아의 평균 입경(D50):10nm, 고형분:40중량%, KC Tech, SP-40B)을 혼합하여 고형분 기준으로 하기 표 1의 염료 및 지르코니아를 포함하는 제2수지층용 조성물을 제조하였다.
실시예 1에서, 제2수지층용 조성물 대신에 상기 제조한 제2수지층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 명암비 개선 광학 필름과 편광판을 제조하였다.
비교예 1
명암비 개선 광학 필름 없이, 삼성SDI사 PET/PVA/COP 3층 구조로 된 하판 편광필름(제품명 AMN-6143CPS(CO))을 사용하였다.
비교예 2
실시예 1에서, 제2수지층용 조성물로서 상기 수지 조성물 99.5중량부와 Orasol® Black X51(BASF社, 평균 입경(D50):10nm, 분말, 크롬 금속 : 아조계 화합물의 1 : 2 착염) 0.5중량부를 혼합하여 제조된 제2수지층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 명암비 개선 광학 필름과 편광판을 제조하였다.
비교예 3
실시예 1에서, 제2수지층용 조성물로서 상기 수지 조성물 99.5중량부와 화학식 10-13의 염료0.5중량부를 혼합하여 제조된 제2수지층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 명암비 개선 광학 필름과 편광판을 제조하였다.
비교예 4
실시예 1에서, 제2수지층용 조성물로서 상기 수지 조성물 99.5중량부와 화학식 30-1의 염료 0.5중량부를 혼합하여 제조된 제2수지층용 조성물을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 명암비 개선 광학 필름과 편광판을 제조하였다.
광학패턴 형상 광학패턴 최대 높이(H1)
(㎛)		 광학패턴 최대 폭(W)
(㎛)		 광학패턴 제1면의 폭(A)
(㎛)		 광학패턴의 밑각
(°)		 평탄부의 폭(L)
(㎛)		 주기(P)
(㎛)
Cut-prism
(사다리꼴, 양각 패턴)		 5 8 6.7 86 7 15
실시예와 비교예의 명암비 개선 광학 필름, 편광판에 대해 하기 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2, 표 3에 나타내었다.
패널 반사율: 실시예와 비교예의 명암비 개선 광학 필름을 굴절율 1.46~1.50을 갖는 점착제로 LCD VN 방식의 삼성전자 SUHD 55인치 액정 패널에 합지한 후 반사율 측정기인 분광 광도계(Konica Minolta사, CM-2600D)로 SCI 반사 모드(광원: D65 광원)에서 파장 320nm 내지 800nm의 구간에서 측정하되, 측정된 값 중 Y(D65)값을 측정하였다.
황색 지수: 실시예와 비교예의 명암비 개선 광학 필름에 대해 반사율 측정기인 분광 광도계(Konica Minolta사, CM3600A)로 투과 모드(광원: D65 광원, 광원 구경: Φ25.4mm, 측정 시야각: 2°, 8mm 직경 모드)에서 파장 320nm 내지 800nm의 구간에서 측정한다. 명암비 개선 필름 시편에 대해 최초 측정된 초기 YI를 YIa, 상기 명암비 개선 필름 시편을 하기 내광 테스트 조건에서 방치후 측정한 YI를 YIb라고 하였다.
광 투과도: 실시예와 비교예의 명암비 개선 광학 필름에 대해 Nippon Denko사 NDH 2000으로 광 투과도를 측정하였다. 명암비 개선 광학 필름 시편에 대해 최초 측정된 초기 광 투과도를 Ta, 상기 명암비 개선 광학 필름 시편을 하기 내광 테스트 조건에서 방치 후 측정한 광 투과도를 Tb라고 하였다.
(내광 테스트 평가법)
Q-SUN사의 Xe-1-S 내광 기기를 이용하였다. 해당 내광 기기의 광원이 조사하는 광과 명암비 개선 광학 필름의 보호층이 마주보도록 샘플을 넣었다. 측정 조건은 Daylight B.B Filter를 사용하고, 광량은 파장 420nm에서 41mW/m2이다. 500시간 경과 후 광을 끄고 광에 의한 변화를 평가한다.
광원측 편광판의 제조
폴리비닐알콜 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자를 제조하였다. 편광자의 양면에 기재층으로 트리아세틸셀룰로스 필름(두께:80㎛)을 편광판용 접착제(Z-200, Nippon Goshei사)로 접착시켜 편광판을 제조하였다. 제조한 편광판을 광원측 편광판으로 사용하였다.
액정표시장치용 모듈의 제조
상기 제조한 광원측 편광판, 액정패널(PVA 모드), 상기 실시예와 비교예에서 제조한 편광판을 순차적으로 조립하여 액정표시장치용 모듈을 제조하였다. 실시예와 비교예에서 제조한 편광판 중 보호층이 최 외곽으로 나오도록 조립하였다.
LED 광원, 도광판, 액정표시장치용 모듈을 조립하여 1변 에지형 LED 광원을 포함하는 액정표시장치(실시예 및 비교예의 액정표시장치용 모듈의 구성을 제외하고Samsung TV(55인치, 2016년 제조 모델명:UN55KS8000F)와 동일 구성)를 제조하였다.
EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM사)를 이용하여 구면 좌표계 정면(0°, 0°), 측면(0°, 60°)에서 백색 모드(white mode), 흑색 모드(black mode) 각각에서 휘도값을 측정하였다. 정면 명암비는 구면 좌표계 (0°, 0°)에서 흑색 모드의 휘도값에 대한 백색 모드의 휘도값의 비로 계산하였다. 측면 명암비는 구면 좌표계 (0°, 60°)에서 흑색 모드의 휘도값에 대한 백색 모드의 휘도값의 비로 계산하였다. 비교예 1에 대한 비로 계산하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6
제1수지층 굴절률 1.47 1.47 1.47 1.47 1.47 1.47
제2수지
층		 굴절률 1.59 1.60 1.61 1.61 1.62 1.59
디피로메텐계 염료
(중량%)		 1 0.5 2.5 1.5 0.05 1
아조피리돈계 염료
(중량%)		 1 0.5 2.5 1.5 0.05 1
지르코니아
(중량%)		 42.4 47.7 50.35 51.41 52.47 29.6
명암비
(%)		 (0°, 0°) 64 71 84 84 88 66
(0°, 60°) 65 72 83 83 88 65
패널 반사율(%) 0.42 0.72 0.81 0.92 1.02 0.43
YIa 0.83 0.65 0.55 0.52 0.43 0.92
YIb 1.72 1.58 1.62 1.26 1.42 1.88
△YI 0.89 0.93 1.07 0.74 0.99 0.96
Ta(%) 75.3 78.8 81.3 82.0 87.0 63.2
Tb(%) 74.2 76.0 80.5 81.2 86.3 61.4
△T(%) 1.1 2.8 0.8 0.8 0.7 1.8
비교예
1 2 3 4
제1수지층 굴절률 - 1.47 1.47 1.47
제2수지층 굴절률 - 1.62 1.63 1.63
X51
(중량%)		 - 0.5 0 0
디피로메텐계 염료
(중량%)		 - 0 0.5 0
아조 피리돈계 염료
(중량%)		 - 0 0 0.5
지르코니아(중량%) - 53 53 53
명암비(%) (0°, 0°) 100 90.0 87.1 85
(0°, 60°) 100 141 88.8 84.1
패널 반사율(%) 0.35 0.82 0.74 0.54
YIa 0.55 0.56 0.62 0.66
YIb 0.67 3.82 3.77 3.71
△YI 0.12 3.26 3.15 3.05
Ta(%) 94 82.2 84.4 85.1
Tb(%) 93 77.2 80.3 81.5
△T(%) 1 5.0 4.1 3.6
상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 명암비 개선 광학 필름은 정면 명암비를 개선하고 반사율을 낮춤과 아울러, 내광 신뢰성을 개선할 수 있다.
반면에, 제2수지층에 금속 착염 염료를 포함하는 비교예 1은 내광 신뢰성이 좋지 않았다. 디피로메텐계 염료와 아조 피리돈계 염료 중 어느 하나만을 포함하는 비교예 2와 비교예 3도 내광 신뢰성이 좋지 않았다.
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 (23)

