KR20230017523A - 광학 적층체 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

광학 적층체 및 이를 포함하는 광학표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230017523A
KR20230017523A KR1020210099112A KR20210099112A KR20230017523A KR 20230017523 A KR20230017523 A KR 20230017523A KR 1020210099112 A KR1020210099112 A KR 1020210099112A KR 20210099112 A KR20210099112 A KR 20210099112A KR 20230017523 A KR20230017523 A KR 20230017523A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
positive
polarizer
optical laminate
optical
Prior art date
Application number
KR1020210099112A
Other languages
English (en)
Inventor
신승미
이성훈
홍완택
이범덕
정선경
김봉춘
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020210099112A priority Critical patent/KR20230017523A/ko
Priority to US17/873,049 priority patent/US20230053212A1/en
Priority to TW111127859A priority patent/TW202304711A/zh
Priority to CN202210889486.3A priority patent/CN115685430A/zh
Publication of KR20230017523A publication Critical patent/KR20230017523A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3083Birefringent or phase retarding elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/023Optical properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133634Birefringent elements, e.g. for optical compensation the refractive index Nz perpendicular to the element surface being different from in-plane refractive indices Nx and Ny, e.g. biaxial or with normal optical axis
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528Polarisers
    • G02F1/133531Polarisers characterised by the arrangement of polariser or analyser axes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133638Waveplates, i.e. plates with a retardation value of lambda/n
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/01Number of plates being 1
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/08Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with a particular optical axis orientation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/13Positive birefingence

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

편광자; 및 상기 편광자의 광 입사면에 적층된 포지티브 C 층을 포함하는 광학 적층체로서, 상기 포지티브 C 층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0nm 내지 30nm이고 두께 방향 위상차가 -50nm 내지 -15nm이고, 상기 광학 적층체에 있어서, 상기 포지티브 C 층의 파장 550nm에서 면내 위상차, 상기 편광자의 흡수축에 대해 상기 포지티브 C 층의 지상축 간에 이루는 각도의 절대값은 식 1를 만족하는 것인, 광학 적층체 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.

Description

광학 적층체 및 이를 포함하는 광학표시장치{OPTICAL LAMINATE AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 광학 적층체 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치의 하나로서 IPS(in plane switching) 모드의 액정표시장치가 있다. IPS 모드의 액정표시장치는 액정의 기울어짐으로 인하여 대각에서의 명암비가 낮아지고 좌우 시감 차이가 커진다는 문제점이 있다.
IPS 모드의 액정표시장치의 시인측 편광판에 포지티브 C 층을 포함시켜 대각에서의 명암비, 좌우 시감 차이를 개선하는 시도가 고려되고 있다. 그러나, 명암비를 현저하게 개선하고 동시에 좌우 시감 차이를 현저하게 낮추는 데에 한계가 있었다. 좌우 시감 차이를 낮출 수 있으나 항상 명암비가 개선되는 것이 아니다. 또한, 포지티브 C 층 이외에 임의의 위상차를 갖는 위상차층을 편광자의 하부면 예를 들면 포지티브 C 층의 상부면 또는 하부면에 포함시키는 방법도 고려되고 있다. 그러나, 이 방법은 편광판의 두께를 두껍게 하는 문제점이 있다. 또한, 포지티브 C 층을 액정으로 만드는 방법이 있다. 그러나, 이 방법은 액정이 고가이고 액정으로 제조된 포지티브 C 층은 내구성이 떨어져서 비경제적이다.
본 발명의 배경기술은 일본공개특허 제2006-251659호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 광학표시장치의 패널에 적용시 대각에서의 명암비를 개선하고 대각에서의 좌우 시감 차이를 낮추는 광학 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 빛샘을 개선하는 광학 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 광학 적층체이다.
1.광학 적층체는 편광자; 및 상기 편광자의 광 입사면에 적층된 포지티브 C 층을 포함하고, 상기 포지티브 C 층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0nm 내지 30nm이고 두께 방향 위상차가 -50nm 내지 -15nm이고, 상기 광학 적층체에 있어서, 상기 포지티브 C 층의 파장 550nm에서 면내 위상차, 상기 편광자의 흡수축과 상기 포지티브 C 층의 지상축(slow axis) 간에 이루는 각도의 절대값은 하기 식 1를 만족한다:
[식 1]
0° ≤ Y ≤ a x Xb
(상기 식 1에서,
X는 상기 포지티브 C 층의 파장 550nm에서 면내 위상차(단위: nm),
Y는 상기 편광자의 흡수축에 대해 상기 포지티브 C 층의 지상축 간에 이루는 각도의 절대값(단위: °)
a는 13.666, b는 -1.056).
2.1에서, 상기 편광자의 흡수축에 대해 상기 포지티브 C 층의 지상축이 이루는 각도는 -14° 내지 +14°일 수 있다.
3.1-2에서, 상기 포지티브 C 층의 지상축은 상기 포지티브 C 층의 MD에 대해 -14° 내지 -1° 또는 +1° 내지 +14°를 이룰 수 있다.
