KR101932800B1 - 편광판 - Google Patents

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Abstract

본 출원은, 편광판 및 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 출원에서는 다양한 유형의 디스플레이 장치, 특히 고반사 액정 패널을 포함하는 디스플레이 장치에 적용되어 암 상태에서의 시감을 개선하고, 명암비도 향상시킬 수 있는 편광판이 제공될 수 있다. 본 출원에서는 또한 상기 편광판을 포함하는 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.

Description

편광판{POLARIZING PLATE}
본 출원은, 편광판에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display)는, 액정의 배열에 따라 광의 투과율이 달라지는 것을 이용한 디스플레이 장치이고, 액정에 인가된 전압에 따라 백라이트에서 방출된 광의 투과를 제어하여 컬러 필터를 통과시켜서 원하는 색과 영상을 표시할 수 있다.
통상적으로 LCD는 TFT(Thin Film Transistor)가 형성된 하부 기판과 컬러 필터가 형성된 상부 기판의 사이에 액정을 위치시키고, TFT에 전기적 신호를 전달하여 액정을 제어하는 디스플레이이고, 광의 투과의 제어를 위하여 편광판이 사용된다.
본 출원은, 편광판을 제공한다. 본 출원에서는 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 디스플레이 장치에 적용되어, 광 차단 상태(블랙 상태)의 시감을 개선하고, 명암비(CR, Contrast Ratio)를 개선할 수 있는 편광판이고, 특히 고반사 디스플레이 장치에 적용되어 우수한 효과를 발휘할 수 있는 편광판을 제공할 수 있다.
본 출원은 편광판에 대한 것이다. 예를 들면, 상기 편광판은, 편광자; 상기 편광자의 일면에 제 1 점착제층 또는 접착제층에 의해 부착되어 있는 투명 필름; 및 상기 편광자의 투명 필름이 부착된 면과 반대측의 면에 형성된 제 2 점착제층을 포함할 수 있다. 본 출원의 편광판은 상기 구조를 기본으로 하여 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기에서 투명 필름은, 상기 편광자에 대한 보호 필름이고, 이러한 투명 보호 필름은 상기 편광자와 제 2 점착제층의 사이에 추가로 존재할 수도 있다. 또한, 상기에서 투명 필름의 외측에는 고경도층 또는 저반사(Low Reflection)층 등과 같은 추가적인 기능성층이 존재할 수도 있다. 상기 편광판에는 상기 요소 외에도 위상차 필름 또는 휘도 향상 필름 등과 같은 다른 요소가 추가될 수도 있다.
본 명세서에서 용어 편광자와 편광판은 다른 의미를 가진다. 용어 편광자는, 예를 들면, PVA(poly(vinyl alcohol))계 필름과 같이 편광 기능을 나타내는 기능성 소자를 의미하고, 편광판은 상기 편광자와 함께 다른 요소, 예를 들면, 전술한 투명 필름, 점착제층 또는 접착제층 등을 포함하는 소자를 의미한다.
본 출원의 편광판은 고반사 액정 패널용 편광판일 수 있다. 본 출원에서 용어 고반사 액정 패널은, 반사율이 12% 이상, 14% 이상, 16% 이상 또는 18% 이상인 액정 패널을 의미할 수 있다. 상기에서 반사율은, 약 550 nm의 파장의 광에 대한 반사율일 수 있다. 고반사 액정 패널의 반사율은, 예를 들면, 30% 이하, 28% 이하, 26% 이하, 24% 이하, 22% 이하 또는 20% 이하일 수 있다.
일반적으로 액정 패널은, 상부 기판과 하부 기판의 사이에 개재된 액정을 포함한다. 하부 기판에는 전기적 신호를 인가할 수 있는 TFT(Thin Film Transistor)가 존재하고, 상부 기판에는 컬러 필터가 존재하는 것이 일반적이다. 또한, 컬러 필터에는 소위 BM(Black Matrix)가 존재한다. 이와 같이 BM이 존재하는 액정 패널은 통상 반사율이 약 10% 전후의 반사율(550 nm 파장 기준)을 나타낸다.
고반사 액정 패널은, 상기와 같은 기존 구조와 비교하여 예를 들면, 광을 흡수 또는 차단하는 특성의 BM을 제거한 구조, 컬러 필터와 BM이 상부 기판측이 아닌 하부 기판측에 TFT와 함께 존재하는 구조, BM이 존재하지 않고, 컬러 필터와 TFT가 하부 기판측에 함께 존재하는 구조 등을 가질 수 있다. 하나의 예시에서 상기 고반사 액정 패널은, 컬러 필터와 TFT가 하부 기판에 함께 배치된 패널일 수 있고, 이러한 경우에 상기 액정 패널은 상기 BM을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 고반사 액정 패널의 상기와 같이 상승된 반사율은 디스플레이 장치의 색감, 특히 암(black) 상태의 색감에 영향을 미칠 수 있다. 상기에서 용어 암 상태는, 액정 패널이 광원으로부터의 광을 차단하도록 조정된 상태로서 예를 들어 통상 차단 모드(Normally Black mode)에서의 전압 off 상태 또는 통상 투과 모드(Normally White Mode)에서의 전압 on 상태를 의미할 수 있다. 또한, 고반사 액정 패널 중 BM을 포함하지 않는 패널의 경우 암 상태에서 개구율 증가 등에 의한 보다 큰 광의 누설이 유발될 수 있고, 이러한 광의 누설은 상기 암 상태에서의 색감을 대략 붉은색 내지는 노란색에 가깝게 할 수 있다. 본 출원의 편광자는, 후술하는 광학적 특성을 가지고, 이러한 광학적 특성은, 상기와 같은 고반사 액정 패널에서 발생할 수 있는 문제점을 해결하면서, 그 장점을 극대화시킬 수 있다.
이에 따라 본 출원의 편광판이 적용되는 고반사 액정 패널은, 종전 상부 기판측에 존재하던 컬러 필터가 하부 기판에 TFT와 함께 존재하는 액정 패널일 수 있다. 이와 같이 컬러 필터와 TFT가 동시에 하부 기판에 존재하는 구조는, 곡면 구조 등 다양한 구조의 구현에 유리할 수 있다. 상기와 같은 구조에서 BM은 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
이러한 편광판은 상기 액정 패널의 상부 편광판일 수 있다. 본 출원에서 용어 상부는, 디스플레이 장치가 화상을 구현하는 상태에서 상기 디스플레이 장치로부터 상기 화상을 관찰하는 관찰자를 향하는 방향을 의미하고, 용어 하부는 상기의 반대 방향을 의미할 수 있다. 상기 상부 편광판은 다른 용어로 시인측 편광판으로도 호칭될 수 있다. 또한, 본 출원에서 용어 하부 편광자(또는 편광판)은 또한 배면측 편광자(또는 편광판) 또는 광원측 편광자(또는 편광판)로도 호칭될 수 있다.
본 출원의 편광판 또는 상기 편광판에 포함되는 상기 점착제층 또는 접착제층은, 조절된 광학 특성을 가질 수 있다. 특별히 달리 언급하지 않는 한, 이하에서 언급하는 각 물성들은, 상기 편광판 자체에 대한 물성이거나, 상기 편광판에 포함되는 점착제층 또는 접착제층의 물성일 수 있다. 즉, 이하에서 단순히 편광판의 물성으로 서술하는 부분들은 모두 점착제층 또는 접착제층의 물성으로서도 적용될 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 기술하는 물성 중에서 예를 들어 측정 온도가 그 결과에 영향을 미치는 경우에 각 물성은 특별히 달리 언급하지 않는 한 상온에서 측정한 물성일 수 있다. 본 명세서에서 용어 상온은 가온되거나 감온되지 않은 자연 그대로의 온도이고, 예를 들면, 약 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도로서, 예를 들면 약 23℃ 또는 약 25℃ 정도일 수 있다.
