KR20210024814A - 편광판 적층체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20210024814A
KR20210024814A KR1020190104445A KR20190104445A KR20210024814A KR 20210024814 A KR20210024814 A KR 20210024814A KR 1020190104445 A KR1020190104445 A KR 1020190104445A KR 20190104445 A KR20190104445 A KR 20190104445A KR 20210024814 A KR20210024814 A KR 20210024814A
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plate laminate
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김영진
박균도
김도현
이대희
배성학
서한민
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원의 일 실시상태에 따른 편광판 적층체는, 편광자; 상기 편광자 상에 구비된 점착제층 또는 접착제층; 상기 점착제층 또는 접착제층 상에 구비된 시야각 보상필름; 및 상기 시야각 보상필름 상에 구비된 기재 필름을 포함한다.

Description

편광판 적층체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{POLARIZING PLATE AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 출원은 편광판 적층체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 휴대전화나 휴대용 소형 전자 기기부터, 개인용 컴퓨터나 텔레비전 등의 대형 전자 기기에 이르기까지 널리 사용되고 있으며, 그 용도는 점점 확대되고 있는 평판 디스플레이 중 하나이다.
디스플레이 장치의 용도가 확대됨에 따라, 디스플레이 장치가 놓여지는 장소와 그 위치가 다양해지고 있으나, 평판 디스플레이는 디스플레이의 정면이 아닌 다른 방향에서 보는 경우 선명한 이미지를 얻을 수 없다는 문제점이 있다. 특히, 차량용 디스플레이의 경우, 디스플레이의 위치와 운전자의 시선이 평행하지 않으므로, 운전자의 시야에서 선명한 이미지를 얻을 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 시야각을 향상 및 명암비를 개선시킬 수 있는 디스플레이 장치의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1210985호
본 출원은 편광판 적층체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
본 출원의 일 실시상태는,
편광자;
상기 편광자 상에 구비된 점착제층 또는 접착제층;
상기 점착제층 또는 접착제층 상에 구비된 시야각 보상필름; 및
상기 시야각 보상필름 상에 구비된 기재 필름을 포함하는 편광판 적층체이고,
상기 시야각 보상필름은 패턴층 및 평탄화층을 포함하고, 상기 패턴층 및 평탄화층의 굴절율 차가 0.02 내지 0.4이며,
상기 패턴층은 평탄면을 포함하는 제1 면; 및 상기 제1 면과 대향하며 복수 개의 돌출부를 포함하는 제2 면을 포함하고,
상기 돌출부 각각은 제1 경사면 및 제2 경사면을 포함하고,
상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ1)와 상기 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ2)가 서로 다른 각도를 가지며,
상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면이 이루는 각도(θ)는 40° 내지 60°이고,
서로 인접하는 돌출부 사이에는 평탄면이 구비되는 것인 편광판 적층체를 제공한다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는,
액정 셀;
상기 액정 셀의 시야측에 구비되는 제1 편광판;
상기 액정 셀의 시야측의 반대측에 구비되는 제2 편광판; 및
상기 제2 편광판의 액정 셀과 대면되는 면의 반대측에 구비되는 백라이트 유닛을 포함하고,
상기 제2 편광판이 상기 편광판 적층체인 것인 디스플레이 장치를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름은, 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ1)와 상기 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ2)가 서로 다른 각도를 가지며, 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면이 이루는 각도(θ)는 40° 내지 60°를 이룸에 따라, 명암비를 개선할 수 있고 시야각을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 편광판 적층체는 상기 시야각 보상필름을 포함함으로써, 명암비를 개선할 수 있고 시야각을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
이에 따라, 본 출원의 일 실시상태에 따른 편광판 적층체를 포함하는 디스플레이 장치는, 명암비를 개선할 수 있고 시야각을 향상시킬 수 있으므로, 차량용 디스플레이 장치로 사용시 운전자의 시야에서 선명한 이미지를 얻을 수 있는 특징이 있다.
도 1 및 도 2는 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 편광판 적층체를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름에 포함되는 패턴층을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시상태에 따른 패턴층을 통과하는 광의 경로를 나타낸 도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시상태에 돌출부의 높이 및 돌출부의 피치를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 7 내지 도 10은 각각 본 출원의 일 실시상태에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 11은 본 출원의 일 실시상태로서, 제조예 3 및 비교제조예 1의 시야각 보상필름을 나타낸 도이다.
도 12는 본 출원의 일 실시상태로서, 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 3의 디스플레이 장치의 블랙(black) 상태를 나타낸 도이다.
