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KR102564216B1 - 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 Download PDF

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KR102564216B1
KR102564216B1 KR1020200001053A KR20200001053A KR102564216B1 KR 102564216 B1 KR102564216 B1 KR 102564216B1 KR 1020200001053 A KR1020200001053 A KR 1020200001053A KR 20200001053 A KR20200001053 A KR 20200001053A KR 102564216 B1 KR102564216 B1 KR 102564216B1
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polarizing plate
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wavelength
polarizer
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

편광자, 상기 편광자의 상부면에 적층된 보호필름, 및 상기 편광자의 하부면에 순차적으로 적층된 제1위상차층, 제2위상차층을 포함하고; 상기 제1위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 240nm이고; 상기 제2위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 110nm이고 파장 550nm에서 이축성 정도가 -2 내지 -0.1이고; 상기 제2위상차층은 파장 270nm 내지 340nm에서 광 투과성인 것인, 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치{POLARIZING PLATE AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
유기발광소자 표시장치는 외부광의 반사로 인하여 시인성과 콘트라스트가 떨어질 수 있고, 이를 해소하기 위해 편광자와 위상차 필름을 포함하는 편광판을 사용함으로써 반사된 외부광이 외부로 새어나오지 않게 하게 반사 방지 기능을 구현할 수 있다.
종전 위상차 필름은 롤투롤 방식으로 편광자에 합지하기 위해 미연신된 필름을 길이 방향 또는 폭 방향으로 연신함으로써 제조되었다. 그럴 경우 각도의 최적화가 이루어지지 않아 편광판의 반사율이 높고 사용에 어려움이 있었다. 이를 해결하기 위해 편광자 투과축과 위상차 필름의 지상축 간의 각도를 조절하기 위해 롤원단을 펼친 후 각도를 Tilt하여 커팅하고 편광자에 부착할 수 밖에 없어 버려지는 위상차 필름이 많았다. 종전 미연신된 필름을 경사 방향으로 연신함으로써 위상차 필름을 제조하는 방법이 있었다. 그러나, 이 방법의 경우에는 목표한 위상차값을 맞추기 위해 후막의 필름이 필요하고, 필름 전폭의 균일도 제어가 어렵다는 문제점이 있었다.
최근 위상차 필름의 재료 개발로 인하여, 기재 필름 또는 임의의 위상차 필름에 액정 등으로 코팅층을 형성함으로써 위상차 필름을 제조하는 방법이 개발되었다. 그러나, 이 방법의 경우에는 액정을 일정 각도로 배향하기 위해 필요한 배향막이 필수적으로 제품에 포함되어야 하고, 이물이 발생하는 원인이 되었다. 또한, 액정의 조성 특성 상 UV 영역의 흡수율이 높고, 그리하여 UV 내광성이 떨어진다는 문제가 발생하고, 기재 필름과의 코팅층과의 밀착력의 부족하여 접착제를 사용하여 합지해야 한다는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 10-2013-0103595호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 편광자와 보호 필름 간의 박리 및/또는 편광자와 제1위상차층 간의 박리가 없어 신뢰성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 정면과 측면 모두에서 반사율이 낮은 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 측면에서 원편광도(타원율)가 최소 65% 이상인 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 편광판이다.
1.편광판은 편광자, 상기 편광자의 상부면에 적층된 보호 필름, 및 상기 편광자의 하부면에 순차적으로 적층된 제1위상차층과 제2위상차층을 포함하고; 상기 제1위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 240nm이고; 상기 제2위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 110nm이고 파장 550nm에서 이축성 정도가 -2 내지 -0.1이고; 상기 제2위상차층은 파장 270nm 내지 340nm에서 광 투과성이다.
2.1에서, 상기 제2위상차층은 파장 290nm 내지 340nm에서 광 투과율이 80% 이상이 될 수 있다.
3.1-2에서, 상기 제1위상차층은 파장 290nm 내지 340nm에서 광 투과율이 60% 이상이 될 수 있다.
4.1-3에서, 상기 보호 필름은 자외선 흡수제를 포함할 수 있다.
5.4에서, 상기 자외선 흡수제는 파장 250nm 내지 400nm에서 최대 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제를 포함하고, 상기 제2위상차층은 파장 200nm 이상 파장 270nm 미만에서 광 투과율이 20% 이하일 수 있다.
6.1-5에서, 상기 제1위상차층은 제1접착층에 의해 상기 편광자에 접착되고, 상기 보호 필름은 제2접착층에 의해 상기 편광자에 접착되고, 상기 제1접착층, 상기 제2접착층 중 1종 이상은 파장 300nm 내지 400nm의 광을 흡수하는 광 개시제를 포함하는 광경화형 접착제에 의해 형성될 수 있다.
7.1-6에서, 상기 제1위상차층과 상기 제2위상차층의 적층체는 파장 550nm에서 면내 위상차가 120 nm 내지 200nm가 될 수 있다.
8.1-7에서, 상기 편광자의 투과축을 기준으로 상기 제1위상차층의 지상축이 이루는 각도는 +60° 내지 +80° 또는 -60° 내지 -80°가 될 수 있다.
9.1-8에서, 상기 편광자의 투과축을 기준으로 상기 제2위상차층의 지상축이 이루는 각도는 0° 내지 +10° 또는 0° 내지 -10°가 될 수 있다.
10.1-9에서, 상기 제1위상차층은 정파장 분산성이고, 상기 제2위상차층은 정파장 분산성일 수 있다.
11.1-10에서, 상기 제2위상차층은 단파장 분산성이 1 내지 1.1, 장파장 분산성이 0.96 내지 1이 될 수 있다.
12.1-11에서, 상기 제1위상차층은 경사 연신된 수지 필름을 포함할 수 있다.
13.1-12에서, 상기 제2위상차층은 비 액정층이고 셀룰로오스 에스테르계 코팅층을 포함할 수 있다.
14.1-13에서, 상기 셀룰로오스 에스테르계 코팅층은 할로겐 치환된 셀룰로오스 에스테르계 중합체를 포함하는 코팅층용 조성물로 형성될 수 있다.
15.1-14에서, 상기 할로겐은 플루오린일 수 있다.
16.1-15에서, 상기 제2위상차층은 두께가 2㎛ 내지 8㎛일 수 있다.
17.1-16에서, 상기 제1위상차층은 하부면에 프라이머층이 더 형성될 수 있다.
18.1-17에서, 상기 편광자와 상기 제1위상차층 사이에 포지티브 C 플레이트가 더 형성될 수 있다.
본 발명의 일 관점은 광학표시장치이다.
광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함한다.
본 발명은 편광자와 보호 필름 간의 박리 및/또는 편광자와 제1위상차층 간의 박리가 없어 신뢰성이 우수한 편광판을 제공하였다.