4.1-3에서, 상기 포지티브 C 층은 비 액정성 연신된 필름을 포함할 수 있다.
5.4에서, 상기 포지티브 C 층은 셀룰로오스 에스테르계, 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계, 아크릴계 중 하나 이상의 수지를 포함하는 연신된 필름을 포함할 수 있다.
6.1-5에서, 상기 포지티브 C 층은 접착층에 의해 상기 편광자에 적층될 수 있다.
7.1-6에서, 상기 광학 적층체는 상기 편광자의 광 출사면에 적층된 보호층을 더 포함할 수 있다.
8.7에서, 상기 포지티브 C 층의 지상축에 대해 상기 보호층의 지상축이 이루는 각도는 -14° 내지 +14°일 수 있다.
9.7에서, 상기 보호층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 3,000nm 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 광학표시장치이다.
광학표시장치는 본 발명의 광학 적층체를 포함한다.
본 발명은 광학표시장치의 패널에 적용시 대각에서의 명암비를 개선하고 좌우 시감 차이를 낮추는 광학 적층체를 제공하였다.
본 발명은 빛샘을 개선하는 광학 적층체를 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 광학 적층체의 단면도이다.
도 2는 본 발명 중 식 1을 설명하는 도면이다.
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 지상축(slow axis) 방향의 굴절률, 광학 소자의 진상축 방향(fast axis)의 굴절률, 두께 방향의 굴절률이고, d는 해당 광학 소자의 두께(단위:nm)이다).
본 명세서에서 각도를 기재할 때 "+"는 기준(0°)에 대해 시계 방향 쪽으로의 각도, "-"는 기준(0°)에 대해 반시계 방향 쪽으로의 각도를 나타낸다.
본 명세서에서 수치 범위 기재시 "X 내지 Y"는 X 이상 Y 이하를 의미한다.
본 발명의 발명자는 광학표시장치의 패널 특히 IPS 모드의 액정 패널에 적용시 대각에서의 명암비를 개선함과 동시에 좌우 색감 차이도 감소시키는 광학 적층체를 제공하였다. 종래 대각에서의 명암비의 현저한 개선과 좌우 색감 차이의 현저한 감소를 동시에 얻는데에는 한계가 있었다.
본 발명의 광학 적층체는 편광자; 및 상기 편광자의 광 입사면에 적층된 포지티브 C 층을 포함하고, 상기 포지티브 C 층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0nm 내지 30nm이고 두께 방향 위상차가 -50nm 내지 -15nm이고, 상기 광학 적층체에 있어서, 상기 포지티브 C 층의 파장 550nm에서 면내 위상차, 상기 편광자의 흡수축과 상기 포지티브 C 층의 지상축(slow axis) 간에 이루는 각도의 절대값은 하기 식 1를 만족한다. 본 발명은 IPS 모드의 액정 패널에 적용시 대각에서의 명암비를 현저하게 개선함과 동시에 대각에서의 좌우 색감 차이도 현저하게 감소시키는 효과를 제공할 수 있다.
이하, 도 1을 참고하여 본 발명 일 실시예의 광학 적층체를 설명한다.
도 1을 참고하면, 광학 적층체는 편광자(10), 포지티브 C층(20), 보호층(30), 및 접착층(40, 50)을 포함할 수 있다.
편광자(10)의 하부면, 즉 편광자에 대해 내부 광의 광 입사면에는 포지티브 C 층이 적층되어 있다. 편광자(10)의 상부면 즉 편광자에 대해 내부 광의 광 출사면에는 보호층이 적층되어 있다. 상기 "내부 광"은 광학표시장치용 패널 예를 들면 IPS 모드 또는 FFS 모드의 액정 패널로부터 편광자로 입사되는 광을 의미한다. 상기 "내부 광"은 백라이트 유닛으로부터 출사되고 상기 액정 패널에 입사된 후 출사되는 광이 될 수 있다.
포지티브 C 층
포지티브 C 층(20)은 광학표시장치용 패널로부터 출사되는 내부 광의 투과 방향을 변경시켜 편광자 쪽으로 출사시킨다. 본 발명의 포지티브 C 층은 편광자의 광 입사면에 다른 위상차층을 구비하지 않더라도 명암비를 개선하고 좌우 시감을 개선하도록 할 수 있다.
포지티브 C 층은 파장 550nm에서의 면내 위상차가 0nm 내지 30nm이고 두께 방향 위상차가 -50nm 내지 -15nm이다. 상기 범위에서, 대각에서의 명암비를 최대화시키고 대각에서의 좌우 시감을 현저하게 개선하는데 도움을 줄 수 있다. 상술 면내 위상차와 두께 방향 위상차는 포지티브 C 층과 편광자 사이 및/또는 포지티브 C 층의 하부면 즉 포지티브 C 층과 액정 패널 사이에 임의의 다른 위상차층을 포함하지 않더라도 하기에서 설명되는 식 1과 함께 조합되어 명암비와 좌우 시감을 개선하기 위해 선택되었다.
