KR102434542B1 - Ｉｐｓ 액정표시장치용 편광판 및 이를 포함하는 ｉｐｓ 액정표시장치 - Google Patents
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Abstract
편광자, 상기 편광자의 광 출사면에 형성된 편광자 보호 필름, 및 상기 편광자의 광 입사면에 형성된 포지티브 C 층을 포함하고, 상기 포지티브 C 층은 상기 편광자에 직접적으로 형성된 것인, IPS 액정표시장치용 편광판 및 이를 포함하는 IPS 액정표시장치가 제공된다.
Description
본 발명은 IPS(In Plane Switching) 액정표시장치용 편광판 및 이를 포함하는 IPS 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 사용되는 액정의 유형에 따라 분류될 수 있다. IPS(in Plane Switching) 액정 모드는 액정을 수평 방향으로 배향하고 일측 기판에 두 개의 전극을 구동하게 될 때 액정이 평면상에서 회전하게 됨으로써 광을 투과 또는 차단하는 방법을 이용하여 광시야각을 개선하는 것이다. IPS 모드는 액정의 수평적 이동에 의해 광량을 조절하기 때문에, 시야각 특성이 상당히 좋아지므로, 현재 많은 제품으로 이용되고 있는 방식이다. IPS 모드는 VA(vertical alignment) 모드와는 달리 기본적으로 위상차 필름을 적용하지 않는 상태에서도 시야각 특성과 색상의 변화 특성이 우수한 방식이다.
그러나 IPS 액정 배향에 pre tilt가 있는 경우, 좌우 이방성이 발생할 가능성이 높다. 이로 인하여 좌우 색감 차이가 발생함으로써 화면 품질이 좋지 않게 된다.
본 발명의 배경 기술은 한국공개특허 제10-2010-0085335호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 정면뿐만 아니라 측면에서 IPS 액정 배향시 프리 틸트(pre tilt)로 인한 좌우 시감 및/또는 좌우 색감 차이를 해소하여 화면 품질을 개선할 수 있는 IPS 액정표시장치용 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 편광도가 높은 IPS 액정표시장치용 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 박형화 효과 및 휨 발생 최소화 또는 억제 효과를 동시에 얻을 수 있는 IPS 액정표시장치용 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 IPS 액정표시장치용 편광판을 포함하는 IPS 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 IPS 액정표시장치용 편광판은 편광자, 상기 편광자의 광 출사면에 형성된 편광자 보호 필름, 및 상기 편광자의 광 입사면에 형성된 포지티브 C 층을 포함하고, 상기 포지티브 C 층은 상기 편광자에 직접적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 IPS 액정표시장치는 본 발명의 IPS 액정표시장치용 편광판을 포함할 수 있다.
본 발명은 정면뿐만 아니라 측면에서 IPS 액정 배향시 프리 틸트로 인한 좌우 시감 및/또는 좌우 색감 차이를 해소하여 화면 품질을 개선할 수 있는 IPS 액정표시장치용 편광판을 제공하였다.
본 발명은 편광도가 높은 IPS 액정표시장치용 편광판을 제공하였다.
본 발명은 박형화 효과 및 휨 발생 최소화 또는 억제 효과를 동시에 얻을 수 있는 IPS 액정표시장치용 편광판을 제공하였다.
본 발명은 본 발명의 IPS 액정표시장치용 편광판을 포함하는 IPS 액정표시장치를 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 2는 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예 1 내지 비교예 2에서 IPS 액정표시장치에 적용시 색좌표를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1(도 3의 (a)), 실시예 2(도 3의 (b)), 비교예 1(도 3의 (c))에서 IPS 액정표시장치에 적용시 적용 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예 1 내지 비교예 2에서 IPS 액정표시장치에 적용시 색좌표를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1(도 3의 (a)), 실시예 2(도 3의 (b)), 비교예 1(도 3의 (c))에서 IPS 액정표시장치에 적용시 적용 결과를 나타낸 것이다.
첨부한 도면 및 실시예에 의하여 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. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
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 파장 550nm에서 광학 소자의 지상축 방향, 진상축 방향, 두께 방향의 굴절률이고, d는 광학 소자의 두께(단위:nm)이다). 상기 "광학 소자"는 포지티브 C 층, 또는 편광자 보호 필름이 될 수 있다.
