KR20210016681A - 원편광판 - Google Patents

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KR20210016681A
KR20210016681A KR1020190094741A KR20190094741A KR20210016681A KR 20210016681 A KR20210016681 A KR 20210016681A KR 1020190094741 A KR1020190094741 A KR 1020190094741A KR 20190094741 A KR20190094741 A KR 20190094741A KR 20210016681 A KR20210016681 A KR 20210016681A
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polarizing plate
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circularly polarizing
wavelength
layer
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KR1020190094741A
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김덕환
이연근
손현희
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원은 원편광판에 관한 것이다. 본 출원은 플랫 분산 특성을 갖는 위상차 필름을 사용하면서 반사 색감을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 일정 수준의 반사색을 만족하면서 OLED 패널의 CCT(Correlated color temperature) 변화도 최소화할 수 있는 원편광판 및 상기 원편광판을 포함하는 OLED 장치를 제공한다.

Description

원편광판{Circularly polarizing plate}
본 출원은 원편광판에 관한 것이다.
편광자 및 위상차 필름을 기본적으로 포함하는 소위 원편광판은, OLED 패널의 Off 상태에서 표면 반사를 낮추기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에서는 유기발광장치에서 투명 전극 측에 원편광판을 배치하는 방법이 개시되어 있다. 원편광판에 사용하는 상기 위상차 필름이 역분산 특성을 갖는 경우 반사 색감이 neutral하여 가장 우수하지만, 재료 특성상 가격이 매우 고가이다.
일본공개특허 평8-321381호
본 출원은 플랫 분산 특성을 갖는 위상차 필름을 사용하면서 반사 색감을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 일정 수준의 반사색을 만족하면서 OLED 패널의 CCT(Correlated color temperature) 변화도 최소화할 수 있는 원편광판 및 상기 원편광판을 포함하는 OLED 장치를 제공한다.
본 출원은 원편광판에 관한 것이다. 도 1은 본 출원의 원편광판을 예시적으로 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 출원의 원편광판(100)은 반사방지필름(10), 편광자(20), 위상차 필름(30) 및 점착제층(40)을 순차로 포함할 수 있다. 상기 위상차필름은 플랫 분산 특성을 가질 수 있다. 상기 위상차 필름은 550nm 파장에 대한 면내 위상차 값이 136 nm 이상일 수 있다. 상기 원편광판은 430nm 파장에 대한 투과율이 30% 이하일 수 있다. 상기 원편광판은 370 nm 내지 430 nm 범위 내에서 최대 흡광도를 나타내고, 하기 식 1을 만족하는 염료를 더 포함할 수 있다.
[식 1]
log(A)/log(B) ≥ 9
식 1에서, A는 430nm 파장에 대한 염료의 투과율이고, B는 450 nm 파장에 대한 염료의 투과율이다. 염료의 투과율은 염료를 광 투과성 수지에 혼합하여 형성된 층에 대해 측정한 투과율 스펙트럼으로부터 결정될 수 있다. 본 명세서에서 광 투과성 수지는 상기 수지 단독으로 형성된 층에 대하여 측정한, 380nm 내지 780nm 파장에 대한 투과율이 약 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상인 층을 의미할 수 있다. 염료의 투과율이 100%인 것은 염료를 포함하지 않는 광 투과성 수지의 투과율을 의미할 수 있다. 식 1에서, A 및 B는 각각 퍼센트 투과율(%) 100%를 1로 보았을 때의 430nm 및 450nm 파장에 대한 염료의 투과율을 의미한다. 즉, 식 1에서 A는 염료의 430nm 파장에 대한 퍼센트 투과율(%)/100의 값이고, B는 염료의 450nm 파장에 대한 퍼센트 투과율(%)/100이다. 후술하는 바와 같이 염료가 점착제층에 포함되는 경우, 광 투과성 수지는 상기 점착제층을 형성하는 점착성 수지를 의미할 수 있다.
본 출원은 이러한 원편광판을 통해, 플랫 분산 특성을 갖는 위상차 필름을 사용하여 반사 색감을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 일정 수준의 반사색을 만족하면서 OLED 패널의 CCT(Correlated color temperature) 변화도 최소화할 수 있다. 이하, 본 출원의 원편광판에 대해 구체적으로 설명한다.
상기 반사방지필름의 반사율은 원편광판이 후술하는 OLED 패널에 부착된 상태로 측정된 반사율이 약 1.5% 이하 또는 약 1.2%가 되도록 하는 범위 내에서 조절될 수 있다. 상기 반사방지필름의 550nm 파장에 대한 반사율은 0.6% 내지 1.2%일 수 있다. 상기 반사방지필름의 380nm 내지 780nm 파장의 광에 대한 투과율이 90% 이상 또는 95% 이상일 수 있다. 상기 반사방지필름의 헤이즈는 1% 이하일 수 있다. 상기 반사방지필름은 CIE 1976에 정의된 방법에 따라 결정된 L*a*b* 색좌표 기준 a*>0, b*>0 및 a*<b*를 만족할 수 있다. 이러한 반사방지필름의 사용을 통해 플랫 분산 특성을 갖는 위상차 필름을 사용하여 반사 색감을 개선하는 데 더욱 유리할 수 있다.
상기 반사방지필름은 최저 반사 파장이 490nm 이하, 485 nm 이하, 480 nm 이하, 470nm 이하 또는 460nm 이하일 수 있다. 본 명세서에서 최저 반사 파장은 상기 반사방지필름의 파장에 대한 반사율 스펙트럼에서, 반사율이 가장 낮게 나타나는 지점의 파장을 의미할 수 있다. 상기 최저 반사 파장은 예를 들어, 390nm 이상, 395nm 이상 또는 400nm 이상일 수 있다. 상기 반사방지필름은 최저 반사율이 1.0% 이하일 수 있다. 본 명세서에서 최저 반사율은 상기 반사방지필름의 파장에 대한 반사율 스펙트럼에서, 반사율이 가장 낮게 나타나는 지점의 반사율을 의미할 수 있다.
상기 반사방지필름은 파장에 대한 반사율 스펙트럼이 U자형 그래프를 나타낼 수 있다. 도 2(a)는 U자형 그래프를 예시적으로 나타내며, 도 2(b)는 W자형 그래프를 예시적으로 나타낸다. 그러나, 도 2는 U자형 그래프를 예시적으로 설명하기 위한 도면이며, 본 출원의 범위가 도 2에 제한되는 것은 아니다. 상기 반사방지필름은 380nm 내지 780nm 파장 범위 내에서 최저 반사율을 나타내는 반사 대역, 예를 들어, 반사율이 1% 이하인 파장 대역이 1개(도 2(a)의 R1 영역) 존재할 수 있다. 이러한, U자형 그래프는 380nm 내지 780nm 파장 범위 내에서 최저 반사율을 나타내는 반사 대역이 2개 영역(도 2(b)의 R1, R2)인 W자형 그래프와 구분되는 개념일 수 있다. 이러한 반사방지필름의 사용을 통해 플랫 분산 특성을 갖는 위상차 필름을 사용하여 반사 색감을 개선하는 데 더욱 유리할 수 있다.
상기 반사방지필름의 광학 물성이 상기 범위 내인 경우, 재료는 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사방지필름은 저굴절층을 포함할 수 있다. 반사방지필름의 광학 물성을 상기 범위 내로 조절하는 것은 공지이다. 예를 들어, 반사방지필름의 최저 반사 파장은 저굴절층의 두께를 두껍게 할수록 장파장으로 이동하며, 저굴절층의 두께를 얇게 할수록 단파장으로 이동하는 경향이 있다. 또한, 반사방지필름의 최저 반사율은 저굴절률 재료에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 반사방지필름의 최저 반사율은 저굴절 재료의 굴절률이 낮아질수록 낮아지는 경향이 있다.
