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KR100878736B1 - 액정 패널 및 액정 디스플레이 - Google Patents

액정 패널 및 액정 디스플레이 Download PDF

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KR100878736B1
KR100878736B1 KR1020070067512A KR20070067512A KR100878736B1 KR 100878736 B1 KR100878736 B1 KR 100878736B1 KR 1020070067512 A KR1020070067512 A KR 1020070067512A KR 20070067512 A KR20070067512 A KR 20070067512A KR 100878736 B1 KR100878736 B1 KR 100878736B1
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다케하루 기타가와
나오타카 긴조우
다이스케 하야시
다케시 니시베
히데키 이시다
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 정면 방향에서 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 제공한다. 액정 패널은 제 1 편광판, 제 2 편광판, 및 액정 셀을 포함하는데, 제 1 편광판은 액정 셀의 디스플레이면 측에 배치되고 제 2 편광판은 액정 셀의 이면 측에 배치된다. 제 1 편광판은 제 1 편광자, 및 제 1 편광자와 액정 셀 사이에 배치된 제 1 리타데이션 층을 포함한다. 제 2 편광판은 제 2 편광자, 및 제 2 편광자와 액정 셀 사이에 배치된 제 2 리타데이션 층을 포함한다. 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체는 nx>ny≥nz 관계를 만족하고, 제 2 리타데이션 층의 굴절률 타원체는 nx=ny>nz 관계를 만족한다. 제 2 편광판의 투과율은 제 1 편광판의 투과율보다 크다.
액정 패널, 경사 방향, 콘트라스트 비, 액정 셀, 편광판, 리타데이션 층

Description

액정 패널 및 액정 디스플레이{LIQUID CRYSTAL PANEL AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 일반적으로 액정 패널 및 액정 디스플레이에 관한 것이다.
액정 디스플레이들 (LCD들) 은 액정 분자들의 전기 광학 특성들을 이용하여 문자 및 이미지들을 디스플레이하는 장치이고, 이동 전화, 노트북 컴퓨터, 액정 텔레비전 등에 폭 넓게 사용된다. LCD 에서, 액정 셀의 각 측에 배치된 편광판을 갖는 액정 패널이 통상적으로 사용된다. 예를 들어, 노멀리 블랙형 LCD에서, 전압이 인가되지 않을 때 흑색 디스플레이를 얻을 수 있다 (예를 들어, 일본 특허 제 3648240 호 참조). 최근, LCD들은 점점 더 높은 해상도에 이르고, 광범위하게 적용된다. 이러한 최근 경향에 따라, LCD들은 문자 및 이미지들을 보다 선명하게 디스플레이할 수 있도록 높은 콘트라스트 비를 달성할 것이 요청된다.
따라서, 상기 언급한 것을 고려하여, 본 발명의 목적은 정면 방향에서 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널과 이를 이용한 액정 디스플레이를 제공하는 것이 다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제 1 편광판; 제 2 편광판; 및 액정 셀을 포함하는 액정 패널을 제공하는데, 제 1 편광판은 액정 셀의 디스플레이면 측에 배치되고, 제 2 편광판은 액정 셀의 이면 측에 배치된다. 이 액정 패널에서, 제 1 편광판은 제 1 편광자 및 제 1 리타데이션 층을 포함하고, 제 1 리타데이션은 제 1 편광자와 제 1 액정 셀 사이에 배치되고, 제 2 편광판은 제 2 편광자 및 제 2 리타데이션 층을 포함하고, 제 2 리타데이션은 제 2 편광자와 액정 셀 사이에 배치되고, 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체는 nx>ny≥nz 관계를 갖고, 제 2 리타데이션 층의 굴절률 타원체는 nx=ny>nz 관계를 갖고, 제 2 편광판의 투과율 (T2) 은 제 1 편광판의 투과율 (T1) 보다 크다.
본 발명의 액정 디스플레이는 본 발명에 따른 액정 패널인 액정 디스플레이를 포함한다.
본 발명의 액정 패널에서, 상기와 같이 구성된 제 1 편광판은 액정 셀의 디스플레이면 측에 배치되고, 상기와 같이 구성된 제 2 편광판은 액정 셀의 이면 측 에 배치된다. 더욱이, 제 2 편광판의 투과율 (T2) 은 제 1 편광판의 투과율 (T1) 보다 크다. 이 구성에 의해, 본 발명의 액정 패널은 종래 액정 패널들의 정면 방향의 콘트라스트 비보다 매우 높은 정면 방향의 콘트라스트 비를 갖는 우수한 디스플레이 특성을 나타낸다.
본 발명의 액정 패널은 종래 액정 패널들의 정면 방향의 콘트라스트 비보다 매우 높은 정면 방향의 콘트라스트 비를 갖는 우수한 디스플레이 특성을 나타낸다.
본 발명에서, 편광판의 투과율 (T) 은 JIS Z 8701-1982에 따라 2도 시야계 (C 광원) 를 고려하여 시감도 인자가 보정이 된 Y 값이고, 예를 들어, 후술된 실시예의 방법에 의해 측정될 수 있다.
본 발명에서, 굴절률 "nx" 는 액정 셀 또는 리타데이션 층의 면 내의 굴절률이 최대가 되는 방향 (지상축 방향) 의 굴절률을 의미하고, 굴절률 "ny" 은 액정 셀 또는 리타데이션 층의 면내 nx 방향에 직교하는 방향 (진상축 방향) 의 굴절률을 의미하고, 굴절률 "nz" 은 nx 및 ny 방향들 각각에 직교하는 액정 셀 또는 리타데이션 층의 두께 방향의 굴절률을 의미한다.
본 발명에서, 리타데이션 층의 면내 리타데이션 값 (Re[λ]) 은 예를 들어 23℃, 파장 λ(nm) 에서 리타데이션 층의 면내 리타데이션 값을 의미한다. Re[λ]은 식 Re[λ]=(nx-ny)×d 에 기초하여 계산되는데, d(nm) 는 리타데이션 층 의 두께이다. Re[λ]는 예를 들어 실시예에서 후술된 방법으로 측정될 수 있다.
본 발명에서, 액정 셀 또는 리타데이션 층의 두께 방향의 리타데이션 값 (Rth[λ]) 은 예를 들어 23℃, 파장 λ(nm) 에서 액정 셀 또는 리타데이션 층의 두께 방향의 리타데이션 값을 의미한다. Rth[λ]는 식 Rth[λ]=(nx-ny)×d 에 기초하여 계산되는데, d(nm) 는 액정 셀 또는 리타데이션 층의 두께이다. Rth[λ]는, 예를 들어 실시예에서 후술된 방법으로 측정될 수 있다.
본 발명에서, 리타데이션 층의 두께 방향의 복굴절 (△nxz[λ]) 은 식 △nxz[λ]=Rth[λ]/d 에 기초하여 계산함으로써 얻어지는 값으로, d(nm) 는 리타데이션 층의 두께이다. Rth[λ]는 상기 설명된 바와 같다.
본 발명에서, Nz계수는 식 Nz계수=Rth[λ]/Re[λ]에 기초하여 계산함으로써 얻어지는 값이다. λ는, 예를 들어 590 nm 로 설정될 수 있다.
본 발명에서, "nx=ny" 또는 "ny=nz" 는 이들이 완전히 동일함을 의미할 뿐만 아니라, 이들이 실질적으로 동일한 경우까지 포함한다. 따라서, nx=ny라고 기재될 때, 이는 Re[590]이 10 nm 미만인 경우를 포함한다.
본 발명에서, 용어 "직교" 는 "실질적으로 직교"하는 경우도 포함하는데, 예를 들어, 편차는 90°±2°부터, 바람직하게는 90°±1°범위이다. 또한, 본 발명에서, 용어 "평행"은 "실질적으로 평행"하는 경우도 포함하는데, 예를 들어, 편차는 0°±2°부터, 바람직하게는 0°±1°범위이다.
본 발명의 액정 패널에서, 제 2 편광판의 투과율 (T2) 과 제 1 편광판의 투과율 (T1) 사이의 차 (△T=T2-T1) 는 바람직하게는, 0.1% 내지 6.0% 범위이다. 상기 범위의 투과율 차를 갖는 2개의 편광판들을 이용함으로써, 정면 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 액정 패널에서, 액정 셀들이 호메오트로픽 배향의 액정 분자들을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 패널에서, 제 1 편광판의 투과율 (T1) 은 38.3% 내지 43.3% 범위인 것이 바람직하다. T1을 상기 범위로 설정함으로써, 정면 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻을 수 있다.
본 발명의 액정 패널에서, 제 2 편광판의 투과율 (T2) 은, 바람직하게는 41.1% 내지 44.3% 범위이다. 상기 언급된 범위에 T2를 설정함으로써, 정면 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 액정 패널에서, 제 1 편광판 및 제 2 편광판 중 하나 이상의 편광도가 적어도 90%인 것이 바람직하다. 편광도를 적어도 99%로 설정함으로써, 정면 방향에서 보다 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 액정 패널에서, 제 1 편광자 및 제 2 편광자 중 하나 이상은 요오드 함유 폴리비닐 알콜계 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 패널에서, 제 1 편광자의 요오드 함유량 (I1) 과 제 2 편광 자의 요오드 함유량 (I2) 사이의 차 (△I=I1-I2) 는, 바람직하게는 0.1 내지 2.6wt% 범위이다. 각각의 편광자의 요오드 함유량 사이의 관계를 상기 범위로 설정함으로써, 투과율 사이의 관계가 양호한 범위에 있는 편광판을 얻을 수 있다. 결과적으로, 정면 방향에서 보다 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻을 수 있 다.
본 발명의 액정 패널에서, 제 1 편광자의 요오드 함유량 (I1) 과 제 2 편광자의 요오드 함유량 (I2) 중 하나 이상은, 바람직하게는 1.8 내지 5.0wt% 범위이다. 각각의 편광자의 요오드 함유량을 상기 범위로 설정함으로써, 보다 바람직한 범위에 있는 투과율의 편광판을 얻을 수 있다. 결과적으로, 정면 방향에서 보다 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 액정 패널에서, 제 1 리타데이션 층의 지상축은 제 1 편광자의 흡수축과 직교하는 것이 바람직하다. 통상적으로, 제 1 편광자는 복수의 롤들 사이에서 종 방향으로 제 1 편광자를 형성하는 재료를 연신함으로써 제조된다. 반면, 제 1 리타데이션 층은, 예를 들어 제 1 리타데이션 층을 형성하는 재료를 횡 1축 연신함으로써 제조된다. 따라서, 제 1 리타데이션 층의 지상축과 제 1 편광자의 흡수축이 서로 직교하는 관계에 있을 때, 롤-투-롤 (roll-to-roll) 프로세스에 의해 제 1 리타데이션 층과 제 1 편광자의 적층을 순차적으로 동일한 방향으로 수행하여, 제조 효율이 개선된다.
본 발명의 액정 패널에서, 590 nm 파장에서 제 1 리타데이션 층의 면내 리타 데이션 (Re1[590]) 은 바람직하게는 50 내지 200 nm 범위이다. Re1[590]을 상기 범위로 설정함으로써, 정면 방향에서 보다 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻을 수 있다.
본 발명의 액정 패널에서, 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체가 nx>ny>nz 관계 (네거티브 2축성) 를 갖는 것이 바람직하다. 제 1 리타데이션 층이 네거티브 2축성을 가질 때, 정면 방향에서 높은 콘트라스트 비를 갖고, 경사 방향에서도 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻을 수 있다. 이 경우, 590 nm 파장에서 두께 방향으로 제 1 리타데이션 층의 리타데이션 값 (Rth1[590]) 과, 590 nm 파장에서 제 1 리타데이션 층의 면내 리타데이션 값 (Re1[590]) 사이의 차 (Rth1[590]-Re1[590]) 는 바람직하게는 10 내지 100 nm 범위이다. 차 (Rth1[590]-Re1[590]) 를 상기 설명된 범위로 설정함으로써, 경사 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻는 것이 가능하다. 이것 이외에도, 또는 이것 대신, 590 nm 파장에서 제 1 리타데이션 층의 Nz 계수가 바람직하게는 1.1 내지 3.0 범위이다. 제 1 리타데이션 층의 Nz 계수를 상기 범위로 설정함으로써, 경사 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻을 수 있다.
본 발명의 액정 패널에서, 제 1 리타데이션 층은 노르보르넨계 수지를 함유하는 리타데이션 막 (A) 이 바람직하다.
본 발명의 액정 패널에서, 노르보르넨계 수지를 함유하는 리타데이션 막 (A) 은 고정단 연신 방법에 의해 제조된 막이 바람직하다. 이것은, 막이 고정단 연신 방법에 의해 제조될 때, nx>ny>nz 관계 (네거티브 2축성) 를 갖는 굴절률 타원체의 리타데이션 막을 쉽게 얻을 수 있기 때문이다.
본 발명의 액정 패널에서, 590 nm 파장에서 두께 방향의 제 2 리타데이션 층의 리타데이션 값 (Rth2[590]) 은, 바람직하게는 100 내지 400 nm 범위이다. Rth2[590]를 상기 범위로 설정함으로써, 정면 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 액정 패널에서, 제 2 리타데이션 층은 폴리이미드계 수지를 함유한 리타데이션 막 (B1), 셀룰로오즈계 수지를 함유한 리타데이션 막 (B2), 및 리타데이션 막 (B1) 과 리타데이션 막 (B2) 의 적층체 (C) 중 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 패널에서, 제 1 편광자와 제 1 리타데이션 층의 적층과 제 2 편광자와 제 2 리타데이션 층의 적층 중 하나 이상에서, 편광자와 리타데이션 층은 접착제층을 통해 적층되는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 패널에서, 접착제층은 폴리비닐 알콜계 수지를 포함하는 수용성 접착제를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정 패널에서, 폴리비닐계 알콜계 수지를 포함하는 수용성 접착제는 금속 화합물 콜로이드를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명이 상세하게 설명된다.
[A. 본 발명의 액정 패널]
본 발명의 액정 패널의 구성의 일례는 도 1의 개략적인 단면도에 도시된다. 도 1에서, 각 구성 부재의 사이즈, 비율 등은 도시의 간략함을 위해 실제 사이즈, 비율 등과 상이하다. 도 1에 도시된 바와 같이 이 액정 패널 (100) 은 제 1 편광판 (51), 제 2 편광판 (52), 액정 셀 (10) 을 주요 구성 부재로서 포함한다. 제 1 편광판 (51) 은 액정 셀 (10) 의 디스플레이면 측 (도 1의 상부 측) 에 배치된다. 제 2 편광판 (52) 은 액정 셀 (10) 의 이면 측 (도 1의 하부 측) 에 배치된다. 제 1 편광판 (51) 은 주요 구성 부재로서 제 1 편광자 (21), 제 1 리타데이션 층 (31), 및 제 1 보호층 (41) 을 포함한다. 제 1 리타데이션 층 (31) 은 제 1 편광자 (21) 와 액정 셀 (10) 사이에 배치된다. 제 1 보호층 (41) 은 액정 셀 (10) 측에 대향하는 측의 제 1 편광자 (21) 상에 배치된다. 제 2 편광판 (52) 은 주요 구성 부재로서 제 2 편광자 (22), 제 2 리타데이션 층 (32), 및 제 2 보호층 (42) 을 포함한다. 제 2 리타데이션 층 (32) 은 제 2 편광자와 액정 셀 (10) 사이에 배치된다. 제 2 보호층 (42) 은 액정 셀 (10) 측에 대향하는 측의 제 2 편광자 (22) 상에 배치된다. 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체는 nx>ny>nz 관계를 갖는다. 제 2 리타데이션 층의 굴절률 타원체는 nx>ny≥nz 관계를 갖는다. 제 2 편광판의 투과율 (T2) 은 제 1 편광판의 투과율 (T1) 보다 크다. 이러한 액정 패널에서, 정면 방향의 콘트라스트 비는 (액정 셀의 각 측 상에 배치된 2개의 편광판이 동일한 투과율을 갖도록 구성된) 종래의 액정 패널들의 콘트라스트 비보다 매우 높다. 정면 방향의 콘트라스트 비 가, 액정 셀의 이면 측에 배치된 편광판의 투과율을 상기 설명된 바와 같이 디스플레이면 측에 배치된 편광판의 투과율보다 크게 설정함으로써 매우 개선된다는 사실은 본 발명의 발명자들에 의해 새롭게 발견되었고 예기치 않은 유익한 효과이다. 본 발명에서, 액정 셀의 평면 형상은 정사각 또는 직사각일 수도 있는 90°코너들을 갖는 사면 형상이다. 그러나, 사각형이 보다 바람직하다. 더욱이, 본 발명에서 편광자들과 같은 구성 성분 각각의 평면 형상, 리타데이션 층, 및 보호 층들은 90°코너들을 갖는, 정사각형 또는 직사각형 중 하나인 사면 형상이다. 그러나, 액정 셀의 평면 형상에 대응하는 직사각형이 보다 바람직하다.