바람직하게는, 포지티브 C 층의 파장 550nm에서 면내 위상차는 0.5nm 내지 9nm, 더 구체적으로 1nm 내지 8nm가 될 수 있다. 바람직하게는, 포지티브 C 층의 파장 550nm에서 두께 방향 위상차는 -25nm 내지 -10nm, 더 구체적으로 -25nm 내지 -15nm가 될 수 있다.
포지티브 C 층은 연신된 필름으로서, 면내 방향에서 지상축(slow axis)과 진상축(fast axis)을 갖는다. 상기 "지상축"은 면내 방향 중 굴절률이 큰 방향이고, 상기 "진상축"은 면내 방향 중 굴절률이 상대적으로 낮은 방향이다. 본 발명은 지상축을 갖는 포지티브 C 층을 사용하기 위해 포지티브 C 층으로 연신된 필름을 사용하였다. 종래 액정층인 포지티브 C 층 또는 비 액정층이라도 코팅에 의해 제조되는 포지티브 C 층은 포지티브 C층 제조시 연신 과정을 필요로 하지 않기 때문에 지상축을 갖지 않는다.
일 구체예에서, 포지티브 C 층의 지상축은 포지티브 C 층의 MD(machine direction)에 대해 -14° 내지 -1° 또는 +1° 내지 +14°, 구체적으로 -10° 내지 -2° 또는 +2° 내지 +10°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 하기에서 설명된 식 1을 만족시키기가 용이할 수 있다.
광학 적층체에 있어서, 포지티브 C 층의 파장 550nm에서 면내 위상차를 X 축, 편광자의 흡수축과 포지티브 C 층의 지상축 간에 이루는 각도의 절대값 Y는 하기 식 1을 만족한다:
[식 1]
0 ≤ Y ≤ a x Xb
(상기 식 1에서,
X는 상기 포지티브 C 층의 파장 550nm에서 면내 위상차(단위: nm),
Y는 편광자의 흡수축에 대해 상기 포지티브 C 층의 지상축(slow axis) 간에 이루는 각도의 절대값(단위: °)
a는 13.666, b는 -1.056).
상기 식 1에서 편광자의 흡수축에 대해 상기 포지티브 C 층의 지상축(slow axis) 간에 이루는 각도는 양(+)의 값이 될 수도 있고 또는 음(-)의 값이 될 수도 있다.
상기 식 1에 대해 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명 중 식 1을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, X축은 포지티브 C 층의 면내 위상차(단위: nm)이며, Y축은 편광자의 흡수축에 대해 포지티브 C 층의 지상축이 이루는 각도의 절대값(단위:°)이다. 도 2에서 곡선 그래프는 Y = a x Xb에서, a는 13.666, b는 -1.056인 그래프를 나타낸 것이다. 도 2는 아래 표 1, 표 2의 결과를 반영한 것이다.
Re 0.5 1.0 1.6 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0
Y 값 14.5 13.7 8.3 6.6 5.9 5.4 5.0 4.6 4.3 3.2 2.5 2.1 1.8
Re 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 17.0 20.0 23.0 25.0 27.0 30.0
Y 값 1.5 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.8 0.7 0.6 0.5 0.5 0.4 0.4
상기 포지티브 C 층의 면내 위상차와 두께 방향 위상차의 범위 내에 있어서, 포지티브 C 층의 면내 위상차에 따라 편광자의 흡수축과 포지티브 C 층의 지상축이 이루는 각도를 조합하였을 때, 광학 적층체가 0nm 내지 30nm 중 임의의 포지티브 C 층의 면내 위상차를 갖는 경우, 도 2에서 도시되는 곡선의 그래프 및 곡선의 그래프 하부면(도 2에서 빗금친 부분)에 포함되도록 편광자의 흡수축과 포지티브 C 층의 지상축이 적층되면 IPS 모드의 액정 패널에 적용시 대각에서의 명암비를 현저하게 개선함과 동시에 좌우 색감 차이도 현저하게 감소시킬 수 있다. 본 발명자는 편광자의 흡수축과 포지티브 C 층의 지상축 간의 각도의 절대값이 Y 값보다 크면, 대각에서의 명암비 개선, 대각에서의 좌우 색감 차이 개선 중 어느 하나를 용이하게 달성할 수 없음을 확인하였다.
Y 값은 포지티브 C 층의 면내 위상차에 따라 달라지지긴 하지만, 0° 내지 14.5°, 구체적으로 0° 초과 14.5° 이하, 1° 내지 14.5°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 잘 구현될 수 있다.
즉, 편광자의 흡수축과 상기 포지티브 C 층의 지상축 간에 이루는 각도는 -14.5° 내지 +14.5°, 구체적으로 -14.5° 이상 0° 미만, -14.5° 내지 -1°, 0° 초과 +14.5° 이하, +1° 내지 +14.5°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 잘 구현될 수 있다.
상기 식 1을 만족시키는 방법에 대해 설명한다.
