KR20100042458A - Twisted phase retarder, optical sheet having the twisted phase retarder and liquid crystal display device having the optical sheet - Google Patents

Twisted phase retarder, optical sheet having the twisted phase retarder and liquid crystal display device having the optical sheet Download PDF

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KR20100042458A
KR20100042458A KR1020080101613A KR20080101613A KR20100042458A KR 20100042458 A KR20100042458 A KR 20100042458A KR 1020080101613 A KR1020080101613 A KR 1020080101613A KR 20080101613 A KR20080101613 A KR 20080101613A KR 20100042458 A KR20100042458 A KR 20100042458A
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Abstract

PURPOSE: A twisted phase retarding film, an optical sheet having the same, and a liquid crystal display device having the same are provided to simply a production process and reduce production cost by including a twisted phase retardation film. CONSTITUTION: A reflection type polarizing plate(110) is formed as a laminate of the colesteric liquid crystal film. A colour compensating film(120) is arranged on a reflective type polarizing plate, and compensates the phase refractive index and the extraordinary refractive index of the reflective type polarizing plate. A twisted phase retardation film(130) is arranged on the one side of the reflective type polarizing plate. The circular polarization is changed into the linear polarization. A linear polarized light plate(140) transmits among the light polarized the various only the linear polarization.

Description

비틀린 위상지연 필름, 상기 비틀린 위상지연 필름을 구비하는 광학시트 및 상기 광학시트를 구비하는 액정표시장치{Twisted phase retarder, optical sheet having the twisted phase retarder and liquid crystal display device having the optical sheet}Twisted phase retarder, optical sheet having the twisted phase retarder and liquid crystal display device having the optical sheet

본 발명은 위상지연 필름, 이를 구비하는 광학시트 및 상기 광학시트를 채용한 액정표시장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원편광을 선편광으로 변환시키는 것으로 선편광의 투과 방향이 조절된 비틀린 위상지연 필름, 상기 비틀린 위상지연 필름을 구비함으로써 제조공정이 단순화되어 제조비용이 절감되고 생산성이 향상된 광학시트 및 이를 구비하는 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a phase delay film, an optical sheet having the same, and a liquid crystal display device employing the optical sheet. More specifically, a twisted phase delay film in which the transmission direction of linear polarization is controlled by converting circular polarization into linear polarization, The present invention relates to an optical sheet and a liquid crystal display device having the same, wherein the twisted phase delay film has a simplified manufacturing process, thereby reducing manufacturing costs and improving productivity.

일반적으로, 액정표시장치는 비발광재료인 액정을 사용하기 때문에 다른 발광 표시장치에 비해 좁은 시야각과 느린 응답속도 등의 단점을 가지고 있다. 그러나, 최근 새로운 기술이 개발됨에 따라 상기와 같은 시야각 문제와 응답속도 문제가 해결되고 있으며, 이에 따라 초기 액정표시장치에 비해 비약적인 화질개선이 이루어지고 있다.In general, since the liquid crystal display uses a liquid crystal that is a non-light emitting material, it has disadvantages such as a narrow viewing angle and a slow response speed compared to other light emitting display devices. However, as the new technology is recently developed, the viewing angle problem and the response speed problem have been solved. Accordingly, the image quality has been improved significantly compared to the early LCD.

그러나, 이러한 개선에도 불구하고 액정표시장치는 반드시 편광판을 사용하 여야 하는 제약이 있기 때문에 광효율이 감소하는 단점을 여전히 지니고 있다. 구체적으로, 대부분의 액정표시장치는 흡수를 이용한 선편광판을 채용하고 있으며, 흡수를 이용한 선편광판의 투과율은 이론적으로 최대 50%이다. 투과되지 않은 나머지 50%의 광은 선편광판에서 흡수되어 열로 변환된다. However, in spite of these improvements, the liquid crystal display still has the disadvantage that the light efficiency is reduced because of the constraint that the polarizer must be used. Specifically, most liquid crystal displays employ a linear polarizing plate using absorption, and the transmittance of the linear polarizing plate using absorption is theoretically at most 50%. The remaining 50% of the untransmitted light is absorbed by the linear polarizer and converted to heat.

최근 선편광에 기초한 반사형 편광판을 이용하여 광효율을 증가시킬 수 있는 기술이 액정표시장치에 도입되어 사용되고 있다. 여기서, 선편광에 기초한 반사형 편광판이란, 예를 들어, 3M사 "DBEF" 등을 포함하며, 이에는 등방성 및 이방성 물질 함유 필름을 교대로 합지한 타입, 및 등방성 또는 이방성 물질의 매트릭스 내에 상보적으로 이방성 또는 등방성 물질의 섬(island)을 분산시킨 타입 등이 있다. 또한, 원편광에 기초한 반사형 편광판인 콜레스테릭 액정(CLC: Cholesteric Liquid Crystal)필름에 대한 연구개발도 활발히 진행되고 있다.Recently, a technique capable of increasing light efficiency using a reflective polarizer based on linear polarization has been introduced and used in liquid crystal displays. Here, the reflective polarizing plate based on linear polarization includes, for example, 3M Corporation "DBEF" and the like, which is a type in which an isotropic and anisotropic material-containing film is alternately laminated, and complementarily in a matrix of isotropic or anisotropic material. And a type in which islands of anisotropic or isotropic materials are dispersed. In addition, research and development on cholesteric liquid crystal (CLC) films, which are reflective polarizers based on circularly polarized light, are being actively conducted.

기존의 편광판은 특정 선편광을 투과시키고 이에 직교하는 선편광을 흡수하는데 반하여, 콜레스테릭 액정 편광판은 특정 원편광을 투과시키고 이에 직교하는 원편광을 반사시키는 특성을 지니고 있다. 콜레스테릭 액정 편광판은 반사된 광을 다시 활용할 수 있어 기존 편광판에 비해 광효율을 최대 2배까지 증가시킬 수 있다. Conventional polarizers transmit specific linearly polarized light and absorb linearly polarized light, while cholesteric liquid crystal polarizers transmit specific circularly polarized light and reflect circularly polarized light. The cholesteric liquid crystal polarizing plate can reuse the reflected light, thereby increasing the light efficiency by up to 2 times compared to the conventional polarizing plate.

콜레스테릭 액정은 네마틱 액정 화합물에 카이랄 성분을 첨가함으로써 제조될 수 있다. 콜레스테릭 액정은 네마틱 액정 화합물 분자의 방향자가 기판에 평행한 수평면에 존재하면서 두께방향으로는 나선형의 꼬임 구조를 갖는 액정상이다. 이러한 콜레스테릭 액정은 입사광의 파장이 콜레스테릭 액정의 피치와 비슷할 때, 우원편광(RCP, Right-Handed Circular Polarization) 또는 좌원편광(LCP, Left-Handed Circular Polarization)을 선택적으로 반사시키는 고유한 광학특성을 갖고 있다. 우선(Right-Handed) CLC의 경우 RCP를 반사시키고, 좌선(Left-Handed) CLC의 경우 LCP를 반사시킨다. The cholesteric liquid crystal can be prepared by adding a chiral component to the nematic liquid crystal compound. A cholesteric liquid crystal is a liquid crystal phase in which the director of the nematic liquid crystal compound molecules exists in a horizontal plane parallel to the substrate and has a spiral twist structure in the thickness direction. Such cholesteric liquid crystals have a unique characteristic of selectively reflecting right-handed circular polarization (RCP) or left-handed circular polarization (LCP) when the wavelength of incident light is similar to the pitch of the cholesteric liquid crystal. It has optical characteristics. In the case of the Right-Handed CLC, the RCP is reflected. In the case of the Left-Handed CLC, the LCP is reflected.

