KR102514151B1 - 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

Abstract

편광자, 상기 편광자의 상부면에 적층된 제1광학 패턴부, 상기 제1광학 패턴부의 상부에 적층된 제2광학 패턴부, 및 상기 제1광학 패턴부와 상기 제2광학 패턴부 사이를 충진하는 충진부를 포함하고, 상기 제1광학 패턴부에는 서로 이격되어 형성된 제1광학 패턴이 형성되어 있고, 상기 제2광학 패턴부는 하부면에 제2광학 패턴이 형성되어 있고, 상기 제1광학 패턴, 상기 충진부, 상기 제2광학 패턴은 식 1과 식 2를 만족하는 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. 보다 상세하게는, 본 발명은 정면과 측면을 포함한 전 방위에서 레인보우 시감을 개선함과 동시에 정면과 측면을 포함한 전 방위에서 명암비 및 시야각 개선 효과를 구현하는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 백라이트 유닛에서 나온 광이 액정패널을 통해 출사됨으로써 작동된다. 백라이트 유닛으로부터 광은 액정표시장치의 화면에 대해 수직으로 입사된다. 그러므로, 액정표시장치의 화면 중 측면은 정면 대비 명암비(contrast ratio, CR)가 떨어질 수 밖에 없다. 따라서, 측면 명암비를 높이는 광학 필름에 대한 개발이 진행되고 있다.

최근, 편광자의 광출사면에 패턴이 형성된 필름을 별도로 부가함으로써 정면 및 측면의 명암비와 시야각을 개선하는 기술이 개발되고 있다. 그러나, 종래 개발된 패턴층이 형성된 편광판의 경우 광학표시장치의 화면에 외부광을 비출 경우 정면 및 측면 전방위에서 레인보우가 발생되었다. 레인보우는 패턴층에 의한 시야각 및 명암비 개선 효과와는 별개의 현상이다. 시야각 및 명암비 개선을 위한 패턴층은 패턴 구조를 필수적으로 포함해야 하므로 패턴층의 변경에 의해 레인보우를 개선하는데에는 한계가 있다. 물론, 패턴층과 함께 편광판에 장착되는 보호 필름의 위상차를 제어하여 특정 범위로 조절함으로써 레인보우를 개선하는 방법을 고려할 수는 있다. 하지만, 모든 보호 필름에 대해 레인보우를 개선할 수 있도록 위상차 제어가 용이하지 않을 수 있다. 이와 같이 패턴층이 없는 편광판 대비 패턴층을 부가할 경우 레인보우를 개선하는 데에는 한계가 있었다.

본 발명의 배경기술은 한국등록특허 제10-0934574호 등에 개시되어 있다.

본 발명의 목적은 정면과 측면을 포함한 전방위에서 레인보우를 개선한 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 정면과 측면을 포함한 전방위에서 명암비와 시야각을 개선한 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 편광판을 구비한 광학표시장치를 제공하는 것이다.

1.본 발명의 편광판은 편광자, 상기 편광자의 상부면에 적층된 제1광학 패턴부, 상기 제1광학 패턴부의 상부에 적층된 제2광학 패턴부, 및 상기 제1광학 패턴부와 상기 제2광학 패턴부 사이를 충진하는 충진부를 포함하고, 상기 제1광학 패턴부에는 서로 이격되어 형성된 제1광학 패턴이 형성되어 있고, 상기 제2광학 패턴부는 하부면에 제2광학 패턴이 형성되어 있고, 상기 제1광학 패턴, 상기 충진부, 상기 제2광학 패턴은 하기 식 1과 하기 식 2를 만족한다:

[식 1]

R1 > R2

(상기 식 1에서, R1은 제2광학 패턴의 굴절률, R2는 제1광학 패턴의 굴절률)

[식 2]

R3 > R2

(상기 식 2에서, R3은 충진부의 굴절률, R2는 제1광학 패턴의 굴절률).

2.1에서, 상기 제2광학 패턴부는 기저부 및 상기 기저부의 하부면에 형성된 상기 제2광학 패턴을 구비하고, 상기 기저부는 하기 식 4 및 하기 식 5를 만족할 수 있다:

[식 4]

R1 ≥ R4

(상기 식 4에서, R1은 제2광학 패턴의 굴절률, R4는 기저부의 굴절률)

[식 5]

R3 ≥ R4

(상기 식 5에서, R3은 충진부의 굴절률, R4는 기저부의 굴절률).

3.1-2에서, 상기 제2광학 패턴은 적어도 곡면을 갖는 광학 패턴일 수 있다.

4.1-3에서, 상기 제2광학 패턴은 마이크로렌즈 패턴, 엠보싱 패턴, 렌티큘러 렌즈 패턴, 엠보 패턴 중 1종 이상을 포함할 수 있다.

5.1-4에서, 상기 제2광학 패턴의 최대 폭은 상기 제1 광학 패턴부의 주기보다는 작고, 상기 제1광학 패턴의 정상부에 형성된 제1면의 폭보다는 클 수 있다.

6.1-5에서, 상기 제2광학 패턴의 최대 폭은 상기 제1광학 패턴부의 주기의 0.5배 내지 4배일 수 있다.

7.1-6에서, 상기 제2광학 패턴은 서로 이격되지 않게 형성될 수 있다.

8.1-7에서, 상기 기저부의 굴절률과 상기 제1광학 패턴부의 굴절률 차이의 절대값은 0 내지 0.5일 수 있다.

9.1-8에서, 상기 제2광학 패턴의 굴절률과 상기 충진부의 굴절률 차이의 절대값은 0 내지 0.1일 수 있다.

10.1-9에서, 상기 제2광학 패턴과 상기 충진부는 일체로 형성될 수 있다.

11.1-10에서, 상기 제1광학 패턴층의 상부면에는 상기 제1광학 패턴이 형성되어 있지 않을 수 있다.

12.1-11에서, 상기 제1광학 패턴부는 하기 식 3을 만족하고, 상기 제1광학 패턴은 밑각이 75° 내지 90°일 수 있다:

[식 3]

1 < P2/W2 ≤ 10

(상기 식 3에서, P2는 제1광학 패턴부의 주기(단위:㎛),

W2는 제1광학 패턴의 최대 폭(단위:㎛)).

13.1-12에서, 상기 제1 광학 패턴은 양각이고 단면이 사다리꼴, 정사각형 또는 직사각형인 패턴일 수 있다.

14.1-13에서, 상기 제1광학 패턴부는 비 점착성 또는 점착성일 수 있다.

15.1-14에서, 상기 제1광학 패턴부의 최대 두께는 상기 제2 광학 패턴의 최대 높이 대비 동일하거나 더 클 수 있다.

16.1-15에서, 상기 충진부에 있어서, 상기 제1광학 패턴과 상기 제2광학 패턴부 간의 최소 거리는 0㎛ 내지 15㎛일 수 있다.