광학 적층체 중 포지티브 C 층의 면내 위상차가 정해지면, 상기 식 1 중 Y = a x Xb(a는 13.666, b는 -1.056)에 따라 Y 값 즉 편광자의 흡수축에 대해 포지티브 C 층의 지상축 간의 각도의 절대값 범위를 산출하고, 산출된 절대값 각도 범위를 만족하도록 편광자를 적층한다.
포지티브 C 층은 비 액정층의 소재로서 소정 방향의 연신을 통해 파장 550nm에서 nz>nx=ny(nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 지상축 방향, 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률)를 만족하고 상술 면내 위상차와 두께 방향 위상차를 구현할 수 있는 소재로 형성될 수 있다.
일 구체예에서, 포지티브 C 층은 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, 아크릴계 중 하나 이상의 수지를 포함하는 연신 필름이 될 수 있다.
다른 구체예에서, 포지티브 C층은 셀룰로스계 화합물 또는 그의 중합체, 방향족계 화합물 또는 그의 중합체 중 1종 이상을 포함하는 조성물로부터 미연신된 필름을 제조한 후 제조한 미연신된 필름을 연신시킴으로써 제조될 수 있다. 상기 "화합물"은 단량체, 올리고머, 폴리머 또는 수지를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
셀룰로스계 화합물은 셀룰로스를 이루는 당 단량체의 수산기[C2의 수산기, C3의 수산기 또는 C6의 수산기] 중 적어도 일부가 아실기 또는 에테르기로 치환된 단위를 적어도 포함할 수 있다. 즉, 셀룰로스계 화합물은 셀룰로스 에스테르계 화합물, 셀룰로스 에테르계 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
예를 들면, 셀룰로스계 화합물은 하기 화학식 1에서 표시되는 바와 같이 셀룰로스를 이루는 당 단량체의 수산기[C2의 수산기, C3의 수산기 또는 C6의 수산기] 중 적어도 일부가 아실기로 치환된 단위를 적어도 포함하는 셀룰로스 에스테르계 화합물을 포함할 수 있다: 이때, 상기 아실기는 치환 또는 비치환될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(상기 화학식 1에서, n은 1 이상의 정수)
셀룰로스 에스테르계 또는 아실기를 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.
상기 셀룰로스 에스테르계 화합물은 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조되거나 상업적으로 판매되는 제품을 구입하여 포지티브 C 층 제조에 사용될 수 있다. 예를 들면, 치환기로서 아실을 갖는 셀룰로스 에스테르계 화합물은 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 pat00002
(상기 화학식 2에서,
Figure pat00003
은 원소의 연결 부위이고,
R1, R2, R3은 각각 독립적으로 수소 원자, 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.
일 구체예에서, R1, R2, R3 중 하나 이상은 할로겐 더 바람직하게는 불소일 수 있다.
포지티브 C층용 조성물은 상술한 셀룰로스계 화합물, 방향족계 화합물 이외에 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제는 파장 분산성을 조절하는 역할을 할 수 있다. 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제로는 2-나프틸벤조에이트, 안트라센, 페난트렌, 2,6-나프탈렌다이카르복실산 다이에스테르 등을 포함할 수 있다. 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제는 포지티브 C층용 조성물 중 0.1중량% 내지 30중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 위상차 발현율, 파장 분산성을 조절하는 효과가 있다.
상기 포지티브 C 층용 조성물로부터 미연신된 필름이 제조된다. 미연신 필름은 용액 캐스팅 방법, 용융 압출 방법 등에 의해 상기 포지티브 C 층용 조성물로부터 제조될 수 있다. 바람직하게는, 용액 캐스팅 방법으로 미연신된 필름을 제조함으로써 포지티브 C 층의 제조 공정성과 경제성을 높일 수 있다. 미연신된 필름은 MD 또는 TD로 1축 연신 또는 1축 연신됨으로써 포지티브 C 층이 제조될 수 있다.
연신은 건식 연신, 습식 연신 중 하나 이상으로 수행될 수 있고, 연신 온도는 70℃ 내지 250℃, 더 구체적으로 80℃ 내지 200℃가 바람직하고, 보다 더 구체적으로 100℃ 내지 200℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 일률적으로 동일한 연신 효과가 있을 수 있다.
연신비는 포지티브 C 층의 면내 위상차, 두께 방향 위상차에 따라 조절될 수 있는데 예를 들면 MD, TD 각각의 연신비는 1.2배 내지 5배, 바람직하게는 1.2배 내지 3배가 될 수 있다.
바람직하게는, 포지티브 C 층은 (nx + ny + nz)/3(nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 지상축 방향, 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률)이 1.4 내지 1.6, 구체적으로 1.48 내지 1.51, 구체적으로 1.49 내지 1.50이 될 수 있다. 상기 범위에서, 접착층에 의해 편광자에 적층되더라도 색 편차 개선에 효과가 있을 수 있다.
바람직하게는, 포지티브 C 층은 음의 복굴절성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 상기 "음의 복굴절성"은 연신에 의해 복굴절 특성이 부여되는 투명한 필름에서 연신 방향과 직교 방향으로 굴절률이 커지는 특성을 의미한다. 예를 들면, 포지티브 C 층은 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로오스 에스테르계, 고리형 폴리올레핀(COP)계 또는 아크릴계 중 하나 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있다.