본 발명은 정면과 측면 모두에서 반사율이 낮은 편광판을 제공하였다.
본 발명은 측면에서 원편광도(타원율)가 최소 65% 이상인 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 2는 본 발명 일 실시예의 편광판 중 편광자의 투과축, 제1위상차층의 지상축(slow axis), 제2위상차층의 지상축의 배치 관계를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명 또 다른 실시예의 편광판의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 실시예에 의해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭을 사용하였다. 도면에서 각 구성 요소의 길이, 크기는 본 발명을 설명하기 위한 것으로 본 발명이 도면에 기재된 각 구성 요소의 길이, 크기에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것이고, 보는 시각에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있다.
본 명세서에서 "면내 위상차(Re)"는 하기 식 A로 표시되고, "두께 방향 위상차(Rth)"는 하기 식 B로 표시되고, "이축성 정도(NZ)"는 하기 식 C로 표시될 수 있다:
[식 A]
Re = (nx - ny) x d
[식 B]
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) x d
[식 C]
NZ = (nx - nz)/(nx - ny)
(상기 식 A 내지 식 C에서, nx, ny, nz는 측정 파장에서 각각 광학 소자의 지상축(slow axis) 방향, 진상축(fast axis) 방향, 두께 방향의 굴절률이고, d는 광학 소자의 두께(단위:nm)이다). 상기 식 A 내지 식 C에서 측정 파장은 450nm, 550nm 또는 650nm가 될 수 있다.
본 명세서에서 "단파장 분산성"은 Re(450)/Re(550)이고, "장파장 분산성"은 Re(650)/Re(550)이다. Re(450), Re(550), Re(650)은 각각 위상차층 단독 또는 위상차층 적층체의 파장 450nm, 550nm 및 650nm에서의 면내 위상차(Re)를 의미한다.
본 명세서에서 각도 기재시 "+"는 기준을 중심으로 반시계 방향, "-"는 기준을 중심으로 시계 방향을 의미한다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 수치 범위를 나타낼 때 "X 내지 Y"는 X 이상 Y 이하(X≤ 그리고 ≤Y)를 의미한다.
본 발명의 발명자는 편광자, 편광자의 상부면에 적층된 보호 필름, 및 편광자의 하부면에 순차적으로 적층된 제1위상차층과 제2위상차층을 포함하고; 제1위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 240nm이고; 제2위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 110nm이고 파장 550nm에서 이축성 정도가 -2 내지 -0.1이 되도록 하였다. 그 결과, 정면과 측면 모두에서 반사율이 낮음과 동시에, 측면 특히 측면 60°에서 타원율(원편광도)이 최소 65% 이상이 되도록 함으로써 광학표시장치에 적용시 화면 품질을 현저하게 개선할 수 있었다. 본 명세서에서 "측면"은 정면을 0°라고 할 때 우측과 좌측 각각 45° 내지 75° 범위, 구체적으로 60° 방향을 의미한다.
일 구체예에서, 편광판은 광학표시장치에 적용시 정면에서 반사율이 1% 이하 바람직하게는 0.5% 이하, 측면에서 반사율이 6% 이하 바람직하게는 1.1% 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 화면 품질을 개선할 수 있다.
일 구체예에서, 편광판은 광학표시장치에 적용시 측면 특히 측면 60°에서 타원율(원편광도)의 최소값이 65% 이상, 예를 들면 65% 내지 80%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 화면 품질(측면 60° 및 방위각 0° 내지 360°에서 색 변화를 최소화)을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 발명자는 제2위상차층의 파장 270nm 내지 340nm에서 광 투과율을 80% 이상으로 하였다. 하기 상술되겠지만, 제2위상차층의 하부면에는 점착층 또는 접착층이 적층되며, 점착층 또는 접착층은 편광판을 발광패널에 적층시킬 수 있다. 결국, 편광판이 발광패널에 적층되는 경우를 가정하였을 때, 외부광은 보호 필름에 최초 투과되게 된다. 하기 상술되겠지만, 보호필름은 자외선 흡수제를 포함함으로써 외부광에 의한 발광패널의 손상을 억제하는 효과가 있고, 제2위상차층은 상술한 파장에서 광투과율이 높아 편광자와 보호필름 간의 접착력, 편광자와 제1위상차층 간의 접착력을 모두 높임으로써, 편광자와 보호필름 간의 박리, 편광자와 제1위상차층 간의 박리를 차단함으로써 편광판의 내구성을 개선할 수 있는 효과를 동시에 달성할 수 있다.
이하, 본 발명 일 실시예의 편광판을 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1을 참고하면, 편광판은 편광자(110), 편광자(110)의 상부면에 적층된 보호 필름(140) 및 편광자(110)의 하부면에 순차적으로 적층된 제1위상차층(120)과 제2위상차층(130)을 포함한다.
제2위상차층(130)은 제1위상차층(120)에 직접적으로 형성될 수 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 제1위상차층과 제2위상차층 사이에 임의의 다른 점착층, 접착층이 개재되지 않음을 의미한다. 그러나, 제2위상차층이 전사 방식에 형성된 후 감압 점착제(PSA, pressure sensitive adhesive) 등에 의해 제1위상차층에 적층되는 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1위상차층, 제2위상층 각각의 효과 또는 제1위상차층과 제2위상차층의 조합에 의해 구현되는 효과에 영향을 주지 않는다면, 제1위상차층과 제2위상차층 사이에 임의 다른 광학층이 추가로 적층될 수도 있다.
제1위상차층
제1위상차층(120)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 240nm이다. 종래 편광판에서 정면 및 측면 반사율을 낮추기 위하여 편광자의 하부면에 1/2 위상차층, 1/4 위상차층을 순차적으로 적층시킨다. 본 발명의 편광판에서 제1위상차층은 파장 550nm에서 1/2 위상차인 260nm 내지 280nm 대비 현저하게 다른 면내 위상차 180nm 내지 240nm를 갖는다. 이를 통해, 하기 상술되는 파장 550nm에서 면내 위상차를 갖는 제2위상차층과 조합시 측면 및 정면에서 반사율을 현저하게 낮춤과 동시에 측면 특히 측면 60°에서 타원율(원편광도)을 최소 65% 이상으로 할 수 있다. 바람직하게는, 제1위상차층(120)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 190nm 내지 240nm, 200nm 내지 240nm가 될 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층(120)은 정파장 분산성으로서, 단파장 분산성이 1 내지 1.1이고, 장파장 분산성이 0.96 내지 1이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판 사용시 정면과 측면에서 반사율을 낮출 수 있고, 타원율을 높일 수 있다. 바람직하게는, 제1위상차층은 단파장 분산성이 1 내지 1.06이고, 장파장 분산성이 0.98 내지 1, 0.99 내지 1, 0.995 내지 1이 될 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층(120)은 파장 450nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 280nm, 바람직하게는 190nm 내지 268nm, 더 바람직하게는 200nm 내지 257nm, 파장 650nm에서 면내 위상차가 175nm 내지 270nm, 바람직하게는 185nm 내지 265nm, 바람직하게는 195nm 내지 250nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1위상차층의 단파장 분산성, 장파장 분산성에 용이하게 도달할 수 있다.