17.1-16에서, 상기 제2광학 패턴은 음각의 광학 패턴 또는 양각의 광학 패턴일 수 있다.

18.1-17에서, 상기 제2광학 패턴부의 상부면에 보호층이 더 형성될 수 있다.

19.1-18에서, 상기 보호층은 표면 처리층이 더 형성될 수 있다.

본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함한다.

본 발명은 정면과 측면을 포함한 전방위에서 레인보우를 개선한 편광판을 제공하였다.

본 발명은 정면과 측면을 포함한 전방위에서 명암비와 시야각을 개선한 편광판을 제공하였다.

본 발명은 본 발명의 편광판을 구비한 광학표시장치를 제공하였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 4에서 (A)는 실시예 1의 레인보우 평가 사진, (B)는 비교예 1의 레인보우 평가 사진, (C)는 비교예 2의 레인보우 평가 사진이다.

첨부한 도면을 참고하여 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. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 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 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°) 또는 (0°, 60°)을 의미한다.

본 명세서에서 "정상부(top part)"는 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 상기 광학 패턴과 바로 이웃하는 하나의 평탄부의 폭의 합을 의미한다.

본 명세서에서 "면방향 위상차(Re)"는 하기 식 A로 표시된다:

<식 A>

Re = (nx - ny) x d

(상기 식 A에서, nx, ny는 파장 550nm에서 각각 해당 보호층의 지상축 방향, 진상축 방향의 굴절률이고, d는 해당 보호층의 두께(단위:nm)이다).

본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.

본 명세서에서 수치 범위 기재시 "X 내지 Y"는 X 이상 Y 이하(X≤ 그리고 ≤Y)를 의미한다.

본 발명의 발명자는 편광자의 상부면에 제1광학 패턴부를 구비하는 편광판에 있어서, 상기 제1광학 패턴부의 상부에 하부면에 제2광학 패턴이 형성된 제2광학 패턴부를 구비하고, 상기 제1광학 패턴부와 상기 제2광학 패턴부 사이를 충진하는 충진부를 포함시키고, 상기 제1광학 패턴, 상기 충진부, 상기 제2광학 패턴은 하기 식 1과 하기 식 2를 만족시키도록 하였다: 그 결과, 정면과 측면을 포함한 전 방위에서 시야각과 명암비를 개선함과 동시에 정면과 측면을 포함한 전 방위에서 레인보우를 개선할 수 있음을 확인하였다.

[식 1]

R1 > R2

(상기 식 1에서, R1은 제2광학 패턴의 굴절률, R2는 제1광학 패턴의 굴절률)

[식 2]

R3 > R2

(상기 식 2에서, R3은 충진부의 굴절률, R2는 제1광학 패턴의 굴절률).

본 발명에서는 충진부 대비 굴절률이 낮은 제1광학 패턴부에서 충진부를 통해 광이 투과되고 상기 투과된 광이 제1광학 패턴부 대비 굴절률이 높으며 소정 형상의 제2광학 패턴을 투과하도록 함으로써 시인성과 명암비를 높임과 동시에 정면과 측면을 포함한 전 방위에서 레인 보우를 개선하였다. 이와 같이, 본 발명에서는 제1광학 패턴, 충진부, 제2광학 패턴의 굴절률 관계 및 소정 형상의 제2광학 패턴에 의해 레인보우를 개선하는 효과를 얻을 수 있도록 한 것이다.

상기 식 1과 식 2 중 어느 하나라도 만족하지 못하는 경우 본 발명의 시야각, 명암비 및 레인보우 개선 효과가 제대로 나올 수 없다. 또한, 본 발명의 편광판에서 제2광학 패턴이 결여되거나 제2광학 패턴부가 제1광학 패턴부와 편광자 사이에 적층되는 경우에도 본 발명의 시야각, 명암비 및 레인보우 개선 효과가 제대로 나올 수 없다. 또한, 제2광학 패턴이 제2광학 패턴부의 상부면 즉 제2광학 패턴부의 최외곽에 형성된 경우에도 본 발명의 시야각, 명암비 및 레인보우 개선 효과를 얻을 수 없다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판을 도 1을 참고하여 설명한다.

도 1을 참조하면, 편광판은 편광자(400), 제1광학 패턴부(200A), 충진부(300A), 제2광학 패턴부(100A) 및 보호층(500)을 구비한다.

제1광학 패턴부(200A), 충진부(300A), 제2광학 패턴부(100A) 및 보호층(500)은 편광자(400)의 상부면에 순차적으로 배치된다. 편광자(400)의 상부면은 편광자의 광출사면 또는 광입사면이 될 수 있으나, 바람직하게는 편광자의 광출사면이 됨으로써 편광자의 편광 기능에 영향을 주지 않으면서 본 발명의 시야각, 명암비 및 레인보우 개선 효과를 얻을 수 있다.

편광판은 충진부(300A) 상에 제2광학 패턴부(100A)를 구비하고, 제2광학 패턴부(100A)는 하부면에 제2광학 패턴(110)이 형성되어 있으며, 제1광학 패턴, 충진부 및 제2광학 패턴은 상기 식 1과 상기 식 2를 만족한다. 이를 통해, 편광판은 제1광학 패턴부에 의한 시야각 및 명암비 개선 효과에 영향을 주지 않으면서 정면과 측면을 포함한 전방위에서 레인보우 개선 효과를 얻을 수 있다.

제1광학 패턴부

제1광학 패턴부(200A)는 편광자(400)의 상부면에 형성되어, 편광자(400)로부터 출사된 광이 제1광학 패턴부(200A)를 통해 출사될 수 있다.

제1광학 패턴부(200A)는 서로 이격되어 형성된 복수 개의 제1 광학 패턴(210)을 포함한다. 또는 도 1에서 도시한 바와 같이, 제1광학 패턴부(200A)는 상부면에 복수 개의 제1광학 패턴(210)이 서로 이격되어 형성된 층일 수 있다.

제1광학 패턴부(200A)가 제1광학 패턴(210)이 형성된 층이 됨으로써 제1광학 패턴부가 편광자에 직접적으로 점착 또는 접착되는 경우 점착 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1을 참조하면, 제1광학 패턴부(200A)는 상부면에 양각의 제1광학 패턴(210)이 평탄부(220)에 의해 서로 이격되어 형성된 층일 수 있다. 상기 "양각"은 제1광학 패턴(210)이 제1광학 패턴부(200A)의 상부면으로부터 돌출되어 형성되었음을 의미한다.

제1광학 패턴(210), 바람직하게는 제1광학 패턴부(200A)는 충진부(300A) 대비 굴절률이 낮다. 제1광학 패턴(210)은 하기 상술되는 제1광학 패턴의 형상을 가진다. 이를 통해, 편광판은 정면과 측면을 포함한 전방위에서 시야각과 명암비 개선 효과가 있을 수 있다.

