KR20200066250A - 광학 적층체 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 광학 적층체 및 이의 용도에 관한 것이다. 본 출원의 광학 적층체는, 자외선, 특히 380 nm 이상의 청색 영역을 포함하는 자외선을 차단하는 성능이 우수하다. 본 출원의 광학 적층체는 특히 유기발광장치에 적용되었을 때, 유기발광장치 내의 청색 광원의 수명 단축을 최소화할 수 있다. 본 출원의 광학 적층체는, 색상 값의 변화도 크지 않으며, 광학 특성을 저해하지 않으면서, 동시에 우수한 내구성을 나타낼 수 있다. 상기 광학 적층체는 유기발광장치에 사용될 때 특히 적합하다.
Description
본 출원은 대한민국 특허청에 제출된 특허출원 제10-2018-0152232호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용의 전부는 본 출원에 참조로서 포함된다.
본 출원은 광학 적층체 및 이의 용도에 관한 것이다.
편광판은 보호 필름을 적용함으로 해서 편광자를 보호하기 위해 자외선을 차단할 수 있다. 한편, 특허문헌 1에 개시된 것처럼, 편광판의 자외선 차단 기능은 주로 편광판용 보호 필름에서 구현된다. 또한, 편광판용 보호 필름은 편광자를 자외선으로부터 보호하기 위해서, 약 380 nm 이하의 파장을 가지는 광을 차단하도록 설계되고 있다.
한편, OLED (Organic Light Emitting Diode)에서는 RGB (Red, Green, Blue) 색상을 구현하기 위한 방식으로, 백색 OLED 광원에 컬러 필터를 적용하는 방식(White OLED, WOLED) 또는 RGB 색을 각각 발광하는 소자로 구성하는 방식(RGB 방식) 등이 적용된다. 그 중에서, 상기 RGB 방식은, OLED의 유리 기판 대신 플라스틱 기판을 적용한 POLED (Plastic OLED)를 구현하기에 유리하지만, WOLED 방식에 비해서는 수명이 짧은 문제점이 있다.
이러한 문제점의 원인 중 하나로, RGB 색상의 광원 중 특히 청색 (Blue) 광원을 구성하는 유기물의 파장이 380 nm 이상인 광에 의한 열화를 들 수 있다. 그러므로, POLED에 적용되는 편광판에서는 OLED의 청색 광원을 보호해서 OLED의 수명을 연장하기 위한 목적으로 380 nm 이상의 블루 영역의 광에 대한 차단 기능이 요구된다.
상기한 기능을 나타내기 위한 방법 중 하나로서, 유기발광패널과 편광판을 부착시키는데 적용하는 점착제층에, 다양한 종류의 자외선 흡수제를 첨가하는 방식이 적용되고 있다. 그렇지만 자외선 흡수제의 종류에 따라서는 상기 점착제층에 황변이 생겨서, 편광판의 시감 특성이 저하되는 문제가 있기 때문에 편광판의 시감 특성 저하를 최소화할 수 있는 자외선 흡수제의 조성에 대한 연구가 진행될 필요가 있다.
본 출원은 광학 적층체 및 이의 용도에 관한 것이다.
본 출원은, 광학 적층체에 관한 것이다. 본 출원의 광학 적층체는 광학 필름; 및 상기 광학 필름의 일면 또는 양면에 존재하는 점착제층을 포함한다.
상기 점착제층은, 예를 들어 점착제 조성물로 형성된다. 구체적으로, 상기 점착제 조성물을 경화시켜서 상기 점착제층을 제조한다. 상기에서 상기 점착제 조성물을 경화하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 열경화; 자외선 조사 등의 광경화; 열 및 광의 듀얼 경화; 또는 습기 경화 등의 공지의 경화 방식으로 상기 점착제 조성물을 경화할 수 있다. 따라서, 상기 점착제층은 적어도 점착제 조성물의 경화물을 포함한다.
본 출원에서, 용어 “점착제 조성물”은 그 조성물의 경화 전 및/또는 후에 점착 물성을 나타낼 수 있는 조성물을 의미하고, 용어 “점착”의 의미는 공지이다.
상기 점착제 조성물은, 적어도 점착 물성을 나타낼 수 있는 중합체를 적어도 포함한다. 상기에서, “점착 중합체”는 이의 경화 및/또는 가교 전 및/또는 후에 점착 물성을 구현해낼 수 있는 중합체를 의미한다.
또한, 상기 점착제 조성물은 상기 점착 중합체를 주성분으로 포함할 수 있다. 즉, 상기 점착제 조성물은, 상기 점착 중합체를 약 50 중량% 이상, 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 100 중량% 이하 또는 약 99중량% 이하 정도일 수 있다.
상기 점착 중합체의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 공지의 점착 기능을 나타낼 수 있는 중합체(고분자 등)이면 본 출원에서 제한 없이 적용 가능하다. 한편, 본 출원은 광학 적층체에 관한 것이기 때문에, 상기 점착 중합체로는 상기 광학 적층체의 광학적 물성에 영향을 크게 주지 않는 것을 선택하는 것이 적절할 수 있다. 예를 들어, 상기 점착 중합체는 아크릴계 중합체일 수 있다.
본 출원에서, 용어 “아크릴계 중합체”는 (메타)아크릴산의 에스테르화물 또는 이의 유도체를 중합 단위로 구성하는 중합체를 의미할 수 있다. 상기에서 (메타)아크릴산은, 아크릴산 또는 메타크릴산을 의미한다.
일 예시에서, 상기 아크릴계 중합체는 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체의 중합 단위를 포함할 수 있다. 또한, 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체는 하기 화학식 5로 표시될 수 있다. 즉, 상기 아크릴계 중합체는 하기 화학식 5의 단량체의 중합 단위를 포함할 수 있다.
본 출원에서, 용어 “중합 단위”는 어떤 단량체가 중합체를 형성하였을 때, 그 단량체가 상기 중합체에 형성한 골격을 의미할 수 있다.
[화학식 5]
화학식 5에서 Q는 수소 또는 알킬기이고, B는 직쇄 또는 분지쇄 알킬기이다. 응집력, 유리 전이 온도 및 점착성 등을 감안하였을 때, 상기 화학식 5의 B는 탄소수 1 내지 14의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기일 수 있다. 다른 예시에서, 화학식 5의 B에 존재하는 알킬기는, 탄소수 2 내지 14, 3 내지 14, 4 내지 14, 4 내지 12 또는 4 내지 8의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬기일 수 있다.
일 예시에서, 화학식 5의 Q는 알킬기일 수 있다. 이 경우, 상기 화학식 5의 Q에 존재하는 알킬기로는, 탄소수 1 내지 20, 1 내지 16, 1 내지 12, 1 내지 8, 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 사용할 수 있다. 상기 알킬기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알킬기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.
다른 예시에서, 화학식 5의 Q는 수소일 수 있다.
점착 중합체의 응집력과 유리 전이 온도를 고려하였을 때, 상기 아크릴계 중합체는 상기 화학식 5에서 Q는 수소이고, B는 탄소수 1 내지 14의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기인 단량체의 중합 단위를 포함하는 것이 적절할 수 있다. 상기 화학식 5의 단량체의 예로는, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 및/또는 테트라데실 (메타)아크릴레이트 등의 단량체 단위를 들 수 있다. 본 출원에서, 용어 “(메타)아크릴레이트”는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미하는 것으로 사용된다. 일반적으로는 화학식 5의 단량체로는 n-부틸 아크릴레이트를 적용한다.
일 예시에서, 상기 아크릴계 중합체는, 화학식 5의 단량체의 중합 단위를 주성분으로 포함할 수 있다. 즉, 상기 아크릴 중합체는 해당 중합체 내의 총 단량체의 중합 단위의 총합을 기준으로, 약 50 중량% 이상, 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 100 중량% 이하 또는 약 99중량% 이하 정도일 수 있다.
상기 아크릴계 중합체는, 추가적인 중합 단위로서, 응집력 등의 개선을 위하여 극성기를 가지는 공중합성 단량체의 중합 단위를 추가로 포함할 수 있다.
상기에서, 극성 관능기를 가지는 공중합성 단량체는 상기 화학식 5과 같은 (메타)아크릴산 에스테르 화합물 등과 같이, 아크릴 중합체를 형성하는 다른 화합물과 공중합 가능하고, 또한 공중합된 후에는 중합체의 측쇄 또는 말단에 극성 관능기를 제공할 수 있는 단량체를 의미할 수 있다. 극성 관능기는, 예를 들면, 열의 인가에 의하여 후술하는 다관능성 가교제와 반응하여 가교 구조를 구현하거나, 혹은 점착제층의 젖음성을 개선하는 역할을 할 수 있는 관능기일 수 있다. 극성 관능기로는, 예를 들면, 히드록시기, 카복실기, 또는 그 무수물기, 술폰산기 또는 인산기 등의 산기, 글리시딜기, 아미노기 또는 이소시아네이트기 등이 예시될 수 있다.
극성기를 가지는 공중합성 단량체는, 예를 들면, 히드록시기를 가지는 공중합성 단량체일 수 있고, 구체적으로는 히드록시알킬기를 가지는 (메타)아크릴레이트일 수 있다. 히드록시기를 가지는 공중합성 단량체로는, 아크릴 중합체를 형성하는 다른 단량체들과 공중합이 가능한 부위와 히드록시기를 동시에 포함함으로 해서, 중합 후에 아크릴 중합체에 히드록시기를 제공할 수 있는 단량체일수 있다.
히드록시기를 가지는 공중합성 단량체로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 또는 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 히드록시기를 가지는 공중합성 단량체로는 4-히드록시부틸 아크릴레이트를 적용하는 것이, 응집력 등의 개선에 보다 유리할 수 있다.
상기 아크릴계 중합체를 구성하는 중합 단위 간의 비율은 특별히 제한되지 않으며, 상기 점착 중합체의 적절한 응집력과 유리전이온도를 확보하는 범주 내에서 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 아크릴계 중합체는 상기 화학식 5의 단량체의 중합 단위 100 중량부 대비 극성기를 가지는 공중합성 단량체의 중합 단위를 약 0.1 중량부 내지 약 30 중량부의 범위 내의 비율로 포함할 수 있다.
본 출원에서, 용어 중량부는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 성분 간의 중량의 비율을 의미할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서, 약 0.5 중량부 이상, 0.7 중량부 이상 또는 0.9 중량부 이상이거나, 약 25 중량부 이하, 20 중량부 이하, 15 중량부 이하, 10 중량부 이하, 5 중량부 이하 또는 3 중량부 이하일 수 있으나, 이 비율은 목적하는 응집력이나 젖음성 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있다.
