KR20080053868A - 편광판 및 이를 구비한 액정표시장치 - Google Patents

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KR20080053868A
KR20080053868A KR1020060125914A KR20060125914A KR20080053868A KR 20080053868 A KR20080053868 A KR 20080053868A KR 1020060125914 A KR1020060125914 A KR 1020060125914A KR 20060125914 A KR20060125914 A KR 20060125914A KR 20080053868 A KR20080053868 A KR 20080053868A
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손영섭
백성호
임정구
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 650nm 이상의 파장영역에서 최대흡수 피크를 갖는 장파장 가시광 흡수제를 포함하는 편광판 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공한다. 본 발명에 따른 편광판은 평행니콜 상태에서 백색표시에서의 밝기가 우수하면서도 직교니콜 상태에서 빛샘이 적어 이를 구비한 액정표시장치는 콘트라스트가 우수하다.
편광판, 장파장 가시광 흡수제

Description

편광판 및 이를 구비한 액정표시장치{Polarizing Plate and Liquid Crystal Display Device having the Same}
도 1은 편광자의 염색에 사용된 요오드 화합물 조성에 따른 흡광 스펙트럼을 나타낸 도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 편광판의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1의 파장에 따른 직교투과율을 나타낸 도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 편광자 2 : 접착층
3 : 투명보호층 4 : 점착층
5 : 박리필름 6 : 표면처리 코팅층
7 : 보호필름
본 발명은 우수한 콘트라스트를 갖는 액정표시장치의 제조가 가능한 편광판 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 액정표시장치가 텔레비전 용도로 급속히 확대됨에 따라 고휘도, 고시야각이 요구되어 VA(수직배향) 방식이나 IPS(평면배향) 방식과 같은 시야각이 넓은 방식이 주로 사용된다. 시야각이 확대됨에 따라 저하되는 휘도는 백라이트의 휘도를 올림으로써 보충하는데 이 방법은 흑색표시시의 빛샘도 같이 증가시켜 명암비인 콘트라스트비가 저하되고 이는 화질의 저하로 이어지는 경우가 많다.
한편, 액정표시장치에는 요오드와 같은 2색성 물질을 폴리비닐알콜 등의 기재 중에 흡착, 배향시켜 만든 2색성 편광판이 널리 사용되는데 이러한 2색성 편광판은 2색성 물질의 광흡수를 이용하기 때문에 얻어지는 편광이 부분편광이고 이를 직교니콜 상태로 배치하더라도 흑색표시 시에 빛샘이 발생하는 문제점이 있다.
이러한 빛샘은 콘트라스트비를 저하시키는 원인이 되는데 2색성 물질의 흡착농도를 올려 광흡수량을 증가시켜 빛샘을 저감하는 방법이 사용될 수 있지만, 이 경우에는 백색표시에서의 밝기가 현저히 저하되어 콘트라스트비의 개선이 곤란해지는 단점이 있다.
콘트라스트비를 개선하기 위한 방법으로서 제3의 편광판을 도입하는 경우도 있으나, 이때 백색표시의 경우 밝기가 현저히 감소하고, 액정표시장치의 두께가 증 가하여 경량 및 박형의 액정표시장치의 장점을 저해한다는 단점이 있다.
