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KR20120077196A - 광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이 - Google Patents

광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이 Download PDF

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KR20120077196A
KR20120077196A KR1020100139072A KR20100139072A KR20120077196A KR 20120077196 A KR20120077196 A KR 20120077196A KR 1020100139072 A KR1020100139072 A KR 1020100139072A KR 20100139072 A KR20100139072 A KR 20100139072A KR 20120077196 A KR20120077196 A KR 20120077196A
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KR
South Korea
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compensation layer
liquid crystal
film
optical film
crystal display
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Application number
KR1020100139072A
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English (en)
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이문연
조현
김현기
정해룡
라종규
Original Assignee
제일모직주식회사
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Filing date
Publication date
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Priority to PCT/KR2011/009273 priority patent/WO2012091304A2/ko
Priority to TW100149390A priority patent/TWI485488B/zh
Publication of KR20120077196A publication Critical patent/KR20120077196A/ko
Priority to US13/931,835 priority patent/US20130286330A1/en
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Abstract

본 발명의 광학필름은 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n1x, n1y)과 두께 방향의 굴절율(n1z)이 n1z>n1x>n1y인 제1보상층과 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n2x, n2y)과 두께 방향의 굴절율(n2z)이 n2x>n2y>n2z인 제2보상층을 포함함에 그 특징이 있다.
본 발명의 광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이는 액정 디스플레이의 측면 시야각을 크게 개선할 수 있으며, 수직배향 모드용 광학필름을 수평배향 모드용 광학필름으로 전용함으로써 대량생산이 가능하고 생산단가를 낮출 수 있다.

Description

광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이{Optical film and liquid crystal display including the same}
본 발명은 광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시야각을 개선하고, 대량생산이 가능하고 제조비용을 낮출 수 있는 광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.
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 액정층이 봉입된 구조를 취한다. 상기 어레이 기판과 칼라필터 기판에 존재하는 전극에 전기장을 인가하면 그 사이에 봉입된 액정층의 액정 분자의 배열이 변하게 되고, 이를 이용해 영상을 표시하게 된다. 한편, 어레이 기판과 칼라필터 기판의 외측에는 편광필름(편광판)이 구비되어 있다. 편광필름은 백라이트로부터 입사되는 빛 및 액정층을 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.
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. 그러나 이러한 광시야각 기술도 시야각 문제를 근본적으로 해결한 것은 아니어서 시야각을 개선한 보상필름이 사용되고 있다.
수직배향 모드와 수평배향 모드는 사용되는 액정이 다르고 굴절율, 배향방향 등의 물리적, 광학적 성질이 달라서 시야각 개선을 위해 채용되는 보상필름은 전혀 다른 광학적 특성을 나타낸다. 따라서, 보상필름을 포함하는 편광판의 제조가 별개로 이루어져 대량생산이 용이하지 않고 그 관리가 어려우며 생산 단가를 상승시키는 요인이 되고 있다. 또한, 여전히 시야각 문제를 개선하기 위한 보상필름 내지 편광필름이 필요하다.
본 발명의 하나의 목적은 액정 디스플레이의 시야각을 크게 개선할 수 있는 광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대량생산이 용이하고 생산단가를 낮출 수 있는 광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 광학필름에 관한 것이다. 상기 광학필름은 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n1x, n1y)과 두께 방향의 굴절율(n1z)이 n1z>n1x>n1y인 제1보상층과 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n2x, n2y)과 두께 방향의 굴절율(n2z)이 n2x>n2y>n2z인 제2보상층을 포함함에 그 특징이 있다.
구체예에서, 상기 제1보상층은 다음 화학식 1의 폴리이미드계 공중합체를 또는 다음 화학식 2의 변성 폴리스티렌계 공중합체를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
여기서, M, N은 자연수.
[화학식 2]
Figure pat00002
여기서, n, m은 자연수.
구체예에서, 상기 제1보상층의 Re는 90nm ~ 150nm, Rth는 100nm ~ 140nm, Nz는 -1.0 ~ -0.5일 수 있다.
