KR20220042033A - 편광판 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

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Abstract

편광자 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 위상차층을 포함하고, 상기 위상차층은 적어도 포지티브 C 위상차층을 포함하고, 상기 편광자는 파장 550nm에서 두께 방향 위상차(Rth)가 -650nm 내지 -30nm이고, 상기 포지티브 C 위상차층은 파장 550nm에서 Rth가 -150nm 내지 0nm이고, 상기 편광자와 상기 포지티브 C 위상차층은 식 1을 만족하는 것인, 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.

Description

편광판 이를 포함하는 광학표시장치{POLARIZING PLATE AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 사용되는 액정의 유형에 따라 분류될 수 있다. IPS(in Plane Switching) 액정 모드는 액정을 수평 방향으로 배향하고 일측 기판에 두 개의 전극을 구동하게 될 때 액정이 평면상에서 회전하게 됨으로써 광을 투과 또는 차단하는 방법을 이용하여 광시야각을 개선하는 것이다. IPS 모드는 액정의 수평적 이동에 의해 광량을 조절하기 때문에 시야각 특성이 좋다.
그러나, IPS 액정 모드는 액정 배향에 프리 틸트(pre tilt)가 있는 경우, 복굴절 양이 달라 좌우 이방성이 발생할 가능성이 높다. 이로 인하여 좌우 색감 차이가 발생함으로써 화면 품질이 좋지 않게 되는 문제점이 있다. 상기 문제점을 해결하기 위하여 편광판이 사용된다. 그런데, 편광판은 편광자를 구비하기 때문에 내열 및/또는 내습열 조건에서 신뢰성이 떨어질 수 있고, 낮아진 신뢰성은 좌우 색감 차이를 높일 수 있다.
본 발명의 배경기술은 일본공개특허 제2006-251659호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 측면에서의 색감 차이 및 무라 시인을 낮추고 시야각을 개선한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 내열 및/또는 내습 신뢰성에서의 신뢰성을 개선한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 내열 및/또는 내습 신뢰성에서 직교 색상값 변화를 낮춘 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 포지티브 C 위상차층과 보호층 간의 밀착성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 편광판이다.
1.편광판은 편광자 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 위상차층을 포함하고, 상기 위상차층은 적어도 포지티브 C 위상차층을 포함하고, 상기 편광자는 파장 550nm에서 두께 방향 위상차(Rth)가 -650nm 내지 -30nm이고, 상기 포지티브 C 위상차층은 파장 550nm에서 Rth가 -150nm 내지 0nm이고, 상기 편광자와 상기 포지티브 C 위상차층은 하기 식 1을 만족한다:
[식 1]
0 ≤ Rth(포지티브 C 위상차층)/Rth(편광자) ≤ 4
(상기 식 1에서,
Rth(포지티브 C 위상차층)는 파장 550nm에서 포지티브 C 위상차층의 Rth(단위: nm),
Rth(편광자)는 파장 550nm에서 편광자의 Rth(단위: nm)).
2. 1에서, 상기 편광자의 두께에 대한 상기 포지티브 C 위상차층의 두께의 두께비는 0.5 이하일 수 있다.
3.1-2에서, 상기 편광자의 두께는 40㎛ 이하이고, 상기 포지티브 C 위상차층의 두께는 20㎛ 이하일 수 있다.
4.1-3에서, 상기 포지티브 C 위상차층은 액정층 또는 비액정성 코팅층일 수 있다.
5.1-4에서, 상기 비액정성 코팅층은 셀룰로스 에스테르계 화합물 또는 그의 중합체, 방향족계 화합물 또는 이들의 중합체 중 1종 이상의 화합물을 함유하는 조성물로 형성될 수 있다.
6.1-5에서, 상기 편광자는 친수성 작용기 및 소수성 작용기를 함유하는 폴리비닐알코올계 필름을 포함할 수 있다.
7.1-6에서, 상기 편광자는 직교 색상값 (u', v')가 (0.15, 0.15) 내지 (0.23, 0.5)일 수 있다.
8.1-7에서, 상기 편광자와 상기 위상차층 사이에 제1보호층이 더 형성될 수 있다.
9.8에서, 상기 제1보호층은 등방성 위상차 필름을 포함할 수 있다.
10.1-9에서, 상기 편광자의 상부면에 적층된 제2보호층을 더 포함할 수 있다.
11.10에서, 상기 제2보호층은 파장 550nm에서 면내 위상차 Re가 5000nm 이상일 수 있다.
12.1-11에서, 상기 편광자의 하부면에 적층된 제3보호층을 더 포함할 수 있다.
13.12에서, 상기 제3보호층은 상기 위상차층의 하부면에 적층될 수 있다.
14.12-13에서, 상기 제3보호층은 포지티브 A 광학 특성을 가질 수 있다.
15.12-14에서, 상기 제3보호층은 보호 필름, 보호 코팅층, 액정 패널 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
16.1-15에서, 상기 편광판은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 0nm 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 광학표시장치이다.
광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함한다.
본 발명은 측면에서의 색감 차이 및 무라 시인 정도를 낮추고 시야각을 개선한 편광판을 제공하였다.
본 발명은 내열 및/또는 내습 신뢰성에서의 신뢰성을 개선한 편광판을 제공하였다.
본 발명은 내열 및/또는 내습 신뢰성에서 직교 색상값 변화를 낮춘 편광판을 제공하였다.
본 발명은 포지티브 C 위상차층과 보호층 간의 밀착성이 우수한 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 2는 본 발명 다른 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 3은 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1의 직교 색상값의 변화 측정 결과이다.
첨부한 도면을 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 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 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 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)", "바로 위" 또는 "직접적으로 형성" 또는 "직접적으로 접하여 형성"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 의미한다.
본 명세서에서 "면내 방향 위상차(Re)", "두께 방향 위상차(Rth)", "이축성 정도(NZ)"는 하기 식 A, 식 B, 식 C로 표시된다:
[식 A]
Re = (nx - ny) x d
[식 B]
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) x d
[식 C]
NZ = (nx - nz)/(nx - ny)
(상기 식 A, 식 B, 식 C에서, nx, ny, nz는 측정 파장에서 각각 해당 광학 소자의 x축 방향, 광학 소자의 y축 방향, 두께 방향의 굴절률이고, d는 해당 광학 소자의 두께(단위:nm)이다).
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
본 명세서에서 수치 범위 기재시 "X 내지 Y"는 X 이상 Y 이하를 의미한다.
본 발명의 편광판은 측면에서의 색감 차이 및 무라 시인 정도를 낮추고 시야각을 개선하였다. 본 발명의 편광판은 내열 및/또는 내습 신뢰성에서의 신뢰성을 개선한 편광판을 제공하였다. 본 발명의 편광판은 내열 및/또는 내습 신뢰성에서 직교 색상값 변화를 낮추었다. 본 발명의 편광판은 포지티브 C 위상차층과 보호층 간의 밀착성이 우수하였다.
본 발명의 편광판은 편광자 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 위상차층을 포함하고, 상기 위상차층은 적어도 포지티브 C 위상차층을 포함하고, 상기 편광자는 파장 550nm에서 두께 방향 위상차(Rth)가 -650nm 내지 -30nm이고, 상기 포지티브 C 위상차층은 파장 550nm에서 Rth가 -150nm 내지 0nm이고, 상기 편광자와 상기 포지티브 C 위상차층은 하기 식 1을 만족한다.
이하, 도 1을 참고하여 본 발명 일 실시예의 편광판을 설명한다.
도 1을 참고하면, 편광판은 편광자(10), 제1보호층(20), 위상차층(30), 제2보호층(40)을 포함한다.