제1위상차층(120)은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 95nm 내지 200nm, 바람직하게는 105nm 내지 180nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 반사율의 개선 효과가 있을 수 있다.
제1위상차층(120)은 파장 550nm에서 이축성 정도가 1 내지 1.4, 바람직하게는 1 내지 1.3이 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 반사율 개선 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층(120)은 자외선 흡수제를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들면, 제1위상차층(120)은 파장 250nm 내지 400nm에서의 최대 광 흡수 효과가 있는 자외선 흡수제를 포함하지 않을 수 있다. 이를 통해, 제2위상차층 쪽에서 보호 필름 쪽으로 광 조사시 제1위상차층에 의해 광이 흡수되지 않음으로써 편광자와 제1위상차층 간의 박리, 편광자와 보호 필름 간의 박리가 없도록 할 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 상술 파장 250nm 내지 400nm에서 최대 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 벤조트리아진계 중 1종 이상, 바람직하게는 벤조트리아졸계를 포함할 수 있다. 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 트리아진계 각각의 자외선 흡수제는 당업자에게 알려진 통상의 종류를 채용할 수 있다.
제1위상차층(120)은 파장 290nm 내지 340nm에서 광 투과율이 60% 이상이다. 바람직하게는, 제1위상차층은 파장 300nm 또는 330nm에서 광 투과율이 60% 이상이다. 상기 범위에서, 편광자와 제1위상차층 간의 박리력을 높여 편광자와 제1위상차층 간의 박리가 없도록 하고, 편광자와 보호 필름 간의 접착력을 높여 편광자와 보호 필름 간의 박리가 없도록 할 수 있다. 상기 광 투과율은 바람직하게는 60% 내지 100%, 더 바람직하게는 65% 내지 100%가 될 수 있다.
제1위상차층(120)은 비 액정층으로서, 광학적으로 투명한 수지로 형성된 필름을 포함할 수 있다. 상기 "비 액정층"은 액정 모노머, 액정 올리고머, 액정 폴리머 중 1종 이상으로 형성되지 않거나 광 조사 등에 의해 액정 모노머, 액정 올리고머 또는 액정 폴리머로 변환되지 않는 물질로 형성되는 층을 의미할 수 있다.
예를 들면, 제1위상차층(120)은 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트(PET), 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀(COP)계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있다. 바람직하게는, 상기 단파장 분산성, 장파장 분산성을 확보하기 위하여 고리형 폴리올레핀계 필름을 포함할 수 있다. 고리형 폴리올레핀계 필름은 본 발명의 편광판에 있어서, 정면 반사율 개선 면에서 효과를 제공할 수 있다.
제1위상차층(120)은 두께가 10㎛ 내지 60㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
제1위상차층(120)은 광학적으로 투명한 수지로 형성된 미연신 상태의 필름을 연신시켜 제조될 수 있고, 추후 롤투롤(roll to roll)로 편광자에 적층되어 편광판을 제조할 수 있게 함으로써 공정성을 개선할 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층(120)은 미연신 상태의 필름의 길이 방향(machine direction)에 대해 소정의 각도로 기울어진 방향으로 경사 연신된 경사 연신된 필름으로서, 필름의 길이 방향에 대해 경사된 지상축을 확보할 수 있다. 경사 연신의 방법은 당업자에게 알려진 통상의 방법에 따라 수행될 수 있다.
제1위상차층이 경사 연신된 필름인 경우에 있어서, 제1위상차층의 지상축은 편광자의 투과축에 대해 소정 범위의 각도를 가짐으로써 정면과 측면 모두에서 반사율을 낮추고, 측면에서 타원율을 높일 수 있다.
도 2을 참조하면, 편광자(110)의 투과축(110a)을 기준으로 제1위상차층(120)의 지상축(120a)이 이루는 각도(α1)는 +60° 내지 +80° 또는 -60° 내지 -80°의 각도로 기울어져 있을 수 있다. 상기 범위로 기울어짐으로써 제2위상차층의 지상축과 소정 각도를 만족함으로써 정면과 측면 모두에서 반사율을 낮출 수 있다. 바람직하게는, 상기 각도는 +62° 내지 +75° 또는 -62° 내지 -75°, 더 바람직하게는 +64° 내지 +70° 또는 -64° 내지 -70°가 될 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제1위상차층(120)은 제1접착층에 의해 편광자(110)에 접착될 수 있다. 제1접착층은 예를 들면 수계 접착제, 광경화형 접착제 중 1종 이상으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 제1접착층은 광경화형 접착제로 형성됨으로써, 보호필름과 편광자 간의 접착, 편광자와 제1위상차층 간의 접착을 1회의 광 조사에 의해 달성할 수 있어, 편광판의 제조 공정성을 개선할 수 있다.
일 구체예에서, 광경화형 접착제는 접착용 수지 및 광개시제를 포함할 수 있다. 접착용 수지는 에폭시계 수지, (메트)아크릴계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 에폭시계 수지는 지환족 에폭시기, 방향족 에폭시기, 수소화된 방향족 에폭시기, 지방족 에폭시기 중 1종 이상을 가질 수 있다. (메타)아크릴계 수지는 수산기 등을 포함하는 친수성 작용기, 장쇄 알킬기 또는 방향족기 등을 포함하는 소수성 작용기 중 1종 이상을 가질 수 있다. 에폭시계 수지, (메타)아크릴계 수지 각각은 단독으로 또는 2종 이상 배합되어 포함될 수 있다.
광개시제는 파장 300nm 내지 400nm의 광에 대해 흡수 작용을 가지며 이를 통해 반응을 개시하는 광개시제를 포함할 수 있다. 광개시제는 광 라디칼 개시제, 광 양이온 개시제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 광 라디칼 개시제는 광 조사에 의해 라디칼을 생성시켜 경화를 촉매하는 것으로, 페닐케톤계, 인계, 트리아진계, 아세토페논계, 벤조페논계, 티오크산톤계, 벤조인계, 옥심계 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 광 양이온 개시제는 광 조사에 의해 광 양이온을 생성시켜 경화를 촉매하는 것으로 오늄 이온인 양이온과 음이온의 오늄염을 포함할 수 있다. 광개시제는 접착층 중 0.1중량% 내지 10중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 접착층의 투명성 저하를 막고, 광 조사에 의한 편광자의 영향을 억제하고, 편광자와 보호 필름 간의 접착력을 높일 수 있다.
