WO2024117660A1 - 편광판 및 광학표시장치 - Google Patents

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WO2024117660A1
WO2024117660A1 PCT/KR2023/018960 KR2023018960W WO2024117660A1 WO 2024117660 A1 WO2024117660 A1 WO 2024117660A1 KR 2023018960 W KR2023018960 W KR 2023018960W WO 2024117660 A1 WO2024117660 A1 WO 2024117660A1
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WO
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polarizer
light transmittance
wavelength
polarizing plate
layer
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PCT/KR2023/018960
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English (en)
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정현임
신승미
이범덕
홍완택
이성훈
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삼성에스디아이 주식회사
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    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation

Definitions

  • the present invention relates to a polarizing plate and an optical display device.
  • a liquid crystal display device is a liquid crystal display device having a liquid crystal layer in which liquid crystals are aligned in a horizontal alignment mode.
  • it is a liquid crystal display device in IPS (in plane switching) mode or FFS (fringe field switching) mode.
  • the liquid crystal display device in the horizontal alignment mode orients the liquid crystal horizontally and when two electrodes are driven on one side of the substrate, the liquid crystal rotates on a plane, thereby improving the wide viewing angle by using a method of transmitting or blocking light.
  • the purpose of the present invention is to provide a polarizer that, when applied to a panel for an optical display device, provides the effect of improving left and right visibility or color by reducing the difference in visibility or color between the left and right sides.
  • Another object of the present invention is to provide a polarizing plate that provides the effect of improving color uniformity when applied to a panel for an optical display device.
  • Another object of the present invention is to provide a polarizer that provides the above-described effects even if a single retardation layer is provided on the lower surface of the polarizer.
  • One aspect of the present invention is a polarizer.
  • Polarizer is a polarizer; and a retardation layer laminated on one surface of the polarizer, wherein the retardation layer has an in-plane retardation of 0 to 10 nm and a thickness direction retardation of -30 to -3 nm at a wavelength of 550 nm, and the polarizer has a light transmittance ratio of the following equation 1: It is more than 0.445 and less than 0.470, and the light transmittance ratio of the following equation 2 is more than 0.710 and less than 0.730:
  • TS550 is the light transmittance of the polarizer at a wavelength of 550 nm (unit: %)
  • TS390 is the light transmittance of the polarizer at a wavelength of 390nm (unit: %)
  • TS400 is the light transmittance of the polarizer at a wavelength of 400 nm (unit: %).
  • the polarizer may have a light transmittance of 10 to 20% at a wavelength of 390 nm, and the polarizer may have a light transmittance of 25 to 35% at a wavelength of 400 nm.
  • the polarizer may have a light transmittance ratio of more than 0.795 and less than 0.805 in the following equation 3, and a light transmittance ratio of the following equation 4 than 0.835 and less than 0.850:
  • TS550 is the light transmittance of the polarizer at a wavelength of 550 nm (unit: %)
  • TS410 is the light transmittance of the polarizer at a wavelength of 410nm (unit: %)
  • TS420 is the light transmittance of the polarizer at a wavelength of 420nm (unit: %).
  • the polarizer may have a light transmittance of 33 to 35% at a wavelength of 410 nm, and the polarizer may have a light transmittance of 36 to 38% at a wavelength of 420 nm.
  • the retardation layer may be a negative C layer or a positive C layer.
  • the retardation layer may have higher light transmittance than the polarizer at wavelengths of 390 nm, 400 nm, 410 nm, 420 nm, and 550 nm.
  • the retardation layer has a light transmittance of 45 to 62% at a wavelength of 390 nm, a light transmittance of 70 to 90% at a wavelength of 400 nm, a light transmittance of 75 to 95% at a wavelength of 410 nm, and a light transmittance of 75 to 95% at a wavelength of 420 nm. It could be 95%.
  • the retardation layer may include a film or coating layer comprising a polymer with positive intrinsic birefringence.
  • the retardation layer may be triacetylcellulose (TAC)-based, cyclic olefin polymer (COP)-based, or cyclic olefin copolymer (COC)-based.
  • TAC triacetylcellulose
  • COP cyclic olefin polymer
  • COC cyclic olefin copolymer
  • the retardation layer may be 90% or more in thickness ratio of all retardation layers laminated on the lower surface of the polarizer.
  • the slow axis of the retardation layer may be -5° to 5°, assuming that the light absorption axis of the polarizer is 0°.
  • it may further include a second protective layer laminated on the other side of the polarizer.
  • the second protective layer may have an in-plane retardation of 3,000 nm or more at a wavelength of 550 nm.
  • Another aspect of the present invention is an optical display device.
  • the optical display device includes the optical laminate of the present invention.
  • the present invention provides a polarizer that, when applied to a panel for an optical display device, provides the effect of improving left and right visibility or color by reducing the difference in visibility or color between the left and right sides.
  • the present invention provides a polarizing plate that provides the effect of improving color uniformity when applied to a panel for an optical display device.
  • the present invention provides a polarizing plate that provides the above-described effect even if a single retardation layer is provided on the lower surface of the polarizer.
  • Figure 1 shows the results of the light transmittance of the polarizer according to each wavelength of an embodiment of the present invention (indicated by a solid line) and a comparative example of the present invention (indicated by a dotted line or a dashed line).
  • the X-axis represents the wavelength (unit: nm), and the Y-axis represents the ratio of the light transmittance at each wavelength of the
  • Figure 2 is a cross-sectional view of a polarizer according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 shows the evaluation results of Example 1.
  • Figure 4 shows the evaluation results of Comparative Example 1.
  • Figure 5 shows the color coordinate results at 135° upper left and 45° upper right at an azimuth of 60° for Example 2 and Comparative Example 1.
  • Figure 6 shows the color coordinate results at 135° to the upper left and 45° to the upper right at an azimuth of 45° for Example 2 and Comparative Example 1.
  • in-plane retardation (Re) “thickness direction retardation (Rth)”, and “biaxiality degree (NZ)” are expressed by the following formulas A, B, and C:
  • NZ (nx - nz)/(nx - ny)
  • nx, ny, and nz are the refractive index in the slow axis direction of the optical element at the measurement wavelength, the refractive index in the fast axis direction of the optical element, and the thickness, respectively. is the refractive index of the direction, and d is the thickness of the corresponding optical element (unit: nm).
  • the in-plane retardation, thickness direction retardation, and degree of biaxiality are values measured by transmitting light in the direction normal to the in-plane direction of the optical element.
  • X to Y means more than X and less than or equal to Y.
  • the inventor of the present invention has provided a polarizer that reduces the difference in left and right visual perception or color when applied to a panel of an optical display device, especially a liquid crystal panel in a horizontal alignment mode of liquid crystal.
  • the horizontal alignment mode of the liquid crystal may be an in plane switching (IPS) mode or a fringe field sqitching (FFS) mode.
  • the polarizing plate of the present invention includes a polarizer; and a retardation layer laminated on one surface of the polarizer, (i) the retardation layer has an in-plane retardation of 0 to 10 nm and a thickness direction retardation of -30 to -3 nm at a wavelength of 550 nm, (ii) the polarizer has the following formula The light transmittance ratio of 1 is greater than 0.445 and less than 0.460, and (iii) the polarizer has a light transmittance ratio of greater than 0.710 and less than 0.730 of the following formula 2:
  • TS550 is the light transmittance of the polarizer at a wavelength of 550 nm (unit: %)
  • TS390 is the light transmittance of the polarizer at a wavelength of 390nm (unit: %)
  • TS400 is the light transmittance of the polarizer at a wavelength of 400 nm (unit: %).
  • the 'light transmittance' of the polarizer is not crossed transmittance, but single transmittance.
  • the polarizer is placed in a light transmittance measuring device, for example, V-7100, and the light is transmitted from the phase difference layer to the polarizer. This value is measured at specific wavelengths of 390nm, 400nm, 410nm, 420nm, and 550nm by transmitting light in the normal direction to the in-plane direction of the polarizer.
  • the polarizer satisfies the above (i), (ii), and (iii) simultaneously, and when applied to a liquid crystal panel in horizontal alignment mode, the polarizer has the effect of improving left and right visibility or color by lowering the difference in visibility or color between the left and right sides and an optical display device. When applied to a panel, it provided the effect of improving color uniformity. If any one of (i), (ii), and (iii) above is not satisfied, the effect of the present invention may not be achieved or the effect may be significantly lower than that of the polarizing plate of the present invention.
  • the present invention stacks a retardation layer that satisfies (i) above on one side of the polarizer, and achieves the effect of improving left and right viewing or coloring and improving color uniformity by lowering the difference in viewing or coloring between the left and right sides. (ii) and (iii) above were designed.
  • (ii) and (iii) are polarizers having a retardation layer on one side of the polarizer having an in-plane retardation of 0 to 10 nm and a thickness direction retardation of -30 to -3 nm at a wavelength of 550 nm, which improves left and right visibility or color sense. It is a requirement to simultaneously provide the effect of improving effect and color uniformity.
  • (ii) and (iii) above calculate the ratio of the light transmittance at a wavelength of 390 nm and the light transmittance at a wavelength of 400 nm to the light transmittance at a wavelength of 550 nm of the polarizer, respectively.
  • the wavelengths of 390nm and 400nm are related to blue light in the entire light spectrum.
  • the present inventor confirmed that the difference in left and right color or visual perception was weakly improved just by having a high light transmittance at wavelengths of 390 nm and 400 nm.
  • the present inventor derived (ii) and (iii) above by considering the light transmittance at a wavelength of 390 nm and 400 nm and the light transmittance at a wavelength of 550 nm, and (ii) and (iii) are within the specific scope of the present invention. It was confirmed that the left and right visual perception and color sense were significantly improved by reaching .
  • Figure 1 shows the ratio of the light transmittance at a specific wavelength to the light transmittance at a wavelength of 550 nm depending on the wavelength of the polarizer of an embodiment of the present invention and the polarizer of a comparative example of the present invention not included in the present invention.
  • the polarizing plate of one embodiment of the present invention showed a difference in the ratio of the light transmittance at a specific wavelength to the light transmittance at a wavelength of 550 nm compared to the polarizing plate of the comparative example not included in the present invention. That is, the ratio of the light transmittance at a specific wavelength to the light transmittance at a wavelength of 550 nm was significantly or slightly higher in the polarizer of one embodiment of the present invention compared to the polarizer of the comparative example. Nevertheless, the polarizing plate of one embodiment of the present invention showed a significant effect in the difference in left and right visual perception or color compared to the polarizing plate of the comparative example not included in the present invention. This is illustrated in the examples and comparative examples below.
  • the polarizing plate may have a light transmittance ratio of 0.450 to 0.460 in Equation 1, and the polarizing plate may have a light transmittance ratio of 0.711 to 0.729 in Equation 2.
  • the effect of the present invention can be easily controlled and the polarizing plate of the present invention can be easily manufactured.
  • the polarizer may have a light transmittance of 42.5% to 43.5% at a wavelength of 550 nm, preferably 42.7% to 43.3%. Within the above range, it can be easy to implement the effects of the present invention.
  • the polarizer may have a light transmittance of 10% to 20%, preferably 19% to 20%, at a wavelength of 390 nm. Within the above range, it can be easy to implement the effects of the present invention.
  • the polarizer may have a light transmittance of 25% to 35%, preferably 30% to 32%, more preferably 30.5% to 32%, and 30.5% to 31% at a wavelength of 400 nm. Within the above range, it can be easy to implement the effects of the present invention.
  • Equation 1 and the ratio of Equation 2 can be implemented by adjusting the polarizer and/or retardation layer in the polarizing plate. This will be explained in detail below.
  • the polarizing plate may have a light transmittance ratio of more than 0.795 and less than 0.805 of the following equation 3, and a light transmittance ratio of the following equation 4 may be more than 0.835 and less than 0.850.
  • a light transmittance ratio of the following equation 4 may be more than 0.835 and less than 0.850.
  • TS550 is the light transmittance of the polarizer at a wavelength of 550 nm (unit: %)
  • TS410 is the light transmittance of the polarizer at a wavelength of 410nm (unit: %)
  • TS420 is the light transmittance of the polarizer at a wavelength of 420nm (unit: %).
  • the ratio of Equation 3 and the ratio of Equation 4 are used to determine left and right visual perception or color in a polarizer having a retardation layer on one surface of the polarizer having an in-plane retardation of 0 to 10 nm and a thickness direction retardation of -30 to -3 nm at a wavelength of 550 nm.
  • the effect of improving color uniformity and the effect of improving color uniformity are significant requirements.
  • the ratio in Equation 3 and the ratio in Equation 4 are calculated as the ratio of the light transmittance at a wavelength of 410 nm and the light transmittance at a wavelength of 420 nm to the light transmittance at a wavelength of 550 nm of the polarizer, respectively.
  • the wavelengths of 410nm and 420nm are related to blue light in the entire light spectrum.
