KR102052200B1 - 명암비 개선 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

명암비 개선 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

보호층 및 상기 보호층 상에 형성된 명암비 개선층을 포함하고, 상기 명암비 개선층은 제1수지층 및 상기 제1수지층과 대향하는 제2수지층을 포함하고, 상기 제2수지층은 광학 패턴 및 상기 광학 패턴 사이에 평탄부를 갖는 패턴부를 구비하고, 상기 제2수지층은 광흡수제를 포함하고, 상기 제2수지층은 식 1을 만족하는 명암비 개선 광학 필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 광학 표시 장치가 제공된다.

Description

명암비 개선 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치{OPTICAL FILM FOR IMPROVING CONTRAST RATIO, POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 명암비 개선 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 정면 휘도, 정면 명암비 및 측면 명암비를 개선하고 시야각을 확대할 수 있으며, 최저 반사율을 낮추어 비 구동 상태에서도 화면 품질을 개선하고 블랙 시감을 높일 수 있는, 명암비 개선 광학필름, 이를 포함하는 편광판 및 이를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 백라이트 유닛에서 나온 광이 액정패널을 통해 출사됨으로써 작동된다. 백라이트 유닛으로부터 광은 액정표시장치의 화면에 대해 수직으로 입사되므로, 액정표시장치의 화면 중 측면은 정면 대비 명암비(contrast ratio, CR)가 떨어질 수밖에 없다. 따라서, 측면 명암비를 높이는 명암비 개선 광학필름에 대한 개발이 진행되고 있다.
일반적으로, 명암비 개선 광학필름은 광학 패턴에 의해 명암비를 개선한다. 예를 들면, 평탄부와 광학 패턴이 교대로 형성된 광학 필름에 의해 명암비를 개선할 수 있다. 광학 패턴은 경사면을 구비하며 입사된 광을 경사면에서 굴절 및 확산시킴으로써 명암비를 개선하고, 평탄부는 평탄부에 도달한 광을 출사킴으로써 광을 확산시키고 휘도를 유지할 수 있다. 그러나, 광학 패턴으로 인하여 측면 명암비는 개선할 수 있으나 정면 명암비는 상대적으로 감소되는 것이 일반적이다. 따라서, 측면 명암비와 정면 명암비를 동시에 개선할 수 있는 명암비 개선 광학필름이 요구된다.
한편, 광학표시장치는 계속해서 구동 상태에 있는 것이 아니라 비 구동 상태에 있을 수도 있다. 광학표시장치가 비 구동 상태인 경우 외부 광에 의해 블랙 시감이 떨어져 화면 품질이 저하될 수 있다.
본 발명의 배경기술은 일본공개특허 제2006-251659호에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 정면 휘도, 정면 명암비 및 측면 명암비를 개선시킬 수 있는 명암비 개선 광학필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 측면 시야각을 확대시킬 수 있는 명암비 개선 광학필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 최저 반사율을 낮추어 비 구동 상태에서도 화면 품질을 개선하고 블랙 시감을 높일 수 있는 명암비 개선 광학필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 명암비 개선 광학필름을 포함하는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 반사 방지 필름을 추가로 적층시킬 필요가 없어 박형화가 가능한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 명암비 개선 광학 필름은 보호층 및 상기 보호층 상에 형성된 명암비 개선층을 포함하고, 상기 명암비 개선층은 제1수지층 및 상기 제1수지층과 대향하는 제2수지층을 포함하고, 상기 제2수지층은 광학 패턴 및 상기 광학 패턴 사이에 평탄부를 갖는 패턴부를 구비하고, 상기 제2수지층은 광흡수제를 포함하고, 상기 제2수지층은 하기 식 1을 만족할 수 있다:
<식 1>
(H2 - H1) ＜ R ≤ H1
(상기 식 1에서, H2는 제2수지층의 최대 두께(단위:㎛),
H1은 광학 패턴의 최대 높이(단위:㎛),
R은 광흡수제의 평균직경(D50)(단위:㎛)).
본 발명의 편광판은 편광필름 및 상기 편광필름 상에 형성된 본 발명의 명암비 개선층을 포함할 수 있다.
본 발명의 액정표시장치는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
본 발명은 정면 휘도, 정면 명암비 및 측면 명암비를 개선시킬 수 있는 명암비 개선 광학필름을 제공하였다.
본 발명은 측면 시야각을 확대시킬 수 있는 명암비 개선 광학필름을 제공하였다.
본 발명은 최저 반사율을 낮추어 비 구동 상태에서도 화면 품질을 개선하고 블랙 시감을 높일 수 있는 명암비 개선 광학필름을 제공하였다.
본 발명은 본 발명의 명암비 개선 광학필름을 포함하는 편광판을 제공하였다.
본 발명은 반사 방지 필름을 추가로 적층시킬 필요가 없어 박형화가 가능한 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 명암비 개선 광학필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 3은 실시예에서 사용된 광흡수제의 TEM 사진이다.
도 4는 실시예에 따른 정면 명암비 개선의 모식도이다.
도 5는 비교예에 따른 광의 이동을 나타낸 것이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 대하여 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 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)", "바로 위" 또는 "직접적으로 형성" 또는 "직접적으로 접하여 형성"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 의미한다.
본 명세서에서 "수평 방향", "수직 방향"은 각각 직사각형의 액정표시장치 화면의 장방향과 단방향을 의미한다. 본 명세서에서 "정면", "측면"은 수평 방향을 기준으로, 구면 좌표계(spherical coordinate system)에 의한 (φ, θ)에 의할 때, 정면은 (0°, 0°)이고, 좌측 끝 지점을 (180°, 90°), 우측 끝 지점을 (0°, 90°)라고 할 때, 측면은 (0°, 60°)을 의미한다.
본 명세서에서 "정상부(top part)"는 음각의 광학 패턴 중 가장 높은 부분을 의미한다.
본 명세서에서 "종횡비(aspect ratio)"는 광학 패턴의 최대 폭에 대한 최대 높이의 비(최대 높이/최대 폭)를 의미한다.
본 명세서에서 "주기"는 이웃하는 광학 패턴 간의 거리, 예를 들면 하나의 광학 패턴의 최대폭과 하나의 평탄부의 폭의 합을 의미한다.
본 명세서에서 "면방향 위상차(Re)"는 파장 550nm에서의 값이고, 하기 식 A로 표시된다:
<식 A>
Re = (nx - ny) x d
(상기 식 A에서, nx, ny는 파장 550nm에서 각각 해당 보호층 또는 기재층의 지상축 방향, 진상축 방향의 굴절률이고, d는 해당 보호층 또는 기재층의 두께(단위:nm)이다).