콜레스테릭 액정 편광판을 액정표시장치에 적용하기 위해서는 콜레스테릭 액정 편광판을 투과한 원편광을 선편광으로 변환시켜야 한다. 이를 위해 위상지연 필름(Phase Retardation Film)으로 사분 파장판(QWP, Quarter-Wave Plate)이 필수적으로 사용된다. 일반적으로 위상지연 필름은 고분자 필름을 연신함으로써 제조되며, 고분자 필름을 연신할 경우 필름의 연신 방향 굴절률이 그 수직 방향 굴절률보다 커지게 된다. 따라서 연신 방향이 위상지연 필름의 느린 축(Slow-Axis)이 되며, 그 수직 방향이 빠른 축(Fast-Axis)이 된다. 위상지연 필름은 롤형(Roll-Type) 패키지로 제작되는데, 필름의 길이 방향이 느린 축 방향이 된다. In order to apply the cholesteric liquid crystal polarizing plate to the liquid crystal display, circularly polarized light transmitted through the cholesteric liquid crystal polarizing plate must be converted into linearly polarized light. For this purpose, a quarter wave plate (QWP) is essentially used as a phase retardation film. In general, the retardation film is prepared by stretching the polymer film, and when the polymer film is stretched, the stretching direction refractive index of the film becomes larger than its vertical direction refractive index. Therefore, the stretching direction becomes the slow axis (Slow-Axis) of the phase delay film, the vertical direction becomes the fast axis (Fast-Axis). The phase delay film is manufactured in a roll-type package, and the film has a slow axial direction.

또한, 기존의 흡수를 이용한 선편광판도 연신공정을 통하여 제조되는데, 연신방향과 평행한 방향으로 선편광판의 흡수축이 형성된다. 이러한 선편광판은 또한 롤형 패키지로 제작되는데, 필름의 폭 방향이 편광판의 투과축에 해당한다. In addition, the linear polarizing plate using the existing absorption is also manufactured through the stretching process, the absorption axis of the linear polarizing plate is formed in a direction parallel to the stretching direction. This linear polarizing plate is also manufactured in a rolled package, in which the width direction of the film corresponds to the transmission axis of the polarizing plate.

그런데, 일반 사분 파장판(즉, 위상지연 필름)에 원편광이 입사할 경우 출력되는 선편광의 방향은 느린 축과 45°각도를 이루게 된다. 이 때 롤형 패키지로 공급되는 선편광판의 투과축과도 45°각도를 이루게 된다. 최대의 광효율을 얻기 위해서는 사분 파장판 또는 선편광판을 롤형 패키지에서 분리하여 롤형 필름의 길이 방향에 대해 45°사각으로 재단한 후 사분 파장판과 선편광판을 합지하여야 한다. 롤형 패키지로 공급되는 사분 파장판과 선편광판을 롤대롤(Roll-to-Roll)로 합지하는 것이 공정적 측면에서 가장 바람직하지만, 전술한 바와 같은 사분 파장판을 이용한 원편광의 선편광 변환 원리 때문에 롤대롤 합지 공정이 근본적으로 불가능하다는 사실을 알 수 있다.However, when circularly polarized light is incident on a general quadrant plate (ie, a phase delay film), the direction of linearly polarized light is 45 degrees with a slow axis. At this time, the transmission axis of the linear polarizing plate supplied to the roll-shaped package also forms an angle of 45 °. In order to obtain the maximum light efficiency, the quarter wave plate or linear polarizing plate should be separated from the rolled package, cut to 45 ° square with respect to the length direction of the rolled film, and then the quarter wave plate and the linear polarizing plate should be laminated. Although it is most preferable to roll-to-roll the quadrature wave plate and the linear polarizing plate supplied in the roll-type package, the roll is due to the principle of linear polarization of circularly polarized light using the quarter wave plate as described above. It can be seen that the lamination process is essentially impossible.

본 발명은 원편광을 선편광으로 변환시키는 것으로 선편광의 투과 방향이 조절된 비틀린 위상지연 필름을 제공한다. The present invention provides a twisted phase delay film in which the transmission direction of linear polarized light is controlled by converting circular polarized light into linear polarized light.

본 발명은 또한 상기 비틀린 위상지연 필름을 구비함으로써 제조공정을 단순화하여 제조비용이 절감되고 생산성이 향상된 광학시트 및 이를 채용한 액정표시장치를 제공한다. The present invention also provides an optical sheet and a liquid crystal display device employing the same, which have a twisted phase delay film, which simplifies the manufacturing process, reduces manufacturing cost, and improves productivity.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,The present invention to solve the above problems,

원편광을 선편광으로 변환시키는 것으로 콜레스테릭 액정(CLC)을 포함하는 비틀린 위상지연 필름을 제공한다. 여기서, "비틀린"이란 액정이 위상지연 필름의 하부로부터 상부로 올라오면서 차례로 비틀린 형태로 배열되었음을 의미한다. 이 경우, 액정이 비틀린 정도는 카이랄 화합물의 양이 증가함에 따라 증가한다.Converting circularly polarized light to linearly polarized light provides a twisted phase delay film including cholesteric liquid crystals (CLC). Here, "twisted" means that the liquid crystals are arranged in a twisted form in order as they rise from the bottom of the phase delay film to the top. In this case, the degree of twisting the liquid crystal increases as the amount of the chiral compound increases.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 콜레스테릭 액정은 네마틱 액정 화합물 및 카이랄 화합물을 포함한다.According to one embodiment of the present invention, the cholesteric liquid crystal includes a nematic liquid crystal compound and a chiral compound.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 카이랄 화합물은 좌선성이고, 상기 비틀린 위상지연 필름의 광투과축 방향은 상기 비틀린 위상지연 필름의 빠른축 방향(폭방향)과 동일하다. According to another embodiment of the present invention, the chiral compound is left linear, and the light transmission axis direction of the twisted phase delay film is the same as the fast axis direction (width direction) of the twisted phase delay film.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 카이랄 화합물은 우선성이고, 상기 비틀린 위상지연 필름의 광투과축 방향은 상기 비틀린 위상지연 필름의 느린축 방향(길이방향)과 동일하다. According to another embodiment of the present invention, the chiral compound is preferential, and the light transmission axis direction of the twisted phase delay film is the same as the slow axis direction (length direction) of the twisted phase delay film.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 카이랄 화합물의 함량은 상기 네마틱 액정 화합물 100중량부에 대하여 2~5중량부이다. According to another embodiment of the present invention, the content of the chiral compound is 2 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the nematic liquid crystal compound.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 비틀린 위상지연 필름의 두께는 0.1㎛~10㎛이다. According to another embodiment of the present invention, the thickness of the twisted phase delay film is 0.1㎛ ~ 10㎛.

또한 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,In addition, the present invention to solve the above problems,

반사형 편광판;Reflective polarizer;

상기 구현예들 중 어느 한 구현예에 따른 비틀린 위상지연 필름; 및Twisted retardation film according to any one of the above embodiments; And

상기 비틀린 위상지연 필름 상에 배치된 선편광판을 구비하는 광학시트를 제공한다.It provides an optical sheet having a linear polarizing plate disposed on the twisted phase delay film.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 반사형 편광판은 콜레스테릭 액정(CLC) 필름을 포함한다. According to one embodiment of the present invention, the reflective polarizer includes a cholesteric liquid crystal (CLC) film.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 반사형 편광판과 상기 비틀린 위상지연 필름 사이에 배치된 색보정 필름을 추가로 구비한다 According to another embodiment of the present invention, it further comprises a color correction film disposed between the reflective polarizing plate and the twisted phase delay film.