상기 저굴절층은 저굴절 물질을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 저굴절 물질은 저굴절 무기 입자일 수 있다. 상기 저굴절 무기 입자는 550nm 파장에 대한 굴절률이 예를 들어, 1.5 이하, 1.45 이하 또는 1.40 이하일 수 있다. 상기 굴절률의 하한은 예를 들어, 1.0 이상, 1.1 이상, 1.2 이상 또는 1.3 이상일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 저굴절 무기 입자는 실리카계 입자일 수 있다. 상기 실리카계 입자는 예를 들어 중공실리카, 메조포러스 실리카(mesoporous silica) 등을 예시할 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 무기 나노 입자로는 불화마그네슘(MgF2)을 사용할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 저굴절 무기 입자는 나노 사이즈의 입자일 수 있다. 상기 저굴절 무기 입자의 평균 입경은 예를 들어 10nm 내지 700nm, 10nm 내지 500nm, 10nm 내지 300nm, 10nm 내지 200nm 또는 10 내지 100nm의 범위 내일 수 있다.
상기 저굴절층의 두께는 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 저굴절층의 두께는, 예를 들어, 10nm 내지 500nm, 10nm 내지 300nm, 10nm 내지 200nm, 50nm 내지 200nm 또는 100nm 내지 200nm 범위 내일 수 있다. 전술한 바와 같이, 반사방지필름의 최저반사파장은 저굴절층의 두께에 따라 조절할 수 있으므로, 원하는 최저반사파장을 고려하여, 저굴철층의 두께를 상기 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다.
상기 저굴절층은 바인더 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 저굴절 무기 입자는 상기 바인더 수지 내에 분산된 상태로 존재할 수 있다.
상기 저굴절층은 바인더 수지 100 중량부 대비 저굴절 무기 입자를 30 내지 600 중량부로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 저굴절 무기 입자는 바인더 수지 100 중량부 대비 30 내지 500 중량부, 30 내지 400 중량부, 30 내지 300 중량부 30 내지 200 중량부 또는 100 내지 200 중량부의 범위로 포함될 수 있다. 상기 저굴절 무기 입자들의 함량이 과다해지는 경우, 반사율이 높아질 수 있으며, 표면 요철이 과다하게 발생하여 내스크래치성, 방오성과 같은 표면 특성이 저하될 수 있다.
상기 바인더 수지는 예를 들어 광 중합성 화합물일 수 있다. 구체적으로, 상기 광 중합성 화합물은 (메트)아크릴레이트 또는 비닐기를 포함하는 단량체 또는 올리고머를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 광중합성 화합물은 (메트)아크릴레이트 또는 비닐기를 1 이상, 또는 2 이상, 또는 3 이상 포함하는 단량체 또는 올리고머를 포함할 수 있다.
상기 (메트)아크릴레이트를 포함한 단량체 또는 올리고머의 구체적인 예로는, 펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨 헵타(메트)아크릴레이트, 트릴렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 폴리에톡시 트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리메타크릴레이트, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 부탄디올디메타크릴레이트, 헥사에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트 또는 이들의 2종 이상의 혼합물이나, 또는 우레탄 변성 아크릴레이트 올리고머, 에폭사이드 아크릴레이트 올리고머, 에테르아크릴레이트 올리고머, 덴드리틱 아크릴레이트 올리고머, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 이때 상기 올리고머의 분자량은1,000 내지 10,000인 것이 바람직하다.
상기 비닐기를 포함하는 단량체 또는 올리고머의 구체적인 예로는, 디비닐벤젠, 스티렌 또는 파라메틸스티렌을 들 수 있다.
한편, 상기 광중합성 화합물은 상술한 단량체 또는 올리고머 이외로 불소계(메트)아크릴레이트계 단량체 또는 올리고머를 더 포함할 수 있다. 상기 불소계(메트)아크릴레이트계 단량체 또는 올리고머를 더 포함하는 경우, 상기 (메트)아크릴레이트 또는 비닐기를 포함하는 단량체 또는 올리고머에 대한 상기 불소계 (메트)아크릴레이트계 단량체 또는 올리고머의 중량비는 0.1% 내지 10%일 수 있다.
상기 반사방지필름은 기재층을 더 포함할 수 있고, 저굴절층은 상기 기재층의 일면에 형성되어 있을 수 있다.
상기 기재층으로는 광 투과성 수지를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 기재층은 광 투과성 기재일 수 있다. 상기 기재층은 예를 들어 380nm 내지 780nm 파장의 광에 대한 투과율이 90% 이상일 수 있다. 상기 기재층은 예를 들어 380nm 내지 780nm 파장의 광에 대한 헤이즈가 1% 이하일 수 있다. 이러한 기재층의 사용을 통해 투과도를 높게 유지하면서 반사율을 낮출 수 있는 반사방지필름의 제공에 더욱 유리할 수 있다.
상기 기재층은 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름, 환상 올레핀계 고분자 (cycloolefin polymer) 필름, 폴리(메트)아크릴레이트계 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리노보넨 (polynorbornene) 필름 및 폴리에스테르 필름으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 기재층의 두께는 생산성 등을 고려하여 10㎛ 내지 300㎛일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 저굴절층은 저굴절층 형성용 조성물을 기재층 상에 코팅 및 경화함으로써 제조할 수 있다. 저굴절층 형성용 조성물은 저굴절 무기 입자를 포함할 수 있고, 나아가 바인더 수지를 더 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 기재층 상에 하드코팅층이 형성되어 있는 경우, 상기 저굴절층 형성용 조성물을 하드 코팅층 상에 코팅 및 경화함으로써 저굴절층을 형성할 수 있다.
상기 저굴절율층 형성용 조성물을 코팅하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 스핀 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 그라비아 코팅 또는 블레이드 코팅 등의 공지의 코팅 방법에 의해 수행될 수 있다.
상기 저굴절층 형성용 조성물을 경화하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 광의 조사 또는 열의 인가에 의해 수행될 수 있다. 상기 저굴절층 형성용 조성물을 광경화하는 것은, 200 내지 400nm 파장의 자외선 또는 가시 광선을 조사함으로써 수행될 수 있다. 또한, 광 조사시의 노광량은 100 내지 4,000 mJ/㎠ 범위 내일 수 있다. 노광 시간도 특별히 한정되는 것이 아니고, 사용되는 노광 장치, 조사 광선의 파장 또는 노광량에 따라 적절히 변화시킬 수 있다.
상기 반사방지필름은 하드코팅층을 더 포함할 수 있다. 상기 하드 코팅층은 기재층과 저굴절층의 사이에는 존재할 수 있다. 하드 코팅층은 반사방지필름의 경도를 향상시킬 수 있다. 이를 통해, 상기 반사방지필름을 디스플레이 장치의 최외각에 위치되는 광학 필름, 즉 윈도우 필름으로 사용할 수 있다.
상기 하드코팅층의 굴절률 범위는 본 출원의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다. 하드코팅층은 예를 들어 550nm 파장에 대한 굴절률이 예를 들어, 1.5 이하, 1.40 또는 1.30 이하일 수 있다. 상기 굴절률의 하한은 예를 들어, 1.0 이상, 1.1 이상 또는 1.2 이상일 수 있다.
상기 하드코팅층으로는 통상적으로 알려진 하드코팅층을 큰 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 하드 코팅층은 예를 들어 광경화성 수지를 포함할 수 있다. 상기 광경화성 수지는 광 투과성 수지일 수 있다. 상기 하드 코팅층에 포함되는 광경화성 수지는 자외선 등의 광이 조사되면 중합 반응을 일으킬 수 있는 광경화형 화합물의 중합체로서, 당업계에서 통상적인 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 광경화성 수지는 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 에폭사이드 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스터 아크릴레이트, 및 폴리에테르 아크릴레이트로 이루어진 반응성 아크릴레이트 올리고머 군; 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 하이드록시 펜타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸렌 프로필 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리메틸프로판 에톡시 트리아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세로 트리아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 및 에틸렌글리콜 디아크릴레이트로 이루어진 다관능성 아크릴레이트 단량체 군에서 선택되는 1 종 이상을 포함할 수 있다.