본 발명의 발명자는 IPS용 액정표시장치에 사용되는 IPS용 액정표시장치용 편광판으로서, 편광자의 광 입사면에 본 발명의 포지티브 C 층만을 적층함으로써 IPS용 액정에서 액정 배향시 pre-tilt로 인하여 정면 및 측면에서 좌우 시감 차이가 발생하는 문제점을 해소할 수 있고, 편광자의 광 입사면에 포지티브 C 층을 직접적으로 형성함으로써 편광판의 박형화 효과 및 휨 개선 효과를 얻고 편광판의 편광도도 우수하였음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 IPS 액정표시장치용 편광판(이하, 편광판이라고 함)에 대해 도 1을 참고하여 상세히 설명한다.
도 1을 참고하면, 편광판은 편광자(100), 편광자(100)의 상부면에 형성된 편광자 보호 필름(200), 및 편광자(100)의 하부면에 형성된 포지티브 C 층(300)을 포함할 수 있다. 포지티브 C층(300)으로부터 편광자(100), 편광자 보호 필름(200)이 순차적으로 형성되어 있다.
편광자(100)는 IPS 액정으로부터 출사되며 포지티브 C층을 통과하여 출사되는 광을 편광시켜 출사시킬 수 있다. 편광자(100)는 폴리비닐알콜계 필름을 1축 연신하여 제조되는 폴리비닐알콜계 편광자, 또는 폴리비닐알콜계 필름을 탈수하여 제조되는 폴리엔계 편광자를 포함할 수 있다. 편광자(100)는 두께가 5㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, IPS 액정표시장치에 사용될 수 있다.
편광자 보호 필름(200)은 편광자(100)의 광 출사면에 형성되어 편광자(100)로부터 출사된 광을 출사시킬 수 있다. 편광자 보호 필름(200)은 편광자(100)의 기계적 강도를 높이는 것도 수행하지만, 본 발명에서는 편광자(100)의 광 입사면에 형성된 포지티브 C 층(300)을 형성할 때 포지티브 C 층(300)을 안정적으로 형성하도록 할 수 있다. 편광자는 폴리비닐알콜계 필름으로부터 제조되지만 유연하여서 편광자 단독에 포지티브 C 층용 조성물을 직접 코팅함으로써 포지티브 C 층을 형성하기는 어려울 수 있다. 포지티브 C 층용 조성물을 편광자에 코팅할 때 편광자 보호 필름은 지지체로서 역할을 할 수 있다.
편광자 보호 필름(200)은 두께가 10㎛ 내지 80㎛, 바람직하게는 40㎛ 내지 80㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 포지티브 C 층을 형성할 때 포지티브 C 층을 안정적으로 형성할 수 있고 편광판에 사용될 수 있다. 편광자 보호 필름(200)은 광학적으로 투명한, 보호 필름을 포함할 수 있다. 편광자 보호 필름은 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르계 수지, 비정성 환상 폴리올레핀(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 폴리(메타)아크릴레이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지 중 하나 이상으로 형성된 필름을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
편광자 보호 필름(200)은 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로스 에스테르계 수지 등과 같이 위상차가 낮은 보호 필름일 수도 있다. 그러나, 편광자 보호 필름(200)은 고 위상차 또는 초 고 위상차를 가짐으로써 저 투습 기재 사용으로 인하여 편광판에 고 내구성을 제공하는 효과를 제공할 수 있다. 또한, 고 위상차 또는 초고 위상차를 갖는 편광자 보호 필름은 TD 또는 MD 1축 방향으로 고 연신된다. 특히, 본 발명은 편광자의 광 입사면에는 포지티브 C 층이 직접적으로 형성되고 편광자의 광 출사면에는 상기 고 위상차 또는 초 고 위상차를 갖는 편광자 보호 필름을 구비함으로써 본 발명의 시감 차이 개선 효과가 더 잘 나올 수 있다. 또한, 본 발명은 하기 상술되는 포지티브 C 층으로 인하여 흡수축 방향으로 연신된 편광자와 1축 방향으로 고 연신된 편광자 보호 필름 간의 수축 응력을 조절함으로써 휨 개선 효과가 우수할 수 있다. 편광자의 흡수축과 편광자 보호 필름의 지상축 방향이 이루는 각도는 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때 편광자 보호 필름의 지상축 방향은 -5°내지 5° 또는 0°에 있을 수 있다.
