KR20220017333A - 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents
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Abstract
편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호층을 포함하는 편광판으로서, 상기 편광판은 화상 표시 영역 내에 형성된 제1영역 및 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역과 상기 제2영역은 동일 파장에서 단체 투과율이 다르고, 상기 제1영역은 단체 투과율이 45% 내지 85%이고, 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 최대 흡광도가 1.0 내지 5.0, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 4.0, 파장 500nm 이상 800nm이하에서 최대 흡광도가 0.5 이하인 것인, 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.
Description
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
편광판은 화상을 표시하거나 화상의 품질을 개선하는 목적으로 광학표시장치에 포함된다. 핸드폰 등의 모바일 디스플레이에서, 편광판은 카메라 등의 이미지 센서가 사진 또는 영상을 촬영하기 위한 중간 경로로 사용될 수도 있다.
도 5의 (A)를 참조하면, 광학표시장치는 기재층(51)과 복수 개의 발광 소자(52)를 포함하는 디스플레이 패널(50), 디스플레이 패널(50) 상에 형성된 편광판(40), 편광판(40) 상에 형성된 커버 글라스(60), 디스플레이 패널(50) 내에 일부 관통하여 배치된 이미지 센서(10)를 구비할 수 있다. 이미지 센서(10)는 편광판(40) 내에도 일부 관통하여 배치되어 있다. 편광판(40) 중 이미지 센서에 대응되는 영역(40a)은 화상을 표시하지 않는 화상 비 표시 영역에 해당된다. 이미지 센서(10)의 침투를 위한 공간을 확보하기 위하여 편광판(40)은 물리적인 펀칭 방법 등에 의해 가공되었다. 그러나, 이 경우 편광판(40) 중 영역(40a)을 형성하기 위하여 펀칭 주변 영역에서의 기포, 크랙, 등으로 화상 표시 영역(40b)에서의 빛샘 현상으로 화상이 좋지 않을 수 있다.
도 5의 (B)를 참조하면, 도 5의 (A)에서와 같이 편광판(40)에 물리적인 펀칭 처리를 하는 대신에 화학적, 광학적인 방법으로 이미지 센서(10)가 작동할 수 있게 하는 영역(70a) 및 화상 표시 영역인 영역(70b)을 구비하는 편광판(70)을 포함시키는 방법이 고려되었다. 이 경우에도 영역(70a)는 화상 비 표시 영역에 해당된다. 또한, 발광 소자를 포함하는 디스플레이 패널(50)이 이미지 센서(10)로 인하여 분리되게 됨으로써 가공 등이 어렵다는 문제점이 있다.
최근, 도 5의 (A), 도 5의 (B)에서와 같이 이미지 센서를 배치하기 위한 공간을 확보하기 위하여 발광 소자가 있는 디스플레이 패널에 이미지 센서가 일부 관통되도록 하는 대신에 디스플레이 패널과 편광판을 관통하지 않고 디스플레이 패널의 하부에 이미지 센서를 배치시키는 광학 표시 장치가 개발되고 있다.
이 경우 이미지 센서에 해당되는 편광판의 일 영역 역시 화상 표시 기능을 동시에 수행할 수 있어야 하며, 화상 표시 기능을 수행하는 동안에는 이미지 센서가 시인되지 않게 하여야 하고, 촬영 동안에는 선명한 영상을 만들 수 있어야 한다. 하지만, 종래 편광판을 위의 광학표시장치에 사용하는 데에는 한계가 있었다.
본 발명의 배경 기술은 일본공개특허 제2014-081482호 등에 기술되어 있다.
본 발명의 목적은 화상 표시 영역에 카메라 등의 이미지 센서가 포함된 광학표시장치에 적용되고, 이미지 센서를 사용하지 않을 때에는 외부에서 보았을 때 이미지 센서의 시인도를 낮추고 화상 표시 기능을 수행할 수 있으며, 이미지 센서를 사용할 때에는 화상의 선명도를 높일 수 있는, 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 내구성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 편광판이다.
1.편광판은 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호층을 포함하고, 상기 편광판은 화상 표시 영역 내에 형성된 제1영역 및 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역과 상기 제2영역은 동일 파장에서 단체 투과율이 다르고, 상기 제1영역은 단체 투과율이 45% 내지 85%이고, 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 최대 흡광도가 1.0 내지 5.0, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 4.0, 파장 500nm 이상 800nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 이하이다.
2.편광판은 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호층을 포함하고, 상기 편광자는 화상 표시 영역 내에 형성된 제1영역 및 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역과 상기 제2영역은 동일 파장에서 단체 투과율이 다르고, 상기 제1영역은 단체 투과율이 45% 내지 85%이고, 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 최대 흡광도가 1.0 내지 5.0, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 4.0, 파장 500nm 이상 800nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 이하이다.
3.편광판은 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호층을 포함하고, 상기 편광판은 화상 표시 영역 내에 형성된 제1영역 및 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역과 상기 제2영역은 동일 파장에서 단체 투과율이 다르고, 상기 편광판의 제1영역은 하기 식 1의 단체 투과율 변화율이 10% 이하이다:
[식 1]
단체 투과율 변화율 = {(TS1 - TS2)/TS1} x 100
(상기 식 1에서,
TS1은 제1 영역의 파장 550nm에서의 단체 투과율(단위:%),
TS2는 상기 편광판을 85℃ 또는 85℃ 및 85% 상대습도에서 120시간 방치한 후 상기 제1 영역의 파장 550nm에서의 단체 투과율(단위:%).
4.1-2에서, 상기 제1영역은 파장 270nm 이상 325nm 이하에서의 최대 흡광도가 1.0 초과 5.0 이하, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 초과 4.0 이하일 수 있다.
5.1-2,4에서, 상기 제1 영역에서, 상기 파장 270nm 이상 325nm 이하에서의 최대 흡광도는 상기 파장 325nm 초과 420nm 이하에서의 최대 흡광도보다 높을 수 있다.
6.1-2,4-5에서, 상기 제2영역은 파장 270nm 이상 420nm 이하에서 상기 제1 영역 대비 최대 흡광도가 낮고, 파장 420nm 초과 800nm 이하에서 상기 제 1영역 대비 최대 흡광도가 높을 수 있다.
7.6에서, 상기 제2 영역은 파장 270nm 이상 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 3.0, 파장 420nm 초과 800nm 이하에서 최대 흡광도가 0 내지 0.6일 수 있다.
8.1-2,4-7에서, 상기 제1영역의 단체 투과율과 상기 제2영역의 단체 투과율의 차이는 5% 내지 45%일 수 있다.
9.1-2.4-8에서, 상기 제1 영역은 파장 270nm 이상 420nm 이하에서 상기 제2 영역 대비 단체 투과율이 낮고, 파장 420nm 초과 800nm 이하에서 상기 제2 영역 대비 단체 투과율이 높을 수 있다.
