KR101542621B1 - Optical film and liquid crystal display comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이를 제공한다. 본 발명의 광학필름은 비액정 열가소성 수지 단일 필름으로서, 상기 필름은 두께방향으로 표면에 위치하는 제1 및 제2 표면층; 및 상기 제1 및 제2 표면층 사이에 위치하는 필름 내부층으로 이루어지고, 상기 제2표면층은 액정셀에 대향하며, 상기 내부층은 두께 방향으로 경사 배향되어 있으며, 상기 제1 표면층에서부터 상기 제2표면층으로 갈수록 상기 경사 배향 각도가 증가하여 변곡점을 지나 감소되는 프로파일을 갖는 것을 특징으로 한다. The present invention provides an optical film and a liquid crystal display including the same. The optical film of the present invention is a non-liquid crystalline thermoplastic resin single film, wherein the film comprises first and second surface layers located on the surface in the thickness direction; And a film inner layer positioned between the first and second surface layers, the second surface layer facing the liquid crystal cell, the inner layer being oriented obliquely in the thickness direction, And has a profile in which the angle of inclination is increased toward the surface layer and is decreased beyond the inflection point.
Description
본 발명은 광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 두께에 따른 경사 배향 각도가 특정 프로파일을 갖도록 하여 시야각과 정면 명암비를 현저히 개선할 수 있는 광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.
The present invention relates to an optical film and a liquid crystal display including the same. More specifically, the present invention relates to an optical film and a liquid crystal display including the optical film, which can significantly improve the viewing angle and front contrast ratio so that the oblique orientation angle according to the thickness has a specific profile.
액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 디스플레이(flat panel display) 중 하나이다. 일반적으로 액정 디스플레이는 TFT(Thin Film Transistor) 어레이 기판과 칼라필터 기판 사이에 액정셀층이 봉입된 구조를 취한다. 상기 어레이 기판과 칼라필터 기판에 존재하는 전극에 전기장을 인가하면 그 사이에 봉입된 액정셀층의 액정 분자의 배열이 변하게 되고, 이를 이용해 영상을 표시하게 된다. 한편, 어레이 기판과 칼라필터 기판의 외측에는 편광필름(편광판)이 구비되어 있다. 편광판은 백라이트로부터 입사되는 빛 및 액정셀층을 통과한 빛 중 특정 방향의 빛을 선택적으로 투과함으로써 편광을 제어할 수 있다. 편광판은 빛을 특정 방향으로 편광시킬 수 있는 편광자(polarizer), 보호층 및 보상필름을 포함하는 것이 일반적이다.Liquid crystal displays (LCDs) are one of the most widely used flat panel displays. In general, a liquid crystal display has a structure in which a liquid crystal cell layer is sealed between a TFT (Thin Film Transistor) array substrate and a color filter substrate. When an electric field is applied to the electrodes existing on the array substrate and the color filter substrate, the arrangement of the liquid crystal molecules in the liquid crystal cell layer sealed therebetween is changed, and the image is displayed using the liquid crystal molecules. On the other hand, a polarizing film (polarizing plate) is provided on the outside of the array substrate and the color filter substrate. The polarizer can control the polarization by selectively transmitting light in a specific direction among light incident from the backlight and light passing through the liquid crystal cell layer. The polarizer generally comprises a polarizer capable of polarizing light in a specific direction, a protective layer and a compensation film.
액정의 굴절율 이방성에 기인하여 액정 디스플레이는 시야각이라는 근본적인 문제를 안고 있다. 기존의 TN(Twisted Nematic) 모드의 시야각을 개선한 수직배향(VA) 모드 또는 수평배향 모드(IPS, FFS) 등의 광시야각 기술이 많이 채용되고 있다. Due to the refractive index anisotropy of the liquid crystal, the liquid crystal display has a fundamental problem of viewing angle. A wide viewing angle technique such as a vertical alignment (VA) mode or a horizontal alignment mode (IPS, FFS) in which a viewing angle of a conventional TN (Twisted Nematic) mode is improved is widely employed.
종래에는 두께방향으로 배향된 시야각 보상필름이 개발되었으나, 콘트라스트비(CR)가 저하되는 문제가 있다.
Conventionally, a viewing angle compensation film oriented in the thickness direction has been developed, but the contrast ratio CR is lowered.
본 발명의 하나의 목적은 액정 디스플레이의 시야각을 크게 개선할 수 있는 광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an optical film capable of greatly improving the viewing angle of a liquid crystal display and a liquid crystal display including the optical film.
본 발명의 또 다른 목적은 액정 보상에서 발생하는 빛샘 무라와 콘트라스트비(CR)를 개선할 수 있는 광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이를 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide an optical film capable of improving the contrast ratio and contrast ratio (CR) generated in liquid crystal compensation and a liquid crystal display including the same.
본 발명의 하나의 관점은 광학필름에 관한 것이다. 상기 광학필름은 비액정 열가소성 수지 단일 필름이며, 상기 필름은 두께방향으로 표면에 위치하는 제1 및 제2 표면층; 및 상기 제1 및 제2 표면층 사이에 위치하는 필름 내부층;으로 이루어지고, 상기 제2표면층은 액정셀에 대향하며, 상기 필름 내부층은 두께 방향으로 경사 배향되어 있으며, 상기 제1 표면층에서부터 상기 제2표면층으로 갈수록 상기 경사 배향 각도가 증가하여 변곡점을 지나 감소되는 프로파일을 갖는 것을 특징으로 한다. One aspect of the present invention relates to an optical film. Wherein the optical film is a single film of a non-liquid crystalline thermoplastic resin, the film comprising: first and second surface layers positioned on a surface in a thickness direction; And a film inner layer disposed between the first and second surface layers, wherein the second surface layer is opposite to the liquid crystal cell, the inner film layer is obliquely oriented in the thickness direction, And has a profile in which the angle of inclination is increased toward the second surface layer and is decreased after passing through the inflection point.