제1접착층은 두께가 0.1㎛ 내지 10㎛, 구체적으로 0.5㎛ 내지 5㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
제2위상차층
제2위상차층(130)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 110nm이다. 종래 편광판에서 정면 및 측면 반사율을 낮추기 위하여 편광자의 하부면에 1/2 위상차층 1/4 위상차층을 순차적으로 적층시킨다. 본 발명의 편광판에서 제2위상차층은 파장 550nm에서 1/4 위상차인 120nm 내지 150nm 대비 현저하게 다른 면내 위상차 80nm 내지 110nm를 갖는다. 이를 통해, 제1위상차층과 조합시 측면 및 정면에서 반사율을 현저하게 낮춤과 동시에 측면 특히 측면 60°에서 타원율(원편광도)을 최소 65% 이상으로 할 수 있다. 바람직하게는, 제2위상차층(130)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 85nm 내지 110nm, 90nm 내지 110nm가 될 수 있다.
제2위상차층(130)은 정파장 분산성으로서, 단파장 분산성이 1 내지 1.1, 장파장 분산성이 0.96 내지 1이 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1위상차층 대비 파장 분산성이 차이가 줄어들어 파장별 원편광도가 높아져 반사 성능을 좋게 할 수 있다. 바람직하게는, 제2위상차층은 단파장 분산성이 1 내지 1.06이고, 장파장 분산성이 0.97 내지 1이 될 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층(130)은 파장 450nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 110nm, 바람직하게는 85nm 내지 110nm, 더 바람직하게는 90nm 내지 110nm, 파장 650nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 110nm, 바람직하게는 85nm 내지 105nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제2위상차층의 단파장 분산성, 장파장 분산성에 용이하게 도달할 수 있다.
제2위상차층(130)은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -250nm 내지 -50nm, 바람직하게는 -150nm 내지 -60nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면에 대한 원편광도가 높아져 측면 반사율에 대한 효과가 있을 수 있다.
제2위상차층(130)은 파장 550nm에서 이축성 정도가 -2 내지 -0.1, 바람직하게는 -1.5 내지 -0.1, 더 바람직하게는 -0.5 내지 -0.1이 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면에 대한 원편광도가 개선되어 측면 반사율의 저하 효과를 얻을 수 있다.
제2위상차층(130)은 굴절률이 1.4 내지 1.6, 바람직하게는 1.5 내지 1.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1위상차층 대비 굴절률이 제어되어 투명성이 높아지는 효과가 있을 수 있다.
제2위상차층(130)은 하기 상술되는 제2위상차층용 조성물로 형성되며, 이때 코팅 방향 및/또는 코팅 방법 등을 제어함으로써, 제2위상차층의 지상축이 편광자의 투과축에 대해 소정 범위의 각도를 가짐으로써 정면과 측면 모두에서 반사율을 낮추고, 측면에서 타원율을 높일 수 있다.
도 2를 참조하면, 편광자(110)의 투과축(110a)을 기준으로 제2위상차층(130)의 지상축(130a)이 이루는 각도(α2)는 0° 내지 +10° 또는 0° 내지 -10°가 될 수 있다. 상기 범위로 기울어짐으로써 제2위상차층의 지상축과 소정 각도를 만족함으로써 정면과 측면 모두에서 반사율을 낮출 수 있다. 바람직하게는, 상기 각도는 +6° 내지 +8° 또는 -6° 내지 -8°가 될 수 있다.
일 구체예에서, 도 2를 참조하면, 제1위상차층(120)의 지상축(120a)과 제2위상차층(130)의 지상축(130a)이 이루는 각도는 50° 내지 70°, 바람직하게는 57° 내지 70°, 더 바람직하게는 57° 내지 67°가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 원편광도가 높아지는 효과가 있을 수 있다.
제2위상차층(130)은 두께가 2㎛ 내지 8㎛, 바람직하게는 3㎛ 내지 7㎛, 더 바람직하게는 3.5㎛ 내지 6㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제2위상차층의 필름 전폭에 대해 균일한 두께 방향 위상차가 잘 발현될 수 있고, 편광판의 박막화 효과를 얻을 수 있다.
제2위상차층(130)은 파장 270nm 내지 340nm에서 광 투과율이 80% 이상이다. 바람직하게는, 제2위상차층은 290nm 내지 340nm, 더 바람직하게는 파장 300nm에서 광 투과율이 80% 이상이다. 상기 범위에서, 편광자와 제1위상차층 간의 박리력을 높여 편광자와 제1위상차층 간의 박리가 없도록 하고, 편광자와 보호 필름 간의 접착력을 높여 편광자와 보호 필름 간의 박리가 없도록 할 수 있다. 상기 광 투과율은 바람직하게는 80% 내지 100%, 더 바람직하게는 85% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 "파장 300nm"는 편광자와 제1위상차층 간의 박리력, 편광자와 보호 필름 간의 접착력을 좋게 하기 위하여 특별히 고려되었다.
제2위상차층(130)은 파장 200nm 이상 파장 270nm 미만에서 광 투과율이 20% 이하, 예를 들면 10% 이하, 0% 내지 8%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 외부광 중 제2위상차층에 도달한 광의 투과율을 낮춤으로써 해당 파장의 광에 의한 발광소자 패널의 손상을 억제할 수 있다. 구체적으로, 제2위상차층은 파장 200nm 이상 파장 250nm 미만에서 광 투과율이 10% 이하, 파장 250nm 이상 파장 270nm 미만에서 광 투과율이 5% 이하, 3% 이하가 될 수 있다.
제2위상차층(130)은 상술한 파장 550nm에서 면내 위상차와 상술한 파장 270nm 내지 340nm에서 광 투과율을 확보하기 위하여 비 액정층으로서, 하기 상술되는 제2위상차층용 조성물로 형성된다.
이하, 제2위상차층용 조성물을 설명한다.
제2위상차층은 비-액정층이 될 수 있다. 제2위상차층을 액정으로 할 경우 액정을 일정 각도로 배향하기 위해 필요한 배향막이 편광판에 필수적으로 포함되어야 하고, 이로 인하여 이물이 발생할 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층용 조성물은 비-액정성으로서, 셀룰로스 에스테르계 중합체를 포함한다. 이하, 셀룰로스 에스테르계 중합체를 설명한다.
본 명세서에서 '중합체'는 올리고머, 폴리머, 또는 수지를 포함하는 의미로 사용된다.
셀룰로스 에스테르계 중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 바와 같이 셀룰로스를 이루는 당 단량체의 수산기[C2의 수산기, C3의 수산기 또는 C6의 수산기] 중 적어도 일부가 치환된 단위가 중합된 중합체를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, n은 1 이상의 정수)
셀룰로스 에스테르계 중합체를 위한 치환기는 각각 할로겐, 니트로, 알킬(예: 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알킬기), 알케닐(예:탄소수 2 내지 20의 알케닐기), 시클로알킬(예:탄소수 3 내지 탄소수 10의 시클로알킬기), 아릴(예: 탄소수 6 내지 탄소수 20의 아릴기), 헤테로 아릴(예: 탄소수 3 내지 탄소수 10의 아릴기), 알콕시(예: 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알콕시기), 아실, 할로겐 함유 작용기 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 치환기는 동일하거나 다를 수 있다.