상기 아크릴계 중합체는 그 중합체의 유리전이온도의 조절이나 기타 기능성을 부여하는 관점에서, 극성기를 가지는 공중합성 단량체로 전술한 히드록시기를 가지는 공중합성 단량체 외에도 기타 공중합성 단량체의 중합 단위를 포함할 수 있다.
상기 기타 공중합성 단량체의 예로는, 예를 들면, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드, N-메틸 (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈, N-비닐 카프로락탐 또는 N-부톡시 메틸 (메타)아크릴아미드와 같은 질소 함유 단량체; 스티렌 또는 메틸 스티렌과 같은 스티렌계 단량체; 글리시딜 (메타)아크릴레이트; 또는 비닐 아세테이트와 같은 카복실산 비닐 에스테르 등과 같은 공지의 공단량체를 들 수 있다. 이러한 중합 단위는, 예를 들면, 화학식 5의 단량체의 중합 단위 100 중량부 대비 20 중량부 이하의 비율로 상기 아크릴계 중합체에 포함될 수 있다.
점착 중합체의 응집력, 점착 성능 또는 젖음성 등의 물성을 개선하는 관점에서, 상기 아크릴계 중합체의 물성 또한 적절히 조절될 수 있다.
일 예시에서, 상기 아크릴계 중합체로는 중량평균분자량(Mw: Weight Average Molecular Weight)이 80만 이상인 중합체를 사용할 수 있다.
본 출원에서, 용어 “중량평균분자량”은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정된 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치이고, 본 명세서에서는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, “분자량”은 “중량평균분자량”을 의미할 수 있다. 중합체의 분자량을 80만 이상으로 하여, 점착제의 내구성을 적정 범위로 유지할 수 있다. 상기 분자량은 다른 예시에서 약 85만 이상, 90만 이상, 95만 이상 또는 100만 이상일 수 있고, 250만 이하, 200만 이하, 180만 이하, 160만 이하, 140만 이하, 120만 이하 또는 100만 이하일 수 있다.
점착 중합체의 점착 성능과 흐름성을 적절히 확보하고, 상기 점착 중합체를 가지는 점착 부재가 단차가 있는 부재에 적용되었을 때 상기 단차에 대한 매립성을 향상시키는 관점에서, 상기 아크릴계 중합체의 유리전이온도(glass transition temperature, Tg) 또한 적절히 조절될 수 있다.
일 예시에서, 상기 아크릴계 중합체의 유리전이온도는, 0 ℃ 미만일 수 있다. 상기 유리전이온도는 다른 예시에서, -10 ℃ 이하, -20 ℃ 이하, -30 ℃ 이하, -40 ℃ 이하, -45 ℃ 이하 또는 -50 ℃ 이하 일 수 있고, 그 하한은 특별히 제한되지 않지만, -100 ℃ 이상, -90 ℃ 이상, -80 ℃ 이상, -70 ℃ 이상, -60 ℃ 이상 또는 -55 ℃ 이상일 수 있다.
상기에서 어떤 중합체의 유리전이온도는, 예를 들면 그 중합체를 구성하는 단량체의 단일 중합체의 유리전이온도와 이의 배합 중량 비율을, 공지의 폭스 식(Fox Equation)에 대입하여 산출될 값일 수 있다.
상기 아크릴계 중합체는 공지된 중합 방법을 통하여 제조할 수 있다. 예를 들면, (메타)아크릴산 에스테르 단량체 및 극성기 함유 공중합성 단량체 및/또는 기타 공단량체 등을 목적하는 중량 비율에 따라 적절히 배합한 단량체 혼합물을 용액 중합(solution polymerization), 광 중합(photo polymerization), 괴상 중합(bulk polymerization), 현탁 중합(suspension polymerization) 또는 유화 중합(emulsion polymerization)과 같은 통상의 중합 방식에 적용하여 아크릴 중합체를 제조할 수 있다. 중합 과정에서, 필요한 경우에는 중합 개시제 또는 사슬 이동제 등이 함께 사용될 수도 있다.
하나의 예시에서, 상기 점착제 조성물은 상기 점착 중합체에 더하여, 자외선, 예를 들면 380 nm 이상의 파장을 가지는 자외선을 흡수하고 상기 광학 적층체에 상기 자외선을 차단하는 기능을 부여하는 관점에서, 자외선 흡수제를 추가로 포함한다. 점착제 조성물에 다양한 종류의 자외선 흡수제를 적용하여 특히 청색광에 대한 흡수 성능을 확보하면서도, 최종 제품의 시감 특성을 저해하지 않는 다양한 시도가 있었지만, 특히 제품의 시감 특성의 개선에는 한계가 있었다.
본 발명자들은, 상기 점착제 조성물에 적용되는 자외선 흡수제로서 특정 화합물을 적용하거나, 그 특정 화합물과 다른 화합물의 조합을 적용하였을 때 본 출원의 목적을 달성할 수 있음을 확인하고, 본 발명에 이르게 되었다.
본 출원에서, 용어 “자외선 흡수능”은 파장에 대한 투과율 스펙트럼에서, 예를 들어, 10 nm 내지 450 nm의 범위 내의 파장 중 어느 한 파장, 또는 상기 범위의 파장의 전 영역에서 최소 투과율을 나타내거나, 혹은 파장에 대한 흡광도 스펙트럼에서, 예를 들어, 10 nm 내지 450 nm의 파장 중 어느 한 파장, 또는 상기 범위의 파장의 전 영역에서 최대 흡광도를 나타내는 물성을 의미할 수 있다.
본 출원에서, 용어 “최대 흡수 파장”은 상기 최소 투과율 또는 상기 최대 흡광도를 나타내는 파장을 의미할 수 있다.
상기 점착제 조성물은, 상기 자외선 흡수제로서 특정 화합물, 구체적으로 말로노니트릴계 화합물을 포함함으로 해서, 380 nm 이상의 청색 영역을 가지는 광을 차단하는 성능이 우수할 수 있다. 이에 따라서 상기 점착제 조성물로 형성한 점착제층을 가지는 광학 적층체, 예를 들어 편광판을 청색 영역의 광의 노출에 취약한 OLED 등에 적용하였을 때, OLED의 청색 광원의 수명 감소를 최소화할 수 있다.
또한, 본 출원에서 점착제 조성물은 자외선 흡수제로서 후술하는 특정 말로노니트릴계 화합물을 포함함으로 해서, 상기 점착제 조성물로 형성되는 최종 제품, 예를 들어 편광판의 색상 값 변화를 최소화할 수 있다.
즉 본 출원의 광학 적층체는, 이를 구성하는 점착제층을 형성하는데 적용하는 점착제 조성물이 특정 화합물을 자외선 흡수제로 포함하도록 설계함으로 해서, 상기 광학 적층체가 자외선 등에 노출되었을 때에도 광학 특성(예를 들어, 투과율, 색차 등의 시감 특성)이 크게 저하되지 않으면서도, 동시에 우수한 내구성을 확보할 수 있다.
전술한 것과 같이, 본 출원에서는 상기 점착제 조성물에 적용되는 자외선 흡수제로서, 특정 화합물 구체적으로 말로노니트릴계 화합물을 포함한다. 상기에서, 말로노니트릴계 화합물은, 말로노니트릴(malononitrile, NC≡CC≡N)의 유도체를 포함하는 화합물을 의미한다.
일 예시에서, 상기 점착제 조성물에 적용되는 말로노니트릴계 화합물로서, 특정 범위 내의 최대 흡수 파장을 가지는 말로노니트릴계 화합물을 적용할 수도 있다. 즉, 상기 말로노니트릴계 화합물의 최대 흡수 파장은 특정 범위 내일 수 있다. 구체적으로, 상기 말로노니트릴계 화합물의 최대 흡수 파장은 자외선, 예를 들어, 10 nm 내지 450 nm 범위 내에 있을 수 있다. 다른 예시에서, 상기 말로노니트릴계 화합물은 340 nm 이상, 350 nm 이상 또는 360 nm 이상, 448 nm 이하 또는 446 nm 이하의 범위 내에서 최대 흡수 파장을 가질 수 있다.
본 출원에서는, 상기 점착제 조성물에, 특정 구조의 말로노니트릴계 화합물을 적용한다. 구체적으로, 본 출원에서 점착제 조성물에 적용되는 자외선 흡수제는, 말로노니트릴계 화합물, 구체적으로 하기 화학식 1의 화합물이다:
[화학식 1]
화학식 1에서, R1 내지 R5는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, -OX1, 또는 -NX1 2이고, 상기에서 X1은 수소 또는 알킬기이되, R1 내지 R5 중 적어도 하나는 -OX1 또는 -NX1 2이다.
일 예시에서, 화학식 1의 R1 내지 R5는 각각 독립적으로, 수소 또는 -OX1이되, 상기 R1 내지 R5 중 2개 이상이 -OX1일 수 있다. 구체적으로, R1 내지 R5 중 2개가 -OX1인 것이 적절할 수 있다.
다른 예시에서, 상기 화학식 1의 R1 내지 R5 중 2개가 -OX1 또는 -NX1 2일 수 있다. 이 경우, 화학식 1의 R1 내지 R5 중 어느 하나가 -OX1 또는 -NX1 2일 때 이와 메타(meta) 위치에 있는 치환기가 -OX1 또는 -NX1 2일 수도 있다.
다른 예시에서, 상기 화학식 1의 R1, R3 및 R5 중 2개가 -OX1 또는 -NX1 2일 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 1의 R3가 -OH일 때, R3와 메타 위치에 있는 작용기 중 어느 하나인 R1 또는 R5가 -OX1(상기에서, X1은 알킬기이다)일 수 있고, 보다 구체적으로 상기 화학식 1의 R3가 -OH일 때, R5가 -OX1(상기에서, X1은 알킬기이다)인 것이 적절할 수 있다.
일 예시에서, 상기 점착제 조성물은 자외선 흡수제로서 말로노니트릴계 화합물, 구체적으로 상기 화학식 1의 화합물만을 단독으로 포함할 수도 있다.
본 출원에서는, 상기 점착제 조성물에 적용되는 자외선 흡수제로, 전술한 화학식 1의 말로노니트릴계 화합물과 함께 다른 종류의 화합물을 추가로 포함할 수도 있다.
일 예시에서, 상기 점착제 조성물은 피라졸린계 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 상기 점착제 조성물이 피라졸린계 화합물을 추가로 포함함으로 해서, 상기 점착제 조성물로 설계된 최종 제품이 보다 향상된 성능으로 380 nm 이상의 청색 영역의 파장을 가지는 광을 차단하도록 할 수 있으며, 그 결과 청색 광 조사에 취약한 OLED의 청색 광원의 수명 감소를 최소화할 수 있다. 또한, 상기와 같이 자외선 흡수제가 혼합되었을 때 상기 점착제 조성물로 설계된 최종 제품의 색상 값 변화를 최소화할 수 있고, 이의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 출원에서, 피라졸린계 화합물은 피라졸린(pyrazoline)으로부터 유도된 구조, 즉 피라졸린 유도체를 포함하는 화합물을 의미할 수 있다. 피라졸린은 분자식이 C3H6N2인 불포화 헤테로 고리 화합물이다.