  1. 보호층; 및 상기 보호층으로부터 순차적으로 적층된 제2수지층 및 상기 제2수지층과 대향하는 제1수지층을 포함하는 명암비 개선층을 포함하고,
    상기 제2수지층은 상기 제1수지층보다 굴절률이 높고,
    상기 제1수지층은 상기 제2수지층과 대향하는 적어도 일 부분에, 2개 이상의 양각의 광학 패턴 및 상기 양각의 광학 패턴과 바로 이웃하는 상기 양각의 광학 패턴 사이에 평탄부를 갖는 패턴부를 구비하고,
    상기 제2수지층은 디피로메텐계 염료와 아조 피리돈계 염료의 혼합물을 포함하는 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 명암비 개선 광학 필름은 하기 식 2에 의한 △YI는 2 이하인 것인, 명암비 개선 광학 필름:
    <식 2>
    △YI = YIb - YIa
    (상기 식 2에서, 명암비 개선 광학 필름의 초기 YI를 YIa,
    상기 명암비 개선 광학 필름을 내광 테스트 조건에서 방치 후 측정한 YI를 YIb라고 함).
  3. 제1항에 있어서, 상기 명암비 개선 광학 필름은 하기 식 3에 의한 △T가 3% 이하인 것인, 명암비 개선 광학 필름:
    <식 3>
    △T = ｜Tb - Ta｜
    (상기 식 3에서, 명암비 개선 광학 필름의 초기 전광선 투과율을 Ta,
    상기 명암비 개선 광학 필름을 내광 테스트 조건에서 방치후 측정한 전광선 투과율을 Tb라고 함).
  4. 제1항에 있어서, 상기 혼합물은 흑색 염료인 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 디피로메텐계 염료는 최대 흡수 파장이 450nm 내지 600nm인 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 아조 피리돈계 염료는 최대 흡수 파장이 400nm 내지 500nm인 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 디피로메텐계 염료는 청색 염료 또는 보라색 염료인 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 아조 피리돈계 염료는 황색 염료인 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 디피로메텐계 염료는 아연(Zn) 함유 디피로메텐계 염료인 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 아조 피리돈계 염료는 시아노 아조 피리돈계 염료인 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  11. 제1항에 있어서, 상기 디피로메텐계 염료는 하기 화학식 1로 표시되는 것인, 명암비 개선 광학 필름:
    <화학식 1>
    Figure pat00060