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 명암비 개선 광학 필름을 도 1을 참고하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 명암비 개선 광학 필름의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 명암비 개선 광학 필름(10)은 명암비 개선층(100A)과 보호층(200)을 포함할 수 있다. 도 1에서 도시되지 않았지만, 명암비 개선 광학필름(10)은 편광필름의 광출사면에 형성될 수 있다.
명암비 개선층
명암비 개선층(100A)은 제1수지층(110A) 및 제1수지층(110A)과 대향하는 제2수지층(120A)을 포함한다.
제2수지층
제2수지층(120A)은 제1 수지층(110A) 상에 형성되며, 제1수지층(110A)의 광출사면에 형성되어 있다. 제2수지층(120A)은 제1수지층(110A)의 광출사면으로부터 입사된 광을 광을 확산시킴으로써 광확산 효과를 크게 할 수 있다.
제2수지층(120A)은 하나 이상의 광학 패턴(121) 및 바로 이웃하는 광학 패턴(121) 사이에 평탄부(122)를 갖는 패턴부를 구비하고 있다. 광학 패턴(121)은 정상부에 제1면(124)이 형성되고 제1면(124)과 연결되는 하나 이상의 경사면(123)으로 구성되는 광학 패턴일 수 있다. 제2수지층(120A)은 광 흡수층(도 1에서 도시되지 않음)을 갖는 광흡수제(130)를 포함한다. 제2수지층(120A)은 상부면(120Aa)과 하부면(120Ab)으로 구성된다. 제2수지층(120A)의 상부면(120Aa)은 보호층(200)과 접한다. 제2수지층(120A)의 하부면(120Ab)은 패턴부에 대응된다.
제2수지층(120A)은 하기 식 1을 만족한다:
<식 1>
(H2 - H1) ＜ R ≤ H1
(상기 식 1에서, H2는 제2수지층의 최대 두께(단위:㎛),
H1은 광학 패턴의 최대 높이(단위:㎛),
R은 광흡수제의 평균직경(D50)(단위:㎛)).
상기 식 1에 의하면, 광흡수제(130)의 평균직경 R은 광학 패턴(121)의 최대 높이 H1 대비 같거나 작다. 따라서, 광흡수제(130)는 제2수지층(120A) 중 광학 패턴(121)과 바로 이웃하는 광학 패턴 사이에 포함될 수 있다. 광학 패턴과 바로 이웃하는 광학 패턴 사이에 광흡수제(130)가 포함됨으로써, 제1수지층(110A)으로부터 평탄부(122)에 도달한 광 중 측면에서 입사되는 광을 광흡수제가 흡수함으로써 상기 광이 광학 패턴(121)의 경사면(123)에서 전 반사되는 것을 막아 광흡수제를 포함하지 않는 명암비 개선층 대비 정면 명암비 감소를 최소화하여 정면 명암비와 정면 상대 휘도를 개선하면서도 측면 명암비를 증가시킬 수 있다. 또한, 이를 통해, 명암비 개선 광학필름의 최저 반사율을 낮춤으로써 광학표시장치의 비 구동시 광학표시장치의 화면의 블랙 시감을 높이고 화면 품질을 개선할 수 있다. 따라서, 광학표시장치에 적용시 추가적으로 반사 방지 필름을 사용할 필요성을 낮추어 편광판, 광학표시장치를 박형화시킬 수 있다. 구체적으로, 명암비 개선 광학 필름(10)은 보호층(200) 쪽에서 측정된 최저 반사율이 3.90% 이하, 예를 들면 3.88% 이하 구체적으로 3.80% 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치의 비 구동시 광학표시장치의 화면의 블랙 시감을 높이고 화면 품질을 개선할 수 있다. 바람직하게는, R ＜ H1이 될 수 있다.
한편, 상기 식 1에 의하면, (제2수지층의 최대 두께 - 광학 패턴의 최대 높이)인 (H2 - H1)은 광흡수제의 평균직경 R보다는 작다. 따라서, 광흡수제(130)는 제2 수지층(120A) 중 광학 패턴의 정상부인 제1면(124)과 제2수지층(120A)의 상부면(120Aa) 사이의 영역에는 광흡수제가 존재하지 않는다. 상기 영역에 광흡수제가 존재할 경우, 평탄부로부터 광흡수제까지의 거리가 멀어서 제1수지층(110A)으로부터 평탄부(122)에 도달한 광을 흡수하는 효과를 기대할 수 없어 정면 명암비 개선 효과가 미약하거나 거의 없고, 광흡수제로 인하여 명암비 개선 광학 필름이 불투명해질 수도 있다.
바람직하게는, 광흡수제는 광학 패턴과 바로 이웃하는 광학 패턴 사이 즉 광학 패턴의 정상부 대비 하부 영역 즉 도 1에서 평탄부, 광학 패턴의 경사면, 및 바로 이웃하는 광학 패턴의 경사면으로 이루어지는 사다리꼴 영역에 포함될 수 있다. 물론, 광흡수제는 제2 수지층 중 광학 패턴의 정상부인 제1면과 제2수지층의 상부면 사이의 영역을 제외한 영역에 포함될 수도 있다.
패턴부는 하기 식 2를 만족하고, 광학 패턴(121)은 밑각(θ)이 75° 내지 90°가 될 수 있다. 밑각(θ)은 광학 패턴(121)의 경사면(123)과 광학 패턴(121)의 최대폭(W)의 선과 이루는 각이 75° 내지 90°를 의미한다. 상기 범위에서, 정면에서의 상대휘도를 높이고, 정면 명암비와 측면 명암비를 동시에 개선시킬 수 있고, 정면 명암비와 측면 명암비의 차이를 감소시킬 수 있으며, 동일 측면 시야각, 동일 정면 시야각에서 명암비를 높일 수 있다: 구체적으로, 밑각(θ)은 80° 내지 90°, P/W는 1.2 내지 8이 될 수 있다:
<식 2>
1 ＜ P/W ≤ 10
(상기 식 2에서, P는 패턴부의 주기(단위:㎛),
W는 광학 패턴의 최대 폭(단위:㎛)).