구체예에서, 상기 제2보상층은 셀룰로오스계 또는 COP계를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 제2보상층의 일면에 적층된 편광층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 액정 디스플레이에 관한 것이다. 상기 액정 디스플레이는 제1기판과 제2기판 사이에 봉입된 액정을 포함하는 액정패널, 상기 제1기판의 일면에 적층된 제1보상층과 제2보상층으로 이루어진 보상층과 상기 보상층의 일면에 적층된 제1편광층을 포함하는 제1광학필름 및 상기 제2기판의 일면에 적층된 제2편광층을 포함하는 제2광학필름을 포함하되, 상기 제1보상층은 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n1x, n1y)과 두께 방향의 굴절율(n1z)이 n1z>n1x>n1y이고, 상기 제2보상층은 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n2x, n2y)과 두께 방향의 굴절율(n2z)이 n2x>n2y>n2z인 것을 특징으로 한다.
구체예에서, 상기 제1보상층은 상기 화학식 1의 폴리이미드계 공중합체 또는 상기 화학식 2의 변성 폴리스티렌계 공중합체를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 제1보상층의 Re는 90nm ~ 150nm일 수 있고, Rth는 100nm ~ 140nm일 수 있으며, Nz는 -1.0 ~ -0.5일 수 있다.
구체예에서, 상기 제1보상층의 지연축, 상기 제2보상층의 지연축 및 상기 제1편광층의 투과축이 서로 평행할 수 있다.
구체예에서, 상기 제2보상층은 셀룰로오스계 또는 COP계를 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 액정은 수평배향 모드 액정일 수 있다.
본 발명의 광학필름 및 이를 포함하는 액정 디스플레이는 액정 디스플레이의 시야각을 크게 개선할 수 있으며, 수직배향 모드용 광학필름을 수평배향 모드용 광학필름으로 전용함으로써 대량생산이 가능하고 생산단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 광학필름의 광학적 성질을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 액정 디스플레이를 나타낸 단면도이다.
도 3은 제1광학필름의 광학축을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 수직배향모드용 광학필름을 수평배향 모드용 광학필름으로 전용하는 방법을 나타낸 개략 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 각각 실시예1, 실시예2 및 비교예1의 구성을 갖는 액정 디스플레이의 암(Black) 상태 휘도를 나타낸 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 광학필름에 관한 것이다. 도 1에 도시된 것과 같이, 상기 광학필름은 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n1x, n1y)과 두께 방향의 굴절율(n1z)이 n1z>n1x>n1y인 제1보상층(도 1(A))과 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n2x, n2y)과 두께 방향의 굴절율(n2z)이 n2x>n2y>n2z인 제2보상층(도 1(B))을 포함함에 그 특징이 있다. 구체예에서, 상기 광학필름은 액정 디스플레이용 보상필름일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 광학필름은 수평배향 모드 액정을 포함하는 액정 디스플레이용 보상필름일 수 있으며, 편광층(편광필름), 보호층(보호필름) 등을 더 포함하는 광학필름일 수 있다.
상기 제1보상층의 재질로 다음 화학식 1의 폴리이미드계 공중합체 또는 화학식 2의 변성 폴리스티렌계 공중합체를 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 특성을 보이는 다른 재료가 사용될 수도 있음은 물론이다.
[화학식 1]
Figure pat00003
여기서, M, N은 자연수.
[화학식 2]
Figure pat00004
여기서, n, m은 자연수.
상기 제2보상층의 재질로 셀룰로오스계 또는 COP(Cyclo-olefin polymer)계를 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 특성을 보이는 다른 재료가 사용될 수도 있음은 물론이다.
상기 셀룰로오스계 수지로는 트리아세틸 셀룰로오스(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP) 등을 들 수 있다. 그 밖에 폴리노르보르넨 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리술폰 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리비닐알코올 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리염화비닐리덴 수지나, 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
보상필름은 광학축의 갯수에 따라 일축성(uniaxial)과 이축성(biaxial)로 나뉜다. 즉, 광학축이 1개인 경우에는 일축성, 2개인 경우는 이축성으로 불린다. 또한, 광축 방향의 굴절율과 다른 방향의 굴절율의 크기에 따라 포지티브와 네거티브로 불린다. 즉, 광학축 방향의 굴절율이 다른 방향의 굴절율보다 크면 포지티브, 광학축 방향의 굴절율이 다른 방향의 굴절율보다 작으면 네거티브로 불린다.
