KR20200144919A - 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

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KR20200144919A
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Abstract

편광자 및 상기 편광자의 하부면에 순차적으로 적층된 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층을 포함하고, 상기 제1위상차층은 포지티브 C 위상차층을 포함하고, 상기 제2위상차층은 정파장 분산성이고, 파장 550nm에서 면내 위상차가 220nm 내지 280nm이고, 상기 제3위상차층은 정파장 분산성이고, 파장 550nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 145nm이고, 상기 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 상기 제2위상차층의 지상축이 이루는 각도는 +14° 내지 +24° 또는 -24° 내지 -14°이고, 상기 제3위상차층의 지상축이 이루는 각도는 +79° 내지 +89° 또는 -89° 내지 -79°인 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. 보다 구체적으로, 본 발명은 광학표시장치에 적용 시 극각 60° 등을 포함하는 전 방위에서 색상 산포를 줄이는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
유기 EL 패널은 반사성이 높은 금속 전극층을 포함한다. 따라서, 유기 EL 패널은 외부 광에 대한 반사로 인하여 시인성이 악화된다. 시인성 악화는 유기 EL 패널에 편광판을 부착함으로써 개선될 수 있다.
편광판은 편광자 및 편광자의 일면에 배치되는 광학 보상 필름을 포함한다. 편광판은 입사된 외부 광이 상기 금속 전극층에서 반사되어 출사되는 과정에서 선 편광을 원 편광으로 만들고 반사되는 원 편광을 차단하여 최종적으로는 반사율을 낮춤으로써 화면 품질을 개선한다. 일반적으로 정면 대비 측면에서의 반사율이 높으므로, 측면에서의 반사율(극각에서의 반사율)을 낮추는 편광판 개발이 진행되고 있다. 한편, 측면에서의 반사율을 낮추더라도 극각 60° 등을 포함하는 전 방위에서 색상 산포가 높은 경우 표시장치 화면 전체의 시인성이 좋지 않을 수 있다. 측면에서의 반사율을 낮추는 편광판이더라도 그로부터 나온 색상 산포는 높을 수 있다. 따라서, 측면에서의 반사율을 낮춤과 동시에 색상 산포를 줄일 수 있는 편광판을 개발할 필요가 있다.
본 발명의 배경 기술은 한국공개특허 제10-2016-0107114호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 색상 산포를 현저하게 낮추는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 측면에서의 반사율을 현저하게 낮추는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 박형화 및 공정성을 개선한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 편광판이다.
1.편광판은 편광자 및 상기 편광자의 하부면에 순차적으로 적층된 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층을 포함하고, 상기 제1위상차층은 포지티브 C 위상차층을 포함하고, 상기 제2위상차층은 정파장 분산성이고, 파장 550nm에서 면내 위상차가 220nm 내지 280nm이고, 상기 제3위상차층은 정파장 분산성이고, 파장 550nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 145nm이고, 상기 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 상기 제2위상차층의 지상축(slow axis)이 이루는 각도는 +14° 내지 +24° 또는 -24° 내지 -14°이고, 상기 제3위상차층의 지상축(slow axis)이 이루는 각도는 +79° 내지 +89° 또는 -89° 내지 -79°이다.
2.1에 있어서, 상기 각도 θ2는 +14° 내지 +24°이고, 상기 각도 θ3은 +79° 내지 +89°가 될 수 있다.
3.1-2에 있어서, 상기 각도 θ2는 -24° 내지 -14°이고, 상기 각도 θ3은 -89° 내지 -79°가 될 수 있다.
4.1-3에 있어서, 상기 제2위상차층의 지상축과 상기 제3위상차층의 지상축 간의 각도 θ1은 61° 내지 67°가 될 수 있다.
5.1-4에 있어서, 상기 제1위상차층, 상기 제2위상차층과 상기 제3위상차층의 적층체는 파장 550nm에서 이축성 정도가 0.4 내지 1.0이 될 수 있다.
6.1-5에 있어서, 상기 제2위상차층, 상기 제3위상차층 중 어느 하나는 하기 식 3의 굴절률 관계를 가지며, 나머지 하나는 하기 식 6의 굴절률 관계를 가질 수 있다:
[식 3]
nx > ny ≒ nz
(상기 식 3에서, 상기 nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 위상차층의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향 굴절률이다).
[식 6]
nx ≒ nz > ny
(상기 식 6에서, nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 위상차층의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향 굴절률이다).
7.1-6에 있어서, 상기 제2위상차층과 상기 제3위상차층의 적층체는 역장 분산성을 가질 수 있다.
8.1-7에 있어서, 상기 제2위상차층은 하기 식 1과 하기 식 2를 나타낼 수 있다:
[식 1]
1.0 < Re(450)/Re(550) ≤ 1.1
[식 2]
0.9 ≤ Re(650)/Re(550) < 1.0
(상기 식 1, 식 2에서, Re(450), Re(550), Re(650)은 각각 제2위상차층의 파장 450nm, 550nm, 650nm에서의 면내 위상차(단위: nm)).
9.1-7에 있어서, 상기 제2위상차층은 Re(450)/Re(550)이 상기 제3위상차층의 Re(450)/Re(550)보다 작고, 상기 제2위상차층은 Re(650)/Re(550)이 상기 제3위상차층의 Re(650)/Re(550)보다 클 수 있다.
10.1-9에 있어서, 상기 제3위상차층은 하기 식 4와 하기 식 5를 나타낼 수 있다:
[식 4]
1.0 < Re(450)/Re(550) ≤ 1.2
[식 5]
0.9 ≤ Re(650)/Re(550) < 1.0
(상기 식 4, 식 5에서, Re(450), Re(550), Re(650)은 각각 제3위상차층의 파장 450nm, 550nm, 650nm에서의 면내 위상차(단위:nm)).
11.1-10에 있어서, 상기 제1위상차층은 파장 550nm에서, nx가 1.5 내지 1.6, ny가 1.5 내지 1.6, nz가 1.6 내지 1.7일 수 있다.
12.1-11에 있어서, 상기 제1위상차층은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -150nm 내지 0nm일 수 있다.