일 구체예에서, 편광자 보호 필름(200)은 파장 550nm에서 면내 위상차 Re가 6,000nm 이상, 예를 들면 6,000nm 내지 12,000nm, 바람직하게는 8,000nm 내지 10,000nm, 더 바람직하게는 8,000nm 내지 9,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판을 IPS 액정에 적용하는 경우에 좌우 색감 차이를 저감할 수 있는 효과가 있을 수 있다.
편광자 보호 필름(200)은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차 Rth가 12,000nm 이하, 바람직하게는 8,000nm 내지 12,000nm, 8,000nm 내지 10,000nm, 9,000nm 내지 10,000nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판을 IPS 액정에 적용하는 경우에 좌우 색감 차이를 저감할 수 있는 효과가 있을 수 있다.
편광자 보호 필름(200)은 파장 550nm에서 이축성 정도 NZ가 1.7 이하, 바람직하게는 1.2 내지 1.7, 1.5 내지 1.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판을 IPS 액정에 적용하는 경우에 좌우 색감 차이를 저감할 수 있는 효과가 있을 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 편광자 보호 필름(200)의 상부면 즉 편광자(100)와 대향하지 않는 면에는 기능성 코팅층이 형성된 편광자 보호 필름(200)에 추가적인 기능을 제공할 수 있다. 예를 들면, 기능성 코팅층은 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층, 저반사층, 안티글레어층 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 편광자(100)와 편광자 보호 필름(200) 사이에는 접착층이 형성될 수 있다. 접착층은 당업자에게 알려진 통상의 접착제로 형성될 수 있다.
포지티브 C 층(300)은 편광자(100)의 광 입사면에 형성되어 IPS 액정으로부터 출사되는 광을 편광자(100)로 출사시킬 수 있다.
포지티브 C 층(300)은 하기 상술되겠지만, 포지티브 C 층용 조성물을 편광자에 코팅함으로써 형성되므로, 편광자(100)에 직접적으로 형성되어 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 편광자(100)와 포지티브 C 층(300) 사이에 임의의 다른 점착층, 접착층, 광학층, 위상차 필름, 보상 필름 등이 매개되지 않음을 의미한다. 따라서, 포지티브 C 층으로부터 출사되는 광이 다른 어떠한 광학층, 위상차 필름, 보상 필름, 점착층, 접착층에 의해 방해를 받지 않고 편광자(100)로 직접적으로 입사되도록 할 수 있다. 이를 통해 IPS 액정을 통과하여 편광판을 출사하였을 때 좌우 시감 차이가 발생하는 문제점을 해소하여 좌우 시감 차이를 보상함으로써 좌우 측면의 색감을 균일하게 할 수 있다.
포지티브 C 층(300)은 파장 550nm에서 nz > nx ≒ ny의 굴절률 관계를 가질 수 있다. 포지티브 C 층(300)은 (nx-ny)가 0 내지 0.00001, (ny-nz)가 -0.0002 내지 -0.0001, 예를 들면 -0.00019 내지 -0.0001, (nx-nz)가 -0.0002 내지 -0.0001, 예를 들면 -0.00019 내지 -0.0001이 될 수 있다.
포지티브 C 층(300)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 10nm 이하, 바람직하게는 5nm 이하, 4nm 이하, 예를 들면 0nm 내지 4nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, IPS 액정 표시 장치에 적용시 좌우 시감의 불 균일을 해소하는 효과가 있을 수 있다. 포지티브 C 층(300)은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차 Rth가 -180nm 내지 -10nm, 바람직하게는 -55nm 내지 -10nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, IPS 액정 표시 장치에 적용시 좌우 시감의 불 균일을 해소하는 효과가 있을 수 있다.
포지티브 C 층(300)은 두께가 1㎛ 내지 8㎛, 바람직하게는 2㎛ 내지 6㎛, 더 바람직하게는 3㎛ 내지 5.5㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 포지티브 C층은 편광판을 박형화시킬 수 있다.