액정 디스플레이에 사용되는 보상필름은 위상지연 값을 가지고 액정셀에 의해 발생되는 위상지연을 상쇄 또는 추가시키는 역할을 한다. 위상지연값의 종류에는 2 가지, 즉 면내 위상지연값(Re)과 두께방향의 위상지연값(Rth)이 있는데 상기 Re, Rth는 다음 수학식 1과 같이 주어진다.
[수학식 1]
Re = (nx - ny)×d
Rth = (nz -(nx+ny)/2)×d
Nz = (nx - nz)/(nx - ny)
여기서, nx, ny, nz는 각각 x축, y축 및 z축(두께) 방향의 굴절율(refractive index), d는 필름의 두께를 의미하며, Nz는 이축성 정도를 의미한다.
상기 보상필름(광학필름)을 구성하는 제1보상층은 네거티브 이축성 필름이며, Re는 550nm 파장에서 90nm ~ 150nm, Rth는 550nm 파장에서 100nm ~ 140nm, Nz는 -1.0 ~ -0.5일 수 있고, 제2보상층은 포지티브 이축성 필름으로서 Re는 550nm 파장에서 40nm ~ 60nm, Rth는 550nm 파장에서 -130nm ~ 110nm일 수 있다. 상기 수치범위를 갖는 제1보상층과 제2보상층의 지연축(slow axis)을 평행하게 적층시 측면 시야각을 크게 개선할 수 있다. 특히 수평배향 모드 액정의 시야각 보상에 매우 유효하다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 액정 디스플레이를 나타낸 단면도, 도 3은 제1광학필름의 광학축을 설명하기 위한 사시도이다. 도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 액정 디스플레이(100)는 제1기판(104)와 제2기판(106) 사이에 봉입된 액정층(102)을 포함하는 액정패널을 포함하며, 상기 제1기판(104)의 일면(상부면)으로는 제1광학필름(110)이 적층되며, 상기 제2기판(106)의 일면(하부면)으로는 제2광학필름(120)이 적층된다. 본 발명에서 상부(면), 하부(면)은 도면 상의 상, 하를 기준으로 편의상 붙여진 명칭이며 반드시 상부와 하부를 의미하는 명칭으로 사용하는 것은 아니다.
제1기판(104)과 제2기판(106)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) 중에서 어느 하나 이상 선택된 플라스틱 기판일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1광학필름(110)은 제1보상층(112) 및 제2보상층(114)을 포함하며, 제1편광층(116)과 제1보호층(118) 등을 더 포함할 수 있다. 즉, 제1광학필름(110)은 편광층(편광자 또는 편광판)과 분리된 상태의 필름일 수도 있고, 편광층을 포함하는 광학필름일 수도 있다.
전술한 것과 같이, 제1보상층(112)은 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n1x, n1y)과 두께 방향의 굴절율(n1z)이 n1z>n1x>n1y이고, 제2보상층(114)은 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n2x, n2y)과 두께 방향의 굴절율(n2z)이 n2x>n2y>n2z인 것을 특징으로 하며, 제1보상층(112)의 Re는 550nm 파장에서 90nm ~ 150nm, Rth는 550nm 파장에서 100nm ~ 140nm, Nz는 -1.0 ~ -0.5일 수 있고, 제2보상층(114)의 Re는 550nm 파장에서 40nm ~ 60nm, Rth는 550nm 파장에서 -130nm ~ 110nm일 수 있다.
상기 제1보상층(112)과 제2보상층(114)은 필름 형태로 이루어져 서로 합지될 수 있으며, 제1보상층(112)의 두께는 5 ~ 100㎛일 수 있고, 제2보상층(114)의 두께 또한 5 ~ 100㎛일 수 있다. 상기 두께는 보상층을 구성하는 물질의 굴절율, 액정의 종류 등에 따라 적절히 변경될 수 있다. 제1보상층(112)과 제2보상층(114)을 구성하는 물질(재질)은 전술하였으므로 그 구체적 설명을 생략한다.