  • the present inventor derived the ratio of Equation 3 and the ratio of Equation 4 by considering the light transmittance in the corresponding wavelength bands of 410 nm and 420 nm and the light transmittance at 550 nm, and the ratio of Equation 3 and the ratio of Equation 4 It was confirmed that by reaching the specific range of the present invention, left and right visual perception or color sense were significantly improved.
  • the polarizing plate may have a light transmittance ratio of 0.798 or more and less than 0.805 in Equation 3, and the polarizing plate may have a light transmittance ratio of 0.836 to 0.849 in Equation 4.
  • the effect of the present invention can be easily controlled and the polarizing plate of the present invention can be easily manufactured.
  • the polarizer may have a light transmittance of 33% to 35%, preferably 34 to 35%, or 34.3% to 34.8% at a wavelength of 410 nm. Within the above range, it can be easy to implement the effects of the present invention.
  • the polarizer may have a light transmittance of 36% to 38% at a wavelength of 420 nm, preferably 36 to 37% or 36.3% to 37.2%. Within the above range, it can be easy to implement the effects of the present invention.
  • Equation 3 and the ratio of Equation 4 can be implemented by adjusting the polarizer and/or retardation layer in the polarizing plate. This will be explained in detail below.
  • the retardation layer can be laminated on one side of the polarizer to help reduce the difference in left and right visual perception or color of the present invention.
  • the effect of the present invention can be easily implemented by layering the retardation layer on the light incident surface of the polarizer of the internal light.
  • the 'internal light' is light that is emitted from the backlight unit, passes through the liquid crystal panel, and then enters the polarizer.
  • the retardation layer has an in-plane retardation of 0 to 10 nm and a thickness direction retardation of -30 to -3 nm at a wavelength of 550 nm. In the range of in-plane phase difference and thickness direction phase difference, it can help reduce left and right visual perception or color difference.
  • the retardation layer has an in-plane retardation of 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10 nm at a wavelength of 550 nm, and a thickness direction retardation of -30, -29, and -30 at a wavelength of 550 nm.
  • the retardation layer may have an in-plane retardation of 0 to 5 nm and a thickness direction retardation of -20 to -3 nm.
  • the retardation layer may have a degree of biaxiality of 1.40 to 1.60, for example, 1.45 to 1.50 at a wavelength of 550 nm. In the above range, it can be easy to manufacture the above-described phase contrast layer, and it can help reduce the difference in left and right visual perception or color.
  • the retardation layer can be a negative C layer with the refractive index relationship of Equation 5 below:
  • nx, ny, and nz are the refractive indices of the retardation layer in the slow axis direction, fast axis direction, and thickness direction at a wavelength of 550 nm).
  • the retardation layer may have higher light transmittance at the same wavelengths than the polarizer at 390 nm, 400 nm, 410 nm, 420 nm, and 550 nm.
  • the polarizing plate of the present invention can have the effect of reducing left and right color deviation.
  • the retardation layer may have a light transmittance of 45 to 62%, preferably 48 to 60%, at a wavelength of 390 nm.
  • the retardation layer may have a light transmittance of 70 to 90%, preferably 72 to 85%, at a wavelength of 400 nm.
  • the retardation layer may have a light transmittance of 75 to 95%, preferably 80 to 90%, at a wavelength of 410 nm.
  • the retardation layer may have a light transmittance of 75 to 95%, preferably 80 to 92%, at a wavelength of 420 nm.
  • the retardation layer may have a light transmittance of 80 to 95%, preferably 83 to 92%, at a wavelength of 550 nm.
  • the retardation layer may be a positive C layer.
  • the phase contrast layer may have a slow axis, which is an axis with a high refractive index, and a fast axis, which is an axis with a low refractive index, among in-plane directions.
  • the slow axis of the retardation layer may be -5° to 5°, preferably -3° to 3°, assuming the light absorption axis of the polarizer is 0°. Within the above range, it can be easy to implement the effects of the present invention.
  • the retardation layer is not limited to the material forming the retardation layer, as long as it can realize the above-described in-plane retardation and thickness direction retardation by stretching or coating and/or drying.
  • the phase contrast layer can be a liquid crystal layer or a non-liquid crystal layer.
  • the retardation layer may be a stretched film or a cured coating layer.
  • the liquid crystal layer essentially requires the formation of an alignment film for liquid crystal alignment, and the generation of foreign substances, etc. may be problematic when forming the liquid crystal layer.
  • the retardation layer may be a film or coating layer comprising a polymer with positive intrinsic birefringence.
  • the fact that the intrinsic birefringence is positive means that the refractive index in the stretching direction (MD) increases.
  • the retardation layer may be cellulose-based, including triacetylcellulose (TAC), cyclic olefin polymer (COP)-based, or norbornene-based, such as cyclic olefin copolymer (COC)-based.
  • the retardation layer is polyester-based, polycarbonate-based, polyethersulfone-based, polysulfone-based, including polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PET), polybutylene naphthalate, etc.
  • It may be a film made of one or more of polyamide-based, polyimide-based, polyolefin-based, polyarylate-based, polyvinyl alcohol-based, polyvinyl chloride-based, and polyvinylidene chloride-based resins.
  • the retardation layer may include one or more of polystyrene-based polymer and cellulose-based polymer.
  • the retardation layer may be formed of a composition containing at least one of a halogen-containing polystyrene-based polymer and a halogen-containing cellulose-based polymer.
  • the halogen may be fluorine.
  • the halogen-containing polystyrene-based polymer may include repeating units of the formula (1):
  • R 1 , R 2 , R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted alkyl group, or halogen, and R is each independently alkyl, substituted alkyl, halogen, hydroxy, carboxy, nitro, alkoxy, amino, sulfonate, phosphate, acyl, acyloxy, phenyl, alkoxycarbonyl, cyano group, and at least one of R 1 , R 2 , R 3 is halogen and/or at least one R is halogen, and n is an integer from 0 to 5).
  • halogen means fluorine (F), Cl, Br or I, preferably F.
  • Halogen-containing polystyrene-based polymers include, for example, one or more of 1-(2,2-difluoroethenyl)-2-fluorobenzene, 1', 2', and 2'-trifluorostyrene. It can be formed by polymerizing the mixture.
  • the mixture may further include styrene.
  • the cellulose-based polymer may include at least a unit in which at least a portion of the hydroxyl group [C2 hydroxyl group, C3 hydroxyl group, or C6 hydroxyl group] of the sugar monomer constituting cellulose is substituted with an acyl group or an ether group. That is, the cellulose-based polymer may include one or more of a cellulose ester-based polymer and a cellulose ether-based polymer.
  • the cellulose polymer is a unit in which at least part of the hydrogen (H) of the hydroxyl group [C2 hydroxyl group, C3 hydroxyl group, or C6 hydroxyl group] of the sugar monomer constituting cellulose is substituted with an acyl group, as shown in the following formula (2). It may include a cellulose ester-based polymer containing at least: In this case, the acyl group may be substituted or unsubstituted.
  • n is an integer of 1 or more
  • Substituents for cellulose ester or acyl group are halogen, nitro, alkyl (e.g., alkyl group with 1 to 20 carbon atoms), alkenyl (e.g., alkenyl group with 2 to 20 carbon atoms), cycloalkyl (e.g., 3 to 20 carbon atoms), respectively.
  • cycloalkyl group of 10 aryl (e.g., aryl group of 6 to 20 carbon atoms), heteroaryl (e.g., aryl group of 3 to 10 carbon atoms), alkoxy (e.g., alkoxy group of 1 to 20 carbon atoms), acyl , and may contain one or more types of halogen-containing functional groups. Substituents may be the same or different.
  • R is an alkyl group with 1 to 20 carbon atoms, cycloalkyl with 3 to 20 carbon atoms, aryl with 6 to 20 carbon atoms, or arylalkyl having 7 to 20 carbon atoms).
  • the “acyl” is bonded to a ring of cellulose through an ester bond (via an oxygen atom) in the cellulose.
  • composition for the second phase difference layer may include the cellulose ester system alone or a mixture of the cellulose ester system.
  • halogen means fluorine (F), Cl, Br or I, preferably F.
  • halogen-containing functional group is an organic functional group containing one or more halogens and may include an aromatic, aliphatic, or cycloaliphatic functional group.
  • the halogen-containing functional group is a halogen-substituted alkyl group with 1 to 20 carbon atoms, a halogen-substituted alkenyl group with 2 to 20 carbon atoms, a halogen-substituted alkynyl group with 2 to 20 carbon atoms, and a halogen-substituted alkyl group with 3 to 10 carbon atoms.
  • It may mean a cycloalkyl group, a halogen-substituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen-substituted acyl group, a halogen-substituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a halogen-substituted arylalkyl group having 7 to 20 carbon atoms. , but is not limited to this.
  • R' is a halogen-substituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a halogen-substituted cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms , halogen-substituted aryl having 6 to 20 carbon atoms or halogen-substituted arylalkyl having 7 to 20 carbon atoms).
  • the “halogen substituted acyl group” is bonded to a ring of cellulose through an ester bond (via an oxygen atom) in cellulose.
  • Cellulose ester-based polymers can be manufactured by conventional methods known to those skilled in the art or can be used by purchasing commercially available products.
  • the cellulose ester polymer having acyl as a substituent can be prepared by reacting trifluoroacetic acid or trifluoroacetic anhydride with the sugar monomer or polymer of the sugar monomer forming the cellulose of the formula (2), or by reacting trifluoroacetic acid or trifluoroacetic anhydride. After reacting fluoroacetic anhydride, an acylating agent (for example, carboxylic acid anhydride or carboxylic acid) is further reacted, or trifluoroacetic acid or trifluoroacetic anhydride and an acylating agent are reacted together. It can be prepared by polymerization.
  • the retardation layer may have a thickness of 20 to 80 ⁇ m, preferably 30 to 50 ⁇ m. Within the above range, it can be used in a polarizing plate.
  • the retardation layer may be 90% or more in thickness ratio, for example, 99% to 100% of the total retardation layer laminated on the lower surface of the polarizer.
  • the effect of the present invention can be achieved while the thickness reduction effect of the polarizer can be realized.
  • the retardation layer may have one or more first protective layers laminated on one side or the other side.
  • the first protective layer may increase the mechanical strength of the polarizer or provide additional functions to the retardation layer.
  • the first protective layer may be a positive A layer that satisfies nx > ny ⁇ nz or a negative A layer that satisfies nx ⁇ nz > ny.
  • the first protective layer may be a liquid crystal layer or a non-liquid crystal layer.
  • nx, ny, and nz are the refractive indices of the first protective layer in the slow axis direction, fast axis direction, and thickness direction at a wavelength of 550 nm.
  • the retardation layer may be disposed closer to the polarizer than the first protective layer. Through this, it can be easy to implement the effects of the present invention.
  • the retardation layer may be laminated to the polarizer or the first protective layer using an adhesive layer or an adhesive layer.
  • the adhesive layer or adhesive layer may be formed of a photocurable or thermosetting adhesive or adhesive.
  • the adhesive layer or adhesive layer may have a thickness of 1 ⁇ m to 30 ⁇ m, for example, 2 ⁇ m to 10 ⁇ m, 2 ⁇ m to 3 ⁇ m. Within the above range, it can be used in a polarizing plate.
  • the polarizer includes a light-absorbing polarizer that separates incident light into two orthogonal polarization components, transmitting one polarization component and absorbing the other polarization component.
  • an axis with a high refractive index in the in-plane direction of the polarizer may be the light absorption axis of the polarizer, and an axis with a low refractive index may be the light transmission axis of the polarizer.
  • the light absorption axis of the polarizer may be the machine direction (MD) of the polarizer, and the light transmission axis may be the transverse direction (TD) of the polarizer.
  • the polarization degree of the polarizer may be 95% or more, specifically 95% to 100%, and more specifically 98% to 100%. Within the above range, it may be easy to achieve the effect of the present invention.
  • the polarizer may contain a dichroic dye and include a uniaxially stretched polarizer.
  • a polarizer containing a dichroic dye may include a polarizer manufactured by stretching a base film for a polarizer uniaxially in MD and dyeing it with a dichroic dye (eg, iodine or an iodine-containing material including potassium iodide).
  • the base film for a polarizer may include, but is not limited to, a polyvinyl alcohol-based film or a derivative thereof. Polarizers can be manufactured according to conventional methods known to those skilled in the art.
  • the polarizer may have a thickness of 1 to 40 ⁇ m, specifically 15 to 30 ⁇ m, and more specifically 17 to 20 ⁇ m. Within the above range, it can be used in a polarizing plate.
  • the polarizing plate of the present invention includes a polarizer manufactured by a polyvinyl alcohol-based film and a manufacturing process described in detail below. Through this, the polarizing plate can easily satisfy Equations 1 and 2, and preferably Equations 3 and 4.
  • the polyvinyl alcohol-based film may be a conventional polyvinyl alcohol-based film known to those skilled in the art.
  • the polyvinyl alcohol-based film contains hydrophilic functional groups and hydrophobic functional groups.
  • the hydrophobic functional group exists in addition to the hydroxyl group (OH group), which is a hydrophilic functional group present in the polyvinyl alcohol-based film.