10.1-2,4-9에서, 상기 제1 영역은 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 단체 투과율이 15% 이하, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 단체 투과율이 25% 이하, 파장 500nm 내지 800nm에서 단체 투과율이 45% 이상일 수 있다.
11.3에서, 상기 제1영역은 단체 투과율이 45% 내지 85%이고, 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 최대 흡광도가 1.0 내지 5.0, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 4.0, 파장 500nm 이상 800nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 이하일 수 있다.
12.3,11에서, 상기 제1영역은 파장 270nm 이상 325nm 이하에서의 최대 흡광도가 1.0 초과 5.0 이하, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 초과 4.0 이하일 수 있다.
13.3,11-12에서, 상기 제2 영역은 파장 270nm 이상 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 3.0, 파장 420nm 초과 800nm 이하에서 최대 흡광도가 0 내지 0.6일 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함한다.
상기 광학표시장치는 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널의 상부에 형성된 상기 편광판, 상기 디스플레이 패널의 하부에 형성된 이미지 센서를 포함하고, 상기 이미지 센서는 상기 편광판의 상기 제1영역의 하부에 배치될 수 있다.
본 발명은 화상 표시 영역에 카메라 등의 이미지 센서가 포함된 광학표시장치에 적용되고, 이미지 센서를 사용하지 않을 때에는 외부에서 보았을 때에는 이미지 센서의 시인도를 낮추고 화상 표시 기능을 수행할 수 있으며, 이미지 센서를 사용할 때에는 화상의 선명도를 높일 수 있는, 편광판을 제공하였다.
본 발명은 내구성이 우수한 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 편광판 중 편광자의 제1영역의 파장 vs 흡광도 관계, 비교예 1, 비교예 2에서의 파장 vs 흡광도 관계를 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명 일 실시예의 편광판 중 편광자의 제1영역의 파장 vs 단체 투과율 관계, 비교예 1, 비교예 2에서의 파장 vs 단체 투과율 관계를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명 실시예들에 따른 편광판의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 편광판이 구비된 광학 표시 장치의 단면도를 나타낸다.
도 5는 종래 이미지 센서를 구비하는 광학 표시 장치의 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명 일 실시예의 편광판 중 편광자의 제1영역의 파장 vs 단체 투과율 관계, 비교예 1, 비교예 2에서의 파장 vs 단체 투과율 관계를 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명 실시예들에 따른 편광판의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 편광판이 구비된 광학 표시 장치의 단면도를 나타낸다.
도 5는 종래 이미지 센서를 구비하는 광학 표시 장치의 단면도를 나타낸다.
첨부한 도면 및 실시예를 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 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 "흡광도"는 단체 흡광도를 의미한다.
본 명세서에서 "단체 투과율(total transmittance, Ts)", "편광도"는 각각 파장 200nm 내지 800nm, 바람직하게는 파장 550nm에서 측정된 광 투과율을 의미한다.
본 명세서에서 "제1영역의 단체 투과율" 관련하여, 제1영역은 동일 파장에서는 제1 영역 전체에서 단체 투과율이 동일하다. 그러나, 동일 파장에서라도 제1 영역 전체에서 단체 투과율이 동일하지 않을 경우, 제1영역의 단체 투과율은 평균 단체 투과율을 의미한다.
본 명세서에서 "제2영역의 단체 투과율" 관련하여, 제2영역은 동일 파장에서는 제2 영역 전체에서 단체 투과율이 동일하다. 그러나, 동일 파장에서라도 제 2영역 전체에서 단체 투과율이 동일하지 않을 경우, 제2영역의 단체 투과율은 평균 단체 투과율을 의미한다.
본 명세서에서 "평균 단체 투과율"은 평균 단체 투과율을 측정하고자 하는 영역에서의 단체 투과율의 평균값을 의미한다. 예를 들면, 평균 단체 투과율은 평균 단체 투과율을 측정하고자 하는 영역 중 복수 개의 지점을 임의로 지정하고 해당 지점에서 얻은 단체 투과율의 평균값으로부터 구할 수 있다.
본 명세서에서 수치 범위 기재 시 "X 내지 Y"는 "X 이상 Y 이하(X≤ 그리고 ≤Y)"를 의미한다.
본 발명의 편광판은 화상 표시 영역에 이미지 센서(예: 카메라 등)가 포함된 광학표시장치에 적용될 수 있다. 본 발명의 편광판은 이미지 센서를 사용하지 않을 때에는 외부에서의 이미지 센서의 시인도를 낮추어 외부에서 이미지 센서가 시인되는 정도를 최소화함으로써 화상 표시 기능을 제대로 수행할 수 있게 한다. 본 발명의 편광판은 이미지 센서를 사용하고자 할 때에는 이미지 센서에 의한 화상의 선명도를 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 편광판은 고온 또는 고온 고습에서 제1영역에서의 내구성이 우수하였다. 또한, 본 발명의 편광판은 제1영역과 제2영역의 형성 여부에 관계없이 반사 방지 기능을 가져 발광표시패널을 구비하는 발광표시장치 예를 들면 유기발광소자 표시장치에서 반사 방지용 편광판으로 사용될 수 있다. 제1영역, 제2영역은 하기에서 설명된다.
이하, 본 발명 일 실시예의 편광판을 보다 상세하게 설명한다.
편광판은 화상 표시 영역 내에 제1 영역 및 제2영역을 포함한다.
상기 "화상 표시 영역"은 광학표시장치 내에 편광판을 장착시켰을 때 화상이 표시되는 영역을 의미한다. 편광판 중 화상 표시 영역은 편광판 중 90% 내지 100%, 바람직하게는 100%로 포함될 수 있다. 일 구체예에서, 편광판은 화상 비 표시 영역을 포함하지 않을 수 있다. 상기 "화상 비 표시 영역"은 화상 표시 영역 둘레에 형성되는 영역으로 차광층 등에 의해 베젤, 전극 등이 시인되지 않기 위한 영역을 의미한다.
제1영역과 제2영역은 동일 파장에서 단체 투과율이 서로 다르다. 제1영역과 제2영역은 화상 표시 기능을 모두 수행하면서도 제1영역은 제2영역과는 다르게 하기 상술되는 카메라 등의 이미지 센서에 의한 외부 영상 촬영 기능도 함께 수행할 수 있다.
제1영역은 단체 투과율이 45% 내지 85%이다. 상기 범위에서, 이미지 센서를 사용하지 않을 때에는 외부에서 보았을 때 이미지 센서의 시인도를 낮추고 화상 표시 기능을 제대로 구현하면서 이미지 센서를 사용하고자 할 때에는 이미지 센서를 통한 영상의 선명도를 높이는데 도움을 줄 수 있다. 바람직하게는, 제1영역은 단체 투과율이 50% 내지 85%, 50% 내지 70%, 50% 내지 60%가 될 수 있다.