도 1은 요오드 화합물로 염색된 PVA 편광자의 UV 스펙트럼이다. 수용액 상에서의 요오드 화합물은 -1가 요오드화합물, -3가 요오드화합물, -5가 요오드화합물로 구성된다. 이 중 -3가 요오드화합물이 가시광선 영역(380~780nm)에서 가장 균일한 흡수율을 보이므로 편광자 제작 시에는 주로 -3가의 요오드 화합물을 폴리비닐알콜계(PVA) 연신 필름에 염색하여 이용한다. -3가 요오드 화합물이 주로 염색된 편광판은 380~700nm 파장영역에서는 일정한 흡수율을 가져 편광자 본래의 기능을 수행하지만 700~780nm 파장영역에서는 흡수율이 급격히 감소해 편광자 본래의 기능을 수행하지 못해 빛샘이 발생하게 된다. 따라서 이를 구비한 액정표시장치의 콘트라스비는 저하되고 붉은 색을 띠게 되는 문제점이 있어 이에 대한 해결이 요구된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 평행니콜 상태에서 백색표시에서의 밝기가 우수하면서도 직교니콜 상태에서 빛샘이 적은 편광판 및 이를 적용한 콘트라스트가 우수한 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
편광자, 상기 편광자의 어느 한 면 이상에 접착층을 통하여 적층되는 보호층 및 상기 보호층의 어느 한 면에 적층된 점착층을 포함하여 이루어진 편광판에 있어서, 650nm 이상의 파장영역에서 최대흡수 피크를 갖는 장파장 가시광 흡수제를 포함하는 편광판을 제공한다.
또한, 직교니콜 상태에서, 750nm에서의 투과율이 3% 이하이고, 780nm에서의 투과율이 15% 이하인 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.
또한, 상기 장파장 가시광 흡수제는 상기 접착층 또는 점착층에 포함된 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.
또한, 상기 장파장 가시광 흡수제는 상기 투명보호층의 어느 한 면 이상에 코팅된 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.
또한, 상기 장파장 가시광 흡수제는, 안트라퀴논계(anthraquinone), 디옥사딘계(dioxadine), 트리페노디티아진계(tripheno-dithiazine), 페난트렌계(phenanthrene), 시아닌계(cyanine), 프탈로시아닌계(phthalocyanine) 메로시아닌계(merocyanine), 피릴륨계(pyrylium), 크산틴계(xanthine), 트리페닐메탄계(triphenylmethane), 크로코늄계(croconium), 아조계(azo), 인디고이드계(indigoid), 폴리메틴계(polymethine), 아줄렌계(azulene), 스쿠아륨계(squarium), 설파이드계(sulfide), 메탈디티올레이트계(metal dithiolate) 염료로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 선택되는 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.
본 발명은 또한, 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공한다.
또한, 콘트라스트비가 1300:1 이상인 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.
이하 도면 및 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.　 이하의 구체적 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명이므로, 이에 한정되지 않는다.
본 발명은 편광자, 상기 편광자의 어느 한 면 이상에 접착층을 통하여 적층되는 보호층 및 상기 보호층의 어느 한 면에 적층된 점착층을 포함하여 이루어진 편광판에 있어서, 650nm 이상의 파장영역에서 최대흡수 피크를 갖는 장파장 가시광 흡수제를 포함하는 편광판을 제공한다.
상기 장파장 가시광 흡수제는 편광판의 구성요소 중 적어도 하나 이상에 포함될 수 있으며, 상기 구성요소는 장파장 가시광 흡수제를 포함하여 콘트라스트를 높일 수 있으면 제한되지 않는다.
상기 장파장 가시광 흡수제는 650nm 이상, 바람직하게는 700nm 이상 파장의 가시광을 상대적으로 우수하게 흡수함으로써, 편광자에서 요오드 화합물이 상대적으로 흡수하지 못한 700~780nm 영역에서의 빛을 흡수하여 직교니콜 상태에서의 빛샘을 방지하여 콘트라스트가 향상된 편광판을 제공하는 것이다.
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 편광판의 단면도를 도시한 도이다.　 편광 자(1), 상기 편광자에 접착층(2)으로 접착된 투명보호층(3)으로 구성될 수 있다.　 더하여, 상기 투명보호층에 점착층(4)이 더 포함될 수 있으며, 상기 점착층(4)의 오염을 방지하기 위해 박리필름(5)을 부착할 수 있다.　 또한, 필요에 따라 최전면 편광판에 대전방지, 방현처리, 고경도처리, 저반사처리 등의 표면처리코팅층(6)이 형성될 수 있다. 또 표면처리 코팅이나 편광판을 보호하기 위해 보호필름(7)이 부착될 수 있다.　 상기 구성들 중 적어도 하나 이상에 상기 장파장 가시광 흡수제가 포함될 수 있다.