본 출원에서는 전술한 말로노니트릴계 화합물과 함께 적용되는 피라졸린계 화합물 중에서도, 특히 최대 흡수 파장이 특정 범위 내인 화합물을 적용할 수 있다. 구체적으로, 상기 피라졸린계 화합물은 최대 흡수 파장이 10 nm 내지 410 nm 범위 내에 있을 수 있다. 다른 예시에서, 100 nm 이상, 200 nm 이상, 300 nm 이상, 350 nm 이상, 360 nm 이상, 370 nm 이상, 380 nm 이상 또는 385 nm 이상일 수 있고, 405 nm 이하 또는 400 nm 이하일 수 있다.
본 출원에, 상기 점착제 조성물에 자외선 흡수제로서 상기 말로노니트릴계 화합물과 함께 배합될 수 있는 피라졸린계 화합물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다:
[화학식 2]
화학식 2의 R6 내지 R9은 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 하기 화학식 3의 치환기이되, R6 내지 R9 중 적어도 하나는 화학식 3의 치환기이다:
[화학식 3]
상기 화학식 3에서, A는 단일 결합, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)O-, 또는 -OC(=O)-일 수 있다. 상기 화학식 3에서, R10 내지 R14는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 알콕시기, 니트로기, 아민기, 또는 히드록시기일 수 있다. 상기 화학식 3의 A는 화학식 2의 헤테로 불포화 고리에 결합할 수 있다.
상기에서, 용어 “알킬기”, “알콕시기” 또는 “알킬렌기”는 특별히 다르게 정의하지 않는 한, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20, 1 내지 16, 1 내지 12, 1 내지 8, 탄소수 1 내지 4의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬기, 알콕시기 또는 알킬렌기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기, 알콕시기 또는 알킬렌기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.
상기에서, 용어 “알케닐기”, “알케닐렌기”, “알키닐기” 또는 “알키닐렌기”는 특별히 다르게 정의하지 않는 한, 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 20, 2 내지 16, 2 내지 12, 2 내지 8, 또는 2 내지 4의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알케닐기, 알케닐렌기, 알키닐기, 또는 알키닐렌기를 의미할 수 있다. 상기 알케닐기, 알케닐렌기, 알키닐기 또는 알키닐렌기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.
상기에서, 용어 “단일 결합”은, 해당 부위에 별도의 원자가 존재하지 않은 상태이고, 예를 들어, 상기에서 A가 단일 결합인 경우에 방향족 고리는 바로 화학식 2의 헤테로 불포화 고리에 연결된다.
상기 화학식 3에서, A는 단일 결합, 알킬렌기, 알케닐렌기, -C(=O)O-, 또는 -OC(=O)-일 수 있고, 구체적으로는 단일 결합, 탄소수 2 내지 6의 알케닐렌기 또는 탄소수 2 내지 6의 알킬렌기일 수 있다.
상기 화학식 3에서, R10 내지 R14는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아민기, 또는 히드록시기일 수 있다. 상기 화학식 3의 R10 내지 R14는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기 또는 히드록시기인 것이 적절할 수 있다. 상기 화학식 3 R10 내지 R14는 각각 독립적으로, 수소 또는 알킬기인 것이 적절할 수 있고, 상기에서 알킬기는 탄소수 1 내지 12의 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬기인 것이 보다 적절할 수 있다.
일 예시에서, 상기 화학식 2의 R6, R7 및 R9 중 적어도 하나가 상기 화학식 3의 치환기일 수 있다. 이 때 상기 화학식 2의 R8은 수소일 수 있다.
일 예시에서, 상기 화학식 2의 R6, R7 및 R9가 화학식 3의 치환기일 수도 있다. 이 중에서 상기 화학식 2의 R9가 화학식 3의 치환기일 때, 화학식 3의 A는 알케닐렌기일 수 있다. 그리고 이 때, R6 및 R7을 구성하는 화학식 3의 치환기에서는, A가 단일 결합인 것이 적절할 수 있다.
상기에서, 화학식 2의 R9가 화학식 3의 치환기이되, 화학식 3의 A가 알케닐렌기인 경우, 그 화합물 내에 존재하는 탄소-탄소 또는 탄소-질소 간의 이중 결합, 혹은 공액(conjugation) 부위가 자외선 흡수능을 향상시킨다는 점을 감안하였을 때, 상기 화학식 3의 A는 탄소수 2 내지 6, 혹은 2 내지 4의 공액 알케닐렌기(conjugated alkenylene group)일 수도 있다.
다른 예시에서, 상기 점착제 조성물에 적용되는 자외선 흡수제로, 전술한 화학식 1의 말로노니트릴계 화합물과 함께 상기 피라졸린계 화합물을 제외한 다른 종류의 화합물을 추가로 포함할 수도 있다. 구체적으로, 상기 점착제 조성물은 전술한 화학식 1의 말로노니트릴계 화합물과 함께 말론산계 화합물을 자외선 흡수제로서 추가로 포함할 수 있다. 이로써, 상기 점착제 조성물로 설계된 최종 제품의 시감 특성의 저하를 최소화할 수 있고, 이러한 최종 제품이 OLED, 특히 플라스틱 OLED에 적용되었을 때 이의 청색 광원의 수명 감소를 최소화할 수 있다.
본 출원에서는, 점착제 조성물에 자외선 흡수제로서 상기 말로노니트릴계 화합물에 더하여 말론산계 화합물을 추가로 적용할 때, 말론산계 화합물 중에서도 특히 최대 흡수 파장이 특정 범위 내에 있는 말론산계 화합물을 적용할 수 있다. 이 때 상기 말론산계 화합물의 최대 흡수 파장은 350 nm 내지 410 nm의 범위 내일 수 있다. 상기 최대 흡수 파장은, 다른 예시에서, 360 nm 이상, 370 nm 이상 또는 380 nm 이상일 수 있고, 405 nm 이하, 400 nm 이하, 390 nm 이하 또는 385 nm 이하일 수 있다.
본 출원에서, 말론산계 화합물은 말론산(malonate)으로부터 유도된 구조를 포함하는 화합물, 즉 말론산의 유도체를 의미할 수 있다. 말론산은 분자식이 C3H4O4인 불포화 헤테로 사슬 화합물이다.
일 예시에서, 상기 말론산계 화합물은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다:
[화학식 4]
화학식 4에서, R15 내지 R19는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, -OX2, 또는 -NX2 2이고, 상기에서 X2은 수소 또는 알킬기이되, R15 내지 R19 중 적어도 하나는 -OX2 또는 -NX2 2이고, R20 또는 R21은 수소 또는 알킬기이다.
화학식 4에서, R15 내지 R19는 각각 독립적으로, 수소 또는 -NX2 2일 수 있다. 또한, 상기에서 R15 내지 R19 중 적어도 하나가 -NX2 2일 수도 있다. 구체적으로는, 화학식 4의 R17이 -NX2 2인 것이 적절하다.
일 예시에서, 상기 화학식 4의 R17이 -NX2 2일 수 있고, 이 때, 상기 화학식 4의 R15 내지 R16 및 R18 내지 R19는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, -OX2일 수 있다. 이 때, 상기 화학식 4에서, R20 및 R21은 모두 알킬기일 수 있고, 구체적으로는 탄소수 1 내지 4의 직쇄형 알킬기일 수 있다.
상기 화학식 4의 R15 내지 R19 중 어느 하나, X2, 또는 R20 내지 R21 중 어느 하나에 존재하는 알킬기로는, 탄소수 1 내지 20, 1 내지 16, 1 내지 12, 1 내지 8, 또는 1 내지 4의 알킬기를 사용할 수 있다.
본 출원에서 상기 점착제 조성물에 적용되는 자외선 흡수제의 함량은 본 출원의 목적을 고려하여 조절될 수 있다. 점착제 조성물은 자외선 흡수제를 상기 점착 중합체 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 10 중량부의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은, 다른 예시에서, 0.1 중량부 이상, 0.5 중량부 이상, 1 중량부 이상 또는 1.5 중량부 이상일 수 있고, 9 중량부 이하, 7 중량부 이하 또는 5 중량부 이하일 수 있다. 상기에서 자외선 흡수제의 비율의 의미는, 상기 점착제 조성물에 자외선 흡수제로서 상기 말로노니트릴계 화합물을 단독으로 적용하였을 때 그 단독 화합물의 비율을 의미할 수 있고, 상기 말로노니트릴계 화합물과 말론산계 또는 피라졸린계 화합물을 함께 적용하였을 때는 그 적용된 자외선 흡수제의 총 함량을 의미할 수도 있다.
다른 예시에서, 상기 점착제 조성물에서 상기 말로노니트릴계 화합물의 비율은 독립적으로 조절될 수 있다. 구체적으로, 상기 점착제 조성물은 상기 점착 중합체 100 중량부 대비 상기 화학식 1의 말로노니트릴계 화합물을 0.01 중량부 내지 10 중량부의 범위 내의 비율로 포함할 수 있다. 상기 비율은, 다른 예시에서, 0.1 중량부 이상, 0.5 중량부 이상, 1 중량부 이상 또는 2 중량부 이상일 수 있고, 9 중량부 이하, 8 중량부 이하, 7 중량부 이하, 6 중량부 이하, 5 중량부 이하 또는 4.5 중량부 이하일 수 있다.
이 때 상기 점착제 조성물이 상기 말로노니트릴계 화합물과 함께 피라졸린계 화합물을 추가로 포함하는 경우, 상기 말로노니트릴계 화합물의 비율에 대한 상기 피라졸린계 화합물의 비율 또한 독립적으로 조절될 수 있다. 구체적으로, 상기 피라졸린계 화합물의 비율은, 상기 말로노니트릴계 화합물 100 중량부 대비 1 중량부 내지 30 중량부의 범위 내일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 비율은 2 중량부 이상, 3 중량부 이상, 4 중량부 이상, 5 중량부 이상 또는 6 중량부 이상일 수 있고, 29 중량부 이하, 28 중량부 이하, 27 중량부 이하, 26 중량부 이하, 25 중량부 이하, 24 중량부 이하, 23 중량부 이하, 22 중량부 이하, 21 중량부 이하 또는 20 중량부 이하일 수 있다.
