KR20230080773A - 광학 적층체 및 이를 포함하는 광학 표시 장치 - Google Patents

광학 적층체 및 이를 포함하는 광학 표시 장치 Download PDF

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KR20230080773A
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조성만
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Abstract

편광자, 상기 편광자의 상부면에 적층된 상부 보호 필름 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 하부 보호 필름을 포함하고, 상기 하부 보호 필름 중 상기 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되는 측면은 경사면이고, 상기 하부 보호 필름의 상부면과 상기 경사면이 이루는 각은 90° 미만인 것인, 광학 적층체 및 이를 포함하는 광학 표시 장치가 제공된다.

Description

광학 적층체 및 이를 포함하는 광학 표시 장치{OPTICAL LAMINATE AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 광학 적층체 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
유기발광소자 표시장치는 외부광의 반사로 인하여 시인성과 콘트라스트가 떨어지는 문제점이 있다. 상기 문제점을 해소하기 위하여, 반사 방지용 편광판이 사용되고 있다. 반사 방지용 편광판은 편광자, 편광자의 일면에 적층된 보호층 및 편광자의 다른 일면에 적층된 위상차층을 포함하고, 유기발광소자 패널의 일면에 적층된다.
편광자는 광 흡수축 방향인 MD(machine direction)로 고연신비로 제조되므로 고온 및/또는 고온 고습에서 방치될 경우 수축된다. 이것은 패널의 휨 및 편광판의 들뜸을 일으킬 수 있다. 그런데, 유기발광소자 표시장치는 액정표시장치와는 다르게 패널의 일면에만 편광판이 적층된다. 따라서, 액정표시장치에서의 휨을 억제하는 방법을 유기발광소자 표시장치의 반사 방지용 편광판에 그대로 적용하는데 에는 한계가 있다. 또한, 반사 방지용 편광판은 패널 전면에서 반사 방지 효과를 제공하는 것이니만큼 패널 중앙부와 단부에서의 반사율 차이가 없도록 해야 한다.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 10-2013-0103595호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 광학표시장치용 패널에 적층시키고 고온 및/또는 고온 고습 조건에서 방치시켰을 때, 상기 광학표시장치용 패널의 휨이 없게 하고, 상기 광학표시장치용 패널로부터 광학 적층체의 들뜸이 없게 하는, 광학 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반사 방지용 광학 적층체로서 광학표시장치용 패널에 적층시키고 고온 및/또는 고온 고습 조건에서 방치시켰을 때 중앙부와 단부 간의 반사율 시감성의 차이가 없게 하는, 광학 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 편광자의 하부면에 2매형의 위상차층을 구비하는 광학 적층체로서 고온 및/또는 고온 고습 조건에서 방치시켰을 때 광학표시장치용 패널의 휨이 없게 하고, 광학표시장치용 패널로부터 광학 적층체의 들뜸이 없게 하며, 중앙부와 단부 간의 반사율 시감성의 차이가 없게 하는 광학 적층체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 광학 적층체이다.
광학 적층체는 편광자, 상기 편광자의 상부면에 적층된 상부 보호 필름 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 하부 보호 필름을 포함하고, 상기 하부 보호 필름 중 상기 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되는 측면은 경사면이고, 상기 하부 보호 필름의 상부면과 상기 경사면이 이루는 각은 90° 미만이다.
본 발명의 다른 관점은 광학표시장치이다.
광학표시장치는 본 발명의 광학 적층체를 포함한다.
본 발명은 광학표시장치용 패널에 적층시키고 고온 및/또는 고온 고습 조건에서 방치시켰을 때, 상기 광학표시장치용 패널의 휨이 없게 하고, 상기 광학표시장치용 패널로부터 광학 적층체의 들뜸이 없게 하는, 광학 적층체를 제공하였다.
본 발명은 반사 방지용 광학 적층체로서 광학표시장치용 패널에 적층시키고 고온 및/또는 고온 고습 조건에서 방치시켰을 때 중앙부와 단부 간의 반사율 시감성의 차이가 없게 하는, 광학 적층체를 제공하였다.
본 발명은 편광자의 하부면에 2매형의 위상차층을 구비하는 광학 적층체로서 고온 및/또는 고온 고습 조건에서 방치시켰을 때 광학표시장치용 패널의 휨이 없게 하고, 광학표시장치용 패널로부터 광학 적층체의 들뜸이 없게 하며, 중앙부와 단부 간의 반사율 시감성의 차이가 없게 하는 광학 적층체를 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 편광판 중 하부 보호 필름의 사시도이다.
도 2는 하부 보호 필름의 투상도이다.
도 3은 본 발명 일 실시예의 광학 적층체를 편광자의 광 흡수축 방향에서 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명 일 실시예의 광학 적층체를 편광자의 광 투과축 방향에서 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명 다른 실시예의 광학 적층체를 편광자의 광 흡수축 방향에서 절단한 단면도이다.
도 6은 본 발명 또 다른 실시예의 광학 적층체를 편광자의 광 흡수축 방향에서 절단한 단면도이다.
도 7은 비교예 2의 광학 적층체를 편광자의 광 흡수축 방향에서 절단한 단면도이다.
첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 실시예에 의해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭을 사용하였다. 도면에서 각 구성 요소의 길이, 크기는 본 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명이 도면에 기재된 각 구성 요소의 길이, 크기에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "면내 위상차(Re)"는 하기 식 A로 표시되고, "두께 방향 위상차(Rth)"는 하기 식 B로 표시되고, "이축성 정도(NZ)"는 하기 식 C로 표시될 수 있다:
[식 A]
Re = (nx - ny) x d
[식 B]
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) x d
[식 C]
NZ = (nx - nz)/(nx - ny)
(상기 식 A 내지 식 C에서, nx, ny, nz는 측정 파장에서 각각 광학 소자의 지상축(slow axis) 방향, 진상축(fast axis) 방향, 두께 방향의 굴절률이고, d는 광학 소자의 두께(단위:nm)이다). 상기 식 A 내지 식 C에서 측정 파장은 450nm, 550nm 또는 650nm가 될 수 있다.
본 명세서에서 "단파장 분산성"은 Re(450)/Re(550)이고, "장파장 분산성"은 Re(650)/Re(550)이다. Re(450), Re(550), Re(650)은 각각 위상차층 단독 또는 위상차층 적층체의 파장 450nm, 550nm 및 650nm에서의 면내 위상차(Re)를 의미한다.
본 명세서에서 축 간의 각도를 기재할 때, "+"는 기준을 중심으로 반시계 방향, "-"는 기준을 중심으로 시계 방향을 의미한다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 수치 범위를 나타낼 때 "X 내지 Y"는 "X 이상 Y 이하(X≤ 그리고 ≤Y)"를 의미한다.