제1편광층(116)은 폴리비닐알콜(PVA) 필름에 요오드와 같은 이색성 물질을 염착시켜 연신한 편광자를 포함할 수 있다. 폴리비닐알콜 필름은 상용의 제품을 사용할 수도 있으며, 용매 캐스팅법, 용융 압출법 등에 의해 제조할 수도 있다. 용매 캐스팅법은 수지를 용제에 녹인 용액을 캐스팅롤 또는 벨트에 코팅한 후 용매를 증발시켜 필름을 제조하는 방법이고, 용융 압출법은 수지를 용융온도 잇아으로 올려 융융시킨 후 냉락롤에 압출, 냉각시켜 필름을 제조하는 방법이다. 필름 제조를 위한 용액에는 폴리비닐알콜 필름의 유연성을 향상시키는 가소제, 건조된 폴리비닐알콜 필름을 벨트 또는 드럼 등에서 잘 박리되도록 하는 계면활성제를 첨가할 수 있다. 이와 같이 제조된 폴리비닐알콜 필름 또는 상용의 폴리비닐알콜 필름을 연신하여 편광자(편광층)를 제조하게 된다. 구체적으로, 폴리비닐알콜 필름을 수세/팽윤하고, 염색, 가교, 연신 및 보색 처리하는 단계를 거쳐 제조될 수 있다.
상기 편광자는 폴리비닐알콜 필름이 연신된 방향으로 일렬로 정렬된 긴 탄화수소의 사슬고리가 만들어지고 이에 염착된 요오드 분자에 의해 상기 사슬고리는 전도성을 갖는다. 그 사슬고리에 평행한 전기장 벡터를 갖는 빛은 흡수되므로 상기 연신방향은 빛을 흡수하는 흡수축이 되고, 투과축은 상기 흡수축에 수직인 방향을 가리킨다.
제1보호층(118)은 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스(TAC: Tri-Acetyl-Cellulose)와 같은 아세테이트계, 폴리카보네이트(polycarbonate)계, 폴리아미드(polyamide)계, 폴리이미드(polyimide)계, 폴리올레핀(polyolefin)계, 폴리에스테르(polyester)계, 폴리에스테르술폰(polyether sulfon)계, 폴리프로필렌(PP)계 필름 등이 사용될 수 있으나 TAC 필름이 바람직하다.
제2광학필름(120)은 제2편광층(124)을 포함하며, 제2보호층(122)과 제3보호층(126)을 더 포함할 수 있다. 제2편광층(124)은 제1편광층(116)과 동일한 물질로, 동일한 제조방법으로 제된 편광자(편광층)일 수 있다. 다만, 컷팅 공정에서 제2편광층(124)과 제1편광층(116)은 그 편광자의 편광축(흡수축)이 서로 90도가 되도록 컷팅될 수 있다.
제2보호층(122)과 제3보호층(126)은 트리아세틸셀룰로오스(TAC: Tri-Acetyl-Cellulose)와 같은 아세테이트계, 폴리카보네이트(polycarbonate)계, 폴리아미드(polyamide)계, 폴리이미드(polyimide)계, 폴리올레핀(polyolefin)계, 폴리에스테르(polyester)계, 폴리에스테르술폰(polyether sulfon)계, 폴리프로필렌(PP)계 필름 등이 사용될 수 있으나 TAC 필름이 바람직하다.
액정층(102)은 TN(Twisted Nematic), STN(Super Twisted Nematic) 액정일 수 있으며, IPS(In-Plane Switching), Super-IPS, FFS(Fringe Field Switching) 등의 수평배향 모드 액정을 포함할 수도 있고, 수직배향(VA)모드 액정을 포함할 수도 있으나, 수평배향 모드 액정인 경우에 위상보상 효과가 특히 우수하다.
제1보상층(112)과 제2보상층(114)은 빛이 진행하는 방향에 대해 수직한 방향으로 지연축(slow axis)과 빠른축(fast axis)이 존재하며 이 두 개의 축은 수직이다. 제1보상층(112)과 제2보상층(114)은 입사되는 빛의 위상속도(phase velocity)를 변화시키는 역할을 하는데, 지연축을 따라 진행하는 편광된 빛의 속도가 더 느리게 된다.