다른 예시에서, 상기 점착제 조성물이 상기 말로노니트릴계 화합물과 함께 말론산계계 화합물을 추가로 포함하는 경우, 상기 말로노니트릴계 화합물의 비율에 대한 상기 말론산계 화합물의 비율 또한 독립적으로 조절될 수 있다. 구체적으로, 상기 말론산계 화합물의 비율은, 상기 말로노니트릴계 화합물 100 중량부 대비 10 중량부 내지 90 중량부의 범위 내일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 비율은 15 중량부 이상, 20 중량부 이상, 30 중량부 이상, 31 중량부 이상, 32 중량부 이상, 또는 33 중량부 이상일 수 있고, 85 중량부 이하, 80 중량부 이하, 75 중량부 이하, 70 중량부 이하, 69 중량부 이하, 68 중량부 이하, 또는 67 중량부 이하일 수 있다.
상기 점착제 조성물은 가교제를 더 포함할 수 있다. 가교제는 다관능성 가교제일 수 있다. 가교제는 예를 들어, 열의 인가를 통하여 점착 중합체와 반응하여 가교 구조를 형성할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 점착제 조성물의 경화물을 포함하는 점착제층에서는 상기 점착 중합체는 상기 가교제에 의해 가교된 상태로 존재할 수 있다.
가교제로는, 예를 들면 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제 및 금속 킬레이트 가교제 등의 가교제를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이소시아네이트 가교제로는 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 또는 나프탈렌 디이소시아네이트 등의 다관능성 이소시아네이트 화합물이나, 혹은 상기 다관능성 이소시아네이트 화합물을 트리메틸롤 프로판 등과 같은 폴리올 화합물과 반응시킨 화합물 등이 예시될 수 있고, 에폭시 가교제로는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 및 글리세린 디글리시딜에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 예시될 수 있으며, 아지리딘 가교제로는 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌 멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 및 트리-1-아지리디닐포스핀옥시드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 금속 킬레이트계 가교제로는, 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 및/또는 바나듐과 같은 다가 금속이 아세틸 아세톤 또는 아세토초산 에틸 등에 배위되어 있는 화합물 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 점착제 조성물은, 예를 들면, 점착 중합체 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 10 중량부의 비율로 상기 가교제를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 상기 비율은, 점착제의 응집력이나 내구성 등을 고려하여 적절하게 변경할 수 있다. 예를 들면, 다른 예시에서 상기 비율은 약 9 중량부 이하, 8 중량부 이하, 7 중량부 이하, 6 중량부 이하, 5 중량부 이하, 4 중량부 이하, 3 중량부 이하, 2 중량부 이하, 1 중량부 이하, 0.5 중량부 이하 또는 0.1 중량부 이하일 수 있거나, 0.05 중량부 이상 정도일 수도 있다.
상기 점착제층은 상기 성분들 이외에도, 황변 등을 방지할 목적으로 산화방지제, 자외선 안정제, 열안정제, 가소제, 대전방지제, 충진제, 소포제, 계면 활성제, 핵제, 난연제, 내후안정제, 활제 및 이형제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제가 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 더 첨가될 수 있다.
상기 점착제 조성물은 용매를 추가로 포함할 수 있다. 상기 용매로는 톨루엔, 벤젠, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류; 시클로헥산, 데칼린 등의 지방족 탄화수소류; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 알코올류; 테트라하이드로푸란, 디옥산 등의 에테르류; 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소류; 디메틸포름아미드; 디메틸술폭시드 등을 들 수 있다. 이들 용매는 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
본 출원에서, 상기 점착제 조성물은 특히 상기 광학 적층체가 편광판일 때 더욱 유의미한 효과를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 광학 필름이 편광자일 때, 상기 광학 적층체는 편광판일 수 있으며, 특히 이 때 상기 점착제 조성물로 구성되는 상기 점착제층이 적용되는 것이 유의미할 수 있다. 이하에서는 광학 적층체와 편광판은 동일한 의미로 사용될 수도 있다.
본 출원에서, 용어 “편광자”는 편광 기능을 가지는 필름, 시트 또는 소자를 의미한다. 편광자는 여러 방향으로 진동하는 입사광으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 광을 추출할 수 있는 기능성 소자이다.
상기 편광자는 흡수형 편광자일 수 있다. 본 출원에서, 용어 “흡수형 편광자”는 입사광에 대하여 선택적 투과 및 흡수 특성을 나타내는 광학 소자를 의미한다. 상기 흡수형 편광자는 여러 방향으로 진동하는 입사 광으로부터 어느 한쪽 방향으로 진동하는 광은 투과하고, 나머지 방향으로 진동하는 광은 흡수할 수 있다.
상기 편광자는 선편광자일 수 있다. 본 출원에서, 용어 “선편광자”는 선택적으로 투과하는 광이 어느 하나의 방향으로 진동하는 선 편광이고 선택적으로 흡수하는 광이 상기 선편광의 진동 방향과 직교하는 방향으로 진동하는 선편광인 편광자를 의미한다.
상기 편광자로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올(PVA,. poly(vinyl alcohol)) 연신 필름 등과 같은 고분자 연신 필름에 요오드를 염착한 편광자 또는 배향된 상태로 중합된 액정을 호스트로 하고, 상기 액정의 배향에 따라 배열된 이방성 염료를 게스트로 하는 게스트-호스트형 편광자를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 상기 편광자는 폴리비닐알코올계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 편광자의 투과율 내지 편광도는 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어 상기 편광자의 투과율은 42.5% 내지 55%일 수 있고, 편광도는 65% 내지 99.9997% 일 수 있다.
상기 점착제층의 두께는 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 점착제층은, 예를 들면, 1㎛ 내지 30㎛ 정도의 두께를 가질 수 있다. 상기 점착제층의 두께는 구체적으로 1㎛ 이상, 3㎛ 이상 또는 5㎛ 이상일 수 있고, 25㎛ 이하, 20㎛ 이하 또는 15㎛ 이하일 수 있다. 이러한 두께 범위 내에서 청색 영역을 포함하는 자외선을 차단하는 성능, 편광판의 색 특성 및 신뢰성 평가 시 내구성이 우수한 광학 적층체를 제공하는 데 유리할 수 있다.
상기 점착제층은 380nm 이상의 청색 영역을 포함하는 자외선에 대한 차단 특성이 우수할 수 있다. 상기 점착제층은 예를 들어 380 nm 이상 내지 400 nm 이하의 파장 범위의 광에 대한 투과율이 3% 미만일 수 있다. 상기 점착제층은 예를 들어 400nm 초과 내지 410nm 이하의 파장 범위의 광에 대한 투과율이 20% 미만일 수 있다. 본 출원에서, 용어 “특정 파장 범위의 투과율”은, 상기 범위 내의 어느 하나의 특정 파장에 대한 투과율이거나, 상기 범위 내의 일부 파장 범위에 대한 투과율이거나, 또는 상기 범위 내의 모든 파장에 대한 투과율을 의미할 수 있다.
본 출원의 광학 적층체는 380nm 이상의 청색 영역을 포함하는 자외선에 대한 차단 특성이 우수할 수 있다. 구체적으로, 상기 광학 적층체는 예를 들어 380nm 이상 내지 400nm 이하의 파장 범위에서 투과율이 1 % 이하일 수 있다.
상기 광학 적층체는 예를 들어 400nm 초과 내지 410nm 이하의 파장 범위에서 투과율이 10 % 이하일 수 있다. 상기 광학 적층체는 예를 들어 380 nm 파장의 광에 대한 투과율이 1% 이하, 0.5% 이하, 0.1% 이하, 또는 0.05% 이하일 수 있다. 상기 광학 적층체는 예를 들어 390 nm 파장의 광에 대한 투과율이 1% 이하, 0.5% 이하, 0.2% 이하, 0.15% 이하, 0.10% 이하, 또는 0.06% 이하일 수 있다. 상기 광학 적층체는 예를 들어 400nm 파장의 광에 대한 투과율이 1% 이하, 또는 0.95% 이하일 수 있다. 상기 광학 적층체는 예를 들어 410nm 파장의 광에 대한 투과율이 10% 이하, 8% 이하, 또는 7% 이하일 수 있다.
상기 광학 적층체는 우수한 색 특성을 가질 수 있다. 상기 광학 적층체는 예를 들어 CIE Lab 색 좌표계의 b* 값이 7.5 이하, 7 이하, 6.5 이하, 6.0 이하, 5.9 이하, 5.8 이하 또는 5.7 이하일 수 있다. 또한, 상기 광학 적층체는, 예를 들어, CIE Lab 색 좌표계의 a* 값이 -3.9 이상, -3.5 이상, -3.0 이상 또는 -2.8 이상일 수 있다.
상기 a*b* 색 좌표계는 L*a*b*으로 알려진 색좌표계의 a* 및 b* 색좌표를 의미할 수 있다. Lab 좌표계는 C.I.E.(commission Internaltion de L'Eclairage) 색상도(chromaticity diagram)를 기본으로 하는 색상 좌표계로서, 명도 요소(L*)와 2가지 색상 축(a* 축 및 b* 축)을 기준으로 색상을 표시하는 좌표계이다. L*a*b* 좌표계에서 a* 축은 녹색과 빨강색의 2가지 색상 축이고 b* 축은 파랑과 노랑의 2가지 색상 축이다. b* 값이 높을수록 편광판의 색상이 노란색에 가깝게 된다. 이 때 편광판의 b* 값이 지나치게 높을 경우 편광판의 황변 정도가 심해지기 때문에, 전체 제품의 시감에도 문제가 발생할 수 있다. 상기 b* 값의 하한은 예를 들어, 1.0 이상, 1.5 이상, 2.0 이상, 2.5 이상, 3.0 이상 또는 3.3 이상일 수 있다. 상기 a* 값의 상한은, 예를 들어, 0 미만, -0.5 이하, -1.0 이하, 또는 -1.4 이하일 수 있다. 편광판에 요구되는 색상 값은 편광판이 적용되는 제품의 종류, 고객의 요구 등을 고려하여 적절히 조절될 수 있으나, 제품의 시감에 문제를 발생시키지 않는다는 측면에서, 상기 b* 값은 예를 들어 3.0 내지 7.0 정도 또는 3.0 내지 5.3 정도가 적절할 수 있다.
본 출원에서는 상기 점착제 조성물에 자외선 흡수제로서, 상기한 화학식 1의 말로노니트릴계 화합물을 단독으로 처방하거나, 상기 말로노니트릴계 화합물과 상기한 화학식 2의 피라졸린계 화합물 또는 상기 화학식 4의 말론산계 화합물을 혼합하여 처방함으로써, 이로부터 형성된 편광판이 청색 영역의 광을 효과적으로 차단할 수 있고, 동시에 상기 편광판의 b* 값이 상기한 범위를 크게 벗어나지 않음으로 해서, 우수한 광학 특성을 나타낼 수 있다.