상기 "아실"은 당업자에게 알려진 바와 같이 R-C(=O)-*(*은 연결 부호, R은 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 탄소수 20의 시클로알킬, 탄소수 6 내지 탄소수 20의 아릴 또는 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬)이 될 수 있다. 상기 "아실"은 셀룰로스에서 에스테르 결합을 통해(산소 원자를 통해) 셀룰로스의 고리에 결합된다.
상기 "알킬", "알케닐", "시클로알킬", "아릴", "헤테로아릴", "알콕시", "아실"은 각각 편의상 할로겐을 포함하지 않는 비-할로겐계이다. 제2위상차층용 조성물은 상기 셀룰로스 에스테르계 단독 또는 상기 셀룰로스 에스테르계가 혼합되어 포함될 수도 있다.
상기 "할로겐"은 플루오린(F), Cl, Br 또는 I를 의미하고, 바람직하게는 F를 의미한다.
상기 "할로겐 함유 작용기"는 1개 이상의 할로겐을 함유하는 유기 작용기로서, 방향족, 지방족 또는 지환족 작용기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 할로겐 함유 작용기는 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알킬기, 할로겐 치환된 탄소수 2 내지 탄소수 20의 알케닐기, 할로겐 치환된 탄소수 2 내지 20의 알키닐기, 할로겐 치환된 탄소수 3 내지 탄소수 10의 시클로알킬기, 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 탄소수 20 알콕시기, 할로겐 치환된 아실기, 할로겐 치환된 탄소수 6 내지 탄소수 20의 아릴기, 또는 할로겐 치환된 탄소수 7 내지 탄소수 20의 아릴알킬기를 의미할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 "할로겐 치환된 아실기"는 R'-C(=O)-*(*은 연결 부호, R'은 할로겐 치환된 탄소수 1 내지 탄소수 20의 알킬기, 할로겐 치환된 탄소수 3 내지 탄소수 20의 시클로알킬, 할로겐 치환된 탄소수 6 내지 탄소수 20의 아릴 또는 할로겐 치환된 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬)이 될 수 있다. 상기 "할로겐 치환된 아실기"는 셀룰로스에서 에스테르 결합을 통해(산소 원자를 통해) 셀룰로스의 고리에 결합된다.
바람직하게는, 제2위상차층용 조성물은 할로겐 또는 할로겐 함유 작용기로 치환된 셀룰로스 에스테르계 중합체를 포함할 수 있다. 더 바람직하게는 상기 할로겐은 플루오린이 될 수 있다. 할로겐은 셀룰로스 에스테르계 중합체 중 1중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 물성을 갖는 제2위상차층 제조가 용이할 수 있으며, 원편광도(타원율)을 좀 더 높일 수 있다.
상기 셀룰로스 에스테르계 중합체는 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조되거나 상업적으로 판매되는 제품을 구입하여 제2위상차층 제조에 사용될 수 있다. 예를 들면, 치환기로서 아실을 갖는 셀룰로스 에스테르계 중합체는 상술 화학식 1의 셀룰로스를 이루는 당 단량체 또는 당 단량체의 중합체에 트리플루오로아세트산, 트리플루오로아세트산 무수물을 반응시키거나 또는 트리플루오로아세트산, 트리플루오로아세트산 무수물을 반응시킨 다음 아실화제(예를 들면, 카르복실산의 무수물, 또는 카르복실산)를 추가로 반응시키거나, 또는 트리플루오로아세트산 또는 트리플루오로아세트산 무수물 및 아실화제를 함께 반응시켜 제조될 수 있다.
제2위상차층용 조성물은 상술한 셀룰로스 에스테르계 중합체 이외에 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제는 파장 분산성을 조절하는 역할을 할 수 있다. 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제로는 2-나프틸벤조에이트, 안트라센, 페난트렌, 2,6-나프탈렌다이카르복실산 다이에스테르 등을 포함할 수 있다. 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제는 제2위상차층용 조성물 중 0.1중량% 내지 30중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 위상차 발현율, 파장 분산성을 조절하는 효과가 있다.
제2위상차층용 조성물은 당업자에게 알려진 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제는 안료, 산화 방지제 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에서, 제2위상차층은 자외선 흡수제, 예를 들면 파장 250nm 내지 400nm에서 최대 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제를 포함하지 않을 수 있다. 제2위상차층은 자외선 흡수제를 포함하지 않더라도 하기 상술되는 보호 필름에 의해 발광소자 패널의 외부광에 의한 손상을 억제할 수 있다.
도 2에서 도시되지 않았지만, 제2위상차층(130)의 하부면에는 점착층 또는 접착층이 형성되어 편광판을 광학표시장치의 소자 예를 들면 발광소자패널에 적층시킬 수 있다.
제1위상차층과 제2위상차층의 적층체
제1위상차층과 제2위상차층의 적층체는 파장 550nm에서 면내 위상차가 120nm 내지 200nm, 바람직하게는 140nm 내지 180nm가 될수 있다. 상기 범위에서, 반사율을 낮추고, 원편광도를 높일 수 있다.
제1위상차층과 제2위상차층의 적층체는 제1위상차층에 제2위상차층용 조성물을 코팅한 후 제1위상차층의 MD에 대해 경사 연신시켜 제조될 수 있다. 구체적으로 미연신된 또는 경사 연신된 제1위상차층 또는 제1위상차층용 필름에 제2위상차층용 조성물을 코팅하여 제2위상차층을 위한 도막을 형성하고 제1위상차층 또는 제1위상차층용 필름의 MD에 대해 MD 또는 경사 방향으로 연신시킴으로써 상기 적층체를 제조할 수 있다. 바람직하게는, 제1위상차층과 제2위상차층은 제1위상차층 또는 제1위상차층용 필름의 MD에 대해 경사 방향으로 연신됨으로써 본 발명의 제1위상차층과 제2위상차층의 위상차를 구현할 수 있다.
편광자
편광자(110)는 입사된 자연광 또는 편광을 중 특정 방향의 직선 편광으로 변환시키는 것으로, 폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름으로부터 제조될 수 있다. 구체적으로, 편광자(110)는 상기 고분자 필름을 요오드나 이색성 염료를 염색시키고, 이를 MD(machine direction)로 연신시켜 제조될 수 있다. 구체적으로, 팽윤 과정, 염색 단계, 연신 단계, 가교 단계를 거쳐 제조될 수 있다.