본 발명의 발명자는 광학표시장치용 패널에 적층되는 광학 적층체로서 고온 및/또는 고온 고습에서 방치되더라도 상기 광학표시장치용 패널의 휨이 없게 하고, 상기 광학표시장치용 패널로부터의 상기 광학 적층체의 들뜸이 없으며, 상기 광학 적층체가 반사 방지 기능을 갖는 경우에는 광학표시장치용 패널에 적층시키고 고온 및/또는 고온 고습에서 방치되었을 때 중앙부와 단부 간의 반사율 시감성의 차이가 없는 광학 적층체를 제공하였다. 여기에서 "반사율 시감성의 차이가 없다"는 것은 광학 적층체를 광학표시장치용 패널에 적층시켰을 때 중앙부와 단부 간의 반사율의 차이가 적어서 중앙부와 단부 간의 블랙 시감 차이가 적은 것을 의미한다.
본 발명의 광학 적층체는 편광자, 상기 편광자의 상부면에 적층된 상부 보호 필름 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 하부 보호 필름을 포함하고, 상기 하부 보호 필름 중 상기 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되는 측면은 경사면이고, 상기 하부 보호 필름의 상부면과 상기 경사면이 이루는 각도(경사각)는 90° 미만이다.
일 구체예에서, 하부 보호 필름은 반사방지용 위상차 필름일 수 있다.
하기에서 설명되겠지만, 광학 적층체를 광학표시장치용 패널에 점착시켰을 때 하부 보호 필름은 상부 보호 필름 대비 광학표시장치용 패널에 더 가깝게 배치된다. 이로 인해, 광학 적층체가 광학표시장치용 패널에 점착되는 면적은 하부 보호 필름의 상부면의 면적 대비 작게 된다. 따라서, 고온 및/또는 고온 고습에서 장기간 방치되었을 때 편광자의 수축에 따른 영향이 광학표시장치용 패널에 전달되는 정도가 낮아짐으로써 광학표시장치용 패널의 휨 및 광학표시장치용 패널로부터 광학 적층체의 들뜸이 없게 하고, 광학표시장치용 패널의 중앙부와 단부 간의 반사율 및 시감성의 차이가 없도록 할 수 있다.
특히, 본 발명의 광학 적층체는 유기발광표시장치에서와 같이 패널의 일면에만 부착되는 경우에도 상술 휨 및 들뜸이 없도록 할 수 있다. 또한, 본 발명의 광학 적층체는 편광자의 하부면에 하기에서 설명되는 지상축을 갖는 2개의 위상차층을 구비하는 경우 상술 휨 및 들뜸이 없도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 광학 적층체를 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4를 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 하부 보호 필름의 사시도이다. 도 2는 상기 하부 보호 필름의 투상도이다. 도 3은 본 발명 일 실시예의 광학 적층체를 편광자의 광 흡수축 방향에서 절단한 단면도이다. 도 4는 본 발명 일 실시예의 광학 적층체를 편광자의 광 투과축 방향에서 절단한 단면도이다.
광학 적층체는 편광자(10), 편광자(10)의 상부면에 적층된 상부 보호 필름(20) 및 편광자(10)의 하부면에 적층된 하부 보호 필름(30)을 포함할 수 있다.
광학 적층체 중 편광자(10)는 면내 방향 중 광 흡수축(101)과 광 투과축(102)을 갖는다. 편광자의 광 흡수축(101)과 편광자의 광 투과축(102)은 서로 직교할 수 있다. 편광자의 광 흡수축은 편광자의 MD(machine direction), 편광자의 광 투과축은 편광자의 TD(transverse direction)가 될 수 있다.
하부 보호 필름(30)은 상부면(35); 하부면(36); 상부면(35)과 하부면(36)을 연결하는 4개의 측면(31, 32, 33, 34)으로 구성된다. 4개의 측면은 편광자의 광 흡수축(101) 방향에 위치되며 서로 대향하는 2개의 측면(33, 34)과 편광자의 광 투과축(102) 방향에 위치되며 서로 대향하는 2개의 측면(31, 32)으로 구성된다. 도 1에서 편광자의 광 흡수축(101)과 편광자의 광 투과축(102)를 나타내었으나, 하부 보호 필름(30)이 편광자의 광 흡수축(101)과 편광자의 광 투과축(102)을 갖는 것은 아니며, 이것은 하부 보호 필름의 4개의 측면(31, 32, 33, 34)을 설명하기 위함이다.
편광자의 광 흡수축 방향에 위치되며 서로 대향하는 2개의 측면(33, 34)은 각각 경사면이다.
이로 인해, 하부 보호 필름(30)의 하부면(36)의 면적은 하부 보호 필름(30)의 상부면(35) 면적 대비 작아지게 된다. 이것은 광학 적층체를 고온 및/또는 고온 고습에서 장시간 방치하였을 때 편광자(10)의 수축력이 하부 보호 필름(30)을 거쳐 점착층 및 광학표시장치용 패널에 전달되는 정도를 낮추어 줌으로써 광학표시장치용 패널의 휨이 없게 하고, 광학표시장치용 패널로부터 들뜸이 없는 효과를 제공하였다. 광 투과축 방향에 위치되며 서로 대향하는 2개의 측면이 각각 경사면인 하부 보호 필름을 포함하는 광학 적층체는 본 발명의 상기 효과를 제공할 수 없다.
일 구체예에서, 하부 보호 필름의 하부면의 면적은 하부 보호 필름의 상부면의 면적의 99.5% 내지 99.99%, 바람직하게는 99.8% 내지 99.95%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광자와 하부 보호 필름 간의 접착력도 확보하고 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
일 구체예에서, 하부 보호 필름의 상부면과 경사면이 이루는 각도(θ1)는 바람직하게는 5° 내지 80°, 더 바람직하게는 30° 내지 80°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
편광자의 광 흡수축 방향의 절단면에서 하부 보호 필름의 상부면과 하부 보호 필름의 하부면의 길이의 차이는 0㎛ 내지 45㎛, 구체적으로 0㎛ 초과 45㎛ 이하, 바람직하게는 10㎛ 내지 45㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체와 패널 사이의 들뜸이나 휨을 발생시키지 않고 중앙부와 단부의 반사 시감성이 차이가 나지 않는 효과가 있을 수 있다.
하부 보호 필름(30) 중 편광자의 광 투과축(102) 방향에 위치되며 서로 대향하는 측면(31, 32)은 수직 단면이 될 수 있다. 본 명세서에서 "수직 단면"은 상부면과 측면이 이루는 각도 또는 하부면과 측면이 이루는 각도가 90°인 경우를 의미한다.