도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 광학필름(110)은 제1보상층(112)의 지연축(112a)과 제2보상층(114)의 지연축(114a)이 서로 평행하게 배열되며, 제1편광층을 포함하는 경우 제1편광층의 투과축(116a)과도 서로 평행하게 배열되는 것이 바람직하다. 상기와 같이 배열되는 경우에 굴절율이 nx>nz>ny가 되어 수평배향 액정의 시야각이 확대되는 효과가 있는 우수한 위상보상 효과를 얻을 수 있다.
도 4는 수직배향모드용 광학필름을 수평배향 모드용 광학필름으로 전용하는 방법을 나타낸 개략 단면도이다. 도 4에 도시된 것과 같이, 수직배향모드용 광학필름(110')은 일반적으로 편광자(116')와 그 상부와 하부에 적층된 보호필름(118') 및 양의 이축성 특성을 가지는 보상필름(114')로 구성된다. 상기 광학필름(110')은 통상 편광판으로도 불린다.
상기 보상필름(114')은 TAC계 또는 COP계를 사용할 수 있으며, TAC계가 널리 사용되고 있다. 상기 TAC계는 위상차 발현을 용이하게 하기 위해 여러 가지 첨가제를 넣고 연신하여 제조될 수 있다. 상용 제품으로 N-TAC(KONICA), V-TAC(FUJI) 등을 들 수 있다.
그런데, 액정모드에 따라 사용되는 보상필름이 서로 다르고 그 제조방법도 달라 서로 다른 생산공정이 적용되어 생산단가를 상승시키는 요인이 되고 있다. 상기 화학식 1과 화학식 2로 표현되는 본 발명의 음의 이축성 필름(제1보상층)은 상기 수직배향모드용 보상필름(114')과의 접착성이 좋아 Rework시 위상차필름 분리가 되지 않아 공정성이 우수한 광학필름을 수평배향 모드용 광학필름으로 쉽게 전용할 수 있다.
즉, 상기 보상필름(114')의 하부에 음의 이축성 특성을 보이는 보상필름, 즉 제1보상층(112)을 간단히 적층할 수 있어, 제1보상층(112), 제2보상층(114), 제1편광층(116) 및 제1보호층(118)으로 구성되는 제1광학필름(110)을 쉽게 구현할 수 있다.
< 실시예 및 비교예 >
[실시예1]
제1보상층(필름)으로 음의 이축성 특성을 가지는 폴리이미드계 공중합체 수지를 종방향 연신하여 Re=98nm, Rth=132nm, Nz=-1.0, 두께 40㎛인 필름을 제작하였고, 제2보상층(필름)으로 양의 이축성 특성을 가지는 셀룰로오스계 필름으로서, Re=50nm, Rth=-120nm, 두께 48㎛인 필름을 사용하였다. 제1기판(칼라필터 기판)에 2장의 보상필름을 편광자 투과축과 동일하게 적층하여 패널 특성을 분석하였다.
[실시예2]
제1보상층(필름)으로 음의 이축성 특성을 가지는 폴리이미드계 공중합체 수지를 종방향 연신하여 Re=125nm, Rth=140nm, Nz=-1.0, 두께 40㎛ 필름을 제작하였고, 제2보상층으로 양의 이축성 특성을 가지는 셀룰로오스계 필름으로서, Re=50nm, Rth=-120nm, 두께 48㎛ 필름을 사용하였다. 제1기판(칼라필터 기판)에 상기 2장의 보상필름을 편광자 투과축과 동일하게 적층하여 패널 특성을 분석하였다.
[실시예3]
제1보상층(필름)으로 음의 이축성 특성을 가지는 Maleic anhydride를 포함하는 폴리스티렌계 수지를 종방향 연신하여 Re=99nm, Rth=132nm, Nz=-0.8, 두께 40㎛ 필름을 제작하였고, 제2보상층으로 양의 이축성 특성을 갖는 셀룰로오스계 위상차 필름으로서, Re=50nm, Rth=-120nm, 두께 48㎛ 필름을 사용하였다. 제1기판(칼라필터 기판)에 2장의 보상필름을 편광자 투과축과 동일하게 적층하여 패널 특성을 분석하였다.