또한 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,In addition, the present invention to solve the above problems,

상기 구현예들 중 어느 한 구현예에 따른 비틀린 위상지연 필름을 구비하는 광학시트를 구비하는 액정표시장치를 제공한다.Provided is a liquid crystal display device comprising an optical sheet having a twisted phase delay film according to any one of the above embodiments.

본 발명에 의하면, 원편광을 선편광으로 변환시키는 것으로 선편광의 투과 방향이 조절된 비틀린 위상지연 필름이 제공될 수 있다.According to the present invention, a twisted phase delay film in which the transmission direction of linearly polarized light is controlled by converting circularly polarized light into linearly polarized light can be provided.

또한 본 발명에 의하면, 비틀린 위상지연 필름을 구비함으로써 제조공정을 단순화하여 제조비용이 절감되고 생산성이 향상된 광학시트 및 이를 채용한 액정표시장치가 제공될 수 있다. According to the present invention, an optical sheet and a liquid crystal display device employing the same may be provided by simplifying a manufacturing process by providing a twisted phase delay film, thereby reducing manufacturing cost.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 비틀린 위상지연 필름 및 상기 필름을 구비하는 광학시트에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a twisted phase delay film and an optical sheet having the film according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 비틀린 위상지연 필름을 구비하는 광학시트를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an optical sheet having a twisted phase delay film according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 구현예에 따른 비틀린 위상지연 필름을 구비하는 광학시트(100)는 반사형 편광판(110), 색보정 필름(120), 비틀린 위상지연 필름(130) 및 선편광판(140)을 구비한다.Referring to FIG. 1, the optical sheet 100 including the twisted phase delay film according to the present embodiment may include a reflective polarizer 110, a color correction film 120, a twisted phase delay film 130, and a linear polarizer 140. ).

반사형 편광판(110)은 콜레스테릭 액정(CLC) 필름을 적층한 타입이다. 이 경우, 반사형 편광판(110)은 선택반사 파장영역이 가시광선 영역(380~770㎚)을 모두 커버하도록 하기 위하여 각각 서로 다른 선택반사 파장영역을 갖는 콜레스테릭 액정필름(111)을, 통상, 적어도 3장 적층하여 형성될 수 있다. 또한 이 경우, 각각의 콜레스테릭 액정필름(111) 사이에는 이들을 서로 부착시키기 위하여 점착제층(112)이 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며 다른 다양한 구성을 갖는 반사형 편광판(110)이 또한 가능하다.The reflective polarizer 110 is a type in which a cholesteric liquid crystal (CLC) film is laminated. In this case, the reflective polarizer 110 generally includes a cholesteric liquid crystal film 111 having different selective reflection wavelength regions so that the selective reflection wavelength region covers all of the visible light regions (380 to 770 nm). At least three sheets may be laminated. In this case, the pressure-sensitive adhesive layer 112 may be disposed between the cholesteric liquid crystal films 111 to attach them to each other. However, the present invention is not limited thereto, and the reflective polarizer 110 having other various configurations is also possible.

또한, 반사형 편광판(110)은 광학적으로 상굴절률(ordinary reflective index)과 이상굴절률(extra-ordinary reflective index)의 2개의 굴절률을 갖는 이 방성 물질로 만들어지므로 입사광의 입사각도에 따라 광의 경로와 복굴절률이 변화한다. 따라서, 이러한 반사형 편광판(110)을 채용한 액정표시장치는 화면을 보는 방향에 따라 대비비(contrast ratio)의 변화와 계조반전(gray scale inversion)현상이 발생한다. 따라서, 반사형 편광판(110)의 상굴절률과 이상굴절률을 보상하도록 배향된 상굴절률과 이상굴절률을 갖는 물질을 포함하는 색보정 필름(120)을 반사형 편광판(110) 상에 배치하여 이런 현상을 개선할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 이러한 색보정 필름(120)은 후술하는 비틀린 위상차 필름(130) 상에 배치되는 등 다른 다양한 위치에 배치될 수 있다. 구체적으로, 이러한 색보정 필름(120)은 필름 면상에서는 등방성이고, 필름의 두께 방향으로는 굴절률이 더 큰 특성을 갖는다.In addition, since the reflective polarizer 110 is made of an anisotropic material having optically two refractive indices of an ordinary reflective index and an extra-ordinary reflective index, the path and the path of the light are varied according to the incident angle of the incident light. The refractive index changes. Accordingly, in the liquid crystal display device employing the reflective polarizer 110, a change in contrast ratio and gray scale inversion occur according to a viewing direction of the screen. Therefore, the color correction film 120 including a material having an image refractive index and an abnormal refractive index oriented to compensate for the image refractive index and the abnormal refractive index of the reflective polarizer 110 may be disposed on the reflective polarizer 110. It can be improved. However, the present invention is not limited thereto, and the color correction film 120 may be disposed at various other positions such as disposed on the twisted retardation film 130 described later. Specifically, the color correction film 120 is isotropic on the film plane, and has a larger refractive index in the thickness direction of the film.

비틀린 위상지연 필름(130)은 반사형 편광판(110)의 일면 상에 배치되어 원편광을 선편광으로 변환시키는 역할을 수행한다. 이러한 비틀린 위상지연 필름(130)은 두께방향의 굴절률이 평면방향의 굴절률 보다 큰 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 비틀린 위상지연 필름(130)은 콜레스테릭 액정(CLC)을 포함하며, 상기 콜레스테릭 액정은 네마틱 액정 화합물 및 카이랄 화합물을 포함할 수 있다. 여기서, "비틀린"이란 비틀린 위상지연 필름(130)에 포함된 액정의 배향방향이 모두 일정하지 않고 높이에 따라 각 액정의 배향방향이 조금씩 달라져 액정들끼리 서로 비틀려 있다는 것을 의미한다. 따라서, 비틀린 위상지연 필름은 원편광을 선편광으로 변환시키는 역할 뿐만 아니라 이러한 변환 결과 생성된 선편광의 투과 방향을 조절하는 역할도 함께 수행하게 된다.The twisted phase delay film 130 is disposed on one surface of the reflective polarizer 110 to convert circularly polarized light into linearly polarized light. The twisted phase delay film 130 is preferably a refractive index of the thickness direction is larger than the refractive index of the planar direction, but the present invention is not limited thereto. The twisted phase delay film 130 may include a cholesteric liquid crystal (CLC), and the cholesteric liquid crystal may include a nematic liquid crystal compound and a chiral compound. Here, "twisted" means that the alignment directions of the liquid crystals included in the twisted phase delay film 130 are not all constant, and the liquid crystals are twisted with each other because the alignment directions of the liquid crystals vary slightly depending on the height. Therefore, the twisted phase delay film not only converts circularly polarized light into linearly polarized light but also plays a role of controlling the transmission direction of the linearly polarized light generated as a result of such conversion.