예를 들면, 상기 편광판은, 450 nm 파장의 광의 투과율이 550 nm 및/또는 650 nm 파장의 광의 투과율에 비하여 높도록 제어될 수 있다. 본 출원에서 용어 투과율은 특별히 달리 규정하지 않는 한, 직진광 투과율을 의미하고, 이러한 투과율은, 예를 들면, NDH5000 (Nippon Densoku) 장비를 사용하여 측정할 수 있다. 전술한 고반사 액정 패널, 예를 들면, BM을 포함하거나 포함하지 않는 컬러 필터와 TFT가 동시에 하부 기판에 존재하는 구조의 패널의 경우, 일반적인 액정 패널에 비하여 장파장의 광의 반사율이 높아지는 경향이 있고, 이러한 경향에 의해 암 상태에서 색감이 저하되는 경향이 있다. 이에 대하여 상기 편광판은 450 nm 파장의 광의 투과율이 550 nm 및/또는 650 nm 파장의 광의 투과율에 비하여 높도록 제어됨으로써 상기와 같은 고반사 액정 패널에서 암 상태의 시감을 개선하고, 명암비를 향상시킬 수 있다.
편광판에서 상기 450 nm 파장의 광에 대한 투과율(T45)과 550 nm 파장의 광에 대한 투과율(T55) 및 또는 650 nm 파장의 광에 대한 비율(T65)의 비율(T45/T55 또는 T45/T65)은 편광판이 적용되는 액정 패널의 상태를 고려하여 적정 비율로 조절될 수 있다.
예를 들면, 상기 비율(T45/T55)은, 1.03 이상, 1.035 이상, 1.04 이상, 1.045 이상, 1.05 이상, 1.055 이상, 1.06 이상, 1.065 이상, 1.07 이상, 1.075 이상, 1.08 이상, 1.085 이상, 1.09 이상, 1.095 이상, 1.1 이상, 1.15 이상 또는 1.2 이상일 수 있다. 상기 비율(T45/T55)은, 다른 예시에서 2 이하, 1.5 이하, 1.3 이하 또는 1.25 이하일 수 있다.
상기 비율(T45/T65)은, 1.03 이상, 1.035 이상, 1.04 이상, 1.045 이상, 1.05 이상, 1.055 이상, 1.06 이상, 1.065 이상, 1.07 이상, 1.075 이상, 1.08 이상, 1.085 이상, 1.09 이상, 1.095 이상, 1.1 이상, 1.15 이상, 1.2 이상, 1.25 이상 또는 1.3 이상일 수 있다. 상기 비율(T45/T65)은, 다른 예시에서 2.5 이하, 2 이하, 1.5 이하, 1.45 이하 또는 1.4 이하일 수 있다.
상기 편광판에 포함되는 상기 점착제층 또는 접착제층은 표준 광원 D65에 대한 투과도가 50% 내지 96%의 범위 내에 있을 수 있다. 상기에서 표준 광원 D65는 자외 영역을 포함한 평균적인 주광 상관색온도가 6504K인 CIE 주광으로서, 상대 분광 분포(300nm-0.03 내지 830nm-60.31)를 가진 광을 방출하는 광원을 의미할 수 있다. 상기 표준 광원 D65에 대한 투과도는 상기 분광 분포 중 어느 한 범위에서 측정한 것일 수도 있고, 상기 분광 분포의 전 범위에서 측정한 것일 수 있다.
편광판에서 상기 450 nm 파장의 광에 대한 투과율(T45)은, 예를 들면, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상일 수 있다. 상기 투과율(T45)의 상한은 특별히 제한되지 않고, 전수한 비율을 만족할 수 있는 범위에서 조절될 수 있다. 한편, 상기 550 nm 파장의 광에 대한 투과율(T55) 및 또는 650 nm 파장의 광에 대한 비율(T65)은, 예를 들면, 약 95% 이하, 90% 이하, 85% 이하, 80% 이하 또는 75% 이하일 수 있다. 상기 비율(T55 또는 T65)의 하한은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 약 60% 이상일 수 있다.
상기와 같은 광학 특성을 가지는 편광판은, 다양한 디스플레이 장치, 특히 전술한 고반사 액정 패널을 포함하는 디스플레이 장치에 적용되어, 블랙 시감, 즉 암 상태에서의 시감을 향상시키고, 명암비도 개선할 수 있다.
보다 적절한 효과를 확보하기 위하여 광학 특성이 추가로 제어될 수도 있다.
예를 들면, 상기 편광판은 CIE(INTERNATIONAL COMMISSION ON ILLUMINATION) L*a*b* 색공간에서 일정 범위의 좌표를 나타낼 수 있다.
CIE L*a*b* 색공간은, 인간 시각의 길항 이론에 근거하여 CIE XYZ 색공간을 비선형 변환한 색공간이다. 이러한 색공간에서 L*값은 밝기를 나타내고, L*값이 0이면 검은색, L*값이 100이면 흰색을 나타낸다. 또한, a*값이 음수이면 초록에 치우친 색이되고, 양수이면 빨강 또는 보라측에 치우친 색이 된다. 또한, b*값이 음수이면 파랑에 치우친 색이 되며, b*값이 양수이면 노랑에 치우친 색이 된다.
상기 편광판은, -a*값이, 예를 들면, 약 2 이하, 2 미만, 1.8 이하, 1.8 미만, 1.6 이하, 1.6 미만일 수 있다. 상기 -a*값은, 약 0.7 이상, 약 0.9 이상, 약 1.1 이상, 약 1.3 이상 또는 약 1.4 이상일 수 있다.
상기 편광판은, b*값이 약 약 4 이하, 약 3.5 이하, 약 3.5 미만, 약 3 이하, 약 3 미만, 약 2.5 이하 또는 약 2.5 미만 정도일 수 있다. 상기 b*값은 약 1.5 이상, 약 1.5 초과, 약 2 이상 또는 약 2.5 초과일 수 있다.
상기 편광판은 상기 -a*값과 상기 b*값의 비율(-b/a, 이하 C 인덱스라 호칭할 수 있다.)이 약 2.5 이하 또는 약 2.5 미만일 수 있다. 상기 C 인덱스는, 약 1 이상, 약 1 초과, 약 1.25 이상, 약 1.25 초과, 약 1.5 이상 또는 약 1.5 초과일 수 있다.
상기 편광판은 상기 a*값, b*값 및 C 인덱스 중 어느 하나 또는 2개 이상을 만족하거나, 상기를 모두 만족할 수 있다. 이러한 편광판은, 액정 패널, 특히 전술한 고반사 액정 패널에 적용되어, 상기 액정 패널의 장점을 유지 또는 극대화하면서 그 단점, 예를 들면, 암 상태에서의 시감을 개선할 수 있다.