13.1-12에 있어서, 상기 제2위상차층은 시클릭올레핀폴리머계 필름을 포함하고, 상기 제3위상차층은 폴리스티렌계 코팅층을 포함할 수 있다.
14.1-13에 있어서, 상기 편광자의 상부면 또는 상기 편광자와 상기 제1위상차층 사이에 보호층이 더 적층될 수 있다.
15.1-14에 있어서, 상기 제3위상차층의 하부면에 점착층 또는 접착층이 더 형성될 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함한다.
본 발명은 색상 산포를 현저하게 낮추는 편광판을 제공하였다.
본 발명은 측면에서의 반사율을 현저하게 낮추는 편광판을 제공하였다.
본 발명은 박형화 및 공정성을 개선한 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 2는 도 1에서 편광자의 흡수축, 제2위상차층의 지상축, 제3위상차층의 지상축을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예와 비교예의 편광판을 OLED 표시 장치에 적용하였을 때 반사율과 색상 분포를 나타낸 것이다.
도 4는 실시예와 비교예의 편광판을 OLED 표시 장치에 적용하였을 때 측면 극각(θ)(X축, 단위:°)에서의 SCE 반사율(Y축, 단위:%)을 나타낸 것이다.
도 5는 실시예와 비교예의 편광판을 OLED 표시 장치에 적용하였을 때 극각 60°에 있어서, 방위각 전체에서의 색상 산포를 나타낸 것으로 가로축은 a*, 세로축은 b*을 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성 요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성 요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타낸 것이며, 본 발명 중 상기 구성 요소의 폭이나 두께 등의 크기가 본 발명의 범위에 제한되는 것은 아니다. 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 구성 요소를 지칭한다.
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)" 또는 "바로 위" 또는 "직접적으로 형성"으로 지칭되는 것은 중간체 등의 다른 구조를 개재하지 않은 것을 나타낸다.
본 명세서에서 "면내 위상차(Re)"는 하기 식A로 표시되고, "두께 방향 위상차(Rth)"는 하기 식 B로 표시되고, "이축성 정도(NZ)"는 하기 식 C로 표시된다:
[식 A]
Re = (nx - ny) x d
[식 B]
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) x d
[식 C]
NZ = (nx - nz)/(nx - ny)
(상기 식 A 내지 식 C에서, nx, ny, nz는 측정 파장에서 각각 광학 소자의 지상축(slow axis) 방향, 진상축(fast axis) 방향, 두께 방향의 굴절률이고, d는 광학 소자의 두께(단위:nm)이다).
상기 식 A 내지 식 C에서 "광학 소자"는 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층 또는 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층의 적층체를 의미한다. 상기 식 A 내지 식 C에서 "측정 파장"은 파장 450nm, 550nm 또는 650nm를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
본 명세서에서 수치 범위 기재 시 "X 내지 Y"는 X 이상 Y 이하(X≤ 그리고 ≤Y)를 의미한다.
본 발명의 발명자는 편광판에 있어서, 편광자의 하부면에 하기에서 상술되는 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층이 순차적으로 적층되고, 편광자의 흡수축에 대한 제2위상차층과 제3위상차층 각각의 지상축(slow axis)의 각도를 제어하고, 제2위상차층 및 제3위상차층 각각의 파장 550nm에서의 면내 위상차와 파장 분산성을 조절하였다. 또한, 본 발명의 발명자는 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층 전체의 파장 550nm에서 이축성 정도를 제어하였다.
본 발명의 편광판은 광학표시장치 예를 들면 발광표시장치에 적용하였을 때 극각 60°를 포함하는 전 방위에서 색상 산포를 줄일 수 있다. 상기 "색상 산포(color scattering)"는 편광판을 광학표시장치에 적용하였을 때, 각 방위에서 시인되는 색상의 차이를 나타낸다.
또한, 본 발명의 편광판은 측면으로서 극각(polar angle, θ) 0° 내지 60°에서의 반사율을 낮출 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 편광판은 표시 장치 전체에서의 화면 시인성을 좋게 할 수 있다. 특히, 측면에서의 반사율을 낮출 수 있는 편광판이더라도 색상 산포를 반드시 낮출 수 있는 것이 아닌데, 본 발명의 편광판은 색상 산포와 반사율을 동시에 낮춤으로써 화면 시인성을 현저하게 개선하였다. 본 발명의 편광판은 측면 전체에서 반사율을 1% 이하, 예를 들면 0% 내지 1%로 현저하게 낮출 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예의 편광판을 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1을 참고하면, 편광판은 편광자(400)의 하부면에 제1위상차층(100), 제2위상차층(200) 및 제3위상차층(300)의 순서로 적층되어 있다. 편광자(400)의 상부면에는 보호층(500)이 적층되어 있다.
제1위상차층은 포지티브 C 위상차층을 포함하고, 제2위상차층 및 제3위상차층은 하기 상술되는 면내 위상차를 가지며, 제2위상차층과 제3위상차층은 하기 상술되는 파장 분산성과 편광자의 흡수축에 대한 지상축의 각도를 갖는다. 이를 통해, 편광판을 광학표시장치에 적용하였을 때 색상 산포를 줄일 수 있고, 측면 전체에서 반사율을 낮출 수 있다. 도 1의 편광판에서, 제1위상차층이 제2위상차층과 제3위상차층 사이에 배치되는 경우 및 제1위상차층이 제3위상차층의 하부면에 배치되는 경우 색상 산포가 커져서 광학표시장치에서의 화면 품질이 나빠지게 된다.
제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 서로 다르다. 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차 및 이축성 정도가 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
제2위상차층
제2위상차층(200)은 장파장에서 단파장으로 갈수록 면내 위상차가 증가하는 정파장 분산성을 나타낸다. 제2위상차층, 제3위상차층 중 어느 하나라도 정파장 분산성이 아닌 경우 본 발명의 효과를 제대로 구현할 수 없거나 효과가 현저하게 낮아질 수 있다.
구체적으로, 제2위상차층은 하기 식 1과 하기 식 2를 나타낼 수 있다:
[식 1]
1.0 < Re(450)/Re(550) ≤ 1.1
[식 2]
0.9 ≤ Re(650)/Re(550) < 1.0
(상기 식 1, 식 2에서, Re(450), Re(550), Re(650)은 각각 제2위상차층의 파장 450nm, 550nm, 650nm에서의 면내 위상차(단위: nm)).