편광자(110)는 전광선 투과율이 40% 이상, 예를 들면 40% 내지 47%, 편광도가 99% 이상, 예를 들면 99% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1위상차층, 제2위상차층과 조합시 반사 방지 성능을 높일 수 있다.
편광자(110)는 두께가 2㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 4㎛ 내지 25㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 편광판에 사용될 수 있다.
일 구체예에서, 편광자(110)는 파장 270nm 내지 340nm에서 최대 광 투과율이 80% 이상이다. 바람직하게는, 편광자는 파장 300nm에서 광 투과율이 80% 이상이다. 상기 범위에서, 편광자와 제1위상차층 간의 박리력을 높여 편광자와 제1위상차층 간의 박리가 없도록 하고, 편광자와 보호 필름 간의 접착력을 높여 편광자와 보호 필름 간의 박리가 없도록 할 수 있다.
보호 필름
보호 필름(140)은 편광자(110)의 상부면에 형성됨으로써, 편광자를 외부 환경으로부터 보호하고, 편광판의 기계적 강도를 높이는 효과가 더 있을 수 있다.
보호 필름(140)은 편광자를 외부 환경으로부터 보호하는데, 광학적 투명 필름으로서, 예를 들면 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트(PET), 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있다. 구체적으로, TAC, PET 필름을 사용할 수 있다.
보호 필름(140)은 자외선 흡수제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 보호 필름(140)은 파장 250nm 내지 400nm에서의 최대 광 흡수 효과가 있는 자외선 흡수제를 포함할 수 있다. 이를 통해, 편광판을 광학표시장치에 적용시 보호 필름이 최 외곽에 노출시켰을 때 외부광에 의한 발광소자의 손상을 차단할 수 있다.
자외선 흡수제는 상술 파장 250nm 내지 400nm에서 최대 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 벤조트리아졸계, 트리아진계, 벤조트리아진계, 벤조페논계 중 1종 이상, 바람직하게는 벤조트리아졸계를 포함할 수 있다. 벤조트리아졸계, 트리아진계, 벤조트리아진계, 벤조페논계 각각의 자외선 흡수제는 당업자에게 알려진 통상의 종류를 채용할 수 있다.
보호 필름(140)은 자외선 흡수제를 0.10중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 발광소자의 외부광에 의한 손상을 억제하고, 보호 필름의 투명성 저하를 방지하며, 자외선 흡수제의 블리드 아웃을 막을 수 있다.
보호 필름(140)은 상술 파장에서 최대 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제를 포함하고, 제2위상차층(130)은 파장 200nm 이상 파장 270nm 미만에서 광 투과율이 20% 이하, 예를 들면 10% 이하, 예를 들면 4% 내지 8%이 됨으로써, 외부광에 의한 발광소자 패널의 손상을 억제할 수 있다.
보호 필름(140)은 두께가 5㎛ 내지 70㎛, 구체적으로 15㎛ 내지 45㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 편광판에 사용할 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 보호 필름(140)의 상부면에는 기능성 코팅층이 형성되어 편광판에 추가 기능을 제공할 수 있는데, 예를 들면 기능성 코팅층은 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층 등이 될 수 있고, 이들은 단독 또는 2종 이상으로 적층되어 형성될 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 보호 필름(140)은 편광자(110)에 제2접착층을 통해 접착될 수 있다. 제2접착층은 수계 접착제, 광경화형 접착제 중 1종 이상으로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 제2접착층은 광경화형 접착제로 형성됨으로써, 보호필름과 편광자 간의 접착, 편광자와 제1위상차층 간의 접착을 1회의 광 조사에 의해 달성할 수 있어, 편광판의 제조 공정성을 개선할 수 있다.
일 구체예에서, 광경화형 접착제는 상술한 제1접착층을 형성하는 접착제 조성물로 형성될 수 있다. 일 구체예에서, 광개시제는 파장 300nm 내지 400nm의 광에 대해 흡수 작용을 가지며 이를 통해 반응을 개시하는 광개시제를 포함할 수 있다. 광개시제는 광 라디칼 개시제, 광 양이온 개시제 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
제2접착층은 두께가 0.1㎛ 내지 10㎛, 구체적으로 0.5㎛ 내지 5㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명 일 실시예의 편광판의 제조 방법을 설명한다.
편광판은 편광자의 상부면에 제2접착제를 도포하고 보호 필름을 합지하고; 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체를 제조하고; 편광자의 하부면에 제1접착제를 도포하고 상기 제조한 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체를 합지하고 이때 편광자의 하부면에 제1위상차층이 합지되도록 하고; 제2위상차층 하부면 쪽에서 보호 필름 쪽으로 광을 조사함으로써 제1접착제와 제2접착제를 경화시킴으로써 제조될 수 있다.
상기 광 조사시 광 조사량, 광 조사 파장은 제1접착제, 제2접착제에 포함되는 광 개시제의 종류에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 예를 들면, 파장 200nm 내지 400nm에서 100mJ/cm2 내지 1,000mJ/cm2의 광을 금속 할라이드 램프 등으로 조사할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예의 편광판의 제조 방법을 설명한다.
편광판은 편광자의 상부면에 제2접착제를 도포하고 보호 필름을 합지하고; 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체를 제조하고; 편광자의 하부면에 제1접착제를 도포하고 상기 제조한 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체를 합지하고 제1접착제를 경화시키고 이때 편광자의 하부면에 제1위상차층이 합지되도록 하고; 제2위상차층 하부면 쪽에서 보호 필름 쪽으로 광을 조사함으로써 제2접착제를 경화시킴으로써 제조될 수 있다. 제1접착제는 수계 접착제인 것을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예의 편광판의 제조 방법과 동일하다.
이하, 본 발명의 다른 실시예의 편광판을 설명한다.
본 실시예의 편광판은 보호 필름, 편광자, 제1위상차층, 제2위상차층이 순차적으로 적층되고, 제1위상차층은 하부면에 프라이머층이 추가로 형성될 수 있다. 프라이머층은 제1위상차층, 제2위상차층에 직접적으로 형성되어 있다. 프라이머층은 제1위상차층의 하부면에 직접적으로 형성됨으로써 제2위상차층이 고 밀착력으로 형성되도록 하고 롤투롤 방법으로 제1위상차층의 블록킹 문제를 해결함으로써 제1위상차층에 제2위상차층의 적층체가 잘 형성되도록 할 수 있다. 특히, 제1위상차층이 고리형 폴리올레핀계 필름일 경우 고리형 폴리올레핀계 필름은 블록킹이 되어 롤투롤로 제2위상차층 형성이 어려운데, 프라이머층을 형성함으로써 제2위상차층의 형성시 공정성을 높일 수 있다.
이하, 프라이머층을 상세히 설명한다.