    (상기 화학식 1에서,
    R1은 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이고,
    R2는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 지환족 고리기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기이고,
    m 및 n은 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고,
    L은 하기 화학식 2로 표시되고,
    <화학식 2>
    Figure pat00061

    (상기 화학식 2에서,
    L1은 -O(C=O)- 또는 -S- 이고,
    A는 치환 또는 비치화된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 지환족 고리기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴기이다)
    R3은 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬렌기, 또는 - (C=O)O-이고,
    R4는 (메트)아크릴레이트기, 또는 치환 또는 비치환된 3 내지 C20 지환족 고리기이고,
    R5는 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬기이다).
  12. 제1항에 있어서, 상기 아조 피리돈계 염료는 하기 화학식 21로 표시되는 것인, 명암비 개선 광학 필름:
    <화학식 21>
    Figure pat00062

    (상기 화학식 21에서,
    R1, R2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, *-C(=O)OR', *-OC(=O)R' 또는 치환 또는 비치환된 (메트)아크릴레이트기이고, 상기 R'은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알케닐기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기이고,
    단, 상기 R1 및 R2 중 적어도 어느 하나는 치환 또는 비치환된 (메트)아크릴레이트기이고
    R3은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다).
  13. 제1항에 있어서, 상기 디피로메텐계 염료는 하기 화학식 10-13이고,
    상기 아조 피리돈계 염료는 하기 화학식 30-1인 것인, 명암비 개선 광학 필름:
    <화학식 10-13>
    Figure pat00063

    <화학식 30-1>
    Figure pat00064

  14. 제1항에 있어서, 상기 혼합물은 상기 제2수지층 중 0.1중량% 내지 20중량%로 포함되는 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제2수지층은 지르코니아를 더 포함하는 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제2수지층은 상기 디피로메텐계 염료; 및 상기 아조 피리돈계 염료와 UV 경화성 모노머의 중합체의 혼합물을 포함하는 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제2수지층은 상기 디피로메텐계 염료와 UV 경화성 모노머의 중합체; 및 상기 아조 피리돈계 염료의 혼합물을 포함하는 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  18. 제1항에 있어서, 상기 제2수지층은 상기 디피로메텐계 염료와 UV 경화성 모노머의 중합체; 및 상기 아조 피리돈계 염료와 UV 경화성 모노머의 중합체의 혼합물을 포함하는 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  19. 제1항에 있어서, 상기 제1수지층은 점착성인 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  20. 제1항에 있어서, 상기 광학 패턴은 단면이 사다리꼴, 직사각형 또는 정사각형인 패턴을 포함하는 것인, 명암비 개선 광학 필름.
  21. 제1항에 있어서, 상기 양각의 광학 패턴은 밑각(θ)이 75° 내지 90°이고, 상기 패턴부는 하기 식 1을 만족하는 것인, 명암비 개선 광학 필름:
    <식 1>
    1 < P/W ≤ 10
    (상기 식 1에서, P는 패턴부의 주기(단위:㎛),
    W는 광학 패턴의 최대 폭(단위:㎛)).
  22. 편광필름; 및 상기 편광필름의 광 출사면에 형성된 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항의 명암비 개선 광학 필름을 포함하는 편광판.
  23. 제22항의 편광판을 포함하는 액정표시장치.

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