편광자의 일면에 편광자 보호 필름과 편광자의 다른 일면에 포지티브 C 층이 형성되어 있으며, 편광자 보호 필름은 포지티브 C 층 대비 두께가 현저하게 크다. 예를 들면, 편광자 보호 필름의 두께 : 포지티브 C 층의 두께의 두께 비는 1 : 0.01 내지 1 : 0.8, 바람직하게는 1 : 0.01 내지 1 : 0.6, 더 바람직하게는 1 : 0.04 내지 1 : 0.25가 될 수 있다. 그러나, 본 발명의 편광판은 포지티브 C 층을 하기 상술되는 포지티브 C 층으로 사용함으로써 편광판의 휨을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 편광판은 상술한 바와 같이 IPS 액정표시장치에서의 좌우 시감의 불균일을 해소하고, 편광판의 박형화 효과 및 휨 개선 효과를 동시에 얻을 수 있다.
포지티브 C 층의 광 입사면에는 편광자 보호 필름이 구비되지 않을 수 있다.
일 구체예에서, 편광판은 편광자, 편광자의 광 출사면에 접착층을 매개로 적층된 편광자 보호 필름, 편광자의 광 입사면에 직접적으로 형성된 포지티브 C 층만으로 이루어질 수 있다.
다른 구체예에서, 편광판은 편광자, 편광자의 광 출사면에 접착층을 매개로 적층된 편광자 보호 필름, 편광자 보호 필름의 일면에 적층된 기능성 코팅층, 편광자의 광 입사면에 직접적으로 형성된 포지티브 C 층만으로 이루어질 수 있다.
이하, 포지티브 C 층에 대해 설명한다.
포지티브 C 층은 무 배향막의 비-액정층일 수 있다. 포지티브 C 층은 단일층일 수 있다. 상기 "단일층"은 포지티브 C 층이 포지티브 C 층을 형성하기 위한 조성물을 한번의 도포(또는 코팅)로 형성하여 제조된 층임을 의미한다.
포지티브 C 층은 셀룰로스 에스테르 또는 그의 중합체, 방향족 중합체 중 1종 이상을 포함하는 조성물로 형성될 수 있다. 바람직하게는 포지티브 C 층은 셀룰로스 에스테르 또는 그의 중합체를 포함하는 조성물로 형성될 수 있다. 포지티브 C 층용 조성물을 편광자에 코팅할 때 편광자 자체는 표면이 흐물흐물하여서 포지티브 C 층용 조성물을 코팅하는 경우 편광판의 편광도가 저하될 수 있다. 반면에, 본 발명은 편광자 보호 필름이 지지체로서 역할을 함으로써 편광자에 포지티브 C 층용 조성물을 직접 코팅하여 포지티브 C 층을 형성하는 경우에도 편광도를 종전과 동일 수준으로 유지할 수 있다. 예를 들면, 편광판은 편광도가 99% 이상, 예를 들면 99.9% 이상, 예를 들면 99.99% 내지 100%가 될 수 있다.
셀룰로스 에스테르는 셀룰로스 상의 하이드록실기와 카복실산의 카복신산 기의 반응으로부터의 축합 반응 생성물을 지칭한다. 셀룰로스 에스테르는 위치 선택적으로 또는 랜덤(random)하게 치환될 수 있다. 위치 선택성은 탄소 13 NMR에 의해 셀룰로스 에스테르 상의 C6, C3, C2에서의 상대적인 치환도를 결정함으로써 측정할 수 있다. 셀룰로스 에스테르는 원하는 치환도 및 중합도를 가진 셀룰로스 에스테르를 제공하기에 충분한 접촉 시간 동안 셀룰로스 용액과 하나 이상의 C1 내지 C20의 아실화제를 접촉시킴으로써 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 아실화제는 하나 이상의 C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 아릴 카르복실산 무수물, 카르복실산 할라이드, 다이케톤, 또는 아세토아세트산 에스테르이다. 카복실산의 무수물의 예는 아세트산 무수물, 프로피온산 무수물, 부티르산 무수물, 이소브티르산 무수물, 발레르산 무수물, 헥사노산 무수물, 2-에틸헥사노산 무수물, 노나노산 무수물, 라우르산 무수물, 팔미트산 무수물, 스테아르산 무수물, 벤조산 무수물, 치환된 벤조산 무수물, 프탈산 무수물, 이소프탈산 무수물을 포함할 수 있다. 카르복실산 할라이드의 예는 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 헥사노일, 2-에틸헥사노일, 라우로일, 팔미토일, 벤조일, 치환된 벤조일, 및 스테아로일 클로라이드를 포함한다. 아세토아세트산 에스테르의 예는 메틸아세토아세테이트, 에틸아세토아세테이트, 프로필아세토아세테이트, 부틸아세토아세테이트, 3급부틸아세토아세테이트를 포함할 수 있다. 가장 바람직한 아실화제는 아세트산 무수물, 프로피온산 무수물, 부티르산 무수물, 2-에틸헥사노산 무수물, 노나노산 무수물, 스테아르산 무수물 등의 C2 내지 C9 직쇄 또는 분지쇄 알킬 카르복실산 무수물이다.