일 구체예에서, 프라이머층은 입자를 포함할 수 있다. 프라이머층의 입자 크기를 조절함으로써, 상술한 제1위상차층에 대한 제2위상차층의 밀착력 개선, 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체의 형성시 공정성 개선 효과를 높일 수 있다. 일 구체예에서, 입자의 평균 입경(D50)은 프라이머층의 두께 대비 작은데, 예를 들면 1nm 내지 500nm, 바람직하게는 100nm 내지 300nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 블록킹 개선 효과, 제1위상차층에 대한 제2위상차층의 밀착력 개선 효과를 얻을 수 있다. 상기 입자는 구형 또는 비구형으로서 형상에 제한을 두지 않으며, 바람직하게는 구형 입자일 수 있다. 상기 입자는 규소 산화물(예: 실리카), 티타늄 산화물(예: TiO2) 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
입자는 프라이머층 중 10중량% 내지 50중량%, 구체적으로 10중량% 내지 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 제1위상차층의 권취시 블록킹성을 개선 효과 및 제1위상차층과 제2위상차층의 밀착력을 높일 수가 있을 수 있다.
프라이머층은 상기 입자 및 경화성 수지를 포함하는 조성물을 코팅 후 경화시킴으로써 형성될 수 있다. 경화성 수지는 열경화성 수지, 광경화성 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다. 예를 들면, 변성 또는 비변성의, 아크릴계, 에틸렌계, 프로필렌계 등을 포함하는 올레핀계 등을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다.
프라이머층은 상기 입자의 평균 입경보다는 크고, 두께가 100nm 내지 500nm, 구체적으로 150nm 내지 300nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 블록킹 개선 효과, 밀착성 개선 효과 및 편광판의 박막화 효과를 얻을 수 있다.
다른 구체예에서, 프라이머층은 상술한 입자 없이 상기 경화성 수지를 포함하는 조성물을 코팅 후 경화시킴으로써 형성될 수 있다.
이하, 본 발명 또 다른 실시예의 편광판을 도 3을 참고하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 편광판은 보호 필름(140), 편광자(110), 제3위상차층(150), 제1위상차층(120), 제2위상차층(130)을 포함한다. 편광자(110)와 제1위상차층(120) 사이에 제3위상차층(150)이 추가로 형성된 점을 제외하고는 도 1의 편광판과 실질적으로 동일하다.
제3위상차층(150)이 편광자(110)와 제1위상차층(120) 사이에 추가로 형성됨으로써, 측면 반사율의 개선 효과를 더 구현할 수 있다.
제3위상차층(150)은 nz>nx≒ny(nx, ny, nz는 각각 파장 550nm에서 제3위상차층의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향의 굴절률이다)인 포지티브 C 층을 포함한다.
일 구체예에서, 제3위상차층은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -300nm 내지 0nm, 예를 들면 -200nm 내지 -30nm가 될 수 있다. 제3위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 0nm 내지 10nm, 예를 들면 0nm 내지 5nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상술한 정면 반사율의 저감 효과를 구현할 수 있다.
일 구체예에서, 제3위상차층은 액정층으로 형성될 수 있다. 액정층은 상술한 두께 방향 위상차를 구현하도록 알려진 통상의 물질로 형성될 수 있다.
다른 구체예에서, 제3위상차층은 상술한 제2위상차층을 형성하는 조성물로 형성될 수도 있다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명 실시예의 편광판을 포함한다. 광학표시장치는 유기발광소자(OLED) 표시장치, 액정표시장치를 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 유기발광소자 표시장치는 플렉서블형 기판을 포함하는 유기발광소자
패널, 상기 유기발광소자 패널 상에 적층된 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 유기발광소자 표시장치는 비-플렉서블형 기판을 포함하는 유기발광소자 패널, 상기 유기발광소자 패널 상에 적층된 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 1
폴리비닐알코올 필름(PS#60, 일본 Kuraray社, 연신 전 두께:60㎛)을 55℃ 요오드 수용액에서 6배로 연신하여 광 투과율 45%의 편광자를 제조하였다.
고리형 폴리올레핀(COP)계 필름(Zeon社, ZD film)의 하부면에 제2위상차층을 형성하기 위한 조성물[트리플루오로아세틸 치환된 셀룰로스 에스테르계 중합체를 포함하는 비액정성 조성물, 플루오린은 상기 셀룰로스 에스테르계 중합체 중 5중량%로 포함됨]을 도포하여 제2위상차층을 형성하기 위한 도막을 형성하였다. 상기 트리플루오로아세틸 치환된 셀룰로스 에스테르계 중합체는 비치환된 셀룰로스에 트리플루오로아세트산 및 트리플루오로아세트산 무수물을 첨가하고 반응 및 중합하여 제조되었다.
상기 도막을 건조시킨 다음, 상기 도막과 COP계 필름의 적층체를 COP계 필름의 MD 기준으로 45° 방향에서 135℃에서 연신비 2배로 경사 연신시켜, 하기 표 1의 사양을 갖는 제1위상차층(정파장 분산성)과 제2위상차층(정파장 분산성)의 적층체를 제조하였다.
상기 제조한 편광자의 상부면에 광 경화형 접착제를 도포하고 편광자의 상부면에 보호 필름으로 PET(TA044, Toyobo社, UV 흡수제를 포함하여 파장 300nm에서 광 투과율이 0%)을 합지하고, 편광자의 하부면에 광 경화형 접착제를 도포하고 편광자의 하부면에 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체를 합지하고, 제2위상차층의 하부면 쪽에서 보호 필름 방향으로 UV를 조사하여, 편광판을 제조하였다. 상기 광 경화형 접착제는 모두 파장 300nm 내지 400nm에서 광을 흡수하는 광개시제를 포함한다.
실시예 2
실시예 1에서 셀룰로스 에스테르계 중합체 중합시 프로피온산 무수물을 추가로 사용하여 제조된 셀룰로스 에스테르계 중합체를 포함시켜 제2위상차층용 조성물을 제조하였다. 제조한 제2위상차층용 조성물을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 편광판을 제조하였다.
실시예 3
실시예 1에서, 연신비, 연신 온도 등을 변경하여 제1위상차층과 제2위상차층의 위상차를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 편광판을 제조하였다.
실시예 4
실시예 1에서, 연신비, 연신 온도 등을 변경하여 제1위상차층과 제2위상차층의 위상차를 하기 표 1과 같이 변경하고, 제1위상차층 하부면에 프라이머층[변성 프로필렌계 수지와 아크릴계 수지의 혼합물에 평균 입경 300nm의 실리카 입자를 혼합하여 제조, 프라이머층 중 실리카 입자의 함량은 10중량%, 프라이머층의 두께:500nm]을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 편광판을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서, 제2위상차층을 형성하기 위한 조성물로서 폴리스티렌과 2-나프틸벤조에이트를 포함하는 조성물(조성물 중 2-나프틸벤조에이트는 20중량%로 포함됨)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 편광판을 제조하였다.