상기 네마틱 액정 화합물은 UV 경화성인 것이 바람직하고, 메소젠기를 포함하는 것이라면 모두 사용 가능하다. 또한, 이러한 네마틱 액정 화합물은 이관능성 아크릴계인 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 이관능성 아크릴계 화합물이란 분자내에 아크릴기가 2개인 화합물을 말한다.It is preferable that the said nematic liquid crystal compound is UV curable, and all can use it if it contains a mesogenic group. In addition, the nematic liquid crystal compound is preferably a bifunctional acrylic, but the present invention is not limited thereto. Here, a bifunctional acryl-type compound means the compound which has two acryl groups in a molecule | numerator.

상기 카이랄 화합물은 오른손과 왼손의 관계처럼 입체구조가 서로 대칭구조를 가지고 있는 것으로 화학적 구조나 물리적 성질은 같지만 서로 거울상 관계여서 입체구조가 동일하지 않은 화학물질이다. 카이랄 화합물도 경화성인 것이 바람직하며, 통상의 카이랄 탄소를 가지는 물질이면 모두 사용 가능하므로, 특별히 제한되지 않는다. 또한, 이러한 카이랄 화합물은 이관능성 아크릴계인 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.The chiral compound is a symmetrical structure of the three-dimensional structure, such as the relationship between the right hand and the left hand, and the chemical structure or physical properties are the same, but the three-dimensional structure is not the same because the mirror image relationship. It is preferable that a chiral compound is also curable, and if a substance which has normal chiral carbon can use all, it does not restrict | limit especially. In addition, the chiral compound is preferably bifunctional acrylic, but the present invention is not limited thereto.

본 구현예에서 경화성이란 열경화 또는 자외선 경화를 의미한다. 열경화를 하는 경우, 상기 네마틱 액정 화합물 또는 카이랄 화합물은 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기, 비닐리덴기, 또는 알릴기 등의 반응성기나, 축중합이 가능한 다른 다양한 반응성기를 가지는 단량체들의 조합일 수 있다. 또한, 자외선 경화를 하는 경우, 상기 화합물들은 비닐기, 아크릴기, 메타크릴기, 비닐리덴기, 또는 알릴기 등 자외선에 의해 가교 가능한 반응성기를 가지는 단량체들의 조합일 수 있다.In this embodiment, curable means thermosetting or ultraviolet curing. In the case of thermosetting, the nematic liquid crystal compound or chiral compound is a combination of monomers having reactive groups such as vinyl group, acrylic group, methacryl group, vinylidene group, or allyl group, or various reactive groups capable of polycondensation. Can be. In addition, in the case of UV curing, the compounds may be a combination of monomers having a reactive group crosslinkable by ultraviolet light such as vinyl group, acrylic group, methacryl group, vinylidene group, or allyl group.

비틀린 위상지연 필름(130)에 포함된 콜레스테릭 액정은 네마틱 액정 화합물 100중량부에 대하여 적어도 하나의 카이랄 중심을 갖는 카이랄 화합물 2 내지 5 중량부를 포함하여 형성된다. 상기 함량이 2중량부 미만이면 액정이 충분히 배열되지 않으므로 바람직하지 않고, 5중량부를 초과하게 되면 카이랄 중심을 기준으로 액정 이 너무 많이 비틀려 원하는 위상차를 얻을 수 없으므로 바람직하지 않다. 사용되는 카이랄 화합물의 회전 방향성에 따라, 중합 결과 형성되는 콜레스테릭 액정의 회전 방향성이 달라지게 된다. 즉, 좌선성 카이랄 화합물을 네마틱 액정 화합물과 중합하게 되면, 좌선성 콜레스테릭 액정이 형성되고, 우선성 카이랄 화합물을 네마틱 액정 화합물과 중합하게 되면, 우선성 콜레스테릭 액정이 형성되게 된다. 따라서, 상기 카이랄 화합물이 좌선성이면 비틀린 위상지연 필름(130)은 좌선성이 되어 좌원 편광을 선편광으로 변환시키며, 상기 카이랄 화합물이 우선성이면 비틀린 위상지연 필름(130)은 우선성이 되어 우원 편광을 선편광으로 변환시킨다.The cholesteric liquid crystal included in the twisted phase delay film 130 is formed to include 2 to 5 parts by weight of a chiral compound having at least one chiral center with respect to 100 parts by weight of the nematic liquid crystal compound. If the content is less than 2 parts by weight, it is not preferable because the liquid crystal is not sufficiently arranged, and if it exceeds 5 parts by weight, the liquid crystal is twisted too much based on the chiral center, and thus, it is not preferable. Depending on the rotational direction of the chiral compound used, the rotational direction of the cholesteric liquid crystal formed as a result of polymerization is different. That is, when the left-hand chiral compound is polymerized with the nematic liquid crystal compound, the left-hand cholesteric liquid crystal is formed, and when the preferential chiral compound is polymerized with the nematic liquid crystal compound, the preferential cholesteric liquid crystal is formed. Will be. Accordingly, if the chiral compound is left linear, the twisted phase delay film 130 becomes left linear and converts left circularly polarized light into linear polarization. If the chiral compound is preferential, the twisted phase delay film 130 becomes preferential. Convert right circularly polarized light into linearly polarized light.

이와 같이 형성된 콜레스테릭 액정은 얇은 층을 형성하고 각 층은 1겹의 분자로 이루어진 2차원 네마틱 구조를 가진다. 여기서, 각 층 안의 분자들은 장축이 층면을 따라 배열되어 있고 각 축은 서로 평행하다. The cholesteric liquid crystal thus formed forms a thin layer and each layer has a two-dimensional nematic structure composed of one layer of molecules. Here, the molecules in each layer have long axes arranged along the layer plane and each axis is parallel to each other.

또한, 비틀린 위상지연 필름(130)의 두께는 0.1㎛~10㎛인 것이 바람직하다. 상기 두께가 0.1㎛ 미만이면 제작이 어려워서 바람직하지 않고, 10㎛를 초과하게 되면 액정의 양이 증가하여 제조단가가 올라가며, 액정의 배향도가 낮아지므로 바람직하지 않다. 여기서, 배향도란 액정 배열의 규칙성의 정도를 의미한다. 따라서, 배향도가 낮다는 말은 액정 배열의 규칙성이 낮다는 것을 의미한다.In addition, the thickness of the twisted phase delay film 130 is preferably 0.1㎛ ~ 10㎛. If the thickness is less than 0.1 μm, manufacturing is difficult, which is not preferable. If the thickness is more than 10 μm, the amount of the liquid crystal increases, so that the manufacturing cost increases, and the degree of alignment of the liquid crystal becomes low. Here, an orientation degree means the degree of regularity of a liquid crystal array. Therefore, the low degree of orientation means that the regularity of the liquid crystal array is low.