하기에서 편광판을 구성하는 층에 대해 상세히 기술하고자 한다.
[편광자]
편광자는 통상 폴리비닐알콜계 수지 필름을 일축 연신하는 공정, 폴리비닐알콜계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하여 그 2색성 색소를 흡착시키는 공정, 2색성 색소가 흡착된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 이 붕산 수용액에 의한 처리 후에 수세하는 공정을 경유하여 제조된다.
일축 연신은 염색 전에 행할 수도 있고, 염색과 동시에 행할 수도 있으며, 염색 후에 행할 수도 있다. 일축 연신을 염색 후에 행하는 경우에는, 이 일축 연신은 붕산 처리 전에 행할 수도 있고, 붕산 처리 중에 행할 수도 있다. 물론, 이들 복수개의 단계로 일축 연신을 행하는 것도 가능하다. 일축 연신에 있어서는, 주속(周速)이 다른 롤 사이에서 일축으로 연신할 수도 있고, 열 롤을 이용하여 일축으 로 연신할 수도 있다. 또한, 대기 중에서 연신을 행하는 등의 건식 연신일 수도 있고, 용제로 팽윤시킨 상태에서 연신을 행하는 습식 연신일 수도 있다. 연신 배율은 통상 3~8배 정도이다.
폴리비닐알콜계 수지 필름을 2색성 색소로 염색하기 위해서는, 예를 들면 폴리비닐알콜계 수지 필름을 2색성 색소를 함유하는 수용액에 침지할 수 있다. 2색성 색소로서 구체적으로는, 요오드나 2색성 염료가 이용된다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지 필름은 염색 처리 전에 물에의 침지 처리를 실시해 두는 것이 바람직하다.
2색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우에는 통상, 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 수용액에 폴리비닐알콜계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에서의 요오드의 함유량은 통상, 물 100중량부 당 0.01~1중량부 정도이고, 요오드화칼륨의 함유량은 통상, 물 100중량부 당 0.5~20중량부 정도이다. 염색에 사용되는 수용액의 온도는 통상 20~40℃ 정도이고, 또한, 이 수용액에의 침지 시간(염색 시간)은 통상 20~1,800초 정도이다.
한편, 2색성 색소로서 2색성 염료를 이용하는 경우에는 통상, 수용성 2색성 염료를 포함하는 수용액에 폴리비닐알콜계 수지 필름을 침지하여 염색하는 방법이 채용된다. 이 수용액에서의 2색성 염료의 함유량은 통상, 물 100중량부 당 0.01~1중량부 정도이고, 요오드화칼륨의 함유량은 통상, 물 100중량부 당 1x10-4~ 10중량부 정도, 바람직하게는 1x10-3~ 1중량부 정도이다. 이 수용액은 황산나트륨 등의 무기 염을 염색 조제로서 함유하고 있을 수도 있다. 염색에 사용되는 염료 수용액의 온도 는 통상 20~80 정도이고, 또한, 이 수용액에의 침지 시간(염색 시간)은 통상 10~1,800초 정도이다.
2색성 색소에 의한 염색 후의 붕산 처리는, 염색된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 행해진다. 붕산 함유 수용액에 있어서의 붕산의 양은 물 100중량부 당 통상 2~15중량부 정도, 바람직하게는 5~12중량부 정도이다. 2색성 색소로서 요오드를 이용한 경우에는, 이 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하다. 붕산 함유 수용액에 있어서의 요오드화칼륨의 양은 물 100중량부 당 통상 0.1~15중량부 정도, 바람직하게는 5~12중량부 정도이다. 붕산 함유 수용액에의 침지 시간은 통상 60~1,200초 정도, 바람직하게는 150~600초 정도, 더욱 바람직하게는 200~400초 정도이다. 붕산 함유 수용액의 온도는 통상 50℃ 이상이고, 바람직하게는 50~85℃, 보다 바람직하게는 60~80℃이다.