편광자(10)의 하부면(편광자의 광 입사면)에는 제1보호층(20), 위상차층(30)이 순차적으로 적층되어 있다. 편광자(10)의 상부면(편광자의 광 출사면)에는 제2보호층(40)이 적층되어 있다.
도 1은 편광자(10)의 하부면에 제1보호층(20), 위상차층(30)이 순차적으로 적층된 경우를 도시하였으나, 편광자의 하부면에 위상차층, 제1보호층이 순차적으로 형성된 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 효과가 보다 잘 구현되도록 하기 위하여 편광자의 하부면에 제1보호층, 위상차층이 순차적으로 적층될 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 편광판은 광학표시장치의 패널에 적층시 광 출사면에 배치되어 시인측 편광판으로 사용될 수 있다. 이를 위해, 위상차층의 하부면에는 점착층, 접착층 또는 점접착층이 형성될 수 있다.
위상차층은 적어도 포지티브 C 위상차층을 포함한다.
편광판에 있어서, 편광자는 파장 550nm에서 Rth가 -650nm 내지 -30nm이고, 포지티브 C 위상차층은 파장 550nm에서 Rth가 -150nm 내지 0nm이고, 편광자와 포지티브 C 위상차층은 하기 식 1을 만족한다:
[식 1]
0 ≤ Rth(포지티브 C 위상차층)/Rth(편광자) ≤ 4
(상기 식 1에서,
Rth(포지티브 C 위상차층)는 파장 550nm에서 포지티브 C 위상차층의 Rth(단위: nm),
Rth(편광자)는 파장 550nm에서 편광자의 Rth(단위: nm)).
상기 식 1은 편광자 및 적어도 포지티브 C 위상차층을 포함하는 위상차층을 구비하는 편광판에 있어서, 편광판을 내열 조건 및/또는 내습열 조건에 두었을 때 편광판의 신뢰성이 개선될 수 있는지 여부를 판단하는 하나의 기준이 된다. 상기 편광자의 파장 550nm에서의 Rth, 상기 포지티브 C 위상차층의 파장 550nm에서의 Rth 및 상기 식 1을 동시에 만족할 때 측면 시감 개선 효과 및 상기 편광판의 내열 조건 및/또는 내습열 조건에서의 편광판의 신뢰성이 개선될 수 있다. 또한, 편광판에 있어서 포지티브 C 위상차층과 보호층 간의 밀착성이 우수하였다.
종래, 편광판의 내열 및/또는 내습열 조건에서의 편광판의 신뢰성은 편광판을 내열 및/또는 내습열 조건에서 방치한 다음 편광판 중 편광자에 발생되는 크랙 길이를 통해 평가되었다. 반면에, 본 발명에서는 내열 및/또는 내습열 조건에서의 편광판의 신뢰성을 편광판의 직교 색상값의 변화에 의해 평가하였다. 직교 색상값은 내열 및/또는 내습열 조건 후 편광자의 색상 변화가 반영된 것으로서, 편광판을 광학표시장치에 적용시 얻고자 하는 효과인 색감 차이 및 무라 시인 억제 효과를 고려하여 설정되었다.
본 발명에서는 편광자와 포지티브 C 위상차층 각각의 Rth 및 이들 간의 관계를 제어함으로써 내열 및/또는 내습열 조건에서의 편광자의 신뢰성을 개선하였다. 직교 색상값의 변화량이 낮을수록 내열 및/또는 내습열 조건에서의 편광판의 신뢰성이 우수함을 의미한다. 편광판의 직교 색상값의 측정 방법은 하기 실험예에서 기술되어 있다.
편광자는 파장 550nm에서 Rth가 -650nm 내지 -30nm이다. 상기 범위에서, 초기 색상이 뉴트럴하게 되고, 내열 내습 직교 색상값 변화를 낮출 수 있다. 구체적으로, 편광자는 파장 550nm에서 Rth가 -600nm 내지 -30nm, 바람직하게는 -600nm 내지 -40nm, -500nm 내지 -40nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 구현될 수 있고, 상기 식 1에 쉽게 도달될 수 있으며, 제조가 용이할 수 있다.
포지티브 C 위상차층은 파장 550nm에서 Rth가 -150nm 내지 0nm이다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 구현될 수 있고, 상기 식 1에 쉽게 도달될 수 있으며, 제조가 용이할 수 있다. 구체적으로, 포지티브 C 위상차층은 파장 550nm에서 Rth가 -150nm 초과 0nm 미만, 바람직하게는 -120nm 이상 0nm 미만, 더 바람직하게는 -120nm 내지 -20nm, -120nm 내지 -40nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 구현될 수 있고, 상기 식 1에 쉽게 도달될 수 있으며, 색감 차이 및 무라 시인 정도를 더 낮출 수 있고, 포지티브 C 위상차층과 보호층 간의 밀착성이 우수할 수 있다.
일 구체예에서, 식 1 중 Rth(포지티브 C 위상차층)/Rth(편광자)[Rth(편광자)에 대한 Rth(포지티브 C 위상차층)의 비율]은 구체적으로 0 초과 4 이하, 더 구체적으로 0 초과 3 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 더 잘 구현될 수 있다. 상기 식 1은 편광판 중 편광자 및 포지티브 C 위상차층의 각각의 Rth를 조절하여 얻을 수 있다.
편광판은 파장 550nm에서 Rth가 0nm 이하, 구체적으로 -160nm 내지 0nm, 구체적으로 -120nm 내지 0nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무라 개선 및 색차 개선 효과가 있을 수 있다.
편광자
편광자(10)는 입사되는 광을 직교하는 2개의 편광 성분으로 분리하여 일방의 편광 성분은 투과시키고 타방의 편광 성분은 흡수하는 기능을 갖는, 광 흡수형 편광자를 포함한다.
일 구체예에서, 편광자의 면내 방향 중 굴절률이 높은 축은 편광자의 흡수축이고, 굴절률이 낮은 축은 편광자의 투과축이 될 수 있다. 일 구체예에서, 편광자의 흡수축은 편광자의 기계적 방향(MD, machine direction)이고, 투과축은 편광자의 폭 방향(TD, transverse direction)이 될 수 있다.
편광자의 두께에 대한 포지티브 C 위상차층의 두께의 두께비([포지티브 C 위상차층의 두께]/[편광자의 두께])는 0.5 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 내열 및/또는 내습열 조건에서의 편광판의 신뢰성이 보다 향상될 수 있다. 두께비는 구체적으로 0 초과 0.5 이하, 더 구체적으로 0.01 내지 0.45, 0.01 내지 0.3이 될 수 있다. 상기 범위에서, 신뢰성 향상, 편광자 및 포지티브 C 위상차층의 Rth 구현이 용이할 수 있다.
편광자(10)는 직교 색상값 (u', v')가 (0.15, 0.15) 내지 (0.23, 0.5), 구체적으로 (0.17, 0.2) 내지 (0.23, 0.5)이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자 색상 내구성 개선 효과로 인해 패널에 부착하였을 때 패널 정면 색상 내구성 개선 효과가 있을 수 있다. 상기 직교 색상값 (u', v')는 Spectrophotometer V7100(JASCO社) 장치를 사용해서 측정하였다. 구체적으로 편광자를 MD x TD(3cm x 3cm)의 정사각형 모양으로 절단하여 시편을 제조하여 Spectrophotometer V7100(JASCO社) 장치를 사용해서 CIE 1976년 L*u*v* 표색계에 의해 편광자의 직교 색상값 (u', v') 을 구하였다. 상기 (u', v')가 (0.15, 0.15) 내지 (0.23, 0.5)인 것은 u'가 0.15부터 0.23, v'이 0.15부터 0.5까지 이루는 직사각형 영역의 모든 범위를 포함할 수 있다.