셀룰로스 에스테르의 바람직한 예는 셀룰로스 아세테이트(CA), 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 셀룰로스 아세테이트 부티레이트(CAB)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
포지티브 C 층은 셀룰로스 에스테르 또는 그의 중합체, 방향족 중합체 이외에 방향족계 융합 고리를 갖는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 포지티브 C층의 두께 방향 위상차 Rth 발현율과 파장 분산성을 조절하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 방향족계 융합 고리는 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 하기 구조 1 또는 하기 구조 2를 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 2-나프틸 벤조에이트, 하기 구조 3의 2,6-나프탈렌 다이카르복실산 다이에스테르, 나프탈렌, 하기 구조 4의 아비에트산 에스테르 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다:
<구조 1>
<구조 2>
<구조 3>
(상기에서, R은 C1 내지 C20의 알킬 또는 C6 내지 C20의 아릴, n은 0 내지 6의 정수)
<구조 4>
(상기에서, R은 C1 내지 C20의 알킬 또는 C6 내지 C20의 아릴)
포지티브 C 층은 상술한 첨가제 이외에도, 가소화제, 안정제, UV 흡수제, 블록 방지제, 슬립제, 윤활제, 염료, 안료, 지연 개선제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수도 있다.
포지티브 C 층은 일 면이 편광자 보호 필름(200)으로 지지되는 편광자(100)의 다른 일면에 포지티브 C 층용 조성물을 도포하여 코팅층을 형성하고, 상기 형성된 코팅층을 건조 및/또는 경화시켜 형성될 수 있다.
포지티브 C 층용 조성물은 상술한 셀룰로스 에스테르 또는 그의 중합체, 방향족 중합체 이외에 포지티브 C 층용 조성물의 도포성을 좋게 하기 위하여 당업자에게 알려진 통상의 용매를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 용매는 유기 용매로서 메틸이소프로필케톤, 아세톤 등의 케톤계 용매, 프로필렌글리콜메틸에테르(PGME) 등의 에테르계 용매, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA) 중 1이상을 포함할 수 있다.
포지티브 C 층은 점착력이 없는 비-점착층이다. 따라서, 도 1에서 도시되지 않았지만, 포지티브 C 층(300)의 하부면 즉 편광자(100)와 대향하는 면에는 점착층이 형성됨으로써, 편광판을 IPS 액정 패널에 적층시킬 수 있다.
일 구체예에서, 편광판은 편광자, 편광자의 일면에 접착층을 매개로 적층된 편광자 보호 필름, 편광자의 다른 일면에 직접적으로 형성된 포지티브 C 층 및 포지티브 C층의 다른 일면에 형성된 점착층만으로 이루어질 수 있다.
다른 구체예에서, 편광판은 편광자, 편광자의 일면에 접착층을 매개로 적층된 편광자 보호 필름, 편광자 보호 필름의 일면에 적층된 기능성 코팅층, 편광자의 다른 일면에 직접적으로 형성된 포지티브 C 층 및 포지티브 C층의 다른 일면에 형성된 점착층만으로 이루어질 수 있다.
이하, 본 발명의 IPS 액정표시장치를 설명한다.
본 발명의 IPS 액정표시장치는 본 발명의 IPS 액정표시장치용 편광판을 포함할 수 있다. 본 발명의 IPS 액정표시장치용 편광판은 IPS 액정패널에 대하여 시인측 편광판, 또는 광원측 편광판으로 사용될 수 있다. 바람직하게는, 시인측 편광판으로 사용될 수 있다.