상기 설명된 바와 같이, 제 2 편광판의 투과율 (T2) 과 제 1 편광판의 투과율 (T1) 사이의 차 (△T=T2-T1) 는 0.1% 내지 6.0% 범위이다. 상기 설명된 범위의 투과율 차를 갖는 2개의 편광판들을 이용함으로써, 정면 방향에서 매우 보다 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻는 것이 가능하다. 차 (△T=T2-T1) 는, 바람직하게는 0.1% 내지 5.0% 범위이고, 더욱 바람직하게는 0.2% 내지 4.5% 이고, 특히 바람직하게는 0.3% 내지 4.0% 범위이다.
액정 패널의 각 구성 부재들 (광학 부재들) 사이에서, 접착제층 (미도시) 또는 광학 부재 (바람직하게는, 하나의 표시 등방성) 는 광학적으로 배치될 수도 있다. "접착제층"은 인접한 광학 소자들의 표면들을 접합시키고, 실질직으로 수용할 수 있는 접착 시간 내에 실질적으로 충분한 접착력으로 이들을 일체화한다. 접착제층을 형성하는 재료의 예들은 종래에 공지된 접착제, 감압성 접착제, 및 앵커 코팅제를 포함한다. 접착제층은, 접합될 재료의 표면 상에 앵커 코팅층이 형성되고, 앵커 코팅층 상에 접착제층이 형성되는 다중 층 구조를 가질 수도 있다. 더욱이, 접착제층은 육안으로 식별할 수 없는 얇은 층 (헤어라인 (hairline) 이라고도 칭함) 일 수도 있다.
[B. 액정 셀]
본 발명에 사용된 액정 셀로서, 임의의 적절한 액정 셀이 사용될 수 있다. 액정 셀로서, 예를 들어, 박막 트랜지스터를 이용한 액티브-매트릭스형 액정 셀이 사용될 수 있다. 또, 액정 셀로서, 슈퍼 트위스트 네마틱 액정 디스플레이 등에 사용된 단순 매트릭스형 액정 셀도 사용될 수도 있다.
바람직하게는, 액정 셀은 한 쌍의 기판들과 그 한 쌍의 기판들 사이에 샌드위치된 디스플레이 매개물들로서 액정 층을 포함한다. 한 쌍의 기판들에 포함된 하나의 기판 (액티브 매트릭스 기판) 에 액정의 전기 광학 특성을 제어하는 스위칭 소자 (예를 들어, TFT), 게이트 신호를 제공하는 주사선, 및 소스 신호를 액티브 소자로 전달하는 신호선이 제공되는 것이 바람직하다. 한 쌍의 기판에 포함된 다른 기판 (예를 들어, 컬러 필터 기판) 에 컬러 필터가 제공되는 것이 바람직하다.
액티브 매트릭스 기판에 컬러 필터가 제공될 수도 있다. 액정 디스플레이가 예를 들어 필드 순차 시스템의 경우와 같이 조명 수단으로서 3색 광원, 즉, RGB (액정 디스플레이는 3색 이상의 광원을 포함할 수도 있다) 를 포함할 때, 컬러 필터가 생략될 수도 있다. 한 쌍의 기판들 사이의 거리 (즉, 셀 갭) 은 예를 들어 스페이서에 의해 제어된다. 셀 갭은 예를 들어 1.0 내지 7.0 ㎛ 범위에 있다. 액정 층과 접촉하는 각 기판의 측에, 예를 들어 폴리이미드로 형성된 배향막이 제공된다. 액정 분자들의 초기 배향이 예를 들어 패터닝된 투명 기판에 의해 생성된 가장자리 전계 (fringe electric field) 를 이용함으로써 제어될 때, 배향막이 생략될 수도 있다.
바람직하게, 액정 셀의 굴절률 타원체는 nz>nx=ny 관계를 갖는다. nz>nx=ny 관계를 갖는 굴절률 타원체를 갖는 액정 셀의 예는, 액정 셀의 구동 모드에 기초한 분류에 따라, 수직 배향 (VA) 모드, 트위스트 네마틱 (TN) 모드, 수직 배향 전기 제어 복굴절 (ECB) 모드, 및 광학 보상 복굴절 (OCB) 모드의 액정 셀들을 포함한다. 본 발명에서, 액정 셀의 구동 모드는 VA 모드인 것이 특히 바람직하다.
VA 모드 액정 셀에서, 전계가 없을 때 전압 제어 복굴절 효과를 이용함으로써 호메오트로픽 배향의 액정 분자들이 유발되어 기판에 대해 법선인 전계에 대해 응답한다. 특히, 예를 들어 일본공개 특허공보 제 62(1987)-210423 호 및 일본공개 특허공보 제 4(1992)-153621 호에 기재된 바와 같이, 노멀리 블랙형 액정 셀의 경우, 전계가 없을 때 기판에 대해 법선 방향으로 액정 분자들이 배향된다. 따라서, 상부 및 하부 측에 제공된 편광판들이 서로 직교하도록 배치함으로써 흑색 디스플레이가 얻어질 수 있다. 반면, 전계가 존재할 때는 액정 분자들이 편광판의 흡수 축에 대해 45°방향으로 기울어지도록 조작한다. 따라서, 화이트 디스플레이가 얻어지도록 투과율이 더 커진다.
VA 모드 액정 셀은, 예를 들어 일본공개 특허공보 제 11(1999)-258605 호에 기재된 바와 같이, 전극에 슬릿을 형성하거나 표면 상에 프로젝션을 갖는 베이스를 이용함으로써 다중-도메인 구조를 가질 수도 있다. 이러한 액정 셀의 예들은 샤프사에 의헤 제조된 "ASV (Advanced Super View) 모드 (상품명)", 샤프사에 의해 제조된 CPA (Continuous Pinwheel Alignment) 모드 (상품명)", 후지츠사에 의해 제조된 "MVA(Multi-domain Vertical Alignment) 모드 (상품명)", 삼성 전자에 의해 제조된 "PVA (Patterned Vertical Alignment) 모드 (상품명)", 삼성 전자에 의해 제조된 "EVA (Enhanced Vertical Alignment) 모드 (상품명)", 및 산요 전자 (주) 에 의해 제조된 "SURVIVAL (Super Ranged Viewing Vertical Alignment) 모드 (상품명)"를 포함한다.
전계가 없을 때 액정 셀의 RthLC[590]는, 바람직하게는 -500 내지 -200 nm이고, 보다 바람직하게는 -400 내지 -200 nm이다. RthLC[590]는 예를 들어 액정 분자들의 복굴절과 셀 갭을 조정함으로서 적절히 설정될 수 있다.
액정 셀로서, 예를 들어, 시판되는 액정 디스플레이에 탑재된 액정 셀을 이용하는 것이 가능하다. VA 모드 액정 셀을 포함하는 시판되는 액정 디스플레이의 예들은 샤프사에 의해 제조된 액정 텔레비전 "AQUOS 시리즈 (상품명)", 소니 사에 의해 제조된 액정 텔레비전 "BRAVIA 시리즈 (상품명)", 삼성에 의해 제조된 32V형 와이드 스크린 액정 텔레비전 "LN32R51R (상품명)", 에이조 나나오 사 (Eizo Nanao Corp.) 에 의해 제조된 액정 텔레비전 "FORIS SC26XD1 (상품명)", 및 AU 옵 트로닉스에 의해 제조된 액정 텔레비전 "T460HW01 (상품명)" 을 포함한다.
[C. 편광판]
제 1 편광판 및 제 2 편광판의 흡수축이 서로 직교하도록 제 1 편광판 및 제 2 편광판을 배치하는 것이 바람직하다. 제 1 편광판 및 제 2 편광판 각각의 두께는, 예를 들어 20 내지 300 ㎛ 범위이다. 두께를 상기 범위로 설정함으로써, 매우 높은 기계적 강도를 갖는 편광판을 얻는 것이 가능하다.
상기 설명된 바와 같이, 제 1 편광판의 투과율 (T1) 은, 바람직하게는 38.3% 내지 43.3% 범위이다. T1을 상기 범위로 설정함으로써, 정면 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻을 수 있다. T1은, 바람직하게는 38.6% 내지 43.2% 범위이고, 보다 바람직하게는 39.9% 내지 43.1%이고, 특히 바람직하게는 39.2% 내지 43.0%이다.
상기 설명된 바와 같이, 제 2 편광판의 투과율 (T2) 은, 바람직하게는 41.1% 내지 44.3% 범위이다. T2를 상기 설명된 범위로 설정함으로써, 정면 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻는 것이 가능하다. T2는, 바람직하게는 41.5% 내지 44.3% 범위이고, 보다 바람직하게는 41.9% 내지 44.2% 이고, 특히 바람직하게는 42.3% 내지 44.2%이다.
제 1 편광판과 제 2 편광판의 투과율을 증가 또는 감소시키는 방법의 예들은, 제 1 편광판과 제 2 편광판 각각이 요오드 함유 폴리비닐 알콜계 수지를 포함 하는 편광자를 포함할 때, 편광자 내에 요오드 함유량을 조정하는 방법을 포함한다. 특히, 편광자 내에 요오드 함유량을 감소시킴으로써, 제 1 편광판과 제 2 편광판 각각의 투과율을 증가시키는 것이 가능하다. 이 방법은 롤 형태의 편광판의 제조에 적용될 수 있고, 편광판 시트 각각의 제조에도 적용될 수 있다. 편광자의 상세한 설명은 후술된다.
상기 설명된 바와 같이, 제 1 편광판과 제 2 편광판 중 하나 이상의 편광도는 적어도 99% 이다. 편광도를 적어도 99%로 설정함으로써, 정면 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻는 것이 가능하다. 편광도는, 바람직하게는 적어도 99.5%이고, 보다 바람직하게는 99.8%이다. 편광도는, 예를 들어 분광 광도계 (무라카미 컬러 연구 실험실, 상품명 "DOT-3") 를 이용하여 측정될 수 있다. 편광도의 구체적인 측정 방법은 다음과 같다. 제 1 편광판과 제 2 편광판 각각의 평행 투과율 (H0) 과 직교 투과율 (H90) 이 측정되고, 식:편광도 (%) = {(H0-H90)/(H0+H90)}1/2×100 에 기초하여 편광도가 결정될 수 있다. 평행 투과율 (H0) 은 2개의 동일한 편광판을 그 흡수축이 서로 평행하도록 적층함으로써 제조된 평행형 적층 편광판의 투과율이다. 직교 투과율 (H90) 은 2개의 동일한 편광판을 그 흡수축이 서로 직교하도록 적층함으로써 제조된 직교형 적층 편광판의 투과율이다. 이들 투과율들은 JIS Z 8701-1982 에 따라 2도 시계 (C 광원) 의 시야에서 시감 인자가 수정되어진 Y 값이다.
[D. 편광자]
본 발명에서, "편광자"는 자연광 또는 편광 광을 임의의 편광 광으로 변환할 수 있는 소자를 칭한다. 본 발명에서 사용된 편광자는 특별히 제한되지 않지만, 자연광 또는 편광 광을 선형 편광 광으로 변환하는 것이 바람직하다. 이러한 편광자는, 입사광이 서로 직교하는 2개의 편광 성분들로 분할될 때, 편광 성분들 중 하나는 통과하도록 허용하는 반면, 다른 편광 성분은 흡수, 반사, 분산 등에 의해 통과하지 못하게 한다.
본 발명에서 사용된 제 1 편광자 및 제 2 편광자는 요오드 함유 폴리비닐 알콜계 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 제 1 편광자와 제 2 편광자 각각은 예를 들어 요오드를 함유하는 폴리비닐 알콜계 수지를 포함하는 폴리머 막을 연신함으로써 얻어질 수 있다. 이러한 편광자는 우수한 광학 특성을 갖는다.
제 1 편광자의 요오드 함유량 (I1) 과 제 2 편광자의 요오드 함유량 (I2) 은 I1>I2 관계를 갖는 것이 바람직하다. 제 1 편광자의 요오드 함유량 (I1) 및 제 2 편광자의 요오드 함유량 (I2) 사이의 차 (△I=I1-I2) 는 0.1 내지 2.6 wt% 범위인 것이 바람직하다. 각각의 편광자들의 요오드 함유량 관계를 상기 범위로 설정함으로써, 보다 바람직한 범위의 투과율들 사이의 관계를 갖는 편광판을 얻을 수 있다. 결과적으로, 정면 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻는 것이 가능하다. 차 (△I=I1-I2) 는, 바람직하게는 0.1 내지 2.0 wt% 범위이고, 보다 바람직하게는, 0.1 내지 1.4 wt% 범위이며, 더욱 바람직하게는 0.15 내지 1.2 wt% 범위이다.
제 1 편광자와 제 2 편광자 각각의 요오드 함유량은, 바람직하게는 1.8 내지 5.0 wt% 범위이다. 각 편광자의 요오드 함유량을 상기 범위로 설정함으로써, 보다 바람직한 범위의 투과율의 편광판을 얻을 수 있다. 결과적으로, 정면 방향의 콘트라스트 비가 매우 높은 액정 패널을 얻을 수 있다. 제 1 편광자와 제 2 편광자 각각의 요오드 함유량은, 바람직하게는 2.0 내지 4.0 wt% 범위이다. 제 1 편광자의 요오드 함유량은, 바람직하게는 2.3 내지 5.0 wt% 범위이고, 보다 바람직하게는, 2.5 내지 4.5 wt%의 범위이고, 더욱 바람직하게는, 2.5 내지 4.0 wt%의 범위이다. 제 2 편광자의 요오드 함유량은, 바람직하게는, 1.8 내지 3.5 wt%의 범위이고, 더욱 바람직하게는, 1.9 내지 3.2 wt% 범위이다.
제 1 편광자와 제 2 편광자는 칼륨을 더 포함하는 것이 바람직하다. 칼륨 함유량은, 바람직하게는, 0.2 내지 1.0 wt% 범위이다. 칼륨 함유량을 상기 범위로 설정함으로써, 보다 바람직한 범위의 투과율을 갖고, 매우 높은 편광도를 갖는 편광판을 얻을 수 있다. 칼륨의 함유량은, 보다 바람직하게는, 0.3 내지 0.9 wt%의 범위가 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 0.4 내지 0.8 wt%의 범위이다.
제 1 편광자 및 제 2 편광자는 붕소를 더 포함하는 것이 바람직하다. 붕소 함유량은, 바람직하게는, 0.5 내지 3.0 wt%의 범위이다. 붕소 함유량을 상기 범위로 설정함으로써, 보다 바람직한 범위의 투과율을 갖고, 매우 높은 편광도를 갖는 편광판을 얻을 수 있다. 붕소 함유량은, 보다 바람직하게는, 1.0 내지 2.8 wt%의 범위이며, 더욱 바람직하게는, 1.5 내지 2.6 wt%의 범위이다.