상기 변곡점은 제1 표면층보다 제2표면층에 가까울 수 있다. The inflection point may be closer to the second surface layer than the first surface layer.
상기 변곡점은 필름 두께의 중심선과 제2표면층 사이에 위치할 수 있다. The inflection point may be located between the center line of the film thickness and the second surface layer.
상기 변곡점은 제2표면층으로부터 두께의 1~49.9 % 지점에 위치할 수 있다. The inflection point may be located at 1 to 49.9% of the thickness from the second surface layer.
상기 제1표면층은 편광판에 대향할 수 있다. The first surface layer may be opposed to the polarizing plate.
상기 제1 및 제2 표면층은 필름의 두께 방향으로 경사 배향되지 않을 수 있다. The first and second surface layers may not be obliquely oriented in the thickness direction of the film.
상기 제1 및 제2 표면층은 하기 식 4의 관계가 성립될 수 있다:The first surface layer and the second surface layer may satisfy the following relationship:
[식 4][Formula 4]
nx ≠ny ≠nz nx? ny? nz
(상기 식에서, nx, ny 및 nz는 각각 필름의 x 축, y축 및 z 축 방향의 굴절율이다).(Where nx, ny, and nz are refractive indices of the film in the x-, y-, and z-axis directions, respectively).
상기 제1 및 제2 표면층은 표면으로부터 두께가 1 내지 20 ㎛일 수 있다. The first and second surface layers may have a thickness of 1 to 20 mu m from the surface.
상기 제1 및 제2 표면층은 필름 전체 두께중 1 내지 20 % 일 수 있다. The first and second surface layers may be 1 to 20% of the total thickness of the film.
상기 필름은 최대 필름 β각이 15~35˚일 수 있다. The film may have a maximum film beta angle of 15 to 35 degrees.
상기 필름 내부층에서 최대 β각(β1)과 최소 β각(β2)의 비(β1/β2)가 1.15~7.0 일 수 있다. The ratio? 1 /? 2 of the maximum? Angle? 1 and the minimum? Angle? 2 in the film inner layer may be 1.15 to 7.0.
상기 열가소성 수지는 사이클로 올레핀계 수지, 폴리 카보네이트계 수지, 폴리올레핀계 수지, 방향족 비닐계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 아크릴계 수지 등이 사용될 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 적용될 수 있다. The thermoplastic resin may be a cycloolefin resin, a polycarbonate resin, a polyolefin resin, an aromatic vinyl resin, a polyamide resin, a polyimide resin, a polyester resin and an acrylic resin. More than species can be applied.
상기 광학필름은 550nm에서 하기 식으로 정의되는 면내 위상 지연값(Ro')이 20 내지 110 nm 일 수 있다: The optical film may have an in-plane retardation value Ro 'defined by the following equation at 550 nm of 20 to 110 nm:
[식 1][Formula 1]
Ro' = (nx - ny')×dRo '= (nx - ny') xd
(상기 식에서, nx, ny'는 각각 x축 및 y'축 방향의 굴절율(refractive index)이고, d는 필름의 두께이다).(Where nx and ny 'are the refractive index in the x and y'-axis directions, respectively, and d is the thickness of the film).
상기 광학필름은 550nm에서 하기 식 2로 정의되는 두께 방향 위상 지연값(Rth')이 80 내지 190 nm 일 수 있다:The optical film may have a thickness direction phase retardation value (Rth ') defined by the following formula 2 at 550 nm of 80 to 190 nm:
[식 2] [Formula 2]
Rth' = [(nx+ny')/2 - nz']×dRth '= [(nx + ny') / 2 - nz '] xd
(상기에서, nx, ny', nz'는 각각 x축, y'축 및 z'축 방향의 굴절율이고, d는 필름의 두께이다).(Where nx, ny 'and nz' are the refractive indices in the x-, y- and z'-axis directions, respectively, and d is the thickness of the film).
본 발명의 다른 관점은 액정 디스플레이에 관한 것이다. 상기 액정 디스플레이는 액정셀을 포함하는 기판; 및 상기 기판의 최소한 일면에 적층된 상기 광학필름을 포함한다. Another aspect of the present invention relates to a liquid crystal display. The liquid crystal display includes a substrate including a liquid crystal cell; And the optical film laminated on at least one side of the substrate.
하나의 구체예에서는 상기 광학필름의 타면에는 편광판이 형성되며, 상기 광학필름의 제2표면층은 상기 기판에 대향하고 상기 제1표면층은 상기 편광판에 대향할 수 있다. In one embodiment, a polarizing plate is formed on the other surface of the optical film, the second surface layer of the optical film is opposed to the substrate, and the first surface layer is opposed to the polarizing plate.
구체예에서는 상기 액정 디스플레이는 TN(Twisted Nematic) 모드일 수 있다.
In an embodiment, the liquid crystal display may be a TN (Twisted Nematic) mode.
본 발명의 광학필름은 액정 디스플레이의 시야각과 액정 보상에서 발생하는 빛샘 무라와 명암비를 크게 개선할 수 있는 효과를 갖는다.
The optical film of the present invention has the effect of greatly improving the viewing angle of the liquid crystal display and the contrast of the light generated by the liquid crystal compensation and the contrast ratio.