붕산 처리 후의 폴리비닐알콜계 수지 필름은 통상, 수세 처리된다. 수세 처리는, 예를 들면 붕산 처리된 폴리비닐알콜계 수지 필름을 물에 침지함으로써 행해진다. 수세 처리에 있어서의 물의 온도는 통상 5~40℃ 정도이고, 침지 시간은 통상 1~120초 정도이다. 수세 후에는 건조 처리가 실시되어, 편광판이 얻어진다. 건조 처리는 통상, 열풍 건조기나 원적외선 가열기를 이용하여 행해진다. 건조 처리의 온도는 통상 30~100℃ 정도, 바람직하게는 50~80℃이다. 건조 처리의 시간은 통상 60~600초 정도이고, 바람직하게는 120~600초 정도이다. 이렇게 하여, 폴리비닐알콜계 수지 필름에 일축 연신, 2색성 색소에 의한 염색 및 붕산 처리가 실시되어 편광자가 얻어진다. 이 편광자의 두께는 5~40㎛ 정도이다.
　　　　　　　　
[보호투명층]
보호투명층은 투명한 보호층이라면 모두 포함되며, 보호투명필름을 사용할 수 있다. 보호투명필름으로는 투명성이 있는 플라스틱 필름이면 어떤 필름이라도 사용가능하며, 예를 들면, 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 단량체와 같은, 시클로올레핀을 포함하는 단량체의 단위를 갖는 시클로올레핀계 유도체들, 셀룰로오스 즉 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스, 아세틸셀룰로오스부틸레이트, 이소부틸에스테르셀룰로오스, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 프로피오닐셀룰로오스, 부티릴셀룰로오스, 아세틸프로피오닐셀룰로오스 또는, 폴리시크로올레핀, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴, 폴리이미드, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세탈, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리우레탄, 에폭시 등의 열가소성 폴리머 중에서 적어도 하나 이상 선택되어 이루어진 필름을 사용할 수 있으며, 미연신(未延伸), 1축 또는 2축 연신 필름을 사용할 수 있다. 이 중에 바람직하게는 투명성 및 내열성이 우수한 1축 또는 2축 연신 폴리에스테르 필름, 폴리메틸메타크릴레이트 필름 또는 폴리시클로올레핀계 필름이나, 투명성 및 광학적으로 이방성이 없다는 점에서 트리아세틸셀룰로오스, 이소부틸에스테르셀룰로오스로 이루어진 필름 등이 적합하게 사용된다.
보호투명필름의 두께는 얇은 것이 바람직하지만, 너무 얇으면 강도가 저하되어 가공성이 뒤떨어지게 되고, 한편으로 너무 두꺼우면 투명성이 저하되거나, 편광판의 중량이 커지는 등의 문제가 발생한다. 따라서, 8~1,000㎛ 정도이고, 바람직하게는 40~100㎛가 사용된다.
[표면처리코팅층]
상기 투명 보호 필름은 본 발명의 목적을 손상하지 않은 한, 고경도 처리, 저반사 처리, 대전방지 처리, 방현 처리 등의 목적으로 표면 처리 등을 실시한 것이어도 된다.
고경도 처리는 편광판 표면의 손상 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로, 예컨대 실리콘계 등의 적절한 UV 경화형 수지에 의하여 경도나 슬라이딩성 등이 우수한 경화피막을 투명 보호 필름의 표면에 부가하는 방식 등으로 형성시킬 수 있다.
저반사 처리는 편광판 표면에서의 외부 빛의 반사방지를 목적으로 실시되는 것으로, 종래에 준한 반사방지막 등의 형성에 의해 달성할 수 있다.
대전방지 처리는 정전기 현상 방지, 이물 흡착 방지 또는 인접층과의 밀착방지를 달성할 수 있다.
또한, 방현 처리는 외부 빛이 편광판에 반사하여 편광판 투과광의 시인을 저해하는 것의 방지 등을 목적으로 실시되는 것으로, 예컨대 샌드 블러스트 방식이나 엠보스 가공방식 등에 의한 거칠기 증가 방식이나 투명미립자의 배합방식 등의 적절한 방식으로 투명 보호 필름의 표면에 미세 요철구조를 부여하여 형성할 수 있다.