상기 CIE L*a*b* 색 좌표계에서의 각 수치는, 상기 색 좌표계의 각 좌표를 측정하는 일반적인 방식을 적용하여 측정할 수 있으며, 예를 들면, 측정 위치에 적분구 형태의 검출기(detector)를 가지는 장비(예를 들면, 자외선-가시광선 분광계)를 위치시킨 후에 제조사의 매뉴얼에 따라 측정할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 CIE L*a*b* 색공간의 각 좌표는 상기 광학 적층체 자체에 대해서 측정할 수도 있다.
상기 광학 적층체는 우수한 내구성을 가질 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 광학 적층체는 80 ℃의 온도의 고온 신뢰성 평가 또는 60℃의 온도 및 90 %의 상대 습도에서 1000 시간 보관하는 신뢰성 평가에서 점착제층 계면에서 들뜸이 발생하지 않을 수 있다.
상기 광학 적층체에서, 점착제층은 상기 광학 필름에 직접 접하거나 또는 상기 점착제층과 상기 광학 필름의 사이에 다른 층이 존재할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 광학 필름이 편광자일 때, 상기 광학 적층체는 위상차층을 더 포함할 수 있다. 상기 위상차층은 원 편광을 선 편광으로 또는 선 편광을 원 편광으로 변환하는 기능을 가질 수 있다.
상기 위상차층은 550 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차가 100 nm 내지 180 nm의 범위 내일 수 있다. 상기에서, 상기 위상차층이 전술한 범위 내의 면내 위상차를 가지는 경우, 상기 위상차 필름이 1/4 파장 위상 지연 특성을 가진다고도 말할 수 있다.
본 출원에서, 용어 “n 파장 위상 지연 특성”은 적어도 일부의 파장 범위 내에서, 입사광을 그 입사광의 파장의 n배 만큼 위상 지연시킬 수 있는 특성을 의미한다. 즉, 1/4 파장 위상 지연 특성은, 입사된 선편광을 타원편광 또는 원편광으로 변환하고, 역으로 입사된 타원편광 또는 원편광을 선편광으로 변환하는 특성일 수 있다. 즉, 상기 위상차층의 550 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차는 전술한 범위 내일 수 있고, 후술하는 수식 1에 따라서 계산 가능하다. 상기 위상차 필름의 면내 위상차는 다른 예시에서, 105 nm 이상, 110 nm 이상, 115 nm 이상, 120 nm 이상, 125 nm 이상 또는 130 nm 이상일 수 있고, 290 nm 이하, 280 nm 이하, 270 nm 이하, 260 nm 이하, 250 nm 이하, 240 nm 이하, 230 nm 이하, 220 nm 이하, 210 nm 이하, 200 nm 이하, 190 nm 이하, 180 nm 이하, 170 nm 이하, 160 nm 이하, 150 nm 이하 또는 145 nm 이하일 수 있다.
본 출원에서, 용어 “면상 위상차(Rin)”는 하기 수식 1에 따라 정해지는 값이다. 한편, 상기 위상차층의 지상축은 상기 편광자의 흡수축과 약 40도 내지 50도, 약 43도 내지 47도, 바람직하게는 약 45도의 이룰 수 있다. 예를 들어, 상기 위상차층은 고분자 연신 필름 또는 액정 화합물의 경화층일 수 있다.
[수식 1]
Rin = d × (nx - ny)
수식 1에서 d는 위상차층의 두께이며, nx, ny 및 nz는 각각 위상차층의 x축, y축 및 z축 방향에 대한 굴절률을 의미한다. 상기 x축은 위상차층의 면상 지상축과 평행한 방향을 의미하고, 상기 y축은 위상차층의 면상 진상축과 평행한 방향을 의미하며, z축은 위상차층의 두께 방향을 의미한다. 상기 지상축 방향은 면상에서 굴절률이 가장 큰 방향을 의미하며, 상기 진상축 방향은 위상차층의 면상에서 상기 지상축과 직교하는 방향을 의미하고, 상기 두께 방향은 지상축 및 진상축이 이루는 평면의 법선 방향을 의미한다. 본 출원에서, 용어 “굴절률”에 대하여 특별히 달리 규정하지 않는 한, 약 550 nm 파장의 광에 대한 굴절률을 의미한다.
상기 위상차층은, 소위 역파장(reverse wavelength dispersion) 특성을 가지는 기능성 층일 수 있다. 본 출원에서, 용어 “역파장 특성”은 하기 수식 2를 만족하는 특성을 의미할 수 있다:
[수식 2]
R(450)/R(550) <R(650)/R(550)
수식 2에서, 450 nm의 파장의 광에 대한 위상차층의 면내 위상차이고, R(550)은 550 nm의 파장의 광에 대한 위상차층의 면내 위상차이며, R(650)은 650 nm의 파장의 광에 대한 위상차층의 면내 위상차이다.
상기 위상차층의 각 면내 위상차는 상기 수식 1에 따라 계산될 수 있다. 다만, 450 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차는 수식 1에서 nx 및 ny로서 450 nm 파장의 광에 대한 굴절률이 적용되고, 550 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차는 수식 1에서 nx 및 ny로서 550 nm 파장의 광에 대한 굴절률이 적용되며, 650 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차는 수식 1에서 nx 및 ny로서 650 nm 파장의 광에 대한 굴절률이 적용된다.
상기 수식 2를 만족하는 위상차층은 넓은 파장 범위에서 설계된 위상 지연 특성을 나타낼 수 있다. 위상차층에서 상기 수식 2의 R(450)/R(550) 및/또는 R(650)/R(550)를 조절함으로써 보다 우수한 효과를 제공할 수 있다.
일 예시에서 상기 수식 4에서 R(450)/R(550)은, 0.6 내지 0.99의 범위 내일 수 있다. R(450)/R(550)은, 다른 예시에서 0.61 이상, 0.62 이상, 0.63 이상, 0.64 이상, 0.65 이상, 0.66 이상, 0.67 이상, 0.69 이상, 0.70 이상, 0.71 이상, 0.72 이상, 0.73 이상, 0.74 이상, 0.75 이상, 0.76 이상, 0.77 이상, 0.78 이상, 0.79 이상, 0.80 이상, 0.81 이상, 0.82 이상, 0.83 이상, 0.84 이상, 0.85 이상, 0.86 이상, 0.87 이상, 0.88 이상, 0.89 이상 또는 0.90 이상일 수 있다. 상기 R(450)/R(550)은, 다른 예시에서 0.98 이하, 0.97 이하, 0.96 이하, 0.95 이하, 0.94 이하, 0.93 이하, 0.92 이하, 0.91 이하, 0.90 이하, 0.89 이하, 0.88 이하, 0.87 이하, 0.86 이하 또는 0.85 이하일 수 있다. 수식 4의 R(650)/R(550)은, 1.00 내지 1.19의 범위 내일 수 있다. 상기 R(650)/R(550)은, 1.18 이하, 1.17 이하, 1.16 이하, 1.15 이하, 1.14 이하, 1.13 이하, 1.12 이하, 1.11 이하, 1.1 이하 또는 1.08 이하 정도일 수 있다. 수식 3의 R(650)/R(550)은, 다른 예시에서 1.01 이상, 1.02 이상, 1.03 이상, 1.04 이상, 1.05 이상, 1.06 이상, 1.07 이상, 1.08 이상 또는 1.09 이상일 수 있다.
위상차층의 물성을 전술한 범위로 조절하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 중합성 액정 조성물을 이용하여 위상차 필름을 제조할 때, 그 중합성 액정 조성물이 포함하는 중합성 액정 화합물의 종류와 그 비율을 조절하는 방식으로 제어할 수도 있고, 혹은 위상차 필름의 두께를 적절히 조절함으로 해서 제어할 수도 있다.
전술한 위상차 특성을 확보하기 위해서는 위상차층으로서 액정 고분자층 또는 중합성 액정 조성물의 경화층을 적용하는 것이 유리하며, 특히 특정 역파장 특성을 가지는 중합성 액정 화합물을 포함하는 중합성 액정 조성물의 경화층을 적용하는 것이 유리할 수 있다. 또한, 이러한 중합성 액정 조성물을 적용하는 경우, 필요에 따라서는, 자외선 흡수제나 광안정제가 포함되지 않는 경우에도, 본 출원의 광학 적층체가 목적하는 자외선 차단 특성을 확보하도록 할 수도 있다.
상기 광학 적층체가 위상차층을 추가로 포함할 때, 상기 점착제층은 편광자와 위상차층 사이 또는 위상차층의 외측에 존재할 수 있다. 그렇지만, 후술하는 유기발광장치의 제조 공정 상의 불량 문제를 고려하였을 때, 편광자와 위상차층 사이에는 후술하는 접착제층이 존재하고, 위상차층의 외측에는 상기 점착제층이 존재하는 것이 적절하다.
본 출원에서, 용어 “위상차층의 외측”은 위상차층을 기준으로 편광자 측의 반대 측의 위치를 의미할 수 있고, 위상차층에 직접 접하는 위치 또는 직접 접하지 않는 위치를 포함할 수 있다. 본 출원에서, 용어 “편광자의 외측”은 편광자를 기준으로 위상차층 측의 반대 측의 위치를 의미할 수 있고, 편광자에 직접 접하는 위치 또는 직접 접하지 않는 위치를 포함할 수 있다. 즉, 상기 광학 적층체에서 상기 위상차층은 상기 광학 필름(예를 들어, 편광자)을 기준으로 상기 점착제층의 반대측에 존재하는 것이 적절할 수 있다.
본 출원에서, 용어 “접착제층”은 완전 경화된 후에는 고체 상태를 유지하기 때문에 한번 피착체에 부착된 다음에는, 탈착 시 재부착 할 수 없는 층을 의미할 수 있다. 상기에서, 접착제층은, 예를 들면, 접착제 조성물을 편광자의 일면에 도포하고, 건조, 가열 또는 전자기파의 조사 등에 의해 경화시켜 형성할 수 있다. 상기에서 용어 “접착제 조성물의 경화”는 물리적 작용 또는 화학적 반응에 의하여 접착제 조성물이 접착 특성을 발현할 수 있도록 하는 과정을 의미할 수 있다.