편광자(10)는 이색성 염료를 함유하고 MD(machine direction) 1축 연신된 편광자를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 편광자는 폴리비닐알코올계 필름을 염착 공정, 연신 공정, 가교 공정 등으로 처리함으로써 제조될 수 있다.
본 발명에서는 편광자의 박형화, 편광자의 Rth 구현의 용이함을 위하여, 편광자는 친수성 작용기 및 소수성 작용기를 함유하는 폴리비닐알코올계 필름을 사용하여 제조될 수 있다. 소수성 작용기는 폴리비닐알코올계 필름을 구성하는 폴리비닐알코올계 수지의 주쇄, 측쇄 중 1종 이상에 존재한다. 상기 "주쇄"는 상기 폴리비닐알코올계 수지의 주 골격을 형성하는 부분을 의미하고, 상기 "측쇄"는 상기 주쇄에 연결된 골격을 의미한다. 바람직하게는, 소수성 작용기는 폴리비닐알코올계 수지의 주쇄에 존재할 수 있다.
친수성 작용기 및 소수성 작용기가 도입된 폴리비닐알코올계 수지는 아세트산 비닐, 포름산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 피발산 비닐, 아세트로산 이소프로페닐 등의 비닐 에스테르 1종 또는 2종 이상의 단량체와 소수성 작용기를 제공하는 단량체를 중합하여 제조될 수 있다. 바람직하게는 상기 비닐 에스테르 단량체는 아세트산 비닐을 포함할 수 있다. 상기 소수성 작용기를 제공하는 단량체는 에틸렌, 프로필렌 등을 포함하는 탄화수소 반복 단위를 제공하는 단량체를 포함할 수 있다.
폴리비닐알코올계 필름은 두께가 50㎛ 이하, 예를 들면 10㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 필름 연신 시 필름의 용융 및 파단이 없을 수 있다.
염착 공정은 폴리비닐알코올계 필름을 이색성 물질 함유 염착조에서 처리하는 것을 포함한다. 염착조는 이색성 물질과 붕소 화합물을 함께 포함함으로써 폴리비닐알코올계 필름을 염착시키고 하기 상술되는 연신 조건에서 연신되더라도 폴리비닐알코올계 필름의 파단이 없을 수 있다. 이색성 물질은 요오드로서 요오드화칼륨, 요오드화수소, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화리튬, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이색성 물질은 염착조 바람직하게는 염착 용액 중 0.5mol/ml 내지 10mol/ml, 바람직하게는 0.5mol/ml 내지 5mol/ml로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 균일한 염착이 가능한 효과가 있을 수 있다. 붕소 화합물은 폴리비닐알코올계 필름 연신시 폴리비닐알코올계 필름의 용융 파단이 없도록 하는데 도움을 줄 수 있다. 붕소 화합물은 염착 공정 이후에 실시되는 연신 공정에서 폴리비닐알코올계 필름을 고온 및 고 연신비로 연신하더라도 필름의 용융 및 파단이 없도록 하는데 도움을 줄 수 있다. 붕소 화합물은 붕산, 붕사 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 붕소 화합물은 염착조 바람직하게는 염착 수용액 중 0.1중량% 내지 5중량%, 바람직하게는 0.3중량% 내지 3중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 연신 공정에서 용융 및 파단이 없으며 고 신뢰성을 달성하는 효과가 있을 수 있다. 염착 용액의 온도는 20℃ 내지 50℃, 구체적으로 25℃ 내지 40℃로 하는 것이 바람직할 수 있다. 염착 공정에서는 폴리비닐알코올계 필름을 염착조 내에서 30초 내지 120초, 구체적으로 40초 내지 80초로 침지함으로써 수행될 수 있다.
연신 공정은 염착된 폴리비닐알코올계 필름을 연신비 5.7배 이상, 예를 들면 5.7배 내지 7배, 바람직하게는 5.8배 내지 7배로 연신 온도 58℃ 이상, 예를 들면 58℃ 내지 65℃에서 연신시키는 것을 포함한다. 상기 연신비에서 상기 편광자의 Rth가 잘 구현될 수 있다. 연신 공정은 습식 연신 또는 건식 연신 중 어느 하나에서 수행된다. 바람직하게는 연신 공정에서 붕소 화합물을 적용하기 위하여 연신 공정은 습식 연신을 포함한다. 습식 연신은 붕소 화합물을 포함하는 수용액 중에서 폴리비닐알코올계 필름을 기계적 방향으로 1축 연신하는 것을 포함한다. 붕소 화합물은 붕산, 붕사 중 1종 이상, 바람직하게는 붕산을 포함할 수 있다. 붕소 화합물은 연신조 바람직하게는 연신 수용액 중 0.5중량% 내지 10중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 연신 공정에서 용융 및 파단이 없으며 고 신뢰성을 달성하는 효과가 있을 수 있다.
가교 공정은 연신 공정 처리된 폴리비닐알코올계 필름에서 이색성 물질의 흡착을 강하게 하기 위하여 처리된다. 가교 공정에서 사용하는 가교 용액은 붕소 화합물을 포함한다. 붕소 화합물은 상술한 이색성 물질의 흡착을 강하게 하면서 편광자를 고온 또는 열충격 하에 방치하더라도 신뢰성을 개선하는데 도움을 줄 수 있다. 붕소 화합물은 붕산, 붕사 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 붕소 화합물은 가교조 바람직하게는 가교 수용액 중 0.5중량% 내지 10중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 연신 공정에서 용융 및 파단이 없으며 고 신뢰성을 달성하는 효과가 있을 수 있다.
염착 공정 처리 전에, 폴리비닐알코올계 필름을 수세 공정, 팽윤 공정 중 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.
수세 공정은 폴리비닐알코올계 필름을 물로 세척하는 것으로, 폴리비닐알코올계 필름에 묻어있는 이물질을 제거한다.
팽윤 공정은 폴리비닐알코올계 필름을 소정 온도 범위의 팽윤조에서 침지시킴으로써 이색성 물질의 염착, 연신을 보다 용이하게 할 수 있다. 팽윤 공정은 15℃ 내지 35℃, 바람직하게는 20℃ 내지 30℃에서, 30초 내지 50초 동안 처리하는 것을 포함할 수 있다.
가교 공정 처리 이후에, 폴리비닐알코올계 필름을 보색 공정으로 추가 처리할 수 있다. 보색 처리는 폴리비닐알코올계 필름의 내구성을 좋게 할 수 있다. 보색조는 요오드화칼륨 0중량% 초과 10중량% 이하, 바람직하게는 1중량% 내지 5중량%를 포함할 수 있다.
편광자(10)는 두께가 40㎛ 이하, 구체적으로 1㎛ 내지 40㎛, 5㎛ 내지 30㎛, 10㎛ 내지 25㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있고, 상기 두께비 구현이 용이할 수 있다.
편광자(10)의 광 투과율은 40% 이상, 구체적으로 40% 내지 45%가 될 수 있다. 편광자(10)의 편광도는 95% 이상, 구체적으로 95% 내지 100%, 더 구체적으로 98% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 보다 한 층 정면 명암비가 개선될 수 있으며 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 편광자(10)와 제1보호층(20)은 접착층에 의해 접착될 수 있다. 접착층은 수계 접착제, 광경화형 접착제 등 당업자에게 알려진 통상의 접착제로 형성될 수 있다.
