[go: up one dir, main page]

KR101565320B1 - 위상차층, 편광판 및 이를 포함하는 편광판과 화상 표시 장치 - Google Patents

위상차층, 편광판 및 이를 포함하는 편광판과 화상 표시 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101565320B1
KR101565320B1 KR1020120145472A KR20120145472A KR101565320B1 KR 101565320 B1 KR101565320 B1 KR 101565320B1 KR 1020120145472 A KR1020120145472 A KR 1020120145472A KR 20120145472 A KR20120145472 A KR 20120145472A KR 101565320 B1 KR101565320 B1 KR 101565320B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
retardation layer
retardation
layer
polarizer
polarizing plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020120145472A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140076914A (ko
Inventor
권태창
김동휘
김용연
임정구
최주희
Original Assignee
동우 화인켐 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동우 화인켐 주식회사 filed Critical 동우 화인켐 주식회사
Priority to KR1020120145472A priority Critical patent/KR101565320B1/ko
Priority to PCT/KR2013/009457 priority patent/WO2014092326A1/ko
Publication of KR20140076914A publication Critical patent/KR20140076914A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101565320B1 publication Critical patent/KR101565320B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D123/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D123/26—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • C09D123/28—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment by reaction with halogens or compounds containing halogen
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/02—Number of plates being 2
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/07—All plates on one side of the LC cell

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 위상차층, 편광판 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 화학식 1로 표시되는 할로겐이 치환된 고분자를 포함함으로써 분산 특성 및 광축 특성이 개선되어 휘도 및 색도를 개선할 수 있으며, 별도의 배향 공정 없이 코팅만으로 형성될 수 있는 위상차층 및 그 위상차층을 구비하며 정면에서뿐만 아니라 사면에서도 보상 성능이 우수한 편광판 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.

Description

위상차층, 편광판 및 이를 포함하는 편광판과 화상 표시 장치{A RETARDATION LAYER, A POLARIZING PLATE AND A DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 위상차층, 편광판 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 제조공정이 단순하며 정면 및 사면 보상 성능이 우수한 위상차층, 편광판 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
종래 CRT 모니터가 주종을 이루던 화상 표시 장치는 최근 그 기술이 비약적으로 발전하여 LCD, OLED, 전자종이 등 더 넓고 가벼우며 심지어 구부릴 수도 있는 화상 표시 장치들이 속속 소개되고 있다.
화상 표시 장치 중에서 가장 보편적인 액정 표시 장치는, 종래부터 알려져 있는 TN(Twisted　Nematic)형, STN(Super　Twisted　Nematic)형, VA(Vertical　Alig㎚ent)형 등의 액정 셀을 갖는 액정 표시 장치 외에, IPS(In-Plane　Switching)형이나 FFS(Fringe Field Switching)형 등의, 대향 배치된 한 쌍의 기판의 편측에만 전극을 형성하여, 기판과 평행 방향으로 전계를 발생하는 횡전계 방식의 액정 표시 장치를 포함하는 것이 알려져 있다. 이 횡전계 방식의 액정 표시 장치는, 양기판에 전극을 형성하여 기판과 수직 방향으로 전계를 발생하는 종래의 종전계 방식의 액정 표시 장치와 비교해 보다 넓은 시야각 특성을 갖고, 또한 고품위의 표시가 가능하다는 것이 알려져 있다. 횡전계 방식의 액정 표시 장치는, 액정 분자가 기판과 평행한 방향으로만 전계 응답하기 때문에, 액정 분자의 장축 방향의 굴절률 변화가 문제가 되지 않아, 시각을 바꾼 경우라도, 관찰자에게 시인(視認)되는 콘트라스트 및 표시색의 농담의 변화가 적어, 따라서 시각에 관계없이 고품위의 표시가 가능해진다.
한편, 액정 셀을 구비하는 화상 표시 장치에서는 표시의 발색 시프트의 해소, 시야각 의존성의 해소 등의 목적 때문에, 위상차 필름이 이용되고 있다.
이러한 위상차 필름은, 플라스틱 필름의 연신 공정을 이용하는 방법 또는 기판 상에서 중합성 액정을 중합(경화)하는 방법 등에 의해 제조되고 있다. 하지만, 연신된 필름의 경우에는 광축 및 굴절률비의 조절이 어려워 명암비가 좋지 않은 문제점이 있고, 중합성 액정을 경화된 필름의 경우에는 제조공정이 복잡하며 위상차의 파장 분산성이 좋지 않아 색도와 휘도가 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하고자 다양한 연구가 수행되고 있으나, 이러한 문제점을 해결한 바는 아직까지 보고된 바가 없다.
본 발명은 위상차의 분산 특성이 개선되고 위상차의 최적화 설계에 의해 휘도 및 색도를 개선할 수 있는 위상차층 및 이를 구비한 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전술한 편광판을 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 하기 화학식 1로 표시되는 할로겐이 치환된 고분자를 포함하는 위상차층:
Figure 112012103841318-pat00001
(식 중, R1, R2, R3는 서로 독립적으로 할로겐 원소 중 하나이고,
R4는
Figure 112012103841318-pat00002
,
Figure 112012103841318-pat00003
또는
Figure 112012103841318-pat00004
이고,
R5는 수소; 할로겐; 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기; 니트로기; 시아노기; 또는 할로겐, 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 니트로기 또는 시아노기로 치환되거나 비치환된 페닐기이며,
n은 1,000 내지 8,000인 정수임).
2. 위 1에 있어서, 상기 고분자는 중량평균 분자량이 100,000 내지 1,000,000인 위상차층.
3. 위 1에 있어서, 상기 고분자는 유리전이온도가 150 내지 250℃인 위상차층.
4. 위 1에 있어서, 하기 수학식 1로 정의되는 굴절률비(Nz)가 -6 이하인 위상차층:
[수학식 1]
Figure 112015060053532-pat00032

식 중, nx, ny는 필름의 면상 굴절률로서 면상 굴절율이 최대가 되는 진동 방향을 x라고 할 때,
이 방향으로 진동하는 빛에 의한 굴절율을 nx라고 하고, nx와 ny는 서로 수직을 이루며,
nz는 nx와 ny에 의해 정의되는 평면에 수직 방향(필름의 두께 방향) 굴절률이며,
nz > nx ≥ ny이며,
Rth는 두께 방향 위상차값이고, Ro는 정면 위상차값임).
5. 위 1에 있어서, 굴절률이 1.48 내지 1.63인 위상차층.
6. 위 1에 있어서, 두께 방향 위상차값(Rth)이 -160 내지 -70nm인 위상차층.
7. 위 1에 있어서, 두께 방향 위상차값(Rth)은 -130 내지 -90nm인 위상차층.
8. 위 1에 있어서, 정면 위상차값 (Ro)이 0 내지 10nm인 위상차층.
9. 위 1에 있어서, 상기 고분자의 할로겐이 F 및 Cl 중 적어도 하나이며, 그 정면 위상차값(Ro)이 0nm인 위상차층.
10. 위 1 내지 9 중 어느 한 항의 위상차층인 제1 위상차층 및 하기 수학식 1로 정의되는 굴절률비(Nz)가 1 초과이고 2 미만인 제2 위상차층을 포함하는 편광판:
[수학식 1]
Figure 112015060053532-pat00033