포지티브 C 층은 두께가 1㎛ 내지 60㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체에 적용될 수 있고, 본 발명의 위상차를 구현하는데 용이할 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.
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.
편광자(10)의 광 투과율은 40% 이상, 구체적으로 40% 내지 45%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체에 사용될 수 있다.
편광자(10)는 이색성 염료를 함유하고 1축 연신된 편광자를 포함할 수 있다.
구체적으로, 이색성 염료를 함유하는 편광자는 편광자용 기재 필름을 MD 1축 연신하고 이색성 염료(예: 요오드 또는 요오드 함유 물질로서 요오드화칼륨을 포함)로 염색하여 제조된 편광자를 포함할 수 있다. 편광자용 기재 필름은 폴리비닐알코올계 필름 또는 그의 유도체를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 편광자는 당업자에게 알려진 통상의 방법에 따라 제조될 수 있다.
편광자(10)는 두께가 1㎛ 내지 40㎛, 구체적으로 5㎛ 내지 30㎛, 더 구체적으로 10㎛ 내지 25㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체에 사용될 수 있다.
보호층
보호층(30)은 편광자(10)의 광 출사면에 배치되어, 편광자로부터 출사되는 광에 작용함으로써 화질을 더 개선하거나 편광자를 보호할 수 있다.
보호층(30)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, 보호층은 위상차 필름이 될 수 있다.
일 구체예에서, 보호층은 파장 550nm에서 면내 위상차(Re)가 3,000nm 이상, 구체적으로 5,000nm 내지 15,000nm, 더 구체적으로 5,000nm 내지 12,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비 개선 효과, 무지개 무라 억제 효과 등이 있을 수 있다.
일 구체예에서, 보호층은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차(Rth)가 6,000nm 이상, 구체적으로 6,000nm 내지 15,000nm, 더 구체적으로 6,000nm 내지12,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 복굴절에 의한 얼룩 제어 효과, 액정 표시 장치에서의 시야각 특성 개선 효과 등이 있을 수 있다.
일 구체예에서, 보호층은 파장 550nm에서 이축성 정도(NZ)가 2.5 이하, 구체적으로 1.0 내지 2.2, 더 구체적으로 1.2 내지 2.0, 가장 구체적으로 1.4 내지 1.8 이 될 수 있다. 상기 범위에서, 복굴절에 의한 얼룩 제어 효과, 필름의 기계적 강도 유지 효과 등이 있을 수 있다.
일 구체예에서, 보호층은 상술 소재로 형성된 소정의 연신비로 연신된 필름일 수 있다. 이를 통해, 보호층은 면내 방향 중 지상축과 진상축을 가질 수 있다.
일 구체예에서, 보호층은 면내 방향 중 굴절률이 낮은 축은 보호층의 기계적 방향(MD, machine direction)이고, 보호층의 면내 방향 중 굴절률이 높은 축은 보호층의 폭 방향(TD, transverse direction)이 될 수 있다. 이 경우, 보호층은 TD 1축 연신 보호 필름이 될 수 있다.
다른 구체예에서, 보호층은 면내 방향 중 굴절률이 낮은 축은 보호층의 폭 방향(TD)이고, 보호층의 면내 방향 중 굴절률이 높은 축은 포지티브 C 층의 기계적 방향(MD)이 될 수 있다. 이 경우, 보호층은 MD 1축 연신 보호 필름이 될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 보호층은 면내 방향 중 굴절률이 낮은 축은 보호층의 폭 방향에 대해 대해 경사 방향이 되고, 굴절률이 높은 축은 보호층의 기계적 방향에 대해 대해 경사 방향이 될 수 있다. 이 경우, 보호층은 MD와 TD 2축 연신 필름 또는 MD와 TD 2축 연신 코팅층이 될 수 있다.
바람직하게는, 보호층의 면내 방향 중 굴절률이 높은 축은 보호층의 기계적 방향(MD)이고, 보호층의 면내 방향 중 굴절률이 낮은 축은 보호층의 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, 보호층은 면내 방향 중 상술한 굴절률이 낮은 축과 굴절률이 높은 축을 갖기 위해 TD 1축 연신 보호 필름을 포함할 수 있다.
TD 1축 연신시, 미 연신된 필름은 용융 압출된 미 연신된 필름용 수지를 TD 방향으로만 상기 최초 수지의 TD 폭에 대해 100% 내지 200%, 바람직하게는 120% 내지 140% 연신하는 단계를 포함하는 연신된 필름 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.
연신은 건식 연신, 습식 연신 중 하나 이상으로 수행될 수 있고, 연신 온도는
보호 필름용 수지의 유리전이온도 Tg를 기준으로 (Tg - 20)℃ 내지 (Tg + 50)℃, 구체적으로 70℃ 내지 250℃, 더 구체적으로 80℃ 내지 200℃가 바람직하고, 보다 더 구체적으로 100℃ 내지 200℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 일률적으로 동일한 연신 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 포지티브 C 층의 지상축에 대해 보호층의 지상축이 이루는 각도는 -14° 내지 +14°, 구체적으로 -9° 내지 +9°, 더 구체적으로 0°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 명암비를 개선하고 좌우 시감 차이를 낮추는 효과를 제공할 수 있다.