위상차층(30)
위상차층(30)은 적어도 포지티브 C 위상차층을 포함한다. 이를 통해, 광학 적층체는 광학표시장치의 패널 구체적으로 IPS 모드의 패널에 적용시 색감 차이 및 무라 시인 정도를 낮추고 시야각을 개선할 수 있다.
포지티브 C 위상차 층은 nx와 ny가 실질적으로 동일한 양의 1축성으로서 법선 방향의 광학축을 갖는 층을 의미한다. 포지티브 C 위상차 층은 굴절률로 나타내면 nz > nx ≒ ny (nx, ny, nz는 각각 포지티브 C 위상차 층의 파장 550nm에서 지상축, 진상축, 두께 방향 굴절률이다)의 관계를 갖는 위상차층이다.
포지티브 C 위상차 층은 파장 550nm에서 면내 위상차 Re가 20nm 이하, 구체적으로 0nm 내지 20nm, 더 구체적으로 0nm 내지 10nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상기 Rth에 쉽게 도달될 수 있다.
포지티브 C 위상차 층은 두께가 20㎛ 이하, 구체적으로 0.001㎛ 내지 20㎛, 0.01㎛ 내지 20㎛, 더 구체적으로 1㎛ 내지 10㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있고 상술 두께비 구현에 용이할 수 있다.
포지티브 C 위상차 층은 상술 광학 특성을 나타내는 한, 그 재료 및 형태에서 특별한 제한을 두지 않는다. 본 발명에서는 편광판의 박형화, 상술 두께 방향 위상차의 구현 등을 위하여, 포지티브 C 위상차 층은 투명 지지체 상에 저분자 또는 고분자의 비액정성 화합물 또는 이를 포함하는 조성물을 도포 및 경화시켜 형성된 코팅층이거나 또는 투명 지지체 상에 저분자 또는 고분자의 액정성 화합물을 도포 또는 전사함으로써 형성된 액정층이 될 수 있다.
바람직하게는, 두께 방향 위상차의 구현의 용이함, 포지티브 C 위상차 층의 제조 용이성을 위하여, 포지티브 C 위상차 층은 비액정성의 코팅층이 될 수 있다.
상기 비액정성 조성물로 형성된 코팅층을 위한 저분자 또는 고분자는 비액정성으로서 상술 두께 방향 위상차를 구현할 수 있다면 특별히 제한되지 않는다.
일 구체예에서, 포티지브 C 위상차 층으로서 비액정성 코팅층은 하기 상술되는, 셀룰로스 에스테르계 화합물 또는 그의 중합체, 방향족계 화합물 또는 이들의 중합체 중 1종 이상의 화합물을 함유하는 조성물로 형성될 수 있다. 포지티브 C 위상차 층은 하기 상술되는, 셀룰로스 에스테르계 화합물 또는 그의 중합체, 방향족계 화합물 또는 이들의 중합체 중 1종 이상의 화합물을 함유할 수 있다. 하기 상술되는 셀룰로스 에스테르계 화합물 또는 그의 중합체, 방향족계 화합물 또는 이들의 중합체는 본 발명의 포티지브 C 위상차 층의 제조에 적합할 수 있다.
셀룰로스 에스테르계 화합물은 셀룰로스 에스테르계 수지, 셀룰로스 에스테르계 올리고머, 셀룰로스 에스테르계 모노머 중 1종 이상을 포함한다.
셀룰로스 에스테르계 화합물은 셀룰로스 상의 하이드록실기와 카복실산 또는 카복실산 무수물의 반응으로부터의 축합 반응 생성물을 포함할 수 있다.
셀룰로스 에스테르계 화합물은 위치 선택적으로 또는 랜덤(random)하게 치환될 수 있다. 위치 선택성은 탄소 13 NMR에 의해 셀룰로스 에스테르 상의 C6, C3, C2에서의 상대적인 치환도를 결정함으로써 측정할 수 있다. 셀룰로스 에스테르는 원하는 치환도 및 중합도를 가진 셀룰로스 에스테르를 제공하기에 충분한 접촉 시간 동안 셀룰로스 용액과 하나 이상의 C1 내지 C20의 아실화제를 접촉시킴으로써 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다.
바람직한 아실화제는 하나 이상의 C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 아릴 카르복실산 무수물, 카르복실산 할라이드, 다이케톤, 또는 아세토아세트산 에스테르이다. 카복실산의 무수물의 예는 아세트산 무수물, 프로피온산 무수물, 부티르산 무수물, 이소브티르산 무수물, 발레르산 무수물, 헥사노산 무수물, 2-에틸헥사노산 무수물, 노나노산 무수물, 라우르산 무수물, 팔미트산 무수물, 스테아르산 무수물, 벤조산 무수물, 치환된 벤조산 무수물, 프탈산 무수물, 이소프탈산 무수물을 포함할 수 있다. 카르복실산 할라이드의 예는 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 헥사노일, 2-에틸헥사노일, 라우로일, 팔미토일, 벤조일, 치환된 벤조일, 및 스테아로일 클로라이드를 포함한다. 아세토아세트산 에스테르의 예는 메틸아세토아세테이트, 에틸아세토아세테이트, 프로필아세토아세테이트, 부틸아세토아세테이트, 3급부틸아세토아세테이트를 포함할 수 있다. 가장 바람직한 아실화제는 아세트산 무수물, 프로피온산 무수물, 부티르산 무수물, 2-에틸헥사노산 무수물, 노나논산 무수물, 스테아르산 무수물 등의 C2 내지 C9 직쇄 또는 분지쇄 알킬 카르복실산 무수물이다.
셀룰로스 에스테르계 화합물의 바람직한 예는 셀룰로스 아세테이트(CA), 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 셀룰로스 아세테이트 부티레이트(CAB)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에서, 셀룰로스 에스테르계 화합물은 2개의 서로 다른 아실기의 치환기를 가질 수 있다. 상기 아실기 중 적어도 1개 이상은 방향족 치환기를 포함하고, 셀룰로스 에스테르계 화합물은 상대적 치환도(RDS, relative degree of substitution)가 C6>C2>C3이 될 수 있다. C6은 셀룰로스 에스테르 중 탄소 6번에서의 치환도, C2는 셀룰로스 에스테르 중 탄소 2번에서 치환도, C3은 셀룰로스 에스테르 중 탄소 3번에서 치환도를 의미한다. 상기 방향족계 화합물은 벤조에이트, 또는 치환된 벤조에이트를 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 셀룰로스 에스테르계 화합물은 하기 (a), (b)를 갖는 위치 선택적으로(regioselective) 치환된 셀룰로스 에스테르 화합물을 포함하고,
(a)복수 개의 크로모포어-아실 치환기,
(b)복수개의 피발로일 치환기,
상기 셀룰로스 에스테르계 화합물은 약 0.1 내지 약 1.2의 수산기 치환도를 가지고, 상기 셀룰로스 에스테르계 화합물은 약 0.4 내지 약 1.6의 크로모포어 아실 치환도를 가지고, 셀룰로스 에스테르계 화합물 중 탄소 2번에서의 크로모포어 아실 치환도와 탄소 3번에서의 크로모포어 아실 치환도의 총 합과 탄소 6번에서의 크로모포어 아실 치환도의 차이는 약 0.1 내지 약 1.6이고, 상기 크로모포어-아실은 하기 (i), (ii), (iii), (iv)으로부터 선택될 수 있다:
(i)(C6-20)아릴-아실, 이때, 아릴은 비치환되거나 또는 1개 내지 5의 R1으로 치환된 아릴이고,
(ii)헤테로 아릴, 이때 헤테로 아릴은 N, O, S로부터 선택되는 1개 내지 4개의 헤테로 원자를 갖는 5원 내지 10원의 고리이고, 상기 헤테로 아릴은 비치환되거나 또는 1개 내지 5개의 R1으로 치환되고
(iii)
Figure pat00001
상기 아릴은 C1-6 아릴,
상기 아릴은 비치환되거나 또는 1개 내지 5개의 R1으로 치환되고,
(iv)
Figure pat00002
상기 헤테로아릴은 N, O, S로부터 선택되는 1개 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5원 내지 10원의 고리고, 상기 헤테로아릴은 비치환되거나 또는 1개 내지 5개의 R1으로 치환되고,
상기 각각의 R1은 독립적으로, 니트로, 시아노, (C1-6)알킬, 할로(C1-6)알킬, (C6-20)아릴-CO2-, (C6-20)아릴, (C1-6)알콕시, 할로(C1-6)알콕시, 할로, N,O,S로부터 선택되는 1개 내지 4개의 헤테로원자를 갖는5원 내지 10원의 헤테로아릴, 또는
Figure pat00003
이다.