충진부(300A)의 굴절률(R3)과 제1광학 패턴(210)의 굴절률(R2) 또는 제1광학 패턴부(200A)의 굴절률(R2)의 차이 R3 - R2는 0.1 이상, 구체적으로 0.1 내지 0.2, 더 구체적으로 0.12 내지 0.16이 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면과 측면에서 시야각과 명암비 개선 효과가 더 높아질 수 있다.

제2광학 패턴(110)의 굴절률(R1)과, 제1광학 패턴(210)의 굴절률(R2) 또는 제1광학 패턴부(200A)의 굴절률(R2)의 차이 R1 - R2는0.1 이상, 구체적으로 0.1 내지 0.2, 더 구체적으로 0.12 내지 0.16이 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면과 측면에서 시야각과 명암비 개선 효과가 더 높아지고, 레인보우 개선 효과가 더 커질 수 있다.

일 구체예에서, 제1광학 패턴(210) 또는 제1광학 패턴부(200A)의 굴절률(R2)은 1.55이하, 구체적으로 1.55 미만, 구체적으로 1.4 내지 1.55, 더 구체적으로 1.42 내지 1.53이 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면과 측면에서 시야각 및 명암비 개선 효과가 우수하고, 레인보우 개선 효과가 있을 수 있다.

제1광학 패턴부(200A)은 하기 식 3을 만족하고, 제1광학 패턴(210)은 밑각(θ)이 75° 내지 90°가 될 수 있다. 밑각(θ)은 제1광학 패턴(210)의 경사면(211)과 제1광학 패턴의 최대폭(W2)의 선과 이루는 각을 의미한다. 이때 상기 경사면은 제1광학 패턴 중 평탄부에 바로 연결되는 경사면을 의미한다. 상기 범위에서, 측면 명암비를 개선시킬 수 있고, 동일 측면 시야각에서 명암비를 높일 수 있다: 구체적으로, 밑각(θ)은 80° 내지 90°, P2/W2(W2에 대한 P2의 비)는 1.2 내지 8이 될 수 있다:

[식 3]

1 < P2/W2 ≤ 10

(상기 식 3에서, P2는 제1광학 패턴부의 주기(단위:㎛),

W2는 제1광학 패턴의 최대 폭(단위:㎛)).

제1광학 패턴(210)은 정상부에 제1면(212)이 형성되고 제1면(212)과 연결되는 하나 이상의 경사면(211)으로 구성될 수 있다. 도 1은 제1광학 패턴(210)이 단면이 사다리꼴인 광학 패턴을 나타낸 것이나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1광학 패턴은 단면이 사다리꼴인 광학 패턴 이외에 직사각형 또는 정사각형의 광학 패턴이 될 수도 있다.

제1면(212)은 정상부에 형성되며, 제1광학 패턴(210)에 도달한 광이 제1면에 의해 더 확산되게 함으로써 시야각과 휘도를 높이고, 광 확산 효과를 높여 휘도 손실을 최소화할 수 있다.

제1면(212)은 평탄한 면으로서 편광판의 제조 공정을 용이하게 할 수도 있다. 그러나, 제1면은 미세 요철이 형성되거나 곡면이 될 수도 있다. 제 1면이 곡면으로 형성될 경우에는 렌티큘러 렌즈 패턴이 형성될 수 있다.

도 1은 단면이 사다리꼴 형태(예:단면이 삼각형인 프리즘의 상부가 절단된 형태, cut-prism 형태)인 제1광학 패턴(210)을 나타낸 것이다. 그러나, 정상부에 제1면이 형성되고 경사면이 곡면인 양각 패턴(예:렌티큘러 렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-lenticular lens 패턴, 또는 마이크로렌즈 패턴의 상부가 절단된 형태인 cut-micro lens 패턴)인 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다. 또한, 단면이 직사각형 또는 정사각형 등의 N 각형(N은 3 내지 20의 정수)인 패턴도 포함할 수 있다.

제1면(212)은 폭(A2)이 0.5㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 1㎛ 내지 15㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있고, 명암비 개선 효과를 기대할 수 있다.

제1광학 패턴(210)은 종횡비가 0.1 내지 10, 구체적으로 0.1 내지 7.0, 보다 구체적으로 0.1 내지 5.0, 보다 더 구체적으로 0.1 내지 1.0이 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 및 측면에서의 명암비와 시야각을 개선할 수 있다.

제1광학 패턴(210)의 최대 높이(H2)는 0㎛ 초과 20㎛ 이하, 구체적으로 0㎛ 초과 15㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 0㎛ 초과 10㎛ 이하가 될 수 있다. 제1광학 패턴(210)의 최대 폭(W2)은 0㎛ 초과 20㎛ 이하, 구체적으로 0㎛ 초과 15㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 0㎛ 초과 10㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 명암비 개선, 시야각 개선, 및 휘도 향상을 나타내고 모아레 등이 나타나지 않을 수 있다.

평탄부(220)는 제1광학 패턴부(200A)를 통과한 광을 충진부(300A)로 출사시킴으로써 정면 휘도를 높일 수 있다.

평탄부(220)의 폭(L2)에 대한 제1광학 패턴(210)의 최대 폭(W2)의 비율은 0 초과 9 이하, 구체적으로는 0.1 내지 3, 더 구체적으로는 0.15 내지 2일 수 있다. 상기 범위에서, 정면 명암비와 측면 명암비의 차이를 감소시킬 수 있으며, 동일 측면 시야각, 동일 정면 시야각에서 명암비를 높일 수 있고, 모아레 방지 효과가 있을 수 있다.

평탄부(220)의 폭(L2)은 1㎛ 내지 50㎛, 구체적으로 1㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 휘도를 상승시켜 주는 효과가 있을 수 있다.

주기(P2)는 1㎛ 내지 50㎛, 구체적으로 1㎛ 내지 40㎛일 수 있다. 상기 범위 내에서 명암비 개선 효과가 있으면서 모아레를 방지할 수 있다.

도 1은 이웃하는 제1광학 패턴들이 밑각, 제1면의 폭, 최대 높이, 최대 폭, 주기, 평탄부의 폭이 각각 동일한 광학 패턴이 서로 이격되어 형성된 편광판을 나타낸 것이다. 그러나, 이웃하는 제1광학 패턴들이 밑각, 제1면의 폭, 최대 높이, 최대 폭, 주기, 평탄부의 폭이 각각 서로 다른 경우도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.

도 1에서 명시되지 않았지만, 도 1은 제1광학 패턴이 제1광학 패턴의 길이 방향으로 스트라이프(stripe)형의 연장된 형태로 형성된 것을 나타낸 것이나, 제1 광학 패턴은 도트 형태로 형성될 수도 있다. 상기 "도트"는 제1 광학 패턴이 서로 이격되어 분산되어 있는 것을 의미한다. 바람직하게는, 제1광학 패턴은 스트라이프형으로 연장 형성되어 좌우 시야각 확대 효과를 낼 수 있다.