본 발명에서 제1영역의 단체 투과율은 광학표시장치 중 이미지 센서 - 발광 소자를 함유하는 패널 - 편광판의 적층 구성에 있어서 상술한 효과를 구현하도록 할 수 있다. 제1영역의 하부에는 발광 소자를 함유하는 디스플레이 패널, 이미지 센서가 순차적으로 배치됨으로써, 본 발명의 편광판은 화상 표시 기능 및 외부 영상 촬영 기능을 동시에 수행할 수 있다. 본 발명의 광학표시장치의 일 실시예에 대해서는 하기에서 보다 상세하게 설명된다.
제2영역은 화상 표시 기능만을 수행하며 광학표시장치 중 이미지 센서에 의한 화상 촬영 기능과는 무관하다. 따라서, 제2영역은 제1영역보다 단체 투과율이 낮다.
일 구체예에서, 제1영역의 단체 투과율과 제2영역의 단체 투과율의 차이는 5% 내지 45%, 구체적으로 5% 내지 41%, 5% 내지 20%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 카메라가 시인되지 않으면서 카메라가 있는 영역인 제1영역과 카메라가 없는 제2영역 간의 화상 차이를 줄여 화면 전체에서 균일한 영상을 구현할 수 있다.
제2영역은 단체 투과율이 40% 이상 50% 미만, 구체적으로 40% 내지 45%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 화상 표시 기능이 잘 구현될 수 있다.
제1영역과 제2영역은 편광도가 동일할 수도 있으나, 바람직하게는 하기 상술되는 제1영역의 제조 공정을 고려할 때 제1영역은 제2영역 대비 편광도가 낮다.
일 구체예에서, 제1영역은 편광도가 5% 내지 85%, 구체적으로 50% 내지 75%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 카메라의 사물 인식을 방해하지 않는 효과가 있을 수 있다. 일 구체예에서, 제2영역은 편광도가 90% 이상, 구체적으로 90% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 외부 광에 의한 반사 방지 효과가 있을 수 있다.
본 발명은 이미지 센서를 사용하지 않을 때에는 외부에서 보았을 때 이미지 센서의 시인도를 낮추고 화상 표시 기능을 구현하면서 이미지 센서를 사용할 때에는 이미지 센서를 통한 영상의 선명도를 높이고 고온 또는 고온 고습에서의 제1 영역의 내구성을 개선하고자 제1영역에 대해 특정 파장 범위에서의 최대 흡광도를 특정 범위로 제어하였다. 여기에서 "내구성"은 본 발명의 편광판을 고온 또는 고온 고습에서 장시간 방치시켰을 때 제1영역의 단체 투과율 및/또는 편광도의 변화율이 낮은 것을 의미한다.
일 구체예에서, 편광판의 제1 영역은 하기 식 1의 단체 투과율 변화율이 10% 이하, 구체적으로 5% 이하, 예를 들면 0% 내지 5%가 될 수 있다: 상기 범위에서 제1영역의 내구성이 우수하여 광학 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
[식 1]
단체 투과율 변화율 = {(TS1 - TS2)/TS1} x 100
(상기 식 1에서,
TS1은 제1 영역의 파장 550nm에서의 단체 투과율(단위:%),
TS2는 상기 편광판을 85℃ 또는 85℃ 및 85% 상대습도에서 120시간 방치한 후 상기 제1 영역의 파장 550nm에서의 단체 투과율(단위:%)).
일 구체예에서, 편광판의 제1영역은 하기 식 2의 편광도 변화율이 20% 이하, 구체적으로 10% 이하, 예를 들면 0% 내지 10%가 될 수 있다: 상기 범위에서 제1영역의 내구성이 우수하여 광학 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
[식 2]
편광도 변화율 = {(PD2 - PD1)/PD1} x 100
(상기 식 2에서,
PD1은 제1 영역의 파장 550nm에서의 편광도(단위:%),
PD2는 상기 편광판을 85℃ 또는 85℃ 및 85% 상대습도에서 120시간 방치한 후 상기 제1 영역의 파장 550nm에서의 편광도(단위:%)).
제1영역은 단체 투과율이 45% 내지 85%이고, 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 최대 흡광도가 1.0 내지 5.0, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 4.0, 그리고 파장 500nm 이상 800nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 이하이다. 이를 통해, 편광판을 하기 상술되는 도 4의 광학표시장치에 적용할 때 이미지 센서를 사용하지 않을 때에는 외부에서 보았을 때 이미지 센서의 시인도를 낮추고 화상 표시 기능을 제대로 구현하면서 이미지 센서를 사용할 때에는 이미지 센서를 통한 영상의 선명도를 높일 수 있었다. 또한, 제 1영역의 고온 또는 고온 고습에서의 내구성도 개선할 수 있었다.
도 1, 도 2를 참고하여, 본 발명의 편광판을 보다 상세하게 설명한다.
도 1, 도 2에서, 실선(―)은 본 발명 일 실시예의 편광판 중 제1영역을 나타내고, 점선(----)은 제1영역이 형성되지 않은 제2영역만으로 이루어진 편광판을 나타내고, 2점 쇄선(―--―)은 편광판 중 펨토초 레이저가 조사된 영역을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 제1영역이 형성되지 않은 제2영역만으로 이루어진 편광판(----)은 파장 270nm 내지 800nm에서 최대 흡광도가 0 내지 1로서 최대 흡광도가 파장 전체에서 낮다. 종래 편광판 중 단체 투과율이 높은 영역을 형성하는 방법인 펨토초 레이저가 조사된 영역(―--―)은 파장 파장 270nm 내지 800nm에서 전체에서 제1영역이 형성되지 않은 제2영역만으로 이루어진 편광판(----) 대비 상대적으로 낮은 최대 흡광도를 나타냄을 알 수 있다.
반면에, 본 발명 일 실시예의 편광판 중 제1영역(―)은 파장 420nm 이상에서는 펨토초 레이저가 조사된 영역과 실질적으로 동일하게 제1영역이 형성되지 않은 제2영역만으로 이루어진 편광판(----) 대비 낮은 최대 흡광도를 나타낸다. 그러나, 본 발명의 편광판 중 제1 영역은 제1영역이 형성되지 않은 제2영역만으로 이루어진 편광판(----), 펨토초 레이저가 조사된 영역(―--―) 대비 파장 270nm 내지 420nm전체에서 최대 흡광도가 높았다.
특히 본 발명의 편광판 중 제1 영역은 파장 270nm 내지 420nm 전체에서 최대 흡광도가 나타나는 2개의 최대 흡수 피크인 파장 270nm 이상 325m 이하에서의 제1 흡수 피크와 파장 325nm 초과 420nm 이하에서의 제2 흡수 피크가 존재하고, 파장 270nm 이상 325nm 이하, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 각각 상술한 특정 범위를 나타내었다. 이와 같이, 종래 펨토초 레이저 조사에 의해 요오드를 완전히 분해시킴으로써 단체 투과율을 현저하게 높이려는 편광판(―--―) 대비, 본 발명의 편광판 중 제1 영역은 상술한 파장 vs 흡광도 관계를 가짐으로써 상술 효과를 얻을 수 있는 것이다.