  • the hydrophobic functional group exists in one or more of the main chain and side chain of the polyvinyl alcohol-based resin that constitutes the polyvinyl alcohol-based film.
  • the “main chain” refers to the part that forms the main skeleton of the polyvinyl alcohol-based resin, and the “side chain” refers to the skeleton connected to the main chain.
  • the hydrophobic functional group may be present in the main chain of the polyvinyl alcohol-based resin.
  • Polyvinyl alcohol-based resins into which hydrophilic and hydrophobic functional groups are introduced are composed of one or more monomers of vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl formate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl pivalate, and isopropenyl acetate, and hydrophobic functional groups. It can be prepared by polymerizing monomers that provide.
  • the vinyl ester monomer may include vinyl acetate.
  • the monomer providing the hydrophobic functional group may include a monomer providing a hydrocarbon repeating unit including ethylene, propylene, etc.
  • the polyvinyl alcohol-based film may have a thickness of 50 ⁇ m or less, for example, 10 ⁇ m to 50 ⁇ m. Within the above range, there may be no melting or breakage of the film when stretching the film.
  • the polarizer can be manufactured by treating the polyvinyl alcohol-based film through a dyeing process, a stretching process, a crosslinking process, a complementary color process, and a drying process, which are detailed below.
  • the order of the dyeing process, stretching process, and crosslinking process may change depending on the type of polyvinyl alcohol-based film and the polarizer manufacturing process when manufacturing the polarizer.
  • the dyeing process includes treating the polyvinyl alcohol-based film in a dyeing tank containing a dichroic material.
  • the polyvinyl alcohol-based film is immersed in a dyeing tank containing a dichroic material.
  • the dyeing bath containing the dichroic material contains an aqueous solution containing the dichroic material and boric acid.
  • the dyeing bath dyes the polyvinyl alcohol-based film by containing both a dichroic material and a boron compound, and the polyvinyl alcohol-based film may not be broken even when stretched under the stretching conditions detailed below.
  • the dichroic material may include one or more of iodine, potassium iodide, hydrogen iodide, lithium iodide, sodium iodide, zinc iodide, lithium iodide, aluminum iodide, lead iodide, and copper iodide.
  • the dichroic material may be included in the dyeing bath, preferably in the dyeing solution, at 0.5 mol/ml to 10 mol/ml, preferably 0.5 mol/ml to 5 mol/ml. Within the above range, uniform dyeing may be possible.
  • Boron compounds can help prevent melt fracture of the polyvinyl alcohol-based film when stretching the polyvinyl alcohol-based film.
  • the boron compound can help prevent melting and fracture of the polyvinyl alcohol-based film even if the polyvinyl alcohol-based film is stretched at high temperature and high stretching ratio in the stretching process performed after the dyeing process.
  • the boron compound may include one or more of boric acid and borax.
  • the boron compound may be included in the dyeing tank, preferably in an amount of 0.1% by weight to 5% by weight, and preferably in an amount of 0.3% by weight to 3% by weight in the dyeing aqueous solution. Within the above range, there may be no melting or breakage in the stretching process and the effect of achieving high reliability can be achieved.
  • the temperature of the dyeing solution may be preferably 20°C to 50°C, specifically 25°C to 40°C.
  • the dyeing process may be performed by immersing the polyvinyl alcohol-based film in a dyeing tank for 30 seconds to 120 seconds, specifically 40 seconds to 80 seconds.
  • the stretching process includes stretching the dyed polyvinyl alcohol-based film at a stretching ratio of 5.7 times or more, for example, 5.7 to 7 times, and at a stretching temperature of 57°C or more, for example, 57°C to 65°C.
  • the stretching process is performed either by wet stretching or dry stretching.
  • the stretching process includes wet stretching in order to apply the boron compound in the stretching process.
  • Wet stretching includes uniaxial stretching of a polyvinyl alcohol-based film in the mechanical direction in an aqueous solution containing a boron compound.
  • the boron compound may include one or more of boric acid and borax, preferably boric acid.
  • the boron compound may be included in the stretching bath, preferably in an amount of 0.5% by weight to 10% by weight, and preferably in an amount of 1% by weight to 5% by weight in the aqueous stretching solution. Within the above range, there may be no melting or breakage in the stretching process and the effect of achieving high reliability can be achieved.
  • the crosslinking process is performed to strengthen the adsorption of the dichroic material in the polyvinyl alcohol-based film subjected to the stretching process.
  • the crosslinking solution used in the crosslinking process contains a boron compound.
  • the boron compound can help improve the reliability of the polarizer even if it is left under thermal shock while strengthening the adsorption of the above-mentioned dichroic material.
  • the boron compound may include one or more of boric acid and borax.
  • the boron compound may be included in the crosslinking solution, preferably in an amount of 0.5% by weight to 10% by weight, and preferably in an amount of 1% by weight to 5% by weight in the aqueous crosslinking solution. Within the above range, there may be no melting or breakage in the stretching process and the effect of achieving high reliability can be achieved.
  • the temperature of the crosslinking solution may be preferably 20°C to 50°C, specifically 25°C to 40°C.
  • the crosslinking process may be performed by immersing the polyvinyl alcohol-based film in a crosslinking tank for 30 seconds to 120 seconds, specifically 40 seconds to 80 seconds.
  • the complementary color process can improve polarizer durability.
  • the complementary color solution may include a complementary color solution containing more than 0% by weight but less than 10% by weight of potassium iodide, preferably 1% to 4.5% by weight.
  • the temperature of the complementary color solution may be preferably 20°C to 50°C, specifically 25°C to 40°C.
  • Complementary color treatment can be performed by immersing the polyvinyl alcohol-based film in a complementary color bath for 5 to 50 seconds, specifically 5 to 20 seconds.
  • the drying process may be performed by treating the polyvinyl alcohol-based film after the complementary color process at 30°C to 80°C, preferably 40°C to 80°C, for 2 minutes or less, preferably 1 minute to 2 minutes.
  • the drying process may be performed by hot air drying, etc., but is not limited thereto.
  • the ratio of Equation 1 and the ratio of Equation 2 of the present invention can be implemented by adjusting the conditions in the complementary color process and drying process during the polarizer manufacturing process.
  • the ratio of Equation 3 and the ratio of Equation 4 of the present invention can be implemented by adjusting the conditions in the complementary color process and drying process during the polarizer manufacturing process.
  • the polyvinyl alcohol-based film may additionally include one or more of a water washing process and a swelling process.
  • the water washing process involves washing the polyvinyl alcohol-based film with water to remove foreign substances stuck on the polyvinyl alcohol-based film.
  • the swelling process can make dyeing and stretching of the dichroic material easier by immersing the polyvinyl alcohol-based film in a swelling bath within a predetermined temperature range.
  • the swelling process may include treatment at 15°C to 35°C, preferably 20°C to 30°C, for 30 to 50 seconds.
  • the polarizer may have a polarization degree of 99.996% or more.
  • the polarizing plate may include one or more second protective layers laminated on the other side of the polarizer.
  • the second protective layer is disposed on the light emission surface of the polarizer of the internal light, and can further improve image quality or protect the polarizer by acting on the light emitted from the polarizer.
  • the second protective layer may include a protective film or protective coating layer.
  • the protective film is an optically transparent film, for example, cellulose-based including triacetylcellulose (TAC), polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PET), polybutylene naphthalate, etc.
  • TAC triacetylcellulose
  • PET polyethylene naphthalate
  • It may be a film made of one or more resins of the denieric type. Specifically, TAC and PET films can be used.
  • the protective coating layer may be formed of one or more of a thermosetting coating layer composition and a photocurable coating layer composition.
  • the second protective layer may be a retardation film.
  • the second protective layer may have an in-plane retardation (Re) of 3,000 nm or more at a wavelength of 550 nm, specifically 5,000 nm to 15,000 nm, and more specifically 5,000 nm to 12,000 nm. Within the above range, there may be a frontal contrast ratio improvement effect, a rainbow mura suppression effect, etc.
  • Re in-plane retardation
  • the second protective layer may have a thickness direction retardation (Rth) of 6,000 nm or more at a wavelength of 550 nm, specifically 6,000 nm to 15,000 nm, and more specifically 6,000 nm to 12,000 nm.
  • Rth thickness direction retardation
  • the second protective layer may have a degree of biaxiality (NZ) of 2.5 or less, specifically 1.0 to 2.2, more specifically 1.2 to 2.0, and most specifically 1.4 to 1.8 at a wavelength of 550 nm.
  • NZ degree of biaxiality
  • the second protective layer may be a film formed from the above-described material and stretched at a predetermined stretching ratio. Through this, the protective layer can have a slow axis and a fast axis in the in-plane direction.
  • the axis with a low refractive index in the in-plane direction of the second protective layer is the machine direction (MD) of the second protective layer
  • the axis with a high refractive index in the in-plane direction of the second protective layer is the width of the second protective layer. It can be a direction (TD, transverse direction).
  • the second protective layer may be a TD uniaxially stretched protective film.
  • the axis with a low refractive index among the in-plane directions of the second protective layer is the width direction (TD) of the second protective layer
  • the axis with a high refractive index among the in-plane directions of the second protective layer is the mechanical direction (MD) of the second protective layer.
  • the second protective layer may be an MD uniaxially stretched protective film.
  • the axis with a low refractive index in the in-plane direction of the second protective layer is inclined with respect to the width direction of the second protective layer, and the axis with a high refractive index is inclined with respect to the mechanical direction of the second protective layer.
  • the second protective layer may be an MD and TD biaxially stretched film or an MD and TD biaxially stretched coating layer.
  • the second protective layer may include a TD uniaxial or biaxially stretched protective film to have the above-described axis with a low refractive index and an axis with a high refractive index in the in-plane direction.
  • the unstretched film is a step of stretching the melt-extruded unstretched film resin by 100% to 200%, preferably 120% to 140%, of the TD width of the initial resin in the TD direction only. It can be manufactured by a stretched film manufacturing method comprising a. Stretching may be performed by one or more of dry stretching and wet stretching, and the stretching temperature is (Tg - 20) °C to (Tg + 50) °C, specifically 70 °C to 70 °C based on the glass transition temperature Tg of the resin for the protective film. Preferred is 250°C, more specifically 80°C to 200°C, and may even more specifically be 100°C to 200°C. Within the above range, there can be uniformly the same stretching effect.
  • the second protective layer may have a thickness of 100 ⁇ m or less, specifically more than 0 ⁇ m and 100 ⁇ m or less, more specifically 10 ⁇ m to 90 ⁇ m, and can be used in the polarizing plate within this range.
  • the second protective layer may additionally have a functional coating layer formed on at least one side.
  • the functional coating layer may be a hard coating layer, an anti-fingerprint layer, an anti-reflection layer, a low-reflection layer, an anti-glare layer, a primer layer, etc.
  • the second protective layer may have higher light transmittance at the same wavelengths than the polarizer at 390 nm, 400 nm, 410 nm, 420 nm, and 550 nm.
  • the retardation layer may have a light transmittance of 45% to 62%, preferably 48% to 60%, at a wavelength of 390 nm.
  • the retardation layer may have a light transmittance of 70% to 90%, preferably 72% to 85%, at a wavelength of 400 nm.
  • the retardation layer may have a light transmittance of 75% to 95%, preferably 80% to 90%, at a wavelength of 410 nm.
  • the retardation layer may have a light transmittance of 75% to 95%, preferably 80% to 92%, at a wavelength of 420 nm.
  • the retardation layer may have a light transmittance of 80% to 95%, preferably 83% to 92%, at a wavelength of 550 nm.
  • the second protective layer may be laminated to the polarizer using an adhesive layer or an adhesive layer.
  • the adhesive layer or adhesive layer may be formed of a photocurable or thermosetting adhesive or adhesive.
  • the adhesive layer or adhesive layer may have a thickness of 1 ⁇ m to 30 ⁇ m, for example, 2 ⁇ m to 10 ⁇ m, 2 ⁇ m to 3 ⁇ m.
  • Figure 2 is a cross-sectional view of a polarizer according to an embodiment of the present invention.
  • the polarizer may include a polarizer 10, a retardation layer 20 laminated on the lower surface of the polarizer 10, and a second protective layer 30 laminated on the upper surface of the polarizer 10. there is.
  • the optical display device of the present invention includes the polarizing plate of the present invention.
  • the optical display device may include a liquid crystal display device in IPS or FFS mode.
  • the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel, a polarizer of the present invention laminated on the light exit surface of the liquid crystal panel, and a polarizer (light source side polarizer) disposed on the light incident surface of the liquid crystal panel.
  • the polarizing plate disposed on the light incident surface may include a polarizing plate commonly known to those skilled in the art.
  • the polarizing plate of the present invention can be used as a viewer-side polarizing plate.
  • the present invention is not limited thereto, and the polarizing plate of the present invention may be applied as a viewer-side polarizing plate or a light source-side polarizing plate.
  • the liquid crystal panel changes the orientation of the liquid crystal depending on whether voltage is applied or not, and can emit light emitted from the light source accordingly.
  • a liquid crystal panel may include a pair of substrates and a liquid crystal layer as a display medium included between the substrates.