제1 광학 패턴부는 상술한 굴절률을 확보할 수 있는 통상의 열경화성 수지, 광경화성 수지(예:UV 경화성 수지) 중 1종 이상을 포함하는 조성물로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 조성물은 (메트)아크릴계, 폴리카보네이트계, 우레탄계, 실리콘계 등의 수지를 포함할 수 있다. 상기 조성물은 대전 방지제, 광 확산제, 점착 부여제, 분산제 등의 당업자에게 알려진 통상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.

일 구체예에서, 제1광학 패턴부는 점착성이 없는 비 점착성일 수 있다. 제1 광학 패턴부가 비 점착성일 경우, 제1광학 패턴부는 점착제, 접착제, 또는 점접착제에 의해 편광자에 적층될 수 있다. 다른 구체예에서, 제1광학 패턴부는 점착성일 수도 있다. 제1광학 패턴부가 점착성일 경우 제1광학 패턴부는 편광자에 직접적으로 적층될 수 있다. 예를 들면, 제1광학 패턴부는 PSA(감압 점착제)층이 될 수 있다.

제1 광학 패턴부의 최대 두께는 제1광학 패턴의 최대 높이 대비 동일하거나 더 클 수 있다. 바람직하게는, 도 1에서 도시된 바와 같이, 제1광학 패턴부의 최대 두께 > 제1광학 패턴의 최대 높이가 됨으로써 제1광학 패턴부가 점착성일 경우 제1광학 패턴부는 편광자에 안정적으로 점착될 수 있다.

충진부

충진부(300A)는 제1광학 패턴부(200A)와 제2광학 패턴부(100A) 사이에 형성되어 제1광학 패턴부(200A)와 제2광학 패턴부(100A) 사이의 공간을 충진한다. 충진부(300A)는 제2광학 패턴부(100A)가 제1광학 패턴부(200A) 상에 안정적으로 결합되도록 함과 동시에 명암비 개선 효과도 구현할 수 있다.

일 구체예에서, 충진부(300A)는 상기 공간의 적어도 일부를 충진할 수 있다. 바람직하게는 충진부는 상기 공간을 완전히 충진함으로써 제1광학 패턴부로부터의 출사광의 손실을 막을 수 있다.

일 구체예에서, 충진부는 제1광학 패턴부, 제2광학 패턴부에 각각 직접적으로 접촉하여 형성될 수 있다.

충진부(300A)는 제1광학 패턴(210) 또는 제1 광학 패턴부(200A) 대비 굴절률이 높아 제1광학 패턴부(200A)를 통과한 광이 상부로 출사되도록 함과 동시에 정면 및 측면에서의 명암비를 개선할 수 있다. 일 구체예에서, 충진부(300A)의 굴절률(R3)은 1.55 이상, 구체적으로 1.55 내지 1.65, 더 구체적으로 1.57 내지 1.65가 될 수 있다. 상기 범위에서, 정면 및 측면에서의 명암비와 시야각을 개선하고, 상기 식 2에 용이하게 도달할 수 있다.

충진부(300A)는 상기 굴절률을 만족할 수 있는, 통상의 열경화성 수지, 광경화성 수지 중 1종 이상을 포함하는 조성물로 형성될 수 있다. 예를 들면 상기 조성물은 (메트)아크릴계, 폴리카보네이트계, 우레탄계, 실리콘계 등의 수지를 포함할 수 있다. 상기 조성물은 대전 방지제, 광 확산제, 점착 부여제, 분산제 등의 당업자에게 알려진 통상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.

일 구체예에서, 충진부(300A)는 비점착성 또는 점착성일 수도 있다.

충진부(300A)는 도 1에서 도시된 바와 같이 상술 수지를 포함하는 조성물로 형성된 수지층이 될 수도 있다. 또는 충진부는 제1광학 패턴부의 형상에 따라 서로 이격되어 형성된 제1광학 패턴 사이의 공간을 충진할 수도 있다. 이에 대해서는 도 2를 참고하여 설명한다.

충진부(300A)에 있어서, 제1광학 패턴(210)과 제2광학 패턴부(100A) 간의 최소 거리(S)(이하, 살 두께라고 함)는 15㎛ 이하, 구체적으로 0㎛ 내지 15㎛, 0㎛ 내지 13㎛, 더 구체적으로 0㎛ 또는 0㎛ 초과 10㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 투과도를 상승시키고 편광판 두께를 낮추는 효과가 있을 수 있다.

제2광학 패턴부

제2광학 패턴부(100A)는 충진부(300A)의 상부면에 형성되고, 하기 상술되는 굴절률 관계 및 제2광학 패턴(110)을 구비함으로써, 제1광학 패턴부(200A), 충진부(300A)로부터 출사되는 광의 명암비와 시야각에 영향을 주지 않으면서도 레인보우를 개선하는 효과도 구현할 수 있다.

제2광학 패턴부(100A)는 하부면에만 제2 광학 패턴(110)이 형성되어 있다.

일 구체예에서, 제2광학 패턴부(100A)의 상부면은 제2광학 패턴이 형성되어 있지 않은 면이 될 수 있다. 일 구체예에서, 제2광학 패턴부(100A)의 상부면은 평면으로서 제2광학 패턴부(100A)와 보호층(500)간의 결합 정도를 높일 수 있다.

제2광학 패턴(110)은 적어도 곡면을 포함하는 광학 패턴이 될 수 있다. 또한, 상기 식 1에서와 같이 제2광학 패턴(110)의 굴절률(R1)은 제1광학 패턴(210) 또는 제1광학 패턴부(200A)의 굴절률(R2) 대비 높다. 이를 통해, 제2광학 패턴부는 제1 광학 패턴부, 충진부를 구비하는 편광판에서 레인보우를 개선할 수 있다.

일 구체예에서, 제2광학 패턴(110)의 굴절률(R1)은 1.55 이상, 구체적으로 1.55 내지 1.65, 더 구체적으로 1.59 내지 1.64가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상기 식 1 및 상술한 굴절률 차이에 도달하기 용이하고, 편광판의 레인보우 시감을 개선할 수 있다.

제2광학 패턴(110)은 충진부(300A)와 직접적으로 접촉되어 형성된다. 제2광학 패턴(110)의 굴절률(R1)과 충진부(300A)의 굴절률(R3)은 실질적으로 동일하며, 굴절률 차이 R1-R3의 절대값은 0 내지 0.1, 구체적으로 0 내지 0.05가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과를 구현하는데 도움을 줄 수 있다.

일 구체예에서, 제2광학 패턴(110)과 충진부(300A)는 일체로 형성될 수 있다. 상기 "일체로 형성"은 제2광학 패턴과 충진부가 동일 조성으로 동일한 굴절률을 가지며 편광판 제조 공정시 동시에 형성됨을 의미한다.