도 1은 광학 패턴의 양쪽 밑각이 동일한 경우를 나타내었으나, 밑각이 상술 75° 내지 90°에 포함된다면 밑각이 서로 다른 광학 패턴도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
광학 패턴(121)은 정상부에 제1면(124)이 형성되고 제1면(124)과 연결되는 하나 이상의 경사면(123)으로 구성되는 광학 패턴일 수 있다. 도 1은 광학 패턴(121)은 이웃하는 2개의 경사면(123)이 제1면(124)에 의해 연결되는 사다리꼴 광학 패턴을 나타낸 것이나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1면(124)은 정상부에 형성되어, 광학표시장치에서 제2수지층(120A)에 도달한 광이 제1면(124)에 의해 더 확산되게 함으로써 시야각과 휘도를 높일 수 있다. 따라서, 광 확산 효과를 높여 휘도 손실을 최소화할 수 있다.
제1면(124)은 평탄한 면으로서 명암비 개선 광학필름의 제조 공정을 용이하게 할 수도 있다. 그러나, 제1면(124)은 미세 요철이 형성되거나 곡면이 될 수도 있다. 제 1면이 곡면으로 형성될 경우에는 렌티큘러 렌즈 패턴이 형성될 수 있다. 도 1은 정상부(제1면)에 하나의 평면이 형성되고 경사면이 평면으로서, 단면이 사다리꼴 형태(예:단면이 삼각형인 프리즘의 상부가 절단된 형태, cut-prism 형태)인 패턴을 나타낸 것이다. 그러나, 음각 패턴이 정상부에 제1면이 형성되고 경사면이 곡면인 음각 패턴(예:렌티큘러 렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-lenticular lens인 명암비 개선층, 또는 마이크로렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-micro lens)인 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 또는 음각 광학 패턴은 단면이 직사각형 형태, 정사각형 형태 등의 N각형(N은 3 내지 20의 정수)인 경우도 가능하다.
제1면(124)은 평탄부(122), 제1수지층(110A)의 최저면, 제2수지층(120A)의 최고면(즉, 제2수지층의 상부면) 중 하나 이상과 평행하게 형성될 수 있다. 도 1은 광학 패턴(121)의 제1면(124), 평탄부(122), 제1수지층(110A)의 최저면, 제2수지층(120A)의 최고면이 서로 평행한 경우를 나타낸 것이다.
제1면(124)은 폭(A)이 0.5㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 2㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있고, 명암비 개선 효과를 기대할 수 있다.
광학 패턴(121)은 종횡비(H1/W)가 0.1 내지 10.0, 구체적으로 0.1 내지 7.0, 보다 구체적으로 0.1 내지 5.0, 0.1 내지 2.0이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에서 측면에서의 명암비와 시야각을 개선할 수 있다.
광학 패턴(121)의 최대 높이(H1)는 20㎛ 이하, 구체적으로 15㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 10㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선, 시야각 개선, 및 휘도 향상을 나타내고 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다.
광학 패턴(121)의 최대 폭(W)은 20㎛ 이하, 구체적으로 15㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 10㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선, 시야각 개선, 및 휘도 향상을 나타내고 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다.
도 1은 이웃하는 광학 패턴들이 밑각, 제1면의 폭, 최대 높이, 최대폭이 각각 동일한 패턴부를 나타낸 것이다. 그러나, 이웃하는 광학 패턴들이 밑각, 제1면의 폭, 최대 높이, 최대폭이 각각 서로 다를 수도 있다.
평탄부(122)는 제1수지층(110A)을 통과한 광을 제2수지층(120A)으로 출사시킴으로써 정면 휘도를 높일 수 있다.
평탄부(122)의 폭(L)에 대한 광학 패턴(121)의 최대폭(W)의 비율(W/L)은 9 이하, 구체적으로는 0.1 내지 3, 더 구체적으로는 0.15 내지 2일 수 있다. 상기 범위에서, 정면에서의 상대휘도를 높이고, 정면 명암비와 측면 명암비의 차이를 감소시킬 수 있으며, 동일 측면 시야각, 동일 정면 시야각에서 명암비를 높일 수 있다. 또한, 모아레 방지 효과가 있을 수 있다. 평탄부(122)의 폭(L)은 1㎛ 내지 300㎛, 구체적으로 1㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 휘도를 상승시켜 주는 효과가 있을 수 있다.
하나의 광학 패턴(121)의 최대 폭(W)과 바로 이웃하는 평탄부(122)는 하나의 주기(P)를 형성한다.
주기(P)는 1㎛ 내지 500㎛, 구체적으로 1㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 상기 범위 내에서 휘도 향상 및 명암비 개선 효과가 있으면서 모아레를 방지할 수 있다.
도 1은 이웃하는 주기가 동일한 패턴부를 나타낸 것이나, 주기는 서로 다를 수도 있고 또는 이웃하는 주기 중 적어도 하나 이상은 주기가 다를 수도 있다.
제2수지층(120A)의 최대 두께(H2)는 50㎛ 이하, 예를 들면 30㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 명암비 감소 최소화 효과가 있을 수 있다.
제2수지층(120A)의 최대 두께 - 광학 패턴(121)의 최대 높이(H2 - H1)('살 두께'라고도 함)는 30㎛ 이하, 예를 들면 20㎛ 이하, 10㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 측면 명암비 감소 최소화 효과가 있을 수 있다.
도 1은 광학 패턴이 음각 패턴인 경우를 나타낸 것이다. 그러나, 광학 패턴은 양각 패턴이 될 수도 있다.
도 1에서 명시되지 않았지만, 도 1은 광학 패턴이 스트라이프(stripe) 형의 연장된 형태로 형성된 것을 나타낸 것이나, 광학 패턴은 도트 형태로 형성될 수도 있다. 상기 "도트"는 충진 패턴과 광학 패턴의 조합이 분산되어 있는 것을 의미한다.
제2수지층(120A)은 제1수지층(110A)보다 굴절률이 높다. 따라서, 명암비 개선층(100A)은 제1수지층(110A)의 광입사면으로부터 입사된 광을 확산시켜 출사시킴으로써 정면에서의 상대휘도를 높이고, 정면 명암비와 측면 명암비를 동시에 개선시킬 수 있고, 측면 명암비를 높이더라도 정면 명암비의 감소를 최소화하고, 정면 명암비와 측면 명암비의 차이를 감소시킬 수 있으며, 동일 측면 시야각, 동일 정면 시야각에서 명암비를 높일 수 있다.