  • One substrate color filter substrate
  • the other substrate active matrix substrate
  • a switching element e.g. TFT
  • Signal lines and pixel lines may be provided, but are not limited thereto.
  • the liquid crystal panel may employ liquid crystals in IPS or FFS mode. Through this, the liquid crystal display device can achieve an improvement in viewing angle characteristics.
  • the liquid crystal display device includes a light source on the lower surface of the polarizer on the light source side.
  • the light source may include a light source with a continuous emission spectrum.
  • the light source is a white LED light source, a quantum dot (QD) light source, a metal fluoride red phosphor light source, specifically KSF (K 2 SiF 6 :Mn 4+ ) phosphor or KTF (K 2 TiF 6 : Mn 4+ ) may include a phosphor-containing light source, etc.
  • VF-TS #4500 polyvinyl alcohol-based film
  • Kuraray thickness 45 ⁇ m
  • the film that passed through the swelling tank was treated for 65 seconds in a dyeing tank at 30°C containing an aqueous solution containing 1 mol/ml potassium iodide and 1% by weight of boric acid.
  • the film that had passed through the dyeing tank was stretched to an MD uniaxial stretching ratio of 5.7 times in a wet stretching tank containing 3% by weight of boric acid in an aqueous solution at 60°C.
  • the film that passed through the wet stretching tank was treated for 65 seconds in a cross-linking tank containing a 25°C aqueous solution containing 3% by weight of boric acid.
  • the film that passed through the crosslinking bath was treated for 10 seconds in a complementary color bath containing a complementary color solution, which is a 30°C aqueous solution containing 4.5% by weight of potassium iodide.
  • a complementary color solution which is a 30°C aqueous solution containing 4.5% by weight of potassium iodide.
  • the film that passed through the complementary color bath was washed with water and dried with hot air at 80°C for 1 minute to prepare a polarizer (thickness: 17 ⁇ m).
  • a photocurable adhesive epoxy resin adhesive
  • a PET film thickness: 85 ⁇ m, polyethylene rephthalate film with an anti-glare layer formed on the upper surface, AGSR12D-PET, DNP
  • the prepared retardation layer was laminated on the lower surface of the polarizer to manufacture a polarizer laminated in the following order: second protective layer - adhesive layer - polarizer - adhesive layer - retardation layer.
  • the slow axis of the retardation layer is at 0° when the light absorption axis of the polarizer is 0°.
  • Example 1 When manufacturing the polarizer in Example 1, it was treated for 10 seconds in a complementary color bath containing a complementary color solution, which is a 30°C aqueous solution containing 4.0% by weight of potassium iodide, and the film that passed through the complementary color bath was washed with water and incubated at 65°C for 1 minute.
  • a polarizer was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the polarizer was manufactured by drying with hot air for a while.
  • Example 1 When manufacturing the polarizer in Example 1, it was treated for 10 seconds in a complementary color bath containing a complementary color solution, which is a 30°C aqueous solution containing 3.5% by weight of potassium iodide, and the film that passed through the complementary color bath was washed with water and incubated at 45°C for 1 minute.
  • a polarizer was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the polarizer was manufactured by drying with hot air for a while.
  • Example 1 When manufacturing the polarizer in Example 1, it was treated for 10 seconds in a complementary color bath containing a complementary color solution, which is a 30°C aqueous solution containing 4.5% by weight of potassium iodide, and the film that passed through the complementary color bath was washed with water and incubated at 85°C for 1 minute.
  • a polarizer was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the polarizer was manufactured by drying with hot air for a while.
  • Example 1 When manufacturing the polarizer in Example 1, it was treated for 10 seconds in a complementary color bath containing a complementary color solution, which is a 30°C aqueous solution containing 6.0% by weight of potassium iodide, and the film that passed through the complementary color bath was washed with water and incubated at 85°C for 1 minute.
  • a polarizer was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the polarizer was manufactured by drying with hot air for a while.
  • Example 1 When manufacturing the polarizer in Example 1, it was treated for 10 seconds in a complementary color bath containing a complementary color solution, which is a 30°C aqueous solution containing 5.0% potassium iodide, and the film that passed through the complementary color bath was washed with water and incubated at 95°C for 1 minute.
  • a polarizer was manufactured in the same manner as Example 1, except that the polarizer was manufactured by hot air drying.
  • a polarizer was manufactured in the same manner as above.
  • a triacetylcellulose (TAC) film (KC4CT1SW, Konica Minolta Opto, Inc., thickness: 40 ⁇ m) was attached to the upper surface of the manufactured polarizer, and a polyethylene terephthalate (PET) film (Toyobo) was attached to the lower surface of the polarizer.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the polarizing plates manufactured in the above examples and comparative examples were adhered to the light emitting surface of the IPS liquid crystal-containing liquid crystal panel using an adhesive layer. At this time, the negative C layer side of the polarizer was adhered to the liquid crystal panel.
  • a liquid crystal module was manufactured by attaching the light source side polarizer prepared above to the light incident surface of the liquid crystal panel containing IPS liquid crystal through an adhesive layer. At this time, the TAC film of the polarizer on the light source side was adhered to the liquid crystal panel.
  • Light transmittance of the polarizer (unit: %): The polarizer manufactured in Examples and Comparative Examples was placed in the light transmittance measurement device V-7100, and the light was transmitted from the retardation layer side to the polarizer side, along the normal to the in-plane direction of the polarizer. By transmitting light in each direction, single light transmittance was obtained at wavelengths of 390 nm, 400 nm, 410 nm, 420 nm, and 550 nm. The ratios of Equations 1 to 4 were calculated using the measured single light transmittance.
  • the polarizer of the present invention was excellent in reducing the difference in visual perception or color between the left and right sides.
  • the polarizer of the comparative example that did not satisfy Equations 1 and 2 of the present invention had a large difference in visual perception or color between the left and right sides compared to the polarizer of the present invention. This can be seen in Figures 4, 5, and 6. As shown in Figure 4, the color difference between the upper left and upper right sides was greater than in Figure 3. Additionally, as shown in Figures 5 and 6, it was confirmed that ⁇ (x, y) was relatively large compared to the example.

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Abstract

편광자; 및 상기 편광자의 일면에 적층된 위상차층을 포함하는 편광판으로서, 상기 위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0 내지 10nm 및 두께 방향 위상차가 -30 내지 -3nm이고, 상기 편광판은 식 1의 광 투과율 비율이 0.445 초과 0.470 미만이고, 식 2의 광 투과율 비율이 0.710 초과 0.730 미만인 것인, 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.

Description

편광판 및 광학표시장치
본 발명은 편광판 및 광학표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치의 일 예로서 액정이 수평 배향 모드로 배향된 액정층을 구비하는 액정표시장치가 있다. 예를 들면, IPS(in plane switching) 모드 또는 FFS(fringe field switching) 모드의 액정표시장치이다. 수평 배향 모드의 액정표시장치는 액정을 수평으로 배향시켜 일측 기판에 두개의 전극을 구동하게 될 때 액정이 평면 상에서 회전하게 됨으로써 광을 투과 또는 차단하는 방법을 이용하여 광시야각을 개선하고 있다.
그러나, 수평 배향 모드의 액정표시장치는 액정 배향에 프리 틸트(pre tilt)가 있는 경우 좌우 색상 또는 좌우 시감의 이방성이 발생할 가능성이 높다. 따라서, 좌우에서 시감의 불균일이 발생하게 됨으로써 한쪽은 푸른색으로 보이는 bluish 영역이 되고 다른 한쪽은 노란색으로 보이는 yellowish 영역이 됨으로써 좌우 시감 또는 색감 차이가 발생하게 된다.
현재, 대화면, 고해상도, 슬림 디자인을 구현하기 위한 기술 개발이 진행되고 있어 좌우 시감 차이가 없게 하는 편광판의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 배경기술은 일본공개특허 제2006-251659호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 광학표시장치용 패널에 적용시 좌측과 우측 간의 시감 또는 색감 차이를 낮춤으로써 좌우의 시감 또는 색감을 개선하는 효과를 제공하는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광학표시장치용 패널에 적용시 컬러 균일도를 향상시키는 효과를 제공하는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 편광자의 하부면에 단일 위상차층을 구비하더라도 상술 효과를 제공하는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 편광판이다.
1.편광판은 편광자; 및 상기 편광자의 일면에 적층된 위상차층을 포함하고, 상기 위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0 내지 10nm 및 두께 방향 위상차가 -30 내지 -3nm이고, 상기 편광판은 하기 식 1의 광 투과율 비율이 0.445 초과 0.470 미만이고, 하기 식 2의 광 투과율 비율이 0.710 초과 0.730 미만이다:
[식 1]
광 투과율 비율 = TS390 / TS550
[식 2]
광 투과율 비율 = TS400 / TS550
(상기 식 1, 식 2에서
TS550은 파장 550nm에서 편광판의 광 투과율(단위: %),
TS390은 파장 390nm에서 편광판의 광 투과율(단위:%),
TS400은 파장 400nm에서 편광판의 광 투과율(단위:%).
2.1에서, 상기 편광판은 파장 390nm에서의 광 투과율이 10 내지 20%, 상기 편광판은 파장 400nm에서의 광 투과율이 25 내지 35%가 될 수 있다.
3.1-2에서, 상기 편광판은 하기 식 3의 광 투과율 비율이 0.795 초과 0.805 미만이고, 하기 식 4의 광 투과율 비율이 0.835 초과 0.850 미만이 될 수 있다:
[식 3]
광 투과율 비율 = TS410 / TS550
[식 4]
광 투과율 비율 = TS420 / TS550
(상기 식 3, 식 4에서
TS550은 파장 550nm에서 편광판의 광 투과율(단위: %),
TS410은 파장 410nm에서 편광판의 광 투과율(단위:%),
TS420은 파장 420nm에서 편광판의 광 투과율(단위:%).
4.1-3에서, 상기 편광판은 파장 410nm에서의 광 투과율이 33 내지 35%이고, 상기 편광판은 파장 420nm에서의 광 투과율이 36 내지 38%가 될 수 있다.
5.1-4에서, 상기 위상차층은 네가티브 C 층 또는 포지티브 C 층일 수 있다.
6.1-5에서, 상기 위상차층은 파장 390nm, 400nm, 410nm, 420nm, 550nm에서 상기 편광자 대비 광 투과율이 더 높을 수 있다.
7.1-6에서, 상기 위상차층은 파장 390nm에서 광 투과율이 45 내지 62%, 파장 400nm에서 광 투과율이 70 내지 90%, 파장 410nm에서 광 투과율이 75 내지 95%, 파장 420nm에서 광 투과율이 75 내지 95%가 될 수 있다.
8.1-7에서, 상기 위상차층은 고유 복굴절이 양인 중합체를 포함하는 필름 또는 코팅층을 포함할 수 있다.
9.1-8에서, 상기 위상차층은 트리아세틸셀룰로스(TAC)계, 고리형 올레핀 폴리머(COP)계 또는 고리형 올레핀 코폴리머(COC)계일 수 있다.
10.1-9에서, 상기 위상차층은 상기 편광자의 하부면에 적층되는 전체 위상차층 중 두께비로 90% 이상일 수 있다.
11.1-10에서, 상기 위상차층의 지상축은 상기 편광자의 광 흡수축을 0°라고 할 때, -5° 내지 5°를 이룰 수 있다.
12.1-11에서, 상기 편광자의 다른 일면에 적층된 제2보호층을 더 포함할 수 있다.
13.12에서, 상기 제2보호층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 3,000nm 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 광학표시장치이다.
광학표시장치는 본 발명의 광학 적층체를 포함한다.
본 발명은 광학표시장치용 패널에 적용시 좌측과 우측 간의 시감 또는 색감 차이를 낮춤으로써 좌우의 시감 또는 색감을 개선하는 효과를 제공하는 편광판을 제공하였다.
본 발명은 광학표시장치용 패널에 적용시 컬러 균일도를 향상시키는 효과를 제공하는 편광판을 제공하였다.
본 발명은 편광자의 하부면에 단일 위상차층을 구비하더라도 상술 효과를 제공하는 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예(실선 표시됨) 및 본 발명 비교 실시예(점선 또는 일점 쇄선으로 표시됨)의 편광판 각각의 파장에 따른 편광판의 광 투과율의 결과이다.
도 1에서 X 축은 파장(단위: nm), Y 축은 파장 550nm에서의 광 투과율에 대한 X 축 각각의 파장에서의 광 투과율의 비를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명 일 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 3은 실시예 1의 평가 결과이다.
도 4는 비교예 1의 평가 결과이다.
도 5는 실시예 2 및 비교예 1의 방위각 60°에서 좌상 135° 및 우상 45°에서의 색좌표 결과이다.
도 6은 실시예 2 및 비교예 1의 방위각 45°에서 좌상 135° 및 우상 45°에서의 색좌표 결과이다.