그 이유는 명확하지 않으나, 상기와 같은 광학 특성을 가지는 편광자는, 액정 패널로부터의 광 중에서 장파장의 광, 예를 들면, 붉은색 내지 황색 계열의 광을 차단 또는 흡수할 수 있으며, 이에 의해 암 상태에서의 시감 특성을 향상시킬 수 있다.
CIE L*a*b* 색공간에서의 각 수치는, 액정 패널, 예를 들면 상기 고반사 액정 패널에 편광판 부착하고, 샘플의 측정 위치에 적분구 형태의 검출기(detector)를 가지는 장비(spectrophotometer)(ex. CM-2600d, KONICA MINOLTA社)를 위치시킨 후 측정하는 방식으로 평가할 수 있다.
상기 편광판은, 전술한 광학 특성을 나타내면서 편광판에 요구되는 다른 기능도 만족시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 편광판은, 무편광 광에 대한 투과율(Ts)이 약 35% 이상 또는 약 40% 이상일 수 있다. 상기 투과율(Ts)은, 약 60% 이하, 약 55% 이하, 약 50% 이하 또는 약 45% 이하일 수 있다. 상기 투과율(Ts)은, 예를 들면, 1장의 편광판은 대하여 측정한 투과율일 수 있다.
또한, 상기 편광판은, 광흡수축과 그에 직교하는 광투과축을 가지고, 상기 광흡수축에 대하여 대략 -5도 내지 5도의 범위 내의 각도를 가지는 선편광된 광에 대한 투과율(Tc)이 약 0.01% 이하, 약 0.009% 이하, 약 0.006% 이하, 약 0.005% 이하, 약 0.004% 이하, 약 0.001% 이하 또는 약 0.0009% 이하일 수 있다. 상기 투과율(Tc)은, 약 0.0001% 이상일 수 있다. 상기에서 투과율(Tc)은, 2장의 편광판을 중복시킨 상태에서 상기 각 편광판의 광흡수축이 0도에서 360도의 범위의 각도를 이루도록 중복 상태를 각도별로 스캔하면서 투과율을 측정하였을 때에 가장 최소값의 투과율을 나타내는 투과율(Tc)을 의미할 수 있다. 상기에서 중복되는 2장의 편광판 중 적어도 하나의 편광판은 본 출원에 따른 편광자이며, 다른 편광판은 본 출원에 따른 편광판이거나, 다른 편광판, 예를 들면, 측정 장비 내에 구비된 편광판일 수 있다.
상기 편광판은, 편광도가 약 99.9% 이상 또는 약 99.99% 이상일 수 있다. 본 출원에서 편광도는 하기 수식 1에 따라 계산되는 수치이다.
[수식 1]
편광도(P) (%) = {(Tp - Tc)/(Tp + Tc)}1/2 ×100
수식 1에서 Tp는 상기 편광판의 광 흡수축과 대략 85도 내지 95도의 각도를 이루는 선편광된 광에 대한 상기 편광판의 투과율이고, Tc는 상기 편광판의 광 흡수축과 대략 -5도 내지 5도의 범위 내의 각도를 이루는 선편광된 광에 대한 상기 편광판의 투과율이다.
수식 1에서 투과율(Tp)은, 다른 예시에서 2장의 편광판을 중복시킨 상태에서 상기 각 편광판의 광흡수축이 0도에서 360도의 범위의 각도를 이루도록 중복 상태를 각도별로 스캔하면서 투과율을 측정하였을 때에 최대값을 나타내는 시점에서의 투과율일 수 있고, 투과율(Tc)는 상기와 같은 각도별 스캔 시에 가장 최소의 투과율을 나타내는 시점의 투과율일 수 있다.
상기 투과율(Ts, Tc, Tp)은, 약 550 nm의 광에 대하여 측정한 수치이다.
이와 같은 투과율과 편광도를 나타내는 편광판은 액정 패널에 적용되어 우수한 광 투과 또는 차단 기능을 나타낼 수 있다.
상기와 같은 편광판을 제조하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 편광판은, 편광판에 포함되는 편광자의 파장별 흡수율을 조절하거나, 편광판에 포함되는 다른 요소에 파장별 흡수율을 제어할 수 있는 성분을 포함시켜서 제조할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 편광판을 제조하기 위하여 전술한 점착제층(제 1 점착제층 및/또는 제 2 점착제층) 및/또는 접착제층에 염료 또는 안료를 포함시킬 수 있다.
염료 또는 안료로는 최대 흡광 파장이 약 500 nm 내지 700 nm 또는 약 550 nm 또는 650 nm인 염료 또는 안료를 사용할 수 있다. 염료 또는 안료로는 합성 수지와 함께 적용될 수 있는 것으로 공지된 염료 중에서 전술한 물성을 만족시킬 수 있는 것이 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 염료 또는 안료로는 용제 염료 또는 용제 안료가 사용될 수 있다. 염료 또는 안료로는, 예를 들면, 금속착염염료, 금속착염안료 또는 비금속유성염료 등이 사용될 수 있다. 상기에서 금속착염염료 또는 안료로는, 아조계 금속착염 또는 프탈로시아닌 형태의 염료 또는 안료를 사용할 수 있다. 상기에서 비금속 유성 염료로는, 아조계, 안트라퀴논계, 잔탄계, 아릴메탄계, 아진계 염료 등을 사용할 수 있으며, 예를 들면, C.I. Solvent Yellow 19, C.I. Solvent Yellow 21, C.I. Solvent Yellow 32, C.I. Solvent Yellow 79, C.I. Solvent Yellow 81, C.I. Solvent Yellow 82, C.I. Solvent Yellow 162, C.I. Solvent Orange 5, C.I. Solvent Orange 6, C.I. Solvent Orange 45, C.I. Solvent Orange 54, C.I. Solvent Orange 56, C.I. Solvent Orange 99, C.I. Solvent Brown 37, C.I. Solvent Brown 58, C.I. Solvent Red 35, C.I. Solvent Red 109, C.I. Solvent Red 118, C.I. Solvent Red 119, C.I. Solvent Red 122, C.I. Solvent Red 160, C.I. Solvent Red 225, C.I. Solvent Blue 70, C.I. Solvent Violet 2, C.I. Solvent Black 25, C.I. Solvent Black 27, C.I. Solvent Black 35 또는 C.I. Solvent Black 45 등의 상품명(예담케미칼제)으로 유통되는 염료 또는 안료를 적용할 수 있다.
상기 점착제층 및/또는 접착제층에 염료 또는 안료를 포함시키는 경우에 그 비율은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 비율은 상기 염료 또는 안료의 흡광 특성과 목적하는 투과율의 범위 및/또는 염료 또는 안료가 포함됨으로 해서 영향을 받을 수 있는 점착제층 또는 접착제층의 물성을 고려하여 선택될 수 있다.
예를 들면, 상기 염료 또는 안료는 점착제층 또는 접착제층 내에 0.01 중량% 이상 또는 0.02 중량% 이상의 비율로 적용할 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하 또는 2 중량% 이하일 수 있다.
편광판에 포함되는 다른 요소, 예를 들면, 상기 편광자, 투명 필름, 점착제층 또는 접착제층은, 전술한 범위의 광학 특성을 나타내는 한, 특별히 제한되지 않고, 공지의 소재를 사용하여 형성할 수 있다.
예를 들면, 상기 투명 필름은, 전술한 바와 같이 편광자의 보호 필름이거나, 위상차 필름 등일 수 있고, 따라서 상기 보호 필름 등을 형성하는 것으로 공지된 소재를 사용하여 형성할 수 있다.