이러한 비틀린 위상지연 필름(130)에서, 네마틱 액정 화합물의 함량 대비 카이랄 화합물의 함량이 증가함에 따라 총비틀림각(Φ)이 증가하게 되며 필름 두께가 증가함에 따라 총위상지연값(Г)이 증가하게 된다. 여기서, 총비틀림각(Φ)이란 기준방향에 대하여 비틀린 정도가 가장 작은 액정과 비틀린 정도가 가장 큰 액정 사 이의 각도를 의미하고, 총위상지연값(Г)이란 Г=2π·Δn·d/λ로 정의되는 값을 의미한다. 상기 식에서, Δn은 네마틱 액정 화합물의 복굴절률이며, d는 필름의 두께이다. 따라서, 비틀린 위상지연 필름(130)에 함유된 카이랄 화합물의 중량비 및 필름 두께를 조절함으로써, 비틀린 위상지연 필름(130)으로부터 출력되는 선편광의 투과 방향을 조절할 수 있다.In such a twisted phase delay film 130, as the content of the chiral compound to the content of the nematic liquid crystal compound increases, the total torsion angle Φ increases and as the film thickness increases, the total phase delay value (Г) increases. Will increase. Here, the total torsion angle Φ means the angle between the liquid crystal having the smallest degree of twist with respect to the reference direction and the liquid crystal having the largest degree of twist, and the total phase delay value (Г) is denoted by G = 2π · Δn · d / λ. It means the value defined as. Is the birefringence of the nematic liquid crystal compound, and d is the thickness of the film. Therefore, by adjusting the weight ratio and the film thickness of the chiral compound contained in the twisted phase delay film 130, it is possible to adjust the transmission direction of the linearly polarized light output from the twisted phase delay film 130.

선편광판(140)은 여러가지 편광된 빛 중에서 선편광만을 투과시키는 역할을 수행한다. 이러한 선편광판(140)은 일반적으로 폴리비닐알코올(PVA) 필름에 요오드(I2)나 이색성 염료를 흡착시키고 이를 일정방향으로 연신함으로써 편광막을 형성한 후, 상기 편광막의 양면에 트리아세틸 셀룰로오스(TAC) 필름을 부착시킴으로써 제조된다.The linear polarizing plate 140 transmits only linearly polarized light among various polarized lights. The linear polarizing plate 140 generally forms a polarizing film by adsorbing iodine (I 2 ) or dichroic dye on a polyvinyl alcohol (PVA) film and stretching it in a predetermined direction, and then triacetyl cellulose ( TAC) film.

반사형 편광판(110)과 색보정 필름(120) 사이, 색보정 필름(120)과 비틀린 위상지연 필름(130) 사이 및 비틀린 위상지연 필름(130)과 선편광판(140) 사이에는 층간 부착력 향상을 위한 PSA 등의 점착제층(112 또는 125)이 배치될 수 있다.Improved interlayer adhesion between the reflective polarizer 110 and the color correction film 120, between the color correction film 120 and the twisted phase delay film 130, and between the twisted phase delay film 130 and the linear polarizer 140. An adhesive layer 112 or 125 such as a PSA may be disposed.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 비틀린 위상지연 필름을 구비하는 광학시트(100)의 제조방법에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the optical sheet 100 having a twisted phase delay film according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

도 2는 도 1의 광학시트에 구비된 비틀린 위상지연 필름의 액정 방향자 배향 구조를 모식적으로 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a view schematically showing a liquid crystal director alignment structure of a twisted phase delay film provided in the optical sheet of FIG. 1.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같은 기재필름(131)을 마련한다. 기재필 름(131)은 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyeleneterephthalate), 트리아세틸 셀룰로오스(TAC), 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelene naphthalate) 등의 재질로 형성될 수 있다. 기재필름(131)은 25 내지 200㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.First, a base film 131 as shown in FIG. 2 is prepared. The base film 131 may be formed of a material such as polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET, polyethyeleneterephthalate), triacetyl cellulose (TAC), or polyethylene naphthalate (PEN, polyethyelene naphthalate). The base film 131 is preferably formed to a thickness of 25 to 200㎛, but the present invention is not limited thereto.

다음에, 후술하는 비틀린 위상지연 필름액(이하, TR액이라고 함)에 포함된 액정(132)을 소정 방향으로 배향시키기 위하여, 기재필름(131)을 일정한 방향으로 배향처리한다. 상기 배향방법으로는 여러가지 방법이 알려져 있지만, 현재 가장 많이 사용되는 방법은 러빙(rubbing)처리에 의한 배향방법이다. 상기 러빙처리에 의한 배향방법은 러빙포를 이용하여 기재필름(131)을 일정한 방향(예를 들어, 길이방향)으로 러빙함으로써 기재필름(131)의 표면을 일정한 방향(예를 들어, 길이방향)으로 배향시키는 방법이다. 이와 같이 러빙에 의해 배향처리된 기재필름(131)의 표면에서 액정(132)이 상호작용하여 액정(132)에 배향규제력 또는 표면고정력(즉, 프리틸트각과 배향방향)을 제공하고, 이로 인해 기재필름(131) 전표면에 걸쳐서 상기 표면에 인접한 액정(132)을 소정 방향으로 배향시키게 된다. Next, in order to orient the liquid crystal 132 contained in the twisted phase delay film liquid (hereinafter referred to as TR liquid) described later in a predetermined direction, the base film 131 is oriented in a predetermined direction. Although various methods are known as the orientation method, the most commonly used method is an orientation method by rubbing treatment. In the orientation method by the rubbing treatment, the surface of the base film 131 is fixed in a predetermined direction (eg, longitudinal direction) by rubbing the base film 131 in a constant direction (eg, longitudinal direction) using a rubbing cloth. It is a method of orientating by. As described above, the liquid crystals 132 interact with each other on the surface of the substrate film 131 oriented by rubbing, thereby providing the alignment control force or surface fixing force (ie, the pretilt angle and the orientation direction) to the liquid crystal 132. The liquid crystal 132 adjacent to the surface is oriented in a predetermined direction over the entire surface of the film 131.

한편, 여기에서는 비록 도시되지 않았지만, 이러한 기재필름(131) 상에 배향막(미도시)을 추가로 배치하고, 상기 배향막의 표면을 러빙처리함으로써 액정(132)을 일정한 방향으로 배향시킬 수도 있다.On the other hand, although not shown here, the alignment film (not shown) may be further disposed on the base film 131, and the liquid crystal 132 may be aligned in a predetermined direction by rubbing the surface of the alignment film.

다음에, 배향처리된 기재필름(131) 상에 TR액을 코팅한 후, 건조 및 경화시킨다. 상기 TR액은 네마틱 액정 화합물, 좌선성(levo) 또는 우선성(dextro) 카이랄 화합물을 유기용제에 녹여 혼합용액을 제조한 후, 상기 혼합용액에 광개시제 및 레벨링제 등을 첨가함으로써 제조된다. Next, the TR liquid is coated on the alignment-treated base film 131, and then dried and cured. The TR solution is prepared by dissolving a nematic liquid crystal compound, levo or dextro chiral compound in an organic solvent to prepare a mixed solution, and then adding a photoinitiator and a leveling agent to the mixed solution.

상기 TR액의 코팅은 바코팅, 롤코팅, 딥코팅, 스프레이코팅 등의 방법에 의해 수행될 수 있다.Coating of the TR liquid may be performed by a method such as bar coating, roll coating, dip coating, spray coating, or the like.

상기 건조는 상기 TR액이 도포된 기재필름(131)을 건조기에 투입하여 유기용제를 증발시킴으로써 이루어질 수 있다. The drying may be performed by injecting the TR film-coated base film 131 into a drier to evaporate the organic solvent.

상기 경화는 기재필름(131)에 UV광을 조사하여 네마틱 액정 화합물과 카이랄 화합물을 중합시킴으로써 이루어질 수 있다. 결과로서, 기재필름(131) 상에 콜레스테릭 액정층(즉, 비틀린 위상지연 필름)이 형성된다.The curing may be performed by polymerizing the nematic liquid crystal compound and the chiral compound by irradiating UV light on the base film 131. As a result, a cholesteric liquid crystal layer (that is, a twisted phase delay film) is formed on the base film 131.