일 구체예에서, 제2위상차층은 Re(450)/Re(550)이 1.01 내지 1.05가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 및 측면 반사율 감소 효과가 우수할 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층은 Re(650)/Re(550)이 제3위상차층의 Re(650)/Re(550) 대비 클 수 있고, 0.95 이상 1.00 미만이 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 및 측면 반사율 감소 효과가 우수할 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층은 Re(450)/Re(550)이 제3위상차층의 Re(450)/Re(550) 대비 작을 수 있고, 제2위상차층은 Re(650)/Re(550)이 제3위상차층의 Re(650)/Re(550) 대비 클 수 있다. 이런 경우, 반사율 감소 및 색상 산포 개선 효과가 더 커질 수 있다.
제2위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 220nm 내지 280nm이다. 상기 범위에서, 색상 산포와 반사율을 줄이는데 도움을 줄 수 있다. 구체적으로 면내 위상차는225nm 내지 275nm, 더 구체적으로 230nm 내지 270nm, 가장 구체적으로 230nm 내지 260nm가 될 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층은 파장 450nm에서 면내 위상차가 220nm 내지 280nm, 구체적으로 225nm 내지 275nm, 220nm 내지 270nm, 더 구체적으로 230nm 내지 270nm, 가장 구체적으로 230nm 내지 260nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 파장 분산성에 도달할 수 있고, 정면 및 측면 반사율을 낮출 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층은 파장 650nm에서 면내 위상차가 220nm 내지 280nm, 구체적으로 225nm 내지 275nm, 더 구체적으로 230nm 내지 270nm, 가장 구체적으로 230nm 내지 260nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 파장 분산성에 도달할 수 있고, 정면 및 측면 반사율을 낮출 수 있다.
제2위상차층의 지상축은 편광자의 흡수축(편광자의 MD(machine direction)) 대비 특정 각도를 갖는다.
도 2를 참조하면, 편광자(400)의 흡수(410)을 0°라고 할 때, 편광자의 흡수축(410)과 제2위상차층(200)의 지상축(210)이 이루는 각도(θ2)는 +14° 내지 +24° 또는 -24° 내지 -14°이다. 상기 각도 범위에서, 색상 산포 및 반사율을 줄이는데 도움을 줄 수 있고 편광자와 제2위상차층을 롤 투 롤로 접합하더라도 본 발명의 효과를 내도록 함으로써 공정성도 동시에 개선할 수 있다. 바람직하게는 상기 각도(θ2)는 +16° 내지 +22° 또는 -22° 내지 -16°, 더 바람직하게는 +18° 내지 +21° 또는 -21° 내지 -18°가 될 수 있다.
본 명세서에서 각도 기재 시 "+", "-"는 각각 0°(즉, 편광자의 흡수축)를 기준으로 시계 방향, 반시계 방향을 의미한다. 상기 각도는 편광자에 제2위상차층 부착시 편광자의 흡수축과 지상축 간의 각도를 조절하여 합지함으로써 달성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에서, 제2위상차층은 하기 식 3의 굴절률 관계를 갖는다: 이를 통해 본 발명의 측면 반사율 저감 효과가 좋아질 수 있다:
[식 3]
nx > ny ≒ nz
(상기 식 3에서, 상기 nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 제2위상차층의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향 굴절률이다).
일 구체예에서, 제2위상차층은 포지티브 A 위상차층이다. 이를 통해, 측면 전체에서 반사율 저감 효과가 좋아질 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 양(+)의 값을 갖는데, 100nm 내지 300nm, 바람직하게는 110nm 내지 250nm, 더 바람직하게는 150nm 내지 250nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 전체에서 반사율 저감 효과가 좋아질 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층은 파장 550nm에서 이축성 정도가 0.1 내지 3.0, 바람직하게는 1.0 내지 2.0, 더 바람직하게는 1.0 내지 1.5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 전체에서 반사율 저감 효과가 좋아질 수 있다.
제2위상차층은 고유 복굴절이 양인 수지를 포함하는 조성물로 형성된 필름을 포함할 수 있다. 따라서, 연신 방향의 굴절률이 연신 방향과 직교하는 굴절률 대비 큰 제2위상차층을 용이하게 제조할 수 있다.
고유 복굴절이 양인 수지는 고유 복굴절이 양인 중합체를 포함한다. 고유 복굴절이 양인 중합체는 예를 들면 노르보르넨 중합체 등의 시클릭올레핀폴리머; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르; 폴리비닐알코올; 폴리염화비닐; 폴리아릴술폰; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 폴리아릴레이트; 막대형 액정 폴리머 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 기계적 물성, 내열성, 투명성, 치수 안정성이 뛰어난 폴리올레핀계, 시클릭올레핀폴리머, 또는 위상차 발현성 및 낮은 온도에서 연신이 뛰어난 폴리카보네이트가 바람직하다. 고유 복굴절이 양인 중합체는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다. 바람직하게는, 제2위상차층은 경사 연신, 파장 분산성 등을 고려하여 시클릭올레핀폴리머 등을 포함할 수 있다.
제2위상차층의 정파장 분산성은 상기 고유 복굴절이 양인 수지의 종류뿐만 아니라 해당 수지 중 단량체의 비율 등을 고려하여 조절될 수 있다.
제2위상차층은 고유 복굴절이 양인 수지 이외에 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 첨가제는 안료, 염료 등의 착색 방지제, 열안정제, 광안정제, UV 흡수제, 정전기 방지제, 산화 방지제, 미립자, 계면 활성제 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제2위상차층은 두께가 5㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 5㎛ 내지 60㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
제2위상차층은 상술한 고유 복굴절이 양인 수지를 포함하는 조성물을 용융 성형, 사출 성형, 프레스 성형에 의해 미연신 필름을 제조하고, 상기 미연신 필름을 경사 방향으로 연신함으로써 제조될 수 있다. 연신 배율은 1.1배 이상, 4.0배 이하, 구체적으로 1.3배 이상 3.0배 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제2위상차층의 지상축 방향을 제어할 수 있고, 연신 방향의 굴절률을 크게 할 수 있다. 연신 온도는 상기 미연신 필름의 유리전이온도(Tg) + 2℃ 이상, Tg + 30℃ 이하의 온도가 될 수 있다.