폴리비닐 알콜계 수지는, 예를 들어, 비닐 에스테르계 모노머를 중합해 얻을 수 있는 비닐 에스테르계 폴리머를 비누화함으로써 얻을 수 있다. 폴리비닐 알콜계 수지의 비누화 도는, 바람직하게는, 95.0 내지 99.9몰%의 범위이다. 비누화 도가 상기 범위인 폴리비닐 알콜계 수지를 이용함으로써, 보다 높은 내구성을 갖는 편광자를 얻을 수 있다.
폴리비닐 알콜계 수지의 평균 중합도에 대해서는, 폴리비닐 알콜계 수지를 이용하는 목적에 따라 적절하게, 임의의 적절한 값을 선택할 수 있다. 평균 중합도는, 바람직하게는, 1200 내지 3600의 범위이다. 평균 중합도는, 예를 들어, JIS K6726-1994에 따라 결정될 수 있다.
폴리비닐 알콜계 수지를 포함한 폴리머 막을 얻는 방법으로서, 임의의 적절한 프로세싱 방법이 사용될 수 있다. 프로세싱 방법의 예는 일본공개 특허공보 제 2000-315144 호의 [실시예 1]에 기재된 것을 포함한다.
폴리비닐 알콜계 수지를 포함한 폴리머 막은, 바람직하게는, 가소제 및 계면활성제 중 하나 이상을 포함한다. 가소제의 예는 에틸렌 글리콜이나 글리세린과 같은 다가 알콜 등을 포함한다. 계면활성제의 예는 비이온 계면활성제를 포함한다. 가소제 및 계면활성제의 함유량은, 바람직하게는, 폴리비닐 알콜계 수지 100 중량부에 대해서, 1 내지 10 중량부의 범위이다. 가소제 및 계면활성제는, 예를 들어, 편광자의 염색성이나 연신성을 더욱 향상시킨다.
폴리비닐 알콜계 수지를 포함한 폴리머 막은, 예를 들어, 시판되는 막을 그대로 이용할 수도 있다. 시판되는 폴리비닐 알콜계 수지를 포함한 폴리머 막으 로서는, 예를 들어, 쿠라레 (주) 에 의해 제조된 "쿠라레 비닐론 막 (Kuraray Vinylon Film;상품명)", 토셀로 (주) 에 의해 제조된 "토셀로 비닐론 막 (Tohcello Vinylon Film;상품명)", 일본 합성화학공업 (주) 에 의해 제조된 "니치고 비닐론 막 (Nichigo vinylon film;상품명)"등을 들 수 있다.
편광자의 제조 방법의 일례에 대해 도 2를 참조해 설명한다. 도 2는 본 발명에 사용된 편광자의 대표적인 제조 프로세스의 개념을 도시하는 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 폴리비닐 알콜계 수지를 포함한 폴리머 막 (301) 은 투입부 (300) 에서 보내지고, 순수 (pure water) 를 포함한 팽윤 욕 (swelling bath;310), 및 요오드와 요오드화 칼륨과의 수용액을 포함한 염색 욕 (dye bath;320) 에 침지되어, 상이한 속도 비로 롤 (311, 312, 321, 및 322) 에 의해 막의 종 방향으로 장력이 인가되면서 팽윤 처리 및 염색 처리가 이루어진다. 후속하여, 팽윤 처리 및 염색 처리가 이루어진 막은 요오드화 칼륨과 붕산의 수용액을 포함한 제 1 가교 욕 (crosslinking bath;330) 과 제 2 가교 욕 (340) 에 침지되어, 상이한 속도 비로 롤 (331, 332, 341, 및 342) 에 의해 막의 종 방향으로 장력이 인가되면서 가교 처리 및 최종적인 연신 처리가 이루어진다. 가교 처리가 이루어진 막은 롤 (351, 352) 에 의해 순수를 포함한 수세 욕 (350) 에 침지되고, 따라서 수세 처리가 이루어진다. 수세 처리가 이루어진 막은 건조 수단 (360) 에 의해 건조됨으로써, 막의 수분 함유량이, 예를 들어 10% 내지 30%의 범위에 있도록 조정된다. 이후, 권취부 (wind-up portion;380) 에서 막이 권취된다. 편광자 (370) 는, 예를 들어 폴리머 막 (원료 막) 을 원래의 길이의 5 내지 7배의 길이로 연신함으로써 얻을 수 있다.
염색 욕에 첨가된 요오드량은 물 100 중량부에 대해서 바람직하게는, 0.01 내지 0.15 중량부이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 005 중량부이다. 염색 욕에 첨가된 요오드량을 증가시킬 때, 낮은 투과율을 갖는 편광판을 얻을 수 있다. 염색 욕에 첨가된 요오드량을 감소시킬 때, 높은 투과율을 갖는 편광판을 얻을 수 있다.
염색 욕에 첨가된 요오드화 칼륨량은 물 100 중량부에 대해서, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량부이다. 염색 욕에 첨가된 요오드화 칼륨량을 상기 범위로 설정함으로써, 보다 바람직한 범위의 투과율과 매우 높은 편광도를 갖는 편광판을 얻을 수 있다. 염색 욕에 첨가된 요오드화 칼륨량은, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.3 중량부 범위이다.
제 1 가교 욕 및 제 2 가교 욕에 첨가된 요오드화 칼륨량은 물 100 중량부에 대해서, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량부 범위이다. 제 1 가교 욕 및 제 2 가교 욕에 첨가된 붕산량은 물 100 중량부에 대해서, 바람직하게는 0.5 내지 10 중량부의 범위이다. 제 1 가교 욕 및 제 2 가교 욕에 첨가된 요오드화 칼륨 및 붕산량을 상기 범위로 설정함으로써, 보다 바람직한 범위의 투과율과 보다 높은 편광도를 갖는 편광판을 얻을 수 있다. 제 1 가교 욕 및 제 2 가교 욕에 첨가된 요오드화 칼륨량은, 보다 바람직하게는 1 내지 7 중량부의 범위이다. 제 1 가교 욕 및 제 2 가교 욕에 첨가된 붕산량은, 보다 바람직하게는 1 내지 7 중량부의 범위이다.
[E. 제 1 리타데이션 층]
본 발명에서, 「리타데이션 층」이란, 면내 방향 및 두께 방향 중 하나 이상에서 리타데이션을 갖는 투명층을 칭한다. 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체는 nx>ny≥nz 관계를 갖는다. 본 발명에서, "nx>ny≥nz" 관계를 갖는다"란 nx>ny=nz 관계 (포지티브 1축성) 를 의미하거나, nx>ny>nz 관계 (네거티브 2축성) 를 의미한다. 제 1 리타데이션 층은 리타데이션을 갖는 단층일 수도 있고, 또는 복수의 층으로 이루어지는 적층체일 수도 있다. 제 1 리타데이션 층의 두께는, 바람직하게는 0.5 내지 200 ㎛ 범위이다. 590 nm의 파장에서 제 1 리타데이션 층의 투과율 (T[590]) 은, 바람직하게는 적어도 90%이다.
제 1 리타데이션 층의 590 nm 파장에서 면내 방향 및 두께 방향 중 하나 이상에서의 리타데이션 값은 적어도 100 nm 인 것이 바람직하다.
제 1 리타데이션 층의 Re1[590]은, 예를 들어 적어도 10 nm이고, 바람직하게는 50 내지 200 nm의 범위이다. 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체가, nx>ny=nz 관계에 있을 때, Re1[590]은, 바람직하게는 90 내지 190 nm 범위이다. 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체가 nx>ny>nz 관계 (네거티브 2축성) 를 가질 때, Re1[590]은, 바람직하게는 70 내지 170 nm 범위이다. Re1[590]을 상기 설명한 범위로 설정함으로써, 정면 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻을 수 있다. 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체가 nx>ny=nz 관계 (포지티브 1축성) 를 가질 때, Re1[590]은, 보다 바람직하게는 110 내지 170 nm 범위이 다. 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체가 nx>ny>nz 관계 (네거티브 2축성) 를 가질 때, Re1[590]은, 보다 바람직하게는 90 내지 150 nm의 범위이다.
제 1 리타데이션 층의 Rth1[590]를 적절하게 결정할 수 있다. 일반적으로, 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체가 nx>ny=nz 관계 (포지티브 1축성) 를 가질 때, Re1[590] 및 Rth1[590]은 실질적으로 동일하다. 이 경우, 제 1 리타데이션 층은, 바람직하게는 식: |Rth1[590]-Re1[590]|< 10 nm를 만족한다.
상기 기술한 바와 같이, 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체는 nx>ny>nz 관계 (네거티브 2축성) 를 나타내는 것이 바람직하다. 제 1 리타데이션 층이 네거티브 2축성을 가질 때 정면 방향에서 높은 콘트라스트 비를 갖고, 경사 방향에서도 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻을 수 있다.
제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체가, nx>ny>nz 관계 (네거티브 2축성) 를 가질 때, Rth1[590]은 Re1[590]보다 크다. 이 경우, Rth1[590]과 Re1[590] 사이의 차 (Rth1[590]-Re1[590]) 는, 바람직하게는 10 내지 100 nm 범위이다. 상기 범위로 Rth1[590]을 설정함으로써, 경사 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻을 수 있다. 차 (Rth1[590]-Re1[590]) 는, 보다 바람직하게는 20 내지 80 nm 범위이다.
파장 590 nm에서의 제 1 리타데이션 층의 Nz 계수를 적절하게 설정할 수 있다. 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체가 nx>ny=nz 관계 (포지티브 1축성) 를 가질 때, Nz계수는 바람직하게는 0.9 이상 1.1 미만이다.
제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체가 nx>ny>nz 관계 (네거티브 2축성) 를 가질 때, Nz계수는 바람직하게는 1.1 내지 3.0의 범위이다. 상기 범위로 Nz계수를 설정함으로써, 경사 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻을 수 있다. 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체가, nx>ny>nz 관계 (네거티브 2축성) 를 가질 때, Nz계수는 보다 바람직하게는 1.1 내지 2.0의 범위이며, 더욱 바람직하게는 1.1 내지 1.5의 범위이다.
제 1 리타데이션 층을 형성하는 재료로서, 굴절률 타원체가 nx>ny≥nz 관계를 갖는다면 임의의 적절한 재료를 사용하는 것이 가능하다. 제 1 리타데이션 층으로서, 예를 들어, 노르보르넨계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스 계 수지, 또는 폴리에스테르계 수지와 같은 열가소성 수지를 포함한 리타데이션 막이 사용된다. 리타데이션 막은, 총 고형분 100 중량부에 대해서, 바람직하게는 60 내지 100 중량부의 열가소성 수지를 포함한다.
제 1 리타데이션 층은 바람직하게는 노르보르넨계 수지를 함유하는 리타데이션 막 (A) 이다. 노르보르넨계 수지는, 광탄성 계수의 절대값 (C[λ], 여기서 λ는 예를 들어 590nm로 설정할 수 있다) 이 작은 것을 특징으로 한다. 본 발명에서, "노르보르넨계 수지"란 출발 원료 (모노머) 의 일부 또는 전부에 노르보르넨 환을 갖는 노르보르넨계 모노머를 이용함으로써 얻어진 (코)폴리머를 칭한다. 용어 "(코)폴리머"는 호모폴리머 또는 코폴리머를 의미한다.
파장 590 nm에서의 노르보르넨계 수지의 광탄성 계수의 절대값 (C[590]) 은 바람직하게는 1×10-12m2/N 내지 1×10-11m2/N 범위이다. 상기 범위의 광탄성 계수의 절대값을 갖는 리타데이션 막을 이용함으로써 광학적 불균일성이 매우 적은 액정 패널을 얻을 수 있다.
노르보르넨계 수지의 출발 원료로서, 노르보르넨 환 (이는, 이중 결합을 갖는 노르보르넨 환이다) 을 갖는 노르보르넨계 모노머가 사용된다. 노르보르넨계 수지가 (코)폴리머 형태일 때, 구성 단위에 노르보르넨 환이 존재할 수도 있고, 존재하지 않을 수도 있다. (코)폴리머 형태일 때, 구성 단위에 노르보르넨 환을 갖는 노르보르넨계 수지의 예는 테트라시클로 [4.4.12,5.17,10.0]dec-3-en, 8-메틸 테트라 시클로[4.4.12,5.17,10.0]dec-3-en, 및 8-메톡시카르보닐 테트라 시클로[4.4.12,5.17,10.0]dec-3-en 을 포함한다. (코)폴리머 형태일 때, 구성 단위에 노르보르넨 환을 갖지 않는 노르보르넨계 수지의 예는 개열 (cleavage) 에 의해 5원환이 되는 모노머를 이용해 얻어진 (코)폴리머를 포함한다. 개열에 의해 5원환이되는 모노머의 예는 노르보르넨, 디시클로펜타디엔, 5-페닐 노르보르넨, 및 그들의 유도체를 포함한다. 노르보르넨계 수지가 코폴리머일 때, 그 분자의 배치 상태는 특별히 제한되지 않고, 코폴리머는 랜덤 코폴리머, 블록 코폴리머, 또는 그래프트 코폴리머일 수도 있다.
노르보르넨계 수지의 예는, (a) 노르보르넨계 모노머의 개환 (코)폴리머를 수소화하여 얻은 수지; 및 (b) 노르보르넨계 모노머를 부가 (코)폴리머를 통해 얻 은 수지를 포함한다. 노르보르넨계 모노머의 개환 코폴리머를 수소화하여 얻은 수지는 1종 이상의 노르보르넨계 모노머와, α-올레핀 류, 시클로알켄 류, 및 비공액 디엔 류 (unconjugated dienes) 에서 선택된 것 중 하나 이상과 개환 코폴리머를 수소화하여 얻은 수지를 포함한다. 노르보르넨계 모노머의 부가 코폴리머를 통해 얻은 수지는 1종 이상의 노르보르넨계 모노머와, α-올레핀 류, 시클로알켄 류, 및 비공액 디엔 류에서 선택된 것 중 하나 이상과 부가 코폴리머를 통해 얻은 수지를 포함한다.
노르보르넨계 모노머의 개환 (코)폴리머를 수소화하여 얻은 수지는, 예를 들어 노르보르넨계 모노머 등을 메타세시스 반응시켜 개환 (코)폴리머를 얻고, 이후 개환 (코)폴리머를 수소화한다. 구체적으로는, 예를 들어, 일본공개 특허공보 평11(1999)-116780 호의 단락 [0059] 및 [0060]에 기재된 방법, 일본공개 특허공보 제 2001-350017 호의 단락 [0035] 내지 [0037]에 기재된 방법에 의해 성취될 수 있다. 노르보르넨계 모노머를 부가 (코)폴리머를 통해 얻은 수지는, 예를 들어 일본공개 특허공보 소61(1986)-292601 호의 실시예 1에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있다.
노르보르넨계 수지의 중량 평균 분자량 (Mw) 은, 테트라히드로푸란 용매를 이용하여 겔 투과 크로마토그래피법 (폴리스티렌 표준) 으로 측정한 값이 바람직하게는 20000 내지 500000 범위이다. 노르보르넨계 수지의 유리 전이 온도 (Tg) 는 바람직하게는 120℃ 내지 170℃ 범위이다. 상기 설명된 수지를 이용하여, 매우 우수한 내열성 및 매우 우수한 연신성을 갖는 리타데이션 막을 얻을 수 있다. 유리 전이 온도 (Tg) 는, 예를 들어 JIS K 7121에 따른 DSC 방법에 의해 계산된 값이다.