일 구체예에서, 본 발명의 편광판 중 제1영역은 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 최대 흡광도가 1.0 내지 5.0, 구체적으로 1.0 초과 5.0 이하, 1.5 내지 5.0, 1.5 내지 4.5, 1.5 내지 3.0, 1.5 내지 2.5, 또는 1.5 내지 2.0이 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 본 발명의 효과가 더 개선될 수 있다. 제1영역은 파장 270nm 이상 325nm이하에서 최대 흡광도는 파장 295nm에서 나타날 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명의 편광판 중 제1영역은 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 4.0 구체적으로 0.5 초과 4.0 이하, 1.0 내지 4.0, 1.0 내지 3.0, 1.0 내지 2.0, 1.0 내지 1.5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 본 발명의 효과가 더 개선될 수 있다. 더 바람직하게는, 제1영역은 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도는 파장 355nm에서 나타날 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명의 편광판 중 제1 영역은 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 최대 흡광도가 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도 대비 높을 수 있다. 이를 통해, 상술한 본 발명의 효과가 더 개선될 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명의 편광판 중 제1 영역에서, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서의 최대 흡광도에 대한 파장 270nm 이상 325nm이하에서의 최대 흡광도의 비는 1 초과 5 이하, 구체적으로 1.1 내지 5.0, 1.1 내지 2.0이 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 상술 효과가 더 잘 구현될 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명의 편광판 중 제1 영역에서, 파장 500nm 이상 800nm이하에서 최대 흡광도는 0.5 이하, 예를 들면 0 내지 0.5, 0.1 내지 0.5, 0.15 내지 0.5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 상술 효과가 더 잘 구현될 수 있다.
이러한 본 발명의 제 1영역으로 인한 효과는 도 2를 통해서도 알 수 있다.
도 2를 참조하면, 펨토초 레이저 조사에 요오드를 완전히 분해시킴으로써 단체 투과율을 현저하게 높이려는 편광판 대비, 본 발명은 오히려 파장 300nm 내지 400nm에서는 제1영역이 형성되지 않은 제2영역만으로 이루어진 편광판 대비 낮은 단체 투과율을 갖도록 하였다.
이와 같이, 본 발명의 편광판은 종래 펨토초 레이저 조사에 의해 요오드를 완전히 분해시킴으로써 단체 투과율을 현저하게 높일 수 있었지만 레이저의 강한 에너지로 인해 폴리비닐알코올 또는 편광자의 결정화도를 저하시키는 편광판(―--―) 대비, 본 발명은 상술한 파장 vs 단체 투과율 관계를 가짐으로써 상술 효과를 얻을 수 있는 것이다.
일 구체예에서, 본 발명의 편광판 중 제1 영역은 파장 270nm 이상 420nm 이하 전체에서 제2 영역 대비 단체 투과율이 낮고 파장 420nm 초과 800nm 이하 전체에서는 제2 영역 대비 단체 투과율이 높다. 이를 통해, 상술한 본 발명의 효과가 더 개선될 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명의 편광판 중 제1 영역은 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 단체 투과율이 15% 이하, 구체적으로 0% 이상 15% 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 본 발명의 효과가 더 개선될 수 있다. 이것은 도 2에서와 같이, 종래 펨토초 레이저 조사에 의해 형성된 영역이 파장 270nm 이상 325nm 이하에서의 단체 투과율이 45% 초과인 점 대비 상이한 것이다. 더 바람직하게는, 제 1영역에서 단체 투과율의 최대 피크는 파장 295nm가 될 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명의 편광판 중 제 1 영역은 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 단체 투과율이 25% 이하, 구체적으로 0% 내지 25%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 본 발명의 효과가 더 개선될 수 있다. 이것은 도 2에서와 같이, 종래 펨토초 레이저 조사에 의해 형성된 영역이 파장 325nm 초과 420nm 이하에서의 단체 투과율이 50% 초과인 점 대비 상이한 것이다. 더 바람직하게는, 제 1영역에서 파장 325nm 초과 420nm 이하에서의 단체 투과율의 최대 피크는 파장 355nm가 될 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명의 편광판 중 제1 영역은 파장 500nm 내지 800nm에서 단체 투과율이 45% 이상, 구체적으로 45% 내지 95%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 본 발명의 효과가 더 개선될 수 있다.
본 발명의 편광판 중 제2 영역은 도 1, 도 2 중 점선(----)의 형태에 따른 흡광도와 단체 투과율을 나타낼 수 있다.
제2 영역은 파장 270nm 이상 420nm 이하에서 제1 영역 대비 최대 흡광도가 낮은 반면에, 파장 420nm 초과 800nm 이하에서는 제 1영역 대비 최대 흡광도가 높을 수 있다.
일 구체예에서, 제2 영역은 파장 270nm 이상 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 3.0, 구체적으로 0.5 내지 2.0, 0.5 내지 1.0이 될 수 있다. 본 발명의 편광판은 상술한 흡광도를 구비하는 제2 영역을 갖는 편광판에서 하기 상술되는 펄스 UV를 조사함으로써 상술한 흡광도를 구비하는 제1영역을 형성할 수 있었다.
일 구체예에서, 제2 영역은 파장 420nm 초과 800nm이하, 예를 들면 파장 500nm 이상 800nm 이하에서 최대 흡광도가 0 내지 0.6, 구체적으로 0 초과 0.6 이하가 될 수 있다. 본 발명의 편광판은 상술한 흡광도를 구비하는 제2 영역을 갖는 편광판에서 하기 상술되는 펄스 UV를 조사함으로써 상술한 흡광도를 구비하는 제1영역을 형성할 수 있었다.
편광판은 편광자 및 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호층을 포함한다. 일 구체예에서, 편광판은 편광자 및 편광자의 양면에 각각 형성된 보호층을 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 편광판은 편광자 및 편광자의 일면에만 형성된 보호 층을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하여 본 발명 편광판을 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 편광판 (A)는 편광자(1), 편광자(1)의 광 출사면에 형성된 제1보호층(2), 편광자의 광 입사면에 형성된 제2보호층(3)을 포함할 수 있다. 또는 편광판 (B)는 편광자(1), 편광자(1)의 광 출사면에 형성된 제1보호층(2) 만을 포함할 수 있다. 또는 편광판 (C)는 편광자(1), 편광자(1)의 광 입사면에 형성된 제2보호층(3) 만을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예의 편광판을 도 4를 참고하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 편광판이 장착된 광학 표시 장치의 단면도를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 편광판(100)은 제1영역(110)과 제2영역(120)을 구비한다.