일 실시예에서, 상기 크로모포어-아실은 비치환 또는 치환된 벤조일, 비치환 또는 치환된 나프틸일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 크로모포어-아실은 하기의 군으로부터 선택될 수 있다.:
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
또는
Figure pat00008
이때, *은 셀룰로스 에스테르의 산소에 대한 크로모포어-아실 치환기의 결합 부위를 나타낸다.
또 다른 구체예에서, 셀룰로스 에스테르계 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 바와 같이 셀룰로스를 이루는 당 단량체의 수산기[C2의 수산기, C3의 수산기 또는 C6의 수산기] 중 적어도 일부가 비치환 또는 치환된 아실 단위를 갖는 에스테르 중합체를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00009
(상기 화학식 1에서, n은 1 이상의 정수)
셀룰로스 에스테르계 중합체 또는 아실을 위한 치환기는 각각 할로겐, 니트로, 알킬(예: 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알킬기), 알케닐(예: 탄소수 2 내지 20의 알케닐기), 시클로알킬(예: 탄소수 3 내지 탄소수 10의 시클로알킬기), 아릴(예: 탄소수 6 내지 탄소수 20의 아릴기), 헤테로 아릴(예: 탄소수 3 내지 탄소수 10의 아릴기), 알콕시(예: 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알콕시기), 아실, 할로겐 함유 작용기 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 치환기는 동일하거나 다를 수 있다.
상기 "아실"은 당업자에게 알려진 바와 같이 R-C(=O)-*(*은 연결 부호, R은 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 탄소수 20의 시클로알킬, 탄소수 6 내지 탄소수 20의 아릴 또는 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬)이 될 수 있다. 상기 "아실"은 셀룰로스에서 에스테르 결합을 통해(산소 원자를 통해) 셀룰로스의 고리에 결합된다.
상기 "알킬", "알케닐", "시클로알킬", "아릴", "헤테로아릴", "알콕시", "아실"은 각각 편의상 할로겐을 포함하지 않는 비-할로겐계이다. 제2위상차층용 조성물은 상기 셀룰로스 에스테르계 단독 또는 상기 셀룰로스 에스테르계가 혼합되어 포함될 수도 있다.
상기 "할로겐"은 플루오린(F), Cl, Br 또는 I를 의미하고, 바람직하게는 F를 의미한다.
상기 "할로겐 함유 작용기"는 1개 이상의 할로겐을 함유하는 유기 작용기로서, 방향족, 지방족 또는 지환족 작용기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 할로겐 함유 작용기는 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알킬기, 할로겐 치환된 탄소수 2 내지 탄소수 20의 알케닐기, 할로겐 치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 할로겐 치환된 탄소수 3 내지 탄소수 10의 시클로알킬기, 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 탄소수 20 알콕시기, 할로겐 치환된 아실기, 할로겐 치환된 탄소수 6 내지 탄소수 20의 아릴기, 또는 할로겐 치환된 탄소수 7 내지 탄소수 20의 아릴알킬기를 의미할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 "할로겐 치환된 아실기"는 R'-C(=O)-*(*은 연결 부호, R'은 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알킬기, 할로겐 치환된 탄소수 3 내지 탄소수 20의 시클로알킬, 할로겐 치환된 탄소수 6 내지 탄소수 20의 아릴 또는 할로겐 치환된 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬)이 될 수 있다. 상기 "할로겐 치환된 아실기"는 셀룰로스에서 에스테르 결합을 통해(산소 원자를 통해) 셀룰로스의 고리에 결합된다.
바람직하게는, 조성물은 아실, 할로겐 또는 할로겐 함유 작용기로 치환된 셀룰로스 에스테르계 중합체를 포함할 수 있다. 더 바람직하게는 상기 할로겐은 플루오린이 될 수 있다.
상기 셀룰로스 에스테르계 중합체는 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조되거나 상업적으로 판매되는 제품을 구입하여 포지티브 C 위상차 층 제조에 사용될 수 있다. 예를 들면, 치환기로서 아실을 갖는 셀룰로스 에스테르계 중합체는 상술 화학식 1의 셀룰로스를 이루는 당 단량체 또는 당 단량체의 중합체에 트리플루오로아세트산, 트리플루오로아세트산 무수물을 반응시키거나 또는 트리플루오로아세트산, 트리플루오로아세트산 무수물을 반응시킨 다음 아실화제(예를 들면, 카르복실산의 무수물, 또는 카르복실산)를 추가로 반응시키거나, 또는 트리플루오로아세트산 또는 트리플루오로아세트산 무수물 및 아실화제를 함께 반응시켜 제조될 수 있다.
방향족계 화합물은 페닐기를 포함하며, 폴리스타이렌계 화합물, 플루오로벤젠 혹은 디플루오로스티렌 구조를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 일 구체예에서, 폴리스타이렌계 화합물은 하기 화학식 2의 모이어티를 포함할 수 있다:
[화학식 2]
Figure pat00010
(상기 화학식 2에서,
Figure pat00011
은 원소의 연결 부위이고,
R1, R2, R3은 각각 독립적으로 수소 원자, 비치화된 알킬기, 치환된 알킬기, 또는 할로겐이고,
R은 각각 독립적으로 스티렌 고리 상의 치환기이며,
n은 스티렌 고리 상의 치환기 개수를 나타내는 0 내지 5의 정수이다).
스티렌 고리 상의 치환기 R의 예는 알킬, 치환된 알킬, 할로겐, 히드록시, 카르복시, 니트로, 알콕시, 아미노, 술포네이트, 포스페이트, 아실, 아실옥시, 페닐, 알콕시카르보닐, 시아노 등을 포함할 수 있다. 상기 '치환된 알킬기'에서 '치환된'은 상술 치환기 중 하나 이상의 치환기로 치환된 것을 의미할 수 있다.
상기 화학식 2의 모이어티는 할로겐을 함유할 수 있다.
일 구체예에서, R1, R2, R3 중 하나 이상은 수소 또는 할로겐 더 바람직하게는 수소 또는 불소일 수 있다.
포지티브 C 위상차층의 파장 550nm에서 Rth는 포지티브 C 위상차층용 조성물의 도포 두께, 도포 방법, 포지티브 C 위상차층용 조성물 중 용매 및/또는 고형분의 함량, 건조 조건 등을 조절함으로써 구현될 수 있다. 예를 들면, 용매는 프로필렌글리콜메틸에테르, 프로필렌클리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA), 메틸이소프로필케톤, 메틸이소부틸케톤, 톨루엔, 자일렌, 메틸에틸케톤, 메탄올, 에틸아세테이트, 디클로로메탄, 사이클로펜탄온, 테트라하이드로퓨란, 메틸 3차 부틸 에테르 중 1종 이상을 포함하는 유기 용매를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 건조는 포지티브 C 위상차층용 조성물을 코팅하여 형성된 코팅층을 40℃ 내지 200℃, 구체적으로 60℃ 내지 150℃에서 1분 내지 10분 처리하는 것을 포함할 수 있다.