도 1은 본 발명의 한 구체에에 따른 광학필름의 두께 방항의 경사 배향 각도의 프로파일이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 필름 β각을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 광학필름을 직교 니콜 편광판 사이에 놓고 0~90도 회전시 회전 각도에 따라 편광 현미경 화상의 이미지를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 한 구체예에 따라 광학필름을 제조하는 과정을 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 액정 디스플레이를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 실시예 5에서 제조된 광학필름에 대해 EZ contrast 분광기로 측정한 명암비의 contour map 를 나타낸 것이다.
도 8은 비교예 9에서 제조된 광학필름에 대해 EZ contrast 분광기로 측정한 명암비의 contour map 를 나타낸 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a profile of the oblique orientation angle of the thickness direction of the optical film according to one embodiment of the present invention. Fig.
2 is a cross-sectional view schematically showing an optical film according to one embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram for explaining the film beta angle.
Fig. 4 schematically shows an image of a polarizing microscope image according to the rotation angle when the optical film of the present invention is placed between orthogonal Nicol polarizers and rotated 0 to 90 degrees. Fig.
5 is a schematic view showing a process of manufacturing an optical film according to one embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a contour map of the contrast ratio measured with an EZ contrast spectrometer for the optical film prepared in Example 5. FIG.
FIG. 8 shows a contour map of the contrast ratio measured with an EZ contrast spectrometer for the optical film produced in Comparative Example 9. FIG.
광학필름Optical film
도 1은 본 발명의 한 구체에에 따른 광학필름의 두께 방항의 경사 배향 각도(β각)의 프로파일이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a profile of the tilt angle (? Angle) of the thickness direction of an optical film according to one embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 광학필름은 두께 방향으로 경사 배향되어 있으며, 제1 표면층(10a) 에서부터 필름 내부층(10c)을 지나 제2표면층(10b)으로 갈수록 경사 배향 각도가 점차 증가하다가 변곡점(BP)에 이르러 최대 배향각도를 갖고, 상기 변곡점(BP)을 지나면 다시 감소되는 프로파일을 갖는 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 프로파일은 점진적 증가형태의 프로파일(WV DLC)이 아닌 증가 후 감소 곡선을 이루는 splay 프로파일 형태를 갖는다. As shown in FIG. 1, the optical film of the present invention is obliquely oriented in the thickness direction, and the inclined orientation angle gradually increases from the
이때 최대 경사 배향각도를 갖는 변곡점(BP)의 위치는 제1 표면층(10a)보다 제2표면층(10b)에 가까울 수 있다. 바람직하게는 상기 변곡점(BP)은 필름 두께의 중심선(C)과 제2표면층(10b) 사이에 위치할 수 있다. 이처럼 최대 경사 배향각도를 갖는 변곡점(BP)이 액정셀에 보다 가깝게 위치하도록 하여 TN 액정내의 배향제 쪽, 즉 누워있는 액정을 보상할 수 있는 것이다. 보다 바람직하게는 상기 변곡점은 제2표면층으로부터 두께의 1~49.9 % 지점, 예를 들면 5~45 % 지점, 바람직하게는 10~35 % 지점에 위치할 수 있다. 상기 위치에서 시야각 보상 효과가 탁월하다. At this time, the position of the inflection point BP having the maximum oblique orientation angle may be closer to the
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 광학필름을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광학필름(10)은 두께방향으로 표면에 위치하는 제1 및 제2 표면층(10a, 10b); 및 상기 제1 및 제2 표면층 사이에 위치하는 필름 내부층(10c);으로 이루어진다. 이 때 상기 제2표면층(10b)은 액정셀에 대향하며, 상기 제1 표면층(10a)은 편광판에 대향할 수 있다. 2 is a cross-sectional view schematically showing an optical film according to one embodiment of the present invention. As shown in Fig. 2, the
상기 필름 내부층(10c)은 두께 방향으로 경사 배향되어 있다. 구체예에서 상기 제1 및 제2 표면층(10a, 10b)은 필름의 두께 방향으로 경사 배향되지 않는다. 이 때 상기 제1 표면층에서부터 상기 제2표면층으로 갈수록 상기 필름 내부층(10c)은 경사 배향 각도가 증가하여 변곡점(BP)을 지나 감소되는 프로파일을 갖는다. The film
상기 광학필름(10)은 비액정 열가소성 수지 단일 필름이다. The
구체예에서 본 발명의 광학필름(10)으로 사용될 수 있는 재료는 투명하며, 압출 가능한 열가소성 수지면 적용될 수 있다. 구체예에서 상기 열가소성 수지는 사이클로 올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리올레핀계 수지, 방향족 비닐계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 아크릴계 수지 등이 사용될 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. In the embodiment, the material that can be used as the
본 발명에서 단일 필름은 별도의 코팅층이나 접착층 등의 형성없이 표면층과 필름 내부층이 압출에 의해 형성된 것을 의미한다. 즉, 상기 제1 및 제2 표면층(10a, 10b)과 상기 필름 내부층(10c) 간에는 어떠한 접착층이나 코팅층이 형성되지 않으며, 동일한 성분이며, 단지 배향여부에 따라 편의상 구분한 것이다. In the present invention, a single film means that a surface layer and a film inner layer are formed by extrusion without forming a separate coating layer or an adhesive layer. That is, no adhesive layer or coating layer is formed between the first and second surface layers 10a and 10b and the
이처럼 본 발명의 광학필름은 표면과 내부에 따라 배향이 다르게 형성되어 시야각과 빛샘 등을 개선할 수 있는 것이다. 또한 이와 같이 표면 및 내부에 따라 경사배향을 달리한 광학필름의 제조를 단일 압출공정에서 수행할 수 있으므로 공정이 단축되고 제조원가를 절감할 수 있다. As described above, the optical film of the present invention has different orientations depending on the surface and the inside, thereby improving viewing angle and light leakage. In addition, since the production of an optical film having different inclined orientations along the surface and inside can be performed in a single extrusion process, the process can be shortened and the manufacturing cost can be reduced.