이하, 본 출원의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 출원의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 출원의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 편광자 적층체는, 편광자; 상기 편광자 상에 구비된 점착제층 또는 접착제층; 상기 점착제층 또는 접착제층 상에 구비된 시야각 보상필름; 및 상기 시야각 보상필름 상에 구비된 기재 필름을 포함하고, 상기 시야각 보상필름은 패턴층 및 평탄화층을 포함하고, 상기 패턴층 및 평탄화층의 굴절율 차가 0.02 내지 0.4이며, 상기 패턴층은 평탄면을 포함하는 제1 면; 및 상기 제1 면과 대향하며 복수 개의 돌출부를 포함하는 제2 면을 포함하고, 상기 돌출부 각각은 제1 경사면 및 제2 경사면을 포함하고, 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(
Figure pat00001
1)와 상기 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(
Figure pat00002
2)가 서로 다른 각도를 가지며, 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면이 이루는 각도(
Figure pat00003
)는 40° 내지 60°이고, 서로 인접하는 돌출부 사이에는 평탄면이 구비된다.
본 출원에서 "시야측"이라는 용어는 편광판이 액정표시장치와 같은 디스플레이 장치에 장착되었을 때, 시청자 쪽을 향하도록 배치된 면 또는 방향을 의미한다. 반대로, "시야측의 반대측"은 편광판이 액정표시장치와 같은 디스플레이 장치에 장착되었을 때, 시청자의 반대쪽, 즉 백라이트 유닛을 향하도록 배치된 면 또는 방향을 의미한다.
본 출원에서 "연장"이란 직선 또는 평면이 가지는 기울기를 유지하면서 길게 늘리는 것을 의미한다.
본 출원에서 "평탄면"이란 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1㎛ 미만인 것을 의미한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ1)가 상기 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ2)보다 더 큰 값을 가질 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 면에 포함되는 복수 개의 돌출부는 연속하여 배치될 수 있다. 상기 복수 개의 돌출부가 연속적으로 구비되는 경우, 하나의 돌출부의 제1 경사면과 다른 돌출부의 제2 경사면이 맞닿도록 패턴층이 형성될 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 복수 개의 돌출부는 연속하지 않게 구비될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 돌출부의 제1 면에 수직인 적어도 하나의 단면은 삼각형, 사각형 또는 오각형 형태일 수 있다. 단, 상기 삼각형, 사각형 또는 오각형 형태의 최고점 또는 최저점은 1㎛ 이하의 곡률 반지름(R)을 갖는다.
상기 돌출부의 제1 면에 수직인 적어도 하나의 단면이 삼각형 형태인 경우는, 제1 경사면의 한쪽 단부는 제2 경사면의 단부와 맞닿고, 나머지 한쪽 단부는 제1 면과 맞닿도록 형성되며, 제1 경사면의 단부와 맞닿지 않은 제2 경사면의 단부는 제1 면과 맞닿도록 형성될 수 있다.
상기 돌출부의 제1 면에 수직인 적어도 하나의 단면이 사각형 형태인 경우는, 제1 경사면의 한쪽 단부 및 제2 경사면의 한쪽 단부가 제1 면이 맞닿고, 상기 제1 경사면 나머지 한쪽 단부 및 제2 경사면의 나머지 한쪽 단부와 맞닿도록 형성된 제3 경사면을 포함하거나, 제1 경사면의 한쪽 단부가 제1 면과 맞닿고, 나머지 한쪽 단부가 제2 경사면의 단부와 맞닿도록 형성되며, 제1 경사면의 단부와 맞닿지 않은 제2 경사면의 단부와 제1 면과 맞닿도록 형성된 제3 경사면을 포함한다.
상기 돌출부의 제1 면에 수직인 적어도 하나의 단면이 오각형 형태인 경우는, 복수 개의 돌출부가 연속하게 형성되고, 상기 돌출부가 제1 경사면과 제2 경사면으로 이루어지며, 하나의 돌출부의 제1 경사면의 단부와 인접한 돌출부의 제2 경사면의 단부가 서로 맞닿으나, 제1 면과 접하지 않도록 형성된다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면이 이루는 각(θ)은 40° 내지 60°일 수 있고, 40° 내지 50° 일 수 있다. 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면이 이루는 각(θ)이 상기 범위를 만족하는 경우, 시야각 보상필름에 입사된 광이 집광 형태를 이루도록 굴절각을 조절하여 디스플레이 장치의 시야각을 조절 및 명암비 개선 효과를 얻을 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ1)와 상기 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ2)가 서로 다른 각도를 갖는다. 상기 θ1과 θ2가 서로 다른 값을 가짐에 따라, 패턴층에 입사된 광의 굴절각을 조절하여, 시야각 및 명암비가 개선된다. 이 때, 상기 θ1은 80° 내지 90°일 수 있고, 85° 내지 90°일 수 있다. 또한, 상기 θ2는 40° 내지 60°일 수 있고, 45° 내지 55°일 수 있다. 상기 각도 범위를 벗어나는 경우에는 시야각 및 명암비 개선 효과가 저하될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 돌출부의 높이는 돌출부의 최저점과 돌출부의 최고점 간의 수직거리를 의미하며, 상기 돌출부의 높이는 5㎛ 내지 100㎛일 수 있고, 10㎛ 내지 30㎛일 수 있다. 상기 돌출부의 피치가 동일하면서 돌출부의 높이가 낮은 경우는 돌출부의 꼭지 각도가 높아지는 것을 의하며, 이러한 경우에는 빛의 굴절각의 조절이 약해져서 광시야각 명암비가 떨어질 수 있다. 따라서, 본 출원의 일 실시상태에서는 상기 돌출부의 높이가 5㎛ 내지 100㎛인 것이 바람직하고, 10㎛ 내지 30㎛인 것이 보다 바람직하다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 돌출부의 피치는 제1 면을 기준으로 인접한 돌출부의 제1 경사면 간의 거리를 의미하며, 상기 돌출부의 피치는 5㎛ 내지 30㎛일 수 있고, 10㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 상기 돌출부의 피치가 전술한 범위를 벗어나는 경우에는 패널과 모아레(moire) 현상이 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.