상기 접착제층은 접착제 조성물로 형성되는 층을 의미할 수 있다. 또한 상기 접착제 조성물은 접착제를 주성분으로 포함할 수 있으며, 주성분에 대한 성분은 전술한 것과 같다. 상기 접착제로 사용할 수 있는 물질의 구체적인 종류는, 경화되어 목적하는 접착 특성을 발현할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 상기 접착제로는 예를 들면, 폴리비닐알코올계 접착제; 아크릴 접착제; 비닐 아세테이트계 접착제; 우레탄계 접착제; 폴리에스테르계 접착제; 폴리올레핀계 접착제; 폴리비닐알킬에테르계 접착제; 고무계 접착제; 염화비닐-비닐아세테이트계 접착제; 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 접착제; 스티렌-부타디엔-스티렌의 수소 첨가물(SEBS)계 접착제; 에틸렌계 접착제; 및 아크릴산 에스테르계 접착제 등의 일종 또는 이종 이상을 사용할 수 있다. 상기와 같은 접착제층은, 예를 들면, 수계, 용제계 또는 무용제계 접착제 조성물을 경화시켜 조제할 수 있다. 또한, 상기 접착제층은, 열경화형, 상온 경화형, 습기 경화형 또는 광경화형 접착제 조성물을 경화된 상태로 포함할 수 있다. 또한, 상기 접착제층의 바람직한 예시로는, 수계 폴리비닐알코올계 접착제 조성물; 무용제형 아크릴 접착제 조성물; 또는 무용제형 비닐 아세테이트계 접착제 조성물을 경화된 상태로 포함하는 접착제층을 들 수 있다.
상기 광학 필름이 편광자일 때 본 출원의 광학 적층체는 편광판 일 수 있다. 상기 편광판에서는, 도 1에서 나타나는 것처럼, 상기 접착제층(30)이 편광자(10)와 위상차층(20) 사이에 존재하고, 상기 점착제층(40)은 상기 위상차층(20)의 외측에 존재할 수 있다. 도 1의 구조에 따른 편광판에서, 접착제층과 편광자 사이에는 후술하는 중간층, 예를 들어, 상기 편광자 보호 필름, 상기 위상차층 이외의 위상차 필름 또는 상기 위상차 필름의 기재 필름 등이 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다. 이러한 구조에 따르면, 편광판에 포함되는 액정 배향막을 추가적인 자외선으로부터 보호할 수 있으므로 유리할 수 있다. 상기 액정 배향막은 상기 위상차층으로 액정 필름(액정 화합물의 경화층)을 사용하는 경우에 사용될 수 있다.
편광판은 상기 위상차층 이외에 추가적인 층을 더 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 편광판은 편광자의 외측에 존재하는 상부층, 상기 위상차층의 외측에 존재하는 하부층 및 상기 편광자와 위상차층 사이에 존재하는 중간층 중 하나 이상의 층을 더 포함할 수 있다. 상기 점착제층은 상기 편광자와 상부층의 사이, 상기 편광자와 상기 중간층의 사이, 상기 위상차층과 상기 중간층의 사이, 상기 위상차층과 하부층의 사이 및 위상차층의 외측 중 하나 이상의 위치에 존재할 수 있다. 그렇지만, 후술하는 유기발광장치의 제조 공정 상의 불량 문제를 고려하였을 때, 상기 편광자와 상부층의 사이, 상기 편광자와 상기 중간층의 사이, 상기 위상차층과 상기 중간층의 사이 및 상기 위상차층과 하부층의 사이에는 접착제층이 존재하고, 위상차층의 외측에는 상기 점착제층이 존재하는 것이 적절하다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상부층(103)은 편광자(101)의 위상차층(102)을 향하는 반대 면에 적층되어 있을 수 있다. 이 경우 점착제층은 상부층과 편광자의 사이, 편광자와 위상차층의 사이 및 위상차층의 외측 중 하나 이상의 위치에 존재할 수 있다. 그렇지만, 후술하는 유기발광장치의 제조 공정 상의 불량 문제를 고려하였을 때, 상부층과 편광자의 사이 및 편광자와 위상차층의 사이 중 하나 이상의 위치에는 접착제층이 존재하고, 위상차층의 외측에는 상기 점착제층이 존재하는 것이 적절하다.
상부층의 종류로는, 편광자의 보호 필름, 하드코팅층, 상기 위상차층 이외의 위상차 필름, 반사 방지층 또는 액정 코팅층 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 상부층으로 사용되는 각 구성의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 업계에서 편광판 등의 광학 필름을 구성하기 위해서 사용되는 다양한 종류의 필름 등이 제한 없이 사용될 수 있다. 상기 상부층은 상기 예시된 층들의 단일층이거나 또는 상기 예시된 층들 중 2층 이상의 적층 구조를 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 하부층(203)은 위상차층(202)의 편광자(201)를 향하는 면의 반대면에 적층되어 있을 수 있다. 이 경우 점착제층은 하부층과 위상차층의 사이, 편광자와 위상차층의 사이 및 위상차층의 외측 중 하나 이상의 위치에 존재할 수 있다. 그렇지만, 후술하는 유기발광장치의 제조 공정 상의 불량 문제를 고려하였을 때, 하부층과 위상차층의 사이 및 편광자와 위상차층의 사이 중 하나 이상의 위치에는 접착제층이 존재하고, 위상차층의 외측에는 상기 점착제층이 존재하는 것이 적절하다. 도 3와 같은 경우에도 도 2과 같은 상부층이 추가될 수 있다. 예를 들면, 도 3와 같이 하부층이 존재하는 상태에서 편광자의 외측에는 하드코팅층이나 저반사층 등의 상부층이 존재할 수 있고, 편광자의 일측 또는 양측에는 보호 필름이 존재할 수도 있다.
하부층의 종류로는, 상기 위상차층 이외의 위상차필름이나 상기 편광판을 다른 요소에 부착하기 위한 점착제층, 접착제층 또는 상기 점착제층 또는 접착제층을 보호하는 보호 필름 내지는 이형 필름이 예시될 수 있다. 이 경우 상기 하부층으로서의 점착제층이 상기 기술한 본 출원의 점착제층일 수도 있다. 상기 하부층은 상기 예시된 층들의 단일층이거나 또는 상기 예시된 층들 중 2층 이상의 적층 구조를 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 중간층(303)은 편광자(301)와 위상차층(302)의 사이에 존재할 수 있다. 이 경우 점착제층은 중간층과 편광자의 사이, 중간층과 위상차층의 사이 및 위상차층의 외측 중 하나 이상의 위치에 존재할 수 있다. 그렇지만, 후술하는 유기발광장치의 제조 공정 상의 불량 문제를 고려하였을 때, 중간층과 편광자의 사이 및 중간층과 위상차층의 사이 중 하나 이상의 위치에는 접착제층이 존재하고, 위상차층의 외측에는 상기 점착제층이 존재하는 것이 적절하다. 도 4의 구조에서도 도시되어 있지는 않지만, 도 2의 구조의 상부층 및/또는 도 3의 구조의 하부층이 존재할 수도 있다.
중간층으로는 전술한 편광자 보호 필름, 상기 위상차층 이외의 위상차 필름 또는 상기 위상차층의 기재 필름이 예시될 수 있다. 상기 중간층은 상기 예시된 층들의 단일층이거나 또는 상기 예시된 층들 중 2층 이상의 적층 구조를 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
편광자의 보호 필름 또는 위상차층의 기재필름으로는 예를 들면, TAC(Triacetyl cellulose) 필름 등과 같은 셀룰로오스 필름; PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름 등과 같은 폴리에스테르 필름; 폴리카보네이트 필름; 폴리에테르설폰 필름; 아크릴 필름 및/또는 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 시클로계나 노르보르넨 구조를 포함하는 폴리올레핀 필름 또는 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름 등의 폴리올레핀계 필름 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
위상차층 이외의 위상차 필름으로는 양의 두께 방향 위상차를 갖는 위상차 필름이 예시될 수 있다. 본 출원에서, 용어 “두께 방향 위상차(Rth)”는 하기 수식 3에 따라 정해지는 값일 수 있다. 편광판이 양의 두께 방향 위상차를 갖는 위상차 필름을 더 포함하는 경우 시야각에서 반사 방지 특성 및 컬러 특성이 우수할 수 있다. 상기 위상차 필름으로는 하기 수식 4 또는 수식 5를 만족하는 위상차 필름을 사용할 수 있다. 하기 수식 4을 만족하는 위상차 필름을 +C 플레이트로 호칭할 수 있고, 하기 수식 5를 만족하는 위상차 필름을 +B 플레이트로 호칭할 수 있다. 이러한 위상차 필름으로는 고분자 연신 필름, 수직 배향된 액정층, 스플레이 배향된 액정층 또는 틸트 배향된 액정층 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 하나의 예시에서, 상기 위상차 필름의 광축(지상축)의 평면으로의 투영은 상기 편광자의 흡수축과 평행 또는 직교를 이룰 수 있다.
[수식 3]
Rth = d × (nz - ny)
[수식 4]
nx = ny < nz
[수식 5]
nx > ny 및 nz > ny
수식 3에서 d는 위상차층의 두께이며, 수식 3 내지 5에서 nx, ny 및 nz는 각각 상기 정의한 바와 같다.
도 5 및 도 6는 각각 본 출원의 일 실시예에 따른 편광판의 구조를 예시적으로 나타낸다. 도 5에 따른 편광판은 하드코팅층(403), 편광자(401), 편광자의 보호필름(404), 접착제층(405), 위상차층의 기재필름(406), 위상차층(402), +C 플레이트(407) 및 점착제층(408)을 순차로 포함할 수 있다. 도 6에 따른 편광판은 하드코팅층(403), 편광자(401), 접착제층(405), 위상차층의 기재필름(406), 위상차층(402), +C 플레이트(407) 및 점착제층(408)을 순차로 포함할 수 있다.
본 출원은, 또한 유기발광장치에 관한 것이다. 상기 유기발광장치는 상기 광학 적층체 및 유기발광패널을 포함할 수 있다. 상기 광학 적층체가 편광판이고, 상기 편광판이 위상차층을 포함하는 경우에는 위상차층이 유기발광패널에 인접하도록 배치될 수 있다.
상기 유기발광장치에 있어서, 상기 광학 적층체는 상기 점착제층을 매개로 상기 유기발광패널에 부착될 수 있다. 즉, 상기 유기"U광장치에서, 상기 광학 필름은 상기 점착제층을 매개로 상기 유기발광패널에 부착될 수 있다.
또한, 상기 광학 적층체가 상기 점착제층을 매개로 상기 유기발광패널에 부착됨에 따라, 유기발광장치의 제조 과정에서 불량이 발생하는 경우, 상대적으로 저가인 상기 광학 적층체를 떼어내고, 다른 광학 적층체를 재부착함으로써, 제조 과정에서 불량이 발생하였을 때 고가인 유기발광패널을 폐기하여야 하는 문제점이 해결될 수도 있다.
일 예시에서, 상기 유기발광패널은 기판; 상기 기판의 제 1 표면에 순차로 제공되는 제 1 전극층; 유기 발광층; 및 제 2 전극층을 포함할 수 있고, 이 때 상기 광학 적층체는 상기 유기발광패널에서 빛이 나오는 측에 위치할 수 있다.