상기 투명미립자에는 예컨대 평균 입자 직경이 0.5~20㎛인 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화인듐, 산화카드뮴 또는 산화암모늄 등을 들 수 있고, 도전성을 갖는 무기계 미립자를 이용해도 되고, 또한, 가교 또는 미가교의 폴리머 입자 형상물 등으로 이루어지는 유기계 미립자 등을 이용할 수 있다.
[접착층]
상기 편광자와 투명보호층(일반적으로는 필름형태)의 접착처리를 위하여 접착층을 형성할 수 있다.　 접착층에 사용되는 접착제는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예컨대 굴절율이 1.46~1.52의 범위에 있는 폴리비닐알콜계 접착제 또는 우레탄계 접착제를 사용할 수 있다. 폴리비닐알콜계 접착제로는 폴리비닐알콜, 부분 비누화 처리한 폴리초산비닐, 카르복실기나 아세트아세틸기로 변성한 폴리비닐알콜, 포르말화 처리한 폴리비닐알콜 혹은 상기 접착제에 붕산, 붕사, 글루타르알데히드, 멜라닌, 질산 등의 수용성 가교제를 첨가한 접착제 등을 들 수 있다. 우레탄계 접착제로는 폴리올과 폴리이소시아네이트로 이루어지는 반응성 접착제나 폴리우레탄 의 용액이나 에멀젼 등을 들 수 있다. 상기 접착제는 투명하고 광학적 등방성을 갖는 상업적으로 이용 가능한 접착제가 그대로 사용될 수 있다. 예컨대, 쿠라게 주식회사에서 제조된 POVAL Series.와 일본합성화학주식회사에서 제조한 Gohsenol Series 등이 있다.
[점착제]
상기 점착제로는 (메타)아크릴레이트 공중합체, 가교제, 실란커플링제와 소량의 첨가제(가소제, 에폭시 레진 및 경화제 등을 추가로 혼합 사용할 수 있고, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제) 등이 유기용매에 녹아있는 물질을 사용할 수 있다.
[장파장 가시광 흡수제]
본 발명에 이용되는 장파장 가시광 흡수제로서는, 파장 650nm이상, 바람직하게는 700nm 이상에서 최대흡수 피크를 갖는 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 700~850nm에서 최대흡수 피크를 갖는 것이다.　 또한, 가시광 영역에 광흡수가 적은 것이 바람직하다.
이러한 장파장 가시광 흡수제로서는 카본 블랙, 적외선 흡수 염료 또는 적외선 흡수 안료로 알려진 것들을 들 수 있다. 적외선 흡수 염료를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 적외선 흡수 염료에는, 유기 화합물과 무기 화합물이 포함된다.　 이들은 적외선 영역을 주로 흡수하기도 하지만, 가시광 영역의 광흡수가 적으면서, 가시광 영역 중 장파장 영역을 상대적으로 많이 흡수하여 본 발명의 효과를 실현시킬 수 있다.
상기 장파장 가시광 흡수제의 일례로는 안트라퀴논계(anthraquinone: IR750, 일본화약사제 KIR101, SIR114, 미쓰이도아쓰사제), 디옥사딘계(dioxadine), 트리페노디티아진계(tripheno-dithiazine), 페난트렌계(phenanthrene), 시아닌계(cyanine), 프탈로시아닌계(phthalocyanine: KIR103, SIR103, 미쓰이도아쓰사제) 메로시아닌계(merocyanine), 피릴륨계(pyrylium), 크산틴계(xanthine), 트리페닐메탄계(triphenylmethane), 크로코늄계(croconium), 아조계(azo), 인디고이드계(indigoid), 폴리메틴계(polymethine: IR820, 일본화약사제 IRT, IR13F, 쇼와데코K.K.사제), 아줄렌계(azulene), 스쿠아륨계(squarium), 설파이드계(sulfide), 메탈디티올레이트계(metal dithiolate) 염료로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 선택되는 것이 바람직하다
장파장 가시광 흡수제를 편광판에 포함시키는 방법으로는 접착층이나 점착층에 장파장 가시광 흡수제를 포함시키는 방법, 편광판을 이루는 투명보호층의 적어도 한 면에 장파장 가시광 흡수제를 코팅하는 방법, 또는 표면처리코팅층에 장파장 가시광 흡수제를 포함시키는 방법을 들 수 있다.