보호층(30)은 두께가 100㎛ 이하, 구체적으로 0㎛ 초과 70㎛ 이하, 더 구체적으로 5㎛ 내지 70㎛, 구체적으로 15㎛ 내지 80㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 광학 적층체에 사용할 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 보호층(30)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.
접착층
편광자(10)와 포지티브 C층(20)은 접착층(50)에 의해 접착될 수 있다. 편광자(10)와 보호층(30)은 접착층(40)에 의해 접착될 수 있다.
접착층(40, 50)은 수계 접착제, 광경화형 접착제 등 당업자에게 알려진 통상의 접착제로 형성될 수 있고, 바람직하게는 광경화형 접착제로 형성될 수 있다. 접착층(40, 50)은 두께가 동일하거나 다를 수 있고, 각각 두께가 1㎛ 내지 10㎛, 구체적으로 2㎛ 내지 5㎛가 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
편광판은 편광도가 99.999% 이상, 예를 들면 99.999% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 편광도는 편광도 99.999%의 기준 편광자가 장착되어 있는 편광도를 측정하는 장치 예를 들면 UV-VIS 스펙트로포토미터 내에 광학 적층체를 장착시킨 다음, 기준 편광자의 흡수축에 대하여 광학 적층체 중 편광자의 흡수축이 직교 및 평행한 상태에서 광학적 적층체 중 포지티브 C 층으로부터 편광자 쪽으로 광을 투과시킴으로써 측정될 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 광학 적층체 포함한다. 일 구체예에서, 광학표시장치는 IPS 또는 FFS 모드의 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. 그러나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 광학 적층체는 시인측 편광판 또는 광원측 편광판으로 적용될 수 있다.
액정 패널은 전압의 인가 및 무 인가에 따라 액정의 배향이 달라지며, 그에 따라 광원으로부터 출사되는 광을 출사시킬 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 또는 FFS 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. 상기 범위에서, 시야각 특성 개선 효과에 도움을 줄 수 있다. 액정 패널의 파장 550nm에서 면내 위상차는 액정 패널 중 액정층의 두께를 조절하는 방법 등으로 제어될 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.
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
폴리비닐알코올계 필름(KURARAY社, VF-TS#4500, 두께:45㎛)을 30℃에서 2배로 폴리비닐알코올계 필름의 MD로 1축 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 60℃의 붕산 수용액에서 연신하여 편광자(두께: 18㎛)를 제조하였다.
용액 캐스팅 방법으로 포지티브 C 층용 조성물(셀룰로스 에스테르계 화합물 함유, VM Series, Eastman社)로부터 미연신된 필름을 제조하고, 상기 미연신된 필름을 140℃에서 이축 연신시켜 연신된 필름인 포지티브 C 필름(두께: 30㎛)을 제조하였다.
상기 편광자의 상부면(광 출사면)에 안티 글레어 코팅층이 형성된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(도요보社, 두께:85㎛, 파장 550nm에서 Re: 8,500nm, Rth:9,300nm, TD 1축 연신 필름)을 접착시켰다. 상기 제조된 포지티브 C 필름에 상기 편광자의 하부면(광 입사면)을 접착시켜, 광학 적층체를 제조하였다. 상기 접착은 자외선 경화형 접착제를 사용해서 수행되었으며, 접착층의 두께는 각각 2㎛ 내지 3㎛이다.
광학 적층체에서, 포지티브 C 필름의 지상축에 대해 PET 필름의 지상축이 이루는 각도는 0°이다.
실시예 2 내지 실시예 10
실시예 1에서 포지티브 C 필름의 연신비 및/또는 연신 온도를 변경하여 하기 표 3의 위상차를 갖는 포지티브 C 필름을 제조하고, 편광자의 흡수축과 포지티브 C 필름의 지상축이 이루는 각도를 하기 표 3과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 적층체를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서 편광자의 흡수축과 포지티브 C 필름의 지상축이 이루는 각도를 하기 표 3과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 적층체를 제조하였다.
비교예 2
실시예 3에서 편광자의 흡수축과 포지티브 C 필름의 지상축이 이루는 각도를 하기 표 3과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 광학 적층체를 제조하였다.
비교예 3
실시예 5에서 편광자의 흡수축과 포지티브 C 필름의 지상축이 이루는 각도를 하기 표 3과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 광학 적층체를 제조하였다.
비교예 4 내지 비교예 6
실시예 1에서 포지티브 C 필름의 연신비 및/또는 연신 온도를 변경하여 하기 표 3의 위상차를 갖는 포지티브 C 필름을 제조하고, 편광자의 흡수축과 포지티브 C 필름의 지상축이 이루는 각도를 하기 표 3과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 적층체를 제조하였다.