일 구체예에서, IPS 액정 표시 장치는 IPS 액정 패널, IPS 액정 패널의 광 출사면에 형성된 시인측 편광판, IPS 액정 패널의 광 입사면에 형성된 광원측 편광판을 포함하고, 상기 시인측 편광판은 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다. 이때, 포지티브 C 층은 편광자와 IPS 액정 패널 사이에 위치될 수 있다. 이 때 광원측 편광판은 편광자; 편광자의 광 출사면에 형성된 제1편광자 보호 필름; 및 편광자의 광 입사면에 형성된 제2편광자 보호 필름을 포함할 수 있다. 제1편광자 보호 필름은 등방성 필름 또는 Re 10nm 이하의 위상차 필름일 수 있다. 제2편광자 보호 필름은 상술한 고 위상차 또는 초고 위상차의 편광자 보호 필름을 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, IPS 액정 표시 장치는 IPS 액정 패널, IPS 액정 패널의 광 출사면에 형성된 시인측 편광판, IPS 액정 패널의 광 입사면에 형성된 광원측 편광판을 포함하고, 상기 시인측 편광판, 상기 광원측 편광판은 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다. 이때, 포지티브 C 층은 편광자와 IPS 액정 패널 사이에 위치될 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
시인측
편광판 제조
폴리비닐알콜 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시키고 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자(두께:12㎛)를 제조하였다. VM(Eastman社, 셀룰로스 아세테이트계, 첨가제 포함)에 메틸에틸케톤을 균일하게 혼합하여 포지티브 C 층을 형성하기 위한 조성물을 제조하였다. 제조한 편광자의 상부면에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(Toyobo社), 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re:8400nm, Rth:9800nm)을 접착시키고, 편광자의 하부면에 상기 제조한 포지티브 C층용 조성물을 소정의 두께로 도포하고 60℃에서 3분 동안 건조(또는 경화)시켜 PET 필름, 접착층, 편광자, 포지티브 C 층이 순차적으로 형성된 편광판을 제조하였다. 포지티브 C층의 두께, Re, Rth를 하기 표 1에 나타내었다. 제조한 편광판을 시인측 편광판으로 사용하였다.
광원측
편광판 제조
상기와 동일한 방법으로 편광자를 제조하였다. 제조한 편광자의 상부면에 트리아세틸셀룰로스(TAC) 필름(KC2UAW, Konica Minolta Opto, Inc., 두께:40㎛)을 접착시키고, 상기 편광자의 하부면에 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(Toyobo社), 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re:8400nm, Rth:9800nm)을 접착시켜 광원측 편광판을 제조하였다.
액정 모듈 제조
IPS 액정 함유 액정 패널의 광출사면에 상기 제조한 시인측 편광판을 점착층을 매개로 점착시켰다. 이때, 시인측 편광판의 포지티브 C 층이 액정 패널에 점착되도록 하였다. IPS 액정 함유 액정 패널의 광입사면에 상기 제조한 광원측 편광판을 점착층을 매개로 점착시켜, 액정 모듈을 제조하였다. 이때, 광원측 편광판의 TAC 필름이 액정 패널에 점착되도록 하였다.
실시예
2
실시예 1에서, 포지티브 C 층의 두께, 위상차를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 시인측 편광판, 광원측 편광판, 액정 모듈을 제조하였다.
실시예
3
시인측
편광판 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 시인측 편광판을 제조하였다.
광원측
편광판 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 포지티브 C층, 편광자, 접착층, PET 필름이 순차적으로 형성된 편광판을 제조하였다.
액정 모듈 제조
IPS 액정 함유 액정 패널의 광출사면에 상기 제조한 시인측 편광판을 점착층을 매개로 점착시켰다. 이때, 시인측 편광판의 포지티브 C 층이 액정 패널에 점착되도록 하였다. IPS 액정 함유 액정 패널의 광입사면에 상기 제조한 광원측 편광판을 점착층을 매개로 점착시켜, 액정 모듈을 제조하였다. 이때, 광원측 편광판의 포지티브 C층이 액정 패널에 점착되도록 하였다.
실시예
4
실시예 3에서, 시인측 편광판과 광원측 편광판 각각의 포지티브 C 층의 두께, 위상차를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 시인측 편광판, 광원측 편광판, 액정 모듈을 제조하였다.
비교예
1
실시예 1과 동일한 방법으로 편광자를 제조하였다.
편광자의 상부면에 PET 필름(Toyobo社), 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re:8400nm, Rth:9800nm)를 접착시키고, 편광자의 하부면에 TAC 필름(KC2UAW, Konica Minolta Opto, Inc., 두께:40㎛)을 접착시켜 시인측 편광판을 제조하였다. 편광자의 상부면에 TAC 필름(KC2UAW, Konica Minolta Opto, Inc., 두께:40㎛)을 접착시키고, 편광자의 하부면에 PET 필름(Toyobo社), 두께:80㎛, 파장 550nm에서 Re:8400nm, Rth:9800nm)을 접착시켜 광원측 편광판을 제조하였다.