상기 연신 방향은 상술한 편광자의 흡수축과 제2위상차층의 지상축 간의 각도를 만족하면서 롤-투-롤에 의한 편광판 제조가 용이할 수 있도록 설정될 수 있다.
도 2를 참조하면, 편광자와 제2위상차층은 각각 서로 MD가 실질적으로 평행함으로써 편광판을 롤-투-롤로 제조할 수 있어 공정성을 개선할 수 있다. 결국, 제2위상차층은 제2위상차층의 MD에 대하여 지상축이 +14° 내지 +24° 또는 -24° 내지 -14°, 바람직하게는 +16° 내지 +22° 또는 -22° 내지 -16°, 더 바람직하게는 +18° 내지 +21° 또는 -21° 내지 -18°가 됨으로써 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
제2위상차층은 상술한 연신 필름으로서 제2위상차층 자체로 편광판에 포함될 수도 있다. 그러나, 제2위상차층에 프라이머층을 더 형성함으로써 제2위상차층과 제3위상차층 간의 접착력을 높일 수 있다. 프라이머층은 아크릴 수지, 우레탄 수지, 아크릴 우레탄 수지, 에스테르 수지, 에틸렌 이민 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제3위상차층
제3위상차층(300)은 편광판 중 제2위상차층의 하부면에 적층된다. 제3위상차층이 편광판 중 제2위상차층의 상부면에 적층되어, 편광자로부터 제1위상차층, 제3위상차층, 제2위상차층의 순서로 적층되는 경우 외광이 차단되지 않을 수 있는 문제점이 있을 수 있다.
제3위상차층은 장파장에서 단파장으로 갈수록 면내 위상차가 증가하는 정파장 분산성을 나타낸다. 이를 통해, 편광판은 광학표시장치에 적용시 색상 산포와 반사율을 줄이는데 도움을 줄 수 있다. 구체적으로, 제3위상차층은 하기 식 4와 하기 식 5를 만족할 수 있다:
[식 4]
1.0 < Re(450)/Re(550) ≤ 1.2
[식 5]
0.9 ≤ Re(650)/Re(550) < 1.0
(상기 식 4, 식 5에서, Re(450), Re(550), Re(650)은 각각 제3위상차층의 파장 450nm, 550nm, 650nm에서의 면내 위상차(단위:nm)).
일 구체예에서, 제3위상차층은 Re(450)/Re(550)이 1.05 내지 1.15, 더 구체적으로 1.1 내지 1.15가 될 수 있다. 일 구체예에서, 제3위상차층은 Re(650)/Re(550)이 0.9 초과 0.95 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 및 측면 반사율 감소 효과가 우수할 수 있다.
제3위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 145nm이다. 상기 범위에서 색상 산포와 반사율을 낮추는데 도움을 줄 수 있다. 구체적으로, 면내 위상차는 80nm 내지 140nm, 더 구체적으로 80nm 내지 135nm, 80nm 내지 130nm, 90nm 내지 130nm가 될 수 있다.
일 구체예에서, 제3위상차층은 파장 450nm에서 면내 위상차가 100nm 내지 160nm, 구체적으로 105nm 내지 155nm, 더 구체적으로 110nm 내지 150nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 파장 분산성에 도달할 수 있고, 정면 및 측면 반사율 감소 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 제3위상차층은 파장 650nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 140nm, 구체적으로 85nm 내지 135nm, 더 구체적으로 90nm 내지 130nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 파장 분산성에 도달할 수 있고, 정면 및 측면 반사율 감소 효과가 있을 수 있다.
제3위상차층은 하기 식 6의 굴절률 관계를 갖는다: 이를 통해 본 발명의 측면 반사율 저감 효과가 좋아질 수 있다:
[식 6]
nx ≒ nz > ny
(상기 식 6에서, nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 제3위상차층의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향 굴절률이다).
일 구체예에서, 제3위상차층은 네가티브 A 위상차층이다. 이를 통해 본 발명의 측면 반사율 저감 효과가 좋아질 수 있다.
제2위상차층의 지상축은 편광자의 흡수축과 제3위상차층의 지상축 사이에 존재한다. 제3위상차층의 지상축은 편광자의 흡수축 대비 특정 각도를 갖는다.
도 2를 참조하면, 편광자(400)의 흡수축(410)을 0°라고 할 때, 편광자의 흡수축(410)과 제3위상차층(300)의 지상축(310)이 이루는 각도(θ3)는 +79° 내지 +89° 또는 -89° 내지 -79°가 된다. 상기 각도 범위에서, 색상 산포 및 반사율을 줄이는데 도움을 줄 수 있고 편광자와 제3위상차층을 롤 투 롤로 접합하더라도 본 발명의 효과를 내도록 함으로써 공정성도 동시에 개선할 수 있다. 바람직하게는 상기 각도는 +81° 내지 +87° 또는 -87° 내지 -81°, +82° 내지 +86° 또는 -86° 내지 -82°가 될 수 있다.
상기 각도는 편광자에 제3위상차층 점착시 편광자의 흡수축과 제3위상차층의 지상축 간의 각도를 조절하여 합지함으로써 달성될 수 있다. 도 2를 참조하면, 편광자와 제3지상축은 각각 서로 MD가 실질적으로 평행함으로써 편광판을 롤-투-롤로 제조할 수 있어 공정성을 개선할 수 있다. 결국, 제3위상차층은 제3위상차층의 MD에 대하여 지상축이 +79° 내지 +89° 또는 -89° 내지 -79°, 바람직하게는 +81° 내지 +87° 또는 -87° 내지 -81°, 더 바람직하게는 +82° 내지 +86° 또는 -86° 내지 -82°가 됨으로써 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
일 구체예에서, 도 2를 참조하면, 각도 θ2가 +14° 내지 +24°이고, 각도 θ3은 +79° 내지 +89°가 될 수 있다.