예를 들면, 후술하는 것처럼, 상기 유기발광장치가 기판 측으로 빛이 나오는 배면 발광(bottom emission) 구조인 경우, 상기 광학 적층체, 예를 들면, 편광판은 기판의 외측에 배치될 수 있다. 또한, 상기 유기 발광장치가 후술하는 봉지 기판 측으로 빛이 나오는 전면 발광(top emission) 구조인 경우에는 상기 광학 적층체는 봉지 기판의 외측에 배치될 수 있다. 상기 편광판은 외광이 유기발광장치의 전극 및 배선 등과 같이 금속으로 만들어진 반사층에 의해 반사되어 유기발광장치의 외측으로 나오는 것을 방지함으로써 유기발광장치의 시인성을 개선할 수 있다.
도 7은 본 출원의 유기발광장치의 구조를 예시적으로 나타낸다. 상기 광학 적층체가 편광판일 때, 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 유기발광장치는 기판(701), 상기 기판의 제 1 표면에 순차로 제공되는 제 1 전극층(702), 유기 발광층(703) 및 제 2 전극층(704)을 포함하고, 상기 기판의 제 2 표면에는 상기 편광판(100)을 포함할 수 있다.
본 출원의 광학 적층체는 특히 플라스틱 유기발광장치에 적합하다. 따라서, 상기 유기발광장치의 상기 기판은 플라스틱 기판일 수 있다. 플라스틱 기판을 포함하는 유기발광장치는 롤러블(rollable), 플렉서블(flexible) 또는 벤더블(bendable) 유기발광장치의 구현에 유리할 수 있다.
상기 플라스틱 기판은 고분자를 포함할 수 있다. 상기 고분자로는 폴리이미드, 폴리아믹산, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르설파이드, 폴리설폰 또는 아크릴 폴리머 등을 예시할 수 있다. 하나의 예시에서, 공정온도 측면에서, 상기 플라스틱 기판은 고온 내구성이 우수한 폴리이미드를 포함할 수 있다.
상기 기판으로는 투광성 기판을 사용할 수 있다. 투광성 기판은 예를 들어 가시광 영역의 광에 대한 투과율이 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상 또는 80%일 수 있다.
상기 제 1 전극층 및 제 2 전극층 중 하나는 애노드(anode)이고 다른 하나는 캐소드(cathode)일 수 있다. 애노드는 정공(hole)이 주입되는 전극으로 일 함수(work function)가 높은 도전 물질로 만들어질 수 있으며 캐소드는 전자가 주입되는 전극으로 일 함수가 낮은 도전 물질로 만들어질 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 제 1 전극층은 애노드이고, 제 2 전극층은 캐소드일 수 있다.
상기 애노드는 투명 전극일 수 있고, 상기 캐소드는 반사 전극일 수 있다. 상기 애노드는 투명 금속 산화물, 예를 들어, ITO, IZO, AZO, GZO, ATO 또는 SnO2 등을 포함할 수 있다. 상기 캐소드는 금속, 예를 들어, Ag, Au, Al 등을 포함할 수 있다.
상기 유기 발광층은 제 1 전극층과 제 2 전극층에 전원이 인가되었을 때 빛을 낼 수 있는 유기 물질을 포함할 수 있다. 소위 하부 발광형 소자(bottom emitting device)로 호칭되는 구조에서는, 제 1 전극층이 투명 전극층으로 형성되고, 제 2 전극층이 반사 전극층으로 형성될 수 있다. 또한, 소위 상부 발광형 소자(top emitting device)로 호칭되는 구조에서는 제 1 전극층이 반사 전극층으로 형성되고, 제2 전극층이 투명 전극층으로 형성되기도 한다. 상기 전극층에 의해서 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 유기 발광층에서 재결합(recombination)되어 광이 생성될 수 있다. 광은 하부 발광형 소자에서는 기판 측으로 상부 발광형 소자에서는 제2 전극층 측으로 방출될 수 있다.
상기 유기 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층을 포함할 수 있다. 상기 발광층은 적색, 녹색 및 청색을 각각 발광하는 공지의 유기 물질을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 유기발광장치는 3 원색의 발광층이 각각 다른 색을 내면서 하나의 픽셀(점, 화소)을 구성하는 방식(RGB 방식)으로 구동되거나 또는 상기 3 원색의 발광층을 적층하여 백색을 발광하도록 하여 하나의 픽셀을 구성한 뒤 상기 백색 발광층의 전면에 컬러필터층은 배치함으로써 다양한 색상을 구현하는 방식(WOLED 방식)으로 구동될 수 있다.
상기 유기발광패널은 제 1 전극층과 유기 발광층 사이 및 제 2 전극층과 유기 발광층 사이에는 부대층을 더 포함할 수 있다. 부대층은 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한 정공 전달층(hole transporting layer), 정공 주입층(hole injecting layer), 전자 주입층(electron injecting layer) 및 전자 전달층(electron transporting layer)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기발광표시패널은 봉지 기판을 더 포함할 수 있다. 상기 봉지 기판은 제 2 전극층 상부에 존재할 수 있다. 상기 봉지 기판은 유리, 금속 및/또는 고분자로 만들어질 수 있으며, 제 1 전극층, 유기 발광층 및 제 2 전극층을 봉지하여 외부로부터 수분 및/또는 산소가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 광학 적층체는, 자외선, 특히 380 nm 이상의 청색 영역을 포함하는 자외선을 차단하는 성능이 우수하다.
본 출원의 광학 적층체는 특히 유기발광장치에 적용되었을 때, 유기발광장치 내의 청색 광원의 수명 단축을 최소화할 수 있다.
본 출원의 광학 적층체는, 색상 값의 변화도 크지 않으며, 광학 특성을 저해하지 않으면서, 동시에 우수한 내구성을 나타낼 수 있다.
도 1 내지 도 6은 본 출원의 광학 적층체의 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 출원의 유기발광장치의 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 제조예의 H-NMR 결과이다.
도 7은 본 출원의 유기발광장치의 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 제조예의 H-NMR 결과이다.
이하, 본 출원의 실시예를 참조하여 설명한다. 다만, 본 출원의 권리범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
1. 편광판의 광학 특성 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 편광판을 25 mm×25 mm (가로×세로)의 크기로 재단하여 시편을 제조한다.
자외선 가시광선 분광계(V-7100, JASCO社)를 이용하여 편광판의 투과율을 측정함으로써, 청색 영역을 포함하는 자외선 차단 성능을 평가한다. 상기에서 투과율은 전체 광 입사량을 100으로 설정하는 경우, 그 중 상기 편광판을 투과하는 빛의 양을 % 비율로 나타낸 것이다.
2. 신뢰성 조건에서 내구성 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 편광판을 90 mm×170 mm (가로×세로)의 크기로 재단하여 제조되는 시편을 각각 실시예 및 비교예마다 2장씩 준비한다.
이어서, 준비된 두 장의 시편을 유리 기판(110mm×190mm×0.7mm=가로×세로×두께)의 양면에 각 편광판의 광학 흡수축이 크로스되도록 부착하여, 평가 샘플을 제조한다.
상기 부착 시에 가해진 압력은 약 5 Kg/cm2이고, 기포 또는 이물이 계면에 발생하지 않도록 클린룸(Clean room)에서 작업한다.
상기 제조된 샘플을 신뢰성 챔버에 투입한 후, 80 ℃의 온도의 조건 하에서 500 시간 동안 방치한 후의, 점착제층 계면에서의 기포 발생 여부 또는 들뜸 발생 여부를 관찰(내열성 평가)한다. 내열성 평가 기준은 하기와 같다.
<내열성 평가 기준>
○: 들뜸 및 기포가 발생하지 않음
△: 1 ㎝X 1 ㎝(가로 X 세로) 단위 면적 당 5 개 이하의 기포가 발생하거나 들뜸이 발생
×: 1 ㎝X 1 ㎝(가로 X 세로) 단위 면적 당 5 개 초과의 기포 발생 또는 들뜸이 다량 발생
또한, 상기 제조된 샘플을 신뢰성 챔버에 투입하여 60 ℃의 온도 및 90 %의 상대 습도의 조건 하에서 1000 시간 동안 방치한 후에, 점착제층 계면에서의 들뜸의 발생 여부를 관찰(내습열성 평가)한다. 내습열성 평가 기준은 하기와 같다.
<내습열성 평가 기준>
◎: 들뜸 발생 없음
○: 들뜸이 미세하게 발생
△: 들뜸이 발생
×: 들뜸이 다량 발생
3. 편광판의 색 특성 평가
실시예 및 비교예의 편광판을 25 mm X 25 mm (가로 X 세로)의 크기로 재단하여 시편을 제조하였다. 자외선-가시광선 분광계(V-7100, JASCO社)를 이용하여 시편의 색좌표를 측정함으로써 편광판의 시감 특성을 평가한다.
제조예 - 자외선 흡수제(A)의 제조
하기 화학식 A(2-(4-hydroxy-2-methoxybenzylidene)malononitrile)의 말로노니트릴의 화합물을 하기와 같은 순서에 따라 제조하였다.
1)하기 화학식 A1의 화합물과 화학식 A2의 화합물이 1:1의 몰비가 되도록 에탄올이 담긴 반응기에 넣고 교반한다.
2)반응기에 DBU(1,8-Diazabicyclo(5.4.0)undec-7-ene)를 화학식 A1의 화합물의 투입량 대비 0.1배의 당량으로 천천히 투입한다.
3)약 25 ℃의 온도에서 약 12 시간 동안 교반한다.
4)2) 단계에서 투입된 에탄올과 동일한 몰 수의 염산(HCl)을 첨가한다.
5)반응을 끝낸 후, 4) 단계의 결과물을 여과하여, 고체 상태의 최종 생성물을 수득한다.
수득된 화학식 A의 화합물의 NMR 분석 결과를 도 8에 도시하였다.
H-NMR 분석은 Agilent社의 NMR 분광계(A500a, 500 MHz)를 사용하여 수행하였다. 구체적으로, NMR 측정용 용매인 DMSO(dimethyl sulfoxide)에 분석 대상 물질을 약 10 mg/mL 정도의 농도로 희석시켰으며, 화학적 이동은 ppm으로 표현하였다.
[화학식 A1]
[화학식 A2]
[화학식 A]
실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 2. 광학 적층체의 제조
점착제 조성물
다음 순서에 따라 점착 중합체를 제조하였다. 그 결과 고형분 농도가 30 중량%이고, 중량평균 분자량이 100만 수준인 아크릴 중합체(점착 중합체)를 얻었다.