상기 돌출부의 높이 및 돌출부의 피치는 하기 도 6에 개략적으로 나타내었다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 하기 수학식 1로 표시되는 상기 돌출부 각각의 종횡비는 1 이상일 수 있고, 1 내지 2 일 수 있다. 상기와 같은 돌출부의 종횡비를 만족함으로써, 시야각 보상필름의 명암비를 개선할 수 있고 시야각을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
[수학식 1]
돌출부의 종횡비 = 돌출부의 높이 / 돌출부의 피치
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 서로 인접하는 돌출부 사이에는 평탄면이 구비될 수 있고, 상기 서로 인접하는 돌출부 사이에 구비되는 평탄면의 길이는 1.5㎛ 이하일 수 있고, 0 초과 1㎛ 이하일 수 있다. 상기 서로 인접하는 돌출부 사이에 구비되는 평탄면의 길이가 1.5㎛를 초과하는 경우에는 휘도가 감소될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 평탄화층은 상기 패턴층의 제2 면 측에 구비된다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 평탄화층은 상기 패턴층의 제2 면과 접하도록 구비된다.
상기 패턴층과 평탄화층의 굴절율 차가 0.02 내지 0.4, 바람직하게는 0.03 내지 0.2일 수 있다. 이 때, 상기 패턴층과 평탄화층 중 굴절율이 높은 쪽의 굴절율은 약 1.45 내지 1.7, 상기 패턴층과 평탄화층 중 굴절율이 낮은 쪽의 굴절율은 1.3 내지 1.55일 수 있다. 상기 굴절율은 590nm의 파장에서 측정된다.
상기 패턴층의 재료는 자외선 경화형 수지일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 자외선 경화형 수지의 일 예로서, 에폭시(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트, 페닐페놀에톡시레이티드(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판에톡시레이티드(메트)아크릴레이트, 페녹시벤질(메트)아크릴레이트, 페닐페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 에톡시레이티드 티오디페닐디(메트)아크릴레이트, 페닐티오에틸(메트)아크릴레이트 단량체 또는 이들의 올리고머, 또는 플루오렌 유도체 불포화수지를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 평탄화층의 재료는 자외선 경화형 수지 또는 아크릴레이트계 접착제를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 평탄화층의 두께는 약 1㎛ 내지 200㎛ 일 수 있다.
상기 시야각 보상필름의 패턴층을 통과하는 빛의 굴절각이 1° 내지 20°일 수 있다. 또 하나의 일 실시상태에 따르면, 3° 내지 15°일 수 있다. 하기 도 5에서는 본 출원의 일 실시상태에 따른 패턴층을 통과하는 광의 경로를 확인할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름은 폴리에스테르, 폴리아크릴, 폴리염화비닐, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르설폰, 폴리부타디엔, 트리아세테이트셀룰로오스 필름(TAC), 시클로올레핀폴리머(COP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 아크릴계 필름 등일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 아크릴계 필름은 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있으며, (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 필름은 (메트)아크릴레이트계 수지를 주성분으로 함유하는 성형 재료를 압출 성형에 의해 성형하여 획득할 수 있다.
상기 아크릴계 필름은 알킬(메트)아크릴레이트계 단위 및 스티렌계 단위를 포함하는 공중합체 및 주쇄에 카보네이트 부를 갖는 방향족계 수지를 포함하는 필름이거나, 알킬(메트)아크릴레이트계 단위, 스티렌계 단위, 적어도 하나의 카르보닐기로 치환된 3 내지 6 원소 헤테로 고리 단위 및 비닐 시아나이드 단위를 포함하는 필름일 수 있다. 또한, 락톤 구조를 갖는 아크릴계 수지일 수 있다.