노르보르넨계 수지를 함유한 리타데이션 막 (A) 은 임의의 적절한 프로세싱에 따라 얻을 수 있다. 바람직하게는, 노르보르넨계 수지를 함유한 리타데이션 막 (A) 은 솔벤트 캐스팅 방법 또는 용융 압출 방법에 의해 시트형 형상으로 형성된 폴리머 막을 종 1축 연신 방법, 횡 1축 연신 방법, 종횡 동시 2축 연신 방법, 또는 종횡 순차 2축 연신 방법에 의해 연신함으로써 제조된다. 연신 방법은 횡 1축 연신 방법이 바람직하다. 이것은, 횡 1축 연신 방법에 따라, 리타데이션 막 (A) 의 지상축과 편광자의 흡수축이 직교하는 편광판을 롤-투-롤 프로세싱에 의해 연속적으로 제조할 수 있게 되어, 이러한 편광판의 생산성을 상당히 개선할 수 있기 때문이다. 즉, 편광자는, 일반적으로 그 형성 재료를 복수의 롤간에 종 방향으로 연신함으로써 제조된다. 이 프로세스에서, 리타데이션 막 (A) 이 횡 1축 연신 방법으로 제조된다면, 리타데이션 막 (A) 과 편광자와의 적층을 연속적으로 동일 방향으로 실시함으로써, 리타데이션 막 (A) 의 지상축과 편광자의 흡수축이 직교하는 편광판을 얻을 수 있다. 결과적으로, 이러한 편광판의 제조 효율이 개선될 수 있다. 폴리머 막을 연신하는 온도 (연신 온도) 는, 바람직하게는 120℃ 내지 200℃ 범위이다. 폴리머 막을 연신하는 비율 (연신 비율) 은 바람직하는 1 초과 4배 이하이다.
연신 방법은 굴절률 타원체가 nx>ny>nz 관계 (네거티브 2축성) 를 갖는 리타데이션 막을 쉽게 얻을 수 있기 때문에, 고정단 연신 방법이 바람직하다. 그러 나, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 연신 방법은 자유단 연신 방법일 수도 있다.
노르보르넨계 수지를 함유한 리타데이션 막 (A) 으로서, 예를 들어, 시판되는 막을 그대로 이용할 수가 있다. 대안으로, 예를 들어, 연신 처리 및 수축 처리 중 하나 이상의 2차 가공된 시판되는 막을 이용할 수 있다. 노르보르넨계 수지를 함유한 시판되는 리타데이션 막 (A) 의 예는, JSR 사에 의해 제조된 "ARTON 시리즈 (상품명)"(ARTON F, ARTON FX, ARTON D) 와, OPTES INC.에 의해 제조된 "ZEONOR 시리즈 (상품명)"(ZEONOR ZF14, ZEONOR ZF15, ZEONOR ZF16) 을 포함한다.
제 1 리타데이션 층으로 사용된 리타데이션 막은 임의의 적절한 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 첨가제의 예는 가소제, 열안정제, 광안정제, 윤활제, 항산화제, UV 흡수제, 난연제, 착색제, 대전 방지제, 상용화제, 가교제, 및 증점제 (thicker) 를 포함한다. 첨가제의 함유량은, 바람직하게는 주성분으로서 수지 100 중량부에 대해 O 초과 10 중량부 이하이다.
[F. 제 1 편광자와 제 1 리타데이션 층의 적층]
제 1 편광자와 제 1 리타데이션 층은, 바람직하게는 접착제층을 통해 적층된다. 도 1에 도시된 예에서, 제 1 편광자 (21) 및 제 1 리타데이션 층 (31) 은 접착제층을 통해 적층된다.
제 1 편광자에 접착될 제 1 리타데이션 층의 표면은 접착성 개선 처리를 하는 것이 바람직하다. 접착성 개선 처리는 표면에 수지 재료를 코팅하는 처리가 바람직하다. 수지 재료로서, 실리콘계 수지, 우레탄계 수지, 및 아크릴계 수지 가 바람직하다. 접착성 개선 처리를 실행함으로써, 접착 표면 상에 접착 개선 층이 형성된다. 접착 개선 층의 두께는 바람직하게는 5 내지 100 nm 범위이며, 보다 바람직하게는 10 내지 80 nm 범위이다.
접착제층은 제 1 편광자 측 또는 제 1 리타데이션 층 측 중 어느 하나 상에 제공될 수도 있고, 제 1 편광자 측과 제 1 리타데이션 층 측 둘 다에 제공될 수도 있다.
접착제층이 점착제 (pressure-sensitive adhesive) 로 형성된 점착제 층일 때, 점착제로서 임의의 적절한 점착제가 이용될 수 있다. 구체적으로, 점착제의 예는 용제형 점착제, 비수계 에멀젼형 점착제, 수계 점착제, 및 핫-멜트 점착제를 포함한다. 이들 중에서, 베이스 폴리머로서 아크릴계 폴리머 함유하는 용제형 점착제가 바람직하게 사용된다. 이것은, 이러한 용제형 점착제로 형성된 점착제 층은 제 1 편광자 및 제 1 리타데이션 층에 대해서 적절한 점착 특성 (예를 들어, 젖음성, 응집성, 및 접착성) 을 나타내고, 광학 투명성, 내후성, 및 내열성이 우수하기 때문이다.
점착제 층의 두께는 층을 사용하는 목적, 접착력 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 구체적으로, 점착제 층의 두께는 바람직하게는 1 내지 1OO ㎛ 범위이며, 보다 바람직하게는, 3 내지 50 ㎛ 범위이며, 더욱 바람직하게는, 5 내지 30 ㎛ 범위이며, 특히 바람직하게는, 10 내지 25 ㎛ 범위이다.
접착제층은, 예를 들어 접착제를 소정의 비율로 함유하는 코팅액을 제 1 리타데이션 층 및 제 1 편광자 중 하나 이상의 표면에 코팅한 후, 건조시킴으로써 형 성될 수도 있다. 코팅액의 조제 방법으로서, 임의의 적절한 방법을 이용할 수 있다. 코팅액으로서, 예를 들어, 시판되는 용액 또는 분산액을 사용할 수도 있고, 시판되는 용액 또는 분산액에 용제를 더 첨가하여 얻은 혼합제, 또는 고형분을 다양한 유형의 용제에 용해 또는 분산시켜 얻은 혼합제를 사용할 수도 있다.
접착제로서, 사용 목적에 따라 임의의 적절한 특성, 형태, 및 접착 메커니즘을 갖는 접착제가 이용될 수 있다. 구체적으로, 접착제의 예는 수용성 접착제, 에멀젼형 접착제, 라텍스형 접착제, 매스틱 접착제, 복층 접착제, 페이스트 형태 접착제, 발포형 접착제, 및 담지막 접착제 (supported film adhesives), 열가소형 접착제, 열용융성 접착제, 열고화형 접착제, 핫-멜트 접착제, 열활성형 접착제, 히트-시일 접착제, 열경화형 접착제, 컨택트형 접착제, 감압성 접착제, 중합형 접착제, 용제형 접착제, 및 용제 활성형 접착제를 포함한다. 이들 중에서, 투명성, 접착성, 및 작업성이 우수하고, 제품의 품질과 경제성이 우수하기 때문에 수용성 접착제가 바람직하게 사용된다.
수용성 접착제는, 예를 들어 수용성 천연 고분자 및 수용성 합성 고분자 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 천연 고분자의 예는 단백질이나 전분을 포함한다. 합성 고분자의 예는 레졸 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 폴리에틸렌 산화물, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐 피롤리돈, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르, 및 폴리비닐 알콜계 수지를 포함한다. 이들 중에서, 폴리비닐 알콜계 수지를 함유한 수용성 접착제가 바람직하게 이용되고, 아세트아세틸기를 함유하는 변성 폴리비닐 알콜계 수지 (아세트아세틸기 함유 폴리비닐 알콜계 수지) 를 함유하 는 수용성 접착제가 보다 바람직하게 사용된다. 이것은, 제 1 편광자에 대한 접착성이 특히 우수하고 제 1 리타데이션 층에 대한 접착성도 우수하기 때문이다. 아세트아세틸기 함유 폴리비닐 알콜계 수지의 예는 일본 합성 화학 공업 (주) 에 의해 제조된 "GOHSENOL Z 시리즈 (상품명)", 일본 합성 화학 공업 (주) 에 의해 제조된 "GOHSENOL NH 시리즈 (상품명)", 일본 합성 화학 공업 (주) 에 의해 제조된 "GOHSEFIMER Z시리즈 (상품명)"를 포함한다.
폴리비닐 알콜계 수지의 예는 폴리비닐 아세테이트의 비누화 생성물, 비누화 생성물의 유도체, 아세트산 비닐과 공중합될 수 있는 모노머의 코폴리머의 비누화 생성물, 및 폴리비닐 알콜의 아세탈화, 우레탄화, 에테르화, 그래프트화, 인산화 등을 통해 얻은 변성 폴리비닐 알콜을 포함한다. 모노머의 예는 말레산, 무수 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이타콘산, 아크릴산, 및 메타크릴산과 같은 불포화 카르복시산과, 그 에스테르 류, 에틸렌, 및 프로필렌과 같은 α-올레핀, 알릴 술폰 산, 메타릴술폰산, 소듐 알릴술폰산, 소듐 메타릴술폰산, 소듐 술폰산, 소듐 술폰산 모노알킬 말레이트, 소듐 디술폰산 알킬 말레이트, N-메틸올 아크릴아미드, 아크릴아미드 알킬 술폰산 알칼리염, N-비닐 피롤리돈, 및 N-비닐피롤리돈 유도체를 포함한다. 이들 수지는 단독으로 이용하거나, 2 종류 이상을 조합할 수도 있다.
폴리비닐 알콜계 수지의 평균 중합도는 접착성의 관점에서, 바람직하게는 100 내지 5000 범위이고, 보다 바람직하게는, 1000 내지 4000 범위이다. 폴리비닐 알콜계 수지의 평균 비누화도는 접착성의 관점에서, 바람직하게는, 85 내지 100몰% 범위이고, 보다 바람직하게는, 90 내지 100몰%의 범위이다.
아세트아세틸기 함유 폴리비닐 알콜계 수지는 예를 들어, 폴리비닐 알콜계 수지와 디케텐을 임의의 방법으로 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 아세트산과 같은 용매에 폴리비닐 알콜계 수지를 분산시켜 얻은 분산체에 디케텐을 첨가하는 방법, 디메틸포름아미드 또는 디옥산과 같은 용매에 폴리비닐 알콜계 수지를 용해시켜 얻은 용액에 디케텐을 첨가하는 방법; 또는 폴리비닐 알콜계 수지에 디케텐 가스 또는 액상 디케텐을 직접 접촉시키는 방법에 의해 성취될 수 있다.
아세트아세틸기 함유 폴리비닐 알콜계 수지의 아세트아세틸기 변성도는, 예를 들어 적어도 0.1몰%이다. 상기 범위로 아세틸기 변성도를 설정함으로써, 매우 높은 내수성을 갖는 액정 패널을 얻을 수 있다. 상기 설명된 아세틸기 변성도는, 바람직하게는 0.1 내지 40몰% 범위이고, 보다 바람직하게는, 1 내지 20몰% 범위이고, 더욱 바람직하게는, 2 내지 7몰% 범위이다. 상기 설명된 아세틸기 변성도는 예를 들어, 핵자기 공명 (NMR) 에 의해 측정된 값이다.
폴리비닐 알콜계 수지를 함유한 수용성 접착제는 가교제를 더 함유할 수도 있다. 이것은, 내수성을 보다 개선시킬 수 있기 때문이다. 가교제로서, 임의의 적절한 가교제가 사용될 수 있다. 가교제는, 바람직하게는 폴리비닐 알콜계 수지와 반응하는 적어도 2 개의 관능기를 갖는 화합물이다. 가교제의 예는 에틸렌디아민, 트리에틸렌 디아민, 및 헥사메틸렌 디아민과 같은 2 개의 알킬렌기와 2 개의 아미노기를 갖는 알킬렌 디아민류; 토릴렌 디이소시아네이트, 수소화 토 릴렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판 토릴렌 디이소시아네이트 애덕트, 트리페닐메탄 트리이소시아네이트, 메틸렌 비스(4-페닐)메탄 트리이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 및 이들의 케톡심 블록 생성물 또는 페놀 블록 생성물과 같은 이소시아네이트 류; 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세린 디글리시딜 에테르, 글리세린 트리디글리시딜 에테르, 1,6―헥산 디올 디글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판 트리디글리시딜 에테르, 디글리시딜 아닐린, 및 디글리시딜아민과 같은 에폭시 류; 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드, 및 부틸알데히드와 같은 모노알데히드 류; 글리옥살, 말론디알데히드, 숙신디알데히드, 글루타르디알데히드, 말레인디알데히드, 및 프탈디알데히드와 같은 디알데히드 류; 메틸올 우레아, 메틸올 멜라민, 알킬화 메틸올 우레아, 알킬화 메틸올화 멜라민, 아세토구아나민, 및 벤조구아나민과 포름알데히드와의 축합물과 같은 아미노-포름알데히드 수지 류; 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 및 니켈과 같은 2가 금속 또는 3가 금속의 염, 및 그 산화물을 포함한다. 이들 중에서, 아미노-포름알데히드 수지 류 및 디알데히드 류가 바람직하다. 아미노-포름알데히드 수지로서, 메틸올기를 갖는 화합물이 바람직하다. 디알데히드 류로서, 글리옥살이 바람직하다. 상기 언급된 재료 중에서, 메틸올기를 갖는 화합물이 바람직하고, 메틸올 멜라민이 특히 바람직하다. 알데히드 화합물의 예는, 일본 합성 화학 공업 (주) 로부터 이용가능한 "글리옥살 (상품명)", OMNOVA로부터 이용 가능한 "Sequarez 755 (상품명)" 을 포함한다. 아민 화합물의 예는 미츠비시 가스 화학 (주) 로부터 이용가능한 "m-자일렌디아민 (상품명)"을 포함한다. 메틸올 화합물의 예는 다이니폰 잉크 및 화학 (주) "WATERSOL 시리즈 (상품명)"를 포함한다.
가교제의 배합량은, 예를 들어 폴리비닐 알콜계 수지 (바람직하게는, 아세트아세틸기 함유 폴리비닐 알콜계 수지) 100 중량부에 대해 1 내지 60 중량부 범위이다. 배합량을 상기 범위로 설정함으로써, 투명성, 접착성, 및 내수성이 우수한 접착제층을 형성할 수 있다. 배합량의 상한은, 바람직하게는 50 중량부이고, 보다 바람직하게는, 30 중량부이고, 더욱 바람직하게는, 15 중량부이고, 특히 바람직하게는, 10 중량부이고, 가장 바람직하게는, 7 중량부이다. 배합량의 하한은, 바람직하게는, 5 중량부이고, 보다 바람직하게는, 10 중량부이고, 더욱 바람직하게는, 20 중량부이다. 후술하는 금속 화합물 콜로이드를 병용하여 이용함으로써, 가교제의 배합량이 많은 경우에 안정성을 보다 개선시킬 수 있다.
폴리비닐 알콜계 수지를 함유하는 수용성 접착제는 금속 화합물 콜로이드를 더 포함한다. 금속 화합물 콜로이드는, 예를 들어 금속 산화물 미립자가 분산매에서 분산된 것으로 만들어진 것일 수도 있고, 미립자의 동종 전하의 상호 반발에 기인해 정전적으로 안정화되어 영구히 안정한 것일 수도 있다. 금속 화합물을 구성하는 미립자의 평균 입자 직경은, 특히 제한되지 않지만, 바람직하게는, 1 내지 1OO nm 범위이고, 보다 바람직하게는, 1 내지 50 nm 범위이다. 이것은, 미립자를 접착제층 내에 균일하게 분산시켜 접착성을 확보하고, 닉 (nick) 의 형성도 억제할 수 있기 때문이다. "닉"은 편광자와 보호층 사이의 계면에 형성된 국소적인 불규칙 결함을 칭한다. 닉의 유무는 예를 들어 후술된 실시예에 기재 된 방법으로 확인할 수 있다.
금속 화합물로서 임의의 적절한 화합물을 사용할 수 있다. 금속 화합물의 예는 알루미나, 실리카, 지르코니아, 및 티타니아와 같은 금속 산화물, 규산 알루미늄, 탄산칼슘, 규산 마그네슘, 탄산 아연, 탄산 발륨, 및 인산 칼슘과 같은 금속염과, 세라이트, 탤크, 클레이, 및 카올린과 같은 광물을 포함한다. 이들 중에서, 알루미나가 바람직하다.