1) 질소 가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 1 L 반응기에 n-부틸 아크릴레이트(n-BA) 및 4-히드록시부틸아크릴레이트(4-HBA)를 99:1의 중량 비율(BA:4-HBA)로 투입한다.
2) 반응기에 용제로서 에틸 아세테이트(EAc; ethyl acetate)를 상기 n-부틸 아크릴레이트와 4-히드록시부틸 아크릴레이트의 합계 100 중량부 대비 약 180 중량부의 비율로 투입하고, 산소 제거를 위하여 질소 가스를 60 분 동안 퍼징(purging)한다.
3) 반응기의 온도를 약 67 ℃로 유지하면서, 반응 개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile)을 상기 n-부틸 아크릴레이트와 4-히드록시부틸 아크릴레이트의 합계 100 중량부 대비 0.05 중량부로 투입하고, 8 시간 동안 반응시킨 후에 에틸 아세테이트로 희석한다.
상기 아크릴 중합체의 고형분 100 중량부에 대하여, 화학식 A 내지 D의 화합물(실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 2)을 하기 표 1에 기재된 중량부로 배합하고, 가교제(XDI계 이소시아네이트, T-39M, Mitsubishchemical 사) 약 0.1 중량부를 배합하여 점착제 조성물을 제조한다.
[자외선 흡수제 A]
[자외선 흡수제 B]
[자외선 흡수제 C]
[자외선 흡수제 D]
점착 중합체의 중량평균분자량은 겔투과 크로마토그래피 (Gel Permeation Chromatography, GPC)를 이용하여, 이하의 조건 하에서 측정하였다. 검량선의 제작에는, Agilent system의 표준 폴리스티렌을 사용하여 측정 결과를 환산한다.
측정기: Agilent GPC(Agilent 1200 series, 미국)
컬럼: PL Mixed B 2개 연결
컬럼 온도: 40℃
용리액: THF(테트라하이드로퓨란)
유속: 1.0 mL/min
농도: ~2 mg/mL (100 μL 주입)
점착제층의 제조
상기 점착제 조성물을 이형 처리된 PET(poly(ethyleneterephthalate)) 필름(두께: 38 ㎛, MRF-38, Mitsubishi chemical 社)의 이형 처리면에 건조 후 두께가 약 10 ㎛가 되도록 코팅하고, 80 ℃의 온도의 오븐(Mathis oven)에서 3분 동안 열경화하여 점착제층을 제조한다.
편광판(광학 적층체)의 제조
PVA(poly(vinyl alcohol)) 계열의 편광자의 양면이 약 60㎛ 두께의 TAC(Triacetyl cellulose) 보호 필름으로 보호된 공지의 편광판의 일면에 상기 제조된 점착제층의 라미네이트(적층)하여 편광판을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 점착제 조성물의 조성 및 광학 적층체의 물성 평가 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
표 1에 따르면, 본 출원의 광학 적층체는 380 nm 이상의 파장 광, 특히 380 nm 내지 400 nm 범위 내의 파장 광에 대한 투과율이 1 % 미만이어서, 상기 범위의 파장 광에 대한 차단 특성이 높기 때문에, 유기발광장치의 청색 광원의 보호에 적합한 것을 알 수 있다. 또한, 본 출원에서 규정하는 화합물을 적용하지 않은 점착제 조성물로 유래된 비교예의 광학 적층체에는 월등히 높은 a* 값과 비교적 높은 b* 값을 가져서 시감 특성이 열등하고, 특히 높은 b* 값으로 인해 황변을 가지는 것을 알 수 있다. 그렇지만, 본 출원에서 규정하는 조건을 충족하는 광학 적층체는 적절한 a* 값 및 b* 값을 가져서 시감 특성이 우수할 뿐 아니라 내구성 또한 우수한 것을 알 수 있다.
10: 편광자, 20: 위상차층, 30: 접착제층, 40: 점착제층
101, 201, 301, 401: 편광자, 102, 202, 302, 402: 위상차층,
103: 상부층, 203: 하부층, 303: 중간층
403: 하드코팅층, 404: 편광자의 보호 필름,
405: 접착제층, 406: 위상차층의 기재 필름,
407: +C 플레이트, 408: 점착제층
100: 편광판, 701: 기판, 702: 제 1 전극층,
703: 유기 발광층, 704: 제 2 전극층
101, 201, 301, 401: 편광자, 102, 202, 302, 402: 위상차층,
103: 상부층, 203: 하부층, 303: 중간층
403: 하드코팅층, 404: 편광자의 보호 필름,
405: 접착제층, 406: 위상차층의 기재 필름,
407: +C 플레이트, 408: 점착제층
100: 편광판, 701: 기판, 702: 제 1 전극층,
703: 유기 발광층, 704: 제 2 전극층
Claims (28)
- 광학 필름; 및 상기 광학 필름의 일면 또는 양면에 존재하는 점착제층을 포함하고, 상기 점착제층은 점착 중합체 및 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 점착제 조성물의 경화물을 포함하는 광학 적층체:
[화학식 1]
화학식 1에서, R1 내지 R5는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, -OX1, 또는 -NX1 2이고, 상기에서 X1은 수소 또는 알킬기이되, R1 내지 R5 중 적어도 하나는 -OX1 또는 -NX1 2이다. - 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1의 R1 내지 R5는 각각 독립적으로, 수소 또는 -OX1이되, R1 내지 R5 중 2개 이상이 -OX1인 광학 적층체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1의 R1, R3 및 R5 중 2개가 -OX1 또는 -NX1 2인 광학 적층체.
- 제 3 항에 있어서, 상기 화학식 1의 R3가 -OH이고, R1 및 R5 중 어느 하나는 -OX1이되, 상기에서 X1은 알킬기인 광학 적층체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 점착제 조성물은 하기 화학식 2의 화합물을 추가로 포함하는 광학 적층체:
[화학식 2]
화학식 2에서, R6 내지 R9은 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 하기 화학식 3의 치환기이되, R6 내지 R9 중 적어도 하나는 화학식 3의 치환기이다:
[화학식 3]
화학식 3에서, A는 단일 결합, 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -C(=O)O-, 또는 -OC(=O)-이고, R10 내지 R14는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 알콕시기, 니트로기, 아민기, 또는 히드록시기이다. - 제 5 항에 있어서, 상기 화학식 2의 R6, R7 및 R9 중 적어도 하나가 상기 화학식 3의 치환기인 광학 적층체.
- 제 6 항에 있어서, 상기 화학식 2의 R6, R7 및 R9는 상기 화학식 3의 치환기이고, 상기 R9에서, 화학식 3의 A가 탄소수 2 내지 4의 알케닐렌기인 광학 적층체.
- 제 7 항에 있어서, 상기 R6 및 R7에서, 화학식 3의 A가 단일 결합인 광학 적층체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 점착제 조성물은 하기 화학식 4의 화합물을 추가로 포함하는 광학 적층체:
[화학식 4]
화학식 4에서, R15 내지 R19는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기, -OX2, 또는 -NX2 2이고, 상기에서 X2은 수소 또는 알킬기이되, R15 내지 R19 중 적어도 하나는 -OX2 또는 -NX2 2이고, R20 또는 R21은 수소 또는 알킬기이다. - 제 9 항에 있어서, 상기 화학식 4의 R15 내지 R19는 각각 독립적으로, 수소 또는 -NX2 2이되, R15 내지 R19 중 적어도 하나는 -NX2 2인 광학 적층체.
- 제 10 항에 있어서, 상기 화학식 4에서, R17이 -NX2 2이고, R15 내지 R16 및 R18 내지 R19는 각각 독립적으로, 수소, 알킬기 또는 -OX2 광학 적층체.
- 제 11 항에 있어서, 상기 화학식 4에서, R20 및 R21은 탄소수 1 내지 4의 알킬기인 광학 적층체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 점착 중합체는 아크릴계 중합체인 광학 적층체.
- 제 13 항에 있어서, 상기 아크릴계 중합체는 하기 화학식 5의 단량체의 중합 단위를 포함하는 광학 적층체:
[화학식 5]
화학식 5에서 Q는 수소 또는 알킬기이고, B는 직쇄 또는 분지쇄 알킬기이다. - 제 13 항에 있어서, 상기 아크릴계 중합체는 극성기를 가지는 공중합성 단량체의 중합 단위를 추가로 포함하는 광학 적층체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 점착제 조성물은 상기 점착 중합체를 50 중량% 이상의 비율로 포함하는 광학 적층체.
- 제 16 항에 있어서, 상기 점착제 조성물은 상기 점착 중합체 100 중량부에 대하여 상기 화학식 1의 화합물을 0.01 중량부 내지 10 중량부의 범위 내의 비율로 포함하는 광학 적층체.
- 제 5 항에 있어서, 상기 점착제 조성물은 상기 화학식 2의 화합물을 상기 화학식 1의 화합물 100 중량부 대비 1 중량부 내지 30 중량부의 범위 내의 비율로 포함하는 광학 적층체.
- 제 8 항에 있어서, 상기 점착제 조성물은 상기 화학식 4의 화합물을 상기 화학식 1의 화합물 100 중량부 대비 10 중량부 내지 90 중량부의 범위 내의 비율로 포함하는 광학 적층체.
- 제 13 항에 있어서, 상기 점착 중합체는 상기 화학식 5의 단량체의 중합 단위를 50 중량% 이상의 비율로 포함하는 광학 적층체.
- 제 15 항에 있어서, 상기 점착 중합체는 상기 극성기를 가지는 공중합성 단량체의 중합 단위를 상기 화학식 5의 단량체의 중합 단위 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 30 중량부의 범위 내의 비율로 포함하는 광학 적층체.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광학 필름은 편광자인 광학 적층체.
- 제 22 항에 있어서, 상기 편광자는 폴리비닐알코올계 화합물을 포함하는 광학 적층체.
- 제 22 항에 있어서, 위상차층을 추가로 포함하는 광학 적층체.
- 제 24 항에 있어서, 상기 위상차층은 상기 광학 필름을 기준으로 상기 점착제층의 반대측에 존재하는 광학 적층체.
- 제 1 항의 광학 적층체 및 유기발광패널을 포함하고, 상기 광학 필름은 상기 점착제층을 매개로 상기 유기발광패널에 부착된 유기발광장치.
- 제 26 항에 있어서, 상기 유기발광패널은 기판; 상기 기판의 제 1 표면에 순차로 제공되는 제 1 전극층; 유기 발광층; 및 제 2 전극층을 포함하고, 상기 광학 적층체는 유기발광패널에서 빛이 나오는 측에 위치하는 유기발광장치.
- 제 27 항에 있어서, 상기 유기발광패널의 기판은 플라스틱(plastic) 기판인 유기발광장치.
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