편광판(100) 중 제1영역(110), 제2영역(120) 전체는 디스플레이 패널(150)과 커버 글래스(200) 사이에 배치된다. 디스플레이 패널(150)은 기재층(151)에 발광 소자(152)을 구비함으로써 화상 표시 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 제1영역(110)과 제2영역(120)은 화상 표시 영역에 포함된다.
광학표시장치는 디스플레이 패널(150)의 하부 중 일부에 제1영역(110)에 대응하여 이미지 센서(250)가 구비되어 있다. 따라서, 제1영역(110)은 이미지 센서(250)를 사용하지 않을 때에는 외부에서 보았을 때 이미지 센서의 시인도를 낮추고 화상 표시 기능을 구현하면서 이미지 센서(250)를 사용할 때에는 이미지 센서를 통한 영상 촬영 기능을 통해 영상의 선명도를 높이는 효과를 얻을 수 있다. 제1영역(110)은 광학표시장치 중 이미지 센서(250) - 발광 소자를 함유하는 디스플레이 패널(150) - 편광판(100)의 적층 구성에 있어서 상술한 기능을 모두 구현할 수 있도록 조절되었다.
제1영역(110)은 편광판 바람직하게는 제1영역(110)과 제2영역(120) 전체 중 10% 이하, 구체적으로 0% 초과 10% 이하의 면적비를 가질 수 있다. 상기 범위에서, 이미지 센서 기능을 나타낼 수 있다.
제1영역(110)은 원형, 타원형, 각형 또는 무정형이 될 수 있지만, 특별히 이에 제한되지 않는다.
편광판 중 제1영역(110)이 형성되는 위치는 특별히 제한되지 않으며, 광학표시장치 중 이미지 센서(250)의 위치에 따라 조절될 수 있다.
이하, 제1영역(110), 제2영역(120)을 구비한 편광판의 일 실시예의 제조 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 편광판은 (제1영역, 제2영역이 형성되지 않은) 편광자 및 상기 (제1영역, 제2영역이 형성되지 않은) 편광자의 적어도 일면에 보호층이 형성된 적층체를 제조하고, 상기 적층체 중 제1영역을 형성하고자 하는 부분에 파장 200nm 내지 1000nm의 펄스 UV를 조사하여 제1영역을 형성하는 단계에 의해 제조될 수 있다. 펄스 UV가 조사되지 않은 영역은 제2영역이 된다. 파장 200nm 내지 1000nm의 펄스 UV 조사는 상술 제 1영역을 만들 수 있다.
상부 보호층이 없는 편광판은 상부 보호층이 있는 편광판에 대비하여 같은 Pulse UV 에너지로 가공하였을 보다 투과율이 3% 내지 5% 더 높은 국부 고 투과 홀을 제작할 수 있다. 이는 상부 보호층에서의 펄스 UV 에너지 로스가 감소되어 보다 가공성이 우수한 특성을 보였기 때문인 것으로 추측된다. 또한, 상부 보호층이 없는 편광판은 Pulse UV 빛이 마스킹을 통과하여 상부 보호층 통과시 빛 굴절로 인한 최종 편광자에서의 가공 정밀도가 저하시키는 현상이 있다. 상부 보호층 없이 편광자에 바로 마스킹을 올려 놓고 가공하였을 경우 보다 우수한 이하로 가공 정밀도를 높일 수 있다.
(제1영역, 제2영역이 형성되지 않은) 편광자는 요오드, 이색성 염료 중 1종 이상의 이색성 물질이 염착되고 연신된 폴리비닐알코올계 필름을 포함한다. (제1영역, 제2영역이 형성되지 않은) 편광자는 두께가 3㎛ 내지 50㎛, 구체적으로 3㎛ 내지 30㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
(제1영역, 제2영역이 형성되지 않은) 편광자는 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조될 수 있다.
먼저, 염착 및 연신된 폴리비닐알코올계 필름이 제조된다.
염착 및 연신된 폴리비닐알코올계 필름은 염착, 연신, 가교, 보색 공정에 의해 제조될 수 있다. 본 발명의 편광자의 제조방법에서 염착, 연신의 순서는 제한되지 않는다. 즉, 폴리비닐알콜계 필름을 염착한 후 연신할 수도 있고, 연신한 후 염착할 수도 있으며, 염착과 연신을 동시에 수행할 수도 있다.
폴리비닐알콜계 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 30㎛, 구체적으로 3㎛ 내지 30㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서, 박형의 편광자 제조에 사용될 수 있다.
폴리비닐알콜계 필름은 염착, 연신되기 전에, 수세, 팽윤 처리될 수 있다. 폴리비닐알콜계 필름을 수세 처리함으로써 폴리비닐알콜계 필름 표면에 묻어있는 이물을 제거할 수 있다. 폴리비닐알콜계 필름을 팽윤 처리함으로써, 폴리비닐알콜계 필름의 염착 또는 연신이 더 잘되도록 할 수 있다. 팽윤 처리는 당업자에게 알려진 바와 같이 팽윤조의 수용액에서 폴리비닐알콜계 필름을 방치하여 수행할 수 있다. 상기 팽윤조의 온도 및 팽윤 처리 시간은 특별히 제한되지 않는다. 팽윤조는 붕산, 무기산, 계면활성제 등이 더 포함될 수 있고, 이들의 함량은 조절될 수 있다.
폴리비닐알콜계 필름을 요오드, 이색성 염료 중 1종 이상 함유 염착조에서 염착시킴으로써 폴리비닐알콜계 필름을 염착시킬 수 있다. 염착 공정에서는 폴리비닐알콜계 필름을 염착 용액에 침지하게 되는데, 염착 용액은 요오드, 이색성 염료를 포함하는 수용액이 될 수 있다. 구체적으로 요오드는 요오드계 염료로부터 제공되며, 요오드계 염료는 요오드화칼륨, 요오드화수소, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화리튬, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 염착 용액은 요오드, 이색성 염료 중 1종 이상을 1중량% 내지 5중량%를 포함하는 수용액이 될 수 있다. 상기 범위에서, 소정 범위의 편광도를 가져 디스플레이 장치에 사용될 수 있다.
염착조의 온도는 20℃ 내지 45℃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 요오드, 이색성 염료 중 1종 이상이 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 65℃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 5 내지 7배, 구체적으로 5.5 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.
상기에서는 폴리비닐알콜계 필름을 염착한 후 연신하는 순서로 설명하였으나, 염착과 연신은 동일 반응조에서 수행될 수도 있다.
염착된 폴리비닐알콜계 필름을 연신하기 전에 또는 염착 후 연신된 폴리비닐알콜계 필름을 가교조에서 가교 처리할 수도 있다. 가교는 폴리비닐알콜계 필름에 요오드, 이색성 염료 중 1종 이상이 더 강하게 염착되도록 하는 공정으로서, 가교제로는 붕산을 사용할 수 있다. 가교 효과를 높이기 위해 인산 화합물, 요오드화 칼륨 등이 더 포함될 수도 있다.