예를 들면, 상기 투명 필름은, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차단성 또는 등방성 등이 우수한 열 가소성 수지를 사용하여 형성된 필름일 수 있다. 이러한 수지의 예로는, TAC(triacetyl cellulose) 등의 셀룰로오스 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리술폰 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀 수지, (메트)아크릴계 수지, 노르보넨 수지 등의 고리형 폴리올레핀 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐알코올 수지 또는 상기의 혼합물 등이 예시될 수 있다. 상기 투명 필름은 편광자의 일면 또는 양면에 존재할 수 있는데, 양면에 존재하는 경우에 각 투명 필름은 동일한 것이거나 상이한 것일 수 있다. 또한, 필름 형태의 보호 필름 외에 (메트)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계 또는 실리콘계 등의 열 또는 광 경화형 수지를 경화시킨 경화 수지층을 상기 투명 필름으로 적용할 수도 있다.
위상차 필름으로는, 일반적인 소재가 적용될 수 있고, 예를 들면, 1축 또는 2축 연신된 복굴절성 고분자 필름 또는 액정 폴리머의 배향 필름 등이 적용될 수 있다.
투명 필름의 두께는 적절히 조절될 수 있고, 통상 강도나 취급성 등의 작업성, 박형화 등의 관점에서 1 내지 500 ㎛, 1 내지 300 ㎛, 5 내지 200 ㎛ 또는 5 내지 150 ㎛의 범위 내로 조절될 수 있다.
상기 기술한 보호 필름 또는 위상차 필름 등의 투명 필름은 전술한 제 1 점착제층 또는 접착제 등에 의해 상기 편광자에 부착될 수 있는데, 이러한 투명 필름 등에는 코로나 처리, 플라즈마 처리, 프라이머 처리 또는 비누화 처리 등과 같은 접착 용이 처리가 수행되어 있을 수 있다.
또한, 상기 투명 필름의 상기 편광자에 부착되는 면과는 반대측 면에는 하드 코트층, 저반사층, 반사방지층, 스티킹 방지층, 확산층 또는 헤이즈층 등이 존재할 수 있다. 이러한 층의 특성의 조절을 통해서도 편광판의 물성의 조절이 가능할 수 있다.
편광판에는 상기 보호 필름 또는 위상차 필름 등과 같은 투명 필름 외에도, 예를 들어 반사판, 휘도 향상 필름 또는 반투과판 등의 다양한 요소가 존재할 수도 있으며, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다.
편광판에 포함되는 편광자는 여러 방향으로 진동하면서 입사되는 빛으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 빛만을 추출할 수 있는 기능성 필름 또는 시트이다. 편광자로는, 예를 들면, PVA(poly(vinyl alcohol))계 편광자와 같이 이 분야에서 공지되어 있는 일반적인 편광자를 사용할 수 있다. 이러한 편광자는, 예를 들면, PVA계 수지 필름에 이색성 색소가 흡착 배향되어 있는 형태일 수 있고, 상기에서 이색성 색소의 종류 내지는 비율 또는 그 배향 상태의 조절을 통해 전술한 광학 특성의 조절이 가능할 수도 있다. 편광자를 구성하는 PVA계 수지는, 예를 들면, PVAC(poly(vinyl acetate))계 수지를 겔화하여 얻을 수 있다. PVAC계 수지로서는, 비닐 아세테이트의 단독 중합체; 및 비닐 아세테이트 및 상기와 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체 등을 사용할 수 있다. 비닐 아세테이트와 공중합 가능한 단량체의 예에는, 불포화 카르본산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류 및 암모늄기를 가지는 아크릴아미드류 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. PVA계 수지의 겔화도는, 통상 85몰% 내지 100몰% 정도 또는 98몰% 이상일 수 있다. PVA계 수지는 추가로 변성되어 있을 수도 있으며, 예를 들면, 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등도 사용될 수 있다. 또한 PVA계 수지의 중합도는, 통상 1,000 내지 10,000 정도 또는 1,500 내지 5,000 정도일 수 있다.
본 출원의 편광판에서 상기 편광자 및 투명 필름의 접착에 적용되며, 필요에 따라 전술한 염료 또는 안료가 포함되어 있을 수 있는 접착제로는, 특별한 제한 없이 공지의 소재가 적용될 수 있다. 예를 들면, 접착제로는, PVA계 접착제; 아크릴계 접착제; 비닐 아세테이트계 접착제; 우레탄계 접착제; 폴리에스테르계 접착제; 폴리올레핀계 접착제; 폴리비닐알킬에테르계 접착제; 고무계 접착제; 염화비닐-비닐아세테이트계 접착제; 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 접착제; 스티렌-부타디엔-스티렌의 수소 첨가물(SEBS)계 접착제; 에틸렌계 접착제; 및 아크릴산 에스테르계 접착제 등의 일종 또는 이종 이상을 사용할 수 있다. 상기와 같은 접착제층은, 예를 들면, 수계, 용제계 또는 무용제계 접착제 조성물을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 상기 접착제 조성물은, 열경화형, 상온 경화형, 습기 경화형 또는 광경화형 접착제 조성물일 수 있다. 또한, 상기 접착제의 일반적인 예시로는 수계 폴리비닐알코올계 접착제; 무용제형 아크릴계 접착제; 또는 무용제형 비닐 아세테이트계 접착제 등을 들 수 있다.
편광자에 상기와 같은 접착제층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 접착제 조성물을 편광자에 도포하고, 다시 상기 투명 필름을 라미네이트한 후에, 상기 도포된 접착제 조성물을 경화시키는 방식을 사용할 수 있다.
상기 접착제층은, 두께는 특별히 제한되지 않고, 목적하는 광학 특성 및 접착 특성 등을 고려하여 적절한 두께로 조절할 수 있다.
편광판에 포함되는 제 1 점착제층 또는 제 2 점착제층에는, 임의적으로 전술한 바와 같이 염료 또는 안료가 포함되어 있을 수 있으며, 그 외에는 공지의 소재가 적용될 수 있다. 상기에서 제 1 점착제층은, 전술한 투명 필름과 편광자를 부착시키는 것이고, 제 2 점착제층은 상기 편광판을 액정 패널 등에 부착시키는 용도로 사용될 수 있다.
점착제층을 형성하는 점착제는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 아크릴계 중합체, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에테르 또는 불소계나 고무계 등의 폴리머를 베이스 폴리머로 하는 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 편광판의 편면 또는 양면에 대한 점착제층의 부착 형성은, 적절한 방식으로 실시할 수 있으며, 그 방식은 특별히 제한되지 않는다.
제 2 점착제층의 노출면에 대해서는, 실용에 제공할 때까지의 동안에 그 오염 방지 등을 목적으로 이형 필름이 임시 부착되어 커버될 수 있다.
점착제층은, 예를 들면, 통상적인 상온 경화형, 습기 경화형, 열 경화형 또는 광경화형 점착제 조성물을 경화시켜 형성할 수 있다. 상기에서 점착제 조성물의 경화는, 광을 조사하거나, 소정 온도에서 점착제 조성물을 유지하거나, 또는 적절한 습기를 인가함으로써, 물리적 작용 또는 화학 반응에 의하여 점착제 조성물에 점착 특성을 발현시킨 상태를 의미한다. 또한, 용어 「광경화형 점착제 조성물」은, 예를 들면, 자외선이나 전자선 등과 같은 전자기파의 조사에 의해 가교 또는 중합 반응이 유도되어 경화될 수 있는 점착제 조성물을 의미할 수 있다.