위상차층(20)은 포지티브 C 위상차 층 이외에 광학적 투명 지지층 등을 추가로 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 위상차층(20)은 포지티브 C 위상차 층만으로 이루어질 수 있다.
다른 구체예에서, 위상차층(20)은 포지티브 C 위상차 층과 포지티브 C 위상차 층의 적어도 일면에 적층된 투명 지지층을 포함할 수 있다. 상기 투명 지지층은 당업자에게 알려진 통상의 광학적 투명성 광학 적층체를 포함할 수 있다. 이때, 위상차층(20)은 파장 550nm에서 Rth가 -150nm 내지 0nm, 구체적으로 -150nm 이상 0nm 미만, 바람직하게는 -120nm 이상 0nm 미만, 더 바람직하게는 -120nm 내지 -40nm, -120nm 내지 -20nm, 파장 550nm에서 Re가 20nm 이하, 구체적으로 0nm 내지 20nm, 더 구체적으로 0nm 내지 10nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술 본 발명의 효과가 잘 구현될 수 있다.
제1보호층
제1보호층(20)은 위상차층(30)에 직접적으로 형성되어 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 제1보호층(20)과 위상차층(30) 사이에 임의의 접착층 또는 점착층이 개재되지 않음을 의미한다. 이에, 제1보호층(20)은 위상차층(30)에 대한 지지 역할을 할 수 있다.
일 구체예에서, 제1보호층(20)은 등방성 위상차 필름일 수 있다. 상기 '등방성 위상차'는 파장 550nm에서 Re가 20nm 이하, 구체적으로 0nm 내지 10nm인 것을 의미한다. 등방성 위상차 필름은 편광판에 있어서 포지티브 C 위상차 층에 의한 광학적 효과에 영향을 주지 않을 수 있다.
다른 구체예에서, 제1보호층(20)은 연신되어 소정의 두께 방향 위상차와 면내 위상차를 가져 위상차층(30)으로 인한 대각에서의 명암비와 빛샘 개선에 영향을 주지 않으면서 동시에 편광자(10)의 흡수축과의 축 간 배열을 통하여 휨 발생 차단 효과도 제공할 수 있다.
제1보호층(20)은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -50nm 내지 -10nm, 구체적으로 -30nm 내지 -10nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 위상차층의 기능을 방해하지 않고 제1 보호층의 광 특성 효과를 낼 수 있다.
제1보호층(20)은 파장 550nm에서 면내 방향 위상차가 0nm 내지 20nm, 바람직하게는 0nm 내지 10nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 위상차층의 기능을 방해하지 않고 제1 보호층의 광 특성 효과를 낼 수 있다.
광학 적층체 중 편광자의 흡수축과 제1보호층의 지상축(slow axis) 간의 관계를 설명한다.
편광자(10)의 흡수축을 기준으로 제1보호층(20)의 지상축(slow axis)은 실질적으로 직교한다. 이를 통해, 광학 적층체의 휨 발생 억제에 도움을 주면서 상술 위상차 구현에 용이할 수 있다. 상기 "실질적으로 직교"는 편광자의 흡수축과 제1보호층의 지상축이 이루는 각도가 80° 내지 95°, 구체적으로 90°가 됨을 의미한다. 일 구체예에서, 제1보호층(20)의 지상축은 제1보호층(20)의 TD가 될 수 있다.
제1보호층(20)은 광학적으로 투명한 수지 필름을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 제1보호층(20)은 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계, 아크릴계 중 하나 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 제1보호층(20)은 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로스계 또는 아크릴계 수지로 된 필름일 수 있고, 더 바람직하게는 트리아세틸셀룰로스계 수지 필름일 수 있다.
제1보호층(20)은 두께가 0㎛ 초과 100㎛ 이하, 구체적으로 10㎛ 내지 60㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체에 적용될 수 있다.
제1보호층(20)은 무연신 필름이거나 또는 소정의 연신비로 연신된 필름일 수 있다.
일 구체예에서, 제1 보호층(20)은 면내 방향 중 굴절률이 낮은 축은 제1 보호층의 기계적 방향(MD, machine direction)이고, 제1보호층의 면내 방향 중 굴절률이 높은 축은 제1 보호층의 폭 방향(TD, transverse direction)이 될 수 있다. 이 경우, 제1보호층은 TD 1축 연신 보호 필름 또는 TD 1축 연신 코팅층이 될 수 있다.
다른 구체예에서, 제1보호층(20)은 면내 방향 중 굴절률이 낮은 축은 제1 보호층의 폭 방향(TD)이고, 제1 보호층의 면내 방향 중 굴절률이 높은 축은 제1 보호층의 기계적 방향(MD)이 될 수 있다. 이 경우, 제1보호층은 MD 1축 연신 보호 필름 또는 MD 1축 연신 코팅층이 될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 제1 보호층(20)은 면내 방향 중 굴절률이 낮은 축은 제1 보호층의 폭 방향에 대해 대해 경사 방향이 되고, 굴절률이 높은 축은 제1 보호 층의 기계적 방향에 대해 대해 경사 방향이 될 수 있다. 이 경우, 제1보호층은 MD와 TD 2축 연신 필름 또는 MD와 TD 2축 연신 코팅층이 될 수 있다.
바람직하게는, 제1보호층의 면내 방향 중 굴절률이 낮은 축은 제1보호층의 기계적 방향(MD)이고, 제1 보호층의 면내 방향 중 굴절률이 높은 축은 제1보호 층의 폭 방향(TD)이 됨으로써 상술된 위상차층 및 편광자와의 축 관계를 고려할 때, 광학 적층체 제조시 롤 투 롤 공정을 가능하게 함으로써 공정성과 경제성을 높일 수 있다. 이에, 이하에서는 위의 경우에 대해서만 설명한다.
일 구체예에서, 제1 보호층은 면내 방향 중 상술한 굴절률이 낮은 축과 굴절률이 높은 축을 갖기 위해 TD 1축 연신 제1보호 필름을 포함할 수 있다.
제2보호층
제2 보호층(40)은 편광자(10)의 광 출사면에 배치되어, 편광자로부터 출사되는 광에 작용함으로써 화질을 더 개선하거나 편광자를 보호할 수 있다.
제2보호층(40)은 보호 필름 또는 보호 코팅층을 포함할 수 있다.
보호 필름은 광학적 투명 필름으로서, 예를 들면 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트(PET), 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있다. 구체적으로, TAC, PET 필름을 사용할 수 있다. 보호 코팅층은 열경화성 코팅층용 조성물, 광경화성 코팅층용 조성물 중 1종 이상으로 형성될 수 있다.
일 구체예에서, 제2보호층은 파장 550nm에서 Re가 5000nm 이상, 구체적으로 5,000nm 내지 15,000nm, 더 구체적으로 5,000nm 내지 12,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비 개선 효과, 무라 억제 효과 등이 있을 수 있다.
일 구체예에서, 제2보호층은 파장 550nm에서 Rth가 6,000nm 이상, 구체적으로 6,000nm 내지 15,000nm, 더 구체적으로 6,000nm 내지 12,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 복굴절에 의한 얼룩 제어 효과, 액정 표시 장치에서의 시야각 특성 개선 효과 등이 있을 수 있다.