제2수지층(120A)과 제1수지층(110A)의 굴절률 차이(제2수지층의 굴절률 - 제1수지층의 굴절률)의 절대값은 0.05 내지 0.30, 보다 구체적으로 0.05 내지 0.20가 될 수 있다. 상기 범위에서, 집광의 확산 및 명암비 개선 효과가 클 수 있다. 특히, 굴절률 차이가 0.05 내지 0.15인 명암비 개선층은 광학표시장치에서 편광의 확산 효과가 우수하여 동일 시야각에서도 휘도를 높일 수 있다.
제2수지층(120A)은 굴절률이 1.50 이상, 구체적으로 1.50 내지 1.70이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 확산 효과가 우수할 수 있다. 제2수지층(120A)은 (메트)아크릴계, 폴리카보네이트계, 실리콘계, 에폭시계 수지 중 하나 이상을 포함하는 자외선 경화형 조성물 또는 열경화형 조성물로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
광흡수제
광흡수제(130)는 제1수지층(110A)으로부터 평탄부(122)에 도달한 광 중 측면에서 입사되는 광을 흡수함으로써 해당 광이 광학 패턴(121)의 경사면에서 전반사되는 것을 막아 최저 반사율을 낮추고 정면 명암비를 개선할 수 있다. 통상적으로, 명암비 개선 광학필름에 광확산제를 포함시켜 명암비를 개선할 수 있으나, 광확산제를 포함시킬 경우 입자에 의한 백스케터링으로 심한 휘도 저하와 백색 색감 증가 문제점이 있을 수 있다. 한편, 통상적으로 최저 반사율을 낮추기 위한 반사 방지 필름은 기재층, 고굴절층 및 저굴절층의 순서로 형성되고 저굴절층에서 측정된 최저 반사율을 낮추는 것인데 비하여, 본 발명의 명암비 개선 광학필름은 저굴절층 및 고굴절층의 순서로 적층됨에도 불구하고 고굴절층에서의 최저 반사율을 낮출 수 있었다.
광흡수제(130)는 상술한 바와 같이, 제2 수지층(120A) 중 광학 패턴(121)의 정상부인 제1면(124)과 제2수지층(120A)의 상부면(120Aa) 사이의 영역에는 포함되지 않고, 광학 패턴과 바로 이웃하는 광학 패턴 사이에 포함될 수 있다. 이를 통해, 정면 상대 휘도, 정면 명암비와 측면 명암비를 동시에 개선할 수 있다. 바람직하게는, 도 1에서 평탄부, 광학 패턴의 경사면, 및 이웃하는 광학 패턴의 경사면으로 이루어지는 사다리꼴 영역에 포함될 수 있다. 도 1에서 도시되지 않았지만, 광흡수제는 제2 수지층 중 광학 패턴의 정상부인 제1면과 제2수지층의 상부면 사이의 영역을 제외한 영역에 포함될 수도 있다.
광흡수제(130)은 평균직경(D50) R이 20㎛ 이하, 구체적으로 10㎛ 이하, 6㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 패턴 사이에 포함되어 광흡수 효과를 기대할 수 있고, 측면 명암비에 영향을 주지 않을 수 있다. 상기 "평균직경(D50)"은 당업자에게 알려진 통상의 방법에 의해 측정할 수 있다.
광흡수제(130)는 평균직경(D50) R이 광학패턴(121)의 평탄부(122)의 최대 폭(L) 대비 작을 수 있다.
광흡수제(130)는 제2수지층(120A) 중 0.01중량% 내지 5.0중량%, 바람직하게는 0.01중량% 내지 4.0중량%, 0.01중량% 내지 3.0중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 광흡수 효과를 내어 정면 명암비 개선 효과가 있고, 과량 사용으로 인한 휘도 저하를 막을 수 있다.
광흡수제(130)는 표면에 광흡수층을 갖는 입자 예를 들면 표면에 광흡수층을 갖는 광확산제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 광흡수층은 입자 전면에 완전히 형성될 수 있다. 광흡수층은 상술한 광 흡수 효과를 낸다. 광흡수층은 두께가 1.0㎛ 이하, 구체적으로 0.01㎛ 내지 0.5㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광흡수 효과를 낼 수 있다. 광흡수층은 당업자에게 알려진 통상의 광흡수 재료 예를 들면 카본블랙으로 형성될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 광흡수층은 광흡수재료 단독으로 형성될 수도 있고, 광흡수 재료에 수지를 포함할 수도 있다. 상기 수지는 제2수지층의 효과에 영향을 주지 않는 것으로 광흡수 재료와 상용성이 좋은 수지로 선택하여 사용할 수 있다. 광확산제는 광흡수제의 형상을 결정하는 것으로, 구형 또는 반구형 또는 무정형이 될 수 있고, 당업자에게 알려진 통상의 광확산제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 광확산제는 유기계 광확산제, 무기계 광확산제 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다. 유기계 광확산제는 (메트)아크릴계 입자, 실록산계 입자, 스티렌계 입자 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 무기계 광확산제는 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 실리카, 유리, 활석, 운모, 화이트카본, 산화마그네슘, 산화아연 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1수지층
제1수지층(110A)은 광학표시장치에서 하면으로부터 입사된 광을 입사 위치에 따라 다양한 방향으로 굴절시켜 출사시킴으로써 광을 확산시킬 수 있다. 제1수지층(110)은 제2수지층(120A)에 직접 접하여 형성되어 있다.
제1수지층(110A)은 광학 패턴(121)의 적어도 일부를 충진하는 충진 패턴(111)을 포함할 수 있다. 상기 "적어도 일부를 충진"은 광학 패턴을 완전히 충진하거나 부분적으로 충진하는 경우를 모두 포함한다. 충진 패턴이 광학 패턴을 부분적으로 충진하는 경우, 잔여 부분은 공기 또는 소정의 굴절률을 갖는 수지로 충진될 수 있다. 구체적으로, 상기 수지는 제1수지층 대비 동일하거나 크고 제2수지층 대비 동일하거나 작은 굴절률을 가질 수 있다.
제1수지층(110A)은 충진 패턴(111)을 포함하는 층일 수 있다. 제1수지층(110A)은 굴절률이 1.52 미만, 구체적으로 1.35 이상 1.50 미만이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 확산 효과가 크고, 제조가 용이할 수 있으며, 편광의 광 확산 및 명암비 개선 효과가 클 수 있다. 제1수지층(110A)은 투명 수지를 포함하는 자외선 경화형 또는 열 경화형 조성물로 형성될 수 있다. 구체적으로, 수지는 (메트)아크릴계, 폴리카보네이트계, 실리콘계, 에폭시계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 투명 수지는 경화 후 광 투과도가 90% 이상이 될 수 있다.