점착제층은, 1종의 가교 구조를 포함하거나, 혹은 2종의 가교 주로를 포함하는 것으로서, 소위 상호침투 고분자 네트워크(Interpenetrating Polymer Network; 이하, 「IPN」이라 칭하는 경우가 있다.)를 포함하는 점착제층일 수 있다. 용어 「IPN」은 점착제층 내에 적어도 2 종류의 이상의 가교 구조가 존재하는 상태를 의미할 수 있고, 하나의 예시에서 상기 가교 구조는 서로 얽혀 있는 상태(entanglement), 또는 서로 연결(linking) 또는 침투(penetrating)하고 있는 상태로 존재할 수 있다.
점착제층이 1종의 가교 구조를 포함하는 경우에 점착제층은, 예를 들면, 다관능성 가교제에 의해 가교된 아크릴 중합체를 포함할 수 있다. 본 출원에서 용어 아크릴 중합체는, 아크릴계 단량체를 중합 단위로 포함하는 중합체를 의미하고, 예를 들면, 상기 아크릴계 단량체의 중합 단위를 중량을 기준으로 50% 초과, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상 또는 90% 이상 포함하는 중합체를 의미할 수 있다. 또한, 상기에서 아크릴계 단량체는 아크릴산, 메타크릴산 또는 그 유도체(예를 들면, 아크릴산 에스테르 또는 메타크릴산 에스테르 등)를 의미할 수 있다. 또한, 본 출원에서 어떤 단량체가 중합 단위로 중합체에 포함된다는 것은 상기 단량체가 중합 반응을 거쳐 상기 중합체의 고분자 골격을 형성하고 있는 상태를 의미할 수 있다.
상기에서 다관능성 가교제에 의해 가교되는 아크릴 중합체로는, 예를 들면, 중량평균분자량(Mw: Weight Average Molecular Weight)이 50만 이상인 아크릴 중합체를 사용할 수 있다. 상기에서 중량평균분자량은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정된 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치이다. 또한, 본 명세서에서는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 용어 「분자량」은 「중량평균분자량」을 의미한다. 중합체의 분자량을 50만 이상으로 하여, 가혹 조건 하에서 우수한 내구성을 가지는 점착제층을 형성할 수 있다. 상기 분자량의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 점착제의 내구성이나, 조성물의 코팅성을 고려하여, 250만 이하의 범위에서 조절할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 아크릴 중합체는, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 및 가교성 단량체를 중합 단위로 포함하는 중합체일 수 있고, 예를 들면, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 50 중량부 내지 99.9 중량부 및 가교성 단량체 0.1 중량부 내지 50 중량부를 중합된 형태로 포함하는 중합체일 수 있다. 본 출원에서 용어 (메타)아크릴은 아크릴 또는 메타크릴을 의미할 수 있다. 또한, 상기에서 「가교성 단량체」는 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체와 공중합될 수 있는 단량체로서, 공중합 후에 중합체의 측쇄 또는 말단에 가교성 관능기를 제공할 수 있는 단량체를 의미한다. 또한, 본 명세서에서는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 단위 「중량부」는 중량의 비율을 의미한다. 중합체에 포함되는 단량체의 중량 비율을 상기와 같이 조절하여, 초기 접착력이나 내구성이 우수한 점착제를 제공할 수 있다.
(메타)아크릴산 에스테르계 단량체로는, 예를 들면 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있고, 점착제의 응집력, 유리전이온도 또는 점착성을 고려하여, 탄소수가 1 내지 14인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 이러한 단량체의 예로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 및 테트라데실 (메타)아크릴레이트를 들 수 있으며, 상기 중 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있다.
가교성 단량체는, 점착제의 내구성, 점착력 및 응집력을 조절하는 역할을 할 수 있으며, 예를 들면, 중합체에 히드록시기, 카복실기, 에폭시기, 이소시아네이트기 또는 아미노기와 같은 질소 함유 관능기 등을 제공할 수 있고, 또한 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체와 공중합이 가능한 단량체가 사용될 수 있다. 이 분야에는 상기와 같은 역할을 하는 다양한 단량체가 공지되어 있으며, 이와 같은 단량체가 모두 사용될 수 있다. 가교성 단량체의 예로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등과 같은 히드록시기 함유 단량체; (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산 및 말레산 무수물 등의 카복실기 함유 단량체 또는 (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등의 질소 함유 단량체 등을 들 수 있고, 상기 중 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
아크릴 중합체에는, 필요에 따라서 임의의 공 단량체가 중합된 형태로 추가로 포함될 수 있다.
상기 아크릴 중합체는, 전술한 각 성분을 포함하는 단량체의 혼합물을 용액 중합, 광중합, 괴상(bulk) 중합, 현탁(suspension) 중합 또는 유화(emulsion) 중합과 같은 통상의 중합 방식에 적용하여 제조할 수 있다.
점착제층 내에서 상기 아크릴 중합체를 가교시키고 있는 다관능성 가교제로는, 예를 들면 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제 및 금속 킬레이트 가교제와 같은 일반적인 가교제를 사용할 수 있고, 이소시아네이트 가교제의 사용이 통상적이지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이소시아네이트 가교제로는 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 또는 나프탈렌 디이소시아네이트 등의 다관능성 이소시아네이트 화합물이나, 혹은 상기 다관능성 이소시아네이트 화합물을 트리메틸롤 프로판 등과 같은 폴리올 화합물과 반응시킨 화합물 등을 들 수 있고, 에폭시 가교제로는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N’,N’-테트라글리시딜 에틸렌디아민 및 글리세린 디글리시딜에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으며, 아지리딘 가교제로는 N,N’-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N’-디페닐메탄-4,4’-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌 멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 및 트리-1-아지리디닐포스핀옥시드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 금속 킬레이트계 가교제로는, 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 및/또는 바나듐과 같은 다가 금속이 아세틸 아세톤 또는 아세토초산 에틸 등에 배위하고 있는 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기와 같은 다관능성 가교제의 점착제층 내에서의 비율은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 점착제의 응집력이나 내구성 등을 고려하여 적정 범위로 선택될 수 있다.
상기와 같은 다관능성 가교제는, 예를 들면, 숙성 공정과 같은 점착제층의 형성 과정에서 아크릴 중합체의 가교성 관능기와 반응하여, 상기 중합체를 가교시킬 수 있다.
점착제층이 2종 이상의 가교 구조를 포함하는 상기 IPN 구조인 경우에 상기 점착제층은, 예를 들면, 상기 다관능성 가교제에 의해 가교된 아크릴 중합체의 가교 구조에 추가로 중합된 다관능성 아크릴레이트의 가교 구조를 포함할 수 있다.