금속 화합물 콜로이드는, 예를 들어 금속 화합물이 분산매에서 분산된 콜로이드 용액 상태로 존재한다. 분산매의 예는 물과 알콜 류를 포함한다. 콜로이드 용액 중 고형분 농도는 예를 들어 1 내지 50 wt% 범위이다. 콜로이드 용액은 안정제로서 질산, 염산, 및 아세트산과 같은 산을 포함할 수도 있다.
금속 화합물 콜로이드 (고형분) 배합량은 폴리비닐 알콜계 수지 100 중량부에 대해서, 바람직하게는 200 중량부 이하이다. 배합량을 상기 범위로 설정함으로써, 접착성을 확보하면서 보다 유리하게 닉의 형성을 억제할 수 있다. 배합량은, 보다 바람직하게는 10 내지 200 중량부 범위이고, 더욱 바람직하게는, 20 내지 175 중량부 범위이고, 특히 바람직하게는 30 내지 150 중량부 범위이다.
접착제의 조제 방법은 임의의 적절한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 금속 화합물 콜로이드 함유 접착제의 경우, 예를 들어, 폴리비닐 알콜계 수지와 가교제를 미리 혼합해, 혼합 농도를 적절한 값으로 조정한 후, 금속 화합물 콜로이드를 혼합물에 배합하는 방법이 있다. 또, 폴리비닐 알콜계 수지와 금속 화합물 콜로이드를 혼합한 후, 사용 시기 등을 고려하여 가교제를 혼합물에 첨가하 는 것도 가능하다.
접착제의 수지 농도는 코팅성, 방치 안정성 등의 관점에서, 바람직하게는 0.1 내지 15 wt% 범위이며, 보다 바람직하게는, 0.5 내지 10 wt% 범위이다.
접착제의 pH는, 바람직하게는 2 내지 6 범위이며, 보다 바람직하게는, 2.5 내지 5 범위이고, 더욱 바람직하게는, 3 내지 5 범위이고, 특히 바람직하게는, 3.5 내지 4.5 범위이다. 일반적으로, 금속 화합물 콜로이드의 표면 전하는 접착제의 pH를 조정함으로써 제어할 수 있다. 표면 전하는 바람직하게는 정전하이다. 표면 전하가 정전하일 때, 예를 들어, 보다 유리하게 닉의 형성을 억제할 수 있다.
접착제의 총 고형분 농도는 접착제의 용해성, 코팅 점도, 및 젖음성, 접착제층의 원하는 두께 등에 따라 변한다. 총 고형분 농도는 용제 100 중량부에 대해서, 바람직하게는 2 내지 100 중량부 범위이다. 총 고형분 농도를 상기 범위로 설정함으로써, 매우 높은 표면 균일성을 갖는 접착제층을 얻을 수 있다. 고형분 농도는, 보다 바람직하게는, 10 내지 50 중량부 범위이고, 더욱 바람직하게는, 20 내지 40 중량부 범위이다.
접착제의 점도는 특히 제한되지 않지만, 23℃에서 전단 속도 1000(1/s) 에서 측정할 때, 바람직하게는, 1 내지 50 mPaㆍs의 범위이다. 접착제의 점도를 상기 범위로 설정함으로써, 매우 높은 표면 균일성을 갖는 접착제층을 얻을 수 있다. 접착제의 점도는, 보다 바람직하게는 2 내지 30 mPaㆍs의 범위이며, 더욱 바람직하게는, 4 내지 20 mPaㆍs의 범위이다.
접착제의 유리 전이 온도 (Tg) 는 특히 제한되지 않지만, 바람직하게는, 20℃ 내지 120℃ 범위이고, 보다 바람직하게는, 40℃ 내지 100℃ 범위이고, 더욱 바람직하게는, 50℃ 내지 90℃ 범위이다. 유리 전이 온도는, 예를 들어 시차 주사 열량계 (DSC) 측정에 의해 JIS K 7127-1987에 따라 측정할 수 있다.
접착제는 실란 커플링제 또는 티탄 커플링제와 같은 커플링제, 각종 점착부여제 (tackifier), UV 흡수제, 산화 방지제, 및 내열성을 부여하는 안정제, 또는 내가수 분해성을 부여하는 안정제와 같은 안정제를 더 포함할 수도 있다.
접착제의 코팅 방법으로 임의의 적절한 방법이 사용될 수 있다. 코팅 방법의 예는 스핀 코팅, 롤러 코팅, 플로우 코팅, 딥 코팅, 및 바 코팅 포함한다.
접착제층의 두께는 특히 제한되지 않지만, 바람직하게는, 0.01 내지 0.15 ㎛ 범위이다. 접착제층의 두께를 상기 범위로 설정함으로써, 고온 다습의 환경에 있을 때에도, 편광자가 벗겨지거나 들뜨지 않는 내구성이 우수한 편광판을 얻을 수 있다. 접착제층의 두께는, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.12 ㎛ 범위이며, 더욱 바람직하게는, 0.03 내지 0.09 ㎛ 범위이다.
[G. 제 2 리타데이션 층]
제 2 리타데이션 층의 굴절률 타원체는 nx=ny>nz 관계 (네거티브 1축성) 를 갖는다. 제 2 리타데이션 층은 리타데이션을 갖는 단일 층일 수도 있고, 복수 층의 적층체일 수도 있다. 제 2 리타데이션 층의 두께는, 바람직하게는 0.5 내지 200 ㎛ 범위이다. 590 nm 파장에서 제 2 리타데이션 층의 투과율 (T[590]) 은, 바람직하게는 적어도 90%이다.
제 2 리타데이션 층의 Re2[590]은, 예를 들어 10 nm 미만이다. Re2[590]을 상기 범위로 설정함으로써, 정면 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻을 수 있다. Re2[590]은, 바람직하게는 5 nm 이하이고, 보다 바람직하게는 3 nm 이하이다.
제 2 리타데이션 층의 Rth2[590]은, 예를 들어 액정 셀의 두께 방향의 리타데이션 값에 따라 적절하게 설정될 수 있다. Rth2[590]은, 바람직하게는 100 내지 400 nm 범위이다. Rth2[590]을 상기 범위로 설정함으로써, 정면 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비를 갖는 액정 패널을 얻을 수 있다. Rth2[590]은, 보다 바람직하게는 120 내지 350 nm 범위이고, 더욱 바람직하게는, 150 내지 300 nm 범위이다.
제 2 리타데이션 층의 재료로서, 굴절률 타원체가 nx=ny>nz 관계(네거티브 1축성) 를 갖는 한, 임의의 적절한 재료가 사용될 수 있다. 재료로서, 예를 들어, 폴리(4,4'-헥사플루오로이소프로필리덴-비스페놀)테레프탈레이트-코-이소프탈레이트; 폴리(4,4'-헥사히드로-4,7-메타노인단-5-이리덴-비스페놀)테레프탈레이트; 폴리(4,4'-이소프로필리덴-2,2',6,6'-테트라클로로비스페놀)테레프탈레이트-코-이소프탈레이트; 폴리(4,4'-헥사플루오로이소프로필리덴)-비스페놀-코-(2―노르보르니리덴)-비스페놀 테레프탈레이트; 폴리(4,4'-헥사히드로-4,7-메타노인덴-5-이리덴)-비스페놀-코-(4,4'-이소프로필리덴-2,2',6,6'-테트라브로모)-비스페놀 테레프 탈레이트; 폴리(4,4'-이소프로피리덴-비스페놀-코-4,4'-(2-노르보르니리덴)비스페놀) 테레프탈레이트-코-이소프탈레이트, 및 이들의 코폴리머를 사용할 수도 있다. 이들을 단독으로 이용할 수도 있고, 2 종류 이상을 병용하여 사용할 수도 있다.
제 2 리타데이션 층으로서, 예를 들어, 폴리이미드계 수지, 셀룰로오스계 수지, 노르보르넨계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 또는 폴리아미드계 수지와 같은 열가소성 수지를 함유하는 리타데이션 막이 이용될 수 있다. 이러한 리타데이션 막은 총 고형분 100 중량부에 대해서 열가소성 수지를, 바람직하게는 60 내지 100 중량부 포함한다.
제 2 리타데이션 층은, 바람직하게는 폴리이미드계 수지를 함유한 리타데이션 막 (Bl), 셀룰로오스계 수지를 함유한 리타데이션 막 (B2), 및 리타데이션 막 (Bl) 과 리타데이션 막 (B2) 의 적층체 (C) 중 어느 하나이다. 적층체 (C) 는, 리타데이션 막 (Bl) 을 접착제층을 통하여 리타데이션 막 (B2) 에 접합시킴으로써, 또는 리타데이션 막 (Bl) 을 용접 등에 의해 리타데이션 막 (B2) 의 표면에 직접 형성함으로서 얻을 수 있다.
[폴리이미드계 수지]
굴절률 타원체가 nx=ny>nz 관계 (네거티브 1축성) 를 갖는 리타데이션 막을 매우 얇게 제조할 수 있도록, 폴리이미드계 수지가 솔벤트 캐스팅법에 의해 시트형 형상으로 형성된 때, 용제의 증발 프로세스 동안 분자가 자발적으로 배향하는 경향이 있다. 폴리이미드계 수지를 함유한 리타데이션 막 (B1) 의 두께는, 바람직하게는 O.5 내지 10 ㎛ 범위이고, 보다 바람직하게는, 1 내지 5 ㎛ 범위이다. 리타데이션 막 (Bl) 의 두께 방향의 복굴절 (△nxz[590]) 은, 바람직하게는 0.01 내지 0.12 범위이고, 보다 바람직하게는, 0.02 내지 0.08 범위이다. 이러한 폴리이미드계 수지는, 예를 들어 미국 특허 제 5,344,916 호에 기재된 방법으로 얻을 수 있다.
바람직하게는, 폴리이미드계 수지는, 헥사플루오로이소프로필리덴기 및 트리플루오로메틸기 중 하나 이상을 갖는다. 보다 바람직하게는, 폴리이미드계 수지는 하기 일반식 (I) 으로 표시되는 반복 단위 또는 하기 일반식 (II) 으로 표시되는 반복 단위를 적어도 갖는다. 이들 반복 단위 중 어느 것을 함유한 폴리이미드계 수지는 범용 용제에 대한 우수한 용해성을 나타내므로, 솔벤트 캐스팅 방법에 의해 막으로 형성될 수 있다. 더욱이, 트리아세틸 셀룰로오스 막과 같이 내용제성이 불량한 기재 상에도, 기재 표면을 과도하게 침식하지 않고 폴리이미드계 수지의 얇은 층을 형성할 수 있다.
Figure 112007049130402-pat00001
Figure 112007049130402-pat00002
상기 일반식 (I) 및 (II) 에서, G 및 G' 각각은 공유결합, CH2기, C(CH3)2기, C(CF3)2기, C(CX3)2기 (여기서, X는 할로겐이다), CO기, O원자, S원자, SO2기, Si(CH2CH3)2기, 및 N(CH3)기로 이루어지는 군으로부터 독립적으로 선택되고, G 및 G' 는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
상기 일반식 (I) 에서, L은 치환기이며, e는 그 치환 수를 나타낸다. L은, 예를 들어 할로겐, 탄소수 1 내지 3의 알킬기, 탄소수 1 내지 3의 할로겐화 알킬기, 페닐기, 또는 치환 페닐기이며, L이 복수일 때, L은 동일할 수도, 또는 상이할 수도 있다. 더욱이, e는 0 내지 3의 정수이다.
상기 일반식 (II) 에서, Q는 치환기이며, f는 그 치환수를 나타낸다. Q는, 예를 들어 수소, 할로겐, 알킬기, 치환 알킬기, 니트로기, 시아노기, 티오알킬기, 알콕시기, 아릴기, 치환 아릴기, 알킬 에스테르기, 및 치환 알킬 에스테르기로 이루어지는 군에서 선택되는 원자 또는 기일 수도 있고, Q가 복수일 때, Q는 동일 할 수도, 또는 상이할 수도 있다. 더욱이, f는 0 내지 4의 정수이며, g 및 h는 각각 1 내지 3의 정수이다.
폴리이미드계 수지는, 예를 들어 테트라 카르복실산 2무수물을 디아민과 반응시켜 얻을 수 있다. 일반식 (I) 의 반복 단위는, 예를 들어 디아민으로서 2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐을 이용하여, 이 디아민을 2이상의 방향환을 갖는 테트라카르복실산 2무수물과 반응시켜 얻을 수 있다. 식 (II) 의 반복 단위는, 예를 들어 테트라 카르복실산 2무수물로서 2,2'-비스(3,4-디 카르복시페닐)헥사플루오로프로판 2무수물을 이용하여, 이 테트라카르복실산 2무수물을 2 이상의 방향환을 갖는 디아민과 반응시켜 얻을 수 있다. 이 반응은, 예를 들어 2 단계에서 진행하는 화학 이미드화일 수도 있고, 또는 1 단계에서 진행하는 열 이미드화일 수도 있다.
테트라카르복실산 2무수물로서 임의의 적절한 테트라카르복실산 2무수물을 선택할 수 있다. 테트라카르복실산 2무수물의 예는:
2,2'-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 2무수물;
3,3',4,4'-벤조페논 테트라카르복실산 2무수물;
2,3,3',4-벤조페논 테트라카르복실산 2무수물;
2,2',3,3'-벤조페논 테트라카르복실산 2무수물;
2,2'-디브로모-4,4',5,5'-비페닐 테트라카르복실산 2무수물;
2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4',5,5'-비페닐 테트라카르복실산 2무수물;
3,3',4,4'-비페닐 테트라 카르복실산 2무수물;
4,4'-비스(3,4-디카르복시페닐)에테르 2무수물;
4,4'-옥시디프탈산 2무수물;
4,4'―비스(3,4-디카르복시페닐)술폰산 2무수물;
비스(2,3-디카르복시페닐)메탄산 2무수물; 및
비스(3,4-디카르복시페닐)디에틸실란 2무수물을 포함한다.
디아민으로서 임의의 적절한 디아민을 선택할 수 있다. 디아민의 예는:
2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐;
4,4'-디아미노비페닐;
4,4'-디아미노페닐 메탄;
4,4'-(9-플로레닐리덴)-디아닐린;
3,3'-디클로로-4,4'―디아미노페닐메탄;
2,2'―디클로로-4,4'-디아미노비페닐;
4,4'-디아미노페닐에테르;
3,4'-디아미노디페닐에테르;
4,4'-디아미노디페닐술폰; 및
4,4'-디아미노디페닐티오에테르를 포함한다.
디메틸포름아미드 용액 (실험용 플라스크의 표준 표시까지 10mM의 브롬화 리튬과 10mM의 인산을 더하여 1ℓ의 디메틸포름아미드 용액을 조제) 을 현상 용매로 이용하여 폴리에틸렌 산화물 표준을 기초로 결정된 폴리이미드계 수지의 중량 평균 분자량 (Mw) 은 바람직하게는 20000 내지 180000 범위이다. 폴리이미드계 수지는, 이미드화율이 바람직하게는 적어도 95%이다. 폴리이미드계 수지의 이미드화율은, 예를 들어 폴리이미드의 전구체로서 폴리아믹산 유도체의 프로톤 피크와 폴리이미드 유도체의 프로톤 피크 사이의 적분 강도비를 기초로 결정될 수 있다.
폴리이미드계 수지를 함유한 리타데이션 막 (Bl) 은 임의의 적절한 프로세싱 방법에 의해 얻을 수 있다. 바람직하게는, 리타데이션 막 (Bl) 은 솔벤트 캐스팅 방법에 의해 시트형 형상으로 형성함으로써 제조된다.
[셀룰로오스계 수지]
셀룰로오스계 수지는 임의의 적절한 셀룰로오스 수지가 사용될 수 있다. 셀룰로오스계 수지는, 바람직하게는, 셀룰로오스에 함유된 수산기의 적어도 하나 또는 전부가 아세틸기, 프로피오닐기, 및 부틸기에서 선택된 하나 이상의 기로 치환된, 셀룰로오스 유기산 에스테르 또는 셀룰로오스 혼합 유기산 에스테르이다. 셀룰로오스 유기산 에스테르의 예는 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 및 셀룰로오스 부틸레이트를 포함한다. 셀룰로오스 혼합 유기산 에스테르의 예는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 및 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트를 포함한다. 셀룰로오스계 수지는, 예를 들어 일본공개 특허공보 제 2001-188128 호의 단락 [0040] 및 [0041] 에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있다.