제1수지층(110A)의 두께 중 최소값(H3)은 1㎛ 이상, 예를 들면 5㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선 광학필름에 사용될 수 있다. 특히, 제1수지층(110A)이 자가 점착성이어서 편광필름에 직접적으로 부착될 경우 명암비 개선 광학필름이 편광필름에 잘 부착되도록 할 수 있다.
도 1은 제2수지층(120A)은 제1수지층(110A)보다 굴절률이 높은 경우를 나타낸 것이다. 그러나, 제2수지층(120A)이 제1수지층(110A)보다 굴절률이 낮은 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 이때, 제2수지층(120A)은 굴절률이 1.52 미만, 구체적으로 1.35 이상 1.50 미만이 될 수 있고, 제1수지층(110A)은 굴절률이 1.50 이상, 구체적으로 1.50 내지 1.70, 1.50 내지 1.60이 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 확산 효과가 우수할 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비 개선 효과가 있을 수 있다.
명암비 개선층(100A)은 두께가 10㎛ 내지 100㎛, 구체적으로는 10㎛ 내지 60㎛가 될 수 있고 더 구체적으로는 10㎛ 내지 45㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
명암비 개선층(100A)은 보호층(200) 상에 적층될 수 있다.
일 구체예에서, 제2수지층은 점착성이 없는 비-점착성일 수도 있다. 이 경우 제2수지층(120A)과 보호층(200) 사이에는 하나 이상의 점착층, 접착층 또는 점접착층이 형성될 수 있다. 다른 구체예에서, 제2수지층은 자체 점착성일 수도 있다. 이 경우, 제2수지층(120A)은 보호층(200)에 직접적으로 형성될 수 있다. 제2수지층이 자체 점착성일 경우, 제2수지층이 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 중 하나 이상으로 형성될 수 있으며, 명암비 개선 광학필름(10)을 박형화시킬 수 있다.
보호층
보호층(200)은 명암비 개선층(100A) 상에 형성되어, 명암비 개선층(100A)을 지지하고, 명암비 개선층(100A)로부터 출사된 광을 출사시킬 수 있다.
보호층(200)은 광학적으로 투명한, 보호 필름 또는 보호 코팅층 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
보호층이 보호 필름 타입일 경우 광학적으로 투명한 수지로 형성된 보호 필름을 포함할 수 있다. 보호 필름은 수지를 용융 및 압출하여 형성될 수 있다. 필요할 경우에는 연신 공정을 더 추가할 수도 있다. 상기 수지는 트리아세틸셀룰로스 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르계 수지, 비정성 환상 폴리올레핀(cyclic olefin polymer, COP) 등을 포함하는 고리형 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 포함하는 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 비환형-폴리올레핀계 수지, 폴리메틸메타아크릴레이트 수지 등을 포함하는 폴리아크릴레이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
보호 필름은 무연신 필름일 수도 있으나, 상기 수지를 소정의 방법으로 연신시켜 소정 범위의 위상차를 갖는 위상차 필름 또는 등방성 광학 필름이 될 수 있다. 일 구체예에서, 보호 필름은 Re가 8,000nm 이상, 구체적으로 10,000nm 이상, 더 구체적으로 10,000nm 초과, 더 구체적으로 10,100nm 내지 15,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무지개 얼룩이 시인되지 않게 할 수 있고, 명암비 개선층를 통해 확산된 광의 확산 효과가 더 커질 수 있다. 다른 구체예에서, 보호 필름은 Re가 60nm 이하 구체적으로 0nm 내지 60nm 더 구체적으로 40nm 내지 60nm의 등방성 광학필름이 될 수도 있다. 상기 범위에서 시야각을 보상하여 화상 품질을 좋게 할 수 있다. 상기 "등방성 광학필름"은 nx, ny, nz가 실질적으로 동일한 필름을 의미하며, 상기 "실질적으로 동일한"은 완전히 동일한 경우뿐만 아니라 약간의 오차를 포함하는 경우를 모두 포함한다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 보호 필름은 기재 필름 및 기재 필름의 적어도 일면에 형성된 프라이머층을 포함할 수도 있다. 기재 필름의 굴절률에 대한 프라이머층의 굴절률의 비(프라이머층의 굴절률/기재필름의 굴절률)는 1.0 이하, 구체적으로 0.6 내지 1.0, 더 구체적으로 0.69 내지 0.95, 보다 더 구체적으로 0.7 내지 0.9, 보다 더 구체적으로 0.72 내지 0.88이 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1기재층의 투과율을 높일 수 있다. 기재필름은 굴절률이 1.3 내지 1.7, 구체적으로 1.4 내지 1.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1기재층의 기재필름으로 사용될 수 있고, 프라이머층과의 굴절률 제어가 용이하며, 제1기재층의 투과율을 높일 수 있다. 기재필름은 상술한 수지로 형성된 필름을 포함할 수 있다. 프라이머층은 굴절률이 1.0 내지 1.6, 구체적으로 1.1 내지 1.6, 더 구체적으로 1.1 내지 1.5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 기재필름 대비 적정 굴절률을 가져 기재층의 투과율을 높일 수 있다. 프라이머층은 두께가 1nm 내지 200nm, 구체적으로 60nm 내지 200nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학필름에 사용 가능하고, 기재필름 대비 적정 굴절률을 갖도록 하여 기재층의 투과율을 높일 수 있고, brittle 현상이 없게 할 수 있다. 프라이머층은 우레탄기를 포함하지 않는 비-우레탄계 프라이머층이 될 수 있다. 구체적으로, 프라이머층은 폴리에스테르, 아크릴 등의 수지 또는 모노머를 포함하는 프라이머층용 조성물로 형성될 수 있다. 이들 모노머의 혼합 비율(예:몰비)을 제어함으로써 상기 굴절률을 제공할 수 있다. 프라이머층용 조성물은 UV 흡수제, 대전방지제, 소포제, 계면활성제 등의 첨가제를 1종 이상 더 포함할 수도 있다.
보호층이 보호 코팅층 타입일 경우는 제2수지층에 대한 양호한 밀착성, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차단성, 내구성을 높일 수 있다. 일 구체예에서, 보호 코팅층은 활성 에너지선 경화성 화합물과 중합 개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물로 형성될 수 있다.