염착 및 연신된 폴리비닐알콜계 필름은 보색조에서 보색 처리될 수 있다. 보색 처리는 상기 염착 및 연신된 폴리비닐알콜계 필름을 요오드화칼륨을 포함하는 보색액을 포함하는 보색조에서 침지하는 것이다. 이를 통해서, 편광자의 색상값을 낮추고 편광자 내의 요오드 음이온 I-을 제거하여 내구성을 좋게 할 수 있다. 보색조의 온도는 20℃ 내지 45℃가 될 수 있고 폴리비닐알콜계 필름의 보색조 침지 시간은 10초 내지 300초가 될 수 있다.
다음으로, 염착 및 연신된 폴리비닐알코올계 필름의 적어도 일면에 보호층을 형성하여 적층체를 제조한다. 보호층 형성은 당업자에게 알려진 통상의 방법에 의해 수행될 수 있다.
보호층은 편광자의 적어도 일면에 형성되며 광경화성 코팅층 또는 보호 필름이 될 수 있다.
광경화성 코팅층은 광경화성 화합물을 포함하는 조성물로 형성된 경화층 또는 액정성 폴리머로 형성된 액정층을 포함할 수 있다.
보호 필름은 편광자의 보호 필름으로 통상적으로 사용되는 보호 필름을 사용할 수 있다. 예를 들면, 보호 필름은 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 수지로 된 보호 필름을 포함할 수 있다. 보호 필름은 두께가 10㎛ 내지 100㎛, 예를 들면 10㎛ 내지 60㎛가 될 수 있다. 상기 적층은 접착제로 수행될 수 있으며, 이것은 당업자에게 알려진 통상의 방법에 의한다.
보호층은 위상차를 갖는 위상차 필름 또는 위상차층, 또는 위상차가 없는 무위상차 필름 또는 무위상차층 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
그런 다음, 적층체 중 제1영역을 형성하고자 하는 부분에 파장 200nm 내지 1000nm 의 펄스 UV를 조사하여 제1영역을 형성한다.
파장 200nm 내지 1000nm 영역의 펄스 UV는 편광자에 염착된 요오드, 이색성 염료를 바닥 상태에서 들뜬 상태로 전이시킴으로써 요오드, 이색성 염료를 분해시킴으로써 해당 펄스 UV가 조사된 영역에서 본 발명의 제 1영역을 형성할 수 있다.
다만, 파장 200nm 내지 1000nm 영역의 펄스 UV를 조사하더라도, 조사 후 제1영역에 해당되는 편광자에는 요오드, 이색성 염료 등의 이색성 물질이 존재한다.
구체적으로, 파장 200nm 내지 1000nm 영역에서는, 바람직하게는 200nm 내지 800nm의 펄스 UV가 선택될 수 있다.
파장 200nm 내지 1000nm 의 펄스 UV는 200V 내지750V의 전압(voltage, power)으로 조사될 수 있다. 파장 200nm 내지 1000nm 의 펄스 UV 는 300 μs 내지 600 μs의 펄스 주기(1회 조사 시 조사 시간)로 조사될 수 있다. 파장 200nm 내지 1000nm 의 펄스 UV는 조사 에너지 밀도가 2.0 J/cm2 내지 5.0 J/cm2 로 조사될 수 있다. 파장 200nm 내지 1000nm 의 펄스 UV는 1회 조사 시 레이저의 intensity가 2kw/cm2 내지 30kw/cm2으로 조사될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 광 투과율 45% 내지 85%에 도달될 수 있고, 열에 의한 편광자의 가공면의 표면 탄화 현상이 없을 수 있다. 상기 "조사 에너지 밀도"는 편광자에서 광 투과도가 높은 영역의 단위 면적 당 펄스당 조사 에너지를 의미한다.
일 구체예에서, 파장 200nm 내지 1000nm의 460 μs의 펄스 UV로 조사할 경우 상기 파장 영역에서 1초 내지 400초, 예를 들면 1초 내지 40초 동안 조사될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자 및 보호 필름의 열 변형 없이 상기 조사 조건 하에 조사 시간 또는 횟수를 올려 보다 뉴트럴하고, 색깔이 없는 고투과 부를 형성할 수 있다.
파장 200nm 내지 1000nm 의 펄스 UV는 조사 횟수 1회 내지 20회로 조사될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자 및 보호 필름의 열 변형 없이 상기 조사 조건 하에 조사 시간 또는 횟수를 올려 보다 뉴트럴하고, 색깔이 없는 고투과 부를 형성할 수 있다.
펄스 UV는 제논 플래쉬 램프(Xenon flash lamp)를 통해 조사될 수 있다. 구체적으로, 상술 (제1영역, 제2영역이 형성되지 않은) 편광자를 세라믹 기판에 놓고, (제1영역, 제2영역이 형성되지 않은) 편광장 중 제1 영역 이외의 부분 즉 제2 영역 부분 상에만 마스킹(예: 세라믹 소재 형성 또는 포토마스킹 Cr 형성 등)을 형성하고, 마스킹 상에서 펄스 UV를 조사하여 제1영역을 형성할 수 있다. 일반적으로 통상 알려진 마스킹 특성으로 빛 반사율이 적고, 열전도율이 낮은 소재를 선택하였다.
제1영역, 제2영역이 형성된 편광자는 두께가 3㎛ 내지 50㎛, 구체적으로 3㎛ 내지 30㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명 또 다른 실시예의 편광판을 설명한다.
본 실시예의 편광판은 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호층을 포함하고, 상기 편광자는 화상 표시 영역 내에 형성된 제1영역 및 제2영역을 포함하고, 상기 제1영역과 상기 제2영역은 동일 파장에서 단체 투과율이 다르고, 상기 제1영역은 단체 투과율이 45% 내지 85%이고, 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 최대 흡광도가 1.0 내지 5.0, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 4.0, 파장 500nm 이상 800nm이하에서 최대 흡광도가 0.5 이하이다.
편광자 내에 형성된 제1영역, 편광자 내에 형성된 제2 영역이 상술 본 발명의 일 실시예의 편광판에서 편광판 내에 형성된 제1영역, 편광판 내에 형성된 제2 영역과 실질적으로 동일한 물성을 나타내는 것을 제외하고는 본 발명 일 실시예의 편광판과 실질적으로 동일하다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학표시장치를 설명한다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함한다. 광학표시장치는 유기발광표시장치, 액정표시장치, 바람직하게는 유기발광표시장치 등을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 광학표시장치를 보다 상세히 설명한다.
도 4를 참조하면, 유기발광표시장치는 기재층(151) 및 복수 개의 발광 소자(152)이 형성된 디스플레이 패널(150), 디스플레이 패널(150) 상에 형성된 편광판(100), 편광판(100) 상에 형성된 커버 글래스(200), 디스플레이 패널(150)의 하부에 배치된 이미지 센서(250)를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(150)은 이미지 센서(250)의 삽입을 위하여 관통되어 있지 않다.