상기 방향족 고리를 갖는 (메트)아크릴레이트계 수지로서는 (a) 1종 이상의 (메트)아크릴레이트계 유도체를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 유닛; (b) 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족 부를 갖는 방향족계 유닛; 및 (c) 1종 이상의 스티렌계 유도체를 포함하는 스티렌계 유닛을 포함하는 수지 조성물을 들 수 있다. 상기 (a) 내지 (c) 유닛들은 각각 별도의 공중합체 형태로 수지 조성물에 포함될 수도 있고, 상기 (a) 내지 (c) 유닛들 중 2 이상의 유닛이 하나의 공중합체 형태로 수지 조성물에 포함될 수도 있다.
상기 (메트)아크릴레이트계 수지 필름의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 (메트) 아크릴레이트계 수지와 그 밖의 중합체, 첨가제 등을 임의의 적절한 혼합 방법에 의해 충분히 혼합하여 열가소성 수지 조성물을 제조한 후 이를 필름 성형하여 제조하거나, 또는 (메트) 아크릴레이트계 수지와, 그 밖의 중합체, 첨가제 등을 별도의 용액으로 제조한 후 혼합하여 균일한 혼합액을 형성한 후 이를 필름 성형할 수도 있다.
상기 열가소성 수지 조성물은 예를 들어 옴니 믹서 등 임의의 적절한 혼합기로 상기 필름 원료를 프리블렌드한 후 얻어진 혼합물을 압출 혼련하여 제조한다. 이 경우, 압출 혼련에 이용되는 혼합기는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 단축 압출기, 2축 압출기 등의 압출기나 가압 니더 등 임의의 적절한 혼합기를 이용할 수 있다.
상기 필름 성형의 방법으로는 용액 캐스트법(용액 유연법), 용융 압출법, 캘린더법, 압축 성형법 등 임의의 적절한 필름 성형법을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니나, 용액 캐스트 법(용액 유연법), 용융 압출법이 바람직하다.
상기 용액 캐스트법(용액 유연법)에 이용되는 용매는 예를 들어 벤젠, 톨루엔, 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; 디메틸포름아마이드; 디메틸술폭사이드 등을 들 수 있으며, 이들 용매를 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.
상기 용액 캐스트법(용액 유연법)을 실시하기 위한 장치로는 예를 들어 드럼식 캐스팅 머신, 밴드식 캐스팅 머신, 스핀 코터 등을 들 수 있다. 상기 용융 압출법으로는 예를 들어 T 다이법, 인플레이션법 등을 들 수 있다. 성형 온도는 구체적으로 150℃ 내지 350℃, 보다 구체적으로 200℃ 내지 300℃이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 T 다이법으로 필름을 성형하는 경우에는, 공지된 단축 압출기나 2축 압출기의 선단부에 T 다이를 장착하고, 필름 형상으로 압출된 필름을 권취하여 롤 형상의 필름을 얻을 수 있다. 이 때, 권취롤의 온도를 적절히 조정하여 압출 방향으로 연신을 가함으로써 1축 연신할 수도 있다. 또한, 압출 방향과 수직인 방향으로 필름을 연신함으로써 동시 2축 연신, 축차 2축 연신 등을 실시할 수도 있다.
상기 아크릴계 필름은 미연신 필름 또는 연신 필름 중 어느 것일 수 있다. 연신 필름인 경우에는 1축 연신 필름 또는 2축 연신 필름 일 수 있고, 2축 연신 필름인 경우에는 동시 2축 연신 필름 또는 축차 2축 연신 필름 중 어느 것일 수 있다. 2축 연신한 경우에는 기계적 강도가 향상되어 필름 성능이 향상된다. 아크릴계 필름은 다른 열가소성 수지를 혼합함으로써, 연신하는 경우에도 위상차의 증대를 억제할 수 있고, 광학적 등방성을 유지할 수 있다.
상기 연신 온도는, 필름 원료인 열가소성 수지 조성물의 유리전이온도 근처의 범위인 것이 바람직하고, 바람직하게는 (유리전이온도 - 30℃) ~ (유리전이온도 + 100℃), 보다 바람직하게는 (유리전이온도 - 20℃) ~ (유리전이온도 + 80℃)의 범위 내이다. 연신 온도가 (유리전이온도 - 30℃) 미만이면 충분한 연신 배율이 얻어지지 않을 우려가 있다. 반대로, 연신 온도가 (유리전이온도 + 100℃)를 초과하면, 수지 조성물의 유동(플로우)이 일어나, 안정적인 연신을 실시하지 못할 우려가 있다.