첨부한 도면을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
여기서 사용되는 용어는 단지 예시적인 구현예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 도면에서 각 구성 요소의 길이, 크기는 본 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명이 도면에 기재된 각 구성 요소의 길이, 크기에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)", "바로 위" 또는 "직접적으로 형성" 또는 "직접적으로 접하여 형성"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 의미한다.
본 명세서에서 "면내 위상차(Re)", "두께 방향 위상차(Rth)", "이축성 정도(NZ)"는 하기 식 A, 식 B, 식 C로 표시된다:
[식 A]
Re = (nx - ny) x d
[식 B]
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) x d
[식 C]
NZ = (nx - nz)/(nx - ny)
(상기 식 A, 식 B, 식 C에서, nx, ny, nz는 측정 파장에서 각각 해당 광학 소자의 지상축(slow axis) 방향의 굴절률, 광학 소자의 진상축 방향(fast axis)의 굴절률, 두께 방향의 굴절률이고, d는 해당 광학 소자의 두께(단위:nm)이다). 본 발명에서 면내 위상차, 두께 방향 위상차 및 이축성 정도는 광학 소자의 면내 방향에 대한 법선 방향으로 광을 투과시킴으로써 측정되는 값이다.
본 명세서에서 각도를 기재할 때 "+"는 기준(0°)에 대해 시계 방향 쪽으로의 각도, "-"는 기준(0°)에 대해 반시계 방향 쪽으로의 각도를 나타낸다.
본 명세서에서 수치 범위 기재시 "X 내지 Y"는 X 이상 Y 이하를 의미한다.
본 발명의 발명자는 광학표시장치의 패널 특히 액정의 수평 배향 모드의 액정 패널에 적용시 좌우 시감 또는 색감 차이를 감소시키는 편광판을 제공했다. 상기 액정의 수평 배향 모드는 IPS(in plane switching) 모드 또는 FFS(fringe field sqitching) 모드가 될 수 있다.
본 발명의 편광판은 편광자; 및 상기 편광자의 일면에 적층된 위상차층을 포함하고, (i) 상기 위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0 내지 10nm이고 두께 방향 위상차가 -30 내지 -3nm이고, (ii) 상기 편광판은 하기 식 1의 광 투과율 비율이 0.445 초과 0.460 미만이고, (iii) 상기 편광판은 하기 식 2의 광 투과율 비율이 0.710 초과 0.730 미만이다:
[식 1]
광 투과율 비율 = TS390 / TS550
[식 2]
광 투과율 비율 = TS400 / TS550
(상기 식 1, 식 2에서
TS550은 파장 550nm에서 편광판의 광 투과율(단위: %),
TS390은 파장 390nm에서 편광판의 광 투과율(단위:%),
TS400은 파장 400nm에서 편광판의 광 투과율(단위:%).
본 명세서에서 편광판의 '광 투과율'은 직교 광 투과율(crossed transmittance)이 아니며 단체 광 투과율(single transmittance)로서, 편광판을 광 투과율 측정 장치 예를 들면 V-7100에 위치시키고, 광을 위상차층 쪽에서 편광자 쪽으로 투과시키되 편광판의 면내 방향에 대한 법선 방향으로 광을 투과시켜 특정 파장, 390nm, 400nm, 410nm, 420nm, 550nm에서 측정되는 값이다.
편광판은 상기 (i), (ii) 및 (iii)을 동시에 만족시킴으로써 수평 배향 모드의 액정 패널에 적용시 좌측과 우측 간의 시감 또는 색감 차이를 낮춤으로써 좌우 시감 또는 색감을 개선하는 효과 및 광학표시장치용 패널에 적용시 컬러 균일도를 향상시키는 효과를 제공하였다. 상기 (i), (ii), 및 (iii) 중 어느 하나라도 만족하지 않는 경우 본 발명의 효과에 달성하지 못하거나 또는 본 발명의 편광판 대비 현저하게 낮은 효과를 낼 수 있다. 본 발명은 상기 (i)을 만족시키는 위상차층을 편광자의 일면에 적층시키되, 좌측과 우측 간의 시감 또는 색감 차이를 낮춤으로써 좌우 시감 또는 색감을 개선하는 효과 및 컬러 균일도를 향상시키는 효과를 달성하기 위하여 상기 (ii) 및 (iii)을 고안하였다.
상기 (ii) 및 (iii)는 편광자의 일면에 파장 550nm에서 면내 위상차가 0 내지 10nm이고 두께 방향 위상차가 -30 내지 -3nm을 갖는 위상차층을 구비하는 편광판에 있어서, 좌우 시감 또는 색감을 개선하는 효과 및 컬러 균일도를 향상시키는 효과를 동시에 제공하도록 하는 요건이다. 상기 (ii) 및 (iii)은 각각 편광판의 파장 550nm에서의 광 투과율에 대한 파장 390nm에서의 광 투과율 및 파장 400nm에서의 광 투과율의 비를 계산한 것이다. 파장 390nm 및 400nm은 전체 광 스펙트럼 중 파란색 광과 관련되는 파장으로서 파장 390nm 및 400nm에서의 광 투과율이 높을수록 파란색 광 흡수 정도가 낮다. 그러나, 본 발명자는 파장 390nm 및 400nm에서의 광 투과율이 높은 것만으로는 좌우 색감 또는 시감의 차이 개선이 미약함을 확인했다. 이에, 본 발명자는 파장 390nm 및 400nm에서의 광 투과율 및 파장 550nm에서의 광 투과율을 함께 고려함으로써 상기 (ii) 및 (iii)을 도출하였고, 상기 (ii) 및 (iii)이 본 발명의 특정 범위에 도달함으로써 좌우 시감 또는 색감이 현저하게 개선됨을 확인했다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 편광판 및 본 발명에 포함되지 않는 본 발명의 비교 실시예의 편광판의 파장에 따른 파장 550nm에서의 광 투과율에 대한 특정 파장에서의 광 투과율의 비를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명 일 실시예의 편광판은 본 발명에 포함되지 않는 비교 실시예의 편광판 대비 파장 550nm에서의 광 투과율에 대한 특정 파장에서의 광 투과율의 비가 차이를 보였다. 즉, 본 발명 일 실시예의 편광판은 비교 실시예의 편광판 대비 파장 550nm에서의 광 투과율에 대한 특정 파장에서의 광 투과율의 비가 현저하게 높거나 미세하게 높았다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 일 실시예의 편광판은 본 발명에 포함되지 않는 비교 실시예의 편광판 대비 좌우 시감 또는 색감 차이에서 현저한 효과를 나타내었다. 이것은 하기 실시예 및 비교예에서 설명된다.
일 구체예에서, 편광판은 상기 식 1의 광 투과율 비율이 0.450 내지 0.460이고, 편광판은 상기 식 2의 광 투과율 비율이 0.711 내지 0.729가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과 조절이 용이하고, 본 발명의 편광판 제조가 용이할 수 있다.
일 구체예에서, 편광판은 파장 550nm에서의 광 투과율이 42.5% 내지 43.5%, 바람직하게는 42.7% 내지 43.3%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
일 구체예에서, 편광판은 파장 390nm에서의 광 투과율이 10% 내지 20%, 바람직하게는 19% 내지 20%가 될 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
일 구체예에서, 편광판은 파장 400nm에서의 광 투과율이 25% 내지 35%, 바람직하게는 30% 내지 32%, 더 바람직하게는 30.5% 내지 32%, 30.5% 내지 31%가 될 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
상기 식 1의 비율 및 상기 식 2의 비율은 편광판 중 편광자 및/또는 위상차층 등을 조절함으로써 구현될 수 있다. 이와 관련해서는 하기에서 상세히 설명한다.
편광판은 하기 식 3의 광 투과율 비율이 0.795 초과 0.805 미만이고, 하기 식 4의 광 투과율 비율이 0.835 초과 0.850 미만이 될 수 있다. 상기 범위에서, 좌측과 우측 간의 시감 또는 색감 차이를 낮춤으로써 좌우 시감 또는 색감을 개선하는 효과 및 광학표시장치용 패널에 적용시 컬러 균일도를 향상시키는 효과가 더 개선될 수 있다:
[식 3]
광 투과율 비율 = TS410 / TS550
[식 4]
광 투과율 비율 = TS420 / TS550
(상기 식 3, 식 4에서
TS550은 파장 550nm에서 편광판의 광 투과율(단위: %),
TS410은 파장 410nm에서 편광판의 광 투과율(단위:%),
TS420은 파장 420nm에서 편광판의 광 투과율(단위:%).
상기 식 3의 비율 및 상기 식 4의 비율은 편광자의 일면에 파장 550nm에서 면내 위상차가 0 내지 10nm이고 두께 방향 위상차가 -30 내지 -3nm을 갖는 위상차층을 구비하는 편광판에 있어서, 좌우 시감 또는 색감을 개선하는 효과 및 컬러 균일도를 향상시키는 효과가 현저하게 하는 요건이다. 상기 식 3의 비율 및 상기 식 4의 비율은 각각 편광판의 파장 550nm에서의 광 투과율에 대한 파장 410nm에서의 광 투과율 및 파장 420nm에서의 광 투과율의 비를 계산한 것이다. 파장 410nm 및 420nm 은 전체 광 스펙트럼 중 파란색 광과 관련되는 파장으로서 파장 410nm 및 420nm 에서의 광 투과율이 높을수록 파란색 광 흡수 정도가 낮다. 본 발명자는 파장 410nm 및 420nm 해당 파장대에서의 광 투과율 및 파장 550nm에서의 광 투과율을 함께 고려함으로써 상기 식 3의 비율 및 상기 식 4의 비율을 도출하였고, 상기 식 3의 비율 및 상기 식 4의 비율이 본 발명의 특정 범위에 도달함으로써 좌우 시감 또는 색감이 보다 현저하게 개선됨을 확인했다.
일 구체예에서, 편광판은 상기 식 3의 광 투과율 비율이 0.798 이상 0.805 미만이고, 편광판은 상기 식 4의 광 투과율 비율이 0.836 내지 0.849가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과 조절이 용이하고, 본 발명의 편광판 제조가 용이할 수 있다.
일 구체예에서, 편광판은 파장 410nm에서의 광 투과율이 33% 내지 35%, 바람직하게는 34 내지 35%, 34.3% 내지 34.8%가 될 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
일 구체예에서, 편광판은 파장 420nm에서의 광 투과율이 36% 내지 38%, 바람직하게는 36 내지 37% 또는 36.3% 내지 37.2%가 될 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
상기 식 3의 비율 및 상기 식 4의 비율은 편광판 중 편광자 및/또는 위상차층 등을 조절함으로써 구현될 수 있다. 이와 관련해서는 하기에서 상세히 설명한다.
이하, 본 발명의 편광판의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.
위상차층
위상차층은 편광자의 일면에 적층되어 본 발명의 좌우 시감 또는 색감 차이를 낮추는데 도움을 줄 수 있다. 일 구체예에서, 위상차층은 내부광의 편광자의 광 입사면에 적층됨으로써 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다. 상기 '내부광'은 백라이트 유닛으로부터 출사되어 액정 패널을 통과한 다음 편광자로 입사되는 광이다.
위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0 내지 10nm이고 두께 방향 위상차가 -30 내지 -3nm이다. 상기 면내 위상차 및 두께 방향 위상차 범위에서, 좌우 시감 또는 색감 차이를 낮추는데 도움을 줄 수 있다. 예를 들면, 상기 위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10nm이고, 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -30, -29, -28, -27, -26, -25, -24, -23, -22, -21, -20, -19, -18, -17, -16, -15, -14, -13, -12, -11, -10, -9, -8, -7, -6, -5, -4, -3nm가 될 수 있다.
일 구체예에서, 위상차층은 면내 위상차가 0 내지 5nm, 두께 방향 위상차가 -20 내지 -3nm가 될 수 있다.
위상차층은 파장 550nm에서 이축성 정도가 1.40 내지 1.60, 예를 들어 1.45 내지 1.50이 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술 위상차층 제조가 용이할 수 있고, 좌우 시감 또는 색감 차이를 낮추는데 도움을 줄 수 있다.
일 구체예에서, 위상차층은 아래 식 5의 굴절률 관계를 갖는 네가티브 C 층일 수 있다:
[식 5]
nx ≒ ny > nz
(상기 식 5에서, nx, ny, nz는 상기 위상차층의 파장 550nm에서 지상축 방향, 진상축 방향 및 두께 방향의 굴절률이다).
일 구체예에서, 위상차층은 파장 390nm, 400nm, 410nm, 420nm, 550nm에서 편광자 대비 동일 파장에서 광 투과율이 더 높을 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 편광판은 좌우 색편차 감소 효과가 있을 수 있다.
예를 들면, 위상차층은 파장 390nm에서 광 투과율 45 내지 62%, 바람직하게는 48 내지 60%가 될 수 있다. 예를 들면, 위상차층은 파장 400nm에서 광 투과율이 70 내지 90%, 바람직하게는 72 내지 85%가 될 수 있다. 예를 들면, 위상차층은 파장 410nm에서 광 투과율이 75 내지 95%, 바람직하게는 80 내지 90%가 될 수 있다. 예를 들면, 위상차층은 파장 420nm에서 광 투과율이 75 내지 95%, 바람직하게는 80 내지 92%가 될 수 있다. 예를 들면, 위상차층은 파장 550nm에서 광 투과율이 80 내지 95%, 바람직하게는 83 내지 92%가 될 수 있다.