편광판(100)은 제1영역(110) 및 제2영역(120)을 포함하고, 본 발명의 편광판을 포함한다. 제1영역(110) 및 제2영역(120) 모두 광학표시장치의 화상 표시 영역을 이룬다. 편광판(100)은 이미지 센서(250)의 삽입을 위해 관통되어 있지 않다.
제1영역(110)은 제2영역(120) 대비 발광 소자(151)가 덜 밀하게 형성되어 있다. 이를 통해 이미지 센서(250)에 의한 영상 표시 기능도 구현하면서 디스플레이 패널(150)에 의한 화상 표시 기능도 동시에 수행할 수 있다.
이미지 센서(250)는 제1영역(110)의 하부에 배치되어 있다. 이미지 센서(250)는 카메라 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
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.
하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
(1)편광자의 재료: 폴리비닐알코올계 필름(VF-PE3000, 일본 Kuraray社, 두께:30㎛)
(2)보호 필름: 트리아세틸셀룰로오스 필름(KC4UYW, 일본 Konica社, 두께 40㎛)
실시예 1
물로 수세한 폴리비닐알콜계 필름을 30℃ 물의 팽윤조에서 팽윤 처리하였다.
팽윤조를 통과한 폴리비닐알콜계 필름을 요오드화칼륨 3중량%를 포함하는 수용액을 함유하는 30℃의 염착조에서 30초 내지 200초 동안 처리하였다. 염착조를 통과한 폴리비닐알콜계 필름을 붕산 3중량%를 함유하는 30℃ 내지 60℃ 수용액인 습식 가교조를 통과시켰다. 가교조를 통과한 폴리비닐알콜계 필름을 붕산 3중량%를 함유하는 50℃ 내지 60℃ 수용액인 연신시키되, 총 연신비가 6배가 되도록 연신시켜 편광자를 제조하였다. 제조한 편광자의 양면에 접착제(Z-200, Nippon Goshei社)를 사용하여 보호 필름을 접착시켜 적층체를 제조하였다.
적층체를 소정의 크기로 재단하고, 적층체 중 제1 영역을 형성하고자 하는 영역에만 파장 200nm 내지 800nm의 펄스 UV 를 하기 표 1의 조건으로 1회씩 조사하여 제1영역이 형성된 편광판을 제조하였다. 편광판 중 펄스 UV가 조사되지 않은 영역은 제2영역이 된다. 펄스 UV는 제논 플래쉬 램프를 사용해서 조사되어 있다.
실시예 2 내지 실시예 4
실시예 1에서 펄스 UV를 하기 표 1의 조건으로 변경하여 조사한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 제1영역과 제2영역이 형성된 편광판을 제조하였다.
실시예 5
실시예 1에서, 편광자의 상부면에만 보호필름을 접착시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 제1영역과 제2영역이 형성된 편광판을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서, 펄스 UV 를 조사하지 않은 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다. 제조된 편광판에는 제1영역이 형성되어 있지 않으며 제2영역만이 형성되어 있다.
비교예 2
실시예 1에서, 펄스 UV를 조사하지 않고, 실시예 1에서 펄스 UV를 조사하였던 부분에 레이저를 사용해서 파장 515nm의 펨토초 레이저를 0.17J/(cm2 ㆍ 펄스)의 세기로 0.5초 동안 조사한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예와 비교예에서 제조한 편광판에 대하여 하기 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1, 도 1, 도 2에 나타내었다.
(1)제1영역, 제2영역의 흡광도(단위:없음): 실시예와 비교예에서 제조된 편광판 중 제1영역, 제2영역 각각에 대하여 UV-Visible Spectrophotometer V730(JASCO社)을 사용하여 파장 200nm 내지 800nm에서 흡광도를 측정하였다.
(2)제1영역, 제2영역의 단체 투과율(단위:%) 실시예와 비교예에서 제조된 편광판 중 제1영역, 제2영역 각각에 대하여 UV-Visible Spectrophotometer V730(JASCO社)을 사용하여 파장 200nm 내지 800nm에서 단체 투과율을 측정하였다.
(3)카메라 시인 여부 및 카메라에 의한 영상 선명도: 편광판의 제1영역에 해당되는 영역의 하부에 카메라를 위치시키고, 편광판의 상부에서 카메라에 의한 시인 여부 및 이로 인한 영상을 육안으로 관찰하였다. 카메라의 렌즈가 관찰되지 않고 제1영역과 제2영역의 편광도 차이만 확인되고 카메라로 찍은 영상의 선명도가 우수한 경우 ◎; 카메라의 렌즈가 약간 관찰되지만 육안으로 식별이 어렵고, 카메라로 찍은 영상의 선명도가 우수한 경우 ○; 카메라로 찍은 영상의 선명도가 우수하지만 카메라의 렌즈가 많이 관찰되는 경우 △; 제1영역과 제2영역의 차이가 확인되지 않고 카메라로 찍은 영상의 선명도가 불량한 경우 x로 평가하였다.
(4)내구성: 실시예와 비교예에서 제조한 편광판을 편광자의 MD x 편광자의 TD(10cm x 10cm)의 사각형 크기로 절단하여 시편을 제조하였다. 상기 시편은 제1영역을 포함하는 편광판이다. 시편 중 제1영역에서 파장 550nm에서의 단체 투과율을 측정한다. 그런 다음, 상기 시편을 85℃에서 120시간 방치 후 상기와 동일한 방법으로 파장 550nm에서의 단체 투과율을 측정한다. 상기 식 1에 따라 단체 투과율의 변화율을 계산하였다.
(5)반사율(단위:%): 편광판의 제1영역에 해당되는 영역의 하부에 카메라를 위치시켰다. 제1영역과, 제2영역 각각에 대해 반사율을 측정하였다. 반사율은 색차계 분석 장비로 SCI 방법으로 측정하였다.
