KR20210022462A

KR20210022462A - 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치

Info

Publication number: KR20210022462A
Application number: KR1020190102012A
Authority: KR
Inventors: 박철진; 김지희; 박석진; 한승길
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2021-03-03
Also published as: KR102593636B1

Abstract

편광자 및 상기 편광자의 상부면에 적층된 제1보호필름 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 제2보호필름을 포함하고, 상기 제1보호필름은 파장 550nm에서 면내 위상차가 10nm 내지 500nm이고, 상기 제1보호필름은 TD 수축률에 대한 MD 수축률의 비가 1.5 내지 3.0인 것인, 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치{POLARIZING PLATE AND OPTICAL DISPLAY COMPRISING THE SAME}

본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 점착제층을 매개로 편광판을 유리판에 점착시키고 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치하였을 때 편광판과 점착제층 전체가 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 없게 하는 편광판을 제공하는 것이다.

액정표시장치는 액정패널의 광출사면과 광입사면에 각각 편광판을 구비한다. 편광판은 편광자 및 편광자의 상부면과 하부면에 각각 보호필름을 구비한다. 편광판은 점착제층을 매개로 액정패널에 점착된다.

최근 액정표시장치의 박형화에 따라 편광판을 이루는 각각의 재료에 대한 박형화 시도가 계속되고 있다. 이 과정에서 보호필름의 박형화에 따른 편광판의 신뢰성 저하가 발생할 수 있다. 종래의 후막 보호필름의 경우 박형화된 보호필름 대비 편광자의 유동을 안정적으로 지지함과 동시에 제조 공정 중 열고정 공정을 부여하여 열수축이 적도록 설계가 가능하다. 반면, 박형화된 보호필름의 경우 위상차 제어를 목적으로 2축 등연신 공법을 사용함에 따라 제조 공정 중 열고정 공정 부여에 제한이 있다. 따라서, 상대적으로 얇은 지지체가 열수축 또한 상대적으로 큰 약점을 가진다. 이는 액정표시장치 제작 후 고온 신뢰성 조건 하에서 유리판 반대 면으로의 말림을 유발하여 점착제층과 유리판 사이의 박리를 유발할 수 있다. 이때, 점착제의 박리력을 높여 개선하게 되면 패널의 rework(편광판을 떼어내고 새로 붙이는 작업) 공정 시 패널 파손의 우려가 있어 점착제의 박리력은 일정 수준으로 고정해야만 하는 제약이 따른다. 따라서, 편광판의 열 수축 및 보호필름의 열 수축률 제어가 필요하다.

본 발명의 배경기술은 한국등록특허 10-1802560호 등에 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치하더라도 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 없어 신뢰성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 편광판을 포함하는 광학표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 관점은 편광판이다.

1.편광판은 편광자 및 상기 편광자의 상부면에 적층된 제1보호필름 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 제2보호필름을 포함하고, 상기 제1보호필름은 파장 550nm에서 면내 위상차가 10nm 내지 500nm이고, 상기 제1보호필름은 TD 수축률에 대한 MD 수축률의 비가 1.5 내지 3.0이다.

2.1에서, 상기 제1보호필름은 상기 TD 수축률이 0.30% 미만일 수 있다.

3.1-2에서, 상기 제1보호필름은 상기 MD 수축률이 0.45% 이하일 수 있다.

4.1-3에서, 상기 제1보호필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.

5.1-4에서, 상기 제1보호필름의 상부면에 기능성 코팅층이 더 형성될 수 있다.

6.5에서, 상기 기능성 코팅층은 안티글레어층, 반사방지층, 내지문성층, 저반사층, 하드코팅층 중 1종 이상을 포함할 수 있다.

7.5에서, 상기 기능성 코팅층이 더 형성된 상기 제1보호필름은 TD 수축률에 대한 MD 수축률의 수축률의 비가 1.5 내지 3.0일 수 있다.

8.1-7에서, 상기 편광자는 TD 수축률에 대한 MD 수축률의 비가 0.5 내지 1.0일 수 있다.

9.1-8에서, 상기 편광자는 MD 수축률이 TD 수축률보다 낮을 수 있다.

10.9에서, 상기 편광자는 TD 수축률이 1.0% 이하, MD 수축률이 1.0% 미만일 수 있다.

11.1-10에서, 상기 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 상기 제1보호필름의 지상축이 이루는 각도는 -5° 내지 +5°일 수 있다.

12.1-11에서, 상기 제2보호필름은 TD 수축률에 대한 제2보호필름의 MD 수축률의 비가 0.8 내지 1.9일 수 있다.

13.1-12에서, 상기 제2보호필름의 하부면에 점착제층이 더 형성될 수 있다.