상기 하드코팅층은 상기 광경화성 수지에 분산된 유기 또는 무기 미립자를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 하드 코팅층에 포함되는 유기 또는 무기 미립자의 구체적인 예가 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 유기 또는 무기 미립자는 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 에폭사이드 수지 및 나일론 수지로 이루어진 유기 미립자이거나 산화규소, 이산화티탄, 산화인듐, 산화주석, 산화지르코늄 및 산화아연으로 이루어진 무기 미립자일 수 있다. 상기 유기 또는 무기 미립자는 입경의 구체적으로 한정되는 것은 아니나, 예들 들어 유기 미립자는 1 내지 10 ㎛의 입경을 가질 수 있으며, 상기 무기 입자는 1 ㎚ 내지 500 ㎚, 또는 1㎚ 내지 300㎚의 입경을 가질 수 있다. 상기 유기 또는 무기 미립자는 입경은 부피 평균 입경으로 정의될 수 있다
상기 하드 코팅층은 0.1㎛ 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 하드 코팅층을 적용한 반사방지필름의 연필경도는 예를 들어 2H 이상 또는 4H 이상일 수 있다. 이러한 범위 내에서, 상기 반사방지필름을 디스플레이 장치의 최외각의 윈도우 필름으로 사용하는 경우에도 투명 디스플레이 소자를 외부로부터 보호하는 데 유리할 수 있다.
상기 하드코팅층은 예를 들어 하드코팅층 형성용 조성물을 기재층 상에 코팅 및 경화함으로써 제조할 수 있다. 하드코팅층 형성용 조성물은 상기 광경화성 수지를 포함할 수 있고, 필요한 경우 유기 또는 무기 미립자를 더 포함할 수 있다.
상기 하드코팅층 형성용 조성물을 경화하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 광의 조사 또는 열의 인가에 의해 수행될 수 있다. 상기 하드코팅층 형성용 조성물을 광경화하는 것은, 200 내지 400nm 파장의 자외선 또는 가시 광선을 조사함으로써 수행될 수 있다. 또한, 광 조사시의 노광량은 100 내지 4,000 mJ/㎠ 범위 내일 수 있다. 노광 시간도 특별히 한정되는 것이 아니고, 사용되는 노광 장치, 조사 광선의 파장 또는 노광량에 따라 적절히 변화시킬 수 있다.
상기 저굴절층 형성용 조성물은 또는 하드코팅층 형성용 조성물은 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 용매는 유기 용매일 수 있다. 상기 유기 용매로는 탄화수소계, 할로겐화 탄화수소계, 에테르계의 용매를 사용할 수 있다. 탄화수소계의 예로서는 펜탄, 헥산, 헵탄, 사이클로헥산, n-데칸, n-도데칸, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메톡시 벤젠 등을 들 수 있다. 할로겐화 탄화수소계의 예로서는 사염화탄소, 클로로포름, 1,2-디클로로에탄, 디클로로메탄, 클로로 벤젠 등을 들 수 있다. 에테르계의 예로서는 테트라하이드로퓨란, 디옥산, 프로필렌글리콜 모노 메틸에테르 아세테이트 등을 들 수 있다.
상기 저굴절층 형성용 조성물은 또는 하드코팅층 형성용 조성물은 임의의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제로는, 예를 들면, 경화성 수지의 경화를 보조하는 경화제나 촉매 또는 라디칼 개시제나 양이온 개시제 등의 개시제, 요변성 부여제, 레벨링제, 대전 방지제, 소포제, 산화 방지제, 라디칼 생성 물질, 유무기 안료 내지는 염료, 분산제, 열전도성 필러나 절연성 필러 등의 각종 필러, 기능성 고분자 또는 광안정제 등이 예시될 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 용어 편광자는 편광 기능을 가지는 필름, 시트 또는 소자를 의미한다. 편광자는 여러 방향으로 진동하는 입사광으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 광을 추출할 수 있는 기능성 소자이다.
본 명세서에서 용어 편광자와 편광판은 서로 구별되는 대상을 지칭한다. 용어 편광자는 편광 기능을 가지는 필름, 시트 또는 소자 그 자체를 의미하고, 용어 편광판은, 상기 편광자 및 그 편광 소자의 일면 또는 양면에 적층되어 있는 다른 요소를 포함하는 대상을 의미한다. 상기에서 다른 요소로는 편광자의 보호필름, 반사방지필름, 위상차필름, 점착제층, 접착제층, 표면처리층 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 출원의 원편광판에 따르면, 상기 편광자의 일면 또는 양면에 부착된 보호필름을 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다. 편광자의 일면 또는 양면에 부착된 별도의 보호필름을 포함하지 않더라도 않더라도 반사방지필름 및/또는 위상차 필름이 상기 편광자의 보호 기재로 작용할 수 있다.
본 출원에서 편광자로는, 흡수형 선편광자를 사용할 수 있다. 이러한 편광자로는, PVA(poly(vinyl alcohol)) 편광자가 알려져 있다. 기본적으로 본 출원에서는 편광자로는 공지의 편광자를 사용할 수 있다. 일 예시에서는 공지의 PVA(poly(vinyl alcohol)) 편광자로서, 하기 특성을 가지는 편광자가 적용될 수 있다.
상기 편광자의 550nm 파장에 대한 투과율은 40% 내지 50% 범위 내일 수 있다. 상기 투과율은 구체적으로, 42% 내지 43% 또는 43.5% 내지 44.5% 범위 내일 수 있다. 상기 투과율은 550nm 파장에 대한 편광자의 단체(Single) 투과율을 의미할 수 있다. 상기 편광자의 단체 투과율은, 예를 들면, 스펙트러미터(V7100, Jasco社제)를 사용하여 측정할 수 있다. 예를 들면, 편광자 시료(상부 및 하부 보호 필름 불포함)를 기기에 거치한 상태에서 air를 base line으로 설정하고, 편광자 시료의 축을 기준 편광자의 축과 수직 및 수평으로 정렬한 상태에서 각각의 투과율을 측정한 후에 단체 투과율을 계산할 수 있다.
통상적으로 PVA(poly(vinyl alcohol))계 선형 흡수형 편광자는 위와 같은 단체 투과율을 나타내며, 본 출원에서는 이러한 PVA계 선형 흡수형 편광자가 적용될 수 있지만, 상기와 같은 단체 투과율을 나타내는 한 적용될 수 있는 편광자의 종류는 상기에 제한되지 않는다.
PVA 편광자는, 일반적으로 PVA 필름 또는 시트 및 상기 PVA 필름 또는 시트에 흡착 배향된 이색성 색소 또는 요오드와 같은 이방 흡수성 물질을 포함한다.
PVA 필름 또는 시트는, 예를 들면, 폴리비닐아세테이트를 겔화하여 얻을 수 있다. 폴리비닐아세테이트로는, 비닐 아세테이트의 단독 중합체; 및 비닐 아세테이트 및 다른 단량체의 공중합체 등이 예시될 수 있다. 상기에서 비닐 아세테이트와 공중합되는 다른 단량체로는, 불포화 카복실산 화합물, 올레핀 화합물, 비닐에테르 화합물, 불포화 술폰산 화합물 및 암모늄기를 가지는 아크릴아미드 화합물 등의 일종 또는 이종 이상이 예시될 수 있다.
폴리비닐아세테이트의 겔화도는, 일반적으로 약 85몰% 내지 약 100몰% 또는 98몰% 내지 100몰% 정도이다. 선편광자의 폴리비닐알코올의 중합도는, 일반적으로 약 1,000 내지 약 10,000 또는 약 1,500 내지 약 5,000일 수 있다.
PVA 편광자는, PVA 필름 또는 시트에, 염색 공정과 연신 공정을 거쳐 제조된다. 필요한 경우에 상기 편광자의 제조 공정은 팽윤, 가교, 세정 및/또는 건조 공정을 추가로 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기에서 염색 공정은 이방 흡수성 물질인 요오드를 PVA 필름 또는 시트에 흡착시키기 위한 공정으로서, 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함하는 처리조 내에 상기 PVA 필름 또는 시트를 침지시켜 수행할 수 있는데, 이 과정에서 처리조 내의 요오드 및 요오드화 칼륨의 농도를 조절하는 방식으로 상기 단체 투과율의 조절이 가능하다.