식 중, nx, ny는 필름의 면상 굴절률로서 면상 굴절율이 최대가 되는 진동 방향을 x라고 할 때,
이 방향으로 진동하는 빛에 의한 굴절율을 nx라고 하고, nx와 ny는 서로 수직을 이루며,
nz는 nx와 ny에 의해 정의되는 평면에 수직 방향(필름의 두께 방향) 굴절률이며,
nx > ny > nz이며,
Rth는 두께 방향 위상차값이고, Ro는 정면 위상차값임).
11. 위 10에 있어서, 편광자로부터 제1 위상차층 및 제2 위상차층의 순으로 적층된 편광판.
12. 위 10에 있어서, 편광자로부터 제2 위상차층 및 제1 위상차층의 순으로 적층된 편광판.
13. 위 10에 있어서, 제1 위상차층은 적어도 일면에 프라이머층을 더 구비한 편광판.
14. 위 13에 있어서, 프라이머층은 제1 위상차층과 제2 위상차층 사이에 개재되는 편광판.
15. 위 14에 있어서, 프라이머층과 접촉하는 제2 위상차층의 표면에는 코로나 처리, 플라즈마 처리, 전자선 조사 처리, 자외선 조사 처리, 검화 처리 및 산화제 처리로 이루어진 군에서 선택되는 표면 개질 처리가 수행되는 편광판.
16. 위 10에 있어서, 제1 위상차층은 코팅층인 편광판.
17. 위 10에 있어서, 제2 위상차층은 연신된 필름층 또는 코팅층인 편광판.
18. 위 17에 있어서, 필름층은 트리아세틸셀룰로오스(TAC)계, 폴리카보네이트(PC)계, 폴리메틸(메타)아크릴레이트계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 또는 사이클로올레핀(COP)계 고분자층인 편광판.
19. 위 17에 있어서, 코팅층은 반응성 메조겐이 경화된 층인 편광판.
20. 위 10에 있어서, 제2 위상차층은 정분산, 등분산 또는 역분산의 위상차 파장 분산성을 갖는 편광판.
21. 위 10에 있어서, 제2 위상차층의 굴절률비는 1 초과이고 1.5 미만인 편광판.
22. 위 10에 있어서, 제2 위상차층은 정면 위상차값 (Ro)이 80 내지 150nm이고 두께 방향 위상차값(Rth)이 50 내지 130nm 인 편광판.
23. 위 10에 있어서, 제2 위상차층은 정면 위상차값 (Ro)이 100 내지 130nm이고 두께 방향 위상차값(Rth)이 80 내지 110nm인 편광판.
24. 위 10의 편광판을 포함하는 HA 모드용 화상 표시 장치.
25. 위 24에 있어서, 상기 편광판은 편광자로부터 제1 위상차층 및 제2 위상차층의 순으로 적층되고 제2 위상차층의 광축이 액정셀의 액정 배향 방향과 수직인 화상 표시 장치.
26. 위 24에 있어서, 상기 편광판은 편광자로부터 제2 위상차층 및 제1 위상차층의 순으로 적층되고 제2 위상차층의 광축이 액정셀의 액정 배향 방향과 평행인 화상 표시 장치.
27. 위 24에 있어서, HA 모드는 IPS 모드 또는 FFS 모드인 화상 표시 장치.
28. 위 24에 있어서, 편광자의 적어도 한 면에 등방성 보호필름을 구비한 하부 편광판을 포함하는 화상 표시 장치.
29. 위 24에 있어서, 상기 편광판은 상부 편광판인 화상 표시 장치.
본 발명의 위상차층은 코팅 및 건조만으로 형성이 완료될 수 있으므로 종래의 배향 공정 등이 필요 없이 간단한 공정으로 제조가 가능하다.
본 발명의 위상차층은 위상차의 분산 특성이 개선되고 위상차의 최적화 설계에 의해 휘도 및 색도를 개선할 수 있으며, 특히 정면에서뿐만 아니라 사면에서도 우수한 보상 성능을 갖는다.
본 발명의 편광판은 본 발명에 따른 위상차층을 구비하여 편광 및 보상 기능을 동시에 구현할 수 있으며, 전술한 본 발명에 따른 위상차층의 기능을 그대로 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 굴절률(nx, ny, nz)의 방향(x, y, z)의 관계를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1의 contour(a)와 xy색좌표(b)를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2의 contour(a)와 xy색좌표(b)를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3의 contour(a)와 xy색좌표(b)를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예 4의 contour(a)와 xy색좌표(b)를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예 5의 contour(a)와 xy색좌표(b)를 도시한 그래프이다.
도 9는 비교예 1의 contour(a)와 xy색좌표(b)를 도시한 그래프이다.
도 10은 비교예 2의 contour(a)와 xy색좌표(b)를 도시한 그래프이다.
도 11은 비교예 3의 contour(a)와 xy색좌표(b)를 도시한 그래프이다.
도 12는 실시예 및 비교예의 theta(°)값에 따른 Lb값의 관계를 도시한 그래프이다.
본 발명은 화학식 1로 표시되는 할로겐이 치환된 고분자를 포함함으로써 분산 특성 및 광축 특성이 개선되어 휘도 및 색도를 개선할 수 있으며, 별도의 배향 공정 없이 코팅만으로 형성될 수 있는 위상차층 및 그 위상차층을 구비하며 정면에서뿐만 아니라 사면에서도 보상 성능이 우수한 편광판 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 굴절률비(Nz)는 하기 수학식 1로 정의된다:
Figure 112012103841318-pat00005
식 중, nx, ny는 필름의 면상 굴절률로서 면상 굴절율이 최대가 되는 진동 방향을 x라고 할 때, 이 방향으로 진동하는 빛에 의한 굴절율을 nx라고 하고, nx와 ny는 서로 수직을 이루고 nx ≥ ny이며, nz는 nx와 ny에 의해 정의되는 평면에 수직 방향(필름의 두께 방향) 굴절률을 나타낸다. nx, ny, nz의 방향 관계에 대해서는 도 3에 개략적으로 도시하였다.
상기 수학식 1에 있어서, Rth는 면내 평균굴절률에 대한 두께방향의 굴절률의 차이를 나타낸 두께 방향 위상차값으로서 하기 수학식 2로 정의되며, Ro는 빛이 필름의 법선방향(수직방향)을 통과했을 때 실질적인 위상차인 정면 위상차값으로서 하기 수학식 3으로 정의된다.
Figure 112012103841318-pat00006
식 중, nx, ny는 필름의 면상 굴절률로서 면상 굴절율이 최대가 되는 진동 방향을 x라고 할 때, 이 방향으로 진동하는 빛에 의한 굴절율을 nx라고 하고, nx와 ny는 서로 수직을 이루고 nx ≥ ny이며, nz는 nx와 ny에 의해 정의되는 평면에 수직 방향(필름의 두께 방향) 굴절률을 나타내며, d는 필름의 두께를 나타낸다.
Figure 112012103841318-pat00007
식 중, nx, ny는 필름의 면상 굴절률로서 면상 굴절율이 최대가 되는 진동 방향을 x라고 할 때, 이 방향으로 진동하는 빛에 의한 굴절율을 nx라고 하고, nx와 ny는 서로 수직을 이루고 nx ≥ ny이며, d는 필름의 두께를 나타낸다.
또한, 통상적으로 위상차의 플레이트 종류는 1) 빛이 특정 방향으로 진행할 때, 그 진행 방향 상의 모든 진동 방향의 굴절률이 모두 동일하여, 그 진행 방향으로 진행하는 빛의 위상차가 존재하지 않는 빛의 진행방향인 광축이 면내방향으로 존재하는 경우는 A 플레이트; 2) 광축이 면의 수직방향으로 존재하는 경우는 C 플레이트; 및 3) 광축이 두 개 존재할 때는 B 플레이트라고 한다. 이를 더 구체적으로 구분하면 다음과 같다.
(1) Nz = -∞ : +C 플레이트(POSITIVE C PLATE), nz>nx=ny
(2) Nz < 0 : +B 플레이트(POSITIVE B PLATE), nz>nx>ny
(3) Nz = 0 : -A 플레이트(NEGATIVE A PLATE), nx=nz>ny
(4) 0 < Nz < 1 : Z축 배향 필름, nx>nz>ny
(5) Nz = 1 : +A 플레이트(POSITIVE A PLATE), nx>ny=nz
(6) 1 < Nz : -B 플레이트(NEGATIVE B PLATE), nx>ny>nz
(7) Nz = ∞ : -C 플레이트(NEGATIVE C PLATE), nx=ny>nz
그러나, 상기와 같은 정의는 이론적인 것으로서, 상기 정의에 완벽하게 일치하는 A 플레이트, B 플레이트 및 C 플레이트를 만드는 것은 실제적으로는 매우 어렵다. 따라서, 통상적으로는 필요에 따라 상기 정의를 크게 벗어나지 않는 범위 내에서 굴절률비, 정면 위상차 등의 값을 일정한 범위로 설정하여 구분한다.
이러한 측면에서, 본 발명에 있어서는 굴절률비(Nz)가 -6 이하인 경우도 +C 플레이트로 판단하도록 한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
< 위상차층 >
본 발명의 위상차층은 하기 화학식 1로 표시되는 할로겐이 치환된 고분자를 포함하는 것을 특징으로 한다:
[화학식 1]
Figure 112012103841318-pat00008
(식 중, R1, R2, R3는 서로 독립적으로 할로겐 원소 중 하나이고,
R4는
Figure 112012103841318-pat00009
,
Figure 112012103841318-pat00010
또는
Figure 112012103841318-pat00011
이고,
R5는 수소; 할로겐; 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기; 니트로기; 시아노기; 또는 할로겐, 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 니트로기 또는 시아노기로 치환되거나 비치환된 페닐기이며,
n은 1,000 내지 8,000인 정수임).
본 발명의 위상차층을 형성하는 상기 고분자는, 고분자 주사슬에 전자 받개인 할로겐 원소를 도입하고, 곁사슬에는 전자 주개인 아릴기를 도입하여, 전자 주개-받개 작용에 의해 +C 플레이트의 구현을 위한 수직 배향이 고분자 용액 코팅 후 건조 공정만으로 구현된다. 즉, 종래에는 위상차층을 형성하기 위해서는 배향공정, 예를 들어 열, 빛, 전기장, 자기장, 배향층 등을 사용하여 액정을 배향시키고 배향된 액정 화합물을 중합(경화)시키는 공정이나 고분자 필름을 연신하는 공정 등이 필요하지만, 본 발명은 이러한 종래의 배향 공정을 거치지 않고, 용이하게 +C 플레이트 위상차층을 형성할 수 있다.