다른 구체예에서, 도 2를 참조하면, 각도 θ2가 -24° 내지 -14°이고, 각도 θ3은 -89° 내지 -79°가 될 수 있다.
제3위상차층은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 제2 위상층 대비 반대로 음(-)의 값을 갖는데, -110nm 내지 -50nm, 구체적으로 -110nm 내지 -60nm, 더 구체적으로 -100nm 내지 -70nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 반사율 및 측면 반사율 개선 효과가 있을 수 있다.
제3위상차층은 파장 550nm에서 이축성 정도가 -1.0 내지 0.5, 구체적으로 -1.0 내지 0, 더 구체적으로 -1.0 이상 0 미만이 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 반사율 및 측면 반사율 개선 효과가 있을 수 있다.
제3위상차층은 두께가 2㎛ 내지 15㎛, 구체적으로 3㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
제2위상차층의 지상축과 제3위상차층의 지상축은 특정 각도 범위를 이룰 수 있으며, 이를 통해 편광판 제조 공정성을 개선할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2위상차층(200)의 지상축(210)과 제3위상차층(300)의 지상축(310) 간의 각도(θ1)는 61° 내지 67°, 바람직하게는 63° 내지 66°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 반사광 차단 효과가 있을 수 있다.
제3위상차층은 고유 복굴절이 음인 수지를 포함하는 제3위상차층용 조성물로 형성될 수 있다.
고유 복굴절이 음인 수지는 고유 복굴절이 음인 중합체를 포함한다. 고유 복굴절이 음인 중합체는 예를 들면 스티렌 또는 스티렌 유도체의 단독 중합체, 스티렌 또는 스티렌 유도체와 공단량체 간의 공중합체를 포함하는 폴리스티렌계 중합체, 폴리아크릴로니트릴 중합체, 폴리메틸메타아크릴레이트 공중합체, 셀룰로스 에스테르 등의 셀룰로스계 공중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 상기 공단량체는 아크릴로니트릴, 무수말레산, 메틸메타아크릴레이트, 부타디엔 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 바람직하게는, 제3위상차층은 폴리스티렌계 중합체, 셀룰로스계 공중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있고, 더 바람직하게는 폴리스티렌계 중합체를 포함할 수 있다.
제3위상차층은 고유 복굴절이 음인 수지 이외에 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 첨가제는 가소제, 안료, 염료 등의 착색 방지제, 열안정제, 광안정제, UV 흡수제, 정전기 방지제, 산화 방지제, 미립자, 계면 활성제 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제3위상차층의 정파장 분산성은 상기 고유 복굴절이 음인 수지의 종류뿐만 아니라 해당 수지 중 단량체의 비율 등을 고려하여 조절될 수 있다.
제3위상차층의 제조는 하기에서 상술한다.
제2위상차층과 제3위상차층의 적층체
제2위상차층과 제3위상차층의 적층체는 장파장에서 단파장으로 갈수록 면내 위상차가 감소하는 역파장 분산성을 나타낼 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 편광판은 제2위상차층과 제3위상차층 적층체는 역파장 분산성이지만 제2위상차층과 제3위상차층 각각을 정파장 분산성으로 함으로써 역파장 분산성 1매형 필름을 사용한 경우 대비 측면 반사율을 더 낮춤과 동시에 색상 산포를 낮출 수 있어 광학표시장치에 적용시 측면에서 화면 품질을 개선할 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층과 제3위상차층의 적층체는 파장 550nm에서 면내 위상차가 140nm 내지 200nm, 구체적으로 140nm 내지 195nm, 더 구체적으로 140nm 내지 190nm, 더 구체적으로 150nm 내지 190nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 반사율을 낮출 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층과 제3위상차층의 적층체는 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 5nm 내지 200nm, 구체적으로 10nm 내지 150nm, 더 구체적으로 50nm 내지 150nm, 더 구체적으로 50nm 내지 100nm 가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 반사율을 낮출 수 있다.
제2위상차층과 제3위상차층의 적층체는 두께가 0㎛ 초과 70㎛ 이하, 구체적으로 5㎛ 내지 60㎛, 더 구체적으로 10㎛ 내지 60㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
제2위상차층과 제3위상차층의 적층체에 대해 상술한다.
일 구체예에서, 제3위상차층은 연신 필름이 될 수 있다. 제3위상차층은 점착층 및/또는 접착층에 의해 제2위상차층에 접합될 수 있다.
제3위상차층은 상술한 제3위상차층용 조성물을 용융 성형, 사출 성형, 프레스 성형에 의해 미연신 필름을 제조하고, 상기 미연신 필름을 경사 방향으로 연신함으로써 제조될 수 있다. 연신 배율은 1.1배 이상, 4.0배 이하, 구체적으로 1.3배 이상 3.0배 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제3위상차층의 지상축 방향을 제어할 수 있고, 연신 방향의 굴절률을 크게 할 수 있다. 연신 온도는 상기 미연신 필름의 유리전이온도(Tg) + 2℃ 이상, Tg + 30℃ 이하의 온도가 될 수 있다.
상기 연신 방향은 상술한 편광자의 흡수축과 제3위상차층의 지상축 간의 각도를 만족하면서 롤-투-롤에 의한 편광판 제조가 용이할 수 있도록 설정될 수 있다.
다른 구체예에서, 제3위상차층은 코팅층이 될 수 있다.
이 경우, 제3위상차층은 제2위상차층에 직접적으로 형성됨으로써, 제2위상차층과 제3위상차층의 적층체는 1매형의 단일 필름이 될 수 있다. 이를 통해, 편광판은 제2위상차층과 제3위상차층의 적층체를 편광자에 접착시 롤 투 롤 합지가 가능하므로 공정성을 개선하고 불량 감소로 인한 수율을 향상시킬 수 있다. 제2위상차층과 제3위상차층은 서로 다른 면내 위상차를 갖지만, 서로 직접적으로 형성됨으로써, 편광판의 박형화 효과 및 공정성 개선 효과를 얻는다.
제3위상차층은 제2위상차층의 제조를 위한 필름에 상술한 제3위상차층용 조성물을 코팅하여 얻은 적층체를 동시에 경사 연신함으로써 제조될 수 있다.