도 3 및 도 4에서 도시되지 않았지만, "광학표시장치용 패널"은 하부 보호 필름(30)의 하부면에 점착층을 매개로 배치될 수 있다. 따라서, 하부 보호 필름(30)은 상부 보호 필름 대비 광학표시장치용 패널에 인접하여 적층되며, 내부광이 상기 편광자에 입사되는 광 입사면에 적층된 보호 필름인 것이다. 여기에서 "내부광"은 광학표시장치용 패널 예를 들면 유기발광소자 패널을 포함하는 발광소자 패널로부터 출사되는 광을 의미한다.
도 3에서 보여지는 바와 같이 하부 보호 필름 중 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되는 2개의 측면은 모두 경사면일 수도 있고, 2개의 측면 중 1개의 측면만 경사면일 수도 있다.
편광자(10)는 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되며 서로 대향하는 2개의 측면이 경사면일 필요는 없다. 즉, 편광자는 편광자의 상부면과 하부면을 연결하는 4개의 측면이 모두 수직 단면일 수 있다.
그러나, 경사면을 갖는 하부 보호 필름은 타발 공정에 의해 제조되기 때문에, 광학 적층체의 제조 공정성을 용이하게 하기 위하여, 편광자(10) 중 광 흡수축 방향에 위치되며 서로 대향하는 2개의 측면(11)은 경사면이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치용 패널의 휨과 광학 적층체의 들뜸이 없도록 하는 효과를 제공하는데 도움을 줄 수 있다.
바람직하게는, 편광자(10)의 상부면과 편광자(10) 중 광 흡수축 방향에 위치되는 경사면(11)이 이루는 각도(θ2)는 90° 미만, 더 바람직하게는 5° 내지 80°, 가장 바람직하게는 30° 내지 80°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 중앙부와 단부 간의 반사율 시감성의 차이가 없도록 할 수 있다.
편광자(10) 중 광 투과축 방향에 위치되며 서로 대향하는 2개의 측면은 수직 단면일 수 있다.
편광자의 광 흡수축 방향의 절단면에서 편광자의 상부면과 편광자의 하부면의 길이의 차이는 0㎛ 내지 45㎛, 구체적으로 0㎛ 초과 45㎛ 이하, 바람직하게는 10㎛ 내지 45㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체와 패널 사이의 들뜸이나 휨을 발생시키지 않고 중앙부와 단부의 반사 시감성이 차이가 나지 않는 효과가 있을 수 있다.
상부 보호 필름(20)은 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되며 서로 대향하는 2개의 측면이 경사면일 필요는 없다. 즉, 상부 보호 필름은 상부 보호 필름의 상부면과 하부면을 연결하는 4개의 측면이 모두 수직 단면일 수 있다.
그러나, 경사면을 갖는 하부 보호 필름은 타발 공정에 의해 제조되기 때문에, 광학 적층체의 제조 공정성을 용이하게 하기 위하여, 상부 보호 필름(20) 중 광 흡수축 방향에 위치되며 서로 대향하는 2개의 측면(21)은 경사면이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치용 패널의 휨과 광학 적층체의 들뜸이 없도록 하는 효과를 제공하는데 도움을 줄 수 있다.
일 구체예에서, 상부 보호 필름(20)의 상부면과 편광자(10) 중 광 흡수축 방향에 위치되는 경사면(21)이 이루는 각도(θ3)는 90° 미만, 바람직하게는 5° 내지 80°, 더 바람직하게는 30° 내지 80°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 중앙부와 단부 간의 반사율 시감성의 차이가 없도록 할 수 있다.
상부 보호 필름(20) 중 광 투과축 방향에 위치되며 서로 대향하는 2개의 측면은 수직 단면일 수 있다.
상부 보호 필름의 편광자의 광 흡수축 방향의 절단면에서 상부 보호 필름의 상부면과 하부면의 길이의 차이는 0㎛ 내지 45㎛, 구체적으로 0㎛ 초과 45㎛ 이하, 바람직하게는 10㎛ 내지 45㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체와 패널 사이의 들뜸이나 휨을 발생시키지 않고 중앙부와 단부의 반사 시감성이 차이가 나지 않는 효과가 있을 수 있다.
θ1, θ2, θ3은 동일하거나 다를 수 있고, 바람직하게는 이들은 서로 동일함으로써 광학 적층체의 제조시 타발을 1회만 해도 되기 때문에 공정성을 개선할 수 있다. 일 구체예에서, 하부 보호 필름(30)의 경사면(33), 편광자(10)의 경사면(11) 및 상부 보호 필름(20)의 경사면(21)은 하나의 평면으로서 일체로 연장되어 형성될 수 있다.
광학 적층체는 편광자, 편광자의 상부면에 적층된 상부 보호 필름 및 편광자의 하부면에 적층된 하부 보호 필름을 포함하는 적층체를 제조하고, 상기 적층체의 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되며 서로 대향하는 측면에서 상기 각도(θ1)이 나오도록 상기 적층체의 일부를 타발함으로써 제조될 수 있다.
이하, 본 발명의 광학 적층체 중 각 구성 성분을 상세하게 설명한다.
편광자
편광자(10)는 입사된 자연광 또는 편광을 중 특정 방향의 직선 편광으로 변환시킨다.
편광자(10)는 편광도가 99% 이상, 예를 들면 99% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 위상차층과 조합시 반사 방지 성능을 높일 수 있다.
편광자(10)는 두께가 2㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 4㎛ 내지 25㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 광학 적층체에 사용될 수 있다.
편광자(10)는 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름으로부터 제조될 수 있다. 구체적으로, 편광자는 상기 고분자 필름을 요오드나 이색성 염료를 염색시키고, 이를 MD로 연신시켜 제조될 수 있다. 구체적으로, 팽윤 과정, 염색 단계, 연신 단계, 가교 단계를 거쳐 제조될 수 있다.
요오드, 이색성 염료 중 1종 이상의 이색성 물질이 염착되고 연신된 폴리비닐알코올계 필름을 제조하는 단계를 설명한다.
염착 및 연신된 폴리비닐알코올계 필름은 폴리비닐알코올계 필름을 염착, 연신하는 공정에 의해 제조될 수 있다. 편광자의 제조 방법에서 염착, 연신의 순서는 제한되지 않는다. 즉, 폴리비닐알콜계 필름을 염착한 후 연신할 수도 있고, 연신한 후 염착할 수도 있으며 또는 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. 폴리비닐알콜 또는 그 유도체의 중합도는 1000 내지 5000이 될 수 있고, 검화도는 80mol% 내지 100mol%가 될 수 있다. 폴리비닐알콜계 필름의 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.
일 구체예에서, 염착 용액은 요오드화칼륨을 1중량% 내지 5중량% 포함하는 수용액이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광도를 확보하면서 편광자 중 요오드화칼륨 농도를 확보함으로써 본 발명의 효과 구현에 용이할 수 있다.
염착조의 온도는 20℃ 내지 45℃가 될 수 있고 폴리비닐알콜계 필름의 염착조 침지 시간은 10초 내지 300초가 될 수 있다. 상기 범위에서 편광도를 확보하면서 편광자 중 요오드화칼륨 농도를 확보함으로써 본 발명의 효과 구현에 용이할 수 있다.
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.
일 구체예에서, 습식 연신조는 요오드화칼륨을 0중량% 내지 5중량%, 구체적으로 1중량% 내지 5중량%, 붕산을 0중량% 내지 5중량%, 구체적으로 1중량% 내지 5중량% 포함하는 수용액이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광도를 확보하면서 편광자 중 요오드화칼륨 농도를 확보함으로써 본 발명의 효과 구현에 용이할 수 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, 요오드화칼륨 등이 더 포함될 수도 있다.
일 구체예에서, 가교조는 붕산을 0중량% 내지 5중량%, 구체적으로 1중량% 내지 5중량% 포함하는 수용액이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광도를 확보하면서 편광자 중 요오드화칼륨 농도를 확보함으로써 본 발명의 효과 구현에 용이할 수 있다. 일 구체예에서, 가교조의 온도는 20℃ 내지 45℃가 될 수 있다.
염착 및 연신된 폴리비닐알콜계 필름은 보색조에서 보색 처리될 수도 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.
하부 보호 필름
하부 보호 필름(20)은 위상차를 가지며 편광자와 광학표시장치의 패널 사이에 적층되어 외부광에 대한 반사 방지 기능을 제공할 수 있다.
일 구체예에서, 하부 보호 필름은 도 1, 도 2, 도 3, 도 4에서 보여지는 바와 같이 1매형의 위상차 필름일 수도 있다.
다른 구체예에서, 하부 보호 필름은 도 5에서 보여지는 바와 같이, 제1 위상차층(37) 및 제1 위상차층(37)의 일면에 적층된 제2 위상차층(38)을 포함하는 2매형의 하부 보호 필름이 될 수 있다. 일반적으로 2매형 위상차층은 1매형 위상차층 대비 더 개선된 반사 방지 효과를 제공할 수 있다.
특히, 본 발명은 제1 위상차층 및 제2 위상차층에서와 같이 서로 다른 재료로 형성된 2매형 하부 보호 필름을 포함하지만, 하부 보호 필름의 하부면의 면적이 편광자의 하부면의 면적보다 작게 함으로써 패널의 휨, 광학 적층체의 들뜸이 없게 하고, 중앙부와 단부 간의 반사율 시감성의 차이가 없도록 할 수 있다.
2매형 하부 보호 필름은 편광자의 하부면에서부터 순차적으로 적층된, 제1 위상차층(37) 및 제2 위상차층(38)을 포함할 수 있다. 제1 위상차층과 제2 위상차층은 파장 550nm에서 서로 다른 면내 위상차를 갖는다. 제2 위상차층은 제1 위상차층에 직접적으로 형성될 수 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 제1 위상차층과 제2 위상차층 사이에 임의의 점착층 또는 접착층이 형성되지 않음을 의미한다.
제1 위상차층(37)은 파장 550nm에서 면내 위상차(Re)가 210nm 내지 270nm이고, 제2 위상차층(38)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 60nm 내지 150nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면과 측면 모두에서 반사율을 낮추고, 반사 색감을 블랙하게 해주어 화면 품질을 개선하는데 도움을 줄 수 있다.
제1 위상차층(37)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 210nm 내지 270nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면과 측면 모두에서 반사율을 낮추고 정면에서 블랙 시감을 개선하여 화면 품질을 개선하는데 도움을 줄 수 있다. 바람직하게는, 제1위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 215nm 내지 265nm, 220nm 내지 260nm가 될 수 있다.
제1 위상차층(37)은 정파장 분산성으로서, 단파장 분산성이 1.0 내지 1.5이고, 장파장 분산성이 0.90 내지 1.0이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체 사용시 정면과 측면에서 반사율을 낮출 수 있다. 바람직하게는, 제1 위상차층은 단파장 분산성이 1 내지 1.1, 1 초과 1.1 이하이고, 장파장 분산성이 0.98 내지 1, 0.99 내지 1, 0.995 이상 1 미만이 될 수 있다.
제1 위상차층(37)은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 양(+)의 값을 가지며, 100nm 내지 300nm, 바람직하게는 110nm 내지 280nm, 120nm 내지 260nm, 가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 반사율의 개선 효과가 있을 수 있다.
제1 위상차층(37)은 파장 550nm에서 이축성 정도가 양(+)의 값을 가지며, 1 내지 2.5, 바람직하게는 1.1 내지 1.5이 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 반사율 개선 효과가 있을 수 있다.
제1 위상차층(37)은 액정층 또는 비 액정층이 될 수 있다. 상기 "비 액정층"은 액정 모노머, 액정 올리고머, 액정 폴리머 중 1종 이상으로 형성되지 않거나 광 조사 등에 의해 액정 모노머, 액정 올리고머 또는 액정 폴리머로 변환되지 않는 물질로 형성되는 층을 의미할 수 있다.
제1 위상차층(37)은 양(+)의 복굴절성을 갖는 수지를 포함할 수 있다. 상기 '양(+)의 복굴절성"은 연신에 의해 복굴절 특성이 부여되는 투명한 필름에서 연신 방향으로 굴절률이 커지는 특성을 의미한다.
제1 위상차층(37)은 광학적으로 투명하여, 파장 550nm에서 단체 투과율이 90% 이상, 예를 들면 90% 내지 100%가 될 수 있다.
일 구체예에서, 제1 위상차층은 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트(PET), 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀(COP)계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 1종 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있다. 바람직하게는, 상기 단파장 분산성, 장파장 분산성을 확보하기 위하여 고리형 폴리올레핀계 필름을 포함할 수 있다. 고리형 폴리올레핀계 필름은 본 발명의 광학 적층체에 있어서, 정면 반사율 개선 면에서 효과를 제공할 수 있다.
제1 위상차층(37)은 두께가 20㎛ 내지 70㎛, 구체적으로 30㎛ 내지 60㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체에 사용될 수 있다.
제1 위상차층(37)은 광학적으로 투명한 수지로 형성된 미연신 상태의 필름을 연신시켜 제조될 수 있고, 추후 롤 투 롤(roll to roll)로 편광자에 적층되어 광학 적층체를 제조할 수 있게 함으로써 공정성을 개선할 수 있다.
일 구체예에서, 제1 위상차층(37)은 미연신 상태의 필름의 길이 방향(machine direction)에 대해 소정의 각도로 기울어진 방향으로 경사 연신된 경사 연신된 필름으로서, 필름의 MD에 대해 경사된 지상축(slow axis)을 확보할 수 있다.
편광자의 광 흡수축을 기준으로 제1 위상차층의 지상축이 이루는 각도(α1)의 절대값은 10° 내지 30°이다. 상기 범위로 기울어짐으로써 제2 위상차층의 지상축과 소정 각도를 만족함으로써 정면과 측면 모두에서 반사율을 낮출 수 있다. 바람직하게는, 상기 각도(α1)의 절대값은 12° 내지 28°, 더 바람직하게는 15° 내지 25°가 될 수 있다.
제2 위상차층(38)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 60nm 내지 150nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면과 측면 모두에서 반사율을 낮추어 화면 품질을 개선하는데 도움을 줄 수 있다. 바람직하게는, 제2 위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 70nm 내지 140nm, 80nm 내지 135nm가 될 수 있다.
제2 위상차층(38)은 정파장 분산성으로서, 단파장 분산성이 1.0 내지 1.4, 장파장 분산성이 0.9 내지 1.0이 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1 위상차층 대비 파장 분산성이 차이가 줄어들어 파장별 원편광도가 높아져 반사 성능을 좋게 할 수 있다. 바람직하게는, 제2 위상차층은 단파장 분산성이 1.0 내지 1.2이고, 장파장 분산성이 0.91 내지 0.99이 될 수 있다.
제2 위상차층(38)은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 음(-)의 값을 가지며, -210nm 내지 -10nm, 바람직하게는 -180nm 내지 -40nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면에 대한 원편광도가 높아져 측면 반사율에 대한 효과가 있을 수 있다.
제2 위상차층(38)은 파장 550nm에서 이축성 정도가 음(-)의 값을 가지며, -1 내지 -0.01, 바람직하게는 -0.7 내지 -0.01이 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면에 대한 원편광도가 개선되어 측면 반사율의 저하 효과를 얻을 수 있다.
편광자의 광 흡수축을 기준으로 제2위상차층의 지상축이 이루는 각도(α2)의 절대값은 79° 내지 89°이다. 상기 범위로 기울어짐으로써 정면과 측면 모두에서 반사율을 낮출 수 있고, 본 발명의 패널 휨과 들뜸을 낮추는데 도움을 줄 수 있다. 바람직하게는, 상기 각도(α2)의 절대값은 81° 내지 87°가 될 수 있다.
일 구체예에서, 각도(α1)은 +10° 내지 +30°이고, 각도(α2)는 81° 내지 +87°일 수 있다. 다른 구체예에서, 각도(α1)은 -10° 내지 -30°이고, 각도(α2)는 -81° 내지 -89°일 수 있다.
일 구체예에서, 제1 위상차층의 지상축과 제2 위상차층의 지상축이 이루는 각도는 49° 내지 79°, 바람직하게는 54° 내지 74°, 더 바람직하게는 57° 내지 71°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 원편광도가 높아지는 효과가 있을 수 있다.
제2 위상차층(38)은 두께가 1㎛ 내지 15㎛, 바람직하게는 3㎛ 내지 12㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제2위상차층의 전체 폭에 대해 균일한 두께 방향 위상차가 잘 발현될 수 있고, 광학 적층체의 박막화 효과를 얻을 수 있다.
제2 위상차층(38)은 굴절률이 1.4 내지 1.6, 바람직하게는 1.45 내지 1.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1위상차층 대비 굴절률이 제어되어 투명성이 높아지는 효과가 있을 수 있다.
제2 위상차층(38)은 하기 상술되는 제2위상차층용 조성물로 형성되며, 이때 코팅 방향 및/또는 코팅 방법 등을 제어함으로써, 제2위상차층의 지상축이 편광자의 투과축에 대해 소정 범위의 각도를 가짐으로써 정면과 측면 모두에서 반사율을 낮추고, 측면에서 타원율을 높일 수 있고, 정면에서의 블랙 시감을 개선할 수 있다. 제2위상차층은 제1위상차층에 직접적으로 형성된 위상차 코팅층일 수 있다.
제2위상차층(38)은 음(-)의 복굴절성을 갖는 수지를 포함할 수 있다. 상기 '음(-)의 복굴절성"은 연신에 의해 복굴절 특성이 부여되는 투명한 필름에서 연신 방향과 직각 방향으로 굴절률이 커지는 특성을 의미한다.
이하, 제2위상차층용 조성물을 설명한다.
제2위상차층은 비-액정층이 될 수 있다. 제2위상차층을 액정으로 할 경우 액정을 일정 각도로 배향하기 위해 필요한 배향막이 광학 적층체에 필수적으로 포함되어야 하고, 이로 인하여 이물이 발생할 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층용 조성물은 비-액정성으로서, 셀룰로스 에스테르계 중합체, 폴리스타이렌계 중합체 중 1종 이상을 포함한다.
이하, 셀룰로스 에스테르계 중합체를 설명한다.
본 명세서에서 '중합체'는 올리고머, 폴리머, 또는 수지를 포함하는 의미로 사용된다.
셀룰로스 에스테르계 중합체는 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 pat00001
(상기 화학식 1에서, n은 1 이상의 정수)
셀룰로스 에스테르계 중합체를 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 헤테로 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, 제2위상차층용 조성물은 아실, 할로겐 또는 할로겐 함유 작용기로 치환된 셀룰로스 에스테르계 중합체를 포함할 수 있다. 더 바람직하게는 상기 할로겐은 플루오린이 될 수 있다. 할로겐은 셀룰로스 에스테르계 중합체 중 1중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 물성을 갖는 제2위상차층 제조가 용이할 수 있으며, 원편광도(타원율)을 좀 더 높일 수 있다.
상기 셀룰로스 에스테르계 중합체는 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조되거나 상업적으로 판매되는 제품을 구입하여 제2위상차층 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.
폴리스타이렌계 중합체는 하기 화학식 2의 모이어티를 포함할 수 있다:
[화학식 2]
Figure pat00002
(상기 화학식 2에서, 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.
제2위상차층용 조성물은 상술한 셀룰로스 에스테르계 중합체 또는 폴리스타이렌계 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 제2위상차층용 조성물 중 0.1중량% 내지 30중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 위상차 발현율, 파장 분산성을 조절하는 효과가 있다.
제2위상차층용 조성물은 당업자에게 알려진 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 안료, 산화 방지제 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제1 위상차층과 제2 위상차층의 적층체 즉 하부 보호 필름은 제1 위상차층용 필름용 미연신 필름을 상기 미연신 필름의 MD에 대해 경사 방향으로 연신시키고; 경사 방향으로 연신된, 제1 위상차층용 필름에 제2 위상차층용 조성물을 소정의 두께로 도포하여 제2 위상차층용 도막을 형성하고; 제1 위상차층용 필름과 제2 위상차층용 도막 전체를, 상기 제1 위상차층용 필름의 MD로 1축 연신시킴으로써 위상차층을 제조할 수 있다.
상부 보호 필름
상부 보호 필름(20)은 광학 적층체를 표시장치용 패널에 장착시 최 외곽에 적층되며 외부광은 상부 보호 필름을 통해 편광자에 투과된다. 외부광은 상부 보호 필름, 편광자, 하부 보호 필름을 순차적으로 통과함으로써 반사 방지될 수 있다. 상부 보호 필름은 광학 적층체의 최 외곽에 적층되어 편광자를 보호할 수 있다.
상부 보호 필름(20)은 광학적으로 투명한 수지로 형성된 필름일 수 있다. 상기 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르, 아크릴, 시클릭올레핀폴리머(COP), 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리노르보르넨, 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리페닐렌에테르, 폴리페닐렌술피드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리이미드 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상부 보호 필름은 트리아세틸셀룰로스계 필름일 수 있다.
상부 보호 필름(20)은 두께가 10㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 90㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체에 사용될 수 있다.
일 구체예에서, 상부 보호 필름(20)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 3,000nm 미만, 예를 들면 0nm 이상 3000nm 미만, 0nm 내지 50nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 반사 방지 효과에 영향을 주지 않을 수 있다.
다른 구체예에서, 상부 보호 필름(20)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 3,000nm 이상, 예를 들면 4,000nm 내지 15,000nm, 5,000nm 내지 12,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체를 광학표시장치에 적용시 화면 품질이 좋지 않게 되는 문제가 없을 수 있다. 특히, 상기 범위에서, 상부 보호 필름이 폴리에틸렌테레프탈레이트계 등을 포함하는 폴리에스테르계 수지 필름인 경우 무지개 무라에 의한 얼룩 시인을 최소화할 수 있다. 상부 보호 필름은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 15,000nm 이하, 예를 들면 4,000nm 내지 15,000nm, 5,000nm 내지 12,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체를 광학표시장치에 적용시 화면 품질이 좋지 않게 되는 문제가 없을 수 있다. 특히, 상기 범위에서, 상부 보호 필름이 폴리에틸렌테레프탈레이트계 등을 포함하는 폴리에스테르계 수지 필름인 경우 무지개 무라에 의한 얼룩 시인을 최소화할 수 있다. 상부 보호 필름은 파장 550nm에서 이축성 정도가 2.0 이하, 예를 들면 1.0 내지 2.0, 1.1 내지 1.8이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체를 광학표시장치에 적용시 화면 품질이 좋지 않게 되는 문제가 없을 수 있다. 특히, 상기 범위에서, 상부 보호 필름이 폴리에틸렌테레프탈레이트계 등을 포함하는 폴리에스테르계 수지 필름인 경우 무지개 무라에 의한 얼룩 시인을 최소화할 수 있다.
바람직하게는, 상부 보호 필름은 하부 보호 필름 대비 파장 550nm에서 면내 위상차가 더 커서 예를 들면 파장 550nm에서 면내 위상차가 3000nm 이상이 될 수 있다. 이 경우, 상부 보호 필름은 편광자와 함께 반사 방지 효과를 제공하지 않는 대신에 복굴절을 가질 경우 무지개 무라에 의한 얼룩 시인을 최소화할 수 있다. 바람직하게는, 상부 보호 필름은 하부 보호 필름 대비 파장 550nm에서 면내 위상차가 작고 예를 들면 0nm 내지 50nm가 될 수 있다. 이 경우, 상부 보호 필름은 하부 보호 필름과 편광자 간의 반사 방지 작용에 영향을 주지 않을 수 있다.
상부 보호 필름(20)은 상기 면내 위상차 범위를 갖도록 하기 위하여 연신되어 제조될 수 있다. 이로 인해, 보호층은 면내 방향 중 광축을 갖는다.
상부 보호 필름(20)의 광축은 면내 방향 중 지상축(slow axis) 및 진상축(fast axis)을 갖는다. 지상축은 면내 방향 중 굴절률이 가장 높은 축이며, 진상축은 면내 방향 중 굴절률이 가장 낮은 축으로 정의된다.
일 구체예에서, 상부 보호 필름은 지상축이 상부 보호 필름의 TD(transverse direction)이고 진상축이 상부 보호 필름의 MD(machine direction)인 필름일 수 있다. 다른 구체예에서, 상부 보호 필름은 지상축이 상부 보호 필름의 MD이고 진상축이 보호층의 TD인 필름일 수 있다. 또 다른 구체예에서, 상부 보호 필름은 지상축과, 진상축이 모두 상부 보호 필름의 MD와 TD 사이에 있는 경사 방향이 될 수 있다.
바람직하게는, 상부 보호 필름이 폴리에틸렌테레프탈레이트계 등을 포함하는 폴리에스테르계 필름인 경우, 지상축이 보호층의 TD이고 진상축이 보호층의 MD인 필름이 됨으로써, 본 발명의 효과 구현이 보다 용이해지고 하기 설명되는 위상차층에 적층시 화면 품질이 보다 개선될 수 있다.
편광자의 투과축을 기준으로, 상부 보호 필름의 지상축은 -5° 내지 +5°, 구체적으로 -3° 내지 +3°, 0°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체의 롤 투 롤 제조가 가능해져 광학 적층체의 제조 공정성을 개선할 수 있다.
상부 보호 필름은 TD 또는 MD로 1축 또는 2축 연신하고 열 고정 단계를 통해 제조될 수 있다.
상부 보호 필름(20)은 일면 또는 다른 일면에 기능성 코팅층을 더 포함할 수 있다. 기능성 코팅층은 보호층에 추가적인 기능을 제공할 수 있다. 기능성 코팅층은 반사 방지층, 저반사층, 안티글레어층, 하드코팅층 또는 내지문성층 등이 될 수 있고, 바람직하게는, 기능성 코팅층은 반사 방지층, 저반사층 또는 안티글레어층이 될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 실시예의 광학 적층체를 설명한다. 도 6은 본 발명 또 다른 실시예의 광학 적층체를 편광자의 광 흡수축 방향에서 절단한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 광학 적층체는 편광자(10), 상부 보호 필름(20), 제1 위상차층(34), 제2 위상차층(35) 및 점착층(40)을 포함한다. 도 5에서 설명된 광학 적층체 대비 점착층(40)이 더 적층된 점을 제외하고는, 실질적으로 동일하다.
편광자(10), 상부 보호 필름(20), 제1 위상차층(31), 제2 위상차층(32)에 대한 상세 내용은 도 5에서 설명된 부분과 실질적으로 동일하기 때문에 생략한다. 여기에서는 점착층(40)에 대해서만 설명한다.
점착층(40)은 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되는 측면(41)은 경사면이다. 이를 통해, 광학표시장치용 패널의 휨과 광학 적층체의 들뜸이 없도록 하는 효과를 제공하는데 도움을 줄 수 있다.
일 구체예에서, 점착층(40)의 상부면과 편광자(10) 중 광 흡수축 방향에 위치되는 경사면(41)이 이루는 각도(θ4)는 90° 미만, 바람직하게는 5° 내지 80°, 더 바람직하게는 30° 내지 80°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 중앙부와 단부 간의 반사율 시감성의 차이가 없도록 할 수 있다.
점착층(40) 중 광 투과축 방향에 위치되며 서로 대향하는 2개의 측면은 수직 단면일 수 있다.
점착층(40)은 감압 점착 필름(pressure sensitive adhesive film) 또는 광학 투명성 점착 필름(optical clear adhesive film)이 될 수 있다. 점착 필름은 특별히 제한되지 않지만, 알킬기 함유 (메트)아크릴계 단량체 및 수산기 함유 (메트)아크릴계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물로부터 제조된 (메트)아크릴계 점착 수지를 포함하는 점착제 조성물로 형성될 수 있다.
점착층(40)은 두께가 5㎛ 내지 30㎛, 바람직하게는 10㎛ 내지 25㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 적층체에 적용될 수 있다.
θ1, θ2, θ3, θ4는 동일하거나 다를 수 있고, 바람직하게는 이들은 서로 동일함으로써 광학 적층체의 제조시 타발을 1회만 해도 되기 때문에 공정성을 개선할 수 있다. 일 구체예에서, 하부 보호 필름(30)의 경사면, 편광자(10)의 경사면, 상부 보호 필름(20)의 경사면 및 점착층(40)의 경사면(41)은 하나의 평면으로서 연장되어 형성될 수 있다.
광학 적층체는 편광자, 편광자의 상부면에 적층된 상부 보호 필름 및 편광자의 하부면에 순차적으로 적층된 하부 보호 필름 및 점착층을 포함하는 적층체를 제조하고, 상기 적층체의 편광자의 광 흡수축 방향의 두께 방향 일면에서 상기 각도(θ1)이 나오도록 상기 적층체의 일부를 타발함으로써 제조될 수 있다.
광학 표시 장치
본 발명의 광학표시장치는 본 발명 실시예의 광학 적층체를 포함한다. 광학표시장치는 유기발광소자(OLED), 무기 발광소자, 또는 유기-무기 발광소자를 포함하는 표시장치 등을 포함하는 발광소자 표시장치를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 유기발광소자 표시장치는 플렉서블형 또는 비플렉서블형 기판을 포함하는 유기발광소자 패널, 상기 유기발광소자 패널 상에 적층된 본 발명의 광학 적층체를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 1
위상차층의 제조
MD 기준으로 45° 방향으로 경사 연신하여 제조된 고리형 폴리올레핀(COP)계 필름(Zeon社, ZD film)을 준비한다, 고리형 폴리올레핀(COP)계 필름(Zeon社, ZD film)의 하부면에 제2 위상차층을 형성하기 위한 조성물[셀룰로스 에스테르계 중합체(트리플루오로아세틸을 가짐)를 포함하는 비액정성 조성물]을 도포하여 제2 위상차층을 형성하기 위한 도막을 형성하였다.
상기 도막을 건조시킨 다음, 상기 도막과 상기 COP계 필름의 적층체를 COP계 필름의 MD 방향으로 1.2 ~ 1.4배 연신시켜, 제1 위상차층(파장 550nm에서 Re: 250nm)과 제2 위상차층(파장 550nm에서 Re: 114nm)의 적층체인 하부 보호 필름(두께: 56㎛)을 제조하였다.
편광자의 제조
물로 수세한 폴리비닐알콜계 필름(PS#60, 일본 Kuraray社, 연신 전 두께: 60㎛)을 30℃ 물의 팽윤조에서 팽윤 처리하였다.
팽윤조를 통과한 폴리비닐알콜계 필름을 요오드화칼륨 3중량%를 포함하는 수용액을 함유하는 30℃의 염착조에서 200초 동안 처리하였다. 염착조를 통과한 폴리비닐알콜계 필름을 붕산 2.5중량%를 함유하는 30℃ 수용액인 습식 가교조를 통과시켰다. 가교조를 통과한 폴리비닐알콜계 필름을 붕산 2.5중량%, 요오드화칼륨 3중량%를 함유하는 50℃ 수용액인 습식 연신조에서 연신시키되, 총 연신비가 6배가 되도록 연신시켰다.
습식 연신조를 통과한 폴리비닐알코올계 필름을 붕산 1중량%, 요오드화칼륨 5중량%을 포함하고, 25℃인 보색조에서 100초 동안 침지시킨 다음, 세척하고, 건조시켜 편광자(두께: 12㎛)를 제조하였다.
광학 적층체의 제조
상부 보호 필름으로 상부면에 하드코팅층이 형성된 트리아세틸셀룰로스 필름(두께: 29㎛, KA25-HC, 일본제지社, 파장 550nm에서 면내 위상차: 5nm)을 사용하였다.
상부 보호 필름의 하부면에 편광자를 UV 경화형 접착제로 합지하고, 편광자의 하부면에 하부 보호 필름을 편광자로부터 제1 위상차층, 제2 위상차층의 순서로 적층시킨 다음 UV 경화형 접착제로 합지하고 경화시켰다. 그런 다음, 타발 시발점을 제2 위상차층의 하부면으로 하여 제2 위상차층 쪽에서 상부 보호 필름 쪽으로 타발하여, 도 5를 만족하는 광학 적층체(두께: 110㎛)를 제조하였다.
광학 적층체 중 편광자의 광 흡수축에 대해 제1 위상차층의 지상축이 이루는 각도는 +20°이고, 편광자의 광 흡수축에 대해 제2 위상차층의 지상축이 이루는 각도는 +84°이다.
실시예 2 내지 실시예 4
실시예 1에서 각도 θ1, θ2, θ3을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 적층체를 제조하였다.
실시예 5
실시예 1에서 하부 보호 필름의 하부면에 점착층(아크릴계)을 더 적층시키고 도 6의 단면(θ4=60°)을 갖는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 적층체를 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서 도 5의 각도 θ1, θ2, θ3이 모두 90°가 됨으로써 편광자의 광 투과축 방향에 위치되며 서로 대향하는 2개의 측면이 수직 단면이고, 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되며 서로 대향하는 2개의 측면이 수직 단면인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 적층체를 제조하였다.