면적비로 정의한 연신 배율은, 바람직하게는 1.1배 내지 25배, 보다 바람직하게는 1.3배 내지 10배이다. 연신 배율이 1.1배 미만이면, 연신에 수반되는 인성의 향상으로 이어지지 않을 우려가 있다. 연신 배율이 25배를 초과하면, 연신 배율을 높인 만큼의 효과가 인정되지 않을 우려가 있다.
연신 속도는, 일 방향으로 바람직하게는 10 %/min 내지 20,000 %/min, 보다 바람직하게는 100 %/min 내지 10,000 %/min 이다. 연신 속도가 10 %/min 미만인 경우에는 충분한 연신 배율을 얻기 위해 다소 오랜 시간이 소요되어 제조 비용이 높아질 우려가 있다. 연신 속도가 20,000 %/min을 초과하면 연신 필름의 파단 등이 일어날 우려가 있다.
아크릴계 필름은 이의 광학적 등방성이나 기계적 특성을 안정화시키기 위하여, 연신 처리 후에 열처리(어닐링) 등을 실시할 수 있다. 열처리 조건은 특히 제한되지 않으며 당업계에 알려진 임의의 적절한 조건을 채용할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름의 시야각 보상필름이 구비된 면의 반대면에 광학층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 광학층은 안티글레어층(AG), 하드코팅층(HC), 저굴절율층(LR), AGLR(Anti-Glare & Low-Reflection), 반사방지층(AR) 등을 1종 이상 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 이 때, 상기 층들을 형성하기 위한 코팅 조성물을 이용하여, 당해 기술분야에 잘 알려진 방법, 예를 들면, 바(bar) 코팅법, 그라비어 코팅법, 슬롯다이 코팅법 등을 이용하여 코팅 조성물을 기재 필름 상에 도포하고 건조하는 방법으로 수행될 수 있다. 이 때, 상기 건조는 컨벤션(convection) 오븐 등을 통해 수행될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 100℃ 내지 120℃의 온도에서 1분에서 5분 동안 수행된다. 상기 건조 온도는 코팅되는 단계에 따라 다르며, 연신이 완료된 필름의 경우 필름의 유리전이온도(Tg)를 넘지 않는 범위에서 수행될 수 있고, 연신을 포함하는 경우 연신과 동시에 연신 온도에서 건조가 이뤄지며 필름의 분해 온도(Td)를 넘지 않는 범위에서 수행된다.
상기 하드코팅층, 안티글레어층(AG), 저굴절율층(LR), AGLR(Anti-Glare &Low-Reflection) 및 반사방지층(AR)은 범용되는 프라이머층의 재료로 형성될 수 있으며, 상기 하드코팅층, 안티글레어층(AG), 저굴절율층(LR), AGLR(Anti-Glare &Low-Reflection) 또는 반사방지층(AR)층의 두께는 각각 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광자와 접착제층은 직접 접하여 구비될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광자와 점착제층 사이에 편광자 보호필름을 추가로 포함할 수 있다. 상기 편광자 보호필름은 트리아세테이트셀룰로오스 필름(TAC), 시클로올레핀폴리머(COP), 아크릴계 필름 등일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광자는 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술분야에 잘 알려진 편광자, 예를 들면, 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알코올(PVA)로 이루어진 필름이 사용될 수 있다.
편광자는 여러 방향으로 진동하면서 입사되는 빛으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 빛만을 추출할 수 있는 특성을 나타낸다. 이러한 특성은 요오드를 흡수한 PVA(poly vinyl alcohol)를 강한 장력으로 연신하여 달성할 수 있다. 예를 들어 보다 구체적으로, PVA 필름을 수용액에 담가 팽윤(swelling)시키는 팽윤하는 단계, 상기 팽윤된 PVA 필름에 편광성을 부여하는 이색성 물질로 염색하는 단계, 상기 염색된 PVA 필름을 연신(stretch)하여 상기 이색성 염료 물질을 연신 방향으로 나란하게 배열시키는 연신 단계, 및 상기 연신 단계를 거친 PVA 필름의 색을 보정하는 보색 단계를 거쳐 편광자를 형성할 수 있다. 그러나, 본 출원의 편광판이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 점착제층 또는 접착제층은 범용되는 점착제 또는 접착제를 포함할 수 있고, 상기 점착제층 또는 접착제층의 두께는 1㎛ 내지 200㎛일 수 있고, 1㎛ 내지 100㎛일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 편광판 적층체를 하기 도 1 및 도 2에 개략적으로 나타내었다. 하기 도 1과 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 편광판 적층체는 편광자(10); 상기 편광자(10) 상에 구비된 점착제층 또는 접착제층(20); 상기 점착제층 또는 접착제층(20) 상에 구비된 시야각 보상필름(30); 및 상기 시야각 보상필름(30) 상에 구비된 기재 필름(40)을 포함한다. 또한, 하기 도 2와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 편광판 적층체는 상기 기재 필름(40)의 시야각 보상필름(30)이 구비된 면의 반대면에 광학층(50)을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름에 포함되는 패턴층을 하기 도 4에 개략적으로 나타내었다.