상기 제1 및 제2 표면층(10a, 10b)은 표면으로부터 두께(t1, t2)가 1 내지 20 ㎛, 바람직하게는 3 내지 10 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서 우수한 시야각을 확보할 수 있다. The first and second surface layers 10a and 10b may have thicknesses t1 and t2 of 1 to 20 mu m, preferably 3 to 10 mu m, from the surface. An excellent viewing angle can be secured in the above range.
또한 상기 제1 및 제2 표면층은 필름 전체 두께중 1 내지 20 % 일 수 있다. 상기 범위에서 우수한 시야각을 확보할 수 있다. Further, the first and second surface layers may be 1 to 20% of the total thickness of the film. An excellent viewing angle can be secured in the above range.
상기 제1 및 제2 표면층은 하기 식 4의 관계가 성립될 수 있다:The first surface layer and the second surface layer may satisfy the following relationship:
[식 4][Formula 4]
nx ≠ny ≠nz nx? ny? nz
(상기 식에서, nx, ny 및 nz는 각각 필름의 x 축, y축 및 z 축 방향의 굴절율이다).(Where nx, ny, and nz are refractive indices of the film in the x-, y-, and z-axis directions, respectively).
상기 필름 내부층(10c) 두께(t3)는 5 내지 100 ㎛, 바람직하게는 10 내지 65 ㎛일 수 있다. The thickness t3 of the film
도 3은 필름 β각을 설명하기 위한 개념도이다. 상기 필름 내부층(10c)은 직교 니콜 투과도가 최소가 되는 각도로 정의되는 필름 β각이 5~35 ˚ 일 수 있다. 상기 필름 β각은 절편배향각과 동일하며, 도 3에 도시된 바와 같이, 두께 방향인 z 축과 배향면에 수직인 z' 축간 이루는 각이다. 이러한 필름 β각은 편광판 사이에 놓고 직교 니콜을 관찰하여 직교 니콜 투과도가 최소가 되는 각도로 구할 수 있다. 3 is a conceptual diagram for explaining the film beta angle. The
상기 필름 내부층(10c)은 두께 방향인 z 축에 따라 필름 β각이 서로 다른 값을 가지며, 도 1과 같은 프로파일을 형성한다. 구체예에서는 변곡점(BP)에서 최대 필름 β각이 15~35˚ 일 수 있다. 상기 범위에서 시야각 개선 효과가 우수하다. 또한 필름 내부층(10c)에서 최대 β각(β1)과 최소 β각(β2)의 비(β1/β2)가 1~7.0, 보다 바람직하게는 1.15~7.0, 바람직하게는 1.5~5, 보다 바람직하게는 2~4.5 일 수 있다. 상기 범위에서 시야각 보상이 우수하다.The
상기 광학필름은 550nm에서 하기 식으로 정의되는 면내 위상 지연값(Ro)이 20 내지 110 nm일 수 있다. 상기 범위에서 시야각 보상의 장점이 있다. 바람직하게는 면내 위상 지연값(Ro)이 50 내지 100 nm일 수 있다. The optical film may have an in-plane retardation value (Ro) defined by the following formula at 550 nm of 20 to 110 nm. There is an advantage of viewing angle compensation in the above range. Preferably, the in-plane phase retardation value Ro may be 50 to 100 nm.
[식 1][Formula 1]
Ro' = (nx - ny')×dRo '= (nx - ny') xd
(상기 식에서, nx, ny'는 각각 x축 및 y'축 방향의 굴절율(refractive index)이고, d는 필름의 두께이다).(Where nx and ny 'are the refractive index in the x and y'-axis directions, respectively, and d is the thickness of the film).
상기 광학필름은 550nm에서 하기 식 2로 정의되는 두께 방향 위상 지연값(Rth)이 80 내지 190 nm일 수 있다. 상기 범위에서 시야각 보상의 장점이 있다. 바람직하게는 두께 방향 위상 지연값(Rth)이 120 내지 180 nm일 수 있다. The optical film may have a thickness retardation value (Rth) of 80 to 190 nm defined by the following formula (2) at 550 nm. There is an advantage of viewing angle compensation in the above range. Preferably, the retardation value in the thickness direction (Rth) may be 120 to 180 nm.
[식 2] [Formula 2]
Rth' = [(nx+ny')/2 - nz']×dRth '= [(nx + ny') / 2 - nz '] xd
(상기에서, nx, ny', nz'는 각각 x축, y'축 및 z'축 방향의 굴절율이고, d는 필름의 두께이다).(Where nx, ny 'and nz' are the refractive indices in the x-, y- and z'-axis directions, respectively, and d is the thickness of the film).
구체예에서 상기 필름의 두께 (d)는 30 내지 110 ㎛, 바람직하게는 50 내지 100 ㎛ 일 수 있다. In an embodiment, the thickness d of the film may be 30 to 110 탆, preferably 50 to 100 탆.
도 4는 본 발명의 광학필름을 직교 니콜 편광판 사이에 놓고 0~90도 회전시 회전 각도에 따라 편광 현미경 화상의 이미지를 개략적으로 도시한 것이다. 도면에서 검은색 부분은 직교 니콜하에서 가장 어둡게 나타나는 것(소광위)을 의미한다. 도시된 바와 같이, 필름의 표면에는 어느 각도이든 소광위가 형성되어 있는 반면, 필름의 내부층은 소광위가 존재하지 않으며, 두께에 따라 배향되어 있는 것을 알 수 있다. Fig. 4 schematically shows an image of a polarizing microscope image according to the rotation angle when the optical film of the present invention is placed between orthogonal Nicol polarizers and rotated 0 to 90 degrees. Fig. In the figure, the black part means that the darkest part appears on quadrature Nicol (quenching). As shown, it can be seen that the quartz streaks are formed at any angle on the surface of the film, while the inner layer of the film is not quartz-like and is oriented in accordance with the thickness.