비교예 2
실시예 1에서, 제2위상차층을 형성하기 위한 조성물로서 액정 조성물(비스티렌계로서 하기 화학식 2의 화합물을 포함)으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 편광판을 제조하였다.
[화학식 2]
비교예 3 내지 비교예 6
실시예 1에서, 연신비, 연신 온도 등을 변경하여 제1위상차층과 제2위상차층의 위상차를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 편광판을 제조하였다.
제1위상차층, 제2위상차층의 위상차 Re, Rth, NZ는 Axoscan (Axometry社)를 사용하여 파장 550nm에서 측정하였다.
실시예와 비교예의 편광판을 가지고 아래 물성을 평가하고 하기 표 1에 나타내었다.
(1)보호 필름, 제1위상차층, 제2위상차층의 광 투과율(단위:%, ＠파장 300nm 또는 330nm): 보호 필름, 제1위상차층, 제2위상차층 각각에 대해 파장 200 내지 400nm에서 광 투과율을 Jasco社 V650 측정 장치를 사용해서 측정하였다.
(2)층간 박리 여부: 편광판 중 편광자와 보호 필름 간에 박리, 편광자와 제1위상차층 간의 박리가 있는지 여부를 Cross-Cut 방법을 사용해서 평가하였다. 편광판을 길이 x 폭(10cm x 10cm)의 정사각형 모양으로 절단하고, 편광판 중 제2위상차층 하부면에 밀착 테이프(Nitto사 Ichibang)를 붙였다. 가로 10줄, 세로 10줄로 제1위상차층까지 절단되도록 제작하였다. 밀착 테이프를 탈착시켰을때 100개의 시편 중 박리가 전혀 없는 경우 "○", 박리가 조금이라도 있는 경우 "×"로 평가하였다.
(3)원 편광도(단위:%): 미국 Axoscan 장비로 편광판에 대해 정면(0°)에서 광을 투과하여 원편광도(타원율)를 측정하였다. 동일한 방법으로 편광판에 대해 측면 60°에서 360° 회전하여 원 편광도를 측정하였다. 측면 60°에서의 원 편광도 중 최소값을 표 1에 기재하였다.
(4)반사율(단위:%): 반사율은 일본 Instrument Systems사(Konica Minolta group) DMS 803을 사용하여 측정하였다. Instrument Systems사(Konica Minolta group) DMS 803에 제공되는 화이트판 기준에 대해 측정한 후, Angular Scan 기능을 활용하여, luminance, contrast를 측정하였다. 패널(Glass 기판) 위에 실시예, 비교예의 편광판을 감압 접착제로 붙이고 정면 및 측면에 대해 반사율 값을 구한다. Theta는 5° 단위로 측정하여, 정면 0°와 측면 60°에서의 spectral transmittance/reflectance(SCE) 값을 구해서 반사율을 측정하였다.
[표 1]
*각도 1: 편광자의 투과축에 대해 제1위상차층의 지상축이 이루는 각도
*각도 2: 편광자의 투과축에 대해 제2위상차층의 지상축이 이루는 각도
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 편광판은 편광자와 보호필름, 편광자와 제1위상차층 간의 층간 박리가 없어 신뢰성이 우수하였고, 원편광도가 높고 반사율이 낮아서 화면품질이 개선될 수 있다.
반면에, 본 발명의 파장 270nm 내지 340nm에서 광 투과성이 아닌 비교예 1, 본 발명의 광 투과성이 아닌 비교예 2는 박리의 문제점이 있었다.
또한, 본 발명의 제2위상차층의 이축성 정도를 만족하지 못하는 비교예 2, 본 발명의 제1위상차층과 제2위상차층 각각의 면내 위상차를 만족하지 못한 비교예 3 내지 비교예 6은 정면, 측면 반사율이 상승하며 원편광도가 65% 미만이 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (19)

  1. 편광자, 상기 편광자의 상부면에 적층된 보호 필름, 및 상기 편광자의 하부면에 순차적으로 적층된 제1위상차층과 제2위상차층을 포함하고;
    상기 제1위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 240nm이고;
    상기 제2위상차층은 파장 550nm에서 면내 위상차가 80nm 내지 110nm이고 파장 550nm에서 이축성 정도가 -2 내지 -0.1이고;
    상기 제2위상차층은 파장 270nm 내지 340nm에서 광 투과성인 것인, 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 파장 290nm 내지 340nm에서 광 투과율이 80% 이상인 것인, 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 파장 290nm 내지 340nm에서 광 투과율이 60% 이상인 것인, 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보호 필름은 자외선 흡수제를 포함하는 것인, 편광판.
  5. 제4항에 있어서, 상기 자외선 흡수제는 파장 250nm 내지 400nm에서 최대 흡수 피크를 갖는 자외선 흡수제를 포함하고,
    상기 제2위상차층은 파장 200nm 이상 파장 270nm 미만에서 광 투과율이 20% 이하인 것인, 편광판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 제1접착층에 의해 상기 편광자에 접착되고,
    상기 보호 필름은 제2접착층에 의해 상기 편광자에 접착되고,
    상기 제1접착층, 상기 제2접착층 중 1종 이상은 파장 300nm 내지 400nm의 광을 흡수하는 광 개시제를 포함하는 광경화형 접착제에 의해 형성된 것인, 편광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층과 상기 제2위상차층의 적층체는 파장 550nm에서 면내 위상차가 120 nm 내지 200nm인 것인, 편광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 투과축을 기준으로 상기 제1위상차층의 지상축이 이루는 각도는 +60° 내지 +80° 또는 -60° 내지 -80°인 것인, 편광판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 투과축을 기준으로 상기 제2위상차층의 지상축이 이루는 각도는 0° 내지 +10° 또는 0° 내지 -10°인 것인, 편광판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 정파장 분산성이고, 상기 제2위상차층은 정파장 분산성인 것인, 편광판.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 단파장 분산성이 1 내지 1.1, 장파장 분산성이 0.96 내지 1인 것인, 편광판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 경사 연신된 수지 필름을 포함하는 것인, 편광판.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 비 액정층이고 셀룰로오스 에스테르계 코팅층을 포함하는 것인, 편광판.
  14. 제13항에 있어서, 상기 셀룰로오스 에스테르계 코팅층은 할로겐 치환된 셀룰로오스 에스테르계 중합체를 포함하는 코팅층용 조성물로 형성되는 것인, 편광판.
  15. 제14항에 있어서, 상기 할로겐은 플루오린인 것인, 편광판.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 두께가 2㎛ 내지 8㎛인 것인, 편광판.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 하부면에 프라이머층이 더 형성된 것인, 편광판.
  18. 제1항에 있어서, 상기 편광자와 상기 제1위상차층 사이에 포지티브 C 플레이트가 더 형성된 것인, 편광판.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.


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