다관능성 아크릴레이트로는, 분자 중에 2개 이상의 (메타)아크릴로일기를 가지는 화합물이라면, 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아디페이트(neopentylglycol adipate) 디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산(hydroxyl puivalic acid) 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(dicyclopentanyl) 디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메타)아크릴레이트, 디(메타)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트, 알릴(allyl)화 시클로헥실 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메타)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메타)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메타)아크릴레이트 또는 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌(fluorine) 등과 같은 2관능성 아크릴레이트; 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 3 관능형 우레탄 (메타)아크릴레이트 또는 트리스(메타)아크릴록시에틸이소시아누레이트 등의 3관능형 아크릴레이트; 디글리세린 테트라(메타)아크릴레이트 또는 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트 등의 4관능형 아크릴레이트; 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트 등의 5관능형 아크릴레이트; 및 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 또는 우레탄 (메타)아크릴레이트(ex. 이소시아네이트 단량체 및 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트의 반응물 등의 6관능형 아크릴레이트 등을 사용할 수 있고, 경우에 따라서는, 이 분야에서 광경화형 올리고머로 알려져 있는 것으로서, 각종의 우레탄 아크릴레이트, 폴리카보네이트 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트 또는 에폭시 아크릴레이트 등도 사용될 수 있다.
상기와 같은 다관능성 아크릴레이트는 일종 또는 이종 이상이 혼합되어 사용될 수 있고, 분자량이 1,000 미만이며, 3관능성 이상인 아크릴레이트를 사용하는 것이 내구성 구현 측면에서 유리하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
다관능성 아크릴레이트로서, 골격 구조 중 고리 구조를 포함하는 것을 사용할 수 있다. 이러한 아크릴레이트를 사용함으로써, 편광자의 수축 또는 팽창을 보다 효과적으로 억제할 수 있고, 또한 빛샘 억제 효과도 향상될 수 있다. 다관능성 아크릴레이트에 포함되는 고리 구조는 탄소환식 구조 또는 복소환식 구조; 또는 단환식 또는 다환식 구조의 어느 것이어도 된다. 고리 구조를 포함하는 다관능성 아크릴레이트의 예로는, 트리스(메타)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트 등의 이소시아누레이트 구조를 갖는 단량체 및 이소시아네이트 변성 우레탄 (메타)아크릴레이트(ex. 이소시아네이트 단량체 및 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트의 반응물 등) 등의 6관능형 아크릴레이트 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
점착제층 내에서 상기 다관능성 아크릴레이트의 비율은 특별히 제한되지 않고, 가교제의 경우과 같이 점착제의 응집력이나 내구성 등을 고려하여 조절될 수 있다.
점착제층은 또한 실란 커플링제를 추가로 포함할 수 있다. 실란 커플링제는 점착제의 밀착성 및 접착 안정성을 향상시켜, 내열성 및 내습성을 개선하고, 또한 가혹 조건에서 점착제가 장기간 방치되었을 경우에도 접착 신뢰성을 향상시키는 작용을 한다. 실란 커플링제로는, 예를 들면, 감마-글리시독시프로필 트리에톡시 실란, 감마-글리시독시프로필 트리메톡시 실란, 감마-글리시독시프로필 메틸디에톡시 실란, 감마-글리시독시프로필 트리에톡시 실란, 3-머캅토프로필 트리메톡시 실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시 실란, 감마-메타크릴록시프로필 트리메톡시 실란, 감마-메타크릴록시 프로필 트리에톡시 실란, 감마-아미노프로필 트리메톡시 실란, 감마-아미노프로필 트리에톡시 실란, 3-이소시아네이토 프로필 트리에톡시 실란, 감마-아세토아세테이트프로필 트리메톡시실란, 감마-아세토아세테이트프로필 트리에톡시 실란, 베타-시아노아세틸 트리메톡시 실란, 베타-시아노아세틸 트리에톡시 실란, 아세톡시아세토 트리메톡시 실란 등을 사용할 수 있고, 상기 중 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있다. 본 출원에서는 아세토아세테이트기 또는 베타-시아노아세틸기를 갖는 실란계 커플링제를 사용하는 것이 유리할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 점착제층 내에서 실란 커플링제의 비율은 특별히 제한되지 않는다.
상기 점착제층은 또한 점착성 부여 수지를 추가로 포함할 수 있다. 점착성 부여 수지로는 예를 들면, 히드로카본계 수지 또는 그의 수소 첨가물, 로진 수지 또는 그의 수소 첨가물, 로진 에스테르 수지 또는 그의 수소 첨가물, 테르펜 수지 또는 그의 수소 첨가물, 테르펜 페놀 수지 또는 그의 수소 첨가물, 중합 로진 수지 또는 중합 로진 에스테르 수지 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있다. 점착성 부여 수지의 비율도 목적하는 점착성을 고려하여 적절하게 조절할 수 있다.
상기 점착제층은, 또한 임의적으로, 에폭시 수지, 경화제, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면 활성제 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 추가로 포함할 수 있다.
점착제층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시에서, 상기 점착제층은, 전술한 각 성분을 배합하여 점착제 조성물을 제조한 후에, 상기를 상기 편광자 또는 적절한 공정 기재에 바코터 또는 콤마 코터 등의 통상의 수단으로 도포하고, 경화시키는 방식을 사용할 수 있다. 또한, 점착제 조성물을 경화시키는 방법도 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상기 아크릴 중합체 및 다관능성 가교제의 가교 반응이 진행될 수 있도록 적정 온도에서 숙성시키는 방식과 상기 다관능성 아크릴레이트의 중합이 가능하도록 전자기파를 조사하는 공정 중 어느 한 공정 또는 상기 두 공정을 순차적 또는 동시에 수행하여 경화시킬 수 있다. 상기에서 전자기파의 조사는, 예를 들면, 고압수은 램프, 무전극 램프 또는 크세논 램프(xenon lamp) 등의 수단을 사용하여 수행할 수 있다. 또한, 전자기파의 조사 조건은, 제반 물성을 훼손하지 않으면서 다관능성 아크릴레이트의 중합이 적절하게 이루어질 수 있도록 제어된다면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 조도를 50 mW/cm2 내지 2,000 mW/cm2로 제어하고, 광량을 10 mJ/cm2 내지 1,000 mJ/cm2로 제어하여, 적절한 시간 동안 조사할 수 있다.