본 발명의 광학필름은 비액정 열가소성 수지를 용융압출하고; 그리고 상기 용융압출된 열가소성 수지를 제1성형롤과 제2성형롤 사이로 통과시켜 필름 형태로 제조하는 단계를 포함하여 제조된다. 상기 제1 및 제2성형롤의 표면온도는 상기 열가소성 수지의 유리전이온도(Tg) 이하이며, 상기 제1 및 제2성형롤의 주행에 따라 필름 표면과 내부에 상이한 전단력을 발생시켜 필름 내부층에 경사각도를 부여하는 것을 특징으로 한다. The optical film of the present invention is obtained by melt-extruding a non-liquid crystalline thermoplastic resin; And passing the molten extruded thermoplastic resin between the first forming roll and the second forming roll to produce a film form. Wherein a surface temperature of the first and second molding rolls is equal to or lower than a glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin, and generates a different shearing force inside the film surface in accordance with the running of the first and second molding rolls, And a tilt angle is given to the tilt angle.
도 5는 본 발명의 한 구체예에 따라 광학필름을 제조하는 과정을 나타낸 모식도이다. 도시된 바와 같이, 다이(43)에서 용융압출된 열가소성 수지(44)는 제1성형롤(41)과 제2성형롤(42) 사이로 통과되어 필름 형태로 제조된다. 5 is a schematic view showing a process of manufacturing an optical film according to one embodiment of the present invention. As shown, the
다른 구체예에서는 주압출기와 보조압출기를 사용하여 상기 필름을 다층구조로 제조할 수 있다. 예를 들면 주압출기는 필름 내부층과 보조압출기는 표면층을 형성하도록 하고, 상기 주압출기와 보조압출기의 압출 온도를 별도로 설정하여 제조한다. 구체예에서는 보조 압출기로부터 나오는 표면층의 온도는 낮게하고, 주 압출기로부터 나오는 필름 내부층의 온도는 높게 설정하여 롤간 주속차를 활용하여 두께 방향 경사각을 발생시킬 때 좀 더 높은 값을 갖도록 할 수 있다. In other embodiments, the film can be made into a multi-layered structure using a primary extruder and a secondary extruder. For example, the main extruder is manufactured by forming the inner layer of the film and the auxiliary extruder to form a surface layer and separately setting the extrusion temperature of the main extruder and the auxiliary extruder. In the specific example, the temperature of the surface layer coming from the secondary extruder may be set to a low value and the temperature of the film inner layer coming out from the main extruder may be set to a high value so as to have a higher value when the inclination angle in the thickness direction is generated by utilizing the inter-
상기와 같이 용융 압출된 열가소성 수지가 성형롤 접촉하여 필름 성형시 필름 내부는 Tg 온도 이상인 반면, 필름 표면은 Tg 온도 이하로 다르게 된다. 필름 표면과 내부의 성형 온도 차이를 발생시킨 상태에서 양단부의 성형롤이 주행하게 되면 필름의 표면과 내부에 상이한 전단력을 발생하게 되어 두께 방향으로 경사 각도를 갖게 되는 것이다. When the melt-extruded thermoplastic resin is in contact with the molding roll to form a film, the inside of the film is above the Tg temperature, while the surface of the film is below the Tg temperature. When the molding rolls at both ends run in a state in which the molding temperature difference between the film surface and the inside is generated, a different shearing force is generated on the surface and the inside of the film, so that the film has an inclination angle in the thickness direction.
구체예에서 상기 제1 및 제2성형롤(41, 42)의 표면온도(Tr)는 하기 식 3을 만족할 수 있다:In a specific example, the surface temperature Tr of the first and second forming
[식 3][Formula 3]
(Te는 용융압출 직후 열가소성 수지 온도, Tr은 제1 및 제2성형롤의 표면온도).(Te is the thermoplastic resin temperature immediately after melt extrusion, and Tr is the surface temperature of the first and second molding rolls).
만일 상기 제1 및 제2성형롤(41, 42)의 표면온도가 상기 범위를 벗어날 경우, 표면은 배향되지 않고 필름 내부층만 경사배향된 구조를 가지기 어렵다. If the surface temperature of the first and second forming
구체예에서 상기 제1 및 제2성형롤(41, 42)은 서로 탄성도를 다르게 하여 다양한 필름 β각을 형성시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제1성형롤(41)은 상기 제2 성형롤(42)보다 탄성이 더 클 수 있다. 구체예에서는 고무롤+FSR롤, FSR롤+FSR롤, SFR롤+FSR롤, 금속롤+FSR롤, SFR롤+SFR롤, 금속 롤+고무 Roll 등의 조합이 사용될 수 있다. 상기 FSR롤은 금속롤 표면에 물층과 스틸층이 순차적으로 형성된 롤이며, 상기 SFR롤은 금속롤 표면에 고무층과 스틸층이 순차적으로 형성된 롤이다. In the embodiment, the first and second forming
또한, 상기 제1 및 제2성형롤(41, 42)의 속도를 달리할 수도 있다. 예를 들면 상기 제1성형롤(41)의 속도는 상기 제2 성형롤(42)보다 빠르게 할 수 있다. 구체예에서는 상기 제1성형롤의 속도는 상기 제2성형롤 대비 0.9 내지 1.2 배 속도로 주행하게 할 수 있다.Also, the speeds of the first and second forming
상기 제1 및 제2성형롤(41, 42) 사이로 통과된 열가소성 수지 필름은 연신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체예에서는 상기 연신은 2축연신으로 하며, 주행 반대 방향(TD)으로 주행 방향 대비 5~20%로 연신할 수 있다. 상기 범위에서 정면 위상차(Ro') 및 측면 위상차(Rth') 특성을 확보할 수 있다. 바람직하게는 상기 연신은 주행 반대 방향(TD)으로 주행 방향 대비 8~15 % 로 연신할 수 있다. The thermoplastic resin film passed between the first and second forming
바람직하게는 상기 연신은 상기 열가소성 수지의 유리전이온도(Tg) 보다 낮은 온도에서 연신할 수 있다. 예를 들면, 상기 연신은 열가소성 수지의 유리전이온도(Tg) 보다 1~20 ℃, 예를 들면 5~15 ℃ 낮은 온도에서 수행할 수 있다. 상기 범위에서 명암비를 증가시킬 수 있는 장점이 있다. Preferably, the stretching can be performed at a temperature lower than the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin. For example, the stretching can be performed at a temperature lower than the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin by 1 to 20 ° C, for example, 5 to 15 ° C. There is an advantage that the contrast ratio can be increased in the above range.