코팅 방법으로는, 상기의 장파장 가시광 흡수제를 소정의 농도로 메탄올, 에 탄올, 이소프로필알콜, 에톡시에탄올, 부틸알콜 등의 알콜류, 사이클로헥산, 아세톤, 메틸에틸케톤 등 유기 용매 100중량부에 대하여 0.001~10중량부로 용해하고 그 용액을 상기 투명보호필름(일례임)에 코팅한다. 코팅 방법으로는 특별히 한정되지 않으나 균일한 두께로 코팅할 수 있는 방법이 바람직하며, 이러한 코팅 방법으로는 스핀 코팅, 와이어 바 코팅, 마이크로 그라이버 코팅, 그라이버 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅법 등이 있다.
상기의 코팅 방법으로 투명보호필름 위에 소정의 농도로 코팅된 장파장 가시광 흡수제 용액에서 용매를 제거하는 방법으로는, 용매를 대부분 제거할 수 있는 방법이라면 특별히 한정되지 않으며, 통상적으로 실온 건조, 건조 오븐에서의 건조, 가열판 위에서의 가열에 의한 건조, 적외선을 이용한 건조 등의 방법이 사용될 수 있다.
장파장 가시광 흡수제를 편광판 적층층에 코팅시에는 1nm~10㎛의 두께로의 코팅이 가능하지만, 장파장 가시광 흡수제 코팅층에 의한 빛의 굴절을 최소화하고 편광판에 과량 사용시 발생하는 편광판의 착색을 방지하기 위해 바람직하게는 10nm~100nm의 두께가 바람직하다.
바람직하기로는, 가공성, 제조 용이성, 안정성의 면에서 접착층이나 점착층에 장파장 가시광 흡수제를 포함시키는 방법이 좋다.
장파장 가시광 흡수제를 점착층이나 접착층에 혼합하여 사용할 경우에는 건조 후 남아있게 되는 점착층이나 접착층 1g에 대해 1ppm~10,000ppm 이 첨가되어 있 는 것이 좋으며, 장파장 가시광 흡수제에 의한 편광판의 착색과 평행니콜 상태에서의 백색상태에서의 밝기 손상을 최소화하기 위해 바람직하게는 10~1,000ppm의 첨가량을 갖는 범위가 바람직하다.　 장파장 가시광 흡수제가 혼합된 접착제 또는/및 점착제를 사용하여 편광판을 제조시 장파장 가시광 흡수제를 포함하는 편광판을 제조할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 장파장 가시광 흡수제가 포함된 편광판은 후술할 실시예에서 보는 바와 같이 평행니콜시 편광도가 99.99 이상이고, 직교니콜시 750nm에서의 투과율이 3% 이하이고, 780nm에서의 투과율이 15% 이하로 될 수 있어 우수하다.　 또한, 후술하는 방법으로 콘트라스트비를 측정하면, 본 발명의 편광판을 적용한 액정표시장치의 콘트라스트비가 1300:1 이상이 될 수 있어 본 발명의 편광판을 액정표시장치에 적용시에 우수한 콘트라스트를 실현할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 편광판이 적용된 액정표시장치를 제공한다.
본 발명의 편광판을 액정표시장치에 내장함으로써, 가시성이 우수한 다양한 본 발명의 액정표시장치를 제조할 수 있다.　 본 발명의 편광판은 반사형, 투과형, 반투과형 액정표시장치 또는 TN형, STN형, OCB형, HAN형, VA형, IPS형 등의 각종 구동 방식의 액정표시장치에 적용되어 바람직하게 이용될 수 있다.　 액정표시장치에 관한 구성은 본 기술분야에서 잘 알려져 있으므로 설명을 생략한다.