또한, 종래에는 액정 분자들의 분산성이 좋지 않아서, 불균일하게 분포된 액정으로 인해 위상차의 불균일성을 초래하였다. 이러한 불균일한 위상차 성능은 화면의 불량 발생의 주요 원인 중 하나가 되고 있으며, 이는 최근의 고해상도화 추세에 따라 그 문제점이 더 심각해지고 있는 실정이다. 하지만, 본 발명의 고분자는 분산성이 우수하여 위상차의 균일성이 우수하고 그에 따라 고해상도의 화면에 매우 적합하다.
본 발명에 따른 고분자는 중량평균 분자량이 100,000 내지 1,000,000인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 경화 처리 없이도 고분자의 코팅만으로 안정적인 수직배향이 가능하고 전자 주개-받개 형태의 고분자의 단량체 내에서 수직배향 특성을 보다 우수하게 발현할 수 있다.
본 발명에 따른 고분자는 가공성 및 안정성 측면에서 유리 전이 온도는 150 내지 250℃, 바람직하게는 180 내지 230℃인 것이 유리하다.
본 발명에 따른 고분자로 형성되는 위상차층은 필름으로 형성된 후 기재와 접착시키거나, 상기 고분자의 용액을 따로 배향층을 준비하지 않고 기재에 직접 코팅하여 형성될 수 있으며, 제조공정의 경제성 측면에서는 코팅층으로 형성하는 것이 바람직하다. 본 발명의 위상차층을 형성하는 고분자 용액은 10% 농도를 기준으로 점도가 200 내지 600cP인 것이 바람직하다.
본 발명의 위상차층은 그 굴절률비(Nz)가 -6 이하이며 두께 방향 위상차값(Rth)이 -160 내지 -70nm인 것이며, 보다 바람직하게는, 두께 방향 위상차값(Rth)은 -130 내지 -90nm일 수 있다. 제1 위상차층의 굴절률비가 -6을 초과하거나, 두께 방향 위상차값이 -160nm 미만 또는 -70nm 초과이면, 경사면에서의 Φ(Phi) = 45°, θ(Theta) = 60°에서 위상의 지연이 선편광이 아닌 타원편광으로 위상 보상이 이루어지지 않아 휘도 성능이 저하되는 문제가 있다. 참고로, Φ(Phi) = 45°, θ(Theta) = 60°는 하부 편광판와 상부의 편광판의 흡수축이 서로 수직한 경우 백라이트 유닛의 휘도 분포와 더해져 가장 빛샘이 많은 방향으로서, 경사면의 빛샘 여부 판단 기준이 되는 각도이다.
본 발명의 위상차층은 굴절률이 1.48 내지 1.63인 것이 광학 보상 측면에서 바람직하다.
본 발명의 일 측면에서, 본 발명의 위상차층은 전술한 특정한 굴절률비 및 두께 방향 위상차값의 범위 외에 정면 위상차값 (Ro)이 0 내지 10nm인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 정면 위상차값 (Ro)이 0nm일 수 있다. 정면 위상차값이 상기 범위를 만족할 경우에 위상차층의 굴절률비가 전술한 범위를 갖는 데에 유리하다.
<편광판>
본 발명은 전술한 본 발명의 위상차층을 포함하는 편광판을 제공한다. 바람직하게는 본 발명의 편광판은 전술한 위상차층과 -B 플레이트인 제2의 위상차층을 더 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 전술한 본 발명의 위상차층인 제1 위상차층; 및 굴절률비(Nz)가 1 초과이고 2 미만인 제2 위상차층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 편광판은 전술한 특정한 위상차층들을 구비하여 편광 및 보상 기능을 동시에 갖는다. 또한, 본 발명의 편광판은 특정한 굴절률비(Nz) 범위 및 두께 방향 위상차값(Rth)의 범위를 갖는 제1 위상차층 및 제2 위상차층을 구비함으로써 분산 특성이 개선되어 휘도 및 색도를 개선할 수 있으며, 특히 정면에서뿐만 아니라 사면에서도 보상 성능이 우수한 효과를 갖는다.
본 발명의 일 측면에서, 필요에 따라, 제1 위상차층과 다른 층과의 접착력을 향상시키기 위해, 제1 위상차층의 적어도 일면에 프라이머층을 더 구비할 수 있다. 프라이머층은 당분야에서 통상적으로 사용되는 프라이머층을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 수계 수지를 포함하는 층일 수 있다. 수계 수지로는 예를 들면, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지 및 이들 각각의 에멀젼 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 수계 우레탄 수지일 수 있다.
보다 상세하게는 일본공개특허 제2010-176022호에 기재된 프라이머층을 본 발명에 적용할 수 있다. 이를 위해 일본공개특허 제2010-176022호에 기재된 프라이머층에 관한 내용을 본 발명에서 그대로 원용한다.
제1 위상차층과 프라이머층으로 접착되는 다른 층은 제2 위상차층일 수도 있고, 다른 기재층일 수도 있다. 바람직하게는, 제1 위상차층과 프라이머층으로 접착되는 다른 층은 연신된 필름층이며, 바람직하게는 트리아세틸셀룰로오스(TAC)계, 폴리카보네이트(PC)계, 폴리메틸(메타)아크릴레이트계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 또는 사이클로올레핀(COP)계, 보다 바람직하게는 사이클로올레핀(COP)계 고분자로 형성된 층일 수 있다. 바람직하게는, 제2 위상차층이 연신된 필름층인 경우에 제2 위상차층 상에 직접 제1 위상차층이 형성될 수 있으며, 보다 바람직하게는 제1 위상차층과 연신된 필름층인 제2 위상차층 사이에 프라이머층이 개재될 수 있다.
바람직하게는, 프라이머층과 접촉하는 제2 위상차층의 표면에는 접착성을 더욱 향상시키기 위해 표면 개질 처리를 할 수 있다. 표면 개질 처리로는 에너지 선 조사 처리 또는 약품 처리 등을 들 수 있다. 에너지 선 조사 처리로는 코로나 처리, 플라즈마 처리, 전자선 조사 처리, 자외선 조사 처리 등을 들 수 있으며, 약품 처리로는 검화 처리 및 중크롬산 칼륨 용액, 황산 등의 산화제 수용액에 침지하고 물로 세척하는 산화제 처리 등을 들 수 있다.
본 발명의 편광판에 있어서, 제2 위상차층은 굴절률비(Nz)가 1 초과이고 2 미만이며, 바람직하게는 1 초과이고 1.5 미만일 수 있다. 제2 위상차층의 굴절률비가 1 이하이거나 2 이상이면 정면과 사면의 동시 보상성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 편광판에 있어서, 제2 위상차층은 당분야에서 위상차층으로 사용되는 소재로서 본 발명의 특정한 굴절률비를 갖는 소재라면 특별한 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 연신된 고분자 필름층 또는 중합성 액정을 기재에 도포한 후 경화시킨 코팅층일 수 있다. 보다 구체적인 예시로서, 연신된 고분자 필름층의 경우에는 트리아세틸셀룰로오스(TAC)계, 폴리카보네이트(PC)계, 폴리메틸(메타)아크릴레이트계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 또는 사이클로올레핀(COP)계 고분자층일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 코팅층의 경우에는 반응성 메조겐이 경화된 층일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 편광판에 있어서, 제2 위상차층은 본 발명에 따른 특정한 굴절률비를 만족하기만 한다면, 그 위상차 파장 분산성은 제한없이 가질 수 있다. 따라서, 제2 위상차층은 정분산, 등분산 또는 역분산의 위상차 파장 분산성을 가질 수 있다. 바람직하게는 그 위상차 파장 분산성의 기울기 a가 -0.001 이상이며, 보다 바람직하게는 a이가 0 또는 양의 수이다(정분산 또는 역분산). a는 하기 수학식 4에 따라 구할 수 있다.
Figure 112012103841318-pat00012
또한, 제2 위상차층은 전술한 특정한 굴절률비 범위 외에 정면 위상차값 (Ro)이 80 내지 150nm이고 두께 방향 위상차값(Rth)이 50 내지 130nm일 수 있으며, 바람직하게는 정면 위상차값 (Ro)이 100 내지 130nm이고 두께 방향 위상차값(Rth)이 80 내지 110nm일 수 있다. 정면 위상차값이 80 내지 150nm이고 두께 방향 위상차값(Rth)이 50 내지 130nm이면 제2 위상차층의 굴절률비 범위를 갖는데 유리하다.
본 발명의 편광판에 있어서, 제1 위상차층과 제2 위상차층의 적층 순서는 필요에 따라 결정될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 측면에 있어서, 본 발명의 편광판은 편광자로부터 제1 위상차층 및 제2 위상차층의 순으로 적층되어 형성될 수 있다. 또한 본 발명의 다른 측면에 있어서, 본 발명의 편광판은 편광자로부터 제2 위상차층 및 제1 위상차층의 순으로 적층되어 형성될 수 있다. 바람직하게는, 편광판은 편광자로부터 제2 위상차층 및 제1 위상차층의 순으로 적층되는 구조를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 제1 위상차층과 제2 위상차층은 인접한 층일 수도 있으며, 그 사이에 그 사이에 투명기재필름, 배향막 등의 층들이 적어도 하나 이상 개재될 수도 있다.
본 발명에 사용되는 편광자는 당분야에서 사용되는 편광자가 특별한 제한없이 적용될 수 있다. 예를 들어, 편광자로 폴리비닐알콜계 수지로 된 필름에 이색성 염료가 흡착 배향된 것을 사용할 수 있다. 편광자를 구성하는 폴리비닐알콜계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐과, 아세트산 비닐과 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체등을 사용할 수 있다. 여기서 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는 불포화 카르복시산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류 및 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 사용할 수 있다. 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 당 분야에서 사용되는 통상적인 두께로 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 편광판의 제조방법의 일 구현예를 설명하면 다음과 같다.
먼저 기재에 상기 화학식 1로 표시되는 고분자의 용액을 기재에 도포한 후 건조시켜 전술한 제1 위상차층을 형성한다(S1). 그 후 상기 제1 위상차층의 일 측에 굴절률비(Nz)가 1 초과이고 2 미만인 제2 위상차층을 형성한다(S2).