상기 전자기파의 조사에 의한 경화 공정의 효율을 고려하여, 상기 점착제 조성물에는 광 라디칼 개시제(이하, 단순히 광개시제로 호칭할 수 있다.)가 포함될 수 있다. 광개시제로는, 전자기파의 조사에 의해 라디칼을 생성하고, 경화 반응을 개시시킬 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있다. 예를 들면, 광개시제로서, 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 n-부틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아니노 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4’-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티오잔톤(thioxanthone), 2-에틸티오잔톤, 2-클로로티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논 디메틸케탈, p-디메틸아미노 안식향산 에스테르, 올리고[2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판논] 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥시드 등을 사용할 수 있다. 본 출원에서는 상기 중 일종 또는 이종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
광개시제의 비율은 특별히 제한되지 않고, 적절한 경화가 유도될 수 있는 범위에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 편광판에 포함되는 편광자, 투명 필름, 점착제층 및/또는 접착제층 등에는 자외선 흡수능이 부여되어 있을 수 있다. 이러한 자외선 흡수능은, 예를 들면, 각 요소에 자외선 흡수제를 적정 비율로 포함시켜 구현할 수 있다. 자외선 흡수제로는, 살리실산에스테르계 화합물이나 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물이나 시아노아크릴레이트계 화합물 또는 니켈 착염계 화합물 등이 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원은 또한 디스플레이 장치에 대한 것이다. 상기 디스플레이 장치는, 상기 편광판을 적어도 포함할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 디스플레이 장치는, 액정 패널과 상기 액정 패널의 일측에 배치된 상기 편광판을 포함할 수 있다. 이 때 상기 편광판은 예를 들면, 전술한 제 2 점착제층에 의해서 액정 패널에 부착되어 있을 수 있다. 이 때 상기 편광판은, 상부 편광판, 즉 시인측 편광판으로 포함될 수 있다. 상기에서 액정 패널은, 상부 기판과 하부 기판을 포함하고, 상기 상부 기판과 하부 기판의 사이에 액정층을 포함할 수 있다. 이 때 상기 액정 패널은 전술한 고반사 액정 패널, 예를 들면, BM을 포함하지 않는 액정 패널일 수 있다. 또한, 상기 액정 패널은, 하부 기판측에 TFT와 컬러 필터가 모두 존재하는 액정 패널일 수 있다. 이와 같은 구조에서 상기 편광자 또는 편광판은 상기 액정 패널의 장점을 유지 내지는 극대화하면서 그 단점, 예를 들면, 암 상태에서의 반사 시감 특성을 개선할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 디스플레이 장치는 추가적인 편광자 또는 편광판(이하, 제 2 편광자 또는 제 2 편광판으로 호칭한다.)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 액정 패널의 상부측, 즉 시인측에는 전술한 본 출원의 편광판(이하, 제 1 편광판으로 호칭한다.)이 배치되고, 하부측, 즉 배면측 또는 광원측에는 상기 제 2 편광자 또는 제 2 편광판이 배치될 수 있다. 이러한 경우에 상기 제 2 편광자 또는 제 2 편광판은, 예를 들면, 380 nm 내지 520 nm의 범위 내의 어느 한 파장에서의 광차단율(광흡수율 또는 광반사율)이 4 내지 6 정도가 되도록 조절된 것일 수 있다. 제 2 편광판 또는 제 2 편광자의 광 차단율을 상기와 같이 조절하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 방식이 적용될 수 있다. 전술한 고반사 액정 패널의 상부 편광자 또는 편광판으로 본 출원의 상기 제 1 편광판이 적용되는 경우에 상기 제 2 편광판 또는 제 2 편광자의 광 특성이 상기와 같이 조절되면, 암 상태 및 명 상태에서의 표시 특성이 크게 개선될 수 있다.
상기 고반사 액정 패널의 구체적인 구조는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 액정 패널은 BM이 포함되지 않은 것을 제외하고는 공지의 액정 패널과 같은 구조를 가질 수 있으며, 이러한 경우에 컬러 필터는 상부 및 하부 기판 중 어느 기판측에 존재할 수도 있으나, 적절하게는 하부 기판측에 존재할 수 있다. 액정 패널에 포함되는 액정층의 종류도 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, VA, IPS, TN 또는 STN 등과 같은 공지의 모드의 액정층이 모두 적용될 수 있다.
본 출원에서는 다양한 유형의 디스플레이 장치, 특히 고반사 액정 패널을 포함하는 디스플레이 장치에 적용되어 암 상태에서의 시감을 개선하고, 명암비도 향상시킬 수 있는 편광판이 제공될 수 있다. 본 출원에서는 또한 상기 편광판을 포함하는 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.
도 1 내지 3는 실시예의 각 편광판의 파장별 투과율을 보여주는 도면이다.
도 4는 비교예의 편광판의 파장별 투과율을 보여주는 도면이다.
도 5는, 일반 패널과 고반사 패널의 반사율의 차이를 보여주는 도면이다.
도 6은, 고반사 패널에 실시예 또는 비교예를 적용한 경우의 반사율을 보여주는 도면이다.
이하, 본 출원에 따른 실시예 등을 통하여 상기 편광자 등을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 이하에 제한되는 것은 아니다.
이하에서 편광자 등의 각 물성은 하기의 방식으로 측정하였다.
1. 물성의 측정
이하의 실시예에서 파장별 투과율 및 반사율 등은 UV-VIS-NIR Spectrophotometer (solidspec-3700, Shimadzu)를 사용하여 제조사의 매뉴얼에 따라 측정하였다.
제조예 1. 아크릴 중합체(A)의 제조
질소 가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 1L 반응기에 n-부틸 아크릴레이트(n-BA) 98 중량부 및 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-HEA) 2 중량부를 투입하였다. 이어서, 반응기에 용제로서 에틸 아세테이트(EAc; ethyl aceate) 180 중량부를 투입하고, 산소 제거를 위해 질소 가스를 60분 동안 퍼징(purging)하였다. 그 후, 온도를 67℃로 유지하고, 반응개시제인 AIBN(azobisisobutyronitrile) 0.05 중량부를 투입하고, 8 시간 동안 반응시켰다. 반응 후에, 에틸 아세테이트로 희석하여 고형분 농도가 30 중량%이고, 중량평균분자량이 100만이며, 분자량 분포가 4.9인 아크릴 중합체(A)를 제조하였다.
실시예 1.
제 2 점착제층의 제조
아크릴 중합체(A) 100 중량부, 다관능성 가교제(TDI계 이소시아네이트, Coronate L, 니폰 폴리우레탄(일)사제) 0.01 중량부, 실란 커플링제(M812, 베타-시아노아세틸기를 가지는 실란 커플링제, LG 화학(한국)제) 0.1 중량부 및 염료(제조사: 예담케미칼, Yellow S-3G, Red S-7G, Green 3-G 및 Blue S-RR을 1:0.9:1:2의 중량비(Yellow S-3G:Red S-7G:Green 3-G:Blue S-RR)로 포함) 0.05 중량부를 고형분 농도를 30 중량%가 되도록 용제에 배합하여 점착제 조성물을 제조하였다. 이어서 제조된 점착제 조성물을 이형 처리된 PET 이형 필름(두께: 38㎛, MRF-38, 미쯔비시사제)의 이형 처리면에 건조 후의 두께가 25㎛이 되도록 코팅하고, 110℃의 오븐에서 3분 동안 건조시켜 제 2 점착제층을 형성하고, 상기에 이형 처리된 PET 이형 필름(두께: 38㎛, MRF-38, 미쯔비시사제)을 추가로 라미네이트 하였다.
편광판의 제조
PVA계 수지 필름을 연신하고, 요오드로 염색한 후, 붕산(boric acid) 수용액으로 처리하여 편광자를 제조하였다. 이어서 편광자의 양면에 60 ㎛ 두께의 TAC(Triacetyl cellulose) 필름을 수계 폴리비닐알코올계 접착제로 부착하였다. 이어서, 상기 PVA계 편광자의 양측 TAC 필름 중 하나의 TAC 필름에 상기 제조된 제 2 점착제층을 라미네이트하여 편광판(편광판 구조: TAC 필름 → 수계 폴리비닐알코올계 접착제 → 편광자 → 수계 폴리비닐알코올계 접착제 → TAC 필름 → 제 2 점착제층 → PET 이형 필름)을 제조하였다. 이와 같은 편광판에 대하여 파장별 투과율을 측정한 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1에서 녹색 그래프(가장 상측)가 실시예 1의 편광판에 대한 그래프이다.
실시예 2.
점착제 조성물의 제조 시에 염료(제조사: 예담케미칼, Yellow S-3G, Red S-7G, Green 3-G 및 Blue S-RR을 1:0.9:1:2의 중량비(Yellow S-3G:Red S-7G:Green 3-G:Blue S-RR)로 포함) 0.15 중량부를 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 점착제층과 편광판을 제조하였다. 이와 같은 편광판에 대하여 파장별 투과율을 측정한 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1에서 푸른색 그래프(중간 그래프)가 실시예 2의 편광판에 대한 그래프이다.