제2광학 패턴(110)은 음각의 광학 패턴 또는 양각의 광학 패턴이 될 수 있다. 상기 "음각"은 제2광학 패턴부의 하부면으로부터 제2광학 패턴부의 상부면 또는 보호층을 향해 돌출된 광학 패턴을 의미한다. 제2광학 패턴이 음각의 광학 패턴인 경우 제2광학 패턴은 상술한 굴절률 R1을 제공하는 물질로 충진되어 있다. 상기 "양각"은 제2광학 패턴부의 하부면으로부터 충진부 쪽으로 돌출된 광학 패턴을 의미한다. 제2 광학 패턴이 양각의 광학 패턴인 경우 제2광학 패턴은 상술한 굴절률 R1을 제공하는 물질로 형성된다. 도 1은 제2광학 패턴이 음각의 광학 패턴인 편광판을 도시한 것이다.

제2광학 패턴(110)은 적어도 곡면을 포함하는(또는 갖는) 광학 패턴이 될 수 있다. 일 구체예에서, 제2 광학 패턴(110)은 마이크로렌즈 패턴, 엠보싱 패턴, 렌티큘러 렌즈 패턴, 엠보 패턴 중 1종 이상이 될 수 있다. 바람직하게는, 제2광학 패턴은 엠보싱 패턴 또는 마이크로렌즈 패턴이 될 수 있다.

제2광학 패턴은 하기에서 상술되는 바와 같이 코팅층에 소정 형상의 패턴을 인가하고 상술한 굴절률 R1을 제공하는 물질로 충진된 후 경화시켜 제조된다. 따라서, 제2광학 패턴은 제2광학 패턴부의 하부면에 요철 형상으로 형성되는 것과는 달리 소정 형상 및 소정 형상의 크기를 갖는 패턴이다. 또한, 제2광학 패턴의 하부에는 제1광학 패턴이 형성되는 만큼 제1광학 패턴 대비 크기가 고려되어야 한다.

제2광학 패턴(110)의 최대 폭(W1)은 제1광학 패턴부(200A)의 주기(P2)의 4배 이하이고, 제1광학 패턴(210)의 제1면(212)의 폭(A2)보다는 크다. 이를 통해, 레인보우 시감 개선 효과가 있을 수 있다. 일 구체예에서, 제2광학 패턴(110)의 최대 폭(W1)은 제1광학 패턴부(200A)의 주기(P2)의 0.5배 내지 4배, 구체적으로 1배 내지 3배, 더 구체적으로 1.5배 내지 2.5배가 될 수 있다. 상기 범위에서, 레인보우 개선 효과가 있을 수 있다.

일 구체예에서, 제2광학 패턴(110)의 최대 폭(W1)은 0㎛ 초과 50㎛ 이하, 구체적으로 0㎛ 초과 40㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 0㎛ 초과 30㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 확산 효과가 있을 수 있다.

제2광학 패턴(110)의 최대 높이(H1)는 0㎛ 초과 25㎛ 이하, 구체적으로 0㎛ 초과 20㎛ 이하, 보다 더 구체적으로 0㎛ 초과 15㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 확산 및 레인보우 시감 개선 효과가 있을 수 있다.

제2광학 패턴(110)은 종횡비가 0 내지 2.0, 구체적으로 0 내지 1.0, 보다 구체적으로 0 내지 0.8, 보다 더 구체적으로 0 내지 0.6이 될 수 있다. 상기 범위에서, 0.2 내지 0.5가 있을 수 있다.

도 1은 제2광학 패턴(110)의 최대폭, 최대 높이, 종횡비가 서로 동일한 편광판을 도시한 것이다. 그러나, 제2 광학 패턴의 최대폭, 최대 높이 및/또는 종횡비는 서로 다를 수도 있다.

제2광학 패턴은 도 1에서와 같이 서로 이격되지 않고 연속적으로 형성될 수도 있다. 그러나, 제2광학 패턴은 서로 이격되어 형성될 수도 있다. 바람직하게는, 제2광학 패턴이 서로 이격되지 않고 연속적으로 형성됨으로써 정면과 측면 전방위에서 레인보우 시감 개선 효과가 우수할 수 있다.

제2광학 패턴은 제1광학 패턴부 대비 상술한 크기를 가질 수 있다면 제1 광학 패턴의 배열 모양에 특별한 제한을 두지 않는다. 예를 들면, 제2광학 패턴의 최대폭 중 일부는 제1광학 패턴의 정상부의 제1면에 대응되도록 배치될 수 있다.

제2광학 패턴부(100A)은 기저부(120) 및 기저부(120)의 하부면에 형성된 제2광학 패턴(110)을 구비한다. 기저부(120)는 제 2광학 패턴(110)이 제2광학 패턴부에 안정적으로 형성되도록 함과 동시에 제2광학 패턴부 상에 보호층이 안정적으로 형성되도록 하며 제2 광학 패턴부와 보호층 간에 결합 관계를 유지할 수 있게 한다.

제2광학 패턴부, 바람직하게는 기저부는 보호층에 직접적으로 형성될 수 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 제2광학 패턴부와 보호층 사이에 점착층, 접착층 또는 점접착층이 구비되지 않음을 의미한다.

기저부는 소정의 굴절률을 확보함으로써, 하기 식 4, 식 5를 만족하여 편광판의 정면 및 측면을 포함한 전방위에서 레인보호 시감 개선을 효과를 더 높일 수 있다:

[식 4]

R1 ≥ R4

(상기 식 4에서, R1은 제2광학 패턴의 굴절률, R4는 기저부의 굴절률)

[식 5]

R3 ≥ R4

(상기 식 5에서, R3은 충진부의 굴절률, R4는 기저부의 굴절률)

일 구체예에서, 상기 식 4로부터 얻을 수 있는 굴절률 차이 R1 - R4는 0 이상, 구체적으로 0 내지 1, 더 구체적으로 0 내지 0.5가 될 수 있다. 일 구체예에서, 상기 식 5로부터 얻을 수 있는 굴절률 차이 R3 - R4는 0 이상, 구체적으로 0 내지 1, 더 구체적으로 0 내지 0.5가 될 수 있다. 상기 범위에서, 시인성 개선 효과가 있을 수 있다.

일 구체예에서, 기저부의 굴절률(R4)는 2 이하, 구체적으로 1 내지 2, 더 구체적으로 1.5 내지 1.7이 될 수 있다. 상기 범위에서, 상기 식 4, 식 5에 용이하게 도달할 수 있고, 확산 및 레인보우 개선 효과가 있을 수 있다.