본 발명의 일 측면에서, 접착력의 향상을 위해 제1 위상차층과 기재 사이에 전술한 프라이머층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우 기재에 전술한 표면 개질 처리를 더 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 제2 위상차층은 연신된 필름층인 경우에 (S1) 단계의 제1 위상차층이 형성되는 기재는 제2 위상차층일 수 있으며, 바람직하게는 연신된 필름층은 트리아세틸셀룰로오스(TAC)계, 폴리카보네이트(PC)계, 폴리메틸(메타)아크릴레이트계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 또는 사이클로올레핀(COP)계 고분자층일 수 있다. 이 경우 제1 위상차층과 제2 위상차층을 접착하는 방법은 적층에 관해 당분야에 알려진 방법을 제한없이 적용할 수 있으며, 바람직하게는 전술한 프라이머층을 그 사이에 개재할 수 있으며, 이 경우 제2 위상차층에 표면 개질 처리를 더 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 제2 위상차층은 배향층 상에 코팅되어 형성된 위상차층일 수도 있다. 이 경우 제2 위상차층은 반응성 메조겐으로 형성된 코팅층으로 형성된다. 반응성 메조겐의 코팅층을 형성하기 위해서는 배향층을 먼저 형성한 후에 반응성 메조겐을 포함한 경화성 조성물을 도포하고 배향층에 따라 반응성 메조겐을 배향시킨 후 경화하는 방법을 사용한다.
본 발명에 있어서, 제1 위상차층과 제2 위상차층의 형성순서는 편광자로부터 제1 위상차층 및 제2 위상차층의 순서로 형성할 수도 있고, 편광자로부터 제2 위상차층 및 제1 위상차층의 순서로 형성할 수도 있으며, 바람직하게는 편광자로부터 제2 위상차층 및 제1 위상차층의 순서로 형성한다.
본 발명에 따른 편광판의 제조방법은, 제1 위상차층의 형성에 있어서, 열, 빛, 전기장, 자기장, 별도의 배향층 등을 사용하여 액정을 배향하고 중합(경화)하거나, 필름을 연신하는 공정 등을 포함하는 배향 공정이 필요 없으므로 매우 간단한 공정으로 이루어진다.
<화상표시장치>
본 발명의 편광판은 편광판을 사용하는 당분야의 화상 표시 장치에 적용될 수 있으며, 바람직하게는 액정 셀을 구비하는 화상 표시 장치에 적용될 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 액정 셀은 HA(homogenous alignment) 모드의 액정 셀일 수 있다. 본 발명에 있어서, HA(homogenous alignment) 모드는 IPS 모드, FFS 모드를 포함한다.
본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 본 발명에 따른 편광판은, 광원에서 출사한 광이 액정 셀을 통과한 후에 본 발명의 편광판을 통과할 수 있는 위치(이하 "상부"라 함)에서 사용될 수도 있으며, 광원에서 출사한 광이 액정 셀을 통과하기 전에 본 발명의 편광판을 통과할 수 있는 위치(이하 "하부"라 함)에서 사용될 수도 있다. 바람직하게는, "상부" 편광판으로 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 화상 표시 장치의 개략적인 구조를 나타낸 도면이 도시되어 있다.
도 1은 상부 편광자(120)로부터 제2 위상차층(110) 및 제1 위상차층(100)의 순으로 적층되어 형성된 본 발명의 편광판이 상부 편광판으로 사용된 일 구현예를 나타낸다.
본 발명의 화상 표시 장치가 도 1에서와 같이 상부 편광자(120)로부터 제2 위상차층(110) 및 제1 위상차층(100)의 순으로 적층되어 형성된 편광판을 구비하는 경우에는, 제2 위상차층(110)의 광축이 액정 셀(90)의 액정 배향 방향과 평행인 것이 분산 특성 및 광축 특성이 개선하는 측면에서 바람직하다.
본 발명에 있어서 상기 '평행'은 수학적으로 완벽한 평행 상태만을 의미하는 것이 아니며, 광학적으로 평행한 것을 의미하는 것으로서 이는 실질적으로 평행인 경우도 포함하는 것으로 완벽한 평행 상태뿐만 아니라 본 발명이 목적하는 효과가 나타나는 범위 내에서 평행에 가까운 상태까지 포함하는 것이다. 예를 들어 제2 위상차층(110)의 광축이 액정 셀(90)의 액정 배향 방향과 이루는 예각의 각도가 0°인 경우뿐만 아니라 5°이하, 또는 10°이하인 경우도 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 상부 편광자(120)로부터 제1 위상차층(100) 및 제2 위상차층(110)의 순으로 적층되어 형성된 본 발명의 편광판이 상부 편광판으로 사용된 다른 구현예를 나타낸다.
본 발명의 화상 표시 장치가 도 2에서와 같이 상부 편광자(120)로부터 제1 위상차층(100) 및 제2 위상차층(110)의 순으로 적층되어 형성된 편광판을 구비하는 경우에는, 제2 위상차층(110)의 광축이 액정 셀(90)의 액정 배향 방향과 수직인 것이 분산 특성 및 광축 특성이 개선하는 측면에서 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 '수직'은 수학적으로 완벽한 수직 상태만을 의미하는 것이 아니며, 광학적으로 수직한 것을 의미하는 것으로서 이는 실질적으로 수직인 경우도 포함하는 것으로 완벽한 수직 상태뿐만 아니라 본 발명이 목적하는 효과가 나타나는 범위 내에서 수직에 가까운 상태까지 포함하는 것이다. 예를 들어 제2 위상차층(110)의 광축이 액정 셀(90)의 액정 배향 방향과 이루는 예각의 각도가 90°인 경우뿐만 아니라 85°이상, 또는 80°이상인 경우도 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 상부 편광자(120) 및 하부 편광자(70)는 전술한 편광자 재료가 제한 없이 사용될 수 있다.
본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 하부 편광판은 하부 편광자(70) 및 하부 보호필름(80)을 포함하여 이루어진다. 하부 보호 필름(80)은 당분야에서 보호 필름으로 사용되는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성이 우수한 것이 바람직하며, 등방성이 우수한 것이 보다 바람직하다. 구체적인 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름; 폴리카보네이트 필름; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 필름; 폴리스티렌 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계 필름, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리이미드계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 술폰계 필름 등을 사용할 수 있으며, 이들의 두께 또한 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는 등방성을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 하부 보호필름(80)은 하부 편광자(70)의 일면 또는 양면에 구비될 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
제조예 1
(1) 단량체 제조
질소 분위기에서 250ml 삼각 플라스크에 드라이아이스와 프로파놀로 저온화 시킨 후 염화아연(3.42g, 25.0mol)과 THF(15ml)를 넣었다. 15℃로 냉각시킨 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(2.5ml, 30.0mmol) 용액을 플라스크에 첨가하여 30분간 교반했다. 리튬디이소프로필아마이드 용액(7ml, 50mmol)과 노말-부틸리튬(20ml, 2.5M, 50mmol)을 0℃에서 30분에 걸쳐 주사기로 천천히 플라스크에 첨가했다. 이후 서서히 상온까지 온도를 올려 노랑색 액체를 수득하였고 별도의 세척없이 반(half) 건조 후 다음단계에 사용하였다(수율 73%).
상기 얻어진 트리플루오로에테닐징크 화합물(40ml, 17.5mmol)에 아이오도벤젠(2.85g, 14.0mol)과 팔라듐촉매(Pd(PPh3)4, 0.28g, 1.5mol%)을 넣어 65℃에서 3시간 가량 가열하면서 교반하였다. 교반용액을 펜텐으로 정제 후 용매를 제거하여 무색 용액의 1,2,2-트리플루오로스티렌(1,2,2-Tri-fluorostyrene) 화합물을 수득하였다(수율 69%).
(2) 고분자 제조
질소 분위기에서 250ml 삼각 플라스크에 개시제인 AIBN(아조아이소부틸니트릴)를 10mg 넣었다. 정제된 톨루엔 100ml와 상기 얻어진 단량체 10ml를 추가로 넣고 물 중탕으로 70℃ 온도를 유지하면서 3시간 가량 교반시켰다. 이후 천천히 충분량의 메탄올으로 여과시키고 건조하여 고분자 A를 수득했다(수율 62%, Mw : 430,000, PDI : 5.5).
제조예 2
(1) 단량체 제조
질소 분위기에서 250ml 삼각플라스크에 펜타클로로에틸벤젠(pentachloroethylbenzene) 109g(0.48mol)과 디에틸 에테르(diethyl ether) 250ml을 넣었다. 산(acid)처리된 아연 31g(0.48mol)을 추가로 넣고 4시간 동안 80℃ 온도에서 환류시켰다. 이후 용매를 제거하고 잔류물은 물로 세척하고 정제/건조하여 페닐-트리클로로에틸렌(phenyl-trichloroethylene) 화합물을 얻었다(수율 65%).
(2) 고분자 제조
질소 분위기에서 250ml 삼각 플라스크에 개시제인 AIBN(아조아이소부틸니트릴)를 10mg 넣었다. 정제된 톨루엔 100ml와 상기 얻어진 단량체 10ml를 추가로 넣고 물 중탕으로 70℃ 온도를 유지하면서 3시간 가량 교반시켰다. 이후 천천히 충분량의 메탄올으로 여과시키고 건조하여 고분자 B를 수득했다(수율 58%, Mw : 510,000, PDI : 6.1).
제조예 3
(1) 단량체 제조
질소 분위기에서 250ml 삼각 플라스크에 드라이아이스와 프로파놀로 저온화 시킨 후 염화아연(3.42g, 25.0mol)과 THF(15ml)를 넣었다. 15℃로 냉각시킨 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(2.5ml, 30.0mmol) 용액을 플라스크에 첨가하여 30분간 교반했다. 리튬디이소프로필아마이드 용액(7ml, 50mmol)과 노말-부틸리튬(20ml, 2.5M, 50mmol)을 0℃에서 30분에 걸쳐 주사기로 천천히 플라스크에 첨가했다. 이후 서서히 상온까지 온도를 올려 노랑색 액체를 수득하였고 별도의 세척없이 반(half) 건조 후 다음단계에 사용하였다(수율 73%).