실시예 3.
점착제 조성물의 제조 시에 염료(제조사: 예담케미칼, Yellow S-3G, Red S-7G, Green 3-G 및 Blue S-RR을 1:0.9:1:2의 중량비(Yellow S-3G:Red S-7G:Green 3-G:Blue S-RR)로 포함) 0.2 중량부를 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 점착제층과 편광판을 제조하였다. 이와 같은 편광판에 대하여 파장별 투과율을 측정한 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1에서 붉은색 그래프(가장 하측 그래프)가 실시예 3의 편광판에 대한 그래프이다.
실시예 4.
점착제 조성물의 제조 시에 염료(제조사: 예담케미칼, Violet S-IRS, Green S-6G를 1:1.5의 중량비(Violet S-IRS:Green S-6G)로 포함) 0.05 중량부를 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 점착제층과 편광판을 제조하였다. 이와 같은 편광판에 대하여 파장별 투과율을 측정한 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에서 푸른색 그래프(상부 그래프)가 실시예 4의 편광판에 대한 그래프이다.
실시예 5.
점착제 조성물의 제조 시에 염료(제조사: 예담케미칼, Violet S-IRS, Green S-6G를 1:1.5의 중량비(Violet S-IRS:Green S-6G)로 포함) 0.3 중량부를 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 점착제층과 편광판을 제조하였다. 이와 같은 편광판에 대하여 파장별 투과율을 측정한 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에서 붉은색 그래프(하부 그래프)가 실시예 5의 편광판에 대한 그래프이다.
실시예 6.
점착제 조성물의 제조 시에 안료(Black pigment, Black-LMB1, IRIDOS) 0.05 중량부를 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 점착제층과 편광판을 제조하였다. 이와 같은 편광판에 대하여 파장별 투과율을 측정한 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에서 붉은색 그래프(상부 그래프)가 실시예 6의 편광판에 대한 그래프이다.
실시예 7.
점착제 조성물의 제조 시에 안료(Black pigment, Black-LMB1, IRIDOS) 0.1 중량부를 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 점착제층과 편광판을 제조하였다. 이와 같은 편광판에 대하여 파장별 투과율을 측정한 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3에서 푸른색 그래프(하부 그래프)가 실시예 7의 편광판에 대한 그래프이다.
비교예 1.
점착제 조성물의 제조 시에 염료를 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 점착제층과 편광판을 제조하였다. 이와 같은 편광판에 대하여 파장별 투과율을 측정한 결과를 도 4에 나타내었다.
시험예
액정 패널로서 고반사 액정 패널(550 nm 파장의 광에 대한 반사율이 약 18.18%)을 사용하여 편광판 적용에 따른 광학 특성을 비교하였다. 상기 액정 패널은, 일반 액정 패널(550nm 파장의 광에 대한 반사율이 약 10.6%)에 비하여 높은 반사율을 보이는 패널이고, 도 5는 상기 일반 패널과 고반사 액정 패널(HRL)의 반사 특성을 보여주는 도면이다. 도면에서와 같이 고반사 액정 패널(HRL 패널)은 일반 액정 패널에 비하여 높은 반사율을 나타낸다.
첨부된 도 6은, 상기와 같은 고반사 액정 패널에 비교예 1의 평관판을 상부 편광판으로 적용한 경우의 반사율 및 실시예 2의 편광판을 상부 편광판에 적용한 경우의 반사율을 보여주는 도면이다. 도 6에서 주황색 그래프(550 nm 파장의 광에 대한 반사율이 높은 그래프)가 비교예 1을 적용한 경우이고, 검은색 그래프(550 nm 파장의 광에 대한 반사율이 낮은 그래프)가 실시예의 편광판을 적용한 경우이다.
도면으로부터, 고반사 액정 패널에 본 출원에 의한 편광판을 적용함으로써 반사율, 특히 장파장에서의 반사율을 크게 저감시킬 수 있고, 저반사 처리 등의 추가적인 처리가 부가될 경우에 그 효과가 더욱 증가될 수 있는 점을 확인할 수 있다.

Claims (19)

  1. 편광자; 상기 편광자의 일면에 제 1 점착제층 또는 접착제층에 의해 부착되어 있는 투명 필름; 및 상기 편광자의 투명 필름이 부착된 면과 반대측의 면에 형성된 제 2 점착제층을 포함하고,
    450 nm 파장의 광의 투과율이 550 nm 또는 650 nm 파장의 광의 투과율에 비하여 높으며,
    상기 450 nm 파장의 광의 투과율이 80% 이상인 편광판.
  2. 제 1 항에 있어서, 450 nm 파장의 광에 대한 투과율(T45)과 550 nm 파장의 광에 대한 투과율(T55)의 비율(T45/T55)이 1.02를 초과하는 편광판.
  3. 제 1 항에 있어서, 450 nm 파장의 광에 대한 투과율(T45)과 650 nm 파장의 광에 대한 투과율(T65)의 비율(T45/T65)이 1.02를 초과하는 편광판.
  4. 제 1 항에 있어서, 점착제층 또는 접착제층의 표준 광원 D65에 대한 투과도가 50% 내지 96%의 범위 내에 있는 편광판.
  5. 제 1 항에 있어서, 점착제층 또는 접착제층은 염료 또는 안료를 포함하는 편광판.
  6. 제 5 항에 있어서, 염료 또는 안료는, 최대 흡광 파장이 500 nm 또는 700 nm의 범위 내인 편광판.
  7. 제 5 항에 있어서, 염료 또는 안료는, 용제 염료 또는 안료인 편광판.
  8. 제 5 항에 있어서, 염료 또는 안료는, 금속착염 염료, 금속착염 안료 또는 비금속 유성 염료인 편광판.
  9. 제 5 항에 있어서, 점착제층 또는 접착제층 내의 염료 또는 안료의 비율이 0.02 내지 1 중량%의 범위 내인 편광판.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서, 550 nm 파장의 광에 대한 반사율이 12% 이상인 액정 패널에 적용되는 편광판.
  12. 제 1 항에 있어서, 550 nm 파장의 광에 대한 반사율이 12% 이상인 액정 패널의 시인측에 적용되는 편광판.
  13. 제 1 항에 있어서, 550nm 파장의 무편광 광에 대한 투과율(Ts)이 35% 이상인 편광판.
  14. 제 1 항에 있어서, 광흡수축과 그에 직교하는 광투과축을 가지고, 상기 광흡수축에 대하여 -5도 내지 5도의 범위 내의 각도를 가지는 550 nm 파장의 선편광된 광에 대한 투과율(Tc)이 0.01% 이하인 편광판.
  15. 제 1 항에 있어서, 편광도가 99.9% 이상인 편광판.
  16. 제 1 항의 편광판을 포함하는 디스플레이 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 550 nm 파장의 광에 대한 반사율이 12% 이상인 액정 패널을 추가로 포함하고, 편광판이 상기 액정 패널의 시인측에 배치되어 있는 디스플레이 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 액정 패널의 배면측에 배치된 제 2 편광자 또는 제 2 편광판을 추가로 포함하는 디스플레이 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 제 2 편광자 또는 제 2 편광판은, 380 nm 내지 520 nm의 범위 내의 어느 한 파장에서의 광차단율이 4 내지 6의 범위 내인 디스플레이 장치.
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