제1위상차층
제1위상차층(100)은 제2위상차층의 상부면에 적층되어야 한다. 제1위상차층이 제2위상차층과 제3위상차층 사이에 있거나 제3위상차층의 하부면에 적층되는 경우 색상 산포가 현저하게 커질 수 있으며 반사율도 높아지게 된다.
제1위상차층은 하기 식 7의 굴절률 관계를 만족하는 포지티브 C 위상차층이 될 수 있다. 이를 통해, 편광판은 측면에서의 색상 산포를 줄일 수 있다:
[식 7]
nz > nx ≒ ny
(상기 식 7에서, nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 제1위상차층의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향 굴절률이다).
일 구체예에서, 제1위상차층은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -150nm 내지 0nm, 구체적으로 -150nm 내지 -10nm, 더 구체적으로 -150nm 내지 -50nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 더 개선될 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0nm 내지 10nm, 구체적으로 0nm 내지 5nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 더 개선될 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층은 파장 550nm에서, nx가 1.5 내지 1.6, ny가 1.5 내지 1.6, nz가 1.6 내지 1.7가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 더 개선될 수 있다.
제1위상차층은 상술한 포지티브 C 위상차층을 구현할 수 있다면, 연신 필름이거나 코팅층이 될 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층은 연신 필름이 될 수 있다. 연신 필름은 당업자에게 통상적으로 알려진 중합체 예를 들면 푸마르산 디에스테르계 수지를 포함하는 조성물로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
다른 구체예에서, 제1위상차층은 코팅층이 될 수 있다. 코팅층용 물질로는 액정을 사용함으로써, 두께 방향 위상차 구현이 용이하도록 할 수 있다. 액정은 당업자에게 알려진 통상의 종류를 사용할 수 있는데, 예를 들면 네마틱 액정을 포함할 수 있다.
제1위상차층은 두께가 0㎛ 초과 70㎛ 이하, 구체적으로 5㎛ 내지 60㎛, 더 구체적으로 10㎛ 내지 60㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
제1위상차층은 제2위상차층에 직접적으로 형성되거나 또는 점착층 및/또는 접착층을 통해 접합될 수 있다.
제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층의 적층체
제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층의 적층체는 파장 550nm에서 이축성 정도가 0.4 내지 1.0, 구체적으로 0.4 내지 0.9, 0.4 내지 0.7, 0.4 내지 0.6, 0.4 내지 0.5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 중 5° 내지 60° 전체 범위에서 반사율이 낮아지고, 색상 산포 감소 효과가 더 개선될 수 있다.
편광자
편광자(400)는 제1위상차층의 상부면에 적층되어 외부 광 또는 제1위상차층으로부터 입사되는 광을 선 편광시킴으로써 측면에서 반사율을 낮출 수 있다.
편광자는 편광도가 99% 이상, 싱글 광 투과율(Ts)이 44% 이상이 될 수 있다. 편광자는 상기 편광도와 싱글 광 투과율을 동시에 만족함으로써 상술한 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층의 적층체에 적층되었을 때 측면 특히 극각(θ) 5° 내지 60° 전체 범위에서 측면 반사율이 현저하게 낮아질 수 있다. 상기 "싱글 광 투과율"은 가시광선 영역 예를 들면 파장 400nm 내지 700nm에서 측정된 싱글 광 투과율(Ts)을 의미하고 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 측정될 수 있다. 상기 "편광도"는 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 측정될 수 있다. 구체적으로, 편광도는 99% 내지 99.9999%, 광 투과율은 44% 내지 50%가 될 수 있다.
편광자는 파장 380nm 내지 780nm에서 직교 광 투과율(Tc)이 0.001% 내지 0.7%, 구체적으로 0.01% 내지 0.2%, 더 구체적으로 0.05% 내지 0.2%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 특히 극각 5° 내지 60° 전체 범위에서 반사 방지 효과가 있을 수 있다.
편광자는 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층의 적층체에 롤 투 롤로 합지되어, 편광자의 MD는 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층 각각의 MD와 실질적으로 동일한 방향이다. 따라서, 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층의 적층체는 편광자의 하부 보호 필름으로 기능하여 편광자의 하부면에는 별도의 보호 필름을 적층시킬 필요가 없어 편광판을 박형화시킬 수 있다.
편광자의 흡수축은 편광자의 MD로 편광자 제조시 연신 방향이 될 수 있다. 편광자는 폴리비닐알코올계 필름을 1축 연신하여 제조되는 폴리비닐알콜계 편광자, 또는 폴리비닐알코올계 필름을 탈수하여 제조되는 폴리엔계 편광자를 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 편광자는 폴리비닐알코올계 필름을 염색, 연신, 가교, 색상 보정 공정에 의해 제조될 수 있다. 상술한 편광도와 광 투과율을 동시에 갖는 편광자는 상술한 염색, 연신, 가교, 색상 보정 공정에서 조건을 적절히 변경함으로써 달성될 수 있다.
편광자는 두께가 5㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 편광자와 제1위상차층 사이에는 점착층, 접착층, 점접착층, 하기 상술되는 보호층 또는 이들의 조합이 더 포함될 수 있다.
보호층
보호층(500)은 편광자의 상부면에 적층되어 편광자를 보호할 수 있다. 보호층은 편광자를 보호하여 편광판의 신뢰성을 높이고 편광판의 기계적 강도를 높일 수 있다. 도 1에서 보호층이 없어도 편광판의 기계적 물성이 확보될 수 있다면, 보호층은 생략될 수도 있다.
보호층은 광학적으로 투명한, 보호 필름 또는 보호 코팅층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 보호 필름은 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 폴리(메타)아크릴레이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지 중 하나 이상으로 형성된 필름을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
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 중합성의 경화성 화합물, 우레탄 수지, 실리콘계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
보호층은 무위상차 필름이거나 제2위상차층, 제3위상차층 대비 면내 위상차가 낮고 제1 위상차층 대비 두께 방향 위상차의 절대값이 낮다. 예를 들면, 보호층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 120nm 내지 160nm, 혹은 5nm 내지 0nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층의 효과에 영향을 주지 않으면서 편광판을 보호할 수 있다.