염색 공정에서 PVA 필름 또는 시트는 요오드(I2), KI 등의 요오드화물 및/또는 붕산 화합물(붕산 또는 붕산염) 등을 포함하는 염색액 또는 가교액에 침지되고, 이 과정에서 요오드 등의 이방 흡수성 물질이 PVA 필름 또는 시트에 흡착된다. 따라서, 상기 과정에서 염색액 내의 상기 화합물의 농도에 따라서 편광자에 흡착되는 이방 흡수성 물질의 종류 내지는 양이 결정되고, 그에 따라 편광자의 특정 파장의 광에 대한 흡수율과 투과율이 결정될 수 있다.
예를 들면, 상기 염색액에 존재할 수 있는 요오드 화합물의 종은 요오드화물(M+I-)과 요오드(I2)에서 유래된 I-, I2, I3 - 또는 I5 - 등이 있을 수 있다. 그런데, 상기 화합물 중에서 I-는 흡수 파장 범위가 약 190nm 내지 260nm이고, 색감 영향은 크지 않으며, I2는 흡수 파장 범위가 약 400nm 내지 500nm이고, 색감은 주로 레드(red)이며, I3 -는 흡수 파장 범위가 약 250nm 내지 400nm이고, 색감은 주로 옐로우(Yellow)이며, 선형 구조의 I5 -는 흡수 파장 범위가 관측되지 않고, 색감 영향은 크지 않으며, 굽은 구조의 I5 -는 흡수 파장 범위가 약 500nm 내지 900nm이고, 색감은 주로 블루(blue)이다.
상기 위상차 필름은 플랫 분산 특성을 가질 수 있다. 본 명세서에서 플랫 분산 특성은 파장이 증가함에 따라 위상차 값이 일정한 특성을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 플랫 분산 특성은, 위상차 필름의 Rin(450)/Rin(550) 값이 0.95 내지 1.01, 또는 0.99 내지 1.01인 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기 플랫 분산 특성에 따르면, 위상차 필름의 Rin(650)/Rin(550) 값이 0.95 내지 1.01 또는 0.99 내지 1.01일 수 있다. 상기에서 Rin(λ)는 λnm 파장에 대한 면내 위상차 값을 의미할 수 있다. 플랫 분산 특성의 위상차 필름은, 역분산 특성의 위상차 필름에 비해 저가로 시판되는 제품을 구할 수 있는 장점이 있다. 또한, 플랫 분산 특성의 위상차 필름은 추가 코팅 공정이 필요 없으므로 공정 수율에도 유리하다.
본 명세서에서 면내 위상차 값은 하기 수식 1에 따라 계산될 수 있다.
[수식 1]
Rin = d × (nx - ny)
수식 1에서 Rin은 면내 위상차이고, nx 및 ny 는 각각 위상차 필름의 x축 방향의 굴절률과 y축 방향의 굴절률을 의미하고, d는 위상차 필름의 두께를 의미한다. 이러한 정의는 특별히 달리 규정하지 않는 한 본 명세서에서 동일하게 적용될 수 있다. 상기에서 x축 방향은, 위상차 필름의 면상 지상축 방향을 의미하고, y축 방향은 상기 x축에 수직한 면상 방향(진상축 방향)을 의미하며, z축 방향은, 상기 x축과 y축에 의해 형성되는 평면의 법선의 방향, 예를 들면 두께 방향을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 지상축은 위상차 필름의 면 방향을 기준으로 굴절률이 가장 높게 나타나는 방향과 평행한 축을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 굴절률을 언급하면서 특별히 달리 규정하지 않는 한, 굴절률은 약 550nm 파장의 광에 대한 굴절률이다.
위상차 필름의 550nm 파장에 대한 면내 위상차 값은 136nm 이상일 수 있다. 상기 위상차 필름의 550nm 파장에 대한 면내 위상차 값의 상한은 예를 들어 145nm 이하일 수 있다. 상기 위상차 필름의 550nm 파장에 대한 면내 위상차 값은 보다 구체적으로, 137.5nm 이상, 138.0 nm 이상, 139.0 nm 이상 또는 140.0 nm 이상일 수 있고, 145 nm 이하, 144 nm 이하 또는 143 nm 이하일 수 있다. 이러한 범위 내에서, 플랫 분산 위상차 필름을 사용하여, 반사 시감을 향상시키는데 적절할 수 있다.
위상차 필름의 면내 위상차 값을 조절하는 방식은 공지이다. 하나의 예시에서, 위상차 필름이 고분자 연신 필름인 경우 고분자 필름의 재료, 두께, 연신 비율을 조절함으로써 면내 위상차 값을 조절할 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 위상차 필름이 액정 중합 필름인 경우, 액정층의 두께, 액정의 복굴절 값 등을 조절함으로써 면내 위상차 값을 조절할 수 있다.
위상차 필름의 지상축은 편광자의 흡수축과 40도 내지 50도, 43도 내지 47도, 44도 내지 46도, 바람직하게는 45도를 이룰 수 있다. 이를 통해, 플랫 분산 위상차 필름을 사용한 원편광판의 반사 시감을 개선시킬 수 있다. 본 명세서에서, A축이 B축에 대하여 이루는 각도는, B축을 0도 기준으로 하여, 시계 방향으로 A축이 이루는 각도와 반시계 방향으로 A축이 이루는 각도를 모두 포함하는 의미일 수 있다.
상기 위상차 필름의 두께는 고분자 연신 필름인 경우에는 예를 들어 10㎛ 내지 100㎛ 일 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 상기 위상차 필름의 두께는 액정 필름인 경우에는 예를 들어 0.1㎛ 내지 5㎛ 일 수 있다.
상기 위상차 필름은 액정 중합 필름 또는 고분자 연신 필름일 수 있다. 구체적으로, 상기 위상차 필름으로는, 연신에 의해 광학 이방성을 부여할 수 있는 고분자 필름을 적절한 방식으로 연신한 연신 고분자층 또는 액정층을 사용할 수 있다. 액정층으로는, 액정 고분자층 또는 중합성 액정 화합물의 경화층을 사용할 수 있다.
상기 액정 중합 필름은 기재층 및 상기 기재층의 일면에 액정층을 포함할 수 있다. 액정 중합 필름의 기재층은, 상기 반사방지필름의 기재층에 관한 내용이 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 액정 중합 필름의 기재층도 광 투과성 기재를 사용할 수 있다. 상기 액정층은 중합성 액정 화합물을 중합된 상태로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「중합성 액정 화합물」은, 액정성을 나타낼 수 있는 부위, 예를 들면, 메소겐(mesogen) 골격 등을 포함하고, 또한 중합성 관능기를 하나 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다. 이러한 중합성 액정 화합물들은 소위 RM(Reactive Mesogen)이라는 명칭으로 다양하게 공지되어 있다. 상기 중합성 액정 화합물은, 상기 경화층 내에서 중합된 형태, 즉 전술한 중합 단위로 포함되어 있을 수 있고, 이는 상기 액정 화합물이 중합되어 경화층 내에서 액정 고분자의 주쇄 또는 측쇄와 같은 골격을 형성하고 있는 상태를 의미할 수 있다.
상기 중합성 액정 화합물은 단관능성 또는 다관능성 중합성 액정 화합물일 수 있다. 상기에서 단관능성 중합성 액정 화합물은, 중합성 관능기를 1개 가지는 화합물이고, 다관능성 중합성 액정 화합물은, 중합성 관능기를 2개 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서 다관능성 중합성 액정 화합물은 중합성 관능기를 2개 내지 10개, 2개 내지 8개, 2개 내지 6개, 2개 내지 5개, 2개 내지 4개, 2개 내지 3개 또는 2개 또는 3개 포함할 수 있다.
상기와 같은 중합성 액정 화합물을, 예를 들면 개시제, 안정제 및/또는 비중합성 액정 화합물 등의 다른 성분과 배합하여 제조된 중합성 액정 조성물을 배향막상에서 배향시킨 상태로 경화시켜 복굴절이 발현된 상기 경화층을 형성하는 것은 공지이다. 상기 플랫 분산 특성을 갖는 위상차 필름은 플랫 분산 특성을 갖는 중합성 액정 화합물을 포함함으로써 제조될 수 있다.