다른 구체예에서, 상기 위상차층은 포지티브 C 층일 수 있다.
위상차층은 면내 방향 중 굴절률이 높은 축인 지상축, 굴절률이 낮은 축인 진상축을 가질 수 있다. 위상차층의 지상축은 편광자의 광 흡수축을 0°라고 할 때, -5° 내지 5°, 바람직하게는 -3° 내지 3°를 이룰 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
위상차층은 연신 또는 코팅 및/건조에 의해서 상술 면내 위상차 및 두께 방향 위상차를 구현할 수 있다면, 위상차층을 형성하는 소재에 제한을 두지 않는다. 예를 들면, 위상차층은 액정층 또는 비액정층이 될 수 있다. 예를 들면, 위상차층은 연신 필름 또는 경화된 코팅층일 수 있다. 액정층은 액정 배향을 위한 배향막 형성이 필수적으로 요구되며 액정층 형성시 이물 등의 발생이 문제될 수 있다.
일 구체예에서, 위상차층은 고유 복굴절이 양인 중합체를 포함하는 필름 또는 코팅층일 수 있다. 고유 복굴절이 양이다라는 것은 연신한 방향(MD)으로 그 방향의 굴절율이 커짐을 의미한다.
일 구체예에서, 위상차층은 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로오스계, 고리형 올레핀 폴리머(COP)계, 고리형 올레핀코폴리머(COC)계 등의 노르보르넨계 등이 될 수 있다. 일 구체예에서, 위상차층은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트(PET), 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있다.
다른 구체예에서, 위상차층은 폴리스티렌계 중합체, 셀룰로스계 중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 위상차층은 할로겐 함유 폴리스티렌계 중합체, 할로겐 함유 셀룰로스계 중합체 중 1종 이상을 포함하는 조성물로 형성될 수 있다. 상기 할로겐은 불소일 수 있다.
할로겐 함유 폴리스티렌계 중합체는 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2023018960-appb-img-000001
(상기 화학식 1에서,
Figure PCTKR2023018960-appb-img-000002
은 연결 부위이고, R1, R2, R3은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기, 또는 할로겐이고, R은 각각 독립적으로 알킬, 치환된 알킬, 할로겐, 히드록시, 카르복시, 니트로, 알콕시, 아미노, 술포네이트, 포스페이트, 아실, 아실옥시, 페닐, 알콕시카르보닐, 시아노기이고, R1, R2, R3 중 하나 이상이 할로겐이거나 및/또는 적어도 하나의 R은 할로겐이고, n은 0 내지 5의 정수이다).
일 구체예에서, 할로겐은 플루오린(F), Cl, Br 또는 I를 의미하고, 바람직하게는 F를 의미한다.
할로겐 함유 폴리스티렌계 중합체는 예를 들면, 1-(2,2-디플루오로에테닐)-2-플루오로벤젠, 1', 2', 2'-트리플루오로스티렌 중 1종 이상을 포함하는 혼합물을 중합하여 형성될 수 있다. 상기 혼합물은 스티렌을 더 포함할 수 있다.
셀룰로스계 중합체는 셀룰로스를 이루는 당 단량체의 수산기[C2의 수산기, C3의 수산기 또는 C6의 수산기] 중 적어도 일부가 아실기 또는 에테르기로 치환된 단위를 적어도 포함할 수 있다. 즉, 셀룰로스계 중합체는 셀룰로스 에스테르계 중합체, 셀룰로스 에테르계 중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
예를 들면, 셀룰로스계 중합체는 하기 화학식 2에서 표시되는 바와 같이 셀룰로스를 이루는 당 단량체의 수산기[C2의 수산기, C3의 수산기 또는 C6의 수산기]의 수소(H)의 적어도 일부가 아실기로 치환된 단위를 적어도 포함하는 셀룰로스 에스테르계 중합체를 포함할 수 있다: 이때, 상기 아실기는 치환 또는 비치환될 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2023018960-appb-img-000003
(상기 화학식 2에서, n은 1 이상의 정수)
셀룰로스 에스테르계 또는 아실기를 위한 치환기는 각각 할로겐, 니트로, 알킬(예: 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알킬기), 알케닐(예: 탄소수 2 내지 20의 알케닐기), 시클로알킬(예: 탄소수 3 내지 탄소수 10의 시클로알킬기), 아릴(예: 탄소수 6 내지 탄소수 20의 아릴기), 헤테로 아릴(예: 탄소수 3 내지 탄소수 10의 아릴기), 알콕시(예: 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알콕시기), 아실, 할로겐 함유 작용기 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 치환기는 동일하거나 다를 수 있다.
상기 "아실"은 당업자에게 알려진 바와 같이 R-C(=O)-*(*은 연결 부호, R은 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 탄소수 20의 시클로알킬, 탄소수 6 내지 탄소수 20의 아릴 또는 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬)이 될 수 있다. 상기 "아실"은 셀룰로스에서 에스테르 결합을 통해(산소 원자를 통해) 셀룰로스의 고리에 결합된다.
상기 "알킬", "알케닐", "시클로알킬", "아릴", "헤테로아릴", "알콕시", "아실"은 각각 편의상 할로겐을 포함하지 않는 비-할로겐계이다. 제2위상차층용 조성물은 상기 셀룰로스 에스테르계 단독 또는 상기 셀룰로스 에스테르계가 혼합되어 포함될 수도 있다.
상기 "할로겐"은 플루오린(F), Cl, Br 또는 I를 의미하고, 바람직하게는 F를 의미한다.
상기 "할로겐 함유 작용기"는 1개 이상의 할로겐을 함유하는 유기 작용기로서, 방향족, 지방족 또는 지환족 작용기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 할로겐 함유 작용기는 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알킬기, 할로겐 치환된 탄소수 2 내지 탄소수 20의 알케닐기, 할로겐 치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 할로겐 치환된 탄소수 3 내지 탄소수 10의 시클로알킬기, 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 탄소수 20 알콕시기, 할로겐 치환된 아실기, 할로겐 치환된 탄소수 6 내지 탄소수 20의 아릴기, 또는 할로겐 치환된 탄소수 7 내지 탄소수 20의 아릴알킬기를 의미할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 "할로겐 치환된 아실기"는 R'-C(=O)-*(*은 연결 부호, R'은 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알킬기, 할로겐 치환된 탄소수 3 내지 탄소수 20의 시클로알킬, 할로겐 치환된 탄소수 6 내지 탄소수 20의 아릴 또는 할로겐 치환된 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬)이 될 수 있다. 상기 "할로겐 치환된 아실기"는 셀룰로스에서 에스테르 결합을 통해(산소 원자를 통해) 셀룰로스의 고리에 결합된다.
셀룰로스 에스테르계 중합체는 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조되거나 상업적으로 판매되는 제품을 구입하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 치환기로서 아실을 갖는 셀룰로스 에스테르계 중합체는 상술 화학식 2의 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 반응시킨 다음 중합하여 제조될 수 있다.
위상차층은 두께가 20 내지 80㎛, 바람직하게는 30 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
위상차층은 편광자의 하부면에 적층되는 전체 위상차층 중 두께비로 90% 이상, 예를 들면 99% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과를 구현하면서 편광판의 박형화 효과를 구현할 수 있다.
위상차층은 일면 또는 다른 일면에 제1보호층이 1층 이상 더 적층될 수 있다.
제1보호층은 편광판의 기계적 강도를 높이거나 또는 위상차층에 추가적인 기능을 제공할 수도 있다.
일 구체예에서, 제1보호층은 nx > ny ≒ nz를 만족하는 포지티브 A층 또는 nx ≒ nz > ny를 만족하는 네가티브 A층이 될 수 있다. 제1보호층은 액정층 또는 비액정층이 될 수 있다. 여기에서 nx, ny, nz는 제1보호층의 파장 550nm에서 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향의 굴절률이다.
일 구체예에서, 위상차층은 제1보호층 대비 편광자에 더 인접하여 배치될 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
위상차층은 편광자 또는 제1보호층에 접착층 또는 점착층에 의해 합지될 수 있다. 접착층 또는 점착층은 광경화성 또는 열경화성 접착제 또는 점착제로 형성될 수 있다. 접착층 또는 점착층은 두께가 1㎛ 내지 30㎛, 예를 들면 2㎛ 내지 10㎛, 2㎛ 내지 3㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
편광자
편광자는 입사되는 광을 직교하는 2개의 편광 성분으로 분리하여 일방의 편광 성분은 투과시키고 타방의 편광 성분은 흡수하는 기능을 갖는, 광 흡수형 편광자를 포함한다.
일 구체예에서, 편광자의 면내 방향 중 굴절률이 높은 축은 편광자의 광 흡수축이고, 굴절률이 낮은 축은 편광자의 광 투과축이 될 수 있다. 일 구체예에서, 편광자의 광 흡수축은 편광자의 기계적 방향(MD, machine direction)이고, 광 투과축은 편광자의 폭 방향(TD, transverse direction)이 될 수 있다.
편광자의 편광도는 95% 이상, 구체적으로 95% 내지 100%, 더 구체적으로 98% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과를 내는데 용이할 수 있다.
편광자는 이색성 염료를 함유하고 1축 연신된 편광자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 이색성 염료를 함유하는 편광자는 편광자용 기재 필름을 MD 1축 연신하고 이색성 염료(예: 요오드 또는 요오드 함유 물질로서 요오드화칼륨을 포함)로 염색하여 제조된 편광자를 포함할 수 있다. 편광자용 기재 필름은 폴리비닐알코올계 필름 또는 그의 유도체를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 편광자는 당업자에게 알려진 통상의 방법에 따라 제조될 수 있다.
편광자는 두께가 1 내지 40㎛, 구체적으로 15 내지 30㎛, 더 구체적으로 17 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
본 발명의 편광판은 하기 상술되는 폴리비닐알코올계 필름 및 제조 공정에 의해 제조되는 편광자를 구비한다. 이를 통해, 편광판은 상기 식 1 및 식 2, 바람직하게는 식 3 및 식 4도 만족하는 것이 용이할 수 있다.
폴리비닐알코올계 필름은 당업자에게 알려진 통상의 폴리비닐알코올계 필름이 될 수 있다.
일 구체예에서, 폴리비닐알코올계 필름은 친수성 작용기 및 소수성 작용기를 함유한다. 소수성 작용기는 폴리비닐알코올계 필름에 존재하는 친수성 작용기인 수산기(OH기) 이외에 추가로 존재한다.
소수성 작용기는 폴리비닐알코올계 필름을 구성하는 폴리비닐알코올계 수지의 주쇄, 측쇄 중 1종 이상에 존재한다. 상기 "주쇄"는 상기 폴리비닐알코올계 수지의 주 골격을 형성하는 부분을 의미하고, 상기 "측쇄"는 상기 주쇄에 연결된 골격을 의미한다. 바람직하게는, 소수성 작용기는 폴리비닐알코올계 수지의 주쇄에 존재할 수 있다.
친수성 작용기 및 소수성 작용기가 도입된 폴리비닐알코올계 수지는 아세트산 비닐, 포름산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 피발산 비닐, 아세트로산 이소프로페닐 등의 비닐 에스테르 1종 또는 2종 이상의 단량체와 소수성 작용기를 제공하는 단량체를 중합하여 제조될 수 있다. 바람직하게는 상기 비닐 에스테르 단량체는 아세트산 비닐을 포함할 수 있다. 상기 소수성 작용기를 제공하는 단량체는 에틸렌, 프로필렌 등을 포함하는 탄화수소 반복 단위를 제공하는 단량체를 포함할 수 있다.
폴리비닐알코올계 필름은 두께가 50㎛ 이하, 예를 들면 10㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 필름 연신 시 필름의 용융 및 파단이 없을 수 있다.
편광자는 상기 폴리비닐알코올계 필름을 하기 상술되는, 염착 공정, 연신 공정, 가교 공정, 보색 공정, 건조 공정으로 처리함으로써 제조될 수 있다. 염착 공정, 연신 공정, 가교 공정의 순서는 편광자 제조시 폴리비닐알콜계 필름의 종류, 편광자 제조 공정에 따라 변경될 수 있다.
염착 공정은 폴리비닐알코올계 필름을 이색성 물질 함유 염착조에서 처리하는 것을 포함한다. 염착 공정에서는 폴리비닐알코올계 필름을 이색성 물질 함유 염착조에서 침지하게 된다. 이색성 물질 함유 염착조는 이색성 물질 및 붕산을 포함하는 수용액을 포함한다. 염착조는 이색성 물질과 붕소 화합물을 함께 포함함으로써 폴리비닐알코올계 필름을 염착시키고 하기 상술되는 연신 조건에서 연신되더라도 폴리비닐알코올계 필름의 파단이 없을 수 있다.