이와 같이 연신과정을 거친 후 필름 β각은 압출 직후 필름 β각에 비해 감소할 수 있다. 구체예에서는 연신 후 필름 β각은 압출 직후 필름 β각 보다 1~20 도 정도 낮을 수 있다. After stretching in this way, the film beta angle can be reduced compared to the film beta angle immediately after extrusion. In the specific example, the film beta angle after stretching may be about 1 to 20 degrees lower than the film beta angle immediately after extrusion.
액정 디스플레이Liquid crystal display
본 발명의 다른 관점은 상기 광학필름을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다. 본 발명의 광학필름을 적용한 액정 디스플레이는 특히 TN(Twisted Nematic) 모드 액정에서 우수한 시야각을 확보할 수 있으며, 액정 보상에서 발생하는 빛샘 무라와 명암비를 개선할 수 있다. Another aspect of the present invention relates to a liquid crystal display comprising the optical film. The liquid crystal display to which the optical film of the present invention is applied can secure an excellent viewing angle especially in the TN (Twisted Nematic) mode liquid crystal, and can improve the contrast ratio and the light leakage caused by the liquid crystal compensation.
한 구체예에서는 상기 액정 디스플레이는 액정셀을 포함하는 기판; 및 상기 기판의 최소한 일면에 적층된 상기 광학필름을 포함한다. In one embodiment, the liquid crystal display comprises a substrate comprising a liquid crystal cell; And the optical film laminated on at least one side of the substrate.
상기 광학필름의 타면에는 편광판을 더 포함할 수 있다. 도 6은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 액정 디스플레이를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 제1기판(30a)과 제2기판(30b) 사이에 봉입된 액정셀층(40)을 포함하는 액정패널을 포함하며, 상기 제1 및 제2기판(30a)의 일면에 본 발명의 광학필름(10)이 각각 적층될 수 있다. 한 구체예에서는 상기 제1기판(30a)은 칼라필터(CF) 기판(상부 기판), 제2기판(30b)은 TFT(Thin Film Transistor) 기판(하부 기판)일 수 있다. 본 발명에서 상부(면), 하부(면)은 도면 상의 상, 하를 기준으로 편의상 붙여진 명칭이며 반드시 상부와 하부를 의미하는 명칭으로 사용하는 것은 아니다. The optical film may further include a polarizing plate on the other side. 6 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display according to one embodiment of the present invention. As shown in the figure, the liquid crystal display device includes a liquid crystal panel including a liquid
상기 제1기판(30a)과 제2기판(30b)은 유리 기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 상기 플라스틱 기판은 플렉서블(flexible) 디스플레이에 사용될 수 있는 PET(polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate), PES(polyether sulfone), PAR(polyarylate) 및 COC(cycloolefin copolymer) 등의 플라스틱 기판일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. The
상기 제1기판(30a) 상부에는 본 발명의 광학필름(10)이 적층될 수 있다. 또한 제2기판(30b) 하부에도 본 발명의 광학필름(10)이 적층될 수 있다. The
상기 광학필름(10) 상에는 편광자와 보호필름을 포함하는 편광판(20)이 형성될 수 있다. 이때 상기 광학필름의 제2표면층(10b)은 상기 기판(30a, 30b)에 대향하고 상기 제1표면층(10a)은 상기 편광판(20)에 대향할 수 있다. On the
그 밖에 도면에는 도시하지 않았으나, 통상의 점착제층, 반사반지층, 하드 코팅층 등이 더 형성될 수 있다. In addition, although not shown in the drawing, a normal pressure-sensitive adhesive layer, a reflection ring layer, a hard coating layer, and the like can be further formed.
상기 액정셀층(40)은 TN(Twisted Nematic) 모드 액정을 포함하는 액정셀층일 수 있다. 통상적으로, TN 액정디스플레이는 전압을 인가했을 때 액정셀 내에서는 액정이 수직으로 서 있는 반면, 배향제면에는 배향제와의 anchoring force에 의해 액정이 누워 있는 형태이다. 이 때 누워있는 액정으로 TN 액정디스플레이의 시야각이 좁아지게 되는데, 본 발명의 광학필름은 액정 디스플레이에 부착되는 면으로 최대의 경사 배향 각도를 갖도록 하여 TN 액정내의 누워있는 액정을 보상할 수 있다. The liquid
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. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. However, the following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.