상기 얻어진 트리플루오로에테닐징크 화합물(40ml, 17.5mmol)에 1-트리플로오르메틸-4-아이오도벤젠(3.22g, 14.0mol)과 팔라듐촉매(Pd(PPh3)4, 0.28g, 1.5mol%)을 넣어 65℃에서 3시간 가량 가열하면서 교반하였다. 교반용액을 펜텐으로 정제 후 용매를 제거하여 무색 용액의 1-트리플루오로메틸-4-(1,2,2 트리플루오로비닐)벤젠 화합물을 수득하였다(수율 63%).
(2) 고분자 제조
질소 분위기에서 250ml 삼각 플라스크에 개시제인 AIBN(아조아이소부틸니트릴)를 10mg 넣었다. 정제된 톨루엔 100ml와 상기 얻어진 단량체 10ml를 추가로 넣고 물 중탕으로 70℃ 온도를 유지하면서 3시간 가량 교반시켰다. 이후 천천히 충분량의 메탄올으로 여과시키고 건조하여 고분자 C를 수득했다(수율 55%, Mw : 550,000, PDI : 5.8).
실시예 1
PVA 편광자 위에 ? 플레이트 COP 필름(Nz=1.36, Ro=115nm, Rth=100nm, a=-0.000035)을 접착하여 제2 위상차층을 형성한 후, 그 위에 프라이머층을 형성하고, 상기 제조예 1에서 얻어진 고분자A 용액을 도포하고 건조하여 +C 플레이트 제1 위상차층을 형성하여 상부 편광판을 제조하였다.
하부 편광판으로는 등방성 보호필름을 구비한 PVA 편광자를 사용하였다.
실시예 2
PVA 편광자 위에 -B 플레이트 COP 필름(Nz=1.36, Ro=115nm, Rth=100nm, a=-0.000035)을 접착하여 제2 위상차층을 형성한 후, 그 위에 프라이머층을 형성하고, 상기 제조예 2에서 얻어진 고분자B 용액을 도포하고 건조하여 +C 플레이트 제1 위상차층을 형성하여 상부 편광판을 제조하였다.
하부 편광판으로는 등방성 보호필름을 구비한 PVA 편광자를 사용하였다.
실시예 3
PVA 편광자 위에 -B 플레이트 COP 필름(Nz=1.36, Ro=115nm, Rth=100nm, a=-0.000035)을 접착하여 제2 위상차층을 형성한 후, 그 위에 프라이머층을 형성하고, 상기 제조예 3에서 얻어진 고분자C 용액을 도포하고 건조하여 +C 플레이트 제1 위상차층을 형성하여 상부 편광판을 제조하였다.
하부 편광판으로는 등방성 보호필름을 구비한 PVA 편광자를 사용하였다.
실시예 4
PVA 편광자 위에 -B 플레이트 TAC 필름(Nz=1.39, Ro=116nm, Rth=103nm, a=0.000341)을 접착하여 제2 위상차층을 형성한 후, 그 위에 프라이머처리층을 형성하고, 그 위에 +C 플레이트 고분자A 용액을 도포하고 건조하여 제1 위상차층을 형성하여 상부 편광판을 제조하였다.
하부 편광판으로는 등방성 보호필름을 구비한 PVA 편광자를 사용하였다.
실시예 5
PVA 편광자 위에 +C 플레이트 고분자A 용액을 건조시켜 제조된 제1 위상차층을 접착하고, 그 위에 -B 플레이트 TAC 필름(Nz=1.39, Ro=112nm, Rth=100nm, a=0.000341)을 적층하여 제2 위상차층을 형성하여 상부 편광판을 제조하였다.
하부 편광판으로는 등방성 보호필름을 구비한 PVA 편광자를 사용하였다.
비교예 1
PVA 편광자 상의 투명기재필름(Ro=0, Rth=0) 위에 배향막을 형성하고, 그 위에 반응성 메조겐으로 형성된 정분산성의 -B 플레이트의 제2 위상차층을 형성하고, 그 위에 반응성 메조겐으로 형성된 +C 플레이트의 제1 위상차층을 형성하여 상부 편광판을 제조하였다.
비교예 2
PVA 편광자 상의 투명기재필름(Ro=0, Rth=0) 위에 반응성 메조겐으로 형성된 +C 플레이트의 제1 위상차층을 형성하고, 그 위에 반응성 메조겐으로 형성된 정분산성의 -B 플레이트의 제2 위상차층을 형성하여 상부 편광판을 제조하였다.
비교예 3
PVA 편광자 위에 -B 플레이트 COP 필름(Nz=1.36, Ro=115nm, Rth=100nm, a=-0.000035)을 접착하여 제2 위상차층을 형성한 후, 그 위에 반응성 메조겐으로 형성된 +C 플레이트의 제1 위상차층을 형성하여 상부 편광판을 제조하였다.
상기 실시예 1-5 및 비교예 1-3에서 제조된 편광판의 각 위상차층의 Ro, Rth, Nz값을 하기 표 1에 정리하였다.
　 　 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3
제1 위상차층 재료 고분자A 고분자 B 고분자 C 고분자 A 고분자 A +C 플레이트용 RM +C 플레이트용 RM +C 플레이트용 RM
Ro (nm) 0 0 0 0 0 0 0 0
Rth (nm) -128 -128 -128 -128 -128 -128 -128 -128
Nz -∞ -∞ -∞ -∞ -∞ -∞ -∞ -∞
편광자에의 적층순서 2 2 2 2 1 2 1 2
제2 위상차층 재료 - B 플레이트 COP - B 플레이트 COP - B 플레이트 COP - B 플레이트 TAC - B플레이트 TAC -B 플레이트용 RM -B 플레이트용 RM - B 플레이트 COP
Ro (nm) 115 115 115 52 52 116 116 115
Rth (nm) 100 100 100 125 125 103 103 100
Nz 1.36 1.36 1.36 2.90 2.90 1.39 1.39 1.36
광축(°) 0 0 0 0 90 0 90 0
편광자에의 적층순서 1 1 1 1 2 1 2 1
실험예 1
IPS(실시예 1-6, 비교예 1-3) 또는 FFS(비교예 2) 액정셀, 실시예들과 비교예에 따라 제조된 상부 편광판, 및 하부 편광판을 구비한 화상 표시 장치를 구성하였으며, 각각에 대해 contour(사나이시스템, TechWiz 1D LCD : Simulation Program) 및 xy색좌표(사나이시스템, TechWiz 1D LCD : Simulation Program)를 사용하여 설계하고, 그 결과를 도 4 내지 도 11에 각각 도시하였다(contour는 (a), xy색좌표는 (b)).
도 4 내지 도 11에서 contour 도면(a)은 흑색화상을 화면에 표시할 경우의 시감도 전방위 휘도를 나타낸 것으로서, 밝을수록 빛샘으로 인한 휘도가 높은 것을 나타낸다. 이를 참고하면, 비교예인 도 9 및 도 11에서 빛샘 영역이 더 밝으므로 빛샘이 더 크다는 것을 알 수 있다. 즉, 실시예들의 경우에 위상차의 균일성이 우수하고 휘도 및 시야각이 개선됨을 알 수 있다.
또한, 도 4 내지 도 11에서 xy색좌표는 그 변화가 작을수록 시야각에 따른 색상변화를 줄일 수 있고 그에 따라 사면 빛샘에 의한 품질 저하를 방지할 수 있으므로 바람직하다. xy색좌표의 변화값은 하기 수학식 5로 계산된다.
Figure 112012103841318-pat00013
그리고 실시예 및 비교예의 정면x, 사면x, 정면y 및 사면y 값을 하기 표 2에 정리하였으며, 그에 따른 xy색좌표 변화값을 계산하여 하기 표 2에 기재하였다.
정면 사면 xy색좌표 변화값
실시예 1 x 0.2327 0.2353 0.0100
y 0.1932 0.2029
실시예 2 x 0.2327 0.2348 0.0093
y 0.1932 0.2023
실시예 3 x 0.2327 0.2351 0.0097
y 0.1932 0.2026
실시예 4 x 0.2327 0.2360 0.0112
y 0.1932 0.2039
실시예 5 x 0.2327 0.2386 0.0140
y 0.1932 0.2059
비교예 1 x 0.2327 0.2394 0.0163
y 0.1932 0.2081
비교예 2 x 0.2327 0.2395 0.0154
y 0.1932 0.2070
비교예 3 x 0.2327 0.2382 0.0143
y 0.1932 0.2064
색좌표의 정면과 사면에서의 색 변화량은 상기 수학식 5와 같이 표현되며, 그 방향성은 (사면x-정면x)가 양수인 경우 Red shift 이며 (사면x-정면x)가 음수인 경우 Blue shift 인 것으로 정의된다.
색좌표의 정면과 사면에서의 색 변화는 시야각 특성 및 시인성을 평가하는 주요한 지표 중 하나하며, Red shift하는 경우에는 정면에서의 Black을 사면에서 표현하지 못하므로 사면 빛샘을 심화시키고 시인성을 저하시킨다. 따라서 Blue Shift 하면서도 그 변화량이 작은 경우가 시야각 및 휘도, 시인성 특성에서 유리하다.
그런데, 표 2를 참고하면, 실시예들의 xy색좌표 변화값이 비교예들보다 현저하게 작은 것(즉, blue shift인 것)을 알 수 있다. 따라서, 실시예들이 시야각, 휘도 및 시인성 측면에서 비교예들보다 우수한 것을 확인할 수 있다.
아울러, 실시예 5는 적층 순서에 상관없이 보상이 가능함을 나타낸다. 다만, 적층 순서가 바뀌면 -B 플레이트의 광축이 Φ = 90° 혹은 Φ = 0°로 달라지게 된다.
또한, 비교예들의 경우에는 +C 플레이트의 구현을 위해서 배향막을 별도로 형성해야 했으며, 광경화공정을 추가로 거쳐야 했다. 하지만, 실시예들의 경우에는 단순 건조공정만으로 +C 플레이트를 구현했다.
실험예 2
실시예 1-5 및 비교예 1-3에 대하여, θ(theta)에 따른 흑색화상(Black) 상태에서의 휘도값인 Luminance(Lb)(Φ = 45°인 경우)를 측정하여 사면 빛샘 정도를 보다 구체적으로 평가하였으며, 그 결과를 도 12에 도시하였다.
도 12에 나타난 바와 같이, 실시예 1-5에 비하여, 비교예 1-3의 경우에 사면 빛샘이 현저한 것을 보다 명확하게 확인할 수 있다.
실험예 3
표면에 프라이머처리층을 구비한 -B 플레이트 TAC 기재필름에 본 발명에 따른 고분자A를 도포하고 건조한 시료(시료 1)와 표면에 프라이머처리층을 구비하지 않은 -B 플레이트 COP 기재필름에 본 발명에 따른 고분자A를 도포하고 건조한 시료(시료 2)의 접착성을 평가하였다.
접착성 평가는 cross-cut 테스트(JIS K 5600)에 따라 3.2.2 NichiBan Tape로 3회 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
시료 두께
(㎛)		 접착성
(박리되지 않은 사각형 객수/전체 사각형 개수)
시료 1 30 100/100
시료 2 30 46/100
표 3을 참고하면, 프라이머층을 구비하는 경우에, 접착성이 더욱 향상되는 것을 확인할 수 있다.
70: 하부 편광자 80: 하부 보호필름
90: HA 모드 액정셀
100: 제1 위상차층 110: 제2 위상차층
120: 상부 편광자