활성 에너지선 경화성 화합물은 양이온 중합성의 경화성 화합물, 라디칼 중합성의 경화성 화합물, 우레탄 수지, 실리콘계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 양이온 중합성 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 에폭시기를 갖는 에폭시계 화합물, 분자 내에 적어도 하나의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄계 화합물이 될 수 있다. 라디칼 중합성의 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴계 화합물이 될 수 있다.
에폭시계 화합물은 수소화 에폭시계 화합물, 사슬형 지방족 에폭시계 화합물, 고리형 지방족 에폭시계 화합물, 방향족 에폭시계 화합물 중 하나 이상이 될 수 있다.
라디칼 중합성의 경화성 화합물은 경도와 기계적 강도가 우수하고 내구성이 높은 보호코팅층을 구현할 수 있다. 라디칼 중합성의 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머, 관능기 함유 화합물을 2종 이상 반응시켜 얻을 수 있고 분자 내에 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 올리고머를 들 수 있다.(메트)아크릴레이트 모노머로는 분자 내에 1개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 단관능(메트)아크릴레이트 모노머, 분자 내에 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 2관능(메트)아크릴레이트 모노머, 및 분자 내에 3개 이상의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 다관능(메트)아크릴레이트 모노머가 될 수 있다. (메트)아크릴레이트 올리고머는 우레탄(메트)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트 올리고머, 에폭시(메트)아크릴레이트 올리고머 등이 될 수 있다.
중합 개시제는 활성 에너지선 경화성 화합물을 경화시킬 수 있다. 중합 개시제는 광양이온 개시제, 광증감제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 광양이온 개시제는 당업자에게 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 광양이온 개시제는 양이온과 음이온을 포함하는 오늄염(onium salt)을 사용할 수 있다. 구체적으로, 양이온은 디페닐요오드늄, 4-메톡시디페닐요오드늄, 비스(4-메틸페닐)요오드늄, 비스(4-터트-부틸페닐)요오드늄, 비스(도데실페닐)요오드늄, (4-메틸페닐)[(4-(2-메틸프로필)페닐)요오드늄 등의 디아릴요오드늄, 트리페닐술포늄, 디페닐-4-티오페녹시페닐술포늄 등의 트리아릴술포늄, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술피드 등을 들 수 있다. 구체적으로, 음이온은 헥사플루오로포스페이트(PF6 -), 테트라플루오로보레이트(BF4 -), 헥사플루오로안티모네이트(SbF6 -), 헥사플루오로아르세네이트(AsF6 -), 헥사클로로안티모네이트(SbCl6 -) 등을 들 수 있다. 광증감제는 당업자에게 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 광증감제는 티오크산톤계, 인계, 트리아진계, 아세토페논계, 벤조페논계, 벤조인계, 옥심계 중 하나 이상을 사용할 수 있다.
활성 에너지선 경화성 수지 조성물은 실리콘계 레벨링제, 자외선 흡수제, 대전방지제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
보호층(200)의 두께는 5㎛ 내지 200㎛, 구체적으로, 30㎛ 내지 120㎛, 보호 필름 타입의 경우 30㎛ 내지 100㎛가 될 수가 있고, 보호코팅층 타입의 경우 5㎛ 내지 50㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 발광표시장치에 사용할 수 있다.
보호층의 적어도 일면에는 프라이머층, 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층, 안티글레어층, 저반사층, 초저반사층 등의 표면 처리층이 더 형성될 수도 있다. 프라이머층은 편광자와 보호층 간의 접착을 좋게 할 수 있다. 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층 등은 보호층, 편광필름 등에 추가적인 기능을 제공할 수 있다.
명암비 개선 광학필름(10)은 두께가 30㎛ 내지 200㎛, 예를 들면 40㎛ 내지 150㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 공정성 확보 및 표면 경도 개선 효과가 있을 수 있다.
명암비 개선 광학필름은 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 명암비 개선 광학필름은 보호층에 광흡수제를 포함하는 제2수지층용 수지를 코팅하고 광학 패턴과 평탄부를 인가하고 경화시켜 제2수지층을 형성하고, 제1수지층용 수지를 광학 패턴에 충진시키면서 도포하고 경화시켜 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 편광판은 본 발명의 명암비 개선 광학필름을 포함할 수 있다. 도 2를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 편광판(20)은 편광필름(300), 명암비 개선 광학 필름(10)을 포함할 수 있다.
편광필름
편광필름(300)은 액정패널로부터 입사된 광을 편광시켜 투과시킬 수 있다. 편광필름(300)은 명암비 개선층(100A)의 광입사면에 형성되어 있다.
편광필름(300)은 편광자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 편광자는 폴리비닐알콜계 필름을 1축 연신하여 제조되는 폴리비닐알콜계 편광자, 또는 폴리비닐알콜계 필름을 탈수하여 제조되는 폴리엔계 편광자를 포함할 수 있다. 편광자는 두께가 5㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
편광필름(300)은 편광자 및 편광자의 적어도 일면에 형성된 보호층을 포함할 수 있다. 보호층은 편광자를 보호하여 편광판의 신뢰성을 높이고 편광판의 기계적 강도를 높일 수 있다. 보호층은 상기 명암비 개선층에서 설명한 내용과 실질적으로 동일하다. 바람직하게는, 보호층은 Re가 8,000nm 이상, 구체적으로 10,000nm 이상, 더 구체적으로 10,000nm 초과, 더 구체적으로 10,100nm 내지 15,000nm인 폴리에스테르계 보호 필름(예:폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)이 될 수 있다.
명암비 개선층(100A)은 편광필름(300) 상에 형성될 수 있다.
일 구체예에서, 제1수지층은 점착성이 없는 비-점착성일 수도 있다. 이 경우 제1수지층(110A)과 편광필름(300) 사이에는 하나 이상의 점착층, 접착층 또는 점접착층이 형성될 수 있다. 다른 구체예에서, 제1수지층은 자체 점착성일 수도 있다. 이 경우, 제1수지층(110A)은 편광필름(300)에 직접적으로 형성될 수 있다. 제1수지층이 자체 점착성일 경우, 제1수지층이 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 중 하나 이상으로 형성될 수 있다.
도 2에서 도시되지 않았지만, 편광필름(300)의 하부면에는 점착층이 형성되어 편광판을 액정패널에 점착시킬 수 있다.
도 2에서 도시되지 않았지만, 보호층(200)의 광 출사면에는, 상술한 하나 이상의 보호층, 반사 방지 필름 등이 점착층에 의해 더 적층될 수도 있다.