기저부(120)는 제1 광학 패턴 또는 제1광학 패턴부 대비 굴절률이 동일하거나 크거나 또는 작을 수 있다. 바람직하게는 기저부(120)는 제1광학 패턴(210) 또는 제1광학 패턴부(200A) 대비 굴절률이 동일하거나 클 수 있다. 일 구체예에서, 기저부의 굴절률 R4와 제1 광학 패턴 또는 제1광학 패턴부의 굴절률 R2의 차이의 절대값 |R4 - R2|는 0 내지 0.5, 구체적으로 0 내지 0.3, 더 구체적으로 0 내지 0.2가 될 수 있다. 상기 범위에서, 시인성 개선 효과가 있을 수 있다.

기저부(120)의 최대 두께는 제2광학 패턴부의 두께와 동일하거나 다를 수 있다. 예를 들면, 기저부의 최대 두께는 40㎛ 내지 120㎛, 구체적으로 60㎛ 내지 100㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있고, 레인보우 개선 효과에 도움을 줄 수 있다.

기저부(120)의 최소 두께 즉 제2광학 패턴부의 상부면과 제2광학 패턴 간의 최소 거리는 0㎛ 내지 10㎛, 구체적으로 0㎛ 내지 5㎛, 0㎛ 초과 10㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 박형화 효과 및 레인보우 개선 효과에 도움을 줄 수 있다.

편광자

편광자(400)는 액정 패널로부터 입사된 광을 편광시켜 출사시킬 수 있다. 편광자는 폴리비닐알콜계 필름을 1축 연신하여 제조되는 폴리비닐알콜계 편광자, 또는 폴리비닐알콜계 필름을 탈수하여 제조되는 폴리엔계 편광자를 포함할 수 있다. 편광자(400)는 두께가 5㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.

편광자(400)는 편광자 단독으로 편광판에 포함될 수도 있지만, 편광자의 적어도 일면에 보호층이 더 형성될 수도 있다. 보호층으로는 하기에서 상술된 보호층을 적용될 수 있다.

보호층

보호층(500)은 제2광학 패턴부(100A)의 상부면에 형성되어, 제2광학 패턴부를 지지할 수 있다. 제2광학 패턴부를 통과한 광은 보호층을 통해 출사될 수 있다.

보호층(500)은 제2광학 패턴부(100A)와 직접적으로 형성되어, 편광판을 박형화시킬 수 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 보호층과 제2광학 패턴부 사이에 임의의 점착층, 접착층, 또는 점접착층이 개재되지 않음을 의미한다. 물론, 보호층과 제2광학 패턴부 사이에 점착층, 접착층 또는 점접착층이 형성된 편광판도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.

보호층(500)은 가시광선 영역에서 전광선 투과율이 90% 이상, 예를 들면 90% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 범위에서 입사광에 영향을 주지 않고 투과시킬 수 있다.

보호층(500)은 보호 필름 또는 보호 코팅층일 수 있다. 바람직하게는 보호층으로서 보호 필름을 사용함으로써 제1광학 패턴층에 대한 지지 정도가 우수할 수 있다.

보호 필름(500)은 단일층의 광학적으로 투명한 수지 필름을 포함할 수 있다. 그러나, 보호 필름은 단일층의 수지 필름이 복수 개 적층되는 보호 필름을 포함할 수도 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 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 1종 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 0nm 이상 60nm 이하 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. 다른 구체예에서, 보호 필름은 Re가 60nm 이상인 위상차 필름일 수 있다. 예를 들면, 보호 필름은 Re가 60nm 내지 500nm, 60nm 내지 300nm가 될 수 있다. 예를 들면, 보호 필름은 Re가 6,000nm 이상, 구체적으로 8,000nm 이상, 10,000nm 이상, 더 구체적으로 10,000nm 초과, 더 구체적으로 10,100nm 내지 30,000nm, 10,100nm 내지 15,000nm 가 될 수 있다. 상기 범위에서, 무지개 얼룩이 시인되지 않게 할 수 있고, 패턴층를 통해 확산된 광의 확산 효과가 더 커질 수 있다.

보호 코팅층은 활성 에너지선 경화성 화합물과 중합 개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물로 형성될 수 있다. 활성 에너지선 경화성 화합물은 양이온 중합성 경화성 화합물, 라디칼 중합성의 경화성 화합물, 우레탄 수지, 실리콘계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 양이온 중합성 경화성 화합물은 에폭시계 화합물, 옥세탄계 화합물이 될 수 있다. 라디칼 중합성의 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머, 그의 (메트)아크릴레이트 올리고머를 들 수 있다.

보호층(500)의 두께는 5㎛ 내지 200㎛, 구체적으로, 30㎛ 내지 120㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서 편광판에 사용될 수 있다.

보호층(500)의 적어도 일면 즉, 보호층의 상부면, 하부면 중 1종 이상에는 프라이머층, 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층, 안티글레어층, 저반사층, 초저반사층 등의 표면 처리층이 더 형성될 수도 있다. 표면 처리층은 보호층 또는 편광판 등에 추가적인 기능을 제공할 수 있다.

이하, 도 2를 참고하여, 본 발명의 다른 실시예의 편광판을 설명한다.

도 2를 참고하면, 편광판은 편광자(400), 제1광학 패턴부(200A), 충진부(300B), 제2광학 패턴부(100A) 및 보호층(500)을 구비한다.

도 1의 편광판 대비, 충진부(300B)에서 살 두께(S)가 0㎛인 점을 제외하고는 도 1의 편광판과 실질적으로 동일하다. 충진부(300B)에서 살 두께(S)가 0㎛가 됨으로써 편광판의 박형화 효과를 얻음과 동시에, 제1광학 패턴부 대비 굴절률이 높은 제2 광학 패턴(110)과 충진부(300B)가 적어도 서로 접촉하여 연결됨으로써 광의 연속적인 투과를 가능하게 할 수 있다.

이하, 도 3을 참고하여, 본 발명의 또 다른 실시예의 편광판을 설명한다.

도 3을 참조하면, 편광판은 편광자(400), 제1광학 패턴부(200A), 충진부(300C), 제2 광학 패턴부(100C) 및 보호층(500)을 구비한다.

도 1의 편광판 대비, 제2광학 패턴부가 기저부(130) 및 양각의 광학 패턴(140)으로 형성된 점을 제외하고는 도 1의 편광판과 실질적으로 동일하다.

본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 광학표시장치는 액정표시장치일 수 있고, 본 발명의 편광판은 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. 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

(1)보호층-제2광학 패턴부의 제조

보호층으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(DNP社, DSG-17(Z), 두께: 90㎛, 파장 550nm에서 Re:8,500nm)을 사용하였다. PET 필름의 하부면에 제2광학 패턴부 중 기저부를 위해 UV 경화형 수지(SSC-4620, 신아티앤씨)를 소정의 두께로 코팅하여 코팅층을 형성하고, 상기 코팅층에 소정의 음각 패턴을 인가하고 경화시켰다. 그런 다음 상기 음각 패턴에 UV 경화형 수지(SSC-6000, 신아티앤씨)를 충진하여 제2광학 패턴부를 형성하였다. 기저부의 굴절률은 1.60, 제2광학 패턴의 굴절률은1.62이다. 제2광학 패턴의 구체적인 사양을 하기 표 1에 나타내었다.