IPS 액정 함유 액정 패널의 광출사면에 상기 제조한 시인측 편광판을 점착층을 매개로 점착시켰다. 이때, 시인측 편광판의 TAC 필름이 액정 패널에 점착되도록 하였다. IPS 액정 함유 액정 패널의 광입사면에 상기 제조한 광원측 편광판을 점착층을 매개로 점착시켜, 액정 모듈을 제조하였다. 이때, 광원측 편광판의 TAC 필름이 액정 패널에 점착되도록 하였다.
비교예
2
비교예 1에서 시인측 편광판, 광원측 편광판 각각에서 PET 필름 대신에 PET 필름(Toyobo社), 두께:60㎛, 파장 550nm에서 Re:6100nm, Rth:7100nm)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로, 시인측 편광판, 광원측 편광판, 액정 패널을 제조하였다.
실시예와 비교예에서 제조한 시인측 편광판, 액정 모듈에 대해 하기 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 1, 도 2, 도 3에 나타내었다.
(1)극각 좌우 시감: 실시예와 비교예에서 제조한 시인측 편광판을 IPS 액정의 시인측 편광판으로 조립하였다. EZ-Contrast XL-88 장비를 활용하여, Black Color 방위각 80도 상태에서 좌(20도)/우(160도) 각도 지정하여 확인하는 방법으로 극각 좌우 시감을 평가하였다. 육안으로 좌우 시감을 평가하였을 때, 좌우 시감 차이가 확인되지 않는 경우 양호, 좌우 시감 차이가 확인되는 경우 불량으로 평가하였다.
(2)편광도(단위:%): 실시예와 비교예에서 제조한 시인측 편광판에 대하여 편광도를 측정하였다. V-7100 UV-VIS Spectrophotometer 기기로 파장별 투과율을 측정하여 편광도 계산값을 얻었다.
(3)휨(단위:mm): 실시예와 비교예에서 제조한 시인측 편광판을 편광자의 MD x 편광자의 TD가 139.2mm x 219.8mm의 크기가 되도록 절단하고, 유리판(길이 x 폭 x 두께가 143mm x 224mm x 0.5T)에 점착층을 매개로 합지하여 시편을 제조하였다. 시편을 바닥면에 놓고 60℃에서 240시간 동안 방치한 후 바닥면으로부터 8포인트 측정하여, 상기 시편의 최고 높이를 2포인트의 평균값으로 구한다. 총 3개의 시편에 대해 상기와 동일한 방법으로 측정 후 최종 평균을 얻었다.
| 실시예 |
비교예 |
|||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | |||
| 시인측 편광판 |
편광자 상부면 |
PET (80) |
PET (80) |
PET (80) |
PET (80) |
PET (80) |
PET (60) |
|
| 편광자 하부면 |
포지티브 C (3) |
포지티브 C (5) |
포지티브 C (3) |
포지티브 C (5) |
TAC (40) |
TAC (40) |
||
| 광원측 편광판 |
편광자 상부면 |
TAC (40) |
TAC (40) |
포지티브 C (3) |
포지티브 C (5) |
TAC (40) |
TAC (40) |
|
| 편광자 하부면 |
PET (80) |
PET (80) |
PET (80) |
PET (80) |
PET (80) |
PET (60) |
||
| 두께비* | 0.04 | 0.06 | 0.04 | 0.06 | 0.5 | 0.67 | ||
| 포지티브 C 층 | Re(nm) | 1.21 | 1.74 | 1.21 | 1.74 | - | - | |
| Rth(nm) | -30 | -40 | -30 | -40 | - | - | ||
| 좌우 시감 |
좌 | x | 0.257 | 0.2765 | 0.257 | 0.237 | 0.351 | 0.337 |
| y | 0.249 | 0.2742 | 0.246 | 0.221 | 0.348 | 0.334 | ||
| 우 | x | 0.237 | 0.2523 | 0.228 | 0.213 | 0.312 | 0.296 | |
| y | 0.235 | 0.2585 | 0.216 | 0.192 | 0.296 | 0.275 | ||
| 좌우 시감 Gap | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 불량 | 불량 | ||
| 편광도 | 99.996 | 99.996 | 99.996 | 99.996 | 99.996 | 99.996 | ||
| 휨 | 0.6 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 1.3 | 1.3 | ||
*두께비: 시인측 편광판에서, 편광자 상부면의 보호필름에 대한 편광자 하부면의 포지티브 C층의 두께 비 또는 편광자 상부면의 보호필름에 따른 편광자 하부면의 보호필름의 두께 비
*표 1에서 괄호 안의 수치는 두께를 의미하고, 단위는 ㎛임.