이색성 물질은 요오드로서 요오드화칼륨, 요오드화수소, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화리튬, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이색성 물질은 염착조 바람직하게는 염착 용액 중 0.5mol/ml 내지 10mol/ml, 바람직하게는 0.5mol/ml 내지 5mol/ml로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 균일한 염착이 가능한 효과가 있을 수 있다.
붕소 화합물은 폴리비닐알코올계 필름 연신시 폴리비닐알코올계 필름의 용융 파단이 없도록 하는데 도움을 줄 수 있다. 붕소 화합물은 염착 공정 이후에 실시되는 연신 공정에서 폴리비닐알코올계 필름을 고온 및 고 연신비로 연신하더라도 필름의 용융 및 파단이 없도록 하는데 도움을 줄 수 있다.
붕소 화합물은 붕산, 붕사 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 붕소 화합물은 염착조 바람직하게는 염착 수용액 중 0.1중량% 내지 5중량%, 바람직하게는 0.3중량% 내지 3중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 연신 공정에서 용융 및 파단이 없으며 고 신뢰성을 달성하는 효과가 있을 수 있다.
염착 용액의 온도는 20℃ 내지 50℃, 구체적으로 25℃ 내지 40℃로 하는 것이 바람직할 수 있다. 염착 공정에서는 폴리비닐알코올계 필름을 염착조 내에서 30초 내지 120초, 구체적으로 40초 내지 80초로 침지함으로써 수행될 수 있다.
연신 공정은 염착된 폴리비닐알코올계 필름을 연신비 5.7배 이상, 예를 들면 5.7배 내지 7배로 연신 온도 57℃ 이상, 예를 들면 57℃ 내지 65℃에서 연신시키는 것을 포함한다.
연신 공정은 습식 연신 또는 건식 연신 중 어느 하나에서 수행된다. 바람직하게는 연신 공정에서 붕소 화합물을 적용하기 위하여 연신 공정은 습식 연신을 포함한다. 습식 연신은 붕소 화합물을 포함하는 수용액 중에서 폴리비닐알코올계 필름을 기계적 방향으로 1축 연신하는 것을 포함한다.
붕소 화합물은 붕산, 붕사 중 1종 이상, 바람직하게는 붕산을 포함할 수 있다. 붕소 화합물은 연신조 바람직하게는 연신 수용액 중 0.5중량% 내지 10중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 연신 공정에서 용융 및 파단이 없으며 고 신뢰성을 달성하는 효과가 있을 수 있다.
가교 공정은 연신 공정 처리된 폴리비닐알코올계 필름에서 이색성 물질의 흡착을 강하게 하기 위하여 처리된다. 가교 공정에서 사용하는 가교 용액은 붕소 화합물을 포함한다. 붕소 화합물은 상술한 이색성 물질의 흡착을 강하게 하면서 편광자를 열 충격 하에 방치하더라도 신뢰성을 개선하는데 도움을 줄 수 있다.
붕소 화합물은 붕산, 붕사 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 붕소 화합물은 가교조 바람직하게는 가교 수용액 중 0.5중량% 내지 10중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 연신 공정에서 용융 및 파단이 없으며 고 신뢰성을 달성하는 효과가 있을 수 있다. 가교조 용액의 온도는 20℃ 내지 50℃, 구체적으로 25℃ 내지 40℃가 바람직할 수 있다. 가교 공정에서는 폴리비닐알코올계 필름을 가교조 내에서 30초 내지 120초, 구체적으로 40초 내지 80초로 침지함으로써 수행될 수 있다.
보색 공정은 편광자 내구성을 좋게 할 수 있다. 보색조는 요오드화칼륨 0중량% 초과 10중량% 이하, 바람직하게는 1중량% 내지 4.5중량%를 포함하는 보색액을 포함할 수 있다. 보색액은 20℃ 내지 50℃, 구체적으로 25℃ 내지 40℃가 바람직할 수 있다. 보색 처리는 폴리비닐알코올계 필름을 보색조 내에서 5초 내지 50초, 구체적으로 5초 내지 20초로 침지함으로써 수행될 수 있다.
건조 공정은 보색 공정 후의 폴리비닐알코올계 필름을 30℃ 내지 80℃, 바람직하게는 40℃ 내지 80℃에서, 2분 이하, 바람직하게는 1분 내지 2분 동안 처리됨으로써 수행될 수 있다. 건조 공정은 열풍 건조 등으로 수행될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 식 1의 비율 및 식 2의 비율은 편광자 제조 공정 중 보색 공정 및 건조 공정에서의 조건을 조절함으로써 구현될 수 있다. 본 발명의 식 3의 비율 및 식 4의 비율은 편광자 제조 공정 중 보색 공정 및 건조 공정에서의 조건을 조절함으로써 구현될 수 있다.
염착 공정 처리 전에, 폴리비닐알코올계 필름을 수세 공정, 팽윤 공정 중 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.
수세 공정은 폴리비닐알코올계 필름을 물로 세척하는 것으로, 폴리비닐알코올계 필름에 묻어있는 이물질을 제거한다.
팽윤 공정은 폴리비닐알코올계 필름을 소정 온도 범위의 팽윤조에서 침지시킴으로써 이색성 물질의 염착, 연신을 보다 용이하게 할 수 있다. 팽윤 공정은 15℃ 내지 35℃, 바람직하게는 20℃ 내지 30℃에서, 30초 내지 50초 동안 처리하는 것을 포함할 수 있다.
편광자는 편광도 99.996% 이상일 수 있다.
편광판은 편광자의 다른 일면에 적층된 제2보호층을 1층 이상 포함할 수 있다.
제2보호층
제2보호층은 내부광의 편광자의 광 출사면에 배치되어, 편광자로부터 출사되는 광에 작용함으로써 화질을 더 개선하거나 편광자를 보호할 수 있다.
제2보호층은 보호 필름 또는 보호 코팅층을 포함할 수 있다.
보호 필름은 광학적 투명 필름으로서, 예를 들면 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트(PET), 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있다. 구체적으로, TAC, PET 필름을 사용할 수 있다. 보호 코팅층은 열경화성 코팅층용 조성물, 광경화성 코팅층용 조성물 중 1종 이상으로 형성될 수 있다.
일 구체예에서, 제2보호층은 위상차 필름이 될 수 있다.
일 구체예에서, 제2보호층은 파장 550nm에서 면내 위상차(Re)가 3,000nm 이상, 구체적으로 5,000nm 내지 15,000nm, 더 구체적으로 5,000nm 내지 12,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비 개선 효과, 무지개 무라 억제 효과 등이 있을 수 있다.
일 구체예에서, 제2보호층은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차(Rth)가 6,000nm 이상, 구체적으로 6,000nm 내지 15,000nm, 더 구체적으로 6,000nm 내지12,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 복굴절에 의한 얼룩 제어 효과, 액정 표시 장치에서의 시야각 특성 개선 효과 등이 있을 수 있다.
일 구체예에서, 제2보호층은 파장 550nm에서 이축성 정도(NZ)가 2.5 이하, 구체적으로 1.0 내지 2.2, 더 구체적으로 1.2 내지 2.0, 가장 구체적으로 1.4 내지 1.8 이 될 수 있다. 상기 범위에서, 복굴절에 의한 얼룩 제어 효과, 필름의 기계적 강도 유지 효과 등이 있을 수 있다.
일 구체예에서, 제2보호층은 상술 소재로 형성된 소정의 연신비로 연신된 필름일 수 있다. 이를 통해, 보호층은 면내 방향 중 지상축과 진상축을 가질 수 있다.
일 구체예에서, 제2보호층은 면내 방향 중 굴절률이 낮은 축은 제2보호층의 기계적 방향(MD, machine direction)이고, 제2보호층의 면내 방향 중 굴절률이 높은 축은 제2보호층의 폭 방향(TD, transverse direction)이 될 수 있다. 이 경우, 제2보호층은 TD 1축 연신 보호 필름이 될 수 있다.
다른 구체예에서, 제2보호층은 면내 방향 중 굴절률이 낮은 축은 제2보호층의 폭 방향(TD)이고, 제2보호층의 면내 방향 중 굴절률이 높은 축은 제2보호층의 기계적 방향(MD)이 될 수 있다. 이 경우, 제2보호층은 MD 1축 연신 보호 필름이 될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 제2보호층은 면내 방향 중 굴절률이 낮은 축은 제2보호층의 폭 방향에 대해 대해 경사 방향이 되고, 굴절률이 높은 축은 제2보호층의 기계적 방향에 대해 대해 경사 방향이 될 수 있다. 이 경우, 제2보호층은 MD와 TD 2축 연신 필름 또는 MD와 TD 2축 연신 코팅층이 될 수 있다.
일 구체예에서, 제2보호층은 면내 방향 중 상술한 굴절률이 낮은 축과 굴절률이 높은 축을 갖기 위해 TD 1축 혹은 2축 연신 보호 필름을 포함할 수 있다.
TD 1축 연신시, 미 연신된 필름은 용융 압출된 미 연신된 필름용 수지를 TD 방향으로만 상기 최초 수지의 TD 폭에 대해 100% 내지 200%, 바람직하게는 120% 내지 140% 연신하는 단계를 포함하는 연신된 필름 제조 방법에 의해 제조될 수 있다. 연신은 건식 연신, 습식 연신 중 하나 이상으로 수행될 수 있고, 연신 온도는 보호 필름용 수지의 유리전이온도 Tg를 기준으로 (Tg - 20)℃ 내지 (Tg + 50)℃, 구체적으로 70℃ 내지 250℃, 더 구체적으로 80℃ 내지 200℃가 바람직하고, 보다 더 구체적으로 100℃ 내지 200℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 일률적으로 동일한 연신 효과가 있을 수 있다.
제2보호층은 두께가 100㎛ 이하, 구체적으로 0㎛ 초과 100㎛ 이하, 더 구체적으로 10㎛ 내지 90㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 편광판에 사용할 수 있다.
제2보호층은 적어도 일면에 기능성 코팅층이 추가로 형성될 수 있다. 기능성 코팅층은 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층, 저반사층, 안티글레어층, 프라이머층 등이 될 수 있다.
일 구체예에서, 제2보호층은 파장 390nm, 400nm, 410nm, 420nm, 550nm에서 편광자 대비 동일 파장에서 광 투과율이 더 높을 수 있다.
예를 들면, 위상차층은 파장 390nm에서 광 투과율45% 내지 62%, 바람직하게는 48% 내지 60%가 될 수 있다. 예를 들면, 위상차층은 파장 400nm에서 광 투과율이 70% 내지 90%, 바람직하게는 72% 내지 85%가 될 수 있다. 예를 들면, 위상차층은 파장 410nm에서 광 투과율이 75% 내지 95%, 바람직하게는 80% 내지 90%가 될 수 있다. 예를 들면, 위상차층은 파장 420nm에서 광 투과율이 75% 내지 95%, 바람직하게는 80% 내지 92%가 될 수 있다. 예를 들면, 위상차층은 파장 550nm에서 광 투과율이 80% 내지 95%, 바람직하게는 83% 내지 92%가 될 수 있다.
제2보호층은 편광자에 접착층 또는 점착층에 의해 합지될 수 있다. 접착층 또는 점착층은 광경화성 또는 열경화성 접착제 또는 점착제로 형성될 수 있다. 접착층 또는 점착층은 두께가 1㎛ 내지 30㎛, 예를 들면 2㎛ 내지 10㎛, 2㎛ 내지 3㎛가 될 수 있다.
도 2는 본 발명 일 실시예의 편광판의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 편광판은 편광자(10), 편광자(10)의 하부면에 적층된 위상차층(20), 편광자(10)의 상부면에 적층된 제2보호층(30)을 포함할 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함한다. 일 구체예에서, 광학표시장치는 IPS 또는 FFS 모드의 액정표시장치를 포함할 수 있다.
액정표시장치는 액정 패널, 액정 패널의 광 출사면에 적층되는 본 발명의 편광판, 액정 패널의 광 입사면에 배치되는 편광판(광원측 편광판)을 포함한다. 광 입사면에 배치되는 편광판은 당업자에게 통상적으로 알려진 편광판을 포함할 수 있다. 본 발명의 편광판은 시인측 편광판으로 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 편광판은 시인측 편광판 또는 광원측 편광판으로 적용될 수 있다.
액정 패널은 전압의 인가 및 무 인가에 따라 액정의 배향이 달라지며, 그에 따라 광원으로부터 출사되는 광을 출사시킬 수 있다.
액정 패널은 한 쌍의 기판과 기판 사이에 포함된 표시 매체로서의 액정층을 포함할 수 있다. 한쪽의 기판(컬러 필터 기판)은 컬러 필터 및 블랙 매트릭스가 마련되고, 다른 한쪽의 기판(활성 매트릭스 기판)은 액정의 전기 광학적 특성을 제어하는 스위칭 소자(예: TFT) 및 스위칭 소자에 게이트 신호를 부여하는 신호선과 화소선이 마련되어 있을 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에서, 액정 패널은 IPS 또는 FFS 모드의 액정을 채용할 수 있다. 이를 통해, 액정표시장치는 시야각 특성 개선 효과를 얻을 수 있다.