Claims (29)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 할로겐이 치환된 고분자를 포함하는 위상차층:
    [화학식 1]
    Figure 112012103841318-pat00014

    (식 중, R1, R2, R3는 서로 독립적으로 할로겐 원소 중 하나이고,
    R4는
    Figure 112012103841318-pat00015
    ,
    Figure 112012103841318-pat00016
    또는
    Figure 112012103841318-pat00017
    이고,
    R5는 수소; 할로겐; 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기; 니트로기; 시아노기; 또는 할로겐, 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 니트로기 또는 시아노기로 치환되거나 비치환된 페닐기이며,
    n은 1,000 내지 8,000인 정수임).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 고분자는 중량평균 분자량이 100,000 내지 1,000,000인 위상차층.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 고분자는 유리전이온도가 150 내지 250℃인 위상차층.
  4. 청구항 1에 있어서, 하기 수학식 1로 정의되는 굴절률비(Nz)가 -6 이하인 위상차층:
    [수학식 1]
    Figure 112015060053532-pat00030

    식 중, nx, ny는 필름의 면상 굴절률로서 면상 굴절율이 최대가 되는 진동 방향을 x라고 할 때,
    이 방향으로 진동하는 빛에 의한 굴절율을 nx라고 하고, nx와 ny는 서로 수직을 이루며,
    nz는 nx와 ny에 의해 정의되는 평면에 수직 방향(필름의 두께 방향) 굴절률이며,
    nz > nx ≥ ny이며,
    Rth는 두께 방향 위상차값이고, Ro는 정면 위상차값임).
  5. 청구항 1에 있어서, 굴절률이 1.48 내지 1.63인 위상차층.
  6. 청구항 1에 있어서, 두께 방향 위상차값(Rth)이 -160 내지 -70nm인 위상차층.
  7. 청구항 1에 있어서, 두께 방향 위상차값(Rth)은 -130 내지 -90nm인 위상차층.
  8. 청구항 1에 있어서, 정면 위상차값 (Ro)이 0 내지 10nm인 위상차층.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 고분자의 할로겐이 F 및 Cl 중 적어도 하나이며, 그 정면 위상차값(Ro)이 0nm인 위상차층.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항의 위상차층인 제1 위상차층 및 하기 수학식 1로 정의되는 굴절률비(Nz)가 1 초과이고 2 미만인 제2 위상차층을 포함하는 편광판:
    [수학식 1]
    Figure 112015060053532-pat00031