하기에 본 발명의 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
두께 75㎛의 폴리비닐알콜 필름(중합도 2,400, 비누화도 99.9몰% 이상)에 건식으로 연신 배율 5배의 일축 연신을 실시하고, 긴장상태로 유지한 채 60℃의 순수에 60초간 침지하여, 다음에 요오드/요오드화 칼륨/물이 중량비로 0.05/5/100의 수용액에 60초간 침지하여 염색하였다. 그 후 요오드화칼륨/붕산/물이 중량비로 6/7.5/100의 수용액에 73℃에서 300초간 침지하였다. 얻어진 편광자를 25℃ 증류수에서 5분간 침지한 후 50℃에서 5분간 건조하여 편광자를 제조하였다. 얻어진 편광자의 양면을 검화된 TAC 필름에 폴리비닐알콜계 접착제(POVAL, 쿠라레)를 이용해 접착한 후 60℃에서 5분간 건조해 편광자에 보호투명필름이 TAC 필름인 편광판을 얻었다.
얻어진 편광판의 한 면에 장파장 가시광 흡수제로, 폴리메틴계 흡수제(IRT, Showa Denko K.K.)를 이소프로필알콜에 농도로서 250ppm이 되도록 녹인 후 1,000rpm으로 스핀코팅기(K-359, Kyowariken)를 사용하여 코팅하여 편광판 위에 20nm 두께의 장파장 가시광 흡수제를 코팅하였다. 장파장 가시광 흡수제가 코팅된 편광판의 한 면에 넌캐리어필름(Non-carrier film)를 이용하여 점착제가 부착된 편광판을 얻었다.
<실시예 2>
실시예 1에서 얻어진 접합된 편광판의 한 면에 아세톤 100중량부에 대해서 점착제(아크릴계 접착제) 20중량부를 녹인 후 장파장 가시광 흡수제로, 폴리메틴계 흡수제(IRT, Showa Denko K.K.)를 0.002중량부를 녹여 장파장 가시광 흡수제가 포함된 점착제액을 제조하였다. 얻어진 점착제액을 이형처리된 PET 필름 위에 건조 후 도막 두께가 25㎛가 되도록 베이커 바를 이용해 도포하여 형성한 것을 필름 라미네이트 방식으로 편광판 쪽으로 전사하여 점착제가 부착된 편광판을 얻었다.
<실시예 3>
물 100 중량부에 폴리비닐알콜(POVAL, 쿠라레) 1.5중량부를 녹인 후, 이소프로필알콜에 녹인 상기 폴리메틴계 흡수제(IRT, Showa Denko K.K.) 8중량부(폴리메틴계 흡수제를 이소프로필알콜에 0.2% 녹여 만든 용액)를 투입하여 장파장 가시광 흡수제가 혼합된 접착제를 제조하였다. 실시예 1에서 얻어진 편광자와 이 편광자의 양면에 투명보호필름을 상기 접착제로 접착한 후 50℃ 오븐기(Convection Oven)에서 건조하여 편광판을 얻었다. 얻어진 편광판의 한 면에 넌캐리어필름을 이용하여 점착제가 부착된 편광판을 얻었다.
<비교예 1>
편광판에 장파장 가시광 흡수제를 코팅하지 않은 이외에는 실시예 1과 동일 하다.
(측정 및 평가)
실시예 1~3, 비교예 1에서 제작된 편광판의 직교투과율 및 편광도, 이를 구비한 액정표시장치의 휘도 및 콘트라스비를 하기의 방법으로 측정하였다.
(1) 직교투과율 및 편광도
적분 구식 분광 광도계(V7100, 시마즈사)로 실시예, 비교예에서 수득한 편광판에 대하여 750nm, 780nm파장에서의 직교투과율을 구하였다. 또한, 380~780nm전 영역에서의 평행 및 직교투과율을 10회 조사하여 평균값을 구하고 아래 식 1에 의해 편광도를 구하였다. 그 결과를 표 1 및 도 3에 기재하였다.