(2)보호층-제2광학 패턴부-충진부-제1광학 패턴부의 제조

상기 제2광학 패턴부의 하부면에 UV 경화형 수지(SSC-6000, 신아티앤씨)를 소정의 두께로 코팅하여 코팅층을 형성하고, 상기 코팅층에 소정의 음각 패턴을 인가하고 경화시켰다. 그런 다음 상기 음각 패턴에 아크릴계 점착 수지(PL5840, SAIDEN)를 충진하여, 충진부와 제1광학 패턴부를 형성하였다. 충진부의 굴절률은 1.62, 제1광학 패턴부의 굴절률은 1.49이다. 제1광학 패턴의 구체적인 사양을 하기 표 1에 나타내었다.

(3)편광판 제조

폴리비닐알코올 필름을 60℃에서 3배 1축 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자(두께:22㎛)를 제조하였다. 상기 편광자의 상부면에 상기 (2)에서 제조한 적층체 중 제1광학 패턴부를 점착시켜 편광판을 제조하였다.

실시예 2 내지 실시예 3

실시예 1에서, 제1광학 패턴, 제2광학 패턴의 형상을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 평가하였다.

비교예 1

실시예 1에서 제2광학 패턴부, 충진부, 제1광학 패턴부 없이 편광자의 상부면에 보호층만 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.

비교예 2

실시예 1에서 제2광학 패턴부 없이 편광자의 상부면에 제1광학 패턴부-충진부-보호층의 순서로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.

비교예 3

실시예 1에서 제2광학 패턴 없이 편광자의 상부면에 제1광학 패턴부-충진부-기저부-보호층의 순서로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.

		실시예			비교예
		1	2	3	1	2	3
기저부 굴절률(R4)		1.60	1.60	1.60	-	-	1.60
제2 광학 패턴	패턴	마이크로렌즈	마이크로렌즈	마이크로렌즈	-	-	-
	음각/양각	음각	음각	양각	-	-	-
	최대폭	30㎛	30㎛	30㎛	-	-	-
	최대높이	13㎛	13㎛	13㎛	-	-	-
	이격 여부	이격 없음	이격 없음	이격 없음	-	-	-
	굴절률(R1)	1.62	1.62	1.62	-	-	-
충진부 굴절률(R3)		1.62	1.62	1.62	-	1.62	1.62
제1 광학 패턴	패턴 단면	사다리꼴	사다리꼴	사다리꼴	-	사다리꼴	사다리꼴
	최대폭	7㎛	7㎛	7㎛	-	7㎛	7㎛
	높이	7㎛	7㎛	7㎛	-	7㎛	7㎛
	제1면폭	3.5㎛	3.5㎛	3.5㎛	-	3.5㎛	3.5㎛
	평탄부폭	7 ㎛	7㎛	7㎛	-	10㎛	10㎛
	주기	14㎛	14㎛	14㎛	-	14㎛	14㎛
	밑각	86°	86°	86°	-	86°	86°
	굴절률(R2)	1.49	1.49	1.49	-	1.49	1.49
편광판 구조		도 2	도 1	도 3	-	-	-

실시예와 비교예의 편광판에 대해 하기 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 2, 도 4에 나타내었다.

광원측 편광판

폴리비닐알콜 필름을 60℃에서 3배 연신하고 요오드를 흡착시킨 후 40℃의 붕산 수용액에서 2.5배 연신하여 편광자를 제조하였다. 편광자의 양면에 기재층으로 트리아세틸셀룰로스 필름(두께 80㎛)을 편광판용 접착제(Z-200, Nippon Goshei사)로 접착시켜 편광판을 제조하였다. 제조한 편광판을 광원측 편광판으로 사용하였다.

액정표시장치용 모듈

상기 제조한 광원측 편광판, 액정패널(PVA 모드), 상기 실시예와 비교예에서 제조한 편광판을 순차적으로 조립하여 액정표시장치용 모듈을 제조하였다. 실시예와 비교예에서 제조한 편광판 중 보호층이 최외곽으로 나오도록 조립하였다. LED 광원, 도광판, 액정표시장치용 모듈을 조립하여 1변 에지형 LED 광원을 포함하는 액정표시장치(실시예 및 비교예의 액정표시장치용 모듈의 구성을 제외하고Samsung TV(55인치, 16년 제조 모델명:UN55KS8000F)와 동일 구성)를 제조하였다.

(1)상대 휘도(단위:%)와 조도(단위:Lx): 상기 제조한 액정표시장치용 모듈에 대해 EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM사)를 이용하여 구면 좌표계 정면(0°, 0°)에서 백색 모드(white mode), 흑색 모드(black mode) 각각에서 휘도값을 측정하였다. (실시예와 비교예에서의 휘도값/비교예 1의 휘도값) x 100으로 상대 휘도를 계산하였다. 조도는 EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM사)를 이용하는 방법으로 측정하였다.

(2)상대 명암비(단위:%): 상기 제조한 액정표시장치용 모듈에 대해 EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM사)를 이용하여 구면 좌표계 (0°, 0°), (0°, 60°), (45°, 60°), (90°, 60°)에 각각에 있어서, 흑색 모드의 휘도값에 대한 백색 모드의 휘도값의 비율을 계산하였다. 해당 구면 좌표계에서 (백색 모드에서의 휘도값/흑색 모드에서의 휘도값의 비율) x 100으로 명암비를 계산하였다. (실시예와 비교예에서의 명암비/비교예 1의 명암비) x 100으로 상대 명암비를 계산하였다.

(3)정면에 대한 측면의 명암비: 상기 제조한 액정표시장치용 모듈에 대해 EZCONTRAST X88RC(EZXL-176R-F422A4, ELDIM사)를 이용하여 구면 좌표계 (0°, 30°), (0°, 60°)에 각각에 있어서, 백색 모드의 (0°, 30°) 값은 [(0°, 30°)에서의 휘도값]/[(0°, 0°)에서의 휘도값]으로 정면에 대한 측면 명암비를 계산하였고, 백색 모드의 (0°, 60°) 값은 [(0°, 60°)에서의 휘도값]/[(0°, 0°)에서의 휘도값]으로 정면에 대한 측면 명암비를 계산하였다.

(4)1/2 시야각(단위:°): (2)에서 각도별로 명암비를 측정하였을 때, 정면에서의 명암비의 1/2이 나타나는 값으로 1/2 시야각을 구하였다.

(5)white mode color shift(△xy, @30°): 구면 좌표계 측면(0°, 30°)에 대하여 CIE 1931 색좌표 상의 xy 색상값을 측정하였다. White mode Color shift는 정면(0°, 0°) xy색상값과 측면(0°, 30°) xy색상값의 차이(△xy)으로 계산하였다.