    식 중, nx, ny는 필름의 면상 굴절률로서 면상 굴절율이 최대가 되는 진동 방향을 x라고 할 때,
    이 방향으로 진동하는 빛에 의한 굴절율을 nx라고 하고, nx와 ny는 서로 수직을 이루며,
    nz는 nx와 ny에 의해 정의되는 평면에 수직 방향(필름의 두께 방향) 굴절률이며,
    nx > ny > nz이며,
    Rth는 두께 방향 위상차값이고, Ro는 정면 위상차값임).
  11. 청구항 10에 있어서, 편광자로부터 제1 위상차층 및 제2 위상차층의 순으로 적층된 편광판.
  12. 청구항 10에 있어서, 편광자로부터 제2 위상차층 및 제1 위상차층의 순으로 적층된 편광판.
  13. 청구항 10에 있어서, 제1 위상차층은 적어도 일면에 프라이머층을 더 구비한 편광판.
  14. 청구항 13에 있어서, 프라이머층은 제1 위상차층과 제 2위상차층 사이에 개재되는 편광판.
  15. 청구항 14에 있어서, 프라이머층과 접촉하는 제2 위상차층의 표면에는 코로나 처리, 플라즈마 처리, 전자선 조사 처리, 자외선 조사 처리, 검화 처리 및 산화제 처리로 이루어진 군에서 선택되는 표면 개질 처리가 수행되는 편광판.
  16. 청구항 10에 있어서, 제1 위상차층은 코팅층인 편광판.
  17. 청구항 10에 있어서, 제2 위상차층은 연신된 필름층 또는 코팅층인 편광판.
  18. 청구항 17에 있어서, 필름층은 트리아세틸셀룰로오스(TAC)계, 폴리카보네이트(PC)계, 폴리메틸(메타)아크릴레이트계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 또는 사이클로올레핀(COP)계 고분자층인 편광판.
  19. 청구항 17에 있어서, 코팅층은 반응성 메조겐이 경화된 층인 편광판.
  20. 청구항 10에 있어서, 제2 위상차층은 정분산, 등분산 또는 역분산의 위상차 파장 분산성을 갖는 편광판.
  21. 청구항 10에 있어서, 제2 위상차층의 굴절률비는 1 초과이고 1.5 미만인 편광판.
  22. 청구항 10에 있어서, 제2 위상차층은 정면 위상차값 (Ro)이 80 내지 150nm이고 두께 방향 위상차값(Rth)이 50 내지 130nm 인 편광판.
  23. 청구항 10에 있어서, 제2 위상차층은 정면 위상차값 (Ro)이 100 내지 130nm이고 두께 방향 위상차값(Rth)이 80 내지 110nm인 편광판.
  24. 청구항 10의 편광판을 포함하는 HA 모드용 화상 표시 장치.
  25. 청구항 24에 있어서, 상기 편광판은 편광자로부터 제1 위상차층 및 제2 위상차층의 순으로 적층되고 제2 위상차층의 광축이 액정셀의 액정 배향 방향과 수직인 화상 표시 장치.
  26. 청구항 24에 있어서, 상기 편광판은 편광자로부터 제2 위상차층 및 제1 위상차층의 순으로 적층되고 제2 위상차층의 광축이 액정셀의 액정 배향 방향과 평행인 화상 표시 장치.
  27. 청구항 24에 있어서, HA 모드는 IPS 모드 또는 FFS 모드인 화상 표시 장치.
  28. 청구항 24에 있어서, 편광자의 적어도 한 면에 등방성 보호필름을 구비한 하부 편광판을 포함하는 화상 표시 장치.
  29. 청구항 24에 있어서, 상기 편광판은 상부 편광판인 화상 표시 장치.
KR1020120145472A 2012-12-13 2012-12-13 위상차층, 편광판 및 이를 포함하는 편광판과 화상 표시 장치 Active KR101565320B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120145472A KR101565320B1 (ko) 2012-12-13 2012-12-13 위상차층, 편광판 및 이를 포함하는 편광판과 화상 표시 장치
PCT/KR2013/009457 WO2014092326A1 (ko) 2012-12-13 2013-10-23 위상차층, 편광판 및 이를 포함하는 편광판과 화상 표시 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120145472A KR101565320B1 (ko) 2012-12-13 2012-12-13 위상차층, 편광판 및 이를 포함하는 편광판과 화상 표시 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140076914A KR20140076914A (ko) 2014-06-23
KR101565320B1 true KR101565320B1 (ko) 2015-11-03