상기에서 고분자 연신 필름으로는, 예를 들면, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리노르보넨 등의 고리형 올레핀 폴리머(COP: Cycloolefin polymer), 폴리염화비닐, 폴리아크릴로니트릴, 폴리설폰, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알코올 또는 TAC(Triacetyl cellulose) 등의 셀룰로오스 에스테르계 폴리머이나 상기 폴리머를 형성하는 단량체 중에서 2종 이상의 단량체의 공중합체 등을 포함하는 고분자층을 사용할 수 있다.
상기 고분자 연신 필름을 얻는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 고분자 재료를 필름 형태로 성형한 후, 연신함으로써 얻을 수 있다. 상기 필름 형태로의 성형 방법은 특히 제한되는 것이 아니라 사출 성형, 시트 성형, 블로우 성형, 사출 블로 성형, 인플레이션 성형, 압출 성형, 발포 성형, 캐스트 성형 등 공지 방법으로 필름으로 성형하는 것이 가능하며 압공 성형, 진공 성형 등의 2차 가공 성형법도 이용할 수 있다. 그 중에서도 압출 성형, 캐스트 성형이 바람직하게 이용된다. 이 때 예를 들면 T다이, 원형 다이 등이 장착된 압출기 등을 이용하여 미연신 필름을 압출 성형할 수 있다. 압출 성형에 의해 성형품을 얻을 경우에는 사전에 각종 수지 성분, 첨가제 등을 용융 혼련한 재료를 이용할 수도 있으면, 압출 성형 시에 용융 혼련을 거쳐 성형할 수도 있다. 또한 각종 수지 성분에 공통된 용매, 예를 들면 클로로포름, 2 염화메틸렌 등의 용매를 이용하여 각종 수지 성분을 용해 후, 캐스트 건조 고체화함으로써 미연신 필름을 캐스트 성형할 수도 있다.
고분자 연신 필름은 상기 성형된 필름을 기계적 흐름 방향으로 1축 연신, 기계적 흐름 방향(MD; Mechanical Direction, 종 방향 또는 길이 방향)으로 직행하는 방향(TD; Transverse Direction, 횡 방향 또는 폭 방향)으로 1축 연신할 수 있고 또한 롤 연신과 텐터연신의 순차 이축 연신법, 텐터연신에 의한 동시 이축 연신법, 튜블러 연신에 의한 이축 연신법 등에 의해 연신함으로써 이축 연신 필름을 제조할 수도 있다.
고분자 연신 필름의 위상차 값의 제어는 일반적으로 필름의 연신 조건을 제어함으로써 수행될 수 있다. 이것은 위상차 값이 필름의 연신에 의한 필름 자체의 두께로 인하기 때문이다. 이축 연신의 경우는 기계적 흐름 방향(MD방향)과 기계적 흐름 방향으로 직행하는 방향(TD방향)의 연신 배율의 비(MD방향/TD방향)를 0.67 이하 혹은 1.5 이상으로 하는 것이 바람직하고 0.55 이하 혹은 1.8 이상이 더욱 바람직하고 0.5 이하 혹은 2 이상이 가장 바람직하다.
상기 점착제층은 원편광판을 디스플레이 패널에 부착시키는 기능을 수행할 수 있다. 상기 점착제층은 점착성 수지를 포함할 수 있다. 상기 점착성 수지로는 예를 들어 광 투과성 점착성 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 점착성 수지에 의해 형성된 점착제층의 380nm 내지 780nm 파장에 대한 투과율이 약 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상이 되도록 하는 점착성 수지를 사용할 수 있다. 상기 투과율은 상기 점착제층에 입사되는 광량에 대한, 상기 점착제층을 투과하는 광량의 백분율을 의미할 수 있다. 이러한 점착성 수지로는, 예를 들어, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 에스테르계 수지, 우레탄계 수지, 아미드계 수지, 에테르계 수지, 플루오르계 수지 및 고무계 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 점착제층의 두께는 예를 들어, 15㎛ 내지 30㎛ 범위 내일 수 있다.
점착제층을 위상차 필름의 일면에 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시에서. 이형 필름에 상기 점착성 수지를 포함하는 점착제 조성물을 도포하여 점착제층을 형성한 후, 상기 점착제층을 위상차 필름의 일면에 전사하고 이형 필름을 제거하는 공정에 의해 수행될 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 상기 위상차 필름의 일면에 직접 점착제 조성물을 도포함으로써 점착제층을 형성할 수 있다.
상기 원편광판은 염료를 포함할 수 있다. 상기 원편광판은 식 1을 만족하는 염료를 포함함으로써, 반사 색감을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 일정 수준의 반사색을 만족하면서 OLED 패널의 CCT(Correlated color temperature) 변화도 최소화할 수 있다. 식 1과 같이 염료는 log(A)/log(B) 값이 9 이상일 수 있다. 상기 염료의 log(A)/log(B) 값의 상한은 예를 들어 50 이하, 45 이하, 40 이하, 35 이하 또는 30 이하일 수 있다.
상기 염료는 원편광판의 투과율을 조절하는 기능을 한다. 본 명세서에서 염료는 가시광 영역, 예를 들면, 380nm 내지 780nm 파장 범위 내에서 적어도 일부 또는 전체 범위 내의 광을 집중적으로 흡수 및/또는 변형시킬 수 있는 물질을 의미할 수 있다.
상기 염료를 포함하는 원편광판은 430nm 파장에 대한 투과율이 32% 이하 또는 30% 이하일 수 있다. 원편광판은 이러한 투과율 범위를 만족함으로써 neutral 반사색에 기여할 수 있으므로, 플랫 분산 특성의 위상차 필름을 사용하더라도, 반사 시감을 개선시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 염료를 포함하는 원편광판은 460nm 및 550nm 파장에 대한 투과율이 각각 35% 이상 또는 40% 이상 일 수 있다.
상기 염료를 포함하는 원편광판의 430nm 파장에 대한 투과율의 하한은 4% 이상일 수 있다. 상기 투과율이 지나치게 낮은 경우 OLED에서 발광하는 white 광의 컬러 변화가 지나치게 커지므로, 염료를 포함하는 점착제층의 투과율의 하한은 상기 범위 내인 것이 바람직하다.
상기 염료로는 식 1의 특성을 나타낼 수 있도록 하는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있다. 상기 염료는 예를 들어 블루 영역에서 흡수를 나타내는 염료일 수 있다. 상기 염료는 블루 영역에서 최대 흡광도를 나타낼 수 있다. 본 명세서에서 염료의 흡수 내지 흡광도는 염료를 광 투과성 수지에 혼합하여 형성된 층에 대해 측정한 투과도 스펙트럼으로부터 결정될 수 있다. 본 명세서에서 광 투과성 수지는 상기 수지 단독으로 형성된 층에 대하여 측정한, 380nm 내지 780nm 파장에 대한 투과율이 약 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상인 층을 의미할 수 있다.
상기와 같은 흡수 특성을 갖는 염료를 본 명세서에서 블루 컷 다이(Blue cut dye)로 약칭할 수 있다. 상기 블루 영역은 예를 들어 370nm 내지 430nm 파장 범위 내일 수 있다. 따라서, 상기 염료를 포함하는 원편광판도 380nm 내지 780nm 파장 범위 중 370nm 내지 430nm 범위 내에서 최대 흡광도를 나타낼 수 있다. 상기 염료는 블루 영역을 흡수하므로 Yellow 색감을 나타낼 수 있다. 상기 염료는, 원편광판이 상기 투과도 특성을 나타내도록 하는 범위 내에서, 단일 염료일 수도 있고, 2종 이상의 염료의 혼합물일 수도 있다.
상기 염료로는 안트라 퀴논계 염료, 메틴계 염료, 아조메틴계 염료, 옥사딘계 염료, 아조계 염료, 스티릴계 염료, 쿠마린계 염료, 포르피린계 염료, 디벤조푸라논계 염료, 티케토필로로필로르계 염료, 로다민계 염료, 키산텐계 염료 및 필로메텐계 염료로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 염료를 사용할 수 있다.