광원측 편광판 제조
상기와 동일한 방법으로 편광자를 제조하였다. 제조한 편광자의 상부면에 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름(KC4CT1SW, Konica Minolta Opto, Inc., 두께:40㎛)을 접착시키고, 상기 편광자의 하부면에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(Toyobo社), 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re:8400nm, Rth:9800nm)을 접착시켜 광원측 편광판을 제조하였다.
액정 모듈 제조
IPS 액정 함유 액정 패널의 광 출사면에 상기 실시예와 비교예에서 제조된 광학 적층체를 점착층을 매개로 점착시켰다. 이때, 광학 적층체의 포지티브 C 층 쪽이 액정 패널에 점착되도록 하였다. IPS 액정 함유 액정 패널의 광입사면에 상기 제조한 광원측 편광판을 점착층을 매개로 점착시켜, 액정 모듈을 제조하였다. 이때, 광원측 편광판의 TAC 필름이 액정 패널에 점착되도록 하였다.
실시예와 비교예의 광학 적층체를 가지고 하기 표 3의 물성을 평가하였다.
(1)좌우 시감: 실시예와 비교예에서 제조한 광학 적층체로부터 상기 방법으로 액정 모듈을 제조하였다. EZ-Contrast XL-88 장비를 활용하여, Black Color 방위각 60° 상태에서 좌(45°)/우(135°) 각도 지정하여 확인하는 방법으로 (45°, 60°), (135°, 60°) 각각에서 색좌표 x, 색좌표 y를 구하였다. (45°, 60°), (135°, 60°) 간의 거리를 △(x, y)로 계산하였다. △(x, y)가 0.21 이하인 경우 ◎, 0.21 초과 0.23 이하인 경우 ○, 0.23 초과 0.25 이하인 경우 △, 0.25 초과인 경우 x로 평가하였다.
(2)명암비: 상기 제조한 액정 모듈에 대해 SR3 분광 방사 휘도계 측정계(TOPCON社)를 이용해서 대각에서의 명암비를 계산하였다. 명암비는 블랙 모드에서의 휘도에 대한 백색 모드에서의 휘도의 비로 계산된다. 명암비는 높을수록 화면 품질이 우수하고 1140 이상이 되어야 한다.
포지티브 C 각도 식 1중 Y값 식 1의 만족 여부 (45°, 60°)에서 색좌표 (135°, 60°)에서 색좌표 △(x,y) 좌우 시감 명암비
Re Rth x y x y
실시예1 5.4 -25 -1.2 2.3 0.2622 0.2581 0.2736 0.2714 0.017 1166
실시예2 5.4 -25 0.5 2.3 0.2622 0.2581 0.2736 0.2714 0.017 1170
비교예1 5.4 -25 -6.5 2.3 0.2622 0.2581 0.2736 0.2714 0.017 1114
실시예3 6.4 -22 -0.3 1.9 0.2584 0.2549 0.2685 0.2659 0.015 1179
실시예4 6.4 -22 -1.5 1.9 0.2584 0.2549 0.2685 0.2659 0.015 1184
비교예2 6.4 -22 8.0 1.9 0.2584 0.2549 0.2685 0.2659 0.015 1116
실시예5 2 -17 5.5 6.6 0.2669 0.2616 0.2800 0.2779 0.021 1140
실시예6 2 -17 -3.5 6.6 0.2669 0.2616 0.2800 0.2779 0.021 1141
비교예3 2 -17 14 6.6 0.2669 0.2616 0.2800 0.2779 0.021 1118
실시예7 4 -15 2.0 3.0 0.2662 0.2614 0.2788 0.2769 0.020 1161
실시예8 0.5 -25 14 14.5 0.2642 0.2607 0.2761 0.2748 0.018 1170
실시예9 5 -19 -2.5 2.5 0.2621 0.2580 0.2734 0.27119 0.017 1140
실시예10 9 -18 1.3 1.3 0.261 0.2580 0.2720 0.2700 0.016 1141
비교예4 5.6 -22.6 -12 2.2 0.2621 0.2580 0.2734 0.2712 0.017 1009
비교예5 0 0 0 45 0.2763 0.2601 0.2988 0.2918 0.039 1169
비교예6 25 -22 2.0 0.4 0.2605 0.2595 0.2691 0.2685 0.012 1110
*표 3에서 각도: 광학 적층체 중 편광자의 흡수축에 대해 포지티브 C 층의 지상축이 이루는 각도(단위: °)
*식 1 중 Y의 값: a ⅹ Xb(X는 포지티브 C 층의 파장 550nm에서 면내 위상차(단위: nm), a는 13.666, b는 -1.056)에 의해 계산된 값의 절대값
상기 표 3에서와 같이, 본 발명의 광학 적층체는 광학표시장치의 패널에 적용시 좌우 시감 차이를 낮춤과 동시에 대각에서의 명암비를 개선하였다. 또한, 상기 표 3에서 보여지지 않았지만, 본 발명의 광학 적층체는 빛샘을 개선할 수 있다. 반면에, 본 발명의 구성을 만족하지 못하는 비교예의 광학 적층체는 본 발명의 모든 효과를 제공하지 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 (10)

  1. 편광자; 및 상기 편광자의 광 입사면에 적층된 포지티브 C 층을 포함하는 광학 적층체로서,
    상기 포지티브 C 층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0nm 내지 30nm이고 두께 방향 위상차가 -50nm 내지 -15nm이고,
    상기 광학 적층체에 있어서, 상기 포지티브 C 층의 파장 550nm에서 면내 위상차, 상기 편광자의 흡수축에 대해 상기 포지티브 C 층의 지상축(slow axis) 간에 이루는 각도의 절대값은 하기 식 1를 만족하는 것인, 광학 적층체:
    [식 1]
    0° ≤ Y ≤ a x Xb
    (상기 식 1에서,
    X는 상기 포지티브 C 층의 파장 550nm에서 면내 위상차(단위: nm),
    Y는 상기 편광자의 흡수축에 대해 상기 포지티브 C 층의 지상축 간에 이루는 각도의 절대값(단위: °)
    a는 13.666, b는 -1.056).