14.13에서, 상기 점착제층은 무알칼리 유리판에 대한 25℃에서의 박리력이 90 내지 120gf/25mm일 수 있다.

본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함한다.

본 발명은 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치하더라도 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 없어 신뢰성이 우수한 편광판을 제공하였다.

본 발명은 상기 편광판을 포함하는 광학표시장치를 제공하였다.

도 1은 본 발명 일 실시예의 편광판의 단면도이다.

첨부한 도면을 참고하여 실시예에 의해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭을 사용하였다. 도면에서 각 구성 요소의 길이, 크기는 본 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명이 도면에 기재된 각 구성 요소의 길이, 크기에 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에서 '상부'와 '하부'는 도면을 기준으로 정의한 것이고, 보는 시각에 따라 '상부'가 '하부'로 '하부'가 '상부'로 변경될 수 있다.

본 명세서에서 '면내 위상차(Re)'는 하기 식 A로 표시되고, '두께 방향 위상차(Rth)'는 하기 식 B로 표시되고, '이축성 정도(NZ)'는 하기 식 C로 표시될 수 있다:

[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 파장 550nm에서 각각 광학 소자의 지상축(slow axis) 방향, 진상축(fast axis) 방향, 두께 방향의 굴절률이고, d는 광학 소자의 두께(단위:nm)이다).

본 명세서에서 보호필름의 MD 수축률, TD 수축률은 각각 하기 식 3, 하기 식 4에 따라 계산된 값을 의미한다.

본 명세서에서 편광자의 MD 수축률, TD 수축률은 각각 하기 식 1, 하기 식 2에 따라 계산된 값을 의미한다.

본 명세서에서 수치 범위를 나타낼 때 'X 내지 Y'는 X 이상 Y 이하(X≤ 그리고 ≤Y)를 의미한다.

본 발명의 발명자는 편광자의 상부면에 제1보호필름, 편광자의 하부면에 제2보호필름을 구비하는 편광판에 있어서, 편광판의 제2보호필름의 하부면에 적층된 점착제층을 매개로 편광판을 유리판에 접합시켰을 때, 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치한 후에도 점착제층과 편광판 전체가 상기 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 없도록 함으로써 본 발명을 완성하였다.

이하, 본 발명 일 실시예의 편광판을 도 1을 참고하여 설명한다.

도 1을 참고하면, 편광판은 편광자(130), 편광자(130)의 상부면에 적층된 제1보호필름(110), 및 편광자(130)의 하부면에 적층된 제2보호필름(120)을 포함한다.

제1보호필름(110)은 편광자(130)의 광출사면에 적층되어, 편광자를 외부의 수분 및/또는 충격으로부터 보호한다.

제1보호필름(110)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 10nm 내지 500nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용시 무지개 무라가 시인되는 것을 막을 수 있다. 바람직하게는, 제1보호필름은 면내 위상차가 50nm 내지 500nm, 더 바람직하게는 50nm 내지 450nm가 될 수 있다.

제1보호필름(110)은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 6000nm 내지 8000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용시 무지개 무라가 시인되는 것을 막을 수 있다. 바람직하게는, 제1보호필름은 두께 방향 위상차가 6500nm 내지 7500nm, 더 바람직하게는 6600nm 내지 7400nm가 될 수 있다.

제1보호필름은 수축률의 비가 1.5 내지 3.0이다. 상기 수축률의 범위에서 제2보호필름의 하부면에 점착제층을 점착하고 상기 점착제층을 매개로 유리판에 점착시켰을 때 고온 또는 고온 고습에서 점착제층과 편광판 전체가 상기 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 없도록 할 수 있다.

상기 "수축률의 비"는 제1보호필름의 TD 수축률에 대한 제1보호필름의 MD 수축률의 비(제1보호필름의 MD 수축률 / 제1보호필름의 TD 수축률)를 의미한다. 바람직하게는, 상기 수축률의 비는 1.6 내지 2.9, 더 바람직하게는 1.8 내지 2.8, 1.8 내지 2.6이 될 수 있다.

본 발명에서는 편광판이 점착제층을 매개로 유리판에 적층되고 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치시 편광판, 점착제층, 유리판 전체에 휨이 발생하는 현상을 해소하는 것이 아니다. 오히려, 본 발명에서는 편광판과 점착제층 전체가 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리되는 현상을 해소하였다.