테트라히드로푸란 용매를 이용하여 겔 투과 크로마토그래피 (폴리스티렌 표준) 로 측정한 셀룰로오스계 수지의 중량 평균 분자량 (Mw) 은, 바람직하게는 20000 내지 1000000 범위이다. 셀룰로오스계 수지의 유리 전이 온도 (Tg) 는, 바람직하게는 110℃ 내지 185℃ 범위이다. 유리 전이 온도 (Tg) 는 JIS K 7121에 따라 DSC 방법에 의해 결정될 수 있다. 수지를 이용하여, 매우 높은 열 안정성과 매우 높은 기계적 강도를 갖는 리타데이션 막을 얻을 수 있다.
셀룰로오스계 수지를 함유하는 리타데이션 막 (B2) 은 임의의 적절한 가공 방법에 의해 얻을 수 있다. 바람직하게는, 리타데이션 막 (B2) 은 솔벤트 캐스팅 방법에 의해 시트형 형상으로 형성함으로써 제조된다. 리타데이션 막 (B2) 은, 예를 들어 시판되는 셀룰로오스계 수지를 함유하는 고분자 막을 그대로 이용할 수 있다. 대안으로는, 예를 들어 연신 처리 및 수축 처리 중 하나 이상의 2차 가공된 시판되는 막을 이용할 수 있다. 시판되는 막의 예는 후지 포토 필름 (주) 에 의해 제조된 "FUJITAC 시리즈 (상품명)"(ZRF80S, TD80UF, TDY-80UL) 와 코니카 미놀타 옵토 사에 의해 제조된 "KC8UX2M (상품명)"을 포함한다.
제 2 리타데이션 층으로서 사용된 리타데이션 막은 임의의 적절한 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 첨가제의 예는 가소제, 열안정제, 광안정제, 윤활제, 항산화제, UV 흡수제, 난연제, 착색제, 대전 방지제, 상용화제, 가교제, 및 증점제를 포함한다. 첨가제의 함유량은, 바람직하게는 주성분으로서 수지 100 중량부에 대해 0 초과 10 중량부 이하이다.
제 2 리타데이션 층에서, 액정 조성물을 이용할 수도 있다. 액정 조성물이 사용될 때, 제 2 리타데이션 층은, 평면 배치의 막대 형상 액정 화합물을 함유한 액정 조성물의 고화층 또는 경화층, 또는 기둥 배치의 디스코틱 액정 화합물을 함유하는 액정 조성물의 고화층 또는 경화층을 포함한다. 액정 화합물이 이용될 때, 리타데이션 박막을 얻을 수 있도록 두께 방향의 복굴절이 크다.
평면 배치의 막대 형상 액정 화합물을 함유한 액정 조성물의 고화층 또는 경화층을 포함한 리타데이션 막은, 예를 들어 일본공개 특허공보 제 2003-287623 호에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있다. 더욱이, 기둥 배치의 디스코틱 액정 화합물을 함유한 액정 조성물의 고화층 혹은 경화층을 포함하는 리타데이션 막은, 예를 들어 일본공개 특허공보 평 9(1997)-117983 호에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있다.
[H. 제 2 편광자와 제 2 리타데이션 층의 적층]
제 2 편광자와 제 2 리타데이션 층의 적층은 제 1 편광자와 제 1 리타데이션 층의 적층과 동일한 방식으로 실시될 수 있다.
[I. 보호층]
본 발명에 사용된 제 1 보호층 및 제 2 보호층은, 예를 들어 편광자의 수축 또는 팽창, 또는 자외선에 의한 편광자의 저하를 방지할 목적으로 제공된다. 제 1 보호층 및 제 2 보호층은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
제 1 보호층 및 제 2 보호층은 임의의 적절한 층이 사용될 수 있다. 보호층의 두께는, 바람직하게는 20 내지 100 ㎛ 범위이다. 파장 590 nm에서 보호층의 투과율 (T[590]) 은, 바람직하게는 적어도 90%이다.
보호층의 재료로는 임의의 재료가 선택될 수 있다. 바람직하게는, 보호층은 셀룰로오스계 수지, 노르보르넨계 수지, 또는 아크릴계 수지를 함유한 고분자 막이다. 셀룰로오스계 수지를 함유한 고분자 막은, 예를 들어 일본공개 특허공보 평 7(1995)-112446 호의 실시예 1에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있다. 노르보르넨계 수지를 함유한 고분자 막은, 예를 들어 일본공개 특허공보 제 2001-350017 호에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있다. 아크릴계 수지를 함유한 고분자 막은, 예를 들어 일본공개 특허공보 제 2004-198952 호의 실시예 1에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있다.
보호층은 편광자 측에 대향하는 측 상에 표면 처리층을 가질 수도 있다. 표면 처리로서, 실시하는 목적에 따라 적절하게, 적절한 처리가 사용될 수 있다. 표면 처리층의 예는 하드 코팅 처리, 대전 방지 처리, 반사 방지 처리 (안티리플 렉션 처리라고도 칭함), 및 확산 처리 (안티-글레어 처리라고도 칭함) 를 실시하는 처리층을 포함한다. 이들 표면 처리는, 화면이 오염되거나 손상되는 것을 방지하거나, 또한 실내의 형광등이나 태양 광선이 반사되어 눈부심으로 인해 디스플레이 스크린을 선명하게 볼 수 없는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다. 표면 처리층으로서, 일반적으로 베이스 막의 표면 상에 처리층을 형성하는 처리제를 고정시켜 얻은 층을 사용한다. 베이스 막이 보호층으로서도 역할할 수도 있다. 더욱이, 표면 처리층은, 예를 들어 대전 방지 처리층 상에 하드 코팅 처리층이 적층된 다층 구조일 수도 있다.
보호층으로서, 예를 들어, 표면 처리된 시판되는 고분자 막을 그대로 이용할 수 있다. 대안으로, 시판되는 고분자 막에 임의의 표면 처리를 가한 후 이용할 수 있다. 확산 처리 (안티-글레어 처리) 가 이루어진 시판되는 막의 예는 닛토 덴코사에 의해 제조된 "AG150, AGS1, 및 AGS2 (상품명)"을 포함한다. 반사 방지 처리 (안티리플렉션 처리) 가 이루어진 시판되는 막의 예는 닛토 덴코 사에 의해 제조된 "ARS, ARC (상품명)"를 포함한다. 하드 코팅 처리 및 대전 방지 처리가 이루어진 시판되는 막의 예는 코니카 미놀타 옵토 사에 의해 제조된 "KC8UX-HA (상품명)"을 포함한다. 반사 방지 처리가 이루어진 시판되는 막의 예는 NOF 사에 의해 제조된 "ReoLook 시리즈 (상품명)"를 포함한다.
[J. 액정 디스플레이]
본 발명의 액정 디스플레이는 본 발명에 다른 액정 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다. 도 3은 본 발명의 액정 디스플레이의 구성의 일례를 도시하는 개 략적인 단면도이다. 도 3에서, 설명의 간략함을 위해, 각각의 구성 부재의 사이즈, 비율 등은 실제 사이즈, 비율 등과는 상이하다. 도 3에 도시된 바와 같이, 액정 디스플레이 (200) 는, 적어도 액정 패널 (100) 과, 액정 패널 (100) 의 일 측에 배치된 직하 방식 백라이트 유닛 (80) 을 포함한다. 직하 방식 백라이트 유닛 (80) 은 적어도 광원 (81), 반사막 (82), 확산판 (83), 프리즘 시트 (84), 및 휘도 향상막 (85) 을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 액정 디스플레이 (200) 가 직하 방식 백라이트 유닛을 이용하지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않고, 예를 들어, 측광 방식 백라이트 유닛이 사용될 수 있다. 측광 방식 백라이트 유닛은, 직하 방식 백라이트 유닛의 구성 이외에도, 적어도 도광판과 광 반사체를 포함한다. 설명한 목적을 위한 도 3에 도시된 구성 부재는 본 발명의 효과를 얻을 수 있는 한, 액정 디스플레이의 조명 시스템, 액정 셀의 구동 모드, 사용 의도 등에 따라 생략되거나 다른 광학 부재로 대체될 수 있다.
본 발명의 액정 디스플레이는 액정 패널의 이면 측으로부터 광을 조사해 화면을 보는 투과형 액정 디스플레이일 수도 있고, 액정 패널의 디스플레이면 측으로부터 광을 조사해 화면을 보는 반사형 액정 디스플레이일 수도 있고, 또는 투과형과 반사형 액정 디스플레이 모두의 특성을 갖는 반투과형 액정 디스플레이일 수도 있다.
[K. 액정 디스플레이의 용도]
본 발명의 액정 디스플레이는 임의의 적절한 용도에 사용된다. 그 용도의 예는: 컴퓨터 모니터, 노트 컴퓨터, 및 복사기와 같은 사무 자동화 장비; 휴대 전화, 시계, 디지털 카메라, 개인 디지털 보조기 (PDA들), 및 휴대 게임기와 같은 휴대 기기; 비디오 카메라, 텔레비젼, 및 전자 오븐과 같은 가정용 가전 제품; 백 모니터, 카 네비게이션 시스템 모니터, 및 카 오디오와 같은 차량 장착 기기; 상업 점포용 인포메이션 모니터와 같은 전시 기기; 감시용 모니터와 같은 경비 기기; 개호 모니터 및 의료 모니터와 같은 개호 및 의료 기기를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 액정 디스플레이는 텔레비젼으로 사용된다. 텔레비젼의 화면 사이즈는, 바람직하게는 와이드 스크린 17 인치 형 (373 mm×224 mm) 이상이며, 보다 바람직하게는, 와이드 스크린 23 인치 형 (499 mm×300 mm) 이상이며, 더욱 바람직하게는, 와이드 스크린 32 인치 형 (687 mm×412 mm) 이상이다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예를 비교예와 아울러 설명한다. 그러나, 본 발명은 어떠한 경우에도 다음의 실시예 및 비교예로 제한되지 않는다. 각각의 실시예 및 비교예에 설명된 다양한 물리적 성질 및 특성은 다음의 방법에 의해 평가 또는 측정된다.
(1) 편광판의 투과율
편광판의 투과율 (T) 을, 분광 광도계 [무라카미 색채 기술 연구소, 제품명 "DOT-3"]를 이용하여 JlS Z 8701-1982 에 따라 2도 시야계 (C 광원) 을 고려하여 보정된 시감 인자의 Y 값을 측정함으로써 결정했다.
(2) 각 원소 함유량
직경 10mm 의 원형 시료를, 다음 조건 하에 측정하여 X선 강도를 측정했다. 이와 같이 측정된 X선 강도에 기초하여, 각 원소 함유량을 표준 시료를 이용하여 미리 준비한 캘리브레이션 커브를 이용하여 결정했다.
-분석 장치 : 리가쿠 전기 공업사에 의해 제조된 X선 형광 분석 장치 (XRF), 상품명 "ZSX100e"
-대음극 : 로지움
-여기 광 에너지 : 40 kV - 90 mA
-정량법 : FP 방법
-측정 시간 : 4초
(3) 파장 590 nm 에서 리타데이션 값 (Re[590], Rth[590]), Nz계수, 및 T[590]
파장 590 nm 에서 리타데이션 값 (Re[590], Rth[590]), Nz계수, 및 T[590]을 오지 계측 기기에 의해 제조된 "KOBRA21-ADH (상품명)"을 이용해 23℃에서 측정했다. 평균 굴절률을 아베 굴절률계 (아타고 (주) 제품명 "DR-M4") 를 이용하여 얻은 측정값을 이용함으로써 결정했다.
(4) 두께
두께가 1O ㎛ 미만일 때, 박막용 분광 광도계 (오츠카 전자 (주), 상품명 "순간 멀티 측광 시스템 MCPD-2000") 를 이용하여 측정했다. 두께가 10 ㎛ 이상일 때, 안리츠 사에 의해 제조된 디지털 마이크로미터 "KC-351C"를 이용하여 측정했다.
(5) 폴리이미드계 수지의 분자량
폴리이미드계 수지의 분자량을 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 폴리스티렌 산화물을 표준 시료로서 측정했다. 구체적으로는, 다음 장치 및 기구를 이용하여 다음 측정 조건 하에서 측정했다.
측정 시료 : 시료를 용리액에 용해시켜 0.1 wt% 용액을 조제해 8시간 두었다. 이후, 0.45 ㎛ 두께 멤브레인 필터를 통해 용액을 여과했다. 결과로서 생기는 여과액을 측정 시료로 사용했다.
분석 장치 : 토소 사에 의해 제조된 "HLC-8020GPC (상품명)"
칼럼 : 토소 사에 의해 제조된 "GMHXL + GMHXL + G2500HXL (상품명)"
칼럼 사이즈 : 각 7.8 mm
Figure 112007049130402-pat00003
× 30 cm (합계 90 cm)
용리액 : 디메틸포름아미드 (실험용 플라스크의 표준 표시까지 10 mM의 브롬화 리튬과 10 mM의 인산을 첨가하여 1 ℓ의 디메틸포름아미드 용액을 조제)
유량 : 0.8 mL/분
검출기 : RI (시차 굴절계)
칼럼 온도 : 40℃
(6) 노르보르넨계 수지의 분자량
노르보르넨계 수지의 분자량을 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 폴리스티렌을 표준 시료로서 측정했다. 구체적으로, 다음 장치 및 기구를 이용하여, 다음 측정 조건 하에서 측정했다.
측정 시료: 시료를 용리액에 용해시켜 0.1 wt% 용액을 준비해 하룻밤 두었다. 이후, 0.45 ㎛ 두께 멤브레인 필터를 통해 용액을 여과했다. 결과로서 생기는 여과액을 측정 시료로 사용했다.
분석 장치 : 토소 사에 의해 제조된 "HLC-8020GPC (상품명)"
칼럼 : 토소 사에 의해 제조된 "TSKgel SuperHM-H/H4000/H3000/H2000 (상품명)"
칼럼 사이즈 : 각 6.0 mm I.D.× 150 mm
용리액 : 테트라히드로푸란
유량 : 0.6 ml/분
검출기 : RI (시차 굴절계)
칼럼 온도: 40℃
주입량 : 20 ㎕
(7) 유리 전이 온도 (Tg)
유리 전이 온도 (Tg) 를, 시차 주사 열량계 (세이코 (주) 상품명 "DSC-6200") 를 이용하여, JIS K 7121 (1987)(플라스틱의 전이 온도의 측정 방법) 에 따른 방법에 의해 결정했다. 구체적으로, 3 mg의 분말 시료의 유리 전이 온도를 질소 분위기 (가스의 유량 ; 80 ㎖/분) 에서 승온 (가열 속도 : 10℃/분 ) 시켜 2회 측정했다. 두 번째 측정에서 얻어진 데이터를 사용했다. 열량계는 표준 시료 (인듐) 를 이용하여 온도 보정을 했다.
(8) 파장 590 nm에서 광탄성 계수의 절대값 (C[590])
파장 590 nm에서 광탄성 계수의 절대값 (C[590]) 을 다음 방법으로 결정했다. 시료 (사이즈 2 cm × 10 cm) 의 양단을 고정하여 응력 (5~15 N) 을 인가 하면서, 분광 엘립소미터 (JASCO 사, 상품명 "M-220") 를 이용하여 측정된 시료의 중앙에서 리타데이션 값 (23℃/파장 590 nm) 을 측정했다. 응력과 리타데이션 값의 함수의 기울기를 기초로 절대값 (C[590]) 을 계산했다.