[실시예4]
제1보상층(필름)으로 음의 이축성 특성을 가지는 Maleic anhydride를 포함하는 폴리스티렌계 수지를 종방향 연신하여 Re=125nm, Rth=140nm, Nz=-0.8, 두께 40㎛ 필름을 제작하였고, 제2보상층(필름)으로 양의 이축성 특성을 갖는 셀룰로오스계 위상차 필름으로서, Re=50nm, Rth=-120nm, 두께 48㎛ 필름을 사용하였다. 제1기판(칼라필터 기판)에 2장의 보상판을 편광자 투과축과 동일하게 적층 하여 패널 특성을 분석하였다.
[비교예1]
제2보상층(필름)으로 양의 이축성 특성을 보이는 셀룰로오스계 위상차 필름(Re=50nm, Rth=-120nm, 두께 48㎛ 필름)으로 이루어진 단일 보상필름을 사용하였다. 제1기판(칼라필터 기판)에 상기 보상필름을 적층하여 패널 특성을 분석하였다.
[비교예2]
제1보상층(필름)으로 음의 이축성 특성을 가지는 폴리이미드계 공중합체 수지를 종방향 연신하여 Re=98nm, Rth=132nm, Nz=-1.0, 두께 40㎛ 필름을 제작하였고, 제2보상층(필름)으로 양의 이축성 특성을 보이는 셀룰로오스계 위상차 필름으로서, Re=50nm, Rth=-120nm, 두께 48㎛ 필름을 사용하였다. 제1기판(칼라필터 기판)에 2장의 보상필름을 편광자 투과축에 수직하게 적층하여 패널 특성을 분석하였다.
[비교예3]
제1보상층(필름)으로 음의 이축성 특성을 가지는 Maleic anhydride를 포함하는 폴리스티렌계 수지를 종방향 연신하여 Re=99nm, Rth=132nm, Nz=-0.8, 두께 40㎛ 필름을 제작하였고, 제2보상층(필름)으로 양의 이축성 특성을 보이는 셀룰로오스계 위상차 필름으로서, Re=50nm, Rth=-120nm, 두께 48㎛ 필름을 사용하였다. 제1기판(칼라필터 기판)에 2장의 보상필름을 편광자 투과축과 수직하게 적층 하여 패널 특성을 분석하였다.
[비교예4]
제1보상층(필름)으로 음의 이축성 특성을 가지는 폴리이미드계 공중합체 수지를 종방향 연신하여 Re=90nm, Rth=120nm, Nz=-1.0, 두께 40㎛ 필름을 제작하였고, 제2보상층(필름)으로 양의 이축성 특성을 보이는 셀룰로오스계 위상차 필름으로서, Re=50nm, Rth=-120nm, 두께 48㎛ 필름을 사용하였다. 제1기판(칼라필터 기판)에 2장의 보상판을 편광자 투과축과 동일하게 적층하여 패널 특성을 분석하였다.
[비교예5]
제1보상층(필름)으로 음의 이축성 특성을 가지는 Maleic anhydride를 포함하는 폴리스티렌계 수지를 종방향 연신하여 Re=85nm, Rth=110nm, Nz=-0.8, 두께 40㎛ 필름을 제작하였고, 제2보상층(필름)으로 양의 이축성 특성을 보이는 셀룰로오스계 위상차 필름으로서, Re=50nm, Rth=-120nm, 두께 48㎛ 필름을 사용하였다. 제1기판(칼라필터 기판)에 2장의 보상필름을 편광자 투과축과 동일하게 적층하여 패널 특성을 분석하였다.
광학특성 측정
백색광을 사용하여 명(White)상태 휘도와 암(Black)상태 휘도를 Topcon社의 휘도측정기인 SR-3로 측정하였다.
도 5 내지 도 7은 각각 실시예1, 실시예2 및 비교예1의 구성을 갖는 액정 디스플레이의 암(Black) 상태 휘도를 나타낸 것이고, 아래 표 1은 방위각(Φ) 45도, 극각(θ) 60도에서의 측면(경사각) 명암비(명상태 휘도/암상태 휘도)를 나타낸 것이다.