하기 상술되는 바와 같이 제1보호필름은 상기 면내 위상차를 확보하면서도 두께 박형화를 위하여 미연신 필름을 MD, TD 2축 연신시켜 제조되며, 상기 목표로 하는 면내 위상차를 얻기 위하여 미연신 필름을 연신 후 열 고정 공정을 거치지 않고 제조된다. 또한, 점착제층의 박형화에 의해 점착제층의 두께를 얇게 하는 경우 점착제층을 두껍게 하는 경우 대비 편광판이 유리판에 안정적으로 고정되기 어렵다. 이 경우, 편광판 / 점착제층 / 유리판을 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치하는 경우 이들 전체의 휨이 발생하기도 이전에 편광판과 점착제층 전체가 유리판으로부터 들뜨고 박리되게 된다. 본 발명에서는 제1보호필름이 상기 수축률의 비를 만족시키도록 함으로써 편광판 / 점착제층 / 유리판이 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치한 후에 편광판과 점착제층이 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 없도록 하였다.

제1보호필름은 MD, TD 2축 연신 필름이고, TD 수축률은 0.30% 미만이 될 수 있다. 상기 TD 수축률 범위에서, 본 발명 중 수축률의 비에 용이하게 도달할 수 있고, 들뜸 및/또는 박리가 없게 될 수 있으며, 필름 파단이 없을 수 있다. 일 구체예에서, 제1보호필름은 TD 수축률이 0% 초과 0.30% 미만, 0.05% 내지 0.25%, 0.1% 내지 0.25%가 될 수 있다.

제1보호필름은 MD, TD 2축 연신 필름이고, MD 수축률은 0.45% 이하가 될 수 있다. 상기 MD 수축률 범위에서, 본 발명 중 수축률의 비에 용이하게 도달할 수 있고, 들뜸 및/또는 박리가 없게 될 수 있으며, 필름 파단이 없을 수 있다. 일 구체예에서, 제1보호필름은 MD 수축률이 0% 초과 0.45% 이하, 0.1% 내지 0.45%, 0.3% 내지 0.45%가 될 수 있다.

제1보호필름은 파장 550nm에서 이축성 정도(NZ)가 10 내지 8000이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용시 무지개 무라가 시인되는 것을 막을 수 있다. 바람직하게는, 제1보호필름은 이축성 정도가 10 내지 750, 더 바람직하게는 10 내지 150이 될 수 있다.

제1보호필름은 폴리에스테르계 중합체를 포함할 수 있다. 상기 폴리에스테르계 중합체는 편광자 보호필름으로서 통상적으로 사용되는 폴리에스테르계 중합체라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 폴리에스테르계 중합체는 테레프탈산, 이소프탈산, 오르토프탈산, 2,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 디페닐카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 디페닐술폰카르복실산, 안트라센디카르복실산, 1,3-시클로펜탄디카르복실산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 헥사히드로테레프탈산, 헥사히드로이소프탈산, 말론산, 디메틸말론산, 숙신산, 3,3-디에틸숙신산, 글루타르산, 2,2-디메틸글루타르산, 아디프산, 2-메틸아디프산, 트리메틸아디프산, 피멜산, 아젤라산, 다이머산, 세막산, 수베르산, 도데카디카르복실산 등의 디카르복실산과, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,2-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 데카메틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)술폰 등의 디올을 축합하여 제조될 수 있다.

바람직하게는, 상기 폴리에스테르 중합체는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등이 될 수 있다.

제1보호필름은 두께가 10㎛ 내지 70㎛, 바람직하게는 30㎛ 내지 60㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 박형화 효과 및 면내 위상차와 두께 방향 위상차를 확보할 수 있다.

제1보호필름은 폴리에스테르 중합체를 포함하는 미연신 필름을 MD, TD 2축 연신시켜 제조될 수 있다. 이때, 제1보호필름은 상기 연신 후 연신된 필름을 소정의 온도에서 열 처리하는 열 처리 공정을 경유하지 않고 제조될 수 있다. 구체적으로, 상기 미연신 필름은 폴리에스테르 중합체를 포함하는 필름용 조성물을 용액 캐스트법, 용액 압출법 등에 의해 제조될 수 있다. 상기 미연신 필름은 폴리에스테르 중합체를 포함하는 조성물을 용액 압출법에 의해 압출하고 냉각시켜 시트로 성형될 수 있다.

상기 조성물은 상기 폴리에스테르계 중합체 이외에 UV 흡수제, 산화 방지제, 충전제, 열 안정제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 미연신 필름은 MD, TD 이축 연신됨으로써 상기 제1보호필름으로 제조될 수 있다. 상기 연신시 미연신 필름의 MD 연신비에 대한 TD 연신비의 비(TD 연신비 / MD 연신비)는 0.7 내지 1.5, 바람직하게는 1.0 내지 1.2가 될 수 있다.