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 편광판은 IPS 액정표시장치에 시인측 편광판으로 적용되거나 시인측 편광판과 광원측 편광판 모두로 적용되는 경우 좌우 시감 차이를 개선하였음을 확인할 수 있다. 도 2를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 4는 비교예 1 내지 비교예 2 대비 색좌표 x, y가 청색(bluish) 쪽으로 이동하였음을 확인할 수 있다. 도 3을 참조하면, 실시예는 좌 우 균일하게 휘도가 나타남을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 편광판은 편광자에 포지티브 C 층용 조성물을 직접 코팅하여 포지티브 C 층을 형성하였음에도 불구하고 종래 보호 필름-편광자-보호 필름의 편광판 대비 동등 또는 이상의 편광도를 확보할 수 있으며 휨 개선 효과도 있었다.
반면에, 본 발명의 포지티브 C 층을 구비하지 않는 비교예 1, 비교예 2의 편광판은 IPS 액정표시장치에 적용시 좌우 시감 차이 개선이 미비하였으며 이것은 상기 표 1, 도 2, 도 3을 통해서 알 수 있다.
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 (13)
- 편광자, 상기 편광자의 광 출사면에 형성된 편광자 보호 필름, 및 상기 편광자의 광 입사면에 형성된 포지티브 C 층을 포함하고,
상기 포지티브 C 층은 상기 편광자에 직접적으로 형성되고,
상기 포지티브 C 층은 비-액정층이고,
상기 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때 상기 편광자 보호 필름의 지상축 방향은 -5° 내지 5°이고,
상기 편광자 보호 필름은 파장 550nm에서 면내 위상차 Re가 6,000nm 이상인 것인, IPS 액정표시장치용 편광판.
- 제1항에 있어서, 상기 포지티브 C 층의 광 입사면에는 편광자 보호 필름이 구비되지 않는 것인, IPS 액정표시장치용 편광판.
- 제1항에 있어서, 상기 편광판은 상기 편광자, 상기 편광자의 광 출사면에 접착층을 매개로 적층된 상기 편광자 보호 필름, 상기 편광자의 광 입사면에 직접적으로 형성된 상기 포지티브 C 층만으로 이루어진 것인, IPS 액정표시장치용 편광판.
- 제1항에 있어서, 상기 편광판은 상기 편광자, 상기 편광자의 광 출사면에 접착층을 매개로 적층된 상기 편광자 보호 필름, 상기 편광자 보호 필름의 일면에 적층된 기능성 코팅층, 상기 편광자의 광 입사면에 직접적으로 형성된 상기 포지티브 C 층만으로 이루어진 것인, IPS 액정표시장치용 편광판.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 포지티브 C 층은 셀룰로스 에스테르 또는 그의 중합체, 방향족 중합체 중 1종 이상으로 형성되는 것인, IPS 액정표시장치용 편광판.
- 제6항에 있어서, 상기 셀룰로스 에스테르는 셀룰로스 아세테이트, 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트 중 1종 이상을 포함하는 것인, IPS 액정표시장치용 편광판.
- 제1항에 있어서, 상기 편광판은 편광도가 99% 이상인 것인, IPS 액정표시장치용 편광판.
- 제1항에 있어서, 상기 포지티브 C 층은 파장 550nm에서 면내 위상차 Re가 10nm 이하인 것인, IPS 액정표시장치용 편광판.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 편광자 보호 필름은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차 Rth가 12,000nm 이하인 것인, IPS 액정표시장치용 편광판.
- 제1항에 있어서, 상기 포지티브 C 층의 광 입사면에 점착층이 더 형성된 것인, IPS 액정표시장치용 편광판.
- 제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제9항, 제11항, 제12항 중 어느 한 항의 IPS 액정표시장치용 편광판을 포함하는 IPS 액정표시장치.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |