WO2020080757A1 - 편광판, 액정 패널 및 디스플레이 장치 - Google Patents

편광판, 액정 패널 및 디스플레이 장치 Download PDF

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hard coating
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서정현
이한나
장영래
김재영
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Definitions

  • the present invention relates to a polarizing plate, a liquid crystal panel and a display device.
  • a liquid crystal display is a display that visualizes polarization due to the switching effect of liquid crystal, and is used in various categories ranging from small and medium-sized displays such as computers, notebooks, electronic watches, and portable terminals to large-sized TVs.
  • polarizing plates currently being mass-produced for display devices are made of a polarizing film (polarizer) formed by dyeing a polyvinyl alcohol-based film with a dichroic material such as iodine or a dichroic dye, crosslinking with a boron compound, and then stretching and stretching.
  • polarizer polarizing film
  • a protective film having optically transparent and mechanical strength on both sides or one side is used.
  • the stretched polyvinyl alcohol-based film has a problem that shrinkage deformation occurs easily under a durability condition such as high temperature and high humidity.
  • the stress affects the protective film and the liquid crystal cell, resulting in warpage, and as a result, problems such as a change in physical properties of the polarizing plate including the same, and a light leakage phenomenon in the liquid crystal display device occur.
  • the present invention not only has a stable internal structure with high surface hardness and excellent scratch resistance, but also controls the thermal contraction rate of the detailed component layer and has a good bending balance to realize a stable internal structure and prevent cracking. It is to provide a polarizing plate that can prevent the light leakage phenomenon of the liquid crystal display device.
  • the present invention is to provide a liquid crystal panel and a display device each including the polarizing plate.
  • a polarizing plate including a first hard coating layer and a light-transmitting substrate having a thickness of 10 ⁇ m or less positioned to face the polarizer and the polarizer is provided.
  • the first hard coating layer and the anti-reflection film having a thickness of 10 ⁇ m or less positioned to face the polarizer and the polarizer are included, and the anti-reflection film includes a light-transmitting substrate and a second hard coating layer.
  • a ratio (a / b) of transmittance (a) at a wavelength of 400 nm of the second hard coating layer / transmittance (b) at a wavelength of 500 nm of the second hard coating layer is 0.95 or less, or 0.85 to 0.95, provided with a polarizing plate do.
  • a polarizing plate that includes this specific range is provided.
  • a first hard coating layer having a thickness of 10 ⁇ m or less and a light-transmitting substrate positioned to face the polarizer and the polarizer as a center, and the first of the light-transmitting substrate in a temperature range of 60 ° C. to 100 ° C.
  • a polarizing plate in which a ratio of the heat shrinking force in the second direction of the light transmissive substrate perpendicular to the first direction to the heat shrinking force in the direction is 0.6 to 1.5 is provided.
  • liquid crystal panel in which the polarizing plate is formed on at least one surface of the liquid crystal cell is provided.
  • a display device including the polarizing plate is provided.
  • first and second are used to describe various components, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
  • (meth) acryl [(meth) acryl] is meant to include both acrylic (acryl) and methacryl (methacryl).
  • the inorganic nanoparticle having a hollow structure means a particle having an empty space on the surface and / or inside of the inorganic nanoparticle.
  • (co) polymer is meant to include both a copolymer (co-polymer) and a homopolymer (homo-polymer).
  • the polarizer and the first hard coating layer and the anti-reflection film having a thickness of less than 10um positioned to face the polarizer as a center
  • the anti-reflection film is a light-transmitting substrate and a second hard coating layer
  • a polarizing plate comprising, wherein the ratio (a / b) of transmittance (a) at a wavelength of 400 nm of the second hard coating layer / transmittance (b) at a wavelength of 500 nm of the second hard coating layer is 0.95 or less, or 0.85 to 0.95 This can be provided.
  • Previously known polarizers have a structure in which a triacetyl cellulose (TAC) film or the like is located on both sides around a polarizer, whereas the polarizer of the embodiment includes a light-transmitting substrate and a second hard coating layer having the above-described properties on one side.
  • the anti-reflection film is located and the other side has a first hard coating layer having a thickness of 10 ⁇ m or less.
  • the polarizing plate of the embodiment has a relatively low thickness including the first hard coating layer having a thickness of 10 ⁇ m or less, and thus the overall hardness may be lowered. Accordingly, the anti-reflection film having a predetermined thickness is the opposite side of the polarizer To be equipped.
  • the transmittance at wavelength 400nm (a) / the transmittance at wavelength 500nm of the second hard coating layer (b) The ratio (a / b) of 0.95 or less, or by providing a second hard coating layer satisfying the conditions of 0.85 to 0.95, it is possible to increase the light-resistant stability to ultraviolet rays, it is possible to further improve the long-term storage stability of the film .
  • the ratio (a / b) of the transmittance (a) at a wavelength of 400 nm / transmittance (b) at a wavelength of 500 nm of the second hard coating layer (a / b) is 0.95 or less, or a second hard coating layer satisfying a condition of 0.85 to 0.95 As it includes, it was confirmed that excellent effect is realized in the light adhesion test for the polarizing plate or the hardness test result according to the thickness.
  • the second hard coating layer may have a transmittance of 98% to 100% at a wavelength of 500 nm, and a transmittance of 85% to 95% at a wavelength of 400 nm, while the a / b satisfies 0.95 or less.
  • the characteristics of the second hard coating layer satisfying the condition that the ratio (a / b) of the transmittance (a) at a wavelength of 400 nm / transmittance (b) at a wavelength of 500 nm of the second hard coating layer is 0.95 or less, or 0.85 to 0.95 is
  • the composition of the binder resin of the second hard coating layer or other components included therein, for example, may be determined by the type or content of organic particles or inorganic particles, and the type of initiator or additive used in manufacturing the hard coating layer. B It may vary depending on the content.
  • the second hard coating layer is formed from a composition comprising an initiator that absorbs 95% or more of light in a wavelength range of 380 nm to 400 nm
  • the second hard coating layer has a transmittance (a) / at a wavelength of 400 nm /
  • the ratio (a / b) of the transmittance (b) at a wavelength of 500 nm of the second hard coating layer may be 0.95 or less, or 0.85 to 0.95.
  • the type of the "initiator that absorbs 95% or more of light in a wavelength range of 380 nm to 400 nm” is not particularly limited, but a Phostphate-based compound, a benzophenone-based compound, or the like can be used. Examples of commercial products of such initiators include IRG 819 or IRG 369.
  • the polarizing plate of the embodiment has a ratio of the heat shrinking force in the second direction of the light transmissive substrate perpendicular to the first direction with respect to the heat shrinking force in the first direction of the light transmissive substrate in a temperature range of 60 ° C to 100 ° C. It may include a light-transmitting substrate satisfying 0.6 to 1.5, or 0.7 to 1.3, or 0.8 to 1.2, or 0.9 to 1.1.
  • the triacetyl cellulose (TAC) film which is frequently used as a polarizer protective film for polarizers, is weak in water resistance and can be warped in a high temperature / high humidity environment and causes defects such as light leakage, whereas the present inventors have described the above-described characteristics in the polarizer of the embodiment.
  • TAC triacetyl cellulose
  • the ratio of the heat-shrinking force in the second direction of the light-transmitting substrate perpendicular to the first direction to the heat-shrinking force in the first direction of the light-transmitting substrate in the temperature range of 60 ° C to 100 ° C is 0.6 to As the light-transmitting substrate satisfying 1.5, or 0.7 to 1.3, or 0.8 to 1.2, or 0.9 to 1.1 is included, the heat shrinkage between detailed layers is adjusted even when a temperature of 60 ° C. or higher is applied to the polarizing plate. In addition, it was confirmed that the bending balance of the polarizing plate was also good, it is possible to prevent cracking of the polarizing plate, and to prevent the light leakage phenomenon of the liquid crystal display device.
  • the light transmissive substrate has a heat shrinking force in the second direction of the light transmissive substrate perpendicular to the first direction with respect to the heat shrinking force in the first direction of the light transmissive substrate.
  • the ratio satisfies the conditions of 0.6 to 1.5, or 0.7 to 1.3, or 0.8 to 1.2, or 0.9 to 1.1, stress transmission is uniformly propagated under high temperature and high humidity to improve polarization plate distortion, and adhesion between detailed layers is further improved. It can become strong.
  • the ratio of the heat shrinkage force may be 0.6 to 1.5, depending on factors such as the thickness of the light transmissive substrate and modulus in each direction, the heat shrinkage rate in the first direction of the light transmissive substrate in a temperature range of 60 ° C. to 100 ° C.
  • the ratio of the heat shrinkage rate in the second direction of the light-transmitting substrate perpendicular to the first direction with respect to may be 0.4 to 4, or 0.8 to 2.
  • the ratio of the heat shrinkage in the second direction of the light transmissive substrate perpendicular to the first direction to the heat shrinkage in the first direction of the light transmissive substrate in the temperature range of 60 ° C to 100 ° C is 0.4 to 4, or 0.8 to According to 2, the polarizing plate including the light-transmitting substrate does not have a large variation in thermal contraction rate between detailed layers even when a temperature of 60 ° C. or higher is applied in the manufacturing process, and accordingly, the polarizing plate has a bending balance. Is good, it is possible to prevent the crack of the polarizing plate and light leakage phenomenon of the liquid crystal display.
  • the ratio of the heat shrinkage rate in the second direction of the light-transmitting substrate perpendicular to the first direction to the heat shrinkage rate in the first direction of the light-transmitting substrate in the temperature range of 60 ° C to 100 ° C is too small, high temperature and high humidity The stress transmission of the non-uniformly occurs, the adhesion between the detailed layers decreases, cracks occur in the polarizing plate, and light leakage of the liquid crystal display device may occur.
  • the ratio of the heat shrinkage rate in the second direction of the light transmissive substrate perpendicular to the first direction to the heat shrinkage rate in the first direction of the light transmissive substrate in the temperature range of 60 ° C to 100 ° C is too large, for example, when the ratio exceeds 4, stress transmission at high temperature and high humidity occurs non-uniformly, and adhesion between detailed layers decreases, cracks occur in the polarizing plate, and light leakage phenomenon of the liquid crystal display appears, which can be technically disadvantageous. have.
  • Each of the heat-shrinking force in the first direction and the heat-shrinking force in the second direction of the light-transmitting substrate may be measured by exposing it to a temperature of 60 ° C to 100 ° C for 10 minutes to 300 minutes.
  • Each of the heat shrinkage ratio in the first direction and the heat shrinkage ratio in the second direction of the light-transmitting substrate may be measured by exposing it to a temperature of 60 ° C to 100 ° C for 10 minutes to 100 minutes.
  • the first direction of the light-transmitting substrate may be MD direction of the light-transmitting substrate
  • the second direction of the light-transmitting substrate may be a TD direction of the light-transmitting substrate.
  • the light-transmitting substrate may have a transmittance of 50% or more at a wavelength of 300 nm or more.
  • the polarizing plate of the embodiment includes a light transmissive substrate that satisfies a condition related to a ratio of heat shrinkage or heat shrinkage between the first direction and the second direction of the light transmissive substrate in a temperature range of 60 ° C. to 100 ° C. , Including a first hard coating layer having a thickness of less than 10um on the side opposite to the light-transmitting substrate of the polarizing plate, while realizing a thinner thickness, heat shrinkage and heat shrinkage between the detailed layers can be appropriately adjusted, and robust The internal structure can be implemented.
  • it may include an antireflection film formed on one surface of the light-transmitting substrate to face the polarizer.
  • the polarizing plate 100 illustrated in FIG. 2 includes a polarizer 20 and a first hard coating layer 30 having a thickness of 10 ⁇ m or less positioned to face the polarizer as a center, and an anti-reflection film, wherein the anti-reflection film is It includes a light-transmitting substrate 10 and an anti-reflection film 40 formed on one surface of the light-transmitting substrate 10.
  • the light-transmitting substrate may have a retardation (Rth) in a thickness direction measured at a wavelength of 400 nm to 800 nm in a range of 3,000 nm or more.
  • the retardation of the light-transmitting substrate By controlling the retardation of the light-transmitting substrate to 3,000 nm or more, 4,000 to 15,000 nm, or 5,000 to 10,000 nm, the rainbow phenomenon due to offset interference is suppressed, and the visibility of the image display device is improved according to the cellulose ester film. I can do it.
  • the retardation is a refractive index (n x ) in the slow axis direction, which is the direction of the largest refractive index in the plane of the light-transmitting substrate, a refractive index (n y ) in the true axis direction, which is a direction orthogonal to the slow axis direction, and the light transmittance
  • the thickness d (unit: nm) of the substrate may be calculated by substituting in Equation 1 below.
  • the retardation may be a value measured using, for example, an automatic birefringence meter (KOBRA-WR, measurement angle: 0 °, measurement wavelength: 548.2 nm).
  • the retardation can also be obtained in the following method. First, two polarizing plates are provided in the direction of the alignment axis of the light-transmitting substrate, and two axial refractive indexes (n x , n y ) orthogonal to the alignment axis direction are determined by an Abbe-type refractive index meter (NAR-4T). Ask. At this time, an axis representing a larger refractive index is defined as a slow axis.
  • the thickness of the light-transmitting substrate is measured using, for example, an electric micrometer, and the difference in refractive index (n x -n y ) (hereinafter, n x -n y is referred to as ⁇ n) is calculated using the obtained refractive index. And retardation can be calculated
  • DELTA refractive index difference
  • the difference in refractive index ( ⁇ n) may be 0.05 or more, 0.05 to 0.20, or 0.08 to 0.13. If the refractive index difference ( ⁇ n) is less than 0.05, the thickness of the light-transmitting substrate required to obtain the retardation value described above may be thickened. On the other hand, when the difference in refractive index ⁇ n exceeds 0.20, since it is necessary to excessively increase the draw ratio, the light-transmitting substrate is apt to tear and break, so that practicality as an industrial material may be remarkably deteriorated, and moisture and heat resistance may deteriorate. have.
  • the refractive index (n x ) in the slow axis direction of the light-transmitting substrate may be 1.60 to 1.80 or 1.65 to 1.75.
  • the refractive index (n y ) in the true axis direction of the light-transmitting substrate having a birefringence in the surface may be 1.50 to 1.70, or 1.55 to 1.65.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the light-transmitting substrate has a retardation (Rth) in the thickness direction measured at a wavelength of 400 nm to 800 nm while being 3,000 nm or more. It can have low moisture permeation properties. More specifically, the light-transmitting substrate may be 100 g / m 2 or less, or 10 to 100 g / m 2 when the water permeation amount is measured for 24 hours at 40 ° C. and 100% humidity.
  • the thickness of the light-transmitting substrate is not particularly limited, but may be 10 to 150 ⁇ m, 20 to 120 ⁇ m, or 30 to 100 ⁇ m.
  • the thickness of the light-transmitting substrate is less than 10 ⁇ m, the thickness of the first hard coating layer is too thin, resulting in warpage, and the flexibility of the light-transmitting substrate is poor, so it may be difficult to control the process.
  • the transmittance of the light-transmitting substrate may decrease, thereby deteriorating optical properties, and there is a problem that it is difficult to thin an image display device including the same.
  • the ratio of the thickness of the first hard coating layer to the thickness of the light-transmitting substrate may be 0.02 to 0.25 in order to prevent a phenomenon such as warpage even when the internal structure of the polarizing plate is more rigid and exposed to high temperature conditions.
  • the thickness of the light-transmitting substrate does not have an appropriate range compared to the thickness of the first hard coating layer, warpage may occur in the polarizing plate, and flexibility of the light-transmitting substrate may be poor, making it difficult to control the process.
  • the light-transmitting substrate is in the second direction of the light-transmitting substrate perpendicular to the first direction with respect to the heat shrinking force in the first direction of the light-transmitting substrate in the temperature range of 60 °C to 100 °C Including a first hard coating layer having a thickness of 10 ⁇ m or less, including a light-transmitting substrate having a ratio of heat shrinking force of 0.6 to 1.5, or 0.7 to 1.3, or 0.8 to 1.2, or 0.9 to 1.1
  • a solid structure may be implemented even through a thinner thickness, and may also have characteristics that the durability structure or physical properties are not significantly changed by external heat.
  • the polarizer; The first hard coating layer; And the light-transmitting substrate; the combined thickness may be 200 ⁇ m or less.
  • the polarizer may have a thickness of 40 ⁇ m or less, or 1 to 40 ⁇ m
  • the first hard coating layer may have a thickness of 10 ⁇ m or less, or 1 to 10 ⁇ m
  • the light transmissive substrate may It may have a thickness of 150 ⁇ m or less.
  • the first hard coating layer is not particularly limited in specific composition, for example, the first hard coating layer is a binder resin; And organic fine particles dispersed in the binder resin and having a particle diameter of 0.5 ⁇ m to 10 ⁇ m, or inorganic fine particles having a particle diameter of 1 nm to 500 nm.
  • the binder resin included in the first hard coating layer may include a photocurable resin.
  • the photocurable resin refers to a polymer of a photopolymerizable compound capable of causing a polymerization reaction when light such as ultraviolet rays is irradiated.
  • the photocurable resin examples include a group of reactive acrylate oligomers consisting of urethane acrylate oligomer, epoxide acrylate oligomer, polyester acrylate and polyether acrylate; And dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, glycerin propoxylate triacrylate, trimethylpropane ethoxylate triacrylate , A group consisting of a polyfunctional acrylate monomer consisting of trimethylpropyl trialkylate, 1,6-hexanediol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate and ethylene glycol diacrylate ; And epoxy resins including an epoxy group including a polymer or copolymer formed from, an epoxy group, an alicyclic epoxy group, a g
  • the binder resin is a (co) polymer having a weight average molecular weight of 10,000 g / mol or more, or 10,000 g / mol to 500,000 g / mol (hereinafter referred to as a high molecular weight (co) polymer) together with the photocurable resin described above. It can contain.
  • the high molecular weight (co) polymer may include, for example, one or more polymers selected from the group consisting of cellulose polymers, acrylic polymers, styrene polymers, epoxide polymers, nylon polymers, urethane polymers, and polyolefin polymers. It can contain.
  • the organic or inorganic fine particles are not specifically limited in particle size.
  • the organic fine particles may have a particle diameter of 1 to 10 ⁇ m, and the inorganic particles may have a particle diameter of 1 nm to 500 nm, or 1 nm to 300 nm.
  • organic or inorganic fine particles included in the first hard coating layer are not limited, for example, the organic or inorganic fine particles are organic fine particles made of an acrylic resin, a styrene-based resin, an epoxide resin, and a nylon resin or oxidized. It may be an inorganic fine particle composed of silicon, titanium dioxide, indium oxide, tin oxide, zirconium oxide and zinc oxide.
  • the anti-reflection film may have an average reflectance of 2% or less in a wavelength range of 380 nm to 780 nm.
  • the anti-reflection film may include a light-transmitting substrate and a second hard coating layer, and may further include a low-refractive layer formed on one surface of the second hard coating layer to face the light-transmitting substrate.
  • the low refractive layer may have a refractive index of 1.20 to 1.60 in the wavelength region of 380 nm to 780 nm.
  • the second hard coating layer included in the anti-radiation film also includes a first hard having a thickness of 10 ⁇ m or less positioned to face the polarizer.
  • Coating layer " a binder resin; And organic fine particles dispersed in the binder resin and having a particle diameter of 0.5 ⁇ m to 10 ⁇ m, or inorganic fine particles having a particle diameter of 1 nm to 500 nm.
  • the binder resin contained in the second hard coating layer included in the anti-radiation film and organic fine particles having a particle diameter of 0.5 ⁇ m to 10 ⁇ m or inorganic fine particles having a particle diameter of 1 nm to 500 nm include the above do.
  • the second hard coating layer may have a thickness of 1 ⁇ m to 30 ⁇ m, or 2 ⁇ m to 20 ⁇ m, from 3 ⁇ m to 10 ⁇ m or 4 ⁇ m to considering the drying characteristics of the second hard coating layer or the film. It is preferred to have a thickness of 8 ⁇ m. If the thickness of the second hard coating layer is too low, the hardness of the film is lowered to prevent the role of surface protection, and if the thickness is too high, warpage of the film occurs, and the bending of the polarizing plate structure including the first hard coating layer As the balance is broken, bending may increase or crack may occur when evaluating durability.
  • the low refractive index layer having a refractive index of 1.20 to 1.60 in the wavelength region of 380 nm to 780 nm may include a binder resin and organic fine particles or organic fine particles dispersed in the binder resin, and optionally a fluorinated compound having a photoreactive functional group and / or Or it may further include a silicon-based compound having a photoreactive functional group.
  • the binder resin includes a (co) polymer containing a polyfunctional (meth) acrylate-based repeating unit, and the repeating unit is, for example, trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), trimethylolpropaneethoxy tri From polyfunctional (meth) acrylate-based compounds such as acrylate (TMPEOTA), glycerin propoxylated triacrylate (GPTA), pentaerythritol tetraacrylate (PETA), or dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA) It may be derived.
  • TMPTA trimethylolpropane triacrylate
  • GPTA glycerin propoxylated triacrylate
  • PETA pentaerythritol tetraacrylate
  • DPHA dipentaerythritol hexaacrylate
  • the photoreactive functional group included in the fluorine-containing compound or silicon-based compound may include at least one functional group selected from the group consisting of (meth) acrylate group, epoxide group, vinyl group (Vinyl) and thiol group (Thiol). .
  • the fluorine-containing compound containing the photoreactive functional group is i) at least one photoreactive functional group is substituted, at least one carbon is substituted with at least one fluorine aliphatic compound or aliphatic ring compound; ii) a hetero aliphatic compound or a heteroaliphatic ring compound substituted with one or more photoreactive functional groups, at least one hydrogen substituted with fluorine, and one or more carbons substituted with silicon; iii) a polydialkylsiloxane-based polymer in which one or more photoreactive functional groups are substituted and one or more fluorine is substituted in at least one silicone; And iv) a polyether compound substituted with one or more photoreactive functional groups and at least one hydrogen substituted with fluorine; and one or more compounds selected from the group consisting of.
  • the low refractive layer may include hollow inorganic nanoparticles, solid inorganic nanoparticles, and / or porous inorganic nanoparticles.
  • the hollow inorganic nanoparticles mean particles having a maximum diameter of less than 200 nm and an empty space on the surface and / or inside.
  • the hollow inorganic nanoparticles may include one or more selected from the group consisting of inorganic fine particles having a number average particle diameter of 1 to 200 nm, or 10 to 100 nm. Further, the hollow inorganic nano-particles may have a density of 1.50g / cm 3 to 3.50g / cm 3.
  • the hollow inorganic nanoparticles may contain one or more reactive functional groups selected from the group consisting of (meth) acrylate groups, epoxide groups, vinyl groups (Vinyl), and thiol groups (Thiol) on the surface.
  • reactive functional groups selected from the group consisting of (meth) acrylate groups, epoxide groups, vinyl groups (Vinyl), and thiol groups (Thiol) on the surface.
  • the solid inorganic nanoparticles may include one or more selected from the group consisting of solid inorganic fine particles having a number average particle diameter of 0.5 to 100 nm.
  • the porous inorganic nanoparticles may include one or more selected from the group consisting of inorganic fine particles having a number average particle diameter of 0.5 to 100 nm.
  • the low reflection layer is 10 to 400 parts by weight of the inorganic nanoparticles compared to 100 parts by weight of the (co) polymer; And 20 to 300 parts by weight of a fluorine-containing compound and / or a silicon-based compound containing the photoreactive functional group.
  • the polarizing plate of the above embodiment includes a polarizer.
  • the polarizer may be a polarizer well known in the art, for example, a film made of polyvinyl alcohol (PVA) containing iodine or dichroic dye.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • the polarizer may be prepared by dyeing and stretching an iodine or dichroic dye on a polyvinyl alcohol film, but the manufacturing method thereof is not particularly limited.
  • the polyvinyl alcohol film can be used without particular limitation as long as it includes a polyvinyl alcohol resin or a derivative thereof.
  • the derivative of the polyvinyl alcohol resin but not limited to, polyvinyl formal resin, polyvinyl acetal resin and the like.
  • the polyvinyl alcohol film may be a commercially available polyvinyl alcohol film commonly used in the manufacture of polarizers in the art, for example, P30, PE30, PE60 from Gurayre, M3000, M6000 from Japan Synthetic, etc. have.
  • the polyvinyl alcohol film is not limited thereto, and may have a polymerization degree of 1000 to 10000 or 1500 to 5000.
  • the degree of polymerization satisfies the above range, molecular movement is free, and it can be flexibly mixed with iodine or dichroic dye.
  • the thickness of the polarizer may be 40 ⁇ m or less, 30 ⁇ m or less, 20 ⁇ m or less, 1 to 20 ⁇ m, or 1 ⁇ m to 10 ⁇ m. In this case, it is possible to reduce the thickness of a device such as a polarizing plate or an image display device including the polarizer.
  • the polarizing plate may further include an adhesive layer positioned between the polarizer and the light-transmitting substrate and having a thickness of 0.1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • various adhesives for polarizing plates used in the art for example, polyvinyl alcohol-based adhesives, polyurethane-based adhesives, acrylic-based adhesives, cationic or radical-based adhesives, etc. may be used as the adhesive.
  • the polarizing plate may further include an adhesive layer formed on the other surface of the first hard coating layer in contact with the polarizer.
  • the adhesive layer may enable the attachment of the polarizing plate of the embodiment and the image panel of the image display device.
  • the adhesive layer may be formed using various adhesives well known in the art, and the type is not particularly limited.
  • the adhesive layer may include a rubber-based adhesive, an acrylic adhesive, a silicone-based adhesive, a urethane-based adhesive, a polyvinyl alcohol-based adhesive, a polyvinylpyrrolidone-based adhesive, a polyacrylamide-based adhesive, a cellulose-based adhesive, a vinyl alkyl ether-based adhesive, etc. It can be formed using.
  • the polarizing plate 100 shown in FIG. 2 includes a polarizer 20 and a first hard coating layer 30 and a light-transmitting substrate 10 having a thickness of 10 ⁇ m or less positioned to face the polarizer as a center, and the light
  • An antireflection film comprising a transparent substrate 10 and a second hard coating layer 40 formed on one surface thereof, an adhesive layer 50 positioned between the polarizer and the light-transmitting substrate, and a hard coating film in contact with the polarizer It includes an adhesive layer 60 formed on the other side of.
  • the thickness of the adhesive layer is also not particularly limited, for example, may have a thickness of 1 to 50um.
  • a liquid crystal panel in which a polarizing plate is formed on at least one surface of a liquid crystal cell may be provided.
  • FIG. 3 An example of the liquid crystal panel 200 of the embodiment is shown in FIG. 3.
  • the liquid crystal panel 200 illustrated in FIG. 3 has a structure in which the polarizing plate 100 is formed on one surface of the liquid crystal panel.
  • FIG. 4 Another example of the liquid crystal panel 200 of the embodiment is shown in FIG. 4.
  • the liquid crystal panel 200 shown in FIG. 4 has a structure in which the polarizing plate 100 is formed on both surfaces of the liquid crystal panel.
  • the polarizing plates of claim 1 may be formed on both sides of the liquid crystal cell, and the two polarizing plates are polarizers of the polarizing plate formed on one surface different from the MD direction of the polarizer of the polarizing plate formed on one surface of the liquid crystal cell.
  • the MD directions of may be positioned to be perpendicular to each other.
  • a display device including the above-described polarizing plate may be provided.
  • the specific example of the display device is not limited, and may be, for example, a liquid crystal display (LCD) device, a plasma display device, or organic light emitting diode devices.
  • LCD liquid crystal display
  • plasma display device or organic light emitting diode devices.
  • the display device includes a pair of polarizing plates facing each other; A thin film transistor, a color filter, and a liquid crystal cell sequentially stacked between the pair of polarizers; And it may be a liquid crystal display device including a backlight unit.
  • the anti-reflection film may be provided on the outermost surface of the observer side or backlight side of the display panel.
  • an anti-reflection film may be located on one surface of a polarizing plate relatively far from a backlight unit among a pair of polarizing plates.
  • the display device may include a display panel; And the polarizing plate positioned on at least one surface of the display panel.
  • the display device may be a liquid crystal display device including a liquid crystal panel and a wide laminate on each side of the liquid crystal panel, wherein at least one of the polarizers includes a polarizer according to one embodiment of the present specification described above. It may be a polarizing plate.
  • the type of the liquid crystal panel included in the liquid crystal display is not particularly limited, for example, TN (twisted nematic) type, STN (super twisted nematic) type, F (ferroelectic) type or PD (polymer dispersed) type
  • TN twisted nematic
  • STN super twisted nematic
  • F ferroelectic
  • PD polymer dispersed
  • An active matrix type panel such as a two-terminal type or a three-terminal type
  • All well-known panels, such as an in-plane switching (IPS) panel and a vertical alignment (VA) panel, can be applied.
  • the thermal contraction rate of the detailed component layer is controlled and a stable internal structure is realized while having a good bending balance to prevent cracking.
  • a polarizing plate capable of preventing light leakage of the liquid crystal display device and a liquid crystal panel and a display device including the polarizing plate may be provided.
  • FIG. 1 shows an example of a polarizing plate of an embodiment of the invention.
  • Figure 2 shows another example of the polarizing plate of the embodiment of the invention.
  • FIG 3 shows an example of a liquid crystal panel of an embodiment of the invention.
  • FIG. 4 shows another example of a liquid crystal panel of an embodiment of the invention.
  • DPHA dipentaerythritol hexaacrylate
  • PETA pentaerythritol triacrylate
  • IRG-819 initiator (Irgacure 819, Ciba)
  • IRG-369 initiator (Irgacure 369, Ciba)
  • D-1173 initiator (Darocur 1173, Ciba)
  • MIBK methyl isobutyl ketone
  • XX-113BQ (2.0 ⁇ m refractive index 1.555): Co-polymerized particles of polystyrene and polymethyl methacrylate (Sekisui Plastic products)
  • MA-ST (30% in MeOH): dispersion of nano-silica particles with a size of 10 to 15 nm in methyl alcohol (Nissan Chemical product)
  • Trimethylolpropane triacrylate 100 g, hollow silica nanoparticles (diameter range: about 42 nm to 66 nm, manufactured by JSC catalyst and chemicals) 283 g, solid silica nanoparticles (diameter range: about 12 nm to 19 nm) 59 g, the first fluorine-containing compound (X-71-1203M, ShinEtsu) 115 g, the second fluorine-containing compound (RS-537, DIC) 15.5 g and the initiator (Irgacure 127, Ciba) 10 g, MIBK Diluted in a (methyl isobutyl ketone) solvent to a solid content concentration of 3% by weight to prepare a coating solution for forming a low-reflection layer.
  • TMPTA Trimethylolpropane triacrylate
  • the transmittance (a) at a wavelength of 400 nm / transmittance (b) at a wavelength of 500 nm of each of the second hard coating layers formed on the substrate was measured using the UV spectrophotometer (Solidspec-3700, Shimadzu) device in the range of 780-350 nm.
  • the transmittance of the coating film was determined and measured, and the results are shown in Tables 2 and 3 below.
  • the coating liquid (C) for forming the low-reflection layer was coated with a # 4 mayer bar to have a thickness of about 110 to 120 nm, and dried and cured for 1 minute at the temperatures shown in Tables 2 and 3 below. .
  • ultraviolet rays of 252 mJ / cm 2 were irradiated to the dried coating under nitrogen purging.
  • Preparation Example 2 Preparation of a coating solution for forming a hard coating layer and preparation of a polarizer having a first hard coating layer having a thickness of 10 ⁇ m or less
  • a hard coating composition was prepared by uniformly mixing trimethyloylpropane triacrylate 28g, KBE-403 2g, initiator KIP-100f, 0.1g, and leveling agent (Tego wet 270) 0.06g.
  • the coating solution for forming the hard coating layer (A) was applied to a thickness of 7 ⁇ m, and the first hard coating layer was formed by irradiating 500 mJ / cm 2 of ultraviolet rays on the dried coating under nitrogen purging.
  • the hard coating layer prepared in Preparation Example 2 was formed on the other side of the polarizer to provide Table 2 and Table below.
  • Polarizing plates of the examples and comparative examples described in 2 were prepared. At this time, a polarizing plate was prepared so that the absorption axis of the polarizer and the TD direction of the light-transmitting substrate were parallel.
  • the heat shrinking force in the MD direction of the polyethylene terephthalate (PET) film used in each of the Examples and Comparative Examples The ratio of the heat shrinking force in the TD direction was measured through a DMA (dynamic mechanical analyzer) device manufactured by TA Instruments.
  • DMA dynamic mechanical analyzer
  • the temperature was increased from 25 ° C to 25 ° C per minute to reach 75 ° C after 3 minutes, and the temperature was set to reach 80 ° C after 7 minutes, and the measurement time was 2 hours.
  • the values of heat contraction force in MD direction and heat contraction force in TD direction were measured.
  • the heat shrinkage force in the MD direction and the heat shrinkage force in the TD direction of the PET film are respectively fastened to a clamp sample cut to a width of 6 mm and a length of 50 mm, and the sample is kept at 0.1% in preload 0.01 N state. After pulling and fixing, it was determined by measuring the shrinkage force required to maintain 0.1% tensile at high temperature. The heat shrinking force in the MD direction and the heat shrinking force in the TD direction of the PET film were measured and the ratio was determined.
  • PET1 Shrinkage ratio (MD / TD) is about 1
  • PET2 Shrinkage ratio (MD / TD) is about 2
  • PET3 Shrinkage ratio (MD / TD) is about 0.5
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET 1 Heat shrinkage ratio (MD / TD) is about 0.9 to 1.1
  • PET 2 Heat shrinkage ratio (MD / TD) is about 10 ⁇ 12
  • PET 3 Heat shrinkage ratio (MD / TD) is about 4.5 to 6
  • a sample for thermal shock evaluation is prepared by bonding the polarizing plate cut into a square having a length of 10 cm on one side to one surface of a TV glass (12 cm wide, 12 cm long, 0.7 mm thick). At this time, the polarizing plate is cut so that the MD direction of the polarizer is parallel to one side of the square.
  • the polarizing plate cut into a square with a length of 10 cm on one side is exposed to UVB (280-360 nm) light-resistance equipment (UV tester, Core Tech Korea) for 24 hours.
  • UVB 280-360 nm
  • the film was placed so that the coated surface faced the UV light source and the distance between the UV light source and the coating film was 15-30 cm.
  • the length of the measurement was 45 mm, and the total measurement was 5 times, and the pressing and scratch of the rest were visually evaluated in a state in which the pressing of 5 mm was excluded at the beginning of the measurement.
  • a sample for thermal shock evaluation was prepared by bonding the polarizing plate cut into a square having a length of 10 cm on one side to one surface of a TV glass (12 cm wide, 12 cm long, 0.7 mm thick). At this time, the polarizing plate was cut so that the MD direction of the polarizer was parallel to one side of the square.
  • the polarizing plate and the sample for evaluating the thermal shock are placed vertically in the thermal shock chamber.
  • the temperature was raised from room temperature to 80 ° C and left for 30 minutes, and then the temperature was lowered to -30 ° C and left for 30 minutes, and the temperature was adjusted to room temperature for 1 cycle, and a total of 100 cycles were repeated.
  • the crack generated between the polarizers of the sample for evaluation and the gap between the polarizers were visually confirmed to confirm the number of cracks of 1 cm or more in length.
  • the bubbles generated between the polarizer and the protective film of the sample for evaluation and the bubbles generated between the polarizer and the hard coating layer were visually checked to confirm the number of bubbles having a diameter of 5 mm or more.
  • the excitation between the polarizer and the protective film of the sample for thermal shock evaluation, the film excitation of the vertex part, the excitation between the second hard coating layer and the protective film, and the excitation between the polarizer and the first hard coating layer were visually confirmed to either If peeling occurred at any place, it was evaluated as NG and when peeling did not occur, it was evaluated as OK.
  • the floating between the coating layer and the polarizer, the peeling between the polarizer and the protective film, and the peeling and bending between the hard coating and the adhesive layer are observed.
  • the height was measured by measuring the bending height from the bottom while lying flat on the floor.
  • the ratio (a / b) of transmittance (a) at a wavelength of 400 nm / transmittance (b) at a wavelength of 500 nm of the second hard coating layer (a / b) is 0.95 or less, and a second hard coating layer is provided.
  • the polarizing plate of the embodiment it was confirmed that an excellent effect was realized in comparison with the comparative examples in the light adhesion test for the polarizing plate or the hardness test result according to the thickness.
  • the polarizing plate of the embodiment not only has a stable internal structure with high surface hardness, but also has good bending balance and can prevent cracking, and is superior to the comparative example in the hardness test results according to the light resistance adhesion test or thickness. The results were shown, and it was confirmed that light leakage of the liquid crystal display device could be prevented.

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Abstract

본 발명은, 편광자와 상기 편광자를 중심으로 대향하도록 위치하는 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층 및 반사 방지 필름을 포함하고, 상기 반사 방지 필름은 광투과성 기재 및 제2하드 코팅층을 포함하며, 상기 제2하드코팅층의 파장 400nm에서의 투과율(a)/ 제2하드코팅층의 파장 500nm에서의 투과율(b)의 비율(a/b)이 0.95이하, 또는 0.85 내지 0.95인 편광판 에 관한 것이다.

Description

편광판, 액정 패널 및 디스플레이 장치
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2018 년 10 월 18 일자 한국 특허 출원 제 10-2018-0124554 호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 편광판, 액정 패널 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정의 스위칭 효과에 의한 편광을 가시화하는 디스플레이로서, 컴퓨터, 노트북, 전자 시계, 휴대용 단말기 등의 중소형 디스플레이뿐만 아니라 대형 TV에 이르기까지 다양한 범주에서 사용되고 있다.
현재 디스플레이 장치용으로 양산 실용화되고 있는 편광판의 상당수는 폴리비닐알코올계 필름을 요오드나 이색성 염료 등의 이색성 물질로 염색하고, 붕소 화합물로 가교시킨 후, 연신 배향시켜서 이루어지는 편광 필름(편광자)의 양면 혹은 편면에 광학적으로 투명하고 또한 기계적 강도를 가지는 보호필름을 접합한 것이 이용되고 있다.
그러나, 연신된 폴리비닐알코올계 필름은 고온 고습과 같은 내구 조건(durability condition)하에서 수축 변형이 쉽게 일어난다는 문제점이 있다. 편광자가 변형되면, 그 응력이 보호필름 및 액정 셀에 영향을 주어 휘어짐이 발생하게 되며 결과적으로 이를 포함하는 편광판의 물성 변화, 액정표시장치에서의 빛샘 현상을 야기하는 등의 문제가 발생한다.
본 발명은, 높은 표면 경도와 우수한 내스크레치성와 함께 안정적인 내부 구조를 가질 뿐만 아니라, 세부 구성층 열수축율 등이 조절되며 양호한 휨 밸런스(balance)를 가지면서 안정된 내부 구조를 구현하여 크랙을 방지할 수 있고, 액정 표시 장치의 빛샘 현상을 방지할 수 있는 편광판을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은, 상기 편광판을 포함하는 액정 패널 및 디스플레이 장치를 각각 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 편광자와 상기 편광자를 중심으로 대향하도록 위치하는 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층 및 광투과성 기재를 포함하는 편광판이 제공된다.
또한, 본 명세서에서는, 편광자와 상기 편광자를 중심으로 대향하도록 위치하는 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층 및 반사 방지 필름을 포함하고, 상기 반사 방지 필름은 광투과성 기재 및 제2하드 코팅층을 포함하며, 상기 제2하드코팅층의 파장 400nm에서의 투과율(a)/ 제2하드코팅층의 파장 500nm에서의 투과율(b)의 비율(a/b)이 0.95이하, 또는 0.85 내지 0.95인, 편광판이 제공된다.
또한 본 명세서에서는, 편광자와 상기 편광자를 중심으로 대향하도록 위치하는 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층 및 광투과성 기재를 포함하며 상기 광투과성 기재에서 서로 수직하는 2개의 방향에 대한 열수축력의 비율이 특정 범위인, 포함하는 편광판이 제공된다.
또한 본 명세서에서는, 편광자와 상기 편광자를 중심으로 대향하도록 위치하는 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층 및 광투과성 기재를 포함하고, 60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축력에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축력의 비율이 0.6 내지 1.5인 편광판이 제공된다.
또한 본 명세서에서는, 상기 편광판이 액정셀의 적어도 일면에 형성되는 액정 패널이 제공된다.
또한 본 명세서에서는, 상기 편광판을 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 편광판, 액정 패널 및 디스플레이 장치에 대해서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, (메트)아크릴[(meth)acryl]은 아크릴(acryl) 및 메타크릴(methacryl) 양쪽 모두를 포함하는 의미이다.
또한, 중공 구조의 무기 나노입자라 함은 무기 나노입자의 표면 및/또는 내부에 빈 공간이 존재하는 형태의 입자를 의미한다.
또한, (공)중합체는 공중합체(co-polymer) 및 단독 중합체(homo-polymer) 양쪽 모두를 포함하는 의미이다.
발명의 일 구현예에 따르면, 편광자와 상기 편광자를 중심으로 대향하도록 위치하는 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층 및 반사 방지 필름을 포함하고, 상기 반사 방지 필름은 광투과성 기재 및 제2하드 코팅층을 포함하며, 상기 제2하드코팅층의 파장 400nm에서의 투과율(a)/ 제2하드코팅층의 파장 500nm에서의 투과율(b)의 비율(a/b)이 0.95이하, 또는 0.85 내지 0.95인, 편광판이 제공될 수 있다.
이전에 알려진 편광판들은 편광자를 중심으로 양쪽에 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름 등을 위치하는 구조를 가졌는데 반하여, 상기 구현예의 편광판은 한쪽에 상술한 특성을 갖는 광투과성 기재 및 제2하드 코팅층을 포함한 반사 방지 필름이 위치하고 다른 한쪽에 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층이 위치하여, 보다 얇은 두께를 구현하면서도 세부 층간의 열수축율 및 열수축력 등이 적절하게 조절할 수 있으며 견고한 내부 구조를 구현할 수 있으며, PVA 필름 등의 편광자 쪽으로의 수분전달을 차단할 수 있고, 편광판의 전체 두께를 낮출 수 있다.
상기 구현예의 편광판은 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층을 포함하여 상대적으로 낮은 두께를 갖게 되고 이에 따라 전체 경도가 낮아질 수 있는데, 이에 따라 소정의 두께를 갖는 반사 방지 필름은 상기 편광자의 반대면에 구비한다.
이때, 상기 반사 방지 필름의 두께가 높아짐에 따라서, 내부 구조나 층간 결합력이 약해질 수 있는데, 이를 방지 하기 위해서 파장 400nm에서의 투과율(a)/ 제2하드코팅층의 파장 500nm에서의 투과율(b)의 비율(a/b)이 0.95이하, 또는 0.85 내지 0.95인 조건을 만족하는 제2하드코팅층을 구비하여, 자외선에 대한 내광 안정성을 증가시킬 수 있으며, 필름의 장기 보관 안정성을 보다 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 파장 400nm에서의 투과율(a)/ 제2하드코팅층의 파장 500nm에서의 투과율(b)의 비율(a/b)이 0.95이하, 또는 0.85 내지 0.95인 조건을 만족하는 제2하드코팅층을 포함함에 따라서, 상기 편광판에 대한 내광부착 테스트나 두께에 따른 경도 실험 결과에서 우수한 효과가 구현된다는 점이 확인되었다.
구체적으로, 상기 제2하드코팅층은 상기 a/b가 0.95이하를 만족하면서, 파장 500nm에서 98% 내지 100%의 투과율을 가질 수 있으며, 파장 400nm에서 85% 내지 95%의 투과율을 가질 수 있다.
상기 파장 400nm에서의 투과율(a)/ 제2하드코팅층의 파장 500nm에서의 투과율(b)의 비율(a/b)이 0.95이하, 또는 0.85 내지 0.95인 조건을 만족하는 제2하드코팅층의 특성은 상기 제2하드 코팅층의 바인더 수지의 조성이나 이에 포함되는 다른 성분, 예를 들어 유기 입자 또는 무기 입자 등의 종류나 함량 등에 의하여 결정될 수도 있으며, 상기 하드 코팅층 제조 시에 사용되는 개시제나 첨가제 등의 종류나 함량에 따라 달라질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제2하드 코팅층이 380 nm 내지 400 nm의 파장 대의 빛을 95% 이상 흡수하는 개시제를 포함하는 조성물로부터 형성됨에 따라서, 상기 제2하드 코팅층은 파장 400nm에서의 투과율(a)/ 제2하드코팅층의 파장 500nm에서의 투과율(b)의 비율(a/b)이 0.95이하, 또는 0.85 내지 0.95인 조건을 만족할 수 있다.
상기 "380 nm 내지 400 nm 의 파장 대의 빛을 95% 이상 흡수하는 개시제"의 종류가 크게 한정되는 것은 아니지만, Phostphate 계 화합물, 벤조페논계 화합물 등을 사용할 수 있다. 이러한 개시제의 상용 제품의 예로는 IRG 819 또는 IRG 369 등을 들 수 있다.
한편, 상기 구현예의 편광판은 60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축력에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축력의 비율이 0.6 내지 1.5, 또는 0.7 내지 1.3, 또는 0.8 내지 1.2, 또는 0.9 내지 1.1를 만족하는 광투과성 기재를 포함할 수 있다.
편광판의 편광자 보호필름으로 많이 사용중인 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름은 내수성이 약하여 고온/고습 환경에서 뒤틀릴 수 있고 빛샘 등의 불량을 유발하는데 반하여, 본 발명자들은 상기 구현예의 편광판에서는 상술한 특성을 갖는 광투과성 기재를 사용함에 따라서 고온 고습 조건에서 장시간 노출되어도 물성이나 형태에 큰 변화가 없는 내구성을 확보할 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
상기 구현예의 편광판은 60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축력에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축력의 비율이 0.6 내지 1.5, 또는 0.7 내지 1.3, 또는 0.8 내지 1.2, 또는 0.9 내지 1.1를 만족하는 광투과성 기재를 포함함에 따라서, 상기 편광판은 제조 과정에서 60℃ 이상의 온도가 가해지는 경우에도 세부 층간의 열수축율 등이 조절되고 편광판의 휨 밸런스(balance)도 양호한 것으로 확인되었으며, 편광판의 크랙을 방지할 수 있고, 액정 표시 장치의 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 광투과성 기재가 60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축력에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축력의 비율이 0.6 내지 1.5, 또는 0.7 내지 1.3, 또는 0.8 내지 1.2, 또는 0.9 내지 1.1라는 조건을 만족함에 따라서, 고온 고습하에서 응력전달이 균일하게 전파되어 편광판 틀어짐이 개선되고, 세부 층간의 밀착력이 보다 향상되고 견고해질 수 있다.
이에 반하여, 60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축력에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축력의 비율이 너무 작은 경우, 고온 고습에서의 응력전달이 불균일하게 발생하여 세부층간의 밀착력이 하락하고, 편광판에 크랙이 발생하고, 액정 표시장치의 빛샘 현상이 나타날 수 있다.
또한, 60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축력에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축력의 비율이 너무 큰 경우, 고온 고습에서의 응력전달이 불균일하게 발생하여 세부층간의 밀착력이 하락하고, 편광판에 크랙이 발생하고, 액정 표시장치의 빛샘 현상이 나타나 기술적으로 불리할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 상기 광투과성 기재는 60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축력에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축력의 비율이 0.6 내지 1.5일 수 있는데, 상기 광투과성 기재의 두께 및 각 방향에서의 모듈러스 등의 요인에 따라서, 60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축율에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축율의 비율이 0.4 내지 4, 또는 0.8 내지 2일 수 있다.
60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축율에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축율의 비율이 0.4 내지 4, 또는 0.8 내지 2임에 따라서, 상기 광투과성 기재를 포함하는 편광판은 제조 과정에서 60℃ 이상의 온도가 가해지는 경우에도 세부 층간의 열수축율 등의 편차가 그리 크지 않게 되며, 이에 따라 되고 편광판의 휨 밸런스(balance)가 양호하게 되며, 편광판의 크랙 및 액정 표시 장치의 빛샘 현상을 방지할 수 있다.
60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축율에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축율의 비율이 너무 작은 경우, 고온 고습에서의 응력전달이 불균일하게 발생하여 세부층간의 밀착력이 하락하고, 편광판에 크랙이 발생하고, 액정 표시장치의 빛샘 현상이 나타날 수 있다.
또한, 60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축율에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축율의 비율이 너무 큰 경우, 예를 들어 상기 비율이 4를 초과하는 경우, 고온고습에서의 응력전달이 불균일하게 발생하여 세부층간의 밀착력이 하락하고, 편광판에 크랙이 발생하고, 액정 표시장치의 빛샘 현상이 나타나 기술적으로 불리할 수 있다.
상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축력 및 제2방향의 열수축력 각각은 60℃ 내지 100℃의 온도에 10분 내지 300분간 노출하여 측정될 수 있다.
상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축율 및 제2방향의 열수축율 각각은 60℃ 내지 100℃의 온도에 10분 내지 100분간 노출하여 측정될 수 있다.
상기 광투과성 기재의 제1방향은 상기 광투과성 기재의 MD 방향 (Machine Direction)이고, 상기 광투과성 기재의 제2방향은 상기 광투과성 기재의 TD방향(Transverse Direction) 일 수 있다.
상기 광투과성 기재는 300nm 이상의 파장에서 투과율이 50% 이상일 수 있다.
또한, 상기 구현예의 편광판은 60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향 및 제2방향간의 열수축력이나 또는 열수축율의 비율 관련 조건을 만족하는 광투과성 기재를 포함함과 동시에, 상기 편광판의 상기 광투과성 기재와는 반대측 면에 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층을 포함하여, 보다 얇은 두께를 구현하면서도 세부 층간의 열수축율 및 열수축력 등이 적절하게 조절할 수 있으며, 견고한 내부 구조를 구현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 편광자와 대향하도록 상기 광투과성 기재의 일면에 형성되는 반사 방지 필름을 포함할 수 있다.
상기 구현예의 편광판(100)의 일 예를 도1에 나타내었다. 도2에 도시된 편광판(100)은 편광자(20)와 상기 편광자를 중심으로 대향하도록 위치하는 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층(30) 및 반사 방지 필름을 포함하며, 상기 반사 방지 필름은 광투과성 기재(10)와 상기 광투과성 기재(10)의 일면에 형성된 반사 방지 필름(40)을 포함한다.
상기 광투과성 기재는 파장 400㎚ 내지 800㎚에서 측정되는 두께 방향의 리타데이션(Rth)이 3,000 ㎚ 이상일 수 있다.
상기 상기 광투과성 기재의 리타데이션을 3,000nm 이상, 4,000 내지 15,000nm, 또는 5,000 내지 10,000nm으로 제어함으로서 상쇄 간섭으로 인한 레인보우 현상이 억제되고, 셀룰로오스에스테르계 필름에 준하게 화상 표시 장치의 시인성을 향상시킬 수 있다.
상기 리타데이션은 광투과성 기재의 면 내에서 가장 굴절률이 큰 방향인 지상축 방향의 굴절률(nx), 상기 지상축 방향과 직교하는 방향인 진상축 방향의 굴절률(ny), 및 상기 광투과성 기재의 두께 d(단위: nm)를, 하기 수학식 1에 대입하여 계산한 것일 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2019013377-appb-I000001
또한, 이러한 리타데이션은 예를 들어 자동 복굴절계(KOBRA-WR, 측정각: 0°, 측정파장: 548.2nm)를 이용하여 측정된 값일 수 있다. 또는, 상기 리타데이션은 다음 방법에서도 구할 수 있다. 우선 2매의 편광판을 이용하여 상기 광투과성 기재의 배향축 방향으로 구비하고, 배향축 방향에 대해서 직교하는 두 개의 축 굴절률(nx, ny)을 Abbe식 굴절률계(NAR-4T)에 의해 구한다. 이때, 보다 큰 굴절률을 나타내는 축을 지상축으로 정의한다. 또한, 상기 광투과성 기재의 두께를 예를 들어 전기 마이크로 미터를 이용하여 측정하고, 앞서 얻은 굴절률을 이용해 굴절률 차이(nx-ny)(이하, nx-ny를 Δn 라 한다)를 산출하고, 이 굴절률 차이Δn와 광투과성 기재의 두께 d(nm)와의 곱에 의해 리타데이션을 구할 수 있다.
상기 광투과성 기재의 리타데이션이 3000 nm 이상이므로, 굴절률 차이(Δn)는 0.05 이상, 0.05 내지 0.20, 또는 0.08 내지 0.13일 수 있다. 상기 굴절률 차이(Δn)가 0.05 미만이면 상술한 리타데이션 값을 얻기 위해 필요한 상기 광투과성 기재의 두께가 두꺼워질 수 있다. 한편, 굴절률 차이 Δn가 0.20을 초과하면, 연신 배율을 과도하게 높일 필요가 발생하므로, 상기 광투과성 기재가 찢어지고 파괴되기 쉬어 공업 재료로서의 실용성이 현저하게 저하될 수 있고, 내습열성이 저하될 수 있다.
상기 광투과성 기재의 지상축 방향에서의 굴절률 (nx)은 1.60 내지 1.80 또는 1.65 내지 1.75일 수 있다. 한편, 상기 면 내에 복굴절률을 가지는 광투과성 기재의 진상축 방향에서의 굴절률(ny)은 1.50 내지 1.70, 또는 1.55 내지 1.65일 수 있다.
한편, 상기 광투과성 기재로는 내수성이 우수하여 빛샘 현상을 유발할 가능성이 거의 없고, 기계적 물성이 뛰어난 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름을 사용할 수 있다.
한편, 상기 광투과성 기재는 파장 400㎚ 내지 800㎚에서 측정되는 두께 방향의 리타데이션(Rth)이 3,000 ㎚ 이상이면서 낮은 수분투과 특성을 가질 수 있다. 보다 구체적으로 상기 광투과성 기재는 40℃, 습도100% 조건에서 24시간 동안의 수분 투과량을 측정하였을 때, 수분 투과량이 100 g/m2 이하, 또는 10 내지 100 g/m2 일 수 있다.
한편, 상기 광투과성 기재의 두께가 크게 한정되는 것은 아니지만, 10 내지 150㎛, 20 내지 120㎛, 또는 30 내지 100㎛일 수 있다. 상기 광투과성 기재의 두께가 10㎛ 미만이면 상기 제1하드 코팅층의 두께보다 지나치게 얇아 휨이 발생하고, 광투과성 기재의 유연성이 떨어져 공정을 제어하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 광투과성 기재가 과다하게 두꺼워지면 광투과성 기재의 투과율이 감소하여 광학 물성이 하락할 수 있으며, 이를 포함하는 화상 표시 장치를 박막화하기 어렵다는 문제점이 있다.
상기 편광판의 내부 구조가 보다 견고해지고 고온 조건에 노출되어도 휨이 발생하는 등의 현상을 방지하기 위해서 상기 광투과성 기재의 두께 대비 제1하드 코팅층의 두께의 비율이 0.02 내지 0.25일 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 광투과성 기재의 두께가 상기 제1하드 코팅층의 두께 대비 너무 적정 범위를 갖지 못하면, 편광판에 휨이 발생할 수 있고, 광투과성 기재의 유연성이 떨어져 공정을 제어하기 어려울 수 있다
한편, 상기 구현예의 편광판은 상기 광투과성 기재가 60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축력에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축력의 비율이 0.6 내지 1.5, 또는 0.7 내지 1.3, 또는 0.8 내지 1.2, 또는 0.9 내지 1.1를 만족하는 광투과성 기재를 포함함과 동시에, 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층을 포함하여, 이전에 알려진 다른 편광판 구조에 비하여 보다 얇은 두께를 통해서도 견고한 구조를 구현할 수 있으며, 또한 외부 열에 의해서 내구 구조나 물성이 크게 변하지 않는 특성을 가질 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축율에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축율의 비율이 0.4 내지 4, 또는 0.8 내지 2일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 편광자; 상기 제1하드 코팅층; 및 상기 광투과성 기재;를 합한 두께가 200 ㎛ 이하일 수 있다. 예를 들어, 상기 편광자는 40 ㎛ 이하, 또는 1 내지 40 ㎛ 의 두께를 가질 수 있고, 상기 제1하드 코팅층은 10um이하, 또는 1 내지 10 ㎛의 두께를 가질 수 있고, 상기 상기 광투과성 기재는 150 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다.
한편, 상기 제1하드 코팅층은 구체적인 조성이 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 제1하드 코팅층은 바인더 수지; 및 상기 바인더 수지에 분산되고, 0.5㎛ 내지 10㎛의 입경을 갖는 유기 미립자 또는 1 ㎚ 내지 500 ㎚의 입경을 갖는 무기 미립자를 포함할 수 있다.
상기 제1하드 코팅층에 포함되는 바인더 수지는 광경화성 수지를 포함할 수 있다. 상기 광경화성 수지는 자외선 등의 광이 조사되면 중합 반응을 일으킬 수 있는 광중합성 화합물의 중합체를 의미한다.
상기 광경화성 수지의 예로는, 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 에폭사이드 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 아크릴레이트 및 폴리에테르 아크릴레이트로 이루어진 반응성 아크릴레이트 올리고머 군; 및 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 글리세린 프로폭시레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸프로판 에톡시레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸프로필 트리아키를레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트 및 에틸렌글리콜 디아크릴레이트로 이루어진 다관능성 아크릴레이트 단량체로 이루어진 군;으로부터 형성된 중합체 또는 공중합체나, 에폭시기, 지환식 에폭시기, 글리시딜기 에폭시기 또는 옥세탄기를 포함하는 에폭시기를 포함한 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
상기 바인더 수지는 상술한 광경화성 수지와 함께 중량평균분자량이 10,000g/mol 이상, 또는 10,000g/mol 내지 500,000g/mol 인 (공)중합체(이하, 고분자량 (공)중합체라 함)를 더 포함할 수 있다. 상기 고분자량 (공)중합체는, 예를 들어, 셀룰로오스계 폴리머, 아크릴계 폴리머, 스티렌계 폴리머, 에폭사이드계 폴리머, 나일론계 폴리머, 우레탄계 폴리머 및 폴리올레핀계 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 유기 또는 무기 미립자는 입경의 구체적으로 한정되는 것은 아니나, 예들 들어 유기 미립자는 1 내지 10㎛의 입경을 가질 수 있으며, 상기 무기 입자는 1 ㎚ 내지 500 ㎚, 또는 1㎚ 내지 300㎚의 입경을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1하드 코팅층에 포함되는 유기 또는 무기 미립자의 구체적인 예가 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 유기 또는 무기 미립자는 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 에폭사이드 수지 및 나일론 수지로 이루어진 유기 미립자이거나 산화규소, 이산화티탄, 산화인듐, 산화주석, 산화지르코늄 및 산화아연으로 이루어진 무기 미립자일 수 있다.
한편, 상기 반사 방지 필름은 380nm 내지 780nm 파장 영역에서의 평균 반사율이 2%이하일 수 있다.
상기 반사 방지 필름은 광투과성 기재 및 제2하드 코팅층을 포함할 수 있으며, 또한 상기 광투과성 기재와 대향하도록 상기 제2하드 코팅층의 일면에 형성되는 저굴절층을 더 포함할 수 있다.
상기 저굴절층은 380nm 내지 780nm 파장 영역에서의 1.20 내지 1.60의 굴절율을 가질 수 있다.
상기 방사 방지 필름에 포함되는 제2하드 코팅층의 구체적인 예가 한정되는 것은 아니나, 상기 방사 방지 필름에 포함되는 제2하드 코팅층 또한 "상기 편광자를 중심으로 대향하도록 위치하는 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층"과 같이, 바인더 수지; 및 상기 바인더 수지에 분산되고, 0.5㎛ 내지 10㎛의 입경을 갖는 유기 미립자 또는 1 ㎚ 내지 500 ㎚의 입경을 갖는 무기 미립자를 포함할 수 있다.
상기 방사 방지 필름에 포함되는 제2하드 코팅층에 포함되는 상기 바인더 수지 및 0.5㎛ 내지 10㎛의 입경을 갖는 유기 미립자 또는 1 ㎚ 내지 500 ㎚의 입경을 갖는 무기 미립자에 관한 내용은 상술한 내용을 포함한다.
상기 제2하드 코팅층은 1 ㎛ 내지 30 ㎛, 또는 2 ㎛ 내지 20 ㎛의 두께를 가질 수 있는데, 제2하드 코팅층의 경도적인 측면에서나 필름의 말리는 특성을 고려하여 3 ㎛ 내지 10 ㎛ 또는 4 ㎛ 내지 8 ㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 상기 제2하드코팅층의 두께가 너무 낮으면, 필름의 경도가 낮아져 표면 보호의 역할을 하지 못하게 되고, 두께가 너무 높을 경우, 필름의 휨이 발생하고, 제1하드코팅층이 포함된 편광판 구조의 휨균형이 깨어져 내구성 평가시 휨이 증가하거나 크랙이 발생할 수 있다.
상기 380nm 내지 780nm 파장 영역에서의 굴절율이 1.20 내지 1.60인 저굴절층은 바인더 수지와 상기 바인더 수지에 분산된 유기 미립자 또는 유기 미립자를 포함할 수 있으며, 선택적으로 광반응성 작용기를 갖는 함불소 화합물 및/또는 광반응성 작용기를 갖는 실리콘계 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 바인더 수지는 다관능 (메트)아크릴레이트계 반복단위를 포함하는 (공)중합체를 포함하고, 이러한 반복단위는 예를 들어, 트리메틸올프로페인 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 등의 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물로부터 유래한 것일 수 있다.
상기 함불소 화합물 또는 실리콘계 화합물에 포함되는 광반응성 작용기는 (메트)아크릴레이트기, 에폭사이드기, 비닐기(Vinyl) 및 싸이올기(Thiol)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 작용기를 포함할 수 있다.
상기 광반응성 작용기를 포함한 함불소 화합물은 i) 하나 이상의 광반응성 작용기가 치환되고, 적어도 하나의 탄소에 1이상의 불소가 치환된 지방족 화합물 또는 지방족 고리 화합물; ii) 1 이상의 광반응성 작용기로 치환되고, 적어도 하나의 수소가 불소로 치환되고, 하나 이상의 탄소가 규소로 치환된 헤테로(hetero) 지방족 화합물 또는 헤테로(hetero)지방족 고리 화합물; iii) 하나 이상의 광반응성 작용기가 치환되고, 적어도 하나의 실리콘에 1이상의 불소가 치환된 폴리디알킬실록산계 고분자; 및 iv) 1 이상의 광반응성 작용기로 치환되고 적어도 하나의 수소가 불소로 치환된 폴리에테르 화합물;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.
상기 저굴절층은 중공형 무기 나노 입자, 솔리드형 무기 나노 입자 및/또는 다공성 무기 나노입자를 포함할 수도 있다.
상기 중공형 무기 나노 입자는 200㎚ 미만의 최대 직경을 가지며 그 표면 및/또는 내부에 빈 공간이 존재하는 형태의 입자를 의미한다. 상기 중공형 무기 나노 입자는 1 내지 200㎚, 또는 10 내지 100㎚ 의 수평균 입경을 갖는 무기 미세 입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 중공형 무기 나노 입자는 1.50g/cm3 내지 3.50g/cm3의 밀도를 가질 수 있다.
상기 중공형 무기 나노 입자는 표면에 (메트)아크릴레이트기, 에폭사이드기, 비닐기(Vinyl) 및 싸이올기(Thiol)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 반응성 작용기를 함유할 수 있다. 상기 중공형 무기 나노 입자 표면에 상술한 반응성 작용기를 함유함에 따라서, 보다 높은 가교도를 가질 수 있다.
상기 솔리드형 무기 나노입자는 0.5 내지 100nm의 수평균 입경을 갖는 솔리드형 무기 미세 입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 다공성 무기 나노입자는 0.5 내지 100nm의 수평균 입경을 갖는 무기 미세 입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 저반사층은 상기 (공)중합체 100중량부 대비 상기 무기 나노 입자 10 내지 400중량부; 및 상기 광반응성 작용기를 포함한 함불소 화합물 및/또는 실리콘계 화합물 20 내지 300중량부를 포함할 수 있다.
상기 일 구현예의 편광판은 편광자를 포함한다.
상기 편광자는 당해 기술분야에 잘 알려진 편광자, 예를 들면 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알콜(PVA)로 이루어진 필름을 사용할 수 있다. 이때, 상기 편광자는 폴리비닐알코올 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염착시키고 연신하여 제조될 수 있으나, 이의 제조방법은 특별히 한정되지 않는다.
한편, 상기 편광자가 폴리비닐알코올 필름인 경우, 폴리비닐알코올 필름은 폴리비닐알코올 수지 또는 그 유도체를 포함하는 것이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 이때, 상기 폴리비닐알코올 수지의 유도체로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 폴리비닐포르말 수지, 폴리비닐아세탈 수지 등을 들 수 있다. 또는, 상기 폴리비닐알코올 필름은 당해 기술분야에 있어서 편광자 제조에 일반적으로 사용되는 시판되는 폴리비닐알코올 필름, 예를 들어, 구라레 사의 P30, PE30, PE60, 일본합성사의 M3000, M6000 등을 사용할 수 있다.
한편, 상기 폴리비닐알코올 필름은, 이로써 한정되는 것은 아니나, 중합도가 1000 내지 10000 또는 1500 내지 5000일 수 있다. 중합도가 상기 범위를 만족할 때, 분자 움직임이 자유롭고, 요오드 또는 이색성 염료 등과 유연하게 혼합될 수 있다. 또한, 상기 편광자가 두께는 40㎛ 이하, 30㎛ 이하, 20㎛ 이하, 1 내지 20㎛, 또는 1㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 이 경우, 상기 편광자를 포함하는 편광판이나 화상 표시 장치 등의 디바이스의 박형 경량화가 가능하다.
상기 편광판은 상기 편광자와 상기 광투과성 기재 사이에 위치하고 0.1㎛ 내지 5㎛의 두께를 갖는 접착층;을 더 포함할 수 있다.
상기 접착층에는 상기 접착제로는 당해 기술 분야에서 사용되는 다양한 편광판용 접착제들, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 양이온계 또는 라디칼계 접착제 등이 제한 없이 사용될 수 있다.
한편, 상기 편광판은 상기 편광자와 접하는 제1하드 코팅층의 다른 일면에 형성된 점착층을 더 포함할 수도 있다.
상기 점착층은 상기 일 구현예의 편광판과 화상 표시 장치의 화상 패널의 부착이 가능하게 할 수 있다. 상기 점착층은 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 다양한 점착제들을 사용하여 형성될 수 있으며, 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 점착층은 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제 등을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 구현예의 편광판(100)의 또 다른 일 예를 도2에 나타내었다. 도2에 도시된 편광판(100)은 편광자(20)와 상기 편광자를 중심으로 대향하도록 위치하는 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층(30) 및 광투과성 기재(10)를 포함하며, 상기 광투과성 기재(10)과 그 일면에 형성된 제2하드 코팅층(40)을 포함하는 반사 방지 필름을 포함하며, 상기 편광자와 상기 광투과성 기재 사이에 위치하는 접착층(50)과 상기 편광자와 접하는 하드 코팅필름의 다른 일면에 형성된 점착층(60)을 포함한다.
상기 점착층의 두께도 크게 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 1 내지 50um의 두께를 가질 수 있다.
발명의 또 다른 구현예에 따르면, 액정셀의 적어도 일면에 편광판이 형성되는 액정 패널이 제공될 수 있다.
상기 구현예의 액정패널(200)의 일 예를 도3에 나타내었다. 도3에 도시된 액정패널(200)은 액정 패널의 일면 상에 상기 편광판(100)의 형성된 구조를 갖는다.
또한, 상기 구현예의 액정패널(200)의 다른 일 예를 도4에 나타내었다. 도4에 도시된 액정패널(200)은 액정 패널의 양면 상에 상기 편광판(100)의 형성된 구조를 갖는다.
상기 액정 패널에서, 상기 액정셀의 양면에 제1항의 편광판이 각각 형성될 수 있으며, 상기 2개의 편광판은 상기 액정셀의 일면에 형성되는 편광판의 편광자의 MD방향과 다른 일면에 형성되는 편광판의 편광자의 MD방향이 서로 수직하도록 위치할 수 있다.
발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상술한 편광판을 포함하는 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.
상기 디스플레이 장치의 구체적인 예가 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 액정표시장치 (Liquid Crystal Display]), 플라즈마 디스플레이 장치, 유기발광 다이오드 장치(Organic Light Emitting Diodes) 등의 장치일 수 있다.
하나의 일 예로, 상기 디스플레이 장치는 서로 대향하는 1쌍의 편광판; 상기 1쌍의 편광판 사이에 순차적으로 적층된 박막트랜지스터, 컬러필터 및 액정셀; 및 백라이트 유닛을 포함하는 액정디스플레이 장치일 수 있다.
상기 디스플레이 장치에서 상기 반사 방지 필름은 디스플레이 패널의 관측자측 또는 백라이트측의 최외각 표면에 구비될 수 있다.
상기 반사 방지 필름을 포함하는 디스플레이 장치는, 1쌍의 편광판 중에서 상대적으로 백라이트 유닛과 거리가 먼 편광판의 일면에 반사 방지 필름이 위치할 수 있다.
또한, 다른 일 예로, 상기 디스플레이 장치는 표시 패널; 및 상기 표시 패널의 적어도 일면에 위치하는 상기 편광판을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 액정 패널 및 상기 액정 패널의 양면에 각각 구비된 광한 적층체를 포함하는 액정 표시 장치일 수 있으며, 이때, 상기 편광판 중 적어도 하나가 전술한 본 명세서의 일 실시상태에 따른 편광자를 포함하는 편광판일 수 있다. 이때, 상기 액정 표시 장치에 포함되는 액정 패널의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, TN(twisted nematic)형, STN(super twisted nematic)형, F(ferroelectic)형 또는 PD(polymer dispersed)형과 같은 수동 행렬 방식의 패널; 2단자형(two terminal) 또는 3단자형(three terminal)과 같은 능동행렬 방식의 패널; 횡전계형(IPS; In Plane Switching) 패널 및 수직배향형(VA; Vertical Alignment) 패널 등의 공지의 패널이 모두 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 높은 표면 경도와 우수한 내스크레치성와 함께 안정적인 내부 구조를 가질 뿐만 아니라, 세부 구성층 열수축율 등이 조절되며 양호한 휨 밸런스(balance)를 가지면서 안정된 내부 구조를 구현하여 크랙을 방지할 수 있고, 액정 표시 장치의 빛샘 현상을 방지할 수 있는 편광판과 상기 편광판을 포함하는 액정 패널 및 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.
도1은 발명의 구현예의 편광판의 일 예를 나타낸 것이다.
도2은 발명의 구현예의 편광판의 다른 일 예를 나타낸 것이다.
도3은 발명의 구현예의 액정 패널의 일 예를 나타낸 것이다.
도4는 발명의 구현예의 액정 패널의 다른 일 예를 나타낸 것이다.
발명의 구현예를 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[제조예]
제조예1: 반사 방지 필름의 제조
(1) 반사 방지 필름의 하드 코팅층(제2하드 코팅층) 형성용 코팅액의 제조
하기 표1에 기재된 성분을 혼합하여 혼합하여 반사 방지 필름의 하드코팅층 형성용 코팅액(B1, B2, B3, B4, B5)을 제조하였다.
Figure PCTKR2019013377-appb-T000001
DPHA: 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트PETA: 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트
UA-306T: 우레탄 아크릴레이트로 톨루엔 디이소시아네이트와 펜타 에리스리톨트리아크릴레이트의 반응물 (Kyoeisha제품)
IRG-819: 개시제 (Irgacure 819, Ciba)
IRG-369: 개시제 (Irgacure 369, Ciba)
D-1173: 개시제 (Darocur 1173, Ciba)
2-BuOH : 2-부틸알코올
MIBK: 메틸이소부틸케톤
PGMEA:프로필렌 글리콜 메틸이써아세테이트
XX-113BQ(2.0㎛ 굴절율 1.555): 폴리스타이렌과 폴리메틸메타크릴레이트의 공중합 입자(Sekisui Plastic 제품)
MA-ST(30% in MeOH) : 크기 10~15nm의 나노실리카 입자가 메틸알코올에 분산된 분산액(Nissan Chemical제품)
(2) 저반사층 형성용 코팅액(C)의 제조
트리메틸올프로페인 트리아크릴레이트(TMPTA) 100g, 중공형 실리카 나노 입자(직경범위: 약 42 ㎚ 내지 66 ㎚, JSC catalyst and chemicals사 제품) 283g, 솔리드형 실리카 나노 입자(직경범위: 약 12 ㎚ 내지 19 ㎚) 59g, 제1 함불소 화합물(X-71-1203M, ShinEtsu사) 115g, 제2 함불소 화합물 (RS-537, DIC사) 15.5g 및 개시제 (Irgacure 127, Ciba사) 10g를, MIBK(methyl isobutyl ketone)용매에 고형분 농도 3 중량%가 되도록 희석하여 저반사층 형성용 코팅액을 제조하였다.
(3) 광투과성 기재 상에 형성된 반사 방지 필름의 제조
하기 표2및 3에 기재된 각각의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 상에 상기 제조된 하드코팅층 형성용 코팅액(B1, B2, B3, B4, B5) 각각을 #12번 mayer bar로 코팅한 후 하기 표2및 3에 기재된 온도에서 2분 건조하고, UV경화하여 하드코팅층(코팅두께는 5㎛)을 형성했다. UV램프는 H bulb를 이용하였으며, 질소분위기 하에서 경화반응을 진행하였다. 경화 시 조사된 UV광량은 100mJ/cm2이다.
이때 기재 상에 형성된 제2하드 코팅층 각각의 파장 400nm에서의 투과율(a)/ 파장 500nm에서의 투과율(b)을 UV spectrophotometer (Solidspec-3700, Shimadzu) 장치를 이용하여 780-350 nm 범위에서 상기 하드코팅 필름의 투과율을 측정하여 구하였고, 그 결과를 하기 표2및 3에 기재하였다.
상기 하드 코팅 필름 상에, 상기 저반사층 형성용 코팅액(C) 을 #4 mayer bar로 두께가 약 110 내지 120㎚가 되도록 코팅하고, 하기 표 2및 3에 기재된 온도에서 1분동안 건조 및 경화하였다. 상기 경화 시에는 질소 퍼징 하에서 상기 건조된 코팅물에 252mJ/cm2의 자외선을 조사하였다.
제조예2: 하드코팅층 형성용 코팅액 제조 및 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층이 형성된 편광자의 제조
(1) 하드코팅층 형성용 코팅액(A)의 제조
트리메틸로일프로판 트리아크릴레이트 28g, KBE-403 2g, 개시제 KIP-100f, 0.1g, 레벨링제(Tego wet 270) 0.06g을 균일하게 혼합하여 하드 코팅 조성물을 제조하였다.
(2) 하드코팅층이 형성된 편광자 제조
상기 제조예1에서 제조된 반사방지 필름의 광투과성 기재 측에 UV접착제를 이용하여 폴리비닐알콜 편광자(두께:25um, 제조사:엘지화학)를 접합한 후, 상기 광투과성 기재의 반대면에 상기 제조된 하드코팅층 형성용 코팅액(A)을 7um의 두께로 도포하고, 질소 퍼징하에서 건조된 코팅물에 500 mJ/cm2의 자외선을 조사하여 제1하드 코팅층을 형성하였다.
[실시예 및 비교예: 편광판 및 액정 패널의 제조]
(1) 편광판의 제조
상기 제조예1에서 얻어진 광투과성 기재 상에 형성된 반사방지 필름과 편광자를 UV경화형 접착제를 이용하여 접합한 후, 편광자의 다른 일면에 상기 제조예 2에서 제조된 하드코팅층을 형성하여 하기 표 2 및 표2에 기재된 실시예 및 비교예 각각의 편광판을 제조하였다. 이때 편광자의 흡수축과 광투과성 기재의 TD방향이 평행하게 되도록 편광판을 제조하였다.
1) 열수축력의 비율의 측정
이때, 실시예 및 비교예 각각에서 사용한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름의 MD 방향의 열수축력: TD방향의 열수축력의 비율은 TA Instruments 사의 DMA(동적기계분석기) 기기를 통해 측정하였다.
25℃에서 분당 25℃씩 상승하여 3분후 75℃가 되도록 하고, 그로부터 7분후 80℃에 도달하도록 온도를 설정하고, 측정시간은 2시간으로 하였으며, 80℃ 안정화 이후 2시간이 지난 후의 PET 필름의 MD 방향의 열수축력 및 TD방향의 열수축력 값을 측정하였다.
상기 PET 필름의 MD 방향의 열수축력 및 TD방향의 열수축력 각각은 폭6mm, 길이 50mm로 자른 샘플을 클램프에 체결하고 예압(Preload) 0.01N 상태에서, 인장(Strain) 0.1%를 유지하도록 샘플을 당겨 고정시킨 후, 고온에서 인장 0.1%를 유지하는데 드는 수축력을 측정하여 결정하였다. 상기 PET 필름의 MD 방향의 열수축력 및 TD방향의 열수축력 각각을 측정하고 그 비를 구하였다.
PET1: 수축력 비(MD/TD)가 약 1
PET2: 수축력 비(MD/TD)가 약 2
PET3: 수축력 비(MD/TD)가 약 0.5
2) 열수축율의 비율의 측정
실시예 및 비교예 각각에서 사용한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름의 MD 방향의 열수축율: TD방향의 열수축율의 비율은 각각의 PET 필름을 30cm * 30cm(가로*세로) 크기로 잘라 80℃에 30분간 방치한 후 MD, TD방향 각각에 대하여 수축율(변형된 길이/초기길이)을 구하여 계산하였다.
PET 1: 열수축율 비(MD/TD)가 약 0.9 ~1.1
PET 2: 열수축율 비(MD/TD)가 약 10~12
PET 3: 열수축율 비(MD/TD)가 약 4.5~6
(2) 열충격 평가용 샘플 제조
한 변의 길이가 10cm인 정사각형으로 재단한 상기 편광판을 TV용 유리(가로 12cm, 세로12cm, 두께 0.7mm)의 일면에 접합하여 열충격 평가용 샘플을 제조한다. 이 때, 편광자의 MD방향이 정사각형의 한변과 평행하도록 편광판을 재단한다.
[실험예]
<실험예1: 반사방지필름의 내광부착 실험 및 경도 측정>
(1) 반사방지필름의 내광부착 실험
한변의 길이가 10 cm 인 정사각형으로 재단한 상기 편광판을 UVB (280-360 nm) 내광 노출 기기 (UV 테스터, 코아테크코리아)에 24 시간 노출시킨다. 코팅면이 UV광원을 향하고, UV광원과 코팅필름간의 거리는 15~30cm가 되도록 필름을 배치하였다.
24시간 후 커터칼을 사용해 1cm * 1cm ~ 2 cm * 2 cm 크기 내에 100개의 격자가 생기도록 흠집을 내고 Nichiban Tape 를 사용하여 부착 후 박리 테스트를 진행하였다. 동일한 면에 대해 2회 박리 테스트를 진행하여 박리된 수준에 따라 5B(박리 없음) 수준에서부터 0B (전면 박리)까지 부착력 평가를 하였다.
<평가 기준>
- 5B (박리 없음)
- 4B (박리된 부분이 포함된 격자가 1~5개)
- 3B (박리된 부분이 포함된 격자가 6~15개)
- 2B (박리된 부분이 포함된 격자가 16~35개)
- 1B (박리된 부분이 포함된 격자가 36~50개)
- 0B (박리된 부분이 포함된 격자가 51개 이상)
(2) 반사방지필름의 경도 측정
점착층이 없거나 제거된 편광판을 5cm * 5cm 크기로 재단하여 연필경도계(충북테크)의 샘플대에 필름의 MD방향과 수직한 방향으로 측정되도록 필름을 고정한 후, 연필을 필름과 45도 각도로 고정시키고, 500g, 300mm/min의 하중과 속도로 연필경도를 측정하였다.
1회 측정 길이는 45mm이고, 총 5회 측정하며, 측정초반부 5mm의 눌림을 배제한 상태에서 나머지 부분의 눌림과 스크래치를 육안으로 평가하여 4회 이상 흠집이 없을 경우 OK로 판정하였다.
<실험예2: 열충격 평가>
상기 제조된 편광판과 편광판이 접합된 평가용 샘플에 대하여 다음과 같은 조건에서 열충격 실험을 진행하고 아래 3가지 사항에 대하여 측정 및 확인하였다.
- 열충격 평가용 샘플 제조
한변의 길이가 10cm인 정사각형으로 재단된 상기 편광판을 TV용 유리(가로 12cm, 세로 12cm, 두께 0.7mm)의 일면에 접합하여 열충격 평가용 샘플을 제조하였다. 이 때 편광자의 MD방향이 정사각형의 한변과 평행하도록 편광판을 재단하였다.
- 측정 조건:
편광판과 상기 열충격 평가용 샘플을 열충격 챔버에 수직으로 세워 놓는다. 상온에서 80℃로 승온하여 30분 방치하고, 이후 온도를 -30℃로 낮추어30분 방치 뒤 상온으로 온도 조절하는 것을 1 Cycle로 하여 총 100 Cycle을 반복하였다.
(1) Crack발생수
상기 평가용 샘플의 편광자 사이에 발생한 Crack과 편광자 사이에 틈이 생긴 것을 육안으로 확인하여 길이 1 cm이상의 크랙의 개수를 확인하였다.
(2) 기포
상기 평가용 샘플의 편광자와 보호필름 사이에 발생한 기포 및 편광자와 하드코팅층 사이에 발생한 기포를 육안으로 확인하여 직경 5mm이상의 기포 수를 확인하였다.
(3) 박리
상기 열충격 평가용 샘플의 편광자와 보호필름 사이에 발생한 들뜸과 네꼭지점부분의 필름 들뜸, 제2하드코팅층과 보호필름사이의 들뜸, 편광자와 제1하드코팅층 간의 들뜸을 육안으로 확인하여 이 중 어느 한 곳에서라도 박리가 발생하면 NG로 평가하고 박리가 발생하지 않으면 OK로 평가하였다.
(4) 꼭지점 들뜸(mm), 10x10/film 단품
상기 편광판 샘플의 네 꼭지점을 관찰하여 코팅층과 편광자 사이의 들뜸, 편광자와 보호필름 사이의 박리, 하드코팅과 점착층간의 박리와 휨을 관찰한다. 들뜸이 발생하여 휨이 나타날 경우, 편평하게 바닥에 놓은 상태에서 바닥에서부터 휘어진 높이를 측정하여 평균을 구하였다.
Figure PCTKR2019013377-appb-T000002
*a/b: 제2하드코팅층의 파장 400nm에서의 투과율(a)/ 제2하드코팅층의 파장 500nm에서의 투과율(b)
Figure PCTKR2019013377-appb-T000003
*a/b: 제2하드코팅층의 파장 400nm에서의 투과율(a)/ 제2하드코팅층의 파장 500nm에서의 투과율(b)
상기 표2 및 표3에서 나타난 바와 같이, 파장 400nm에서의 투과율(a)/제2하드코팅층의 파장 500nm에서의 투과율(b)의 비율(a/b)이 0.95이하인 제2하드코팅층을 구비하는 실시예의 편광판은 상기 편광판에 대한 내광부착 테스트나 두께에 따른 경도 실험 결과에서 비교예들에 비하여 우수한 효과가 구현된다는 점이 확인되었다.
또한, 실시예의 편광판은 높은 표면 경도와 함께 안정적인 내부 구조를 가질 뿐만 아니라, 휨 밸런스(balance)도 양호하고 크랙을 방지할 수 있고, 내광부착 테스트나 두께에 따른 경도 실험 결과에서 비교예에 비하여 우수한 결과를 나타내었으며, 액정 표시 장치의 빛샘 현상을 방지할 수 있는 것을 확인되었다.
[부호의 설명]
10 광투과성 기재
20 편광자
30 제1하드 코팅층
40 제2하드 코팅층
50 접착층
60 점착층
70 액정셀
100 편광판
200 액정 패널

Claims (17)

  1. 편광자와
    상기 편광자를 중심으로 대향하도록 위치하는 10um이하의 두께를 갖는 제1하드 코팅층 및 반사 방지 필름을 포함하고,
    상기 반사 방지 필름은 광투과성 기재 및 제2하드 코팅층을 포함하며,
    상기 제2하드코팅층의 파장 400nm에서의 투과율(a)/ 제2하드코팅층의 파장 500nm에서의 투과율(b)의 비율(a/b)이 0.95이하인, 편광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2하드 코팅층은 380 nm 내지 400 nm의 파장대의 빛을 95% 이상 흡수하는 개시제를 더 포함하는, 편광판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2하드코팅층은 파장 500nm에서 98% 내지 100%의 투과율을 가지며, 파장 400nm에서 85% 내지 95%의 투과율을 갖는, 편광판.
  4. 제1항에 있어서,
    60℃ 내지 100℃의 온도 범위에서 상기 광투과성 기재의 제1방향의 열수축율에 대한 상기 제1방향과 수직하는 상기 광투과성 기재의 제2방향의 열수축율의 비율이 0.6 내지 1.5인, 편광판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광투과성 기재의 제1방향은 상기 광투과성 기재의 MD 방향 (Machine Direction)이고, 상기 광투과성 기재의 제2방향은 상기 광투과성 기재의 TD방향(Transverse Direction)인, 편광판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 기재는 파장 400㎚ 내지 800㎚에서 측정되는 두께 방향의 리타데이션(Rth)이 3,000 ㎚ 이상인, 편광판.
  7. 제1항에 있어서,
    40℃, 습도100% 조건에서 24시간 동안 측정한 상기 광투과성 기재의 수분 투과량이 100 g/m2 이하인, 편광판
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광투과성 기재의 두께 대비 제1하드 코팅층의 두께의 비율이 0.02 내지 0.25인, 편광판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 편광자; 상기 제1하드 코팅층; 및 상기 광투과성 기재;를 합한 두께가 200 ㎛ 이하인, 편광판.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1하드 코팅층은 바인더 수지; 및 상기 바인더 수지에 분산되고, 0.5㎛ 내지 10㎛의 입경을 갖는 유기 미립자 또는 1 ㎚ 내지 500 ㎚의 입경을 갖는 무기 미립자를 포함하는, 편광판.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2하드 코팅층은 1 ㎛ 내지 30 ㎛의 두께를 갖는, 편광판.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 반사 방지 필름은 상기 광투과성 기재와 대향하도록 상기 제2하드 코팅층의 일면에 형성되는 저굴절층을 더 포함하는, 편광판.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 저굴절층은 380nm 내지 780nm 파장 영역에서의 1.20 내지 1.60의 굴절율을 갖는, 편광판.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 편광자와 상기 광투과성 기재 사이에 위치하고 0.1㎛ 내지 5㎛의 두께를 갖는 접착층;을 더 포함하는, 편광판.
  15. 제1항의 편광판이 액정셀의 적어도 일면에 형성되는 액정 패널.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 액정셀의 양면에 제1항의 편광판이 각각 형성되고,
    상기 2개의 편광판은 상기 액정셀의 일면에 형성되는 편광판의 편광자의 MD방향과 다른 일면에 형성되는 편광판의 편광자의 MD방향이 서로 수직하도록 위치하는, 액정 패널.
  17. 제1항의 편광판을 포함하는 디스플레이 장치.
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