상기 염료는 원편광판이 상기 투과율을 나타낼 수 있도록 하는 범위 내에서, 원편광판에 포함되는 임의의 층에 포함될 수 있다.
예를 들어, 상기 염료는 상기 반사방지필름, 위상차필름 및 점착제층 중 하나 이상에 포함될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 염료는 상기 반사방지필름에 포함될 수 있다. 전술한 바와 같이, 반사방지필름은 기재층 및 상기 기재층의 일면에 저굴절층을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 염료는 반사방지필름의 기재층 내에 포함될 수 있다. 또는, 전술한 바와 같이, 반사방지필름은 기재층과 저굴절층 사이에 하드코팅층을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 염료는 반사방지필름의 하드코팅층 내에 포함될 수도 있다. 하나의 예시에서, 상기 염료는 상기 위상차필름에 포함될 수 있다. 전술한 바와 같이, 위상차필름이 액정 중합 필름인 경우, 위상차 필름은 기재층 및 상기 기재층의 일면에 액정층을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 염료는 위상차필름의 기재층 내에 포함될 수 있다. 한편, 위상차필름이 고분자 연신 필름인 경우, 상기 염료는 고분자 연신 필름 내에 포함될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 염료는 상기 점착제층에 포함될 수도 있다.
다른 하나의 예시에서, 상기 원편광판은, 상기 반사방지필름, 위상차필름 및 점착제층 이외에, 염료를 포함시키기 위한 용도를 위한 별도의 층을 더 포함할 수도 있다. 이러한 별도의 층도 광 투과성 수지를 주성분으로 포함하면서, 상기 염료를 포함할 수 있다. 상기 별도의 층의 위치는 특별히 제한되지 않고, 반사방지필름, 편광자, 위상차 필름 또는 점착제층의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다. 다만, 상기 점착제층은 원편광판을 패널에 부착하기 위한 용도이므로 점착제층의 부착 면에는 존재하지 않는 것이 바람직할 수 있다.
상기 염료 또는 염료를 포함하는 층은 430nm 파장에 대한 투과율이 80% 이하일 수 있고, 450nm 파장에 대한 투과율이 85% 이상일 수 있다. 상기 염료 또는 염료를 포함하는 층의 430nm 파장에 대한 투과율의 하한은 10% 이상일 수 있고, 450nm 파장에 대한 투과율의 상한은 98% 이하일 수 있다. 상기 염료는 최대 흡수 파장에서의 투과율이 50%가 되는 상태에서 투과색의 b* 값이 10 이하일 수 있다. 상기 b* 값은 예를 들어 0 이상일 수 있다. 상기 최대 흡수 파장은 염료가 최대 흡광도를 나타내는 파장을 의미할 수 있다. 염료의 최대 흡수 파장에서 투과율이 50%가 되는 상태는 예를 들어 염료의 농도를 조절함으로써 얻을 수 있다. 염료마다 흡광 계수가 다르기 때문에 최대 흡수 파장에서 투과율이 50%가 되는 상태를 얻기 위한 염료의 농도는 염료의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있다. 상기 염료의 투과색은 Shimadzu UV-3600 장비를 이용하여, C 광원 조건에서 측정된, CIE 1932/2°규격의 투과색일 수 있다. 상기 염료 또는 염료를 포함하는 층은 이러한 투과율 범위를 만족함으로써 neutral 반사색에 기여할 수 있으므로, 플랫 분산 특성의 위상차 필름을 사용하더라도, 반사 시감을 개선시킬 수 있고, 일정 수준의 반사색을 만족하면서 OLED 패널의 CCT(Correlated color temperature) 변화도 최소화할 수 있다.
염료를 포함하는 층에서 염료의 함량은 본 출원의 목적을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 전술한 바와 같이, 염료를 포함하는 층은 광 투과성 수지를 주성분으로 포함하며, 상기 염료를 더 포함할 수 있다. 염료를 포함하는 층에서 염료의 함량은 예를 들어 광 투과성 수지 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 10 중량부 범위로 포함될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 염료는 점착제층에 포함될 수 있고, 예를 들어, 점착제 100 중량부에 대하여 0.02 내지 10 중량부 범위 내의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 점착제 100 중량부는 점착제에 포함되는 점착성 수지 100 중량부를 의미할 수 있다. 염료의 함량이 상기 범위 내인 경우 원편광판의 반사 시감을 개선하는데 적절할 수 있고, 상기 범위 내에서 염료의 함량이 증가할수록 목적하는 반사색에 근접할 수 있다. 다만, 염료의 함량이 지나치게 높은 경우 염료의 용해도가 부족하여 석출이 발생할 수도 있고 각 층의 물성에 영향을 줄 수도 있으므로, 상기 범위 내에서 조절되는 것이 바람직할 수 있다.
염료를 포함하는 층 내에서 염료의 중량이 동일한 경우 상기 염료를 포함하는 층의 두께를 변화시켜도 동일한 투과율 특성 얻을 수 있다. 따라서, 염료를 포함하는 층의 투과도를 전술한 범위 내에서, 높이고자 하는 경우에는, 염료를 포함하는 층의 두께를 고정하고 염료의 중량을 줄여 염료의 농도를 낮추거나, 염료의 농도가 동일한 염료를 포함하는 층의 두께를 낮춰 염료의 중량을 낮추는 방법이 있다.
본 출원은 또한, 상기 원편광판을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 상기 디스플레이 장치로는, OLED(Organic Light Emitting Diode) 장치를 예시할 수 있다.
도 3은 본 출원의 OLED 장치를 예시적으로 나타낸다. 도 3에 나타낸 바와 같이, OLED 장치는 OLED 패널(200) 및 상기 OLED 패널의 일면에 배치된 원편광판(100)을 포함할 수 있다. OLED 패널과 원편광판은 점착제층(40)을 매개로 부착될 수 있다.
상기 OLED 패널은 기판, 하부 전극, 유기 발광층 및 상부 전극을 순차로 포함할 수 있다. 유기 발광층은 하부 전극과 상부 전극에 전압이 인가되었을 때 빛을 낼 수 있는 유기 물질을 포함할 수 있다. 상기 하부 전극과 상부 전극 중 어느 하나는 양극(anode)이고 다른 하나는 음극(cathode)일 수 있다. 양극은 정공(hole)이 주입되는 전극으로 일 함수(work function)가 높은 도전 물질로 만들어질 수 있으며 음극은 전자가 주입되는 전극으로 일 함수가 낮은 도전 물질로 만들어질 수 있다. 통상 양극으로는 일함수가 큰 ITO 또는 IZO 와 같은 투명 금속 산화물층을 사용할 수 있으며, 음극으로는 일함수가 낮은 금속 전극을 사용할 수 있다. 일반적으로 유기 발광층은 투명하기 때문에, 상부 및 하부 전극을 투명하게 하는 경우 투명 디스플레이를 구현할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 금속 전극의 두께를 매우 얇게 하는 경우 투명한 디스플레이를 구현할 수 잇다.
상기 OLED 패널은 상부 전극 상에 외부로부터 수분 및/또는 산소가 유입되는 것을 방지하는 기능을 하는 봉지 기판을 더 포함할 수 있다. 하부 전극과 유기 발광층 사이 및 상부 전극과 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 원편광판은 OLED 소자에서 빛이 나오는 측에 배치될 수 있다. 예컨대 베이스 기판 측으로 빛이 나오는 배면 발광(bottom emission) 구조인 경우 베이스 기판의 외측에 배치될 수 있고, 봉지 기판 측으로 빛이 나 오는 전면 발광(top emission) 구조인 경우 봉지 기판의 외측에 배치될 수 있다. 원편광판은 외광이 OLED 패널의 전극 및 배선 등과 같이 금속으로 만들어진 반사층에 의해 반사되어 OLED 패널의 외측으로 나오는 것을 방지함으로써 시인성과 디스플레이 성능을 개선할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 OLED 패널은 컬러 필터가 형성된 기판을 더 포함할 수 있다. 상기 컬러 필터가 형성된 기판은, OLED 패널의 금속 전극이 배치된 반대 면에 배치될 수 있다. 이때, OLED 패널은, 컬러 필터가 형성된 기판, 투명 금속 산화물 전극(양극), 발광층, 금속 전극(음극) 및 베이스 기판을 순차로 포함하는 구조를 가질 수 있다. 컬러필터는 Red, Green 및 Blue 영역을 포함할 수 있고, 상기 영역들을 구분하기 위한 블랙 매트릭스(black matrix)를 더 포함할 수 있다. OLED 패널의 기판에 컬러 필터가 존재하는 경우, 컬러 필터가 존재하지 않는 경우에 비해, 낮은 반사율을 나타낼 수 있다. 구체적으로, Red, Green 및 Blue의 컬러 필터가 OLED의 발광층의 앞에 위치하는 경우, 발광층 뒷면에 위치한 금속 전극에서의 높은 반사율을 저감시켜 주기 때문이다.