또한, 본 출원의 다른 실시상태는, 액정 셀; 상기 액정 셀의 시야측에 구비되는 제1 편광판; 상기 액정 셀의 시야측의 반대측에 구비되는 제2 편광판; 및 상기 제2 편광판의 액정 셀과 대면되는 면의 반대측에 구비되는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 제2 편광판이 상기 편광판 적층체인 것인 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 액정 셀의 시야측에 구비되는 제1 편광판이 상기 편광판 적층체인 경우에는, 외부 광에 의한 반사에 의하여 레인보우(rainbow) 현상이 발생하여 바람직하지 않다. 보다 구체적으로, 상기 액정 셀의 시야측에 구비되는 제1 편광판이 상기 편광판 적층체인 경우에는, 시야각 보상필름/편광판/패널 상 글래스 구조로 표시될 수 있다. 이와 같은 구조에서는 외광 빛이 투과되어서 패널 상 글래스에 반사되어 나오는 빛들이 시야각 보상필름을 통과하면서 빛의 산란, 즉 레인보우(rainbow) 현상이 발생할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 상기 제2 편광판이 상기 편광판 적층체인 것을 제외하고는, 당 기술분야에 알려진 재료 및 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 패턴층의 제2 면이 액정 셀과 가깝게 배치될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 차량용 디스플레이 장치일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 편광판 적층체를 포함하는 디스플레이 장치를 하기 도 7 내지 도 10에 개략적으로 나타내었다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 디스플레이 장치의 주 시야각(최대 밝기각도)이 변화되고, 집광도가 높아짐에 따라, 디스플레이 장치와 평행하지 않은 위치에서의 명암비(C/R, Contrast Ratio)가 개선될 수 있다.
상기 백라이트 유닛은 액정 패널의 배면으로부터 광을 조사하는 광원을 포함하며, 상기 광원의 종류는 특별히 제한되지 않고, CCFL, HCFL 또는 LED 등 일반적인 LCD용 광원을 사용할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 명세서에 기재된 실시상태를 예시한다. 그러나, 이하의 실시예에 의하여 상기 실시상태들의 범위가 한정되는 것을 의도하는 것은 아니다.
< 실시예 >
< 제조예 1>
하기 도 3과 같이 기재 필름(40)/패턴층(90)/평탄화층(100) 순으로 적층된 시야각 보상필름을 구성하였다.
1) 패턴층: 제1 경사면과 제2 경사면이 이루는 각도(θ)가 42°, 제1 경사면이 제1 면과 이루는 각도(θ1)가 88°이며, 제2 경사면이 제1 면과 이루는 각도(θ2)가 50° (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.49)
패턴층의 돌출부의 높이는 16㎛ 이고, 돌출부의 피치는 13.5㎛로서, 돌출부의 종횡비는 1.18임.
서로 인접하는 돌출부 사이의 평탄면의 길이는 1㎛.
2) 평탄화층: 상기 패턴층 상부에 구비 (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.61)
< 제조예 2>
상기 제조예 1에서, 패턴층과 평탄화층의 굴절율을 조절한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 구성하였다.
(패턴층 굴절율 1.61 / 평탄층 굴절율 1.49)
< 제조예 3>
하기 도 3과 같이 기재 필름(40)/패턴층(90)/평탄화층(100) 순으로 적층된 시야각 보상필름을 구성하였다.
1) 패턴층: 제1 경사면과 제2 경사면이 이루는 각도(θ)가 42°, 제1 경사면이 제1 면과 이루는 각도(θ1)가 88°이며, 제2 경사면이 제1 면과 이루는 각도(θ2)가 50° (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.50)
패턴층의 돌출부의 높이는 16㎛ 이고, 돌출부의 피치는 13.5㎛로서, 돌출부의 종횡비는 1.18임.
서로 인접하는 돌출부 사이의 평탄면의 길이는 1㎛.
2) 평탄화층: 상기 패턴층 상부에 구비 (590nm의 파장에서의 굴절율: 1.61)
상기 제조예 3의 시야각 보상필름을 하기 도 11에 나타내었다.
< 제조예 4>
상기 제조예 3에서 패턴층과 평탄화층의 굴절율 차를 0.12로 조절한 것을 제외하고는 제조예 3과 동일하게 구성하였다.
(패턴층 굴절율 1.49 / 평탄층 굴절율 1.61)
< 비교제조예 1>
상기 제조예 3에서 패턴층의 서로 인접하는 돌출부 사이에 평탄면을 적용하지 않은 것을 제외하고는 제조예 3과 동일하게 구성하였다.