액정표시장치는 광원측 편광판의 하부면에 광원을 포함한다. 광원은 연속적인 발광 스펙트럼을 갖는 광원을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광원은 백색 LED(White LED) 광원, 양자점(QD, quantum dot) 광원, 금속 불화물 적색 형광체 광원 구체적으로 KSF(K2SiF6:Mn4+) 형광체 또는 KTF(K2TiF6:Mn4+) 형광체 함유 광원 등을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
실시예 1
(1)편광자의 제조
25℃의 물로 수세한 폴리비닐알코올계 필름(VF-TS #4500, Kuraray, 두께 45㎛)을 30℃ 물의 팽윤조에서 팽윤 처리하였다.
팽윤조를 통과한 상기 필름을 요오드화칼륨 1mol/ml 및 붕산 1중량%를 포함하는 수용액을 함유하는 30℃의 염착조에서 65초 동안 처리하였다. 염착조를 통과한 상기 필름을 붕산 3중량%를 함유하는 60℃ 수용액인 습식 연신조에서 MD 1축 연신비 5.7배로 연신시켰다. 상기 습식 연신조를 통과한 상기 필름을 붕산 3중량%를 함유하는 25℃ 수용액을 함유하는 가교조에서 65초 동안 처리하였다.
가교조를 통과한 상기 필름을 요오드화칼륨 4.5중량%를 함유하는 30℃ 수용액인 보색액을 포함하는 보색조에서 10초 동안 처리하였다. 보색조를 통과한 상기 필름을 수세하고 80℃에서 1분 동안 열풍 건조시켜 편광자(두께: 17㎛)를 제조하였다.
(2)위상차층 준비
위상차층(ZRD40SL, Fuji, 두께:40㎛, 파장 550nm에서 Re: 0nm, Rth: -5nm, 트리아세틸셀룰로스계, 네가티브 C 층)을 준비했다. 위상차층은 단일층이다.
(3)편광판의 제조
상기 제조한 편광자의 양면에 광경화형 접착제(에폭시계 수지 접착제)를 도포했다. 편광자의 상부면에 제2보호층으로서 PET 필름(두께:85㎛, 상부면에 안티글레어층이 형성된 폴리에틸렌레프탈레이트 필름, AGSR12D-PET, DNP)을 합지시켰다. 편광자의 하부면에 상기 준비한 위상차층을 합지시켜 제2보호층 - 접착층 - 편광자 - 접착층 - 위상차층의 순서로 적층된 편광판을 제조하였다. 상기 위상차층의 지상축은 상기 편광자의 광 흡수축을 0°라고 할 때, 0°를 이룬다.
실시예 2
실시예 1에서 편광자를 제조할 때, 요오드화칼륨 4.0중량%를 함유하는 30℃ 수용액인 보색액을 포함하는 보색조에서 10초 동안 처리하고, 보색조를 통과한 필름을 수세하고 65℃에서 1분 동안 열풍 건조시켜 편광자를 제조한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조했다.
실시예 3
실시예 1에서 편광자를 제조할 때, 요오드화칼륨 3.5중량%를 함유하는 30℃ 수용액인 보색액을 포함하는 보색조에서 10초 동안 처리하고, 보색조를 통과한 필름을 수세하고 45℃에서 1분 동안 열풍 건조시켜 편광자를 제조한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조했다.
비교예 1
실시예 1에서 편광자를 제조할 때, 요오드화칼륨 4.5중량%를 함유하는 30℃ 수용액인 보색액을 포함하는 보색조에서 10초 동안 처리하고, 보색조를 통과한 필름을 수세하고 85℃에서 1분 동안 열풍 건조시켜 편광자를 제조한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조했다.
비교예 2
실시예 1에서 편광자를 제조할 때, 요오드화칼륨 6.0중량%를 함유하는 30℃ 수용액인 보색액을 포함하는 보색조에서 10초 동안 처리하고, 보색조를 통과한 필름을 수세하고 85℃에서 1분 동안 열풍 건조시켜 편광자를 제조한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조했다.
비교예 3
실시예 1에서 편광자를 제조할 때, 요오드화칼륨 5.0 %를 함유하는 30℃ 수용액인 보색액을 포함하는 보색조에서 10초 동안 처리하고, 보색조를 통과한 필름을 수세하고 95℃에서 1분 동안 열풍 건조시켜 편광자를 제조한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조했다.
광원측 편광판 제조
상기와 동일한 방법으로 편광자를 제조하였다. 제조한 편광자의 상부면에 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름(KC4CT1SW, Konica Minolta Opto, Inc., 두께:40㎛)을 접착시키고, 상기 편광자의 하부면에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(Toyobo社), 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re:8400nm, Rth:9800nm)을 접착시켜 광원측 편광판을 제조하였다.
액정 모듈 제조
IPS 액정 함유 액정 패널의 광 출사면에 상기 실시예와 비교예에서 제조된 편광판을 점착층을 매개로 점착시켰다. 이때, 편광판의 네가티브 C 층 쪽이 액정 패널에 점착되도록 하였다. IPS 액정 함유 액정 패널의 광입사면에 상기 제조한 광원측 편광판을 점착층을 매개로 점착시켜, 액정 모듈을 제조하였다. 이때, 광원측 편광판의 TAC 필름이 액정 패널에 점착되도록 하였다.
실시예와 비교예의 편광판을 가지고 하기 표 1을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1, 도 3 내지 도 6에 나타내었다.
(1)편광판의 광 투과율(단위: %): 실시예 및 비교예에서 제조된 편광판을 광 투과율 측정 장치 V-7100에 위치시키고, 광을 위상차층 쪽에서 편광자 쪽으로 투과시키되 편광판의 면내 방향에 대한 법선 방향으로 광을 투과시켜 파장 390nm, 400nm, 410nm, 420nm, 550nm에서 단체 광 투과율을 얻었다. 측정된 단체 광 투과율을 가지고 식 1 내지 식 4의 비율을 계산했다.
(2) 방위각 60° 에서 좌우 시감: 실시예와 비교예에서 제조한 편광판을 사용해서 상기 방법으로 액정 모듈을 제조하였다. EZ-Contrast XL-88 장비를 활용하여, Black Color 방위각 60° 상태에서 좌상 135°/우상 45° 각도를 지정하여 확인하는 방법으로 (45°, 60°), (135°, 60°) 각각에서 색좌표 x, 색좌표 y를 구하였다. (45°, 60°), (135°, 60°) 간의 거리를 △(x, y)로 계산하였다.
(3) 방위각 45° 에서 좌우 시감: 실시예와 비교예에서 제조한 편광판을 사용해서 상기 방법으로 액정 모듈을 제조하였다. EZ-Contrast XL-88 장비를 활용하여, Black Color 방위각 45° 상태에서 좌상 135°/우상 45° 각도를 지정하여 확인하는 방법으로 (45°, 45°), (135°, 45°) 각각에서 색좌표 x, 색좌표 y를 구하였다. (45°, 45°), (135°, 45°) 간의 거리를 △(x, y)로 계산하였다.
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3
편광판 광 투과율 @390nm 19.556 19.746 19.620 19.000 12.440 18.661
편광판 광 투과율 @400nm 30.641 30.947 30.946 29.609 28.387 30.038
편광판 광 투과율 @410nm 34.317 34.554 34.572 34.255 34.585 33.925
편광판 광 투과율 @420nm 36.082 36.460 36.488 36.699 36.789 36.038
편광판 광 투과율 @550nm 42.988 42.933 43.068 42.657 43.057 43.091
편광판 광 투과율의 비율 식 1 0.455 0.460 0.456 0.445 0.289 0.433
편광판 광 투과율의 비율 식 2 0.713 0.721 0.719 0.694 0.659 0.697
편광판 광 투과율의 비율 식 3 0.798 0.8048 0.803 0.803 0.803 0.787
편광판 광 투과율의 비율 식 4 0.839 0.849 0.847 0.860 0.854 0.836
(45°, 60°)에서 색좌표 x 0.310 0.314 0.311 0.327 0.340 0.323
y 0.338 0.342 0.339 0.352 0.358 0.350
(135°, 60°)에서 색좌표 x 0.246 0.246 0.246 0.246 0.247 0.248
y 0.256 0.255 0.261 0.250 0.252 0.258
△(x,y) 0.10 0.11 0.10 0.13 0.14 0.14
(45°, 45°)에서 색좌표 x 0.313 0.317 0.315 0.331 0.338 0.328
y 0.341 0.345 0.343 0.357 0.360 0.355
(135° , 45°)에서 색좌표 x 0.242 0.241 0.244 0.244 0.243 0.243
y 0.248 0.245 0.255 0.243 0.246 0.249
△(x,y) 0.12 0.13 0.11 0.14 0.16 0.14
*식 1: TS390 / TS550
*식 2: TS400 / TS550
*식 3: TS410 / TS550
*식 4: TS420 / TS550
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 편광판은 좌측과 우측 간의 시감 또는 색감 차이를 낮추는 효과가 우수했다.
이것은 도 3, 도 5 및 도 6에서 확인할 수 있다. 도 3에서 보여지는 바와 같이, 좌상과 우상 간의 색감 차이가 낮았다. 또한, 도 5 및 도 6에서 보여지는 바와 같이, △(x, y)가 비교예 대비 감소함을 확인했다.
반면에, 본 발명의 식 1 및 식 2를 만족하지 않는 비교예의 편광판은 본 발명의 편광판 대비 좌측과 우측 간의 시감 또는 색감 차이가 컸다. 이것은 도 4, 도 5 및 도 6에서 확인할 수 있다. 도 4에서 보여지는 바와 같이, 좌상과 우상 간의 색감 차이가 도 3 대비 컸다. 또한, 도 5, 도 6에서 보여지는 바와 같이, △(x, y)가 실시예 대비 상대적으로 큼을 확인했다.
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 (14)

  1. 편광자; 및 상기 편광자의 일면에 적층된 위상차층을 포함하는 편광판으로서,
    상기 위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0 내지 10nm 및 두께 방향 위상차가 -30 내지 -3nm이고,
    상기 편광판은 하기 식 1의 광 투과율 비율이 0.445 초과 0.470 미만이고, 하기 식 2의 광 투과율 비율이 0.710 초과 0.730 미만인 것인, 편광판:
    [식 1]
    광 투과율 비율 = TS390 / TS550
    [식 2]
    광 투과율 비율 = TS400 / TS550
    (상기 식 1, 식 2에서
    TS550은 파장 550nm에서 편광판의 광 투과율(단위: %),
    TS390은 파장 390nm에서 편광판의 광 투과율(단위:%),
    TS400은 파장 400nm에서 편광판의 광 투과율(단위:%).
  2. 제1항에 있어서, 상기 편광판은 파장 390nm에서의 광 투과율이 10 내지 20%, 상기 편광판은 파장 400nm에서의 광 투과율이 25 내지 35%인 것인, 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 편광판은 하기 식 3의 광 투과율 비율이 0.795 초과 0.805 미만이고, 하기 식 4의 광 투과율 비율이 0.835 초과 0.850 미만인 것인, 편광판:
    [식 3]
    광 투과율 비율 = TS410 / TS550
    [식 4]
    광 투과율 비율 = TS420 / TS550
    (상기 식 3, 식 4에서
    TS550은 파장 550nm에서 편광판의 광 투과율(단위: %),
    TS410은 파장 410nm에서 편광판의 광 투과율(단위:%),
    TS420은 파장 420nm에서 편광판의 광 투과율(단위:%).
  4. 제1항에 있어서, 상기 편광판은 파장 410nm에서의 광 투과율이 33 내지 35%이고, 상기 편광판은 파장 420nm에서의 광 투과율이 36 내지 38%인 것인, 편광판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 위상차층은 네가티브 C 층 또는 포지티브 C 층인 것인, 편광판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 위상차층은 파장 390nm, 400nm, 410nm, 420nm, 550nm에서 상기 편광자 대비 광 투과율이 더 높은 것인, 편광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 위상차층은 파장 390nm에서 광 투과율이 45 내지 62%, 파장 400nm에서 광 투과율이 70 내지 90%, 파장 410nm에서 광 투과율이 75 내지 95%, 파장 420nm에서 광 투과율이 75 내지 95%인 것인, 편광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 위상차층은 고유 복굴절이 양인 중합체를 포함하는 필름 또는 코팅층을 포함하는 것인, 편광판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 위상차층은 트리아세틸셀룰로스(TAC)계, 고리형 올레핀 폴리머(COP)계 또는 고리형 올레핀 코폴리머(COC)계인 것인, 편광판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 위상차층은 상기 편광자의 하부면에 적층되는 전체 위상차층 중 두께비로 90% 이상인 것인, 편광판.
  11. 제1항에 있어서, 상기 위상차층의 지상축은 상기 편광자의 광 흡수축을 0°라고 할 때, -5° 내지 5°를 이루는 것인, 편광판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 다른 일면에 적층된 제2보호층을 더 포함하는 것인, 편광판.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2보호층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 3,000nm 이상인 것인, 편광판.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 것인, 광학표시장치.
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