| 실시예 | 비교예 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | |||
| 펄스 UV Power(V) | 400 | 350 | 300 | 280 | 400 | - | - | ||
| 펄스 UV 에너지 밀도(J/cm2) | 5.0 | 4.0 | 3.0 | 2.5 | 5.0 | - | - | ||
| 펨토초 레이저 J/(cm2ㆍ펄스) | - | - | - | - | - | - | 0.17 | ||
| 흡광도 | 제1 영역 |
＠ 270-325 |
1.0-4.5 (4.5) |
1.0-3.5 (3.5) |
1.0-2.5 (2.5) |
1.0-1.5 (1.5) |
1.0-4.5 (4.5) |
- | 0.2-0.4 (0.4) |
| ＠ 325-420 |
0.5-3.5 (3.5) |
0.5-2.5 (2.5) |
0.5-2.0 (2.0) |
0.5-1.0 (1.0) |
0.5-3.5 (3.5) |
- | 0-0.2 (0.2) |
||
| @500-800 | 0.15 이하 (0.15) |
0.18 이하 (0.18) |
0.2 이하 (0.2) |
0.3 이하 (0.3) |
0.15 이하 (0.15) |
- | 0.1 이하 (0.1) |
||
| 제2 영역 |
＠ 270-325 |
0.5-1.0 (1.0) |
0.5-3.0 (3.0) |
0.5-2.0 (2.0) |
0.5-1.0 (1.0) |
0.5-1.0 (1.0) |
0.5-1.0 (1.0) |
0.5-1.0 (1.0) |
|
| ＠ 325-420 |
0.5-0.8 (0.8) |
0.5-0.8 (0.8) |
0.5-0.8 (0.8) |
0.5-0.8 (0.8) |
0.5-0.8 (0.8) |
0.5-0.8 (0.8) |
0.5-0.8 (0.8) |
||
| ＠500-800 | 0.5이하 (0.5) |
0.5이하 (0.5) |
0.5이하 (0.5) |
0.5이하 (0.5) |
0.5이하 (0.5) |
0.5이하 (0.5) |
0.5이하 (0.5) |
||
| 단체 투과율 | 제1 영역 |
＠ 200-800 |
80 | 70 | 60 | 50 | 85 | 44 | 90 |
| 제2 영역 |
＠ 200-800 |
44 | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 | |
| 카메라 시인 여부와 선명도 | ○ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | ⅹ | △ | ||
| 내구성(%) | 5 이하 | 5 이하 | 5 이하 | 5 이하 | 5 이하 | - | 20 이상 | ||
| 반사율 (SCI) |
제1영역 | 25 | 15 | 11 | 6 | 6 | - | 25 | |
| 제2영역 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | ||
*표 1에서 ( ) 안의 수치는 해당 파장에서의 최대 흡광도를 나타낸다.
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 편광판은 화상 표시 영역에 적용시 카메라 등의 이미지 센서가 잘 시인되지 않게 하고, 카메라 등의 이미지 센서를 사용할 때에는 화상의 선명도를 높일 수 있으며, 내구성도 우수하였다. 상기 표 1에서 도시되지 않았지만, 본 발명의 편광자도 상기 표 1의 흡광도, 단체투과율과 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있다.
반면에, 제1영역을 아예 형성하지 않은 비교예 1은 카메라로 찍은 영상의 선명도가 불량하였다. 종래 펨토초 레이저에 의해 제1영역을 형성한 비교예 2는 카메라의 렌즈가 많이 관찰되어 화상 표시 기능이 제대로 구현되지 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 (15)
- 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호층을 포함하는 편광판으로서,
상기 편광판은 화상 표시 영역 내에 형성된 제1영역 및 제2영역을 포함하고,
상기 제1영역과 상기 제2영역은 동일 파장에서 단체 투과율이 다르고,
상기 제1영역은 단체 투과율이 45% 내지 85%이고, 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 최대 흡광도가 1.0 내지 5.0, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 4.0, 파장 500nm 이상 800nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 이하인 것인, 편광판.
- 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호층을 포함하고,
상기 편광자는 화상 표시 영역 내에 형성된 제1영역 및 제2영역을 포함하고,
상기 제1영역과 상기 제2영역은 동일 파장에서 단체 투과율이 다르고,
상기 제1영역은 단체 투과율이 45% 내지 85%이고, 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 최대 흡광도가 1.0 내지 5.0, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 4.0, 파장 500nm 이상 800nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 이하인 것인, 편광판.
- 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호층을 포함하는 편광판으로서,
상기 편광판은 화상 표시 영역 내에 형성된 제1영역 및 제2영역을 포함하고,
상기 제1영역과 상기 제2영역은 동일 파장에서 단체 투과율이 다르고, 상기 편광판의 제1영역은 하기 식 1의 단체 투과율 변화율이 10% 이하인 것인, 편광판:
[식 1]
단체 투과율 변화율 = {(TS1 - TS2)/TS1} x 100
(상기 식 1에서,
TS1은 제1 영역의 파장 550nm에서의 단체 투과율(단위:%),
TS2는 상기 편광판을 85℃ 또는 85℃ 및 85% 상대습도에서 120시간 방치한 후 상기 제1 영역의 파장 550nm에서의 단체 투과율(단위:%).
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1영역은 파장 270nm 이상 325nm 이하에서의 최대 흡광도가 1.0 초과 5.0 이하, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 초과 4.0 이하인 것인, 편광판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 영역에서, 상기 파장 270nm 이상 325nm 이하에서의 최대 흡광도는 상기 파장 325nm 초과 420nm 이하에서의 최대 흡광도보다 높은 것인 편광판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2영역은 파장 270nm 이상 420nm 이하에서 상기 제1 영역 대비 최대 흡광도가 낮고, 파장 420nm 초과 800nm 이하에서 상기 제 1영역 대비 최대 흡광도가 높은 것인, 편광판.
- 제6항에 있어서, 상기 제2 영역은 파장 270nm 이상 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 3.0, 파장 420nm 초과 800nm 이하에서 최대 흡광도가 0 내지 0.6인 것인, 편광판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1영역의 단체 투과율과 상기 제2영역의 단체 투과율의 차이는 5% 내지 45%인 것인, 편광판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 영역은 파장 270nm 이상 420nm 이하에서 상기 제2 영역 대비 단체 투과율이 낮고, 파장 420nm 초과 800nm 이하에서 상기 제2 영역 대비 단체 투과율이 높은 것인, 편광판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 영역은 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 단체 투과율이 15% 이하, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 단체 투과율이 25% 이하, 파장 500nm 내지 800nm에서 단체 투과율이 45% 이상인 것인 편광판.
- 제3항에 있어서, 상기 제1영역은 단체 투과율이 45% 내지 85%이고, 파장 270nm 이상 325nm 이하에서 최대 흡광도가 1.0 내지 5.0, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 4.0, 파장 500nm 이상 800nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 이하인 것인, 편광판.
- 제11항에 있어서, 상기 제1영역은 파장 270nm 이상 325nm 이하에서의 최대 흡광도가 1.0 초과 5.0 이하, 파장 325nm 초과 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 초과 4.0 이하인 것인, 편광판.
- 제3항에 있어서, 상기 제2 영역은 파장 270nm 이상 420nm 이하에서 최대 흡광도가 0.5 내지 3.0, 파장 420nm 초과 800nm이하에서 최대 흡광도가 0 내지 0.6인 것인, 편광판.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.
- 제14항에 있어서, 상기 광학표시장치는 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널 상부에 형성된 상기 편광판, 상기 디스플레이 패널 하부에 형성된 이미지 센서를 포함하고, 상기 이미지 센서는 상기 편광판의 상기 제1영역의 하부에 배치되는 것인, 광학표시장치.
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