실시예Example
실시예 1~8Examples 1 to 8
JSR에서 제조된 RX4500 열가소성 수지를 230~280℃에서 T 다이로 용융압출하고 FSR롤과 금속 롤 사이로 통과시켜 필름형태로 제조하였다. 이 때 FSR롤 속도/ 금속 롤 속도의 비율을 1.01~1.03 으로 주행하도록 하였다. 압출된 필름을 주행 반대 방향(TD)으로 주행 방향 대비 8~15% 연신하여 두께 90 ㎛ 인 광학필름을 제조하였다. 제1 표면층에서 필름 두께 중심(C)까지의 최대 β각(β3)과 필름 두께 중심(C)에서 제2 표면층 사이에 최대 β각(β1) 및 β1 위치를 하기 표 1과 같이 변화시켰다. 최대 β각 위치는 전체두께 중 제2 표면층으로부터의 거리를 %로 산출한 것이다. RX4500 thermoplastic resin manufactured by JSR was melt extruded at 230 ~ 280 ° C in a T die and passed between FSR roll and metal roll to produce a film. At this time, the ratio of the FSR roll speed / metal roll speed was set to be 1.01 to 1.03. The extruded film was stretched by 8 to 15% in the running direction (TD) with respect to the running direction to produce an optical film having a thickness of 90 탆. The maximum beta angle (? 3) from the first surface layer to the film thickness center (C) and the maximum beta angle (? 1) and beta 1 position between the second surface layer at the film thickness center (C) were changed as shown in Table 1 below. The maximum beta angle position is calculated as a percentage of the total thickness from the second surface layer.
제조된 광학필름에 대해 에폭시 몰딩 후 필름두께 90 ㎛, 절편두께 10㎛이 되도록 GLASS KNIFE를 사용하여 microtome 하였다. 글라스에 상기 필름절편을 놓고 이를 직교 니콜 편광판 사이에 끼워 편광현미경으로 관찰하여 각도에 따라 배향을 확인하였다. The prepared optical film was subjected to epoxy molding and then microtome was made using GLASS KNIFE so that the film thickness was 90 μm and the slice thickness was 10 μm. The film slice was placed on a glass plate, the plate was sandwiched between orthogonal Nicol polarizers, and observed with a polarizing microscope to confirm the orientation according to the angle.
제1표면층~중심(˚)? 3 (max)
First surface layer ~ center ()
중심~제2표면층(˚)beta 1 (max)
Center to second surface layer ()
상/하/좌/우 Viewing angle
Up Down Left Right
비교예 1~9 Comparative Examples 1 to 9
제1 표면층에서 필름 두께 중심(C)까지의 최대 β각(β3)과 필름 두께 중심(C)에서 제2 표면층 사이에 최대 β각(β1) 및 최대 β각 위치를 하기 표 2와 같이 변화시켰다. 비교예 1은 전체 두께 방향 내에서 경사배향이 평행을 이루고 있는 경우이다.
The maximum beta angle (? 3) between the first surface layer and the film thickness center (C) and the maximum beta angle (? 1) and the maximum beta angle between the second surface layer at the film thickness center (C) were changed as shown in Table 2 . Comparative Example 1 is a case in which the oblique orientation is parallel to the entire thickness direction.
제1표면층~중심(˚)? 3 (max)
First surface layer ~ center ()
중심~제2표면층(˚)beta 1 (max)
Center to second surface layer ()
(%)Maximum β angle position
(%)
상/하/좌/우 Viewing angle
Up Down Left Right
물성평가방법Property evaluation method
제조된 필름에 대해 Axo scan을 이용하여 nx, ny' 및 nz'를 구하고, Ro'와 Rth' 값을 하기 식 1 및 2에 의해 구하였다.Nx, ny 'and nz' were obtained by using Axo scan for the manufactured film, and values of Ro 'and Rth' were obtained by the following equations (1) and (2).
[식 1][Formula 1]
Ro' = (nx - ny')×dRo '= (nx - ny') xd
(상기 식에서, nx, ny'는 각각 x축 및 y'축 방향의 굴절율(refractive index)이고, d는 필름의 두께이다).(Where nx and ny 'are the refractive index in the x and y'-axis directions, respectively, and d is the thickness of the film).
[식 2] [Formula 2]
Rth' = [(nx+ny')/2 - nz']×dRth '= [(nx + ny') / 2 - nz '] xd
(상기에서, nx, ny', nz'는 각각 x축, y'축 및 z'축 방향의 굴절율이고, d는 필름의 두께이다).(Where nx, ny 'and nz' are the refractive indices in the x-, y- and z'-axis directions, respectively, and d is the thickness of the film).
(2) β각 : Axo scan을 이용하여 측정하였다. 두께 방향 내의 상세한 두께 프로파일을 보기 위해 이미지 분석 프로그램을 사용하여 각도별로 편광현미경 이미지의 휘도 분포를 분석하였다.(2) β angle: Axo scan. To observe the detailed thickness profile in the thickness direction, an image analysis program was used to analyze the luminance distribution of the polarizing microscope image by angle.
(3) 시야각: polar angle 80˚에서 CR 을 상/하/좌/우로 EZ contrast를 통해 측정하였다. (3) Viewing Angle: At
(4) 명암비(CR: Contrast Ratio) : 편광판을 액정패널에 부착한 상태에서 화면의 백과 흑에 대한 휘도 비율로서, EZ contrast를 통해 측정하였다.(4) Contrast Ratio (CR): The luminance ratio of the screen to the white and black in a state where the polarizing plate is attached to the liquid crystal panel, was measured through EZ contrast.
실시예 5 및 비교예 9 에서 제조된 광학필름에 대해 EZ contrast 분광기로 측정한 contrast ratio(명암비) contour map를 도 7 및 8에 각각 나타내었다. Contrast ratios (contrast ratio) of the optical films prepared in Example 5 and Comparative Example 9 measured with an EZ contrast spectrometer are shown in FIGS. 7 and 8, respectively.