상기 광개시제 사용량은 네마틱 액정 화합물의 100중량부에 대하여 0.001 내지 0.1중량부인 것이 바람직하다. 상기 광개시제는 자외선(200~450nm)에 의해 라디칼을 발생시키고, 이 라디칼은 모노머들, 즉 네마틱 액정 화합물 및 카이랄 화합물과 반응하여 중합을 일으킨다. 보통 250nm~450nm의 자외영역의 흡수대를 가지고 있는 광개시제는 카르보닐 화합물, 황 화합물, 아조 화합물 등이 있지만 주로 카르보닐 화합물이 사용되고 있다. 광개시제는 중합개시 기구에 따라 라디칼 반응형과 이온 반응형으로 구분된다. 본 구현예에 사용되는 중합 개시제는 광개시제로 한정되는 것은 아니며, 다른 다양한 개시제가 사용 가능하다.The amount of the photoinitiator is preferably 0.001 to 0.1 parts by weight based on 100 parts by weight of the nematic liquid crystal compound. The photoinitiator generates radicals by ultraviolet rays (200-450 nm), which radicals react with monomers, ie nematic liquid crystal compounds and chiral compounds, to cause polymerization. Photoinitiators having absorption bands in the ultraviolet region of 250 nm to 450 nm are usually carbonyl compounds, sulfur compounds, azo compounds, etc., but mainly carbonyl compounds are used. Photoinitiators are classified into radical reaction type and ionic reaction type depending on the polymerization initiation mechanism. The polymerization initiator used in the present embodiment is not limited to the photoinitiator, and various other initiators may be used.

상기 레벨링제의 사용량은 네마틱 액정 화합물의 100중량부에 대하여 0.0001 내지 0.01중량부인 것이 바람직하다. 상기 레벨링제는 기재필름(131)에 도포된 TR액의 도포 막 두께를 더욱 고도로 제어하여 도포 막 두께의 균일성을 향상시킨다. 이러한 레벨링제로는, 주로 비이온성 계면활성제나, 폴리에테르 변성 실리콘 또는 불소 폴리에테르 공변성 실리콘 등의 실리콘계 계면활성제가 사용된다.It is preferable that the usage-amount of the said leveling agent is 0.0001-0.01 weight part with respect to 100 weight part of nematic liquid crystal compounds. The leveling agent further controls the coating film thickness of the TR liquid applied to the base film 131 to improve the uniformity of the coating film thickness. As such a leveling agent, silicone type surfactants, such as a nonionic surfactant, polyether modified silicone, or fluoropolyether comodified silicone, are mainly used.

또한, 광개시제와 레벨링제 이외에도 필요에 따라 다른 다양한 첨가제가 사용될 수 있다.In addition to the photoinitiator and leveling agent, other various additives may be used as necessary.

상기 유기용제로는 메틸에틸케톤(MEK) 및 톨루엔 등이 사용될 수 있다.Methyl ethyl ketone (MEK) and toluene may be used as the organic solvent.

상기 TR액의 제조시 TR액의 총 도포량(즉, 비틀린 위상지연 필름의 두께) 및 각 구성 성분의 상대적인 사용량을 조절함으로써, 총비틀림각(Φ) 및 총위상지연값(Г)을 조절하고, 이로써 선편광의 투과각(θℓ, 도 3a 및 도 3b 참조), 즉 투과 방향을 조절할 수 있다. By adjusting the total coating amount (ie, the thickness of the twisted phase delay film) and the relative amount of use of each component in the preparation of the TR liquid, the total twist angle (Φ) and the total phase delay value (Г) is adjusted, Thereby, the transmission angle of the linearly polarized light (θ 1 , see FIGS. 3A and 3B), that is, the transmission direction can be adjusted.

선편광의 투과각(θℓ)이란 비틀린 위상지연 필름(130)을 통해 방출되는 선편광이 느린축 방향(길이방향)과 이루는 각도를 의미한다. 카이랄 화합물의 사용량을 증가시키면 총비틀림각(Φ)이 증가하고, TR액의 총 도포량을 증가시키면 총위상지연값(Г)이 증가한다.The transmission angle θ ℓ of the linearly polarized light refers to an angle between the linearly polarized light emitted through the twisted phase delay film 130 and the slow axis direction (length direction). Increasing the amount of the chiral compound increases the total torsion angle Φ, and increasing the total amount of TR liquid increases the total phase delay value (Г).

1941년 미국의 물리학자인 존스(R. Clark Jons)에 의해 제안된 존스 행렬법을 이용하여 본 구현예에 따른 비틀린 위상지연 필름(130)에 대한 이론적 분석을 수행하여, 그 결과를 도 3a, 3b 및 도 4a, 4b에 각각 나타내었다.Using the Jones matrix method proposed by US physicist R. Clark Jons in 1941, the theoretical analysis of the twisted phase delay film 130 according to the present embodiment was performed, and the results are shown in FIGS. 3A and 3B. 4A and 4B, respectively.

도 3a 및 도 3b는 각각 좌선성 비틀림 위상지연 필름 및 우선성 비틀림 위상지연 필름에 있어서 총비틀림각(Φ)과 총위상지연값(Г)의 변화에 따른 출력 편광의 상태[Im(Ey/Ex)]를 보여주는 그래프이고, 도 4a 및 도 4b는 각각 좌선성 비틀림 위상지연 필름 및 우선성 비틀림 위상지연 필름에 있어서, 선편광이 출력될 조건이 만족될 때 각 조건에서의 선편광이 비틀림 위상지연 필름의 느린축과 이루는 각도를 보여주는 그래프이다.3A and 3B show the state of output polarization according to the change of the total torsion angle Φ and the total phase delay value? In the left linear torsional phase delay film and the preferential torsional phase delay film, respectively. )], And FIGS. 4A and 4B show a left polarized torsional phase delay film and a preferential torsional phase delay film, respectively, in which the linearly polarized light under each condition is satisfied when the linearly polarized light is outputted. This graph shows the angle between the slow axis.

도 3a 및 도 3b에서 등고선은 출력광의 편광 상태[Im(Ey/Ex)]를 나타낸다. 여기서, Ex와 Ey는 각각 전기장 벡터 E(즉, 광의 편광상태를 표현하는 존스 벡터)의 X축과 Y축 성분을 의미하고, Im(Ey/Ex)]는 Ey/Ex의 허수부를 의미한다. 예를 들어, Ey/Ex의 허수부가 0(즉, 도 3a 및 도 3b에서 0의 값을 갖는 등고선)일 때, 전기장 성분 Ex와 Ey의 위상차는 0 또는 π이므로 출력광은 선편광 상태를 갖게 된다. 전술한 선편광의 투과각(θℓ)은 하기 조건을 만족한다. 3A and 3B, the contour line represents the polarization state Im (Ey / Ex) of the output light. Here, Ex and Ey mean the X-axis and Y-axis components of the electric field vector E (that is, the Jones vector representing the polarization state of light), and Im (Ey / Ex)] means the imaginary part of Ey / Ex. For example, when the imaginary part of Ey / Ex is 0 (that is, the contour line having a value of 0 in Figs. 3A and 3B), the phase difference between the electric field components Ex and Ey is 0 or π so that the output light has a linearly polarized state. . The above-mentioned transmission angle θ L of linearly polarized light satisfies the following condition.

θℓ = tan-1(Ey/Ex)이다.θ 1 = tan −1 (Ey / Ex).