미 연신 필름의 MD 연신비는 2.5 내지 3.7, 바람직하게는 2.8 내지 3.4, TD 연신비는 2.9 내지 4.1, 바람직하게는 3.2 내지 3.8이 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 제1보호필름의 물성에 도달할 수 있다.

상기 이축 연신은 MD, TD 동시 연신, 또는 MD, TD 축차 연신이 될 수 있다. 바람직하게는, 상기 이축 연신은 MD, TD 축차 연신이 될 수 있으며 이 경우 본 발명의 수축률에 도달할 수 있다. 상기 연신은 습식 연신 또는 건식 연신이 될 수 있고, 연신 온도는 상기 폴리에스테르 중합체의 융점 대비 융점 ± 5℃, 구체적으로 140℃ 내지 160℃, 더 구체적으로 145℃ 내지 155℃가 될 수 있다.

제1보호필름은 하부면에 프라이머층이 더 형성될 수 있다. 프라이머층은 제1보호필름이 접착제에 의해 편광자에 접착될 때 제1보호필름이 편광자에 더 잘 접착되도록 할 수 있다.

제1보호필름은 상부면에 기능성 코팅층이 더 형성될 수 있다. 기능성 코팅층은 제1보호필름에 형성되어 제1보호필름에 추가적인 기능을 제공할 수 있다. 상기 기능성 코팅층은 안티글레어층(anti glare layer), 반사방지층(anti reflection layer), 내지문성층, 저반사층, 하드코팅층 등이 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 상기 기능성 코팅층은 반사 방지층, 눈부심 방지층, 더 바람직하게는 확산용 비드를 포함하는 눈부심 방지층 등이 될 수 있다.

상부면에 기능성 코팅층(예: 안티글레어층)이 더 형성된 제1보호필름은 상기 수축률의 비가 1.5 내지 3.0이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판을 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치하더라도 편광판과 점착제층 사이의 들뜸 및/또는 박리가 없을 수 있다.

일 구체예에서, 상부면에 기능성 코팅층(예: 안티글레어층)이 더 형성된 제1보호필름은 MD 수축률이 0.45% 이하, 0.40% 이하, 바람직하게는 0% 초과 0.40% 이하, 더 바람직하게는 0.05% 이상 0.40% 미만이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판과 점착제층 전체가 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치하더라도 들뜸 및/또는 박리가 없을 수 있다.

일 구체예에서, 상부면에 기능성 코팅층(예: 안티글레어층)이 더 형성된 제1보호필름은 TD 수축률이 0.30% 미만, 0.20% 이하, 바람직하게는 0% 초과 0.20% 이하, 더 바람직하게는 0.1% 초과 0.20% 미만이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판과 점착제층 전체가 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치하더라도 들뜸 및/또는 박리가 없을 수 있다.

제1보호필름의 지상축(slow axis)는 편광자의 흡수축(편광자의 MD)과 실질적으로 동일한 방향이 될 수 있다. 구체예에서, 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 제1보호필름의 지상축이 이루는 각도는 -5° 내지 +5°, 더 바람직하게는 -3° 내지 +3°, 가장 바람직하게는 0°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자 보호필름으로 사용 시 복굴절에 의한 무지개 얼룩 시인을 방지하고 본 발명의 효과가 더 잘 구현될 수 있다.

일 구체예에서, 상기 제1보호필름의 지상축은 제1보호필름의 MD가 될 수 있다.

도 1에서 도시되지 않았지만, 편광자와 제1보호필름 사이에는 접착제층이 형성되어, 편광자와 제1보호필름을 서로 접착시킬 수 있다. 상기 접착제층은 광경화형 접착제, 수계 접착제 중 1종 이상으로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

편광자는 편광판이 부착되는 광학표시장치용 패널로부터 출사되는 광을 편광시켜 출사시킨다.

편광자는 수축률의 비가 0.5 내지 1.0이 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1보호필름과 접착하였을 때 편광판과 점착제층 전체가 유리판에 접착되었을 때 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치하더라도 편광판과 점착제층 전체가 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 없도록 할 수 있다.

상기 "수축률의 비"는 편광자의 TD 수축률에 대한 편광자의 MD 수축률의 비를 의미한다. 바람직하게는, 편광자는 수축률의 비가 0.5 내지 0.95, 더 바람직하게는 0.6 내지 0.9가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술 면내 위상차를 갖는 제1보호필름에 접착시 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치하더라도 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 없도록 할 수 있다.

일 구체예에서, 편광자는 TD 수축률이 1.0% 이하, 바람직하게는 0.5% 내지 1.0%, 더 바람직하게는 0.8% 내지 1.0%, 가장 바람직하게는 0.85% 내지 0.95%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 편광도와 투과도를 낮추지 않으면서 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치하더라도 편광판과 점착제층 전체가 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 없을 수 있다.