상기 비교제조예 1의 시야각 보상필름을 하기 도 11에 나타내었다.
< 비교제조예 2>
상기 제조예 4에서 패턴층의 서로 인접하는 돌출부 사이에 평탄면을 적용하지 않은 것을 제외하고는 제조예 4와 동일하게 구성하였다.
< 실시예 1>
상기 제조예 및 비교제조예의 시야각 보상필름을 포함하는 디스플레이 장치를 구성하여 시뮬레이션을 진행하였다.
미리 준비된 편광자에 상기 시야각 보상필름을 합지하여 편광판을 제조하였다. 구체적으로, 상기 제조예 1의 시야각 보상필름의 패턴층의 제2 면 측에 점착제를 도포하고, 이를 통해 편광자의 일면에 상기 시야각 보상필름을 합지하여 편광판 적층체를 구성하였다.
액정 셀의 시야측의 반대측에 구비되는 제2 편광판으로서, 상기 편광판 적층체를 배치하여 디스플레이 장치를 구성하였다.
상기 디스플레이 장치의 명암비(C/R, Contrast Ratio)분포를 측정하였으며, 그 결과를 각각 하기 표 1에 나타내었다. Eldim 사의 EZContrast xl88 장비를 사용하여 패널의 on/off상태에서의 (White/Black모드)에서의 시야각 분포를 측정하여 CR 값을 계산하였다.
액정 표시 장치(LCD)는 TV, 모니터, 모바일 폰, Tablet PC 등 다양한 디바이스에 사용되고 있다. 액정 표시 장치는 성능을 나타내는 하나의 수치로서, white 정면 휘도(On state)와 Black 정면 휘도(Off state)의 비를 나타내는 CR(contrast ratio)이란 수치를 이용하여 그 성능을 표현하였고, 상기 CR이 높을수록 우수한 장치로 평가되었다.
그러나, 기술의 발달과 인간의 편의성을 위하여 기존에 적용하지 않았던 분야에 액정 표시 장치를 응용하기 시작하였으며, 자동차 계기판 및 네비게이션과 같은 자동차용 액정 표시 장치가 도입되고 있다. 이러한 자동차용 액정 표시 장치의 경우에는 기존 액정 표시 장치(TV, 모바일 폰 등)과 같이 정면으로 보기 보다는 측면에서 화면을 보는 경우가 대부분이다. 이에 따라, 본 출원에서는 액정 표시 장치의 성능을 나타내는 정면 CR 이외에 시야각에서의 성능을 수치화하는 Area A CR 이라는 수치를 도입하였다. 본 출원에서, 상기 Area A CR은 시야각 40도에서의 CR을 나타내는 것으로 한다.
< 실시예 2~4>
상기 실시예 1에서 제조예 1의 시야각 보상필름 대신에 제조예 2~4의 시야각 보상필름을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
< 비교예 1>
레퍼런스로서 시야각 보상필름을 적용하지 않은 디스플레이 장치를 구성하였다.
< 비교예 2~3>
상기 실시예 1에서 제조예 1의 시야각 보상필름 대신에 비교제조예 1~2의 시야각 보상필름을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
< 비교예 4>
상기 실시예 1에서, 액정 셀의 시야측의 반대측에 구비되는 제2 편광판으로서 상기 편광판 적층체를 배치하는 것 대신에, 상기 편광판 적층체를 액정 셀의 시야측에 구비되는 제1 편광판으로서 배치하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
[표 1]
Figure pat00004
상기 표 1의 결과와 같이, 꼭지각이 40° 내지 60°인 비대칭 형태의 돌출부를 포함하고, 서로 인접하는 돌출부 사이에는 평탄면이 구비되는 시야각 보상필름을 적용하는 경우에는, 정면밝기는 큰 차이가 없었으나, Area A 휘도가 상승함을 확인할 수 있다.
[표 2]
Figure pat00005
상기 표 2의 결과와 같이, 꼭지각이 40° 내지 60°인 비대칭 형태의 돌출부를 포함하고, 서로 인접하는 돌출부 사이에는 평탄면이 구비되며, 돌출부 각각의 종횡비는 1 이상인 시야각 보상필름을 적용하는 경우에는, 정면밝기는 큰 차이가 없었으나, Area A 휘도가 상승함을 확인할 수 있다.
또한, 본 출원의 일 실시상태로서, 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 4의 디스플레이 장치의 미 구동시 이미지를 하기 도 12에 나타내었다. 하기 도 12의 결과와 같이, 상기 액정 셀의 시야측에 구비되는 제1 편광판이 상기 편광판 적층체인 경우에는, 외부 광에 의한 반사에 의하여 레인보우(rainbow) 현상이 발생함을 확인할 수 있다.