Family

ID=50934570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120145472A Active KR101565320B1 (ko) 2012-12-13 2012-12-13 위상차층, 편광판 및 이를 포함하는 편광판과 화상 표시 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101565320B1 (ko)
WO (1) WO2014092326A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201823278A (zh) * 2016-08-12 2018-07-01 美商艾克倫聚合物系統公司 基於苯乙烯氟聚合物之光學補償膜
CN111869323B (zh) * 2018-03-23 2023-07-25 东洋纺株式会社 电致发光显示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100445621B1 (ko) 1995-12-15 2005-05-11 코니카 미놀타 홀딩스 가부시키가이샤 편광판용보호막및편광판
JP2008070742A (ja) 2006-09-15 2008-03-27 Nitto Denko Corp 位相差フィルム、光学積層体、液晶パネル、及び液晶表示装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080113121A1 (en) * 2006-11-13 2008-05-15 Fujifilm Corporation Cyclic polyolefin film, and polarizing plate and liquid crystal display device using the same
JP2008191392A (ja) * 2007-02-05 2008-08-21 Jsr Corp 位相差フィルム、偏光板および液晶パネル
KR101170078B1 (ko) * 2007-12-03 2012-07-31 주식회사 엘지화학 광학 이방성 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 액정표시 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100445621B1 (ko) 1995-12-15 2005-05-11 코니카 미놀타 홀딩스 가부시키가이샤 편광판용보호막및편광판
JP2008070742A (ja) 2006-09-15 2008-03-27 Nitto Denko Corp 位相差フィルム、光学積層体、液晶パネル、及び液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014092326A1 (ko) 2014-06-19
KR20140076914A (ko) 2014-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102329379B1 (ko) 액정 패널 및 액정 표시 장치
CN104181727A (zh) 反波长色散延迟膜及包括其的显示装置
JP5232465B2 (ja) 長尺光学積層体の製造方法、長方形状光学積層体の製造方法、及び液晶パネル
JP5209233B2 (ja) 位相差フィルム、偏光板、液晶パネルおよび液晶表示装置
JP6998944B2 (ja) 液晶表示装置
JP2006508403A (ja) 一体型偏光板およびその製造方法
KR20150055210A (ko) 보상 필름, 광학 필름 및 표시 장치
KR20150009864A (ko) 위상차 필름 및 이를 구비하는 화상 표시 장치
KR102473674B1 (ko) 보상 필름 및 그 제조 방법
TWI498645B (zh) 液晶顯示器及補償膜
JP5274928B2 (ja) 液晶パネル及び液晶表示装置
KR101565320B1 (ko) 위상차층, 편광판 및 이를 포함하는 편광판과 화상 표시 장치
KR101565321B1 (ko) 편광판 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
JP4548036B2 (ja) 光学積層体、偏光板、および液晶表示装置
KR20070011256A (ko) 광학 필름 및 화상 표시 장치
KR20160109525A (ko) 위상차 필름, 편광판 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
CN106575011A (zh) 光学层叠体的制造方法、光学层叠体、偏振片及有机el显示装置
KR102581897B1 (ko) 광학 필름 및 액정 표시 장치
JP2006330268A (ja) 液晶表示装置およびそれに用いられる光学フィルム
US20240004235A1 (en) Optical display device module and optical display device comprising same
JP2006323254A (ja) 液晶表示装置およびそれに用いられる光学フィルム
KR20250093225A (ko) 광학 적층체 및 해당 광학 적층체를 이용한 화상 표시 장치
KR20250017670A (ko) 광학 적층체 및 해당 광학 적층체를 이용한 화상 표시 장치
KR20250093224A (ko) 광학 적층체 및 해당 광학 적층체를 이용한 화상 표시 장치
KR20250093226A (ko) 광학 적층체 및 해당 광학 적층체를 이용한 화상 표시 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20121213

A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20130809

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20121213

Comment text: Patent Application

PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20141030

Patent event code: PE09021S01D

E90F Notification of reason for final refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Final Notice of Reason for Refusal

Patent event date: 20150421

Patent event code: PE09021S02D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20151019

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20151028

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20151028

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190909

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190909

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210908

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230904

Start annual number: 9

End annual number: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240911

Start annual number: 10

End annual number: 10