상기 표 1 및 2에 나타낸 것과 같이, 실시예 1~8의 광학필름은 비교예 1~10에서 제조된 광학필름에 비해 시야각이 우수한 것을 알 수 있다. 또한 도 7 및 8에 나타난 바와 같이 도면 8에 비해 도면 7의 정면 명암비 및 시야각이 우수한 것을 확인할 수 있다.
As shown in Tables 1 and 2, it can be seen that the optical films of Examples 1 to 8 are superior in viewing angle to the optical films prepared in Comparative Examples 1 to 10. 7 and 8, the front contrast ratio and the viewing angle of FIG. 7 are superior to those of FIG. 8.
10 : 광학필름 20: 편광판
30a, 30b: 제1 및 제2 기판 40 : 액정셀층
41 : 제1성형롤 42 : 제2성형롤
43 : T 다이 44 : 열가소성 수지10: Optical film 20: Polarizing plate
30a, 30b: first and second substrates 40: liquid crystal cell layer
41: first forming roll 42: second forming roll
43: T die 44: thermoplastic resin
Claims (17)
상기 필름은 두께방향으로 표면에 위치하는 제1 및 제2 표면층; 및 상기 제1 및 제2 표면층 사이에 위치하는 필름 내부층;으로 이루어지고,
상기 제2표면층은 액정셀에 대향하며,
상기 필름 내부층은 두께 방향으로 경사 배향되어 있으며, 상기 제1 표면층에서부터 상기 제2표면층으로 갈수록 상기 경사 배향 각도가 증가하여 변곡점을 지나 감소되는 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 광학필름.
Non-liquid crystalline thermoplastic resin single film,
The film comprising: first and second surface layers located on a surface in a thickness direction; And a film inner layer positioned between the first and second surface layers,
The second surface layer is opposed to the liquid crystal cell,
Wherein the film inner layer is obliquely oriented in the thickness direction and has a profile in which the tilt orientation angle increases from the first surface layer to the second surface layer and decreases beyond an inflection point.
The optical film according to claim 1, wherein the inflection point is closer to the second surface layer than the first surface layer.
The optical film according to claim 2, wherein the inflection point is located between the center line of the film thickness and the second surface layer.
The optical film according to claim 3, wherein the inflection point is located at 1 to 49.9% of the thickness from the second surface layer.
The optical film according to claim 1, wherein the first surface layer is opposed to the polarizing plate.
The optical film according to claim 1, wherein the first and second surface layers are not obliquely oriented in the thickness direction of the film.
[식 4]
nx ≠ny ≠nz
(상기 식에서, nx, ny 및 nz는 각각 필름의 x 축, y축 및 z 축 방향의 굴절율이다).
The optical film according to claim 1, wherein the first and second surface layers satisfy the following relationship:
[Formula 4]
nx? ny? nz
(Where nx, ny, and nz are refractive indices of the film in the x-, y-, and z-axis directions, respectively).
The optical film according to claim 1, wherein the first and second surface layers have a thickness of 1 to 20 탆 from the surface.
The optical film according to claim 1, wherein the first and second surface layers are 1 to 20% of the total film thickness.
The optical film according to claim 1, wherein the film has a maximum film beta angle of 20 to 35 degrees.
The optical film according to claim 1, wherein a ratio (? 1 /? 2) of a maximum? Angle (? 1) to a minimum? Angle (? 2) in the film inner layer is 1.15 to 7.0.
The thermoplastic resin composition according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is selected from the group consisting of a cycloolefin resin, a polycarbonate resin, a polyolefin resin, an aromatic vinyl resin, a polyamide resin, a polyimide resin, An optical film comprising at least one selected resin.
[식 1]
Ro' = (nx - ny')×d
(상기 식에서, nx, ny'는 각각 x축 및 y'축 방향의 굴절율(refractive index)이고, d는 필름의 두께이다).
The optical film according to claim 1, wherein the optical film has an in-plane retardation value (Ro ') of 20 to 110 nm defined by the following formula at 550 nm:
[Formula 1]
Ro '= (nx - ny') xd
(Where nx and ny 'are the refractive index in the x and y'-axis directions, respectively, and d is the thickness of the film).
[식 2]
Rth' = [(nx+ny')/2 - nz']×d
(상기에서, nx, ny', nz'는 각각 x축, y'축 및 z'축 방향의 굴절율이고, d는 필름의 두께이다).
The optical film according to claim 1, wherein the optical film has a thickness retardation value (Rth ') of 80 to 190 nm defined by the following formula (2) at 550 nm:
[Formula 2]
Rth '= [(nx + ny') / 2 - nz '] xd
(Where nx, ny 'and nz' are the refractive indices in the x-, y- and z'-axis directions, respectively, and d is the thickness of the film).
상기 기판의 최소한 일면에 적층된 제1항 내지 제14항중 어느 한 항의 광학필름;
을 포함하는 액정 디스플레이.
1. A liquid crystal display comprising: a substrate comprising a liquid crystal cell; And
An optical film according to any one of claims 1 to 14 laminated on at least one side of the substrate;
≪ / RTI >
상기 광학필름의 타면에는 편광판이 형성되며, 상기 광학필름의 제2표면층은 상기 기판에 대향하고 상기 제1표면층은 상기 편광판에 대향하는 액정 디스플레이.
16. The method of claim 15,
Wherein a polarizing plate is formed on the other surface of the optical film, the second surface layer of the optical film is opposed to the substrate, and the first surface layer is opposed to the polarizing plate.
16. The liquid crystal display of claim 15, wherein the liquid crystal display is a TN (Twisted Nematic) mode.
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2013
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20150117 Patent event code: PE09021S01D |
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