다른 구체예에서, 편광자는 MD 수축률이 TD 수축률보다는 낮고, MD 수축률이 1.0% 미만, 바람직하게는 0.5% 이상 1.0% 미만, 더 바람직하게는 0.5% 내지 0.9%, 가장 바람직하게는 0.7% 내지 0.8%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 편광도와 투과도를 낮추지 않으면서 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치하더라도 편광판과 점착제층 전체가 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 없을 수 있다.

편광자는 두께가 10㎛ 내지 30㎛, 바람직하게는 15㎛ 내지 25㎛, 더 바람직하게는 17㎛ 내지 22㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 박형화 효과를 확보할 수 있다.

편광자는 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름을 요오드나 이색성 염료로 염색, MD로 연신에 의해 제조될 수 있다. 구체적으로, 편광자는 팽윤 과정, 염색 단계, 연신 단계, 가교 단계를 거쳐 제조될 수 있다.

일 구체예에서, 상기 고분자 필름은 종래 편광자 제조시 사용되는 통상의 폴리비닐알콜계 필름을 사용할 수 있다. 구체적으로 폴리비닐알콜 또는 그 유도체로 형성된 필름을 사용할 수 있다. 폴리비닐알콜의 중합도는 1000 내지 5000이 될 수 있고, 검화도는 80mol% 내지 100mol%가 될 수 있고, 두께는 1㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 10㎛ 내지 70㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서, 박형의 편광자 제조에 사용될 수 있다.

폴리비닐알콜계 필름을 이색성 물질 함유 염착조에서 염착시킴으로써 폴리비닐알콜계 필름에 이색성 물질을 염착시킬 수 있다. 염착 공정에서는 폴리비닐알콜계 필름을 염착 용액에 침지하게 되는데, 염착 용액은 이색성 물질을 포함하는 수용액이 될 수 있다. 구체적으로 이색성 물질은 요오드로서 요오드화칼륨, 요오드화수소, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화리튬, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리 등이 가능할 수 있다. 염착 용액은 이색성 물질 0.5mol/ml 내지 10mol/ml를 포함하는 수용액이 될 수 있다. 상기 범위에서, 소정 범위의 편광도를 가져 광학표시장치에 사용될 수 있다.

염착조의 온도는 20℃ 내지 55℃가 될 수 있고 폴리비닐알콜계 필름의 염착조 침지 시간은 10초 내지 300초가 될 수 있다. 상기 범위에서 편광도가 높은 편광자를 구현할 수 있다.

염착된 폴리비닐알콜계 필름을 연신조에서 연신함으로써 폴리비닐알콜계 필름은 이색성 물질이 배향되어 편광성을 가질 수 있다. 구체적으로 연신은 건식 연신과 습식 연신법이 모두 가능하다. 건식 연신은 인터롤 연신, 압축 연신, 가열롤 연신 등이 가능할 수 있고, 습식 연신은 35℃ 내지 70℃의 물을 포함하는 습식 연신조에서 수행될 수 있다. 습식 연신조는 붕산을 더 포함함으로써 연신 효과를 높일 수도 있다.

폴리비닐알콜계 필름은 소정의 연신비로 연신될 수 있는데, 구체적으로 총 연신비가 5배 내지 7배, 구체적으로 5.5배 내지 6.5배가 되도록 연신될 수 있고, 상기 범위에서 연신되는 폴리비닐알콜계 필름의 절단 현상, 주름 발생 등을 방지할 수 있고, 편광도와 투과율이 높인 편광자를 구현할 수 있다. 연신은 1축 연신으로서 1단 연신으로 연신할 수도 있지만 2단, 3단 연신 등의 다단 연신함으로써 박형의 편광자를 제조하면서도 파단을 막을 수도 있다.

염착 및 연신된 폴리비닐알콜계 필름은 보색조에서 보색 처리될 수 있다.

보색 처리는 상기 염착 및 연신된 폴리비닐알콜계 필름을 보색조에서 침지하는 것이다. 이를 통해서, 편광자의 색상값을 낮추고 내구성을 좋게 할 수 있다. 보색조는 요오드화칼륨 0중량% 초과 10중량% 이하, 바람직하게는 1중량% 내지 5중량%를 포함할 수 있다.

제2보호필름은 편광자의 하부면에 형성되어 편광자의 하부면을 보호할 수 있다.

제2보호필름은 제1보호필름 대비 수축률의 비가 동일하거나 다르고, 수축률의 비가 0.8 내지 1.9, 바람직하게는 1.0 내지 1.7이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판과 점착제층이 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치될 경우 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 없을 수 있다. 상기 "수축률의 비"는 제2보호필름의 TD 수축률에 대한 제2보호필름의 MD 수축률의 비(MD 수축률/TD 수축률)이다.