상기 OLED 패널로는 410nm 내지 500nm 영역의 평균 반사율이 45% 이하인 패널을 사용할 수 있다. 한편, 상기 OLED 패널의 410nm 내지 500nm 영역의 평균 반사율은 20% 이상일 수 있다. 또한, 상기 OLED 패널로는 600nm 내지 650nm 영역의 평균 반사율이 50% 이하인 OLED 패널을 사용할 수 있다. 한편, 상기 OLED 패널로는 600nm 내지 650nm 영역의 평균 반사율이 20% 이상인 OLED 패널을 사용할 수 있다. 이러한 OLED 패널의 적용을 통해 플랫 분산 특성의 위상차 필름을 사용하면서 반사 시감을 개선하는데 더욱 유리할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 출원의 원편광판을 OLED 패널에 적용한 OLED 장치는 우수한 반사 시감을 나타낼 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 원편광판이 부착된 OLED 패널의 550nm의 반사율이 1.3% 이하일 수 있다. 상기 반사율은 구체적으로 1.2% 이하, 1.1% 이하 또는 1.0% 이하일 수 있다. 상기 원편광판이 부착된 OLED 패널의 반사율은 낮을수록 반사 시감이 우수한 것을 의미하는 것으로, 하한은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 0.1% 이상일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 원편광판이 부착된 OLED 패널의 반사색은 L*a*b* 색좌표를 기준으로 a* 값이 0 내지 8의 범위 내이고, b* 값이 -12 내지 0의 범위 내일 수 있다. 원편광판이 부착된 OLED 패널의 반사율과 반사색이 상기 범위 내인 경우 반사 시감이 우수하다고 할 수 있다. 상기 a*의 하한은 0 초과이고, 상기 b*의 상한은 0 미만일 수 있다. 또한, 상기 a* 및 b* 값 중에서 특히 a* 값의 범위가 더욱 중요할 수 있는데, 일반적으로 푸른 빛보다는 붉은 빛의 반사 색감이 관찰자의 시감을 더 저하시키기 때문이다. 또한, OLED 패널의 550nm 파장에 대한 반사율을 상기 범위로 하는 경우 a* 및 b*의 절대 값이 커지더라도 더 검게 느끼므로 반사 시감을 향상시키는데 더욱 유리할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따르면, 상기 원편광판이 부착된 OLED 패널의 반사색은 L*a*b* 색좌표를 기준으로 a* 및 b* 값은 5.4 < a* < 5.8 및 -5.6 < b* < -5.1을 만족할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 원편광판이 부착된 OLED 패널의 발광 특성은 xy 색좌표를 기준으로 △xy 값이 0.10 이하, 보다 구체적으로, 0.008 이하일 수 있다. △xy 값은 원편광판이 부착되지 않은 OLED 패널 대비, 원편광판이 부착된 OLED 패널의, white color의 색좌표 변화량을 의미하며, 그 값이 작을수록 OLED 패널을 구동할 때 나오는 발광 빛의 색 변화가 적은 것을 의미할 수 있다.
본 출원은 플랫 분산 특성을 갖는 위상차 필름을 사용하면서 반사 색감을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 일정 수준의 반사색을 만족하면서 OLED 패널의 CCT(Correlated color temperature) 변화도 최소할 수 있는 원편광판 및 상기 원편광판을 포함하는 OLED 장치를 제공한다.
도 1은 본 출원의 원편광판을 예시적으로 나타낸다.
도 2는 반사방지필름의 반사율 스펙트럼을 예시적으로 나타낸다.
도 3은 본 출원의 OLED 장치를 예시적으로 나타낸다.
도 4는 블루 컷 다이를 포함하는 점착제층의 투과율 스펙트럼이다.
이하, 본 출원에 따른 실시예 및 본 출원에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
원 편광판의 제조
반사방지필름, 편광자, 위상차 필름 및 점착제층을 순차로 포함하는 원편광판을 준비하였다.
상기 반사방지필름으로는 최저 반사파장이 420 nm이고, 최저 반사율이 0.6%인 반사방지필름을 사용하였다. 상기 반사방지필름은 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 기재 필름 상에, 두께가 약 5㎛인 하드코팅층을 코팅한 후, 상기 하드코팅층 상에 저굴절층을 코팅함으로써 제조하였다. 저굴절층은 저굴절 재료로서 550nm 파장에 대한 굴절률이 1.3 내지 1.4 범위 내인 중공형 실리카 나노 입자를 포함한다. 반사방지필름은, 저굴절층의 굴절율을 제어함으로써 최저반사율을 조절할 수 있다. 구체적으로, 저굴절층의 굴절률이 낮을수록, 반사방지필름의 최저반사파장에서의 최저 반사율은 낮아진다. 저굴절층의 두께는 약 100 nm 내지 200 nm 범위 내로 제어되며, 저굴절층의 두께를 제어함으로써 반사방지필름의 최저반사파장을 조절할 수 있다. 구체적으로, 반사방지필름의 최저 반사 파장은 저굴절층의 두께를 두껍게 할수록 장파장으로 이동하며, 저굴절층의 두께를 얇게 할수록 단파장으로 이동한다.
위상차 필름은, Zeon 사에서 COP 필름을 경사연신하여 생산된 제품이며, Rin(450)/Rin(550) 값이 1이고, 편광자의 광 흡수축에 대해 위상차 필름의 지상축이 이루는 각도는 45도이며, 550nm 파장에 대한 면내 위상차 값은 140 nm이다.
편광자는 투과율이 44%인 PVA계 편광자를 사용하였다.
점착제층은 이형필름 사이에 코팅된 제품을 이용하여 위상차 필름 면에 라미네이션한다. 점착제층으로는 시판되는 편광판용 광 투과성 아크릴계 점착제(점착성 수지: 부틸아크릴레이트와 히드록시에틸메타아크릴레이트의 공중합체)를 사용하며, 상기 점착제에 염료를 첨가하였다. 상기 염료로는, Eusorb UV-1990(Eutec Chemical Co., Ltd.)를 아크릴계 점착제 100 중량부 대비 4 중량부로 사용하였다.
상기에서 위상차 필름의 위상차 값과 광축은 Axometrics사의 Axoscan 장비를 이용하여 결정하며, 편광자의 투과율 및 흡수축은 Jasco사의 V-7100 Spectrophotometer 장비를 이용하여 결정한다.
실시예 2
염료로, Eusorb UV-1990(Eutec Chemical Co., Ltd.)을 2 중량부 및 Eusorb UV-390(Eutec Chemical Co., Ltd.)을 0.98 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 원편광판을 제작하였다.
실시예 3
염료로, Eusorb UV-390(Eutec Chemical Co., Ltd.)을 1.96 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 원편광판을 제작하였다.
실시예 4
염료로, FDB-002(Yamada)를 1 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 원편광판을 제작하였다.
실시예 5
염료로, FDB-002(Yamada)를 0.89 중량부 및 FDB-009(Yamada)를 0.25 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 원편광판을 제작하였다.
비교예 1
염료로, Gelb 6G(Lanxss)를 0.06 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 원편광판을 제작하였다.
비교예 2
염료로, Yellow S-BY(Yedahm chemical)를 0.20 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 원편광판을 제작하였다.