(6)레인보우 무라: 제조한 액정표시장치용 모듈의 시인측 편광판 상부에 형광등 2종을 위치시키고 형광등을 켠 다음 시인측 편광판 쪽 화면에서 레인보우 무라가 생기는지 여부를 육안으로 평가하였다. 레인보우가 거의 없는 경우 ◎, 레인보우가 약간 생긴 경우 △, 레인보우가 심한 경우 ⅹ로 평가하였다.

		실시예			비교예
		1	2	3	1	2	3
백색모드	상대휘도	91	92	90	100	94	89
	조도	650.9	653.4	652.4	674	670.7	634.3
흑색모드	상대휘도	138	135	141	100	132	127
	조도	1.49	1.52	1.51	1.608	1.567	1.409
상대 명암비	(0°,0°)	66	68	64	100	71	70
	(0°,60°)	126	125	122	100	130	131
	(45°,60°)	132	134	135	100	140	137
	(90°,60°)	88	89	87	100	87	90
정면에 대한 측면 명암비	(0°,30°)	58	59	59	49	57	58
	(0°,60°)	20	21	21	16	16	15
1/2 시야각	좌우	70.4	72.1	71.5	59.1	69.6	68.7
	상하	56.8	57.0	57.4	57.0	56.7	57
white mode color shift	좌우	0.017	0.018	0.015	0.015	0.019	0.017
	상하	0.014	0.013	0.011	0.013	0.013	0.013
레인보우		◎	◎	◎	ⅹ	△	△

상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 편광판은 정면과 측면을 포함하는 전방위에서 시야각과 명암비를 개선하였으며, 레인보우도 개선하였다. 도 4의 (A)에서와 같이, 본 발명의 편광판은 레인보우가 전혀 시인되지 않았음을 확인할 수 있다.

반면에, 본 발명의 제1광학 패턴부, 제2광학 패턴부, 충진부를 전혀 구비하지 않은 비교예 1, 제2광학 패턴부를 구비하지 않은 비교예 2와 비교에 3은 레인보우 개선이 미약하거나 레인보우가 심하였다. 도 4의 (B), (C)에서와 같이, 비교예 1, 비교예 2의 편광판은 레인보우가 심하였다.

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 (20)

1. 편광자, 상기 편광자의 상부면에 적층된 제1광학 패턴부, 상기 제1광학 패턴부의 상부에 적층된 제2광학 패턴부, 및 상기 제1광학 패턴부와 상기 제2광학 패턴부 사이를 충진하는 충진부를 포함하고,
   상기 제1광학 패턴부는 제1광학 패턴을 구비하고, 상기 제1광학 패턴은 서로 이격되며 상기 제1광학 패턴부의 상부면으로부터 돌출되게 형성되며,
   상기 제2광학 패턴부는 하부면에 제2광학 패턴이 형성되어 있고,
   상기 제1광학 패턴, 상기 충진부, 상기 제2광학 패턴은 하기 식 1과 하기 식 2를 만족하는 것인, 편광판:
   [식 1]
   R1 > R2
   (상기 식 1에서, R1은 제2광학 패턴의 굴절률, R2는 제1광학 패턴의 굴절률)
   [식 2]
   R3 > R2
   (상기 식 2에서, R3은 충진부의 굴절률, R2는 제1광학 패턴의 굴절률).
   
2. 제1항에 있어서, 상기 제2광학 패턴부는 기저부 및 상기 기저부의 하부면에 형성된 상기 제2광학 패턴을 구비하고, 상기 기저부는 하기 식 4 및 하기 식 5를 만족하는 것인, 편광판:
   [식 4]
   R1 ≥ R4
   (상기 식 4에서, R1은 제2광학 패턴의 굴절률, R4는 기저부의 굴절률)
   [식 5]
   R3 ≥ R4
   (상기 식 5에서, R3은 충진부의 굴절률, R4는 기저부의 굴절률).
   
3. 제1항에 있어서, 상기 제2광학 패턴은 적어도 곡면을 갖는 광학 패턴인 것인, 편광판.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 제2광학 패턴은 마이크로렌즈 패턴, 엠보싱 패턴, 렌티큘러 렌즈 패턴, 엠보 패턴 중 1종 이상을 포함하는 것인, 편광판.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 제2광학 패턴의 최대 폭은 상기 제1 광학 패턴부의 주기보다는 작고, 상기 제1광학 패턴의 정상부에 형성된 제1면의 폭보다는 큰 것인, 편광판.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 제2광학 패턴의 최대 폭은 상기 제1광학 패턴부의 주기의 4배 이하인 것인, 편광판.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 제2광학 패턴은 서로 이격되지 않게 형성된 것인, 편광판.
   
8. 제2항에 있어서, 상기 기저부의 굴절률과 상기 제1광학 패턴부의 굴절률 차이의 절대값은 0 내지 0.5인 것인, 편광판.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 제2광학 패턴의 굴절률과 상기 충진부의 굴절률 차이의 절대값은 0 내지 0.1인 것인, 편광판.
   
10. 제1항에 있어서, 상기 제2광학 패턴과 상기 충진부는 일체로 형성된 것인, 편광판.
    
11. 제1항에 있어서, 상기 제2광학 패턴부의 상부면은 평면인 것인, 편광판.
    
12. 제1항에 있어서, 상기 제1광학 패턴부는 하기 식 3을 만족하고, 상기 제1광학 패턴은 밑각이 75° 내지 90°인 것인, 편광판:
    [식 3]
    1 < P2/W2 ≤ 10
    (상기 식 3에서, P2는 제1광학 패턴부의 주기(단위:㎛),
    W2는 제1광학 패턴의 최대 폭(단위:㎛)).
    
13. 제1항에 있어서, 상기 제1 광학 패턴은 단면이 사다리꼴, 정사각형 또는 직사각형인 패턴인 것인, 편광판.
    
14. 제1항에 있어서, 상기 제1광학 패턴부는 비 점착성 또는 점착성인 것인 편광판.
    
15. 제1항에 있어서, 상기 제1광학 패턴부의 최대 두께는 상기 제2 광학 패턴의 최대 높이 대비 동일하거나 더 큰 것인 편광판.
    
16. 제1항에 있어서, 상기 충진부에 있어서, 상기 제1광학 패턴과 상기 제2광학 패턴부 간의 최소 거리는 0㎛ 내지 15㎛인 것인, 편광판.
    
17. 제1항에 있어서, 상기 제2광학 패턴은 음각의 광학 패턴 또는 양각의 광학 패턴인 것인, 편광판.
    
18. 제1항에 있어서, 상기 제2광학 패턴부의 상부면에 보호층이 더 형성된 것인, 편광판.
    
19. 제18항에 있어서, 상기 보호층은 표면 처리층이 더 형성된 것인, 편광판.
    
20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 액정표시장치.

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