도 4a를 참조하면, 좌선성 비틀림 위상지연 필름에 있어서 선편광의 투과 방향이 느린축 방향(길이방향)과 이루는 각도를 90°로 조절하기 위해서는, 카이랄 화합물의 사용량 및 TR액의 도포량을 적절히 조절함으로써 총비틀림각(Φ) 및 총위상지연값(Г)을 각각 -0.35π 및 0.71π로 조절하여야 한다는 사실을 알 수 있다.Referring to FIG. 4A, in order to adjust the angle of the linearly polarized light transmission direction with the slow axis direction (length direction) in the left linear twist phase delay film to 90 °, the amount of the chiral compound used and the amount of TR liquid are appropriately adjusted. It can be seen that the total torsion angle Φ and the total phase delay value? Should be adjusted to -0.35π and 0.71π, respectively.

또한, 도 4b를 참조하면, 우선성 비틀림 위상지연 필름에 있어서 선편광의 투과 방향이 느린축 방향(길이방향)과 이루는 각도를 0°로 조절하기 위해서는, 카이랄 화합물의 사용량 및 TR액의 도포량을 적절히 조절함으로써 총비틀림각(Φ) 및 총위상지연값(Г)을 각각 0.35π 및 0.71π로 조절하여야 한다는 사실을 알 수 있다. In addition, referring to FIG. 4B, in order to adjust the angle which the transmission direction of linearly polarized light forms with a slow axial direction (length direction) in 0 degree in a preferential torsional phase delay film, the usage amount of a chiral compound and the application amount of TR liquid are adjusted. By proper adjustment, it can be seen that the total torsion angle Φ and the total phase delay value Г should be adjusted to 0.35π and 0.71π, respectively.

이어서, 비틀린 위상지연 필름(130) 상에 점착제(125)를 이용하여 색보정 필름(120)을 합지한다. 색보정 필름(120)은 기재필름(미도시) 위에 수직 배향막(미도시)을 코팅한 후, 상기 수직 배향막 위에 수직배향 액정(미도시)을 코팅함으로써 제조될 수 있다.Subsequently, the color correction film 120 is laminated on the twisted phase delay film 130 using the adhesive 125. The color correction film 120 may be manufactured by coating a vertical alignment layer (not shown) on a base film (not shown) and then coating a vertical alignment liquid crystal (not shown) on the vertical alignment layer.

이어서, 색보정 필름(120) 상에 점착제(112)를 이용하여 콜레스테릭 액정 필름(111)을 1매 이상 포함하는 반사형 편광판(110)을 합지한다 Subsequently, the reflective polarizing plate 110 including at least one cholesteric liquid crystal film 111 is laminated on the color correction film 120 using the adhesive 112.

이어서, 기재필름(131)을 제거하고 기재필름(131)이 제거된 비틀린 위상지연 필름(130)의 면에, PSA 등의 점착제(125)를 이용하여 선편광판(140)을 합지하거나 상기 면 위에 선편광판(140)을 단순히 적층하여 본 구현예에 따른 비틀린 위상지연 필름을 구비하는 광학시트(100)를 완성한다. Subsequently, the linear polarizing plate 140 is laminated on the surface of the twisted phase delay film 130 from which the base film 131 is removed and the base film 131 is removed using an adhesive 125 such as PSA. The linear polarizing plate 140 is simply stacked to complete the optical sheet 100 having the twisted phase delay film according to the present embodiment.

도 5a는 도 1의 광학시트에 구비된 비틀린 위상지연 필름의 편광 변환 특성을 보여주는 도면이고, 도 5b는 종래의 광학시트에 구비된 일반 위상지연 필름의 편광 변환 특성을 보여주는 도면이다. 위상지연 필름은 일반적으로 롤형(roll-type) 패키지로 제조되는데, 필름의 길이방향이 느린축(x축) 방향이 되고 필름의 폭방향이 빠른축(y축) 방향이 된다. Figure 5a is a view showing the polarization conversion characteristics of the twisted phase delay film provided in the optical sheet of Figure 1, Figure 5b is a view showing the polarization conversion characteristics of the general phase delay film provided in the conventional optical sheet. The phase delay film is generally manufactured in a roll-type package, in which the longitudinal direction of the film becomes a slow axis (x axis) direction and the width direction of the film is a fast axis (y axis) direction.

도 5a를 참조하면, 본 구현예에 따른 비틀린 위상지연 필름을 구비하는 광학시트에서 비틀린 위상지연 필름(130)은 좌선성 카이랄 화합물을 포함하여 형성된 것으로 좌선성이며, 네마틱 액정 화합물의 함량 대비 카이랄 화합물의 함량 및 비틀린 위상지연 필름(130)의 두께를 조절함으로써 비틀린 위상지연 필름(130)의 선편광 투과 방향이 비틀린 위상지연 필름(130)의 빠른축 방향(폭방향, y축)과 동일 하도록 조절되었다. 즉 이 경우, 좌선성 비틀린 위상지연 필름(130)으로 입사된 좌원 편광(LCP)은 선편광으로 변환되어 비틀린 위상지연 필름의 빠른축 방향(폭방향, y축)으로 출력된다. 출력된 선편광은 선편광판(140)으로 입사되어 선편광판(140)의 광투과축(y축) 방향으로 출력된다. 이러한 구성을 갖는 비틀린 위상지연 필름(130)을 포함하는 광학시트의 제조시, 비틀린 위상지연 필름(130)의 선편광 투과축(y축) 방향과 선편광판(140)의 선편광 투과축(y축) 방향이 동일하여 비틀린 위상지연 필름(130)과 선편광판(140)의 롤대롤 합지가 가능해 진다. 따라서, 작업성이 개선되고 제조비용이 절감되며 생산성이 증가한다.Referring to FIG. 5A, in the optical sheet including the twisted phase delay film according to the present embodiment, the twisted phase delay film 130 is formed by including the left linear chiral compound, and is left linear, compared with the content of the nematic liquid crystal compound. By adjusting the content of the chiral compound and the thickness of the twisted phase delay film 130, the linear polarization transmission direction of the twisted phase delay film 130 is the same as the fast axis direction (width direction, y axis) of the twisted phase delay film 130. To adjust. That is, in this case, the left circle polarized light LCP incident on the left linear twisted phase delay film 130 is converted into linearly polarized light and output in the fast axis direction (width direction, y axis) of the twisted phase delay film. The output linearly polarized light is incident on the linear polarizing plate 140 and output in the direction of the light transmission axis (y-axis) of the linear polarizing plate 140. In manufacturing the optical sheet including the twisted phase delay film 130 having such a configuration, the linearly polarized light transmission axis (y axis) direction of the twisted phase delay film 130 and the linearly polarized light transmission axis (y axis) of the linear polarizer plate 140 In the same direction, the roll-to-roll lamination of the twisted phase delay film 130 and the linear polarizing plate 140 becomes possible. Thus, workability is improved, manufacturing costs are reduced, and productivity is increased.