(9) 액정 디스플레이의 정면 방향의 콘트라스트 비
23℃의 암실에서 백라이트를 점등한 이후로 30분이 경과한 후, ELDIM에 의해 제조된 "EZ Contrast160D (상품명)" 를 이용하여, 백색 이미지를 디스플레이했을 때와 흑색 이미지를 디스플레이했을 때의 정면 방향의 XYZ 디스플레이 시스템의 Y값을 측정했다. 백색 이미지 디스플레이시의 Y값 (YW: 백색 휘도) 과 흑색 이미지 디스플레이시의 Y값 (YB: 흑색 휘도) 을 기초로 하여, 콘트라스트 비 "YW/YB"를 계산했다.
(10) 액정 디스플레이의 경사 방향의 콘트라스트 비
23℃의 암실에서 백라이트를 점등한 이후로 30분이 경과한 후, ELDIM에 의해 제조된 "EZ Contrast160D (상품명)"를 이용하여, 백색 이미지를 디스플레이했을 때와 흑색 이미지를 디스플레이했을 때의 XYZ 디스플레이 시스템의 Y값을 측정하는 한편, 극각 60˚방향으로 방위각을 0˚ 내지 360˚ 변화시켜 방위각 45˚, 135˚, 225˚, 및 315˚에서 Y값을 측정했다. 백색 이미지 디스플레이시의 Y값 (YW: 백색 휘도) 과 흑색 이미지 디스플레이시의 Y값 (YB: 흑색 휘도) 을 기초로 하여, 콘트라스트 비 "YW/YB"를 경사 방향에서 계산하고, 방위각 45˚, 135˚, 225˚, 및 315˚에서 경사 방향의 콘트라스트 비의 평균 값을 결정했다.
(11) 닉
23℃의 암실에서 백라이트를 점등한 이후로 30분이 경과한 후, 흑색 디스플레이시의 디스플레이 면을 육안으로 관찰하고, 휘점 (bright point) 의 유무에 기초해 닉의 유무를 결정했다.
A: 닉이 관찰되지 않았다.
B: 닉이 일부 관찰되었지만, 실용상 수용 가능한 레벨이었다.
C: 실용상 수용 가능하지 않은 레벨의 닉이 관찰되었다.
[편광자]
(참고예 1)
폴리비닐 알콜계 수지를 주성분으로 함유하는 두께 75 ㎛의 고분자 막 (쿠라레 (주), 상품명 "VF-PS#7500") 을 하기 [1] 내지 [5] 조건의 5 개의 욕에 막의 길이 방향으로 장력을 인가하면서 침지시켜, 최종적인 연신 비율이 원래 길이의 6.2 배가 되도록 막을 연신했다. 이 연신 막을 40℃의 공기 순환식 오븐 내에서 1분간 건조시켰다. 이와 같이, 편광자 (A) 를 제조했다.
<조건>
[1] 팽윤 욕 : 30℃의 순수
[2] 염색 욕 : 물 100 중량부에 대해 0.032 중량부의 요오드와 물 100 중량부에 대해 0.2 중량부의 요오드화 칼륨을 함유한 30℃의 수용액
[3] 제 1 가교 욕 : 3 wt% 요오드화 칼륨과 3 wt% 붕산을 함유한 40℃ 수용액
[4] 제 2 가교 욕 : 5 wt%의 요오드화 칼륨과 4 wt% 붕산을 함유한 60℃ 수용액
[5] 세면 욕 : 3 wt% 요오드화 칼륨을 함유한 25℃ 수용액
(참고예 2)
염색 욕에서, 조건 [2]에 기재된 요오드 첨가량을 물 100 중량부에 대해 0.031 중량부로 설정한 것 이외에는, 참고예 1과 동일한 방법 및 조건으로 편광자 (B) 를 제조했다.
(참고예 3)
염색 욕에서, 조건 [2]에 기재된 요오드 첨가량을 물 100 중량부에 대해 0.027 중량부로 설정한 것 이외에는, 참고예 1과 동일한 방법 및 조건으로 편광자 (C) 를 제조했다.
[제 1 리타데이션 층]
(참고예 4)
노르보르넨계 수지를 함유한 두께 1OO ㎛의 고분자 막 (OPTES 사, 상품명, "ZEONOR ZF14-100") 을 텐터 연신기를 이용하여 고정단 횡 1축 연신법 (막의 길이 방향을 고정해 폭 방향으로 막을 연신하는 방법) 에 의해 150℃ 공기 순환식 항온 오븐 내에서 2.7배 연신했다. 이와 같이, 리타데이션 막 (A) 을 얻었다. 이 리타데이션 막 (A) 의 굴절률 타원체는 nx>ny>nz 관계 (네거티브 2축성) 를 갖는다. 리타데이션 막 (A) 은 두께가 35 ㎛이고, T[590]=91%, Re[590]=120 nm, Rth[590]=160 nm를 만족하고, 파장 590 nm에서 Nz계수 = 1.33, C[590]=5.1×10-12 m2/N이다.
(참고예 5)
노르보르넨계 수지 막을 포함한 두께 1OO ㎛ 고분자 막 (OPTES 사, 상품명 "ZEONOR ZF14-100") 을 텐터 연신기를 이용하여 자유단 1축 연신법에 의해 150℃ 공기 순환 오븐 내에서 1.46 배로 연신했다. 이와 같이, 리타데이션 막 (D) 을 얻었다. 이 리타데이션 막 (D) 의 굴절률 타원체는 nx>ny=nz 관계 (포지티브 1축성) 를 갖는다. 리타데이션 막 (D) 은 두께가 68 ㎛이고, Re[590]=140 nm, Rth[590]=140 nm를 만족하고, 파장 590 nm에서 Nz계수 = 1.0, C[590]=5.1×10-12 m2/N이다.
[제 2 리타데이션 층]
(참고예 6)
기계식 교반 장치, 딘-스타크 (Dean-Stark) 장치, 질소 도입관, 온도계, 및 냉각관이 장착된 반응 용기 (500 ㎖) 에, 2,2'-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판산 2무수물 (클레리언트 (일본) K.K) 의 17.77 g (40 mmol) 및 2,2―비스(트리플루오로메틸)-4,4'-디아미노비페닐 (와카야마 세이카 코교 사) 의 12.81 g (40 mmo1) 을 첨가했다. 후속하여, 이소퀴놀린 2.58 g (20 mmo1) 을 m-크레졸 257.21 g에 용해시켜 얻은 용액을 더해, 혼합액을 23℃에서 1 시간 동안 교반 (600 rpm) 하여 균일한 용액을 얻었다. 이후, 반응 용기 내부 온도가 180℃±3℃ 가 되도록 오일 욕을 이용해 반응 용기를 가열했다. 온도를 유지하면서 용액을 5시간 동안 교반하여, 황색 용액을 얻었다. 용액을 3시간 동안 더 교반했다. 이후, 가열 및 교반을 멈추고, 혼합액을 실온으로 냉각시킴으로써 폴리머가 겔 형 태로 석출되었다.
반응 용기 내의 황색 용액에 아세톤을 첨가해 겔을 완전하게 용해시켜, 희석 용액 (7 wt%) 을 제조했다. 이 희석 용액을 2 ℓ의 이소프로필 알콜에 교반을 계속하면서 조금씩 첨가하면, 백색 분말이 석출되었다. 이 분말을 여과하고 1.5 ℓ의 이소프로필 알콜 안에 투입해 세정했다. 한번 더 동일한 조작을 반복함으로써 완전히 세정한 후, 분말을 다시 여과했다. 이것을 60℃ 공기 순환식 항온 오븐에서 48시간 동안 건조한 후, 150℃에서 7시간 건조하여, 다음 구조식 (III) 으로 표현된 폴리이미드 분말을 85%의 수율로 얻었다. 폴리이미드의 중량 평균 분자량 (Mw) 은 124000이고, 이미드화 율은 99%이다.
Figure 112007049130402-pat00004
폴리이미드 분말을 메틸 이소부틸 케톤에 용해시켜, 15 wt% 폴리이미드 용액을 조제했다. 이 폴리이미드 용액을 트리아세틸셀룰로오스 막 (두께 80 ㎛) 의 표면에 슬롯 다이 코터를 이용하여 시트형 형상으로 균일하게 유연 (flow-expanded) 했다. 이후, 막을 다중 챔버 공기 순환식 건조 오븐내에 투입하고, 80℃에서 2분 동안, 135℃에서 5분 동안, 이후 150℃에서 10분 동안, 저온에서 서서히 오븐을 승온시켜 용액을 증발시켰다. 이와 같이, 폴리이미드 층과 트리아 세틸 셀룰로오스 막을 포함하는 3.7 ㎛ 두께의 적층체 (C) 를 얻었다. 적층체 (C) 의 굴절률 타원체는 nx=ny>nz 관계 (네거티브 1축성) 를 갖고, 적층체 (C) 는 T[590]=90%, Re[590]=1 nm, Rth[590]=210 nm를 만족한다. 폴리이미드 층이 제공되는 부분에서 적층체 (C) 의 광학 특성은 Rth[590]=150 nm, △nXZ=0.04이다.
[금속 화합물 콜로이드를 함유한 폴리비닐 알콜계 수지를 함유한 수용성 접착제]
(참고예 7)
아세트아세틸기 함유 폴리비닐 알콜계 수지 (일본 합성 화학 공업 (주), 상품명 "GOHSEFIMER Z200", 평균 중합도: 1200, 비누화도: 98.5몰%, 아세트아세틸화도: 5몰%) 100 중량부와 메틸올 멜라민 50 중량부를 30℃ 온도 조건하에서 순수에 용해하여, 고형분 농도가 3.7% 조정된 수용액을 얻었다. 이 수용액 100 중량부에 대해, 알루미나 콜로이드 수용액 (평균 입자경: 15 nm, 고형분 농도: 10%, 정전하) 18 중량부를 첨가하여 수용성 접착제를 조제했다. 수용성 접착제는 점도 9.6 mPaㆍs, 4 내지 4.5 pH를 갖는다.
[제 1 편광판]
(참고예 8)
참고예 1의 편광자 (A) 의 일 측에, 폴리비닐 알콜계 수지를 함유하는 수용성 접착제 (일본 합성 화학 공업 (주), 상품명 "GOHSEFIMER Z200") 로 참고예 4의 리타데이션 막 (A) 을, 리타데이션 막 (A) 의 지상축과 편광자 (A) 의 흡수축이 직교하는 방식으로 접착시켰다. 다음으로, 편광자 (A) 의 다른 측에, 셀룰로오스 계 수지를 함유한 두께 80 ㎛ 두께의 고분자 막 (후지 포토 필름 (주), 상품명 "TD80UF") 을 수용성 접착제로 접착했다. 이와 같이, 편광판 (A1) 을 제조했다. 비교예 (3) 에서, 이 편광판 (A1) 을 제 2 편광판으로도 사용하였다. 편광판 (A1) 의 특성을 아래의 표 1에 나타낸다.
Figure 112007049130402-pat00005
(참고예 9)
편광자 (A) 대신, 참고예 2의 편광자 (B) 를 이용한 것 이외에는, 참고예 8과 동일한 방법으로 편광판 (B1) 을 제조했다. 편광판 (B1) 의 특성을 상기 표 1에 나타낸다.
(참고예 10)
편광자 (A) 대신, 참고예 3의 편광자 (C) 를 이용한 것 이외에는, 참고예 8과 동일한 방법으로 편광판 (C1) 을 제조했다. 편광판 (C1) 의 특성을 상기 표 1에 나타낸다.
(참고예 11)
리타데이션 막 (A) 대신, 참고예 5의 리타데이션 막 (D) 을 이용한 것 이외에는, 참고예 8과 동일한 방법으로 편광판 (A3) 을 제조했다. 편광판 (A3) 의 특성을 상기 표 1에 나타낸다.
(참고예 12)
수용성 접착제로서 참고예 7의 수용성 접착제를 이용한 것 이외에는, 참고예 11과 동일한 방법으로 편광판 (A4) 을 제조했다. 편광판 (A4) 의 특성을 상기 표 1에 나타낸다.
(참고예 13)
리타데이션 막 (D) 대신, 참고예 4의 리타데이션 막 (A) 을 이용한 것 이외에는, 참고예 11과 동일한 방법으로 편광판 (A5) 을 제조했다. 편광판 (A5) 의 특성을 상기 표 1에 나타낸다.
[제 2 편광판]
(참고예 14)
참고예 1의 편광자 (A) 의 일 측에, 폴리비닐 알콜계 수지를 함유한 수용성 접착제 (일본 합성 화학 공업 (주), 상품명 "GOHSEFIMER Z200") 를 통하여, 적층체 (C) 의 트리아세틸셀룰로오스 막 측이 편광자 (A) 와 대향하도록, 참고예 6의 적층체 (C) 를 접착했다. 이후, 편광자 (A) 의 다른 측에 셀룰로오스계 수지를 함유한 80 ㎛ 두께의 고분자 막 (후지 포토 필름 (주), 상품명 "D80UF") 을 수용성 접착제를 통해 접착했다. 이 방식으로, 편광판 (A2) 을 제조했다. 편광판 (A2) 의 특성을 상기 표 1에 나타낸다.
(참고예 15)
편광자 (A) 대신, 참고예 2의 편광자 (B) 를 이용한 것 이외에는, 참고예 14와 동일한 방법으로 편광판 (B2) 을 제조했다. 편광판 (B2) 의 특성을 상기 표 1에 나타낸다.
(참고예 16)
편광자 (A) 에 대신, 참고예 3의 편광자 C를 이용한 것 이외에는, 참고예 14로 동일한 방법으로 편광판 (C2) 을 제조했다. 편광판 (C2) 의 특성을 상기 표 1에 나타낸다.
[액정 셀]
(참고예 17)
VA모드의 액정 셀을 포함한 시판되는 액정 디스플레이 (BenQ, 32인치 액정 텔레비젼, 상품명 "DV3250") 로부터 액정 패널을 꺼내, 액정 셀의 상측 및 하측에 배치되어 있는 편광판과 같은 광학 막을 모두 제거했다. 이후, 액정 셀의 유리판의 양 측을 세정했다. 이와 같이, 액정 셀 (A) 을 얻었다.
[액정 패널 및 액정 디스플레이]
(실시예 1)
참고예 17의 액정 셀 (A) 의 디스플레이면 측에, 리타데이션 막 (A) 측을 액정 셀 (A) 측으로 하고 편광판 (A1) 의 흡수축 방향이 액정 셀 (A) 의 장측 방향과 평행하도록, 참고예 8의 편광판 (A1; 제 1 편광판) 을 (20 ㎛ 두께의) 아크릴계 점착제로 접착했다. 이후 , 액정 셀 (A) 의 이면 측 (백라이트 측) 에, 적층체 (C) 측을 액정 셀 (A) 측으로 하고 편광판 (B2) 의 흡수축 방향이 액정 셀 (A) 의 장측 방향과 직교하도록, 참고예 15의 편광판 (B2; 제 2 편광판) 을 (20 ㎛ 두께의) 아크릴계 점착제로 접착했다. 이와 같이, 액정 패널 (A) 을 얻었다. 이 때, 제 1 편광판의 흡수축과 제 2 편광판의 흡수축이 직교한다. 액정 패널 (A) 을 원래의 액정 디스플레이에 포함된 백라이트 유닛과 결합시켜, 액정 디스플레이 (A) 를 제조했다. 이와 같이 얻어진 액정 디스플레이 (A) 의 특성을 하기 표 2에 나타낸다.
(실시예 2)
제 2 편광판으로서 참고예 16의 편광판 (C2) 을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 패널 (B) 및 액정 디스플레이 (B) 를 제조했다. 이와 같이 얻어진 액정 디스플레이 (B) 의 특성을 하기 표 2에 나타낸다.
(실시예 3)
제 1 편광판으로서 참고예 11의 편광판 (A3) 을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 패널 (C) 및 액정 디스플레이 (C) 를 제조했다. 이와 같이 얻어진 액정 디스플레이 (C) 의 특성을 하기 표 2에 나타낸다.