비교예 2
실시예 1에서 타발 시발점이 상부 보호 필름의 상부면으로 하여 상부 보호 필름 쪽에서 제2 위상차층 쪽으로 타발하여 도 7의 단면(θ가 60°, 본 발명에서 θ1은 120°)을 갖는 광학 적층체를 제조하였다.
비교예 3
실시예 1에서 편광자의 광 투과축 방향에 위치되는 2개의 측면이 각각 경사각 60°인 경사면이고, 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되는 2개의 측면이 각각 수직 단면인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 적층체를 제조하였다.
실시예와 비교예의 광학 적층체를 가지고 아래 물성을 평가하고 하기 표 1에 나타내었다.
(1)휨 및 들뜸 발생 여부: 실시예와 비교예의 광학 적층체를 편광자의 MD x TD (10cm x 10cm)으로 절단하고, 유리판 (가로 x 세로, 12cm x 12cm, 두께: 0.5cm)의 일면에 점착제를 사용해서 적층시켜 시편을 제조하고, 유리판이 바닥면에 접하도록 시편을 바닥면에 놓았다. 이때, 시편은 바닥면에 완전히 접촉한 상태로 됨을 확인하였다. 상기 시편을 85℃ 챔버에 투입하고 100시간 동안 방치한 다음, 유리판이 바닥면에 접하도록 상기 시편을 바닥면에 놓고 유리판의 휨이 있는지 여부 및 모서리 부분에서의 들뜸이 있는지 육안으로 평가하였다.
(2)반사 시감성 차이: 실시예와 비교예의 광학 적층체를 편광자의 MD x TD (140cm x 70cm)으로 절단하고, 유기발광소자 패널에 장착시켰다. 그런 다음, 중앙부와 단부의 black 시감 차이를 목시로 평가하였다.
경사면 θ1=
θ2=
θ3		 편광자 흡수축 방향의 상부면과 하부면의 길이 차이 휨 및 들뜸 반사 시감성 차이
실시예1 편광자의 광 흡수축 방향 측면 60 21um 없음 없음
실시예2 편광자의 광 흡수축 방향 측면 30 41um 없음 없음
실시예3 편광자의 광 흡수축 방향 측면 45 25um 없음 없음
실시예4 편광자의 광 흡수축 방향 측면 80 13um 없음 없음
실시예5 편광자의 광 흡수축 방향 측면 60 21um 없음 없음
비교예1 없음 90 0um 있음 없음
비교예2 편광자의 광 흡수축 방향 측면 120 21um 없음 있음
(단부에서 반사 방지 기능 저하, 흰색 띠 형태의 무늬가 형성)
비교예3 편광자의 광 투과축 방향 측면 60 0um 있음 없음
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 광학 적층체는 편광자의 하부면에 2매형의 위상차층을 구비하는 광학 적층체로서 고온 및/또는 고온 고습 조건에서 방치시켰을 때 광학표시장치용 패널의 휨 및 광학 적층체의 들뜸이 없게 하고, 중앙부와 단부 간의 반사율 시감성의 차이가 없게 하였다.
반면에, 본 발명의 구성을 벗어나는 비교예의 광학 적층체는 본 발명의 효과를 제공할 수 없었다.
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 (19)

  1. 편광자, 상기 편광자의 상부면에 적층된 상부 보호 필름 및 상기 편광자의 하부면에 적층된 하부 보호 필름을 포함하고,
    상기 하부 보호 필름 중 상기 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되는 측면은 경사면이고, 상기 하부 보호 필름의 상부면과 상기 경사면이 이루는 각(θ1)은 90° 미만인 것인, 광학 적층체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 각도(θ1)는 5° 내지 80°인 것인, 광학 적층체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하부 보호 필름 중 상기 편광자의 광 투과축 방향에 위치되는 측면은 수직 단면인 것인, 광학 적층체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 편광자 중 상기 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되는 측면은 경사면이고, 상기 편광자의 상부면과 상기 경사면이 이루는 각(θ2)은 90° 미만인 것인, 광학 적층체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 각(θ1)은 상기 각(θ2)과 동일한 것인, 광학 적층체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 상부 보호 필름 중 상기 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되는 측면은 경사면이고, 상기 상부 보호 필름의 상부면과 상기 경사면이 이루는 각(θ3)은 90° 미만인 것인, 광학 적층체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 각(θ1)은 상기 각(θ3)과 동일한 것인, 광학 적층체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 광 흡수축 방향의 절단면에서 상기 편광자의 상부면과 상기 편광자의 하부면의 길이의 차이는 0㎛ 내지 45㎛인 것인, 광학 적층체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 하부 보호 필름은 반사방지용 위상차 필름인 것인, 광학 적층체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 하부 보호 필름은 상기 편광자로부터 순차적으로 적층된 제1 위상차층 및 제2 위상차층을 포함하는 것인, 광학 적층체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 편광자의 광 흡수축을 기준으로, 상기 제1 위상차층의 지상축이 이루는 각도(α1)의 절대값은 10° 내지 30°이고, 상기 제2 위상차층의 지상축이 이루는 각도(α2)의 절대값은 79° 내지 89°인 것인, 광학 적층체.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 위상차층은 경사 연신된 필름이고,
    상기 제2 위상차층은 셀룰로스 에스테르계 중합체, 폴리스타이렌계 중합체 중 1종 이상을 포함하는 비 액정성 코팅층을 포함하는 것인, 광학 적층체.
  13. 제1항에 있어서, 상기 상부 보호 필름은 상기 하부 보호 필름 대비 파장 550nm에서 면내 위상차가 작은 것인, 광학 적층체.
  14. 제13항에 있어서, 상기 상부 보호 필름은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0nm 내지 50nm인 것인, 광학 적층체.
  15. 제1항에 있어서, 상기 상부 보호 필름은 상기 하부 보호 필름 대비 파장 550nm에서 면내 위상차가 큰 것인, 광학 적층체.
  16. 제15항에 있어서, 상기 상부 보호 필름은 파장 550nm에서 면내 위상차가 3000nm 이상인 것인, 광학 적층체.
  17. 제1항에 있어서, 상기 하부 보호 필름의 하부면에 점착층이 더 적층된 것인, 광학 적층체.
  18. 제17항에 있어서, 상기 점착층 중 상기 편광자의 광 흡수축 방향에 위치되는 측면은 경사면이고, 상기 점착층의 상부면과 상기 경사면이 이루는 각(θ3)은 90° 미만인 것인, 광학 적층체.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 광학 적층체를 포함하는 것인, 광학 표시 장치.

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