제2보호필름은 MD 수축률이 0.01% 내지 0.1%, 바람직하게는 0.03% 내지 0.08%, TD 수축률이 0.01% 내지 0.1%, 바람직하게는 0.03% 내지 0.08%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판과 점착제층이 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치될 경우 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 없을 수 있다.

제2보호필름은 파장 550nm에서 면내 위상차가 20nm 내지 80nm, 바람직하게는 40nm 내지 60nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 화상에 영향을 주지 않는 효과가 있을 수 있다.

제2보호필름은 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀(COP)계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있다. 구체적으로, TAC 또는 COP 필름을 사용할 수 있다.

제2보호필름은 무연신 필름 또는 1축 또는 2축 연신 필름이 될 수 있다.

제2보호필름은 두께가 20㎛ 내지 80㎛, 구체적으로 30㎛ 내지 60㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 편광판에 사용할 수 있다.

도 1에서 도시되지 않았지만, 편광자와 제2보호필름 사이에는 접착제층이 형성되어, 편광자와 제2보호필름을 서로 접착시킬 수 있다. 상기 접착제층은 광경화형 접착제, 수계 접착제 중 1종 이상으로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

도 1에서 도시되지 않았지만, 제2보호필름의 하부면에는 점착제층이 더 적층될 수 있다. 점착제층은 편광판을 액정패널 등의 유리판에 점착시킬 수 있다.

점착제층은 무알칼리 유리판에 대한 25℃에서의 박리력이 90 내지 120gf/25mm, 소다 라임 유리판에 대한 25℃에서의 박리력이 550 내지 650gf/25mm이 될 수 있다. 상기 범위에서, 박형의 편광판을 유리판에 안정적으로 점착시킬 수 있다. 상기 박리력은 당업자에게 알려진 통상의 방법에 따라 제조될 수 있는데, 예를 들면 JIS2107에 의해 측정되고, 25℃에서 점착층과 유리판 간의 박리각도 180° 점착력을 의미한다.

점착제층은 두께가 10㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 17㎛ 내지 25㎛, 더 구체적으로 19㎛ 내지 23㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 편광판에 사용할 수 있다.

점착제층은 상술한 박리력을 확보할 수 있다면, 점착제층을 구성하는 점착제층용 조성물의 성분에 제한을 두지 않는다. 예를 들면, 점착제층은 아크릴계 점착제층이 될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.

본 발명의 광학표시장치는 본 발명 실시예의 편광판을 포함할 수 있고, 예를 들면 액정표시장치를 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 액정표시장치는 액정패널, 상기 액정패널의 광출사면에 적층된 제1편광판, 상기 액정패널의 광입사면에 적층된 제2편광판을 포함하고, 상기 제1편광판은 본 발명 일 실시예의 편광판을 구비할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

실시예 1

폴리비닐알코올 필름(VF-PS #6000, Kuraray, 연신 전 두께:60㎛)을 25℃의 수용액에서 약 2분 동안 팽윤시켰다. 팽윤시킨 폴리비닐알코올 필름을 55℃, 1.89mmol/L(요오드의 농도)의 요오드 수용액에서 함침시키고 함침시킨 상태에서 팽윤시킨 폴리비닐알코올 필름 길이 대비 5.9배율로 폴리비닐알코올의 길이 방향으로 습식 연신시켰다. 습식 연신시킨 폴리비닐알코올 필름을 25℃, 3%의 요오드화칼륨 수용액에서 약 2분 동안 함침시키고 수세하여 편광자(두께:22㎛)를 제조하였다.

미연신 상태의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)(두께:500 내지 600㎛)를 MD로 2.9배 연신하고 그런 다음 TD로 3.3배 건식 연신시켜, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께:40㎛)을 제조하였다.

상기 제조한 편광자의 일면에 상기 제조한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 접착하고, 상기 제조한 편광자의 다른 일면에 시클릭올레핀폴리머 필름(ZB12-052125, ZEON, 두께: 52㎛, 면내 위상차: 52nm, 수축률의 비는 1.33, MD 수축률: 0.064%, TD수축률: 0.048%)을 접착시켜 편광판을 제조하였다.

이때, 편광자의 흡수축(MD)과 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 지상축(MD)이 이루는 각도는 0°이었다.

실시예 2

실시예 1에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 제조시 MD 연신비를 3.1배, TD 연신비를 3.5배, 연신 온도를 변경하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 MD 수축률, TD 수축률을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.

실시예 3

실시예 4

실시예 1에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 제조시 MD 연신비를 3.3배, TD 연신비를 3.7배, 연신 온도를 변경하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 MD 수축률, TD 수축률을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.