  2. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 흡수축에 대해 상기 포지티브 C 층의 지상축이 이루는 각도는 -14° 내지 +14°인 것인, 광학 적층체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 포지티브 C 층의 지상축은 상기 포지티브 C 층의 MD에 대해 -14° 내지 -1° 또는 +1° 내지 +14°를 이루는 것인, 광학 적층체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 포지티브 C 층은 비 액정성 연신된 필름을 포함하는 것인, 광학 적층체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 포지티브 C 층은 셀룰로오스 에스테르계, 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계, 아크릴계 중 하나 이상의 수지를 포함하는 연신된 필름을 포함하는 것인, 광학 적층체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 포지티브 C 층은 접착층에 의해 상기 편광자에 적층되는 것인, 광학 적층체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광학 적층체는 상기 편광자의 광 출사면에 적층된 보호층을 더 포함하는 것인, 광학 적층체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 포지티브 C 층의 지상축에 대해 상기 보호층의 지상축이 이루는 각도는 -14° 내지 +14°인 것인, 광학 적층체.
  9. 제7항에 있어서, 상기 보호층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 3,000nm 이상인 것인, 광학 적층체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 광학 적층체를 포함하는 것인, 광학표시장치.

KR1020210099112A 2021-07-28 2021-07-28 광학 적층체 및 이를 포함하는 광학표시장치 KR20230017523A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210099112A KR20230017523A (ko) 2021-07-28 2021-07-28 광학 적층체 및 이를 포함하는 광학표시장치
US17/873,049 US20230053212A1 (en) 2021-07-28 2022-07-25 Optical laminate and optical display apparatus comprising the same
TW111127859A TW202304711A (zh) 2021-07-28 2022-07-26 光學層壓體和包括其的光學顯示裝置
CN202210889486.3A CN115685430A (zh) 2021-07-28 2022-07-27 光学层压体和包括其的光学显示设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210099112A KR20230017523A (ko) 2021-07-28 2021-07-28 광학 적층체 및 이를 포함하는 광학표시장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230017523A true KR20230017523A (ko) 2023-02-06

Family

ID=85061126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210099112A KR20230017523A (ko) 2021-07-28 2021-07-28 광학 적층체 및 이를 포함하는 광학표시장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230053212A1 (ko)
KR (1) KR20230017523A (ko)
CN (1) CN115685430A (ko)
TW (1) TW202304711A (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
TW202304711A (zh) 2023-02-01
CN115685430A (zh) 2023-02-03
US20230053212A1 (en) 2023-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101768253B1 (ko) 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 액정표시장치
US11163191B2 (en) Organic electroluminescence display device
KR102376556B1 (ko) 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR20190076792A (ko) 발광표시장치용 편광판 및 이를 포함하는 발광표시장치
KR20180024347A (ko) 액정표시장치
WO2015008850A1 (ja) 光学フィルム、円偏光フィルム、3d画像表示装置
KR102434542B1 (ko) Ips 액정표시장치용 편광판 및 이를 포함하는 ips 액정표시장치
KR20190017297A (ko) 액정표시장치
KR102333242B1 (ko) 액정표시장치
KR102137551B1 (ko) Ips 모드용 위상차 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정 표시장치
KR101955768B1 (ko) 액정표시장치
KR101991999B1 (ko) 액정표시장치용 광원측 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR102642055B1 (ko) 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR20230017523A (ko) 광학 적층체 및 이를 포함하는 광학표시장치
CN116438478A (zh) 光学显示装置模块和包括其的光学显示装置
KR102514153B1 (ko) 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
JP6521007B2 (ja) 偏光板、画像表示装置、および画像表示装置における明所コントラストの改善方法
KR102628672B1 (ko) Ips 모드용 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR102457502B1 (ko) 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR20220041678A (ko) 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
US20220099876A1 (en) Optical laminate and optical display apparatus comprising the same
KR102620958B1 (ko) 위상차 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR20220134394A (ko) 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR20220042033A (ko) 편광판 이를 포함하는 광학표시장치
KR20240071630A (ko) 편광판 및 광학표시장치