일 구체예에서, 제2보호층은 파장 550nm에서 이축성 정도(NZ)가 2.5 이하, 구체적으로 1.0 내지 2.2, 더 구체적으로 1.2 내지 2.0이 될 수 있다. 상기 범위에서, 복굴절에 의한 얼룩 제어 효과, 필름의 기계적 강도 유지 효과 등이 있을 수 있다.
제2보호층(40)은 두께가 100㎛ 이하, 구체적으로 0㎛ 초과 80㎛ 이하, 더 구체적으로 5㎛ 내지 80㎛, 구체적으로 15㎛ 내지 80㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 광학 적층체에 사용할 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제2보호층(40)의 상부면에는 기능성 코팅층이 형성되어 광학 적층체에 추가 기능을 제공할 수 있다. 예를 들면 기능성 코팅층은 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층, 안티글레어층, 저반사층 등이 될 수 있고, 이들은 단독 또는 2종 이상으로 적층되어 형성될 수 있다.
또한, 도 1에서 도시되지 않았지만, 편광자(10)와 제2보호층(40)은 접착층에 의해 접착될 수 있다. 접착층은 수계 접착제, 광경화형 접착제 등 당업자에게 알려진 통상의 접착제로 형성될 수 있다.
본 발명의 편광판은 편광자의 광 입사면에 적층된 제3보호층을 더 포함할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명 다른 실시예의 광학 적층체를 설명한다.
도 2를 참조하면, 편광판은 편광자(10), 제1보호층(20), 위상차층(30), 제2보호층(40), 제3보호층(50)을 포함한다. 위상차층(30)의 하부면에 제3보호층(50)이 추가로 형성된 점을 제외하고는 본 발명 일 실시예의 편광판과 실질적으로 동일하다. 이에, 제3보호층(50)에 대해서만 설명한다.
제3보호층(50)은 위상차층(30)을 보호하거나 및/또는 대각에서의 명암비와 빛샘을 더 개선할 수 있다.
제3보호층(50)은 포지티브 A 광학 특성(nx > ny ≒ nz, nx, ny, nz는 각각 제3보호층의 파장 550nm에서 지상축, 진상축, 두께 방향 굴절률이다)을 나타낼 수 있다. 본 발명에서는 제3보호층(50)이 포지티브 A 광학 특성을 구현하고 위상차층이 적어도 포지티브 C 층을 포함함으로써 본 발명의 대각에서의 명암비와 빛샘 개선 효과가 더 현저해질 수 있다.
제3보호층(50)은 파장 550nm에서 Re가 10nm 내지 150nm, 구체적으로 30nm 내지 130nm, 더 구체적으로 50nm 내지 130nm가 될 수 있다 상기 범위에서, 본 발명의 대각에서의 명암비와 빛샘 개선 효과가 우수해질 수 있다.
제3보호층(50)은 보호 필름, 보호 코팅층, 액정 패널 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
보호 필름은 광학적 투명 필름으로서, 예를 들면 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트(PET), 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있다. 구체적으로, TAC, PET 필름을 사용할 수 있다.
보호 코팅층은 열경화성 코팅층용 조성물, 광경화성 코팅층용 조성물 중 1종 이상으로 형성될 수 있다.
액정 패널은 전압의 인가 및 무 인가에 따라 액정의 배향이 달라지며, 그에 따라 광원으로부터 출사되는 광을 출사킬 수 있다. 액정 패널은 광학 적층체에 포지티브 A 위상차층을 포함시킬 필요가 없어 액정표시장치의 박형화 효과를 얻을 수 있다.
액정 패널은 한 쌍의 기판과 기판 사이에 포함된 표시 매체로서의 액정층을 포함할 수 있다. 한쪽의 기판(컬러 필터 기판)은 컬러 필터 및 블랙 매트릭스가 마련되고, 다른 한쪽의 기판(활성 매트릭스 기판)은 액정의 전기 광학적 특성을 제어하는 스위칭 소자(예: TFT) 및 스위칭 소자에 게이트 신호를 부여하는 신호선과 화소선이 마련되어 있을 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에서, 액정 패널은 IPS(in plane switching) 모드의 액정을 채용할 수 있다. 이를 통해, 액정표시장치는 시야각 특성 개선 효과를 얻을 수 있다.
액정 패널은 파장 550nm에서 면내 위상차가 60nm 내지 150nm, 구체적으로 70nm 내지 120nm가 될 수 있다.
액정 패널의 파장 550nm에서 면내 위상차는 액정 패널 중 액정층의 두께를 조절하는 방법 등으로 제어될 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 광학 적층체 포함한다. 일 구체예에서, 광학표시장치는 IPS 액정표시장치를 포함할 수 있다.
액정표시장치는 액정 패널, 액정 패널의 광 출사면에 적층되는 본 발명의 광학 적층체, 액정 패널의 광 입사면에 배치되는 편광판(광원측 편광판)을 포함한다. 광 입사면에 배치되는 편광판은 당업자에게 통상적으로 알려진 편광판을 포함할 수 있다. 본 발명의 광학 적층체는 시인측 편광판으로 사용될 수 있다.
액정표시장치는 광원측 편광판의 하부면에 광원을 포함한다. 광원은 연속적인 발광 스펙트럼을 갖는 광원을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광원은 백색 LED(White LED) 광원, 양자점(QD, quantum dot) 광원, 금속 불화물 적색 형광체 광원 구체적으로 KSF(K2SiF6:Mn4+) 형광체 또는 KTF(K2TiF6:Mn4+) 형광체 함유 광원 등을 포함할 수 있다. 액정 패널은 수지 배향(VA) 모드 등이 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
실시예 1
(1)편광자의 제조
25℃의 물로 수세한 폴리비닐알코올계 필름(TS-#3000, 일본 Kuraray社, 주쇄에 소수성 작용기를 함유함, 두께:30㎛)을 30℃ 물의 팽윤조에서 팽윤 처리하였다.
팽윤조를 통과한 상기 필름을 요오드화칼륨 1mol/ml 및 붕산 1중량%를 포함하는 수용액을 함유하는 30℃의 염착조에서 65초 동안 처리하였다. 염착조를 통과한 상기 필름을 붕산 3중량%를 함유하는 60℃ 수용액인 습식 연신조에서 연신비 5.9배로 연신시켰다. 상기 연신조를 통과한 상기 필름을 붕산 3중량%를 함유하는 25℃ 수용액을 함유하는 가교조에서 65초 동안 처리하였다.
가교조를 통과한 상기 필름을 요오드화칼륨 4.5중량%를 함유하는 30℃ 수용액인 보색액을 포함하는 보색조에서 10초 동안 처리하였다. 보색조를 통과한 상기 필름을 수세하고 건조시켜 편광자를 제조하였다. 편광자의 구체적인 사양을 하기 표 1에 나타내었다. 제조한 편광자는 직교 색상값 (u', v')이 (0.23, 0.23)이었다.
(2)편광판의 제조
제1보호층인 트리아세틸셀룰로스 필름(KC4C1SW, Konica Minolta 社, 두께:39㎛, 파장 550nm에서 Re: 5nm)의 하부면에 포지티브 C 위상차 층용 조성물(EASTMAN社, 셀룰로스 에스테르계)을 소정의 두께로 코팅하고 80℃에서 10분간 건조시켜, 트리아세틸셀룰로스 필름 하부면에 포지티브 C 위상차 층을 형성하였다. 포지티브 C 위상차 층의 구체적인 사양을 하기 표 1에 나타내었다.