실시예 5

실시예 1에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 제조시 연신비와 연신 온도를 변경하고, 편광자 제조시 MD 연신비를 5.95배로 변경하여 편광자의 MD 수축률, TD 수축률을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.

실시예 6

실시예 1에서, 제조한 PET 필름의 상부면에 안티글레어층을 추가로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.

비교예 1

실시예 1에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 제조시 MD 연신비를 2.9배, TD 연신비를 3.3배, 연신 온도를 변경하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 MD 수축률, TD 수축률을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.

비교예 2

비교예 3

하기 표 1에서 편광자, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 각각의 수축률은 IM6600(Keyence社)를 사용해서 하기의 방법으로 측정하였다.

[편광자의 MD 수축률]

편광자를 MD x TD가 100mm x 100mm의 크기의 사각형 크기로 절단하여 시편을 제조하였다. 절단된 시편의 양 면에 종이를 대고 종이 바깥쪽에 유리판을 위치시켜 고온에 의한 필름의 면 방향 수축이 자유로운 상태로 모든 면이 고정되지 않은 상태로 85℃ 오븐에 넣고 24시간 방치하였다. 그런 다음, 상온에서 1시간 방치한 후 MD의 길이를 측정하여 하기 식 1에 따라 MD 수축률을 계산하였다.

[식 1]

수축률 = │L2 - L1│/L1 x 100

(상기 식 1에서, L1은 상기 편광자 시편을 85℃에서 24시간 방치하기 전의 상기 편광자 시편의 MD 길이(단위:mm), L2는 상기 편광자 시편을 85℃ 오븐에서 24시간 방치한 후의 상기 편광자 시편의 MD 길이(단위:mm))

[편광자의 TD 수축률]

편광자를 MD x TD가 100mm x 100mm의 크기의 사각형 크기로 절단하여 시편을 제조하였다. 절단된 시편의 양 면에 종이를 대고 종이 바깥쪽에 유리판을 위치시켜 고온에 의한 필름의 면 방향 수축이 자유로운 상태로 모든 면이 고정되지 않은 상태로 85℃ 오븐에 넣고 24시간 방치하였다. 그런 다음, 상온에서 1시간 방치한 후 TD의 길이를 측정하여 하기 식 2에 따라 TD 수축률을 계산하였다.

[식 2]

수축률 = │L4 - L3│/L3 x 100

(상기 식 2에서, L3은 상기 편광자 시편을 85℃에서 24시간 방치하기 전의 상기 편광자 시편의 TD 길이(단위:mm), L4는 상기 편광자 시편을 85℃ 오븐에서 24시간 방치한 후의 상기 편광자 시편의 TD 길이(단위:mm)).

[폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 MD 수축률]

폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 MD x TD가 100mm x 100mm의 크기의 사각형 크기로 절단하여 시편을 제조하였다. 절단된 시편의 양 면에 종이를 대고 종이 바깥쪽에 유리판을 위치시켜 고온에 의한 필름의 면 방향 수축이 자유로운 상태로 모든 면이 고정되지 않은 상태로 85℃ 오븐에 넣고 24시간 방치하였다. 그런 다음, 하기 식 3에 따라 수축률을 계산하였다.

[식 3]

수축률 = │L6 - L5│/L5 x 100

(상기 식 3에서, L5는 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 시편을 85℃에서 24시간 방치하기 전의 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 시편의 MD 길이(단위:mm), L6은 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 시편을 85℃에서 24시간 방치한 후의 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 시편의 MD 길이(단위:mm))

[폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 TD 수축률]

폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 MD x TD가 100mm x 100mm의 크기의 사각형 크기로 절단하여 시편을 제조하였다. 절단된 시편의 양 면에 종이를 대고 종이 바깥쪽에 유리판을 위치시켜 고온에 의한 필름의 면 방향 수축이 자유로운 상태로 모든 면이 고정되지 않은 상태로 85℃ 오븐에 넣고 24시간 방치하였다. 그런 다음, 하기 식 4에 따라 수축률을 계산하였다.

[식 4]

수축률 = │L8 - L7│/L7 x 100

(상기 식 4에서, L7는 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 시편을 85℃에서 24시간 방치하기 전의 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 시편의 TD 길이(단위:mm), L8는 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 시편을 85℃ 오븐에서 24시간 방치한 후의 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 시편의 TD 길이(단위:mm))

폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 파장 550nm에서 면내 위상차 Re, 이축성 정도 NZ는 Kobra WPR(Oji社)를 사용하여 측정하였다.

실시예와 비교예의 편광판에 대해 신뢰성을 평가하였다.