본 발명의 액정표시장치는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 액정패널에 대해 시인측 편광판으로 포함할 수 있다. 상기 "시인측 편광판"은 액정패널에 대해 화면쪽 즉 광원쪽에 대향하여 배치되는 것이다.
일 구체예에서, 액정표시장치는 백라이트 유닛, 제1편광판, 액정패널, 제2편광판이 순차적으로 적층되고, 제2편광판은 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다. 액정패널은 VA(vertical alignment) 모드, IPS 모드, PVA(patterned vertical alignment) 모드 또는 S-PVA(super-patterned vertical alignment) 모드를 채용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
다른 구체예에서, 액정패널에 대해 광원측 편광판으로 포함할 수 있다. 상기 "광원측 편광판"은 액정패널에 대해 광원쪽에 배치되는 것이다.
또 다른 구체예에서, 액정패널에 대해 시인측 편광판과 광원측 편광판 모두 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다.
실시예 1
보호층용 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(도요보사, 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re=14,000nm)의 일면에 광흡수제를 포함하는 자외선 경화성 수지(SSC-5760, 신아 T&C)를 코팅하고, 양쪽 밑각이 동일한 광학 패턴 및 상기 광학 패턴 사이에 평탄부가 형성된 패턴부를 구비하는 필름을 이용하여 코팅층에 음각 패턴과 평탄부를 인가하고 경화시켜, 하기 표 1의 양쪽 밑각이 동일한 음각 패턴(단면이 도 1의 사다리꼴 음각 패턴)과 평탄부가 형성된 패턴부를 구비한 제2수지층(굴절률:1.60)을 PET 필름 일면에 형성하였다.
이때, 광흡수제는 아크릴계 광확산제의 표면에 카본블랙을 함유하는 광흡수층이 코팅된 것이다(Sekisui社, xx-2740). 광흡수제는 평균 직경(D50) R이 6㎛이다. 광흡수제는 도 1을 참조하면 평탄부, 광학 패턴의 경사면, 및 이웃하는 광학 패턴의 경사면으로 이루어지는 사다리꼴 영역에 포함되었다. 광흡수제는 제2수지층 중 0.5중량%로 포함되었다. 도 3은 실시예 1에서 사용된 광흡수제의 단면의 TEM 사진이다.
상기 음각 패턴 내에 자외선 경화성 수지(SSC-4560, 신아T&C)를 완전히 충진하고, 도포하고 경화시켜, 상기 음각 패턴을 완전히 충진하는 충진 패턴을 갖는 제1수지층(굴절률:1.48)이 형성된 명암비 개선 광학 필름을 제조하였다. 제1수지층은 자체 점착성이다.
실시예 2 내지 실시예 4
실시예 1에서 광흡수제 함량을 하기 표 2와 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 명암비 개선 광학 필름을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서 제2수지층에 광흡수제를 포함시키지 않은 점을 제외하고는 동일한 방법으로 명암비 개선 광학 필름을 제조하였다.
비교예 2
실시예1에서 하기 표 1 중 제 2수지층의 두께(H2)를 15㎛로 변경하고, 광흡수제를 하기 표 2의 함량으로 포함시킨 점을 제외하고는 동일한 방법으로 명암비 개선 광학 필름을 제조하였다. 명암비 개선 광학 필름에서 광흡수제는 광학 패턴의 제1면과 PET 필름 사이의 공간에도 포함되었다.
비교예 3
실시예 1에서 광흡수제 대신에 광확산제(입경:4㎛, momentive, Tospearl 145, 실리콘계 광확산제)를 하기 표 2의 함량으로 첨가한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 명암비 개선 광학 필름을 제조하였다.
광학패턴 형상 광학패턴 최대 높이(H1)
(㎛)		 광학패턴 최대 폭(W)
(㎛)		 광학패턴 제1면의 폭(A)
(㎛)		 광학패턴의 밑각
(°)		 평탄부의 폭(L)
(㎛)		 제2수지층의 최대 두께
(H2)
(㎛)
Cut-prism 7 8 7 83 6 12
실시예와 비교예의 명암비 개선 광학필름, 이를 이용해서 제조한 편광판에 대해 하기 표 2 의 물성을 평가하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
편광판 제조
폴리비닐알콜 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자를 제조하였다.
편광자의 일면에 실시예와 비교예의 명암비 개선 광학 필름 중 제1수지층을 각각 점착시켜, 편광판을 제조하였다.
참조예 1
실시예 1에서 명암비 개선층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다. 편광자의 일면에 보호층을 적층시켜 편광판을 제조하였다.
정면 휘도, 정면 명암비, 측면 명암비 및 시야각
하기의 방법으로 액정표시장치용 모듈을 제조하고 평가하였다.
제조예 1: 제1편광판의 제조
폴리비닐알콜 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 제1편광자를 제조하였다. 제1편광자의 양면에 기재층으로 트리아세틸셀룰로스 필름(두께 80㎛)을 편광판용 접착제(Z-200, Nippon Goshei사)로 접착시켜 제1편광판을 제조하였다.
제조예 2: 액정표시장치용 모듈의 제조
제조예 1의 제1편광판, 액정패널(PVA 모드), 상기 실시예와 비교예에서 제조한 편광판을 순차적으로 조립하여 액정표시장치용 모듈을 제조하였다. 실시예와 비교예에서 제조한 편광판을 시인측 편광판으로 조립하였다.
LED 광원, 도광판, 액정표시장치용 모듈을 조립하여 1변 에지형 LED 광원을 포함하는 액정표시장치(실시예 및 비교예의 액정표시장치용 모듈의 구성을 제외하고Samsung LED TV(UN32H5500)와 동일 구성)를 제조하였다.
EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM사)를 이용하여 구면 좌표계 정면(0°, 0°), 측면(0°, 60°) 각각에서 백색 모드(white mode), 흑색 모드(black mode) 각각에서 휘도값을 측정하였다. 정면 명암비는 구면 좌표계 (0°, 0°)에서 흑색 모드의 휘도값에 대한 백색 모드의 휘도값의 비로 계산하였다. 측면 명암비는 구면 좌표계 (0°, 60°)에서 흑색 모드의 휘도값에 대한 백색 모드의 휘도값의 비로 계산화였다.
백색 모드에서 정면 휘도의 1/2, 1/3에 해당되는 휘도를 나타내는 시야각을 1/2 시야각, 1/3 시야각으로 하였다.