식1) 편광도= v((평행투과율-직교투과율)/(평행투과율+직교투과율))
(표 1)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
직교투과율(750nm) 1.82% 1.78% 1.96% 3.63%
직교투과율(780nm) 11.70% 10.80% 12.30% 17.40%
편광도 99.993 99.993 99.993 99.992
(2) 백색휘도 및 콘트라스트비의 측정
실시예 및 비교예에서 얻어진 편광판을 32인치 삼성 보르도 패널에 부착한 후 콘트라스트 측정기(SR-3A-12, TOPCON)를 이용하여 9점에 대한 콘트라스트비를 측정하여 평균값을 산출하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(표 2)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
백색휘도 616 608 604 610
콘트라스트비 1,624 1,645 1,582 1,188
표 1, 표 2 및 도 3의 결과를 통해서 알 수 있는 바와 같이 실시예 1 내지 실시예 3은 380~700nm 파장에서는 직교투과율이 1% 이하이고, 직교투과율이 750nm에서 3% 이하, 780nm에서 15% 이하로 빛샘이 작다. 따라서, 실시예 1 내지 실시예 3의 편광판을 채용한 액정표시장치는 콘스라스트비가 우수한 결과를 갖게 된다. 그러나, 비교예 1은 380~700nm 파장에서는 직교투과율이 1% 이하로 빛샘이 작지만, 직교투과율이 750nm에서 3% 초과, 직교투과율이 780nm에서 15% 초과로 실시예 1 내지 3의 값과 비교하면 각 측정 피크에서 보다 큰 값을 갖는다. 따라서 비교예 1의 편광판을 적용한 액정표시장치의 콘트라스트비는 작고 붉은색을 띠게 된다.
본 발명에 따른 편광판은 평행니콜 상태에서 백색표시에서의 밝기의 저감을 최소화하면서, 직교니콜 상태에서의 빛샘이 적고, 안정적이면서도 용이하게 제조될 수 있었다. 또한, 본 발명의 편광판을 채용한 액정표시장치는 우수한 콘트라스트를 가질 수 있었다.

Claims (7)

  1. 편광자, 상기 편광자의 어느 한 면 이상에 접착층을 통하여 적층되는 투명보호층 및 상기 투명보호층의 어느 한 면에 적층된 점착층을 포함하여 이루어진 편광판에 있어서,
    650nm 이상의 파장영역에서 최대흡수 피크를 갖는 장파장 가시광 흡수제를 포함하는 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 직교니콜 상태에서, 750nm에서의 투과율이 3% 이하이고, 780nm에서의 투과율이 15% 이하인 것을 특징으로 하는 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 장파장 가시광 흡수제는 상기 접착층 또는 점착층에 포함된 것을 특징으로 하는 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 장파장 가시광 흡수제는 상기 투명보호층의 어느 한 면 이상에 코팅된 것을 특징으로 하는 편광판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 장파장 가시광 흡수제는, 안트라퀴논계(anthraquinone), 디옥사딘계(dioxadine), 트리페노디티아진계(tripheno-dithiazine), 페난트렌계(phenanthrene), 시아닌계(cyanine), 프탈로시아닌계(phthalocyanine) 메로시아닌계(merocyanine), 피릴륨계(pyrylium), 크산틴계(xanthine), 트리페닐메탄계(triphenylmethane), 크로코늄계(croconium), 아조계(azo), 인디고이드계(indigoid), 폴리메틴계(polymethine), 아줄렌계(azulene), 스쿠아륨계(squarium), 설파이드계(sulfide), 메탈디티올레이트계(metal dithiolate) 염료로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 선택되는 것을 특징으로 하는 편광판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 편광판이 구비된 액정표시장치.
  7. 제6항에 있어서, 콘트라스트비가 1300:1 이상인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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KR20150072995A (ko) * 2013-12-20 2015-06-30 제일모직주식회사 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
CN107110998A (zh) * 2015-01-30 2017-08-29 株式会社Lg化学 防炫光膜以及包括该防炫光膜的偏光板和显示装置

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