보호층은 두께가 10㎛ 이하 또는 5㎛ 내지 300㎛, 5㎛ 이하 또는 5㎛ 내지 200㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 보호층의 상부면에는 기능성 코팅층이 추가로 형성될 수 있다. 기능성 코팅층은 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층, 안티글레어층, 저반사층, 초저반사층 중 1종 이상을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제3위상차층의 하부면에는 점착층 및/또는 접착층이 더 형성됨으로써, 편광판을 광학표시장치에 적층시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 광학표시장치를 설명한다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 광학표시장치는 액정표시장치, 발광소자 표시 장치, 바람직하게는 발광소자 표시 장치 등을 포함할 수 있다. 상기 액정표시장치는 IPS(In Place Switching) 용 액정을 갖는 액정표시장치를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 표시 장치는 유기 또는 유무기 발광소자를 포함하고, 예를 들면 LED(light emitting diode), OLED(organic light emitting diode), QLED(quantum dot light emitting diode), 형광체 등의 발광물질을 포함하는 발광소자를 의미할 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.
실시예 1
폴리비닐알콜 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자(두께:12㎛)를 제조하였다.
편광자의 상부면에 하드코팅층이 형성된 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름(KA25-HC, Konica Minolta Opto, Inc., 두께:32㎛)을 접착시켰다. 편광자의 하부면에, 하기 상술되는 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층의 적층체를 적층시키되, 편광자의 하부면으로부터 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층의 순서로 접착시켜, 롤-투-롤로 편광판을 제조하였다. 이때, 편광자의 흡수축 대비, 제2위상차층의 지상축, 제3위상차층의 지상축 간의 각도를 하기 표 1과 같이 조절하였다.
제2위상차층[정파장 분산성, 시클릭폴리올레핀계, Re(450)=253.7nm, Re(550)=250nm, Re(650)=249.7nm, Re(450)/Re(550)=1.015, Re(650)/Re(550)=0.999]과 제3위상차층[정파장 분산성, 폴리스티렌계, Re(450)=127.6nm, Re(550)=115nm, Re(650)=109.1nm, Re(450)/Re(550)=1.110, Re(650)/Re(550)=0.948]이 서로 적층된 필름[역파장 분산성, Re(450)/Re(550) =0.93, Re(650)/Re(550) = 1.03]에 대하여 제2위상차층의 상부면에 제1위상차층용 조성물로 액정 조성물(DNP사)을 코팅하고 경화시켜, 제1위상차층[포지티브 C 플레이트, 파장 550nm에서 Rth=-85nm, nx=1.57156, ny=1.57127, nz=1.65717]을 형성함으로써, 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층의 적층체를 제조하였다. 상기 적층체의 파장 550nm에서 이축성 정도는 0.49이었다.
상기 필름은 시클로폴리올레핀계 공중합체를 포함하는 수지를 소정의 연신비로 경사 연신하고, 경사 연신된 시클로폴리올레핀계 공중합체의 필름 일면에 폴리스티렌계 공중합체를 포함하는 조성물을 코팅 및 건조시켜 적층체를 제조하고, 상기 적층체를 소정의 연신비로 다시 연신시켜 제조된 필름이다.
실시예 2 내지 실시예 3
실시예 1에서, 편광판의 상세 구성을 하기 표 1과 같이 한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서, 편광자의 하부면에 역파장 분산성 QWP 필름(Teijin사, 변성 PC, 파장 550nm에서 Re=139nm)을 적층시킨 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 2
실시예 1에서, 편광자의 하부면에 제1위상차층 없이 제2위상차층, 제3위상차층의 순서로 적층시킨 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교에 3
실시예 1에서, 편광자의 하부면에 제2위상차층, 제3위상차층, 제1위상차층의 순서로 적층시킨 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 4
실시예 1에서, 편광자의 하부면에 제1위상차층, HM필름(Teijin사, 변성 PC, 역파장 분산성, 파장 550nm에서 Re=139nm)을 적층시킨 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
하기 표 1에서 실시예와 비교예의 편광판의 구체적인 사양을 나타내었다.
적층
순서		 제1위상차층 제2위상차층 Re(nm) θ2(°) 제3위상차층 Re(nm) θ3(°) NZ
실시예 1 I +C 250 +19.5 115 +84 0.49
실시예 2 I +C 250 +19 115 +83 0.49
실시예 3 I +C 250 +20 115 +85 0.49
비교예 1 - 없음 - - 139 +45 1.12
비교예 2 II 없음 250 +19.5 115 +84 0.97
비교예 3 III +C 250 +19.5 115 +84 0.49
비교예 4 IV +C - - 139 +45 0.57
*표 1에서,
I는 편광자의 하부면에 제1위상차층-제2위상차층-제3위상차층의 순서로 적층;
II는 편광자의 하부면에 제2위상차층-제3위상차층의 순서로 적층;
III은 편광자의 하부면에 제2위상차층, 제3위상차층, 제1위상차층의 순서로 적층;
IV는 편광자의 하부면에 제1위상차층, 역파장 분산성 위상차층의 순서로 적층.
NZ는 편광자의 하부면에 배치되는 적층체의 파장 550nm에서 NZ
실시예와 비교예에서 제조한 편광판의 측면 극각 각도에 따른 반사율(단위:%)을 평가하고 그 결과를 하기 표 2, 도 3, 도 4에 나타내었다. 상기 반사율은 Galaxy S7 패널에 표 1의 편광판을 부착하여 DMS803(Instrument Systems, Germany) 장비로 측정한 SCE(specular component excluded) 반사율을 측정하였다.
실시예와 비교예에서 제조한 편광판에 대해 SCE반사측정 방법으로 방위각에 따른 색상 산포를 평가하고 그 결과를 하기 표 2, 도 5에 나타내었다. 상기 색상 산포는 CIE a*, b* 값에 기초하여 측정한 것으로, Galaxy S7 패널에 표 1의 편광판을 부착하고 SCE반사 측정 방법으로 평가하였다. 그로부터 얻은 결과를 방위각별로 반사 색상 이동 거리를 계산하여, 색상 산포를 평가할 수 있는 수치를 얻었다. 색상 산포는 0°에서 45° 단위로 180°까지 방위각을 변화시킬때의 극각 60°에서의 색상값의 차이를 나타낸다. 수치가 낮을수록 색상 산포가 낮아 화면 품질이 우수함을 의미한다.