최저 반사율 측정
실시예와 비교예의 명암비 개선 광학필름 중 제1수지층에 블랙 아크릴 시트(Nitto Jushi Kogyo, CLAREX)를 라미네이트하여 제조된 시편에 대하여 반사율 측정기로 반사 모드에서 파장 320nm 내지 800nm의 구간에서 측정하되, 측정된 반사율 중 최저값을 측정하였다.

 실시예 비교예 참조예
1 2 3 4 1 2 3 1
(H2-H1)(살두께)(㎛) 5 5 5 5 5 8 5 -
R(광흡수제 평균직경(㎛) 6 6 6 6 - 6 - -
광확산제 평균직경(㎛) - - - - - - 4 -
H1(광학패턴 높이)(㎛) 7 7 7 7 7 7 7 -
제2수지층 중 광흡수제 또는 광확산제 함량(중량%) 0.5 1.0 2.0 3.0 0 2.0 0.5 -
정면 휘도(nit) 449 441 427 421 442 401 448 462
명암비 (0°, 0°) 5526 5114 4574 4426 4325 4125 4210 6332
(0°, 60°) 615 619 630 642 614 610 615 451
시야각 1/2(°) 76 77 77 76 73 75 76 69
1/3(°) 101 102 102 101 99 100 101 95
최저 반사율(%) 3.87 3.85 3.70 3.60 3.93 3.40 4.07 3.30
상기 표 2에서와 같이, 본 실시예에 따른 명암비 개선 광학 필름 및 이를 포함하는 편광판은 정면 휘도, 정면 명암비 및 측면 명암비를 동시에 개선할 수 있고, 측면 시야각을 확대할 수 있다. 또한, 최저 반사율을 낮추는 효과가 있어서 비 구동 상태에서도 화면 품질을 개선하고 블랙 시감을 높일 수 있다.
반면에, 광흡수제를 포함하지 않는 비교예 1은 정면 명암비가 낮고 최저 반사율이 높아서 블랙 시감 효과를 기대할 수 없다.
광흡수제를 광학 패턴의 제1면과 PET 필름 사이의 공간에도 포함하는 비교예 2의 경우 정면 명암비 및 정면 휘도가 낮아졌다.
광확산제를 포함하는 비교예 3의 경우 시야각 증가는 있으나, 흡수제가 포함되어 있지 않아 정면 명암비가 낮고 반사율이 증가하는 문제점이 있다.
도 4를 참조하면, 광흡수제가 고굴절률 수지층 중 광학 패턴 사이에 포함됨으로써 평탄부의 측면에서 입사되는 광이 광흡수제에 의해 흡수됨으로써 광학패턴의 경사면에서의 전반사를 차단하여 정면 명암비를 개선하고 최저 반사율을 낮출 수 있다.
반면에, 도 5를 참조하면, 광흡수제를 포함하지 않는 경우 블랙 모드에서 광학패턴의 경사면에서의 전반사에 의해 블랙 모드에서 휘도가 증가함에 따라 정면에서의 상대 휘도가 감소하게 된다.
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. 편광필름; 및 상기 편광필름의 광출사면에 형성된 명암비 개선 광학 필름을 포함하고,
    상기 명암비 개선 광학 필름은 보호층 및 상기 보호층 상에 형성된 명암비 개선층을 포함하고,
    상기 명암비 개선층은 제1수지층 및 상기 제1수지층과 대향하는 제2수지층을 포함하고,
    상기 제2수지층은 광학 패턴 및 상기 광학 패턴 사이에 평탄부를 갖는 패턴부를 구비하고,
    상기 제2수지층은 광흡수제를 포함하고,
    상기 제2수지층은 하기 식 1을 만족하고,
    <식 1>
    (H2 - H1) ＜ R ≤ H1
    (상기 식 1에서, H2는 제2수지층의 최대 두께(단위:㎛),
    H1은 광학 패턴의 최대 높이(단위:㎛),
    R은 광흡수제의 평균직경(D50)(단위:㎛)),
    상기 광흡수제는 상기 제2수지층 중 0.01중량% 내지 5중량%로 포함되고,
    상기 H2 - H1는 0㎛ 초과 30㎛ 이하인 것인, 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 명암비 개선 광학 필름은 상기 보호층 쪽에서 측정된 최저 반사율이 3.90% 이하인, 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광흡수제는 상기 광학 패턴 및 바로 이웃하는 광학 패턴의 사이에 포함되는, 편광판.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 광흡수제는 표면에 광흡수층을 갖는 입자를 포함하는, 편광판.
  6. 제5항에 있어서, 상기 입자는 (메트)아크릴계 입자, 실록산계 입자, 스티렌계 입자 중 하나 이상을 포함하는, 편광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광흡수제는 평균 직경(D50) R이 20㎛ 이하인, 편광판.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광학 패턴은 밑각(θ)이 75° 내지 90°이고,
    상기 패턴부는 하기 식 2를 만족하는, 편광판:
    <식 2>
    1 ＜ P/W ≤ 10
    (상기 식 2에서, P는 패턴부의 주기(단위:㎛),
    W는 광학 패턴의 최대 폭(단위:㎛)).
  9. 제1항에 있어서, 상기 광학 패턴은 상기 광학 패턴은 정상부에 제1면이 형성되고 상기 제1면과 연결되는 하나 이상의 경사면으로 구성되고, 상기 경사면이 평면 또는 곡면인 광학 패턴을 포함하는 것인, 편광판.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광학 패턴은 종횡비가 0.3 내지 10.0인, 편광판.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제 2 수지층은 상기 제 1수지층보다 굴절율이 높은, 편광판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제2수지층과 상기 제1수지층 간의 굴절률 차이의 절대값은 0.05 내지 0.30인 것인, 편광판.
  13. 제1항에 있어서, 상기 명암비 개선 필름은 상기 제1수지층 및 상기 제2 수지층이 직접적으로 접하여 형성되고, 상기 제2수지층은 상기 보호층에 직접적으로 접하여 형성되는 것인, 편광판.
  14. 제1항에 있어서, 상기 보호층은 파장 550nm에서 Re가 8,000 nm 이상인 보호 필름을 포함하는, 편광판.
  15. 제14항에 있어서, 상기 보호 필름은 폴리에스테르 수지로 형성되는 것인, 편광판.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제1항에 있어서, 상기 제1수지층은 자체 점착성이고,
    상기 제1수지층은 상기 편광필름에 직접적으로 형성되는 것인, 편광판.
  19. 제1항 내지 제3항, 제5항 내지 제15항, 제18항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 액정표시장치.
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