편광판을 각각 50℃ 오븐에서 7일 동안 방치하여 전처리하였다. 전처리된 편광판을 편광자의 MD x TD가 MD 길이:TD 길이가 16:9인 16cm x 9cm가 되도록 직사각형 형태로 절단하고, 시클로올레핀폴리머 필름 면에 점착제층을 합지하고 무알칼리 유리판에 합지하고, 오토클레이브로 처리하고 실온에서 1시간 동안 방치하여 시편을 제조하였다. 동일한 방법으로 시편 5개를 준비하였다. 상기 시편을 85℃ 오븐에서 500시간 동안 방치하였다. 85℃ 오븐에서 500시간 경과 후 무알칼리 유리판으로부터 점착제층을 포함한 편광판의 편광판과 점착제층 전체의 들뜸이 있는 시편의 개수를 평가하였다. 상기 점착제층은 아크릴계 점착제층으로서 상기 무알칼리 유리판에 대한 25℃에서의 점착력은 108gf/25mm이다.

	PET 필름					편광자		신뢰성
	Re	NZ	MD 수축률	TD 수축률	수축률 비율	MD 수축률	TD 수축률	신뢰성
실시예1	289	26	0.35	0.18	1.94	0.75	0.9	0개
실시예2	82	84	0.38	0.15	2.53	0.75	0.9	0개
실시예3	316	22	0.41	0.18	2.28	0.75	0.9	0개
실시예4	215	34	0.43	0.22	1.95	0.75	0.9	0개
실시예5	428	18	0.35	0.18	1.94	0.72	0.96	0개
실시예6	127	58	0.30	0.14	2.14	0.75	0.9	0개
비교예1	405	18	0.47	0.36	1.31	0.75	0.9	2개
비교예2	256	27	0.49	0.38	1.29	0.75	0.9	4개
비교예3	374	20	0.54	0.15	3.60	0.75	0.9	5개

상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 편광판은 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치하더라도 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 전혀 없어 신뢰성이 우수하였다.

반면에, 본 발명에서 제1 보호필름의 수축률의 비를 벗어나는 비교예 1 내지 비교예 3은 고온 또는 고온 고습에서 장기간 방치했을 때 유리판으로부터 들뜸 및/또는 박리가 발생한 시편이 발견되어 신뢰성이 좋지 못하였다.

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

편광자 및 상기 편광자의 상부면에 적층된 제1보호필름 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 제2보호필름을 포함하고,
상기 제1보호필름은 파장 550nm에서 면내 위상차가 10nm 내지 500nm이고,
상기 제1보호필름은 TD 수축률에 대한 MD 수축률의 수축률의 비가 1.5 내지 3.0인 것인, 편광판.
제1항에 있어서, 상기 제1보호필름은 상기 TD 수축률이 0.30% 미만인 것인, 편광판.
제1항에 있어서, 상기 제1보호필름은 상기 MD 수축률이 0.45% 이하인 것인, 편광판.
제1항에 있어서, 상기 제1보호필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 중 1종 이상을 포함하는 것인, 편광판.
제1항에 있어서, 상기 제1보호필름의 상부면에 기능성 코팅층이 더 형성된 것인, 편광판.
제5항에 있어서, 상기 기능성 코팅층은 안티글레어층, 반사방지층, 내지문성층, 저반사층, 하드코팅층 중 1종 이상을 포함하는 것인, 편광판.
제5항에 있어서, 상기 기능성 코팅층이 더 형성된 상기 제1보호필름은 TD 수축률에 대한 MD 수축률의 수축률의 비가 1.5 내지 3.0인 것인, 편광판.
제1항에 있어서, 상기 편광자는 TD 수축률에 대한 MD 수축률의 비가 0.5 내지 1.0인 것인, 편광판.
제1항에 있어서, 상기 편광자는 MD 수축률이 TD 수축률보다 낮은 것인, 편광판.
제9항에 있어서, 상기 편광자는 TD 수축률이 1.0% 이하, MD 수축률이 1.0% 미만인 것인, 편광판.
제1항에 있어서, 상기 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 상기 제1보호필름의 지상축이 이루는 각도는 -5° 내지 +5°인 것인, 편광판.
제1항에 있어서, 상기 제2보호필름은 TD 수축률에 대한 제2보호필름의 MD 수축률의 비가 0.8 내지 1.9인 것인, 편광판.
제1항에 있어서, 상기 제2보호필름의 하부면에 점착제층이 더 형성된 것인, 편광판.
제13항에 있어서, 상기 점착제층은 무알칼리 유리판에 대한 25℃에서의 박리력이 90 내지 120gf/25mm인 것인, 편광판.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.