(실시예 4)
제 1 편광판으로서 참고예 11의 편광판 (A3) 을 이용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일한 방법으로 액정 패널 (D) 및 액정 디스플레이 (D) 를 제조했다. 이와 같이 얻어진 액정 디스플레이 (D) 의 특성을 하기 표 2에 나타낸다.
(실시예 5)
제 1 편광판으로서 참고예 11의 편광판 (A4) 을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 패널 (E) 및 액정 디스플레이 (E) 를 제조했다. 이와 같이 얻어진 액정 디스플레이 (E) 의 특성을 하기 표 2에 나타낸다.
(실시예 6)
제 1 편광판으로서 참고예 12의 편광판 (A4) 을 이용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일한 방법으로 액정 패널 (F) 및 액정 디스플레이 (F) 를 제조했다. 이와 같이 얻어진 액정 디스플레이 (F) 의 특성을 하기 표 2에 나타낸다.
(실시예 7)
제 1 편광판으로서 참고예 13의 편광판 (A5) 을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 패널 (G) 및 액정 디스플레이 (G) 를 제조했다. 이와 같이 얻어진 액정 디스플레이 (G) 의 특성을 하기 표 2에 나타낸다.
(실시예 8)
제 1 편광판으로서 참고예 13의 편광판 (A5) 을 이용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일한 방법으로 액정 패널 (H) 및 액정 디스플레이 (H) 를 제조했다. 이와 같이 얻어진 액정 디스플레이 (H) 의 특성을 하기 표 2에 나타낸다.
(비교예 1)
제 1 편광판으로서 참고예 9의 편광판 (B1) 을 이용하고 제 2 편광판으로서 참고예 14의 편광판 (A2) 을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 패널 (I) 및 액정 디스플레이 (I) 를 제조했다. 이와 같이 얻어진 액정 디스플레이 (I) 의 특성을 하기 표 2에 나타낸다.
(비교예 2)
제 1 편광판으로서 참고예 10의 편광판 (C1) 을 이용하고 제 2 편광판으로서 참고예 14의 편광판 (A2) 를 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 패널 (J) 및 액정 디스플레이 (J) 를 제조했다. 이와 같이 얻어진 액정 디스플레이 (J) 의 특성을 하기 표 2에 나타낸다.
(비교예 3)
제 1 편광판으로서 참고예 8의 편광판 (A1) 을 이용하고 제 2 편광판으로서 참고예 8의 편광판 (A1) 을 이용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 패널 (K) 및 액정 디스플레이 (K) 를 제조했다. 이와 같이 얻어진 액정 디스플레이 (K) 의 특성을 하기 표 2에 나타낸다.
Figure 112007049130402-pat00006
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 제 2 편광판의 투과율 (T2) 이 제 1 편광판의 투과율 (Tl) 보다 큰 모든 실시예에 있어서, 정면 방향에서 매우 높은 콘트라스트 비가 이루어진다. 반대로, 제 2 편광판의 투과율 (T2) 이 제 1 편광판의 투과율 (T1) 보다 작은 비교예 1, 2와, 제 2 편광판의 투과율 (T2) 과 제 1 편광판의 투과율 (T1) 이 동일한 비교예 3에서, 정면 방향의 콘트라스트 비가 낮다. 또, 네거티브 2축성을 갖는 제 1 리타데이션 층을 사용하는 실시예 1에서, 경사 방향의 콘트라스트 비가, 포지티브 1축성을 갖는 제 1 리타데이션 층을 이용한 실시예 3의 액정 디스플레이 (액정 패널) 의 경사 방향의 콘트라스트 비 보다 높은 액정 디스플레이 (액정 패널) 를 얻을 수 있다. 유사하게, 네거티브 2축성을 갖는 제 1 리타데이션 층을 이용한 실시예 2, 7, 및 8에서, 경사 방향의 콘트라스트 비가 포지티브 1축성을 갖는 제 1 리타데이션 층을 이용한 실시예 4, 5, 및 6의 액정 디스플레이 (액정 패널) 의 경사 방향의 콘트라스트 비 보다 높은 액정 디스플레이 (액정 패널) 를 얻을 수 있다. 더욱이, 제 1 편광자 및 제 1 리타데이션 층과의 적층과, 제 2 편광자와 제 2 리타데이션 층의 적층 용으로 금속 화합물 콜로이드를 포함한 폴리비닐 알콜계 수지를 함유한 수용성 접착제를 이용한 실시예 5 내지 8에서, 닉의 형성이 보다 바람직하게 억제된다. 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 3에서, 닉에 의해 발생된 휘점이 관찰되지만 실용상 수용 가능하다.
명확하게 상기에 설명된 바와 같이, 본 발명의 액정 패널은 정면 방향에서 높은 콘트라스트 비를 갖는다. 본 발명의 액정 패널 및 그것을 이용한 액정 디스플레이의 용도는, 예를 들어, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 및 복사기와 같은 사무 자동화 기기; 휴대전화, 시계, 디지털 카메라, 개인 디지털 보조기 (PDA), 및 휴대 게임기와 같은 휴대 기기; 비디오 카메라, 텔레비젼, 및 전자 렌지와 같은 가전 기기; 백 모니터, 카 네비게이션 시스템 모니터, 및 카 오디오와 같은 차량 장착 기기; 상업 점포용 인포메이션 모니터와 같은 전시 기기; 감시용 모니터와 같은 경비 기기; 개호 모니터 및 의료 모니터와 같은 개호 및 의료 기기를 포함한다. 본 발명의 액정 패널 및 액정 디스프레이의 용도에 제한되지 않고, 광범위한 분야에 적용 가능하다.
본 발명은 발명의 정신 또는 필수적 특징에서 벗어남 없이 다른 형태로 구현될 수도 있다. 본 명세서에서 개시된 실시 형태들은 모두 설명을 위한 것일 뿐 제한하는 것으로 여겨서는 안된다. 본 발명의 범위는 앞서 언급된 설명보다는 첨부된 청구 범위로 나타나고, 청구 범위의 등가물의 의미 및 범위 내의 모든 변경들을 포함하도록 의도한다.
도 1은 본 발명의 액정 패널의 구성 예를 도시한 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명의 액정 패널에서 사용된 편광자의 제조 프로세스의 일례의 개념을 도시한 모식도.
도 3은 본 발명의 액정 디스플레이의 일례의 구성을 도시한 개략적인 단면도.

Claims (22)

  1. 제 1 편광판;
    제 2 편광판; 및
    액정 셀을 포함하는 액정 패널로서,
    상기 제 1 편광판은 상기 액정 셀의 디스플레이면 측에 배치되고,
    상기 제 2 편광판은 상기 액정 셀의 이면 측에 배치되고,
    상기 제 1 편광판은 제 1 편광자 및 제 1 리타데이션 층을 포함하고, 상기 제 1 리타데이션 층은 상기 제 1 편광자와 상기 액정 셀 사이에 배치되고,
    상기 제 2 편광판은 제 2 편광자 및 제 2 리타데이션 층을 포함하고, 상기 제 2 리타데이션 층은 상기 제 2 편광자와 상기 액정 셀 사이에 배치되고,
    상기 제 1 리타데이션 층의 굴절률 타원체는 nx>ny≥nz 관계를 갖고,
    상기 제 2 리타데이션 층의 굴절률 타원체는 nx=ny>nz 관계를 갖고,
    상기 제 2 편광판의 투과율 (T2) 은 상기 제 1 편광판의 투과율 (T1) 보다 큰, 액정 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 편광판의 상기 투과율 (T2) 과 상기 제 1 편광판의 상기 투과율 (T1) 사이의 차 (△T=T2-T1) 는 0.1 내지 6.0% 범위에 있는, 액정 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 셀은 호메오트로픽 배향의 액정 분자를 포함하는, 액정 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 편광판의 상기 투과율 (T1) 은 38.3% 내지 43.3% 범위에 있는, 액정 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 편광판의 상기 투과율 (T2) 은 41.1% 내지 44.3% 범위에 있는, 액정 패널.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 편광판 및 상기 제 2 편광판 중 적어도 하나의 편광도는 적어도 99%인, 액정 패널.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 편광자 및 상기 제 2 편광자 중 적어도 하나는 요오드 함유 폴리비닐 알콜계 수지를 포함하는, 액정 패널.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 편광자의 요오드 함유량 (I1) 과 상기 제 2 편광자의 요오드 함유량 (I2) 사이의 차 (△I=I1-I2) 는 0.1 내지 2.6wt% 범위에 있는, 액정 패널.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 편광자의 상기 요오드 함유량 (I1) 과 상기 제 2 편광자의 상기 요오드 함유량 (I2) 중 적어도 하나는 1.8 내지 5.0wt% 범위에 있는, 액정 패널.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 리타데이션 층의 지상축은 상기 제 1 편광자의 흡수축과 직교하는, 액정 패널.
  11. 제 1 항에 있어서,
    590 nm의 파장에서 상기 제 1 리타데이션 층의 면내 리타데이션 값 (Re1[590]) 은 50 내지 200 nm 범위에 있는, 액정 패널.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 리타데이션 층의 상기 굴절률 타원체는 nx>ny>nz 관계를 갖는, 액정 패널.
  13. 제 12 항에 있어서,
    590 nm의 파장에서 두께 방향의 상기 제 1 리타데이션 층의 리타데이션 값 (Rth1[590]) 과 상기 590 nm의 파장에서 상기 제 1 리타데이션 층의 면내 리타데이션 값 (Re1[590]) 사이의 차 (Rth1[590]-Re1[590]) 는 10 내지 100 nm 범위에 있는, 액정 패널.
  14. 제 12 항에 있어서,
    590 nm의 파장에서 상기 제 1 리타데이션 층의 Nz 계수는 1.1 내지 3.0 범위에 있는, 액정 패널.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 리타데이션 층은 노르보르넨계 수지 함유 리타데이션 막 (A) 인, 액정 패널.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 노르보르넨계 수지 함유 리타데이션 막 (A) 은 고정단 연신 방법으로 제조된 막인, 액정 패널.
  17. 제 1 항에 있어서,
    590 nm의 파장에서 두께 방향의 상기 제 2 리타데이션 층의 리타데이션 값 (Rth2[590]) 은 100 내지 400 nm 범위에 있는, 액정 패널.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 리타데이션 층은 폴리이미드계 수지 함유 리타데이션 막 (B1), 셀룰로오스계 수지 함유 리타데이션 막 (B2), 및 상기 리타데이션 막 (B1) 과 상기 리타데이션 막 (B2) 의 적층체 (C) 중 어느 하나인, 액정 패널.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 편광자 및 상기 제 1 리타데이션 층의 적층과 상기 제 2 편광자 및 상기 제 2 리타데이션 층의 적층 중 적어도 하나에서, 상기 편광자 및 상기 리타데이션 층은 접착제층을 통해 적층되는, 액정 패널.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 접착제층은 폴리비닐 알콜계 수지 함유 수용성 접착제를 포함하는, 액 정 패널.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 폴리비닐 알콜계 수지 함유 수용성 접착제는 금속 화합물 콜로이드를 더 포함하는, 액정 패널.
  22. 제 1 항에 기재된 액정 패널을 포함하는, 액정 디스플레이.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101331425B (zh) * 2006-04-05 2010-10-27 日东电工株式会社 液晶面板及液晶显示装置
JP2009237047A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Fujifilm Corp 偏光板及び液晶表示装置
JP5570760B2 (ja) * 2008-06-24 2014-08-13 日東電工株式会社 液晶パネルおよび液晶表示装置
JP5274929B2 (ja) * 2008-08-05 2013-08-28 日東電工株式会社 液晶パネル及び液晶表示装置
US20100059385A1 (en) * 2008-09-06 2010-03-11 Delin Li Methods for fabricating thin film solar cells
WO2010095308A1 (ja) 2009-02-17 2010-08-26 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP5548444B2 (ja) * 2009-12-29 2014-07-16 住友化学株式会社 偏光板の製造方法
WO2012005050A1 (ja) 2010-07-05 2012-01-12 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP5528606B2 (ja) * 2012-06-21 2014-06-25 日東電工株式会社 偏光板および有機elパネル
KR102295624B1 (ko) 2014-10-29 2021-08-31 삼성디스플레이 주식회사 편광자, 편광자의 제조 방법 및 표시 패널
CN108369310B (zh) * 2015-12-25 2021-03-16 柯尼卡美能达株式会社 偏振片保护膜、其制造方法及偏振片
KR102168985B1 (ko) * 2016-01-28 2020-10-22 코니카 미놀타 가부시키가이샤 편광판, 편광판의 제조 방법 및 액정 표시 장치
KR102376556B1 (ko) * 2018-12-27 2022-03-18 삼성에스디아이 주식회사 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치
CN115132069B (zh) * 2021-03-26 2024-04-19 虹软科技股份有限公司 适用于屏下传感器的柔性显示器
JP2023075748A (ja) * 2021-11-19 2023-05-31 日東電工株式会社 位相差層付偏光板およびそれを用いた画像表示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003262869A (ja) * 2002-03-08 2003-09-19 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2003344856A (ja) * 2002-05-29 2003-12-03 Nitto Denko Corp 液晶表示装置、およびそれに用いる位相差薄膜、積層偏光板
JP2006018317A (ja) * 2002-10-08 2006-01-19 Nitto Denko Corp 偏光子、光学フィルムおよび画像表示装置
JP2006091369A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Fuji Photo Film Co Ltd 偏光板及び液晶表示装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3644117A (en) * 1967-01-19 1972-02-22 Polaroid Corp Image-formation in stable polarizing media
FR2595156B1 (fr) * 1986-02-28 1988-04-29 Commissariat Energie Atomique Cellule a cristal liquide utilisant l'effet de birefringence controlee electriquement et procedes de fabrication de la cellule et d'un milieu uniaxe d'anisotropie optique negative, utilisable dans celle-ci
JPH07104450B2 (ja) * 1990-10-17 1995-11-13 スタンレー電気株式会社 二軸性光学素子とその製造方法
US5344916A (en) * 1993-04-21 1994-09-06 The University Of Akron Negative birefringent polyimide films
JP3041169B2 (ja) * 1993-09-14 2000-05-15 シャープ株式会社 液晶表示装置
JPH08201547A (ja) * 1995-01-30 1996-08-09 Casio Comput Co Ltd 液晶表示装置を備えた電子機器
US5859735A (en) * 1996-03-14 1999-01-12 U.S. Philips Corporation Optical element and display device provided with said optical element
TW509808B (en) * 1997-06-12 2002-11-11 Sharp Kk Liquid crystal display device
TW200806451A (en) * 1999-10-21 2008-02-01 Konica Minolta Opto Inc Optical film, its manufacturing method and liquid crystal display device using it
US20030086170A1 (en) * 2001-10-03 2003-05-08 Eiji Hamamoto Polarizing plate and a liquid crystal display using the same
CN1228674C (zh) * 2001-10-09 2005-11-23 帝人株式会社 液晶显示元件和其中所用相位差膜的使用
KR100824569B1 (ko) * 2002-01-23 2008-04-23 닛토덴코 가부시키가이샤 광학 필름, 그 제조방법 및 이를 사용한 위상차 필름 및편광판
KR100822247B1 (ko) * 2002-04-01 2008-04-16 닛토덴코 가부시키가이샤 광학 필름 및 화상 표시 시스템
JP3957700B2 (ja) * 2003-04-25 2007-08-15 日東電工株式会社 偏光フィルムの製造方法
KR100561066B1 (ko) * 2004-01-08 2006-03-15 주식회사 엘지화학 시야각이 개선된 수직 배향 액정 표시장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003262869A (ja) * 2002-03-08 2003-09-19 Sharp Corp 液晶表示装置
JP2003344856A (ja) * 2002-05-29 2003-12-03 Nitto Denko Corp 液晶表示装置、およびそれに用いる位相差薄膜、積層偏光板
JP2006018317A (ja) * 2002-10-08 2006-01-19 Nitto Denko Corp 偏光子、光学フィルムおよび画像表示装置
JP2006091369A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Fuji Photo Film Co Ltd 偏光板及び液晶表示装置

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