상기 제조한 편광자의 하부면(광 입사면)에 상기 트리아세틸셀룰로스 필름의 상부면을 접착제로 접착시켰다. 상기 제조한 편광자의 상부면(광 출사면)에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(도요보社, 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re: 8,500nm, Rth: 9,300nm, TD 1축 연신 필름)을 접착제로 접착시켜 편광판을 제조하였다.
실시예 2 내지 실시예 4
실시예 1에서 편광자 및 포지티브 C 위상차 층의 구체적인 사양을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예 5
실시예 4에서 포지티브 C 위상차 층의 하부면에 포지티브 A 층을 더 부가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 1 내지 비교예 2
실시예 1에서 포지티브 C 위상차 층을 포함시키지 않고, 편광자의 구체적인 사양을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 3 내지 비교예 6
실시예 1에서 편광자 및 포지티브 C 위상차 층의 구체적인 사양을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예와 비교예의 편광판에 대해 하기 표 1의 물성을 평가하였다. 그 결과를 하기 표 1 및 도 3에 나타내었다.
(1)측면 시감 개선: 실시예와 비교예에서 제조한 편광판을 시인측 편광판으로 하여 IPS 액정 패널에 적층시킨 측면 시감 개선 평가용 모듈을 제조하였다. 상기 제조한 모듈에 대하여 시뮬레이션 프로그램(Techwiz, SANAYI system)을 사용하여 (θ, φ)로서, (60°, 45°), (60°, 135°)에서 측면 시감 개선 효과를 평가하였다. 비교예 1, 비교예 2는 좌우 색 편차가 개선되지 않았으며 "ⅹ"으로 평가하였다. 비교예 1, 2와 비교하여 좌우 색 편차가 개선된 경우 "○", 좌우 색 편차가 개선되지 않은 경우 "ⅹ"로 평가하였다.
(2)밀착성: 실시예와 비교예에서 제조한 제1보호층인 TAC 필름과 포지티브 C 위상차층 간의 밀착성을 Cross-cut 방법을 사용해서 평가하였다. TAC 필름과 포지티브 C 위상차층의 적층체를 길이 x 폭(10cm x 10cm)의 정사각형 모양으로 절단하고 포지티브 C 위상차층 쪽에 밀착 테이프(Nitto사 Ichibang)를 붙였다. 가로 10줄, 세로 10줄로 포지티브 C 위상차층까지 절단하여 100개의 시편을 만들었다. 밀착 테이프를 탈착시켰을 때, 100개의 시편 중 박리가 전혀 없는 경우 "○", 박리가 조금이라도 있는 경우 "ⅹ"로 평가하였다.
(3)직교 색상 변화: 직교 색상 변화는 spectrophotometer V7100(JASCO社) 장치를 사용해서 측정하였다. 실시예와 비교예에서 제조한 편광판을 편광자의 MD x TD(3cm x 3cm)의 정사각형 모양으로 절단하여 시편을 제조하였다. 제조한 시편에 대하여 spectrophotometer V7100(JASCO社) 장치를 사용해서 CIE 1976년 L*u*v* 표색계에 의해 편광판의 직교 색상값 (u', v')(I)을 구하였다. 상기 편광판 시편을 고온 고습의 챔버(60℃ 및 95% 상대습도)에서 500시간 방치한 다음, 상기와 동일한 방법으로 편광판의 직교 색상값 (u', v')(II)을 구하였다. 직교 색상값 (u', v')(II)과 직교 색상값 (u', v')(I) 간의 거리로 직교 색상 변화를 구하였다. 직교 색상 변화가 0.24 이하가 되어야 편광판의 내열 내습 신뢰성이 우수할 수 있다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
편광자 두께(㎛) 17 17 12 12 12 19 12 12 17 17
Rth(nm) -510 -30 -437 -65 -65 -50 -367 55 -795 -20
포지티브 C 위상차층 두께(㎛) 1.1 6 1 5 5 - - 6 5 1.2
Rth(nm) 0 -120 -23 -112 -112 - - -86 -79 -16
식 1의 값 0 4 0.05 1.72 1.72 - - -1.56 0.10 0.8
측면 시감 개선 ○ ○ ○ ○ ○ X X X X X
밀착성 ○ ○ ○ ○ ○ - - X X O
직교 색상값 변화 0.24 0.15 0.20 0.12 0.10 0.33 0.28 0.34 0.21 0.32
*식 1의 값: Rth(포지티브 C 위상차층)/Rth(편광자)
상기 표 1, 도 3에서와 같이, 본 발명의 편광판은 측면에서의 색감 차이 및 무라 시인을 낮추고, 직교 색상값 변화가 낮아서 내열 및/또는 내습 신뢰성에서의 신뢰성이 우수하며, 제1보호층과 포지티브 C 위상차층 간의 밀착성이 높았다.
반면에, 상기 표 1, 도 3에서와 같이, 본 발명의 구성을 만족하지 못하는 비교예 1 내지 비교예 6은 상술한 본 발명의 효과를 모두 얻지 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 (17)

  1. 편광자 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 위상차층을 포함하고,
    상기 위상차층은 적어도 포지티브 C 위상차층을 포함하고,
    상기 편광자는 파장 550nm에서 두께 방향 위상차(Rth)가 -650nm 내지 -30nm이고, 상기 포지티브 C 위상차층은 파장 550nm에서 Rth가 -150nm 내지 0nm이고, 상기 편광자와 상기 포지티브 C 위상차층은 하기 식 1을 만족하는 것인, 편광판:
    [식 1]
    0 ≤ Rth(포지티브 C 위상차층)/Rth(편광자) ≤ 4
    (상기 식 1에서,
    Rth(포지티브 C 위상차층)는 파장 550nm에서 포지티브 C 위상차층의 Rth(단위: nm),
    Rth(편광자)는 파장 550nm에서 편광자의 Rth(단위: nm)).
  2. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 두께에 대한 상기 포지티브 C 위상차층의 두께의 두께비는 0.5 이하인 것인, 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 두께는 40㎛ 이하이고, 상기 포지티브 C 위상차층의 두께는 20㎛ 이하인 것인, 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 포지티브 C 위상차층은 액정층 또는 비액정성 코팅층인 것인, 편광판.
  5. 제4항에 있어서, 상기 비액정성 코팅층은 셀룰로스 에스테르계 화합물 또는 그의 중합체, 방향족계 화합물 또는 이들의 중합체 중 1종 이상의 화합물을 함유하는 조성물로 형성되는 것인, 편광판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 편광자는 친수성 작용기 및 소수성 작용기를 함유하는 폴리비닐알코올계 필름을 포함하는 것인, 편광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 편광자는 직교 색상값 (u', v')가 (0.15, 0.15) 내지 (0.23, 0.5)인 것인, 편광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 편광자와 상기 위상차층 사이에 제1보호층이 더 형성된 것인, 편광판.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1보호층은 등방성 위상차 필름을 포함하는 것인, 편광판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 상부면에 적층된 제2보호층을 더 포함하는 것인, 편광판.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2보호층은 파장 550nm에서 면내 위상차 Re가 5000nm 이상인 것인, 편광판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 하부면에 적층된 제3보호층을 더 포함하는 것인, 편광판.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제3보호층은 상기 위상차층의 하부면에 적층되는 것인, 편광판.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제3보호층은 포지티브 A 광학 특성을 갖는 것인, 편광판.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제3보호층은 보호 필름, 보호 코팅층, 액정 패널 중 1종 이상을 포함하는 것인, 편광판.
  16. 제1항에 있어서, 상기 편광판은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 0nm 이하인 것인, 편광판.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 광학 편광판을 포함하는 것인, 광학표시장치.

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