비교예 3
염료로, FDB-003(Yamada)을 0.04 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 원편광판을 제작하였다.
비교예 4
염료로, Eusorb UV-1990(Eutec Chemical Co., Ltd.)를 0.16 중량부 및 FDB-003(Yamada)를 0.04 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 원편광판을 제작하였다.
비교예 5
염료로, FDB-002(Yamada)를 0.16 중량부 및 FDB-003(Yamada)를 0.03 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 원편광판을 제작하였다.
비교예 6
염료로, FDB-009(Yamada)를 8.85 중량부 및 Yellow S-BY(Yedahm chemical)를 0.09 중량부로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 원편광판을 제작하였다.
평가예 1. log(A)/log(B) 측정
식 1의 log(A)/log(B)(A는 430nm 파장에 대한 염료의 투과율이고, B는 450 nm 파장에 대한 염료의 투과율이다.)는 염료의 투과율을 측정함으로써 계산할 수 있다. 염료의 투과율은 Shimadzu UV-3600 장비를 이용하여 측정한다. 구체적으로, 염료를 포함하는 점착제를 유리 기판에 부착한 후 투명한 PET 필름을 다시 노출된 점착제 표면에 부착한 샘플을 이용하여 측정하였다. 샘플 측정 전 장비의 베이스라인을 설정할 때는 측정 샘플과 동일 구조이며 염료를 포함하는 점착제 대신에 투명한 점착제를 도입한 샘플을 로딩한 상태에서 진행하였다. 결과적으로 측정한 샘플의 투과율에 반사율이 포함되지 않는 조건으로 측정하였으며, 따라서, 염료의 흡수가 없는 파장대의 투과율은 100%가 된다. 도 4는 실시예 1~5 및 비교예 1~6의 염료에 대해 측정한 투과율 스펙트럼이고, log(A)/log(B) 값은 하기 표 1 및 표 2에 기재하였다.
평가예 2. 발광 특성 평가
xy 좌표 기준으로 (0.281, 0.288)의 White color를 발광하는 OLED 패널(CCT 10,000K의 OLED white 광원 적용)에 실시예 1~5 및 비교예 1~6의 원편광판을 각각 부착하여 Minolta사의 Spectro radiometer CS-1000 장비를 이용하여 색좌표의 변화를 평가하였다. 평가 결과는 하기 표 1에 기재하였다. 표 1에서 △xy는 하기 식 2와 같이 원편광판이 부착되지 않은 OLED 패널 대비, 원편광판이 부착된 OLED 패널의, white color의 색좌표 변화량을 의미하며, 그 값이 작을수록 OLED 패널을 구동할 때 나오는 발광 빛의 색 변화가 적다는 것을 의미한다.
[식 2]
Figure pat00001
평가예 3. 반사 시감 평가
실시예 1~5 및 비교예 1~6의 원편광판을 각각 OLED 패널에 부착한 후, Minolta사의 CM-2600d 장비를 이용하여, D65 광원 조건에서, CIE 1964/10° 규격의 반사율과 반사색을 측정하였다. 이때, OLED 패널은 전계 off 상태이다. 평가 결과는 하기 표 2에 기재하였다. 표 2에서 △a*b*는 하기 식 3에 따라 계산된 값이다. 표 2에서 Y(D65)는 시감 반사율(%)을 의미하며, R(550)은 550 nm의 반사율(%)을 의미한다.
[식 3]
Figure pat00002
평가 결과, log(A)/log(B) 값이 9 이상인 염료를 포함하는 원편광판을 적용할 경우, 반사색의 a*, b* 값이 5.4<a*<5.8, -5.6<b*<-5.1 사이에 있으며, △xy 값이 0.008 이하를 만족하여 원편광판의 부착 전후의 OLED 패널의 발광 빛의 색 변화를 최소화할 수 있음을 알 수 있다.
log(A)/log(B) x y △xy
비교예 1 1.1 0.294 0.316 0.030
비교예 2 2.1 0.292 0.309 0.023
비교예 3 2.7 0.287 0.303 0.016
비교예 4 2.8 0.287 0.302 0.015
비교예 5 4.4 0.286 0.300 0.013
비교예 6 6.8 0.286 0.300 0.013
실시예 1 9.3 0.284 0.296 0.008
실시예 2 12.1 0.284 0.295 0.008
실시예 3 16.0 0.283 0.294 0.007
실시예 4 27.5 0.283 0.290 0.003
실시예 5 27.6 0.283 0.290 0.003
log(A)/log(B) a* b* △a*b* Y(D65) R(550)
비교예 1 1.1 5.72 -5.25 7.76 1.39% 1.08%
비교예 2 2.1 5.79 -5.18 7.76 1.39% 1.08%
비교예 3 2.7 5.53 -5.45 7.76 1.40% 1.08%
비교예 4 2.8 5.51 -5.47 7.76 1.40% 1.08%
비교예 5 4.4 5.52 -5.46 7.76 1.40% 1.08%
비교예 6 6.8 5.56 -5.42 7.76 1.40% 1.08%
실시예 1 9.3 5.44 -5.54 7.76 1.40% 1.08%
실시예 2 12.1 5.42 -5.56 7.76 1.41% 1.08%
실시예 3 16.0 5.41 -5.57 7.76 1.41% 1.08%
실시예 4 27.5 5.52 -5.45 7.76 1.39% 1.06%
실시예 5 27.6 5.50 -5.48 7.76 1.39% 1.06%
10: 반사방지필름, 20: 편광자, 30: 위상차필름 40: 점착제층
100: 원편광판, 200: OLED 패널

Claims (14)

  1. 반사방지필름, 편광자, 위상차 필름 및 점착제층을 순차로 포함하는 원편광판으로서, 상기 위상차 필름은 Rin(450)/Rin(550) 값이 0.95 내지 1.01 범위 내이고, Rin(550) 값이 136nm 이상이며, 상기 원편광판은 370nm 내지 430nm 범위 내에서 최대 흡광도를 나타내고, 하기 식 1을 만족하는 염료를 더 포함하는 원편광판(Rin(λ)는 λnm 파장에 대한 면내 위상차 값이다.):
    [식 1]
    log(A)/log(B) ≥ 9
    식 1에서, A는 430nm 파장에 대한 염료의 투과율이고, B는 450nm 파장에 대한 염료의 투과율이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 반사방지필름의 최저 반사 파장은 390nm 이상이고, 최저 반사율은 1% 이하인 원편광판.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 반사방지필름은 반사색이 L*a*b* 색좌표 기준 a*>0, b*>0 및 a*<b*를 만족하는 원편광판.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 위상차 필름의 550nm 파장에 대한 면내 위상차 값은 143nm 이하인 원편광판.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 위상차 필름의 지상축과 편광자의 흡수축이 이루는 각도는 40도 내지 50도 범위 내인 원편광판.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 염료의 log(A)/log(B) 값은 50 이하인 원편광판.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 염료의 430nm 파장에 대한 투과율은 10% 내지 80% 범위 내인 원편광판.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 염료의 450nm 파장에 대한 투과율은 85% 내지 98% 범위 내인 원편광판.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 염료는 최대 흡수 파장에서의 투과율이 50%가 되는 상태에서 투과색의 b* 값이 10 이하인 원편광판.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 염료는 상기 반사방지필름, 편광자, 위상차 필름 및 점착제층 중 하나 이상에 포함되는 원편광판.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 염료는 상기 점착제층에 포함되며, 점착제 100 중량부에 대하여 0.02 내지 10 중량부 범위 내의 함량으로 포함되는 원편광판.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 원편광판은 460nm 및 550nm 파장에 대한 투과율이 각각 40% 이상인 원편광판.
  13. OLED(Organic light emitting diode) 패널 및 상기 OLED 패널의 일면에 배치된 제 1 항의 원편광판을 포함하는 OLED 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 원편광판이 부착된 OLED 패널의 반사색은 L*a*b* 색좌표 기준으로 5.4 < a* < 5.8 및 -5.6 < b* < -5.1을 만족하는 OLED 장치.

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