측면 명암비
실시예1 131
실시예2 125
실시예3 128
실시예4 124
비교예1 50
비교예2 54
비교예3 58
비교예4 103
비교예5 112
도 5 내지 도 7에서 파란색으로 표시된 부분은 휘도가 낮은 부분, 붉은색의 농도가 증가할수록 휘도가 높은 부분을 나타낸다. 실시예1 및 실시예2가 비교예1에 비해 거의 모든 방향에서 암상태 휘도 낮음을 알 수 있다. 이는 명(White)상태 휘도와 암(Black)상태 휘도의 비로 표현되는 명암비가 높아진다는 것을 의미한다.
또한, 표 1로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 광학필름을 사용한 실시예1 내지 실시예4의 측면 명암비가 비교예1 내지 비교예5에 비해 크게 개선됨을 확인할 수 있다. 구체적으로 실시예1 내지 실시예4의 측면 명암비 평균값은 127로 비교예1 내지 비교예5의 평균 명암비 75.4에 비해 약 68% 개선됨을 확인할 수 있다.
100 : 액정 디스플레이 102 : 액정층
104 : 제1기판 106 : 제2기판
110 : 제1광학필름 112 : 제1보상층
114 : 제2보상층 116 : 제1편광층
118 : 제1보호층 120 : 제2광학필름
124 : 제2편광층

Claims (17)

  1. 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n1x, n1y)과 두께 방향의 굴절율(n1z)이 n1z>n1x>n1y인 제1보상층과 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n2x, n2y)과 두께 방향의 굴절율(n2z)이 n2x>n2y>n2z인 제2보상층을 포함하는 광학필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1보상층은 다음 화학식 1의 폴리이미드계 공중합체를 포함하는 광학필름.
    [화학식 1]
    Figure pat00005

    여기서, M. N은 자연수.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1보상층은 다음 화학식 2의 변성 폴리스티렌계 공중합체를 포함하는 광학필름.
    [화학식 2]
    Figure pat00006

    여기서, n, m은 자연수.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1보상층의 Re는 550nm 파장에서 90nm ~ 150nm인 광학필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1보상층의 Rth는 550nm 파장에서 100nm ~ 140nm인 광학필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1보상층의 Nz는 -1.0 ~ -0.5인 광학필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2보상층은 셀룰로오스계 또는 COP계를 포함하는 광학필름.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2보상층의 일면에 적층된 편광층을 포함하는 광학필름.
  9. 제1기판과 제2기판 사이에 봉입된 액정을 포함하는 액정패널;
    상기 제1기판의 일면에 적층된 제1보상층과 제2보상층으로 이루어진 보상층과 상기 보상층의 일면에 적층된 제1편광층을 포함하는 제1광학필름; 및
    상기 제2기판의 일면에 적층된 제2편광층을 포함하는 제2광학필름
    을 포함하되, 상기 제1보상층은 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n1x, n1y)과 두께 방향의 굴절율(n1z)이 n1z>n1x>n1y이고, 상기 제2보상층은 면상에서의 x방향과 y방향의 굴절율(n2x, n2y)과 두께 방향의 굴절율(n2z)이 n2x>n2y>n2z인 액정 디스플레이.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1보상층은 다음 화학식 1의 폴리이미드계 공중합체를 포함하는 액정 디스플레이.
    [화학식 1]
    Figure pat00007

    여기서, M, N은 자연수.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1보상층은 다음 화학식 2의 변성 폴리스티렌계 공중합체를 포함하는 액정 디스플레이.
    [화학식 2]
    Figure pat00008

    여기서, n, m은 자연수.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제1보상층의 Re는 550nm에서 90nm ~ 150nm인 액정 디스플레이.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제1보상층의 Rth는 550nm에서 100nm ~ 140nm인 액정 디스플레이.
  14. 제9항에 있어서, 상기 제1보상층의 Nz는 -1.0 ~ -0.5인 액정 디스플레이.
  15. 제9항에 있어서, 상기 제1보상층의 지연축, 상기 제2보상층의 지연축 및 상기 제1편광층의 투과축이 서로 평행한 액정 디스플레이.
  16. 제9항에 있어서, 상기 제2보상층은 셀룰로오스계 또는 COP계를 포함하는 액정 디스플레이.
  17. 제9항에 있어서, 상기 액정은 수평배향 모드 액정인 액정 디스플레이.
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