상기 결과와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 시야각 보상필름은, 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ1)와 상기 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ2)가 서로 다른 각도를 가지며, 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면이 이루는 각도(θ)는 40° 내지 60°를 이룸에 따라, 명암비를 개선할 수 있고 시야각을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 편광판 적층체는 상기 시야각 보상필름을 포함함으로써, 명암비를 개선할 수 있고 시야각을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
이에 따라, 본 출원의 일 실시상태에 따른 편광판 적층체를 포함하는 디스플레이 장치는, 명암비를 개선할 수 있고 시야각을 향상시킬 수 있으므로, 차량용 디스플레이 장치로 사용시 운전자의 시야에서 선명한 이미지를 얻을 수 있는 특징이 있다.
10: 편광자
20: 점착제층 또는 접착제층
30: 시야각 보상필름
40: 기재 필름
50: 광학층
60: 편광자 보호필름
70: 액정 셀
80: LC(liquid crystal)
90: 패턴층
100: 평탄화층
110: 패턴층의 제1 면
120: 패턴층의 제2 면
130: 돌출부의 최고점
140: 돌출부의 최저점
150: 돌출부의 높이
160: 돌출부의 피치
170: 서로 인접하는 돌출부 사이의 평탄면

Claims (14)

  1. 편광자;
    상기 편광자 상에 구비된 점착제층 또는 접착제층;
    상기 점착제층 또는 접착제층 상에 구비된 시야각 보상필름; 및
    상기 시야각 보상필름 상에 구비된 기재 필름을 포함하는 편광판 적층체이고,
    상기 시야각 보상필름은 패턴층 및 평탄화층을 포함하고, 상기 패턴층 및 평탄화층의 굴절율 차가 0.02 내지 0.4이며,
    상기 패턴층은 평탄면을 포함하는 제1 면; 및 상기 제1 면과 대향하며 복수 개의 돌출부를 포함하는 제2 면을 포함하고,
    상기 돌출부 각각은 제1 경사면 및 제2 경사면을 포함하고,
    상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ1)와 상기 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ2)가 서로 다른 각도를 가지며,
    상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면이 이루는 각도(θ)는 40° 내지 60°이고,
    서로 인접하는 돌출부 사이에는 평탄면이 구비되는 것인 편광판 적층체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 편광자와 접착제층은 직접 접하여 구비되는 것인 편광판 적층체.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 편광자와 점착제층 사이에 편광자 보호필름을 추가로 포함하는 것인 편광판 적층체.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 기재 필름의 시야각 보상필름이 구비된 면의 반대면에 광학층을 추가로 포함하는 것인 편광판 적층체.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 광학층은 안티글레어층(AG), 하드코팅층(HC), 저굴절율층(LR), AGLR(Anti-Glare & Low-Reflection) 및 반사방지층(AR) 중 1종 이상 포함하는 것인 편광판 적층체.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ1)가 상기 제2 경사면 또는 제2 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ2)보다 더 큰 값을 가지는 것인 편광판 적층체.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 경사면 또는 제1 경사면을 연장한 면과 제1 면이 이루는 각도(θ1)는 80° 내지 90°인 것인 편광판 적층체.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 서로 인접하는 돌출부 사이에 구비되는 평탄면의 길이는 1.5㎛ 이하인 것인 편광판 적층체.
  9. 청구항 1에 있어서, 하기 수학식 1로 표시되는 돌출부 각각의 종횡비는 1 이상인 것인 편광판 적층체:
    [수학식 1]
    돌출부의 종횡비 = 돌출부의 높이 / 돌출부의 피치
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 돌출부의 높이는 5㎛ 내지 100㎛인 것인 편광판 적층체.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 돌출부의 피치는 5㎛ 내지 30㎛인 것인 편광판 적층체.
  12. 액정 셀;
    상기 액정 셀의 시야측에 구비되는 제1 편광판;
    상기 액정 셀의 시야측의 반대측에 구비되는 제2 편광판; 및
    상기 제2 편광판의 액정 셀과 대면되는 면의 반대측에 구비되는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 제2 편광판이 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항의 편광판 적층체인 것인 디스플레이 장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 패턴층의 제2 면이 액정 셀과 가깝게 배치되는 것인 디스플레이 장치.
  14. 청구항 12에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 차량용 디스플레이 장치인 것인 디스플레이 장치.
KR1020190104445A 2019-08-26 2019-08-26 편광판 적층체 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 KR20210024814A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101210985B1 (ko) 2008-12-26 2012-12-11 주식회사 엘지화학 모아레가 개선된 렌티큘러 광학 필름 및 이를 포함하는 백라이트 유닛

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101210985B1 (ko) 2008-12-26 2012-12-11 주식회사 엘지화학 모아레가 개선된 렌티큘러 광학 필름 및 이를 포함하는 백라이트 유닛

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