측면 극각에 따른 반사율(%) 색상 산포
(극각=60°)
5 10 20 30 40 50 60
실시예 1 0.41 0.42 0.44 0.50 0.62 0.79 0.96 7.4
실시예 2 0.42 0.43 0.45 0.51 0.63 0.80 0.97 7.4
실시예 3 0.41 0.41 0.43 0.49 0.62 0.78 0.95 7.4
비교예 1 0.41 0.42 0.46 0.59 0.83 1.11 1.31 11.4
비교예 2 0.39 0.39 0.43 0.51 0.68 0.89 1.07 9.9
비교예 3 0.38 0.38 0.42 0.52 0.68 0.86 0.98 7.9
비교예 4 0.39 0.40 0.43 0.51 0.66 0.85 1.01 11.5
상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 편광판은 색상 산포를 현저하게 낮추고, 측면에서의 반사율도 현저하게 낮추었다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 편광판은 반사율이 낮고 색상값이 낮음을 알 수 있고, 도 4를 참조하면, 본 발명의 편광판은 측면 극각 5° 내지 60° 전체에서 반사율이 낮았다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 편광판은 극각 60° 에서 CIE a*, b* 값으로 보았을 때 색상 산포가 낮았다. 특히, 상기 표 2에 의할 때, 측면 반사율이 낮다고 하여서 색상 산포가 반드시 낮은 경향을 나타내는 것이 아님을 충분히 알 수 있다.
반면에, 편광자의 하부면에 포지티브 C 층 없이 역파장 분산성 필름이 적층된 비교예 1, 편광자의 하부면에 포지티브 C 층과 역파장 분산성 필름이 적층된 비교예 4는 상기 표 2, 도 3 내지 도 5에 의할 때, 본 발명의 효과를 얻을 수 없었다. 특히, 본 발명에서 제2위상차층과 제3위상차층 전체는 역파장 분산성을 나타내지만, 비교예 4와 같이 포지티브 C층에 역파장 분산성 필름이 적층되더라도 측면에서의 반사율과 색상 산포가 현저하게 낮았다.
또한, 포지티브 C 층이 없는 비교예 2, 포지티브 C 층, 제2위상차층, 제3위상차층의 적층 순서가 본 발명의 순서를 만족하지 않는 비교예 3은 상기 표 2, 도 3 내지 도 5에 의할 때, 본 발명의 효과를 얻을 수 없었다.
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 (16)

  1. 편광자 및 상기 편광자의 하부면에 순차적으로 적층된 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층을 포함하고,
    상기 제1위상차층은 포지티브 C 위상차층을 포함하고,
    상기 제2위상차층은 정파장 분산성이고, 파장 550nm에서 면내 위상차가 220nm 내지 280nm이고,
    상기 제3위상차층은 정파장 분산성이고, 파장 550nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 145nm이고,
    상기 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 상기 제2위상차층의 지상축(slow axis)이 이루는 각도 θ2는 +14° 내지 +24° 또는 -24° 내지 -14°이고, 상기 제3위상차층의 지상축(slow axis)이 이루는 각도 θ3은 +79° 내지 +89° 또는 -89° 내지 -79°인 것인, 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각도 θ2는 +14° 내지 +24°이고, 상기 각도 θ3은 +79° 내지 +89°인 것인, 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 각도 θ2는 -24° 내지 -14°이고, 상기 각도 θ3은 -89° 내지 -79°인 것인, 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층의 지상축과 상기 제3위상차층의 지상축 간의 각도 θ1은 61° 내지 67°인 것인, 편광판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층, 상기 제2위상차층과 상기 제3위상차층의 적층체는 파장 550nm에서 이축성 정도가 0.4 내지 1.0인 것인, 편광판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층, 상기 제3위상차층 중 어느 하나는 하기 식 3의 굴절률 관계를 가지며, 나머지 하나는 하기 식6의 굴절률 관계를 갖는 것인, 편광판:
    [식 3]
    nx > ny ≒ nz
    (상기 식 3에서, 상기 nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 위상차층의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향 굴절률이다).
    [식 6]
    nx ≒ nz > ny
    (상기 식 6에서, nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 위상차층의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향 굴절률이다).
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층과 상기 제3위상차층의 적층체는 역장 분산성을 갖는 것인, 편광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 하기 식 1과 하기 식 2를 나타내는 것인, 편광판:
    [식 1]
    1.0 < Re(450)/Re(550) ≤ 1.1
    [식 2]
    0.9 ≤ Re(650)/Re(550) < 1.0
    (상기 식 1, 식 2에서, Re(450), Re(550), Re(650)은 각각 제2위상차층의 파장 450nm, 550nm, 650nm에서의 면내 위상차(단위: nm)).
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2위상차층은 Re(450)/Re(550)이 상기 제3위상차층의 Re(450)/Re(550)보다 작고, 상기 제2위상차층은 Re(650)/Re(550)이 상기 제3위상차층의 Re(650)/Re(550)보다 큰 것인, 편광판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제3위상차층은 하기 식 4와 하기 식 5를 나타내는 것인, 편광판:
    [식 4]
    1.0 < Re(450)/Re(550) ≤ 1.2
    [식 5]
    0.9 ≤ Re(650)/Re(550) < 1.0
    (상기 식 4, 식 5에서, Re(450), Re(550), Re(650)은 각각 제3위상차층의 파장 450nm, 550nm, 650nm에서의 면내 위상차(단위:nm)).
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 파장 550nm에서, nx가 1.5 내지 1.6, ny가 1.5 내지 1.6, nz가 1.6 내지 1.7인 것인, 편광판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -150nm 내지 0nm인 것인, 편광판.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 시클릭올레핀폴리머계 필름을 포함하고, 상기 제3위상차층은 폴리스티렌계 코팅층을 포함하는 것인, 편광판.
  14. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 상부면 또는 상기 편광자와 상기 제1위상차층 사이에 보호층이 더 적층된 것인, 편광판.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제3위상차층의 하부면에 점착층 또는 접착층이 더 형성된 것인, 편광판.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.
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