반면에, 도 5b에 따른 종래의 광학시트에서는 일반 위상지연 필름(30)의 선편광 투과 방향이 위상지연 필름(30)의 느린축(x축) 방향 및 빠른축(y축) 방향과 이루는 각도가 각각 45°이다. 이때, 롤형 패키지로 공급되는 위상지연 필름(30)의 선편광 투과 방향은 선편광판(40)의 광투과축(y축) 방향과도 45°만큼 차이가 나게 되므로, 최대의 광효율을 얻기 위해서는 일반 위상지연 필름(30) 또는 선편광판(40)을 롤형 패키지에서 분리하고 필름(30) 또는 선편광판(40)의 길이방향에 대해 45°의 각도로 비스듬하게 재단한 후 위상지연 필름(30)과 선편광판(40)을 합지하여야 한다. 따라서, 일반 위상지연 필름(30)을 사용하는 종래의 광학시트는 작업성이 나쁘고 제조공정이 복잡하여 제조비용이 증가하고 생산성이 감소하는 문제점이 있다. On the other hand, in the conventional optical sheet according to FIG. 5B, the linearly polarized light transmission direction of the general retardation film 30 has an angle formed by the slow axis (x axis) direction and the fast axis (y axis) direction of the phase delay film 30. 45 ° each. At this time, the linearly polarized light transmission direction of the phase delay film 30 supplied to the roll-shaped package is also different from the light transmission axis (y-axis) direction of the linear polarizing plate 40 by 45 °, so to obtain the maximum light efficiency, the normal phase After the retardation film 30 or the linear polarizing plate 40 is separated from the rolled package and cut at an angle of 45 ° with respect to the longitudinal direction of the film 30 or the linear polarizing plate 40, the phase retardation film 30 and the line The polarizing plate 40 should be laminated. Accordingly, the conventional optical sheet using the general phase delay film 30 has a problem in that workability is poor and the manufacturing process is complicated, thereby increasing manufacturing cost and decreasing productivity.

도 6은 도 1의 광학시트에 구비된 비틀린 위상지연 필름의 기본 구조를 모식적으로 보여주는 도면이다. 6 is a view schematically showing the basic structure of the twisted phase delay film provided in the optical sheet of FIG.

도 6의 비틀린 위상지연 필름(130)은 도 5a의 비틀린 위상지연 필름(130)과동일한 것으로서, 네마틱 액정 화합물의 함량 대비 좌선성 카이랄 화합물의 함량 및 비틀린 위상지연 필름(130)의 두께를 조절함으로써 비틀린 위상지연 필름(130)의 선편광 투과 방향이 비틀린 위상지연 필름의 빠른축(y축) 방향과 동일하도록 조절되었다. 도 6을 참조하면, 액정(132)의 총비틀림각(Φ)이 45°임을 알 수 있다. The twisted phase delay film 130 of FIG. 6 is the same as the twisted phase delay film 130 of FIG. 5A, and the content of the left linear chiral compound and the thickness of the twisted phase delay film 130 are different from those of the nematic liquid crystal compound. By adjusting, the linearly polarized light transmission direction of the twisted phase delay film 130 was adjusted to be the same as the fast axis (y-axis) direction of the twisted phase delay film. Referring to FIG. 6, it can be seen that the total twist angle Φ of the liquid crystal 132 is 45 °.

또한 본 발명에 의하면 상기와 같은 구성을 갖는 광학시트(100)를 구비한 액정표시장치가 제공될 수 있다.In addition, according to the present invention can be provided with a liquid crystal display device having an optical sheet 100 having the above configuration.

이하 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in detail with reference to the following Examples. However, the present invention is not limited only to the following examples.

실시예Example

실시예 1: 좌선성 비틀린 위상지연 필름의 제조 Example 1 Preparation of Left-Rent Twisted Phase Delay Films

네마틱 액정 화합물(BASF사, 242) 100g과 좌선성 카이랄 화합물(BASF사의LC1080) 0.19g을, 사이클로펜타논(CP)과 메틸아이소부틸케톤(MIBK)를 부피비로서 4:1의 비율로 혼합하여 형성한 유기용제에 용해하여 혼합용액을 제조하였다. 상기 혼합용액 20g당 0.09g의 광개시제(Ciba사, IG-184)와 0.002g의 레벨링제(Ciba사, Tego-Rad)를 첨가하였다. 상기 제조된 용액을 필름의 길이방향으로 러빙 처리(러빙포: Yoshikawa Chemiclas의 FINE FUFF(YA-181-R) 이용함)된 두께 50㎛의 PET 필름(기재필름) 위에 바코팅 방법(Han Jin Co.의 Film Coater)에 의해 박막 도포하였다. 이때, 좌선성 비틀린 위상지연 필름의 두께를 1.5㎛로 조절하였다. 도포 후, 건조기(JISICO사, J-300M)에서 용제를 건조시키며 액정을 배향시킨 후 자외선 조사 를 통해 합지필름(기재필름+비틀린 위상지연 필름)을 제조하였다. 이 때 건조 조건은 60℃/5분이었고, 자외선 광조사는 UV 경화장치(JEILUV)를 사용하여 이루어졌다. 100 g of a nematic liquid crystal compound (BASF Corporation, 242) and 0.19 g of a left-handed chiral compound (LC1080 from BASF Corporation) were mixed in a ratio of 4: 1 by volume ratio of cyclopentanone (CP) and methyl isobutyl ketone (MIBK). It was dissolved in the organic solvent formed to prepare a mixed solution. 0.09 g of photoinitiator (Ciba, IG-184) and 0.002 g of leveling agent (Ciba, Tego-Rad) were added per 20 g of the mixed solution. The prepared solution was subjected to a bar coating method on a PET film (base film) having a thickness of 50 μm by rubbing treatment (using rubbing cloth: FINE FUFF (YA-181-R) of Yoshikawa Chemiclas) in the longitudinal direction of the film (Han Jin Co. The film was applied by a film coater. At this time, the thickness of the left linear twisted phase delay film was adjusted to 1.5 μm. After application, the solvent was dried in a dryer (JISICO, J-300M) and the liquid crystals were oriented to produce a laminated film (base film + twisted phase delay film) through ultraviolet irradiation. At this time, the drying conditions were 60 ℃ / 5 minutes, ultraviolet light irradiation was made using a UV curing apparatus (JEILUV).

실시예 2: 우선성 비틀린 위상지연 필름의 제조Example 2: Preparation of Priority Twisted Phase Delay Films

네마틱 액정 화합물(BASF사, 242) 100g과 우선성 카이랄 화합물(BASF사, LC756) 0.38g을 사이클로펜타논(CP)와 메틸아이소부틸케톤(MIBK)를 부피비로서 4:1의 비율로 혼합하여 형성한 유기용제에 용해하여 혼합용액을 제조한것을 제외하고는, 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 합지필름(기재필름+비틀린 위상지연 필름)을 제조하였다. 이 경우, 우선성 비틀린 위상지연 필름의 두께를 1.3㎛로 조절하였다.100 g of the nematic liquid crystal compound (BASF, 242) and 0.38 g of the preferential chiral compound (BASF, LC756) are mixed with cyclopentanone (CP) and methyl isobutyl ketone (MIBK) in a volume ratio of 4: 1. A laminated film (base film + twisted phase retardation film) was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixed solution was prepared by dissolving in the organic solvent. In this case, the thickness of the preferential twisted phase delay film was adjusted to 1.3 mu m.

비교예 1: 일반 위상지연 필름의 선택Comparative Example 1: Selecting a General Phase Delay Film

138nm(=λ/4) 위상차를 가지며, 두께가 80㎛인 위상지연 필름(Taijin 社, TT 138)을 마련하였다. A phase delay film (Taijin, TT 138) having a thickness of 138 nm (= λ / 4) and having an thickness of 80 µm was prepared.

평가예: 위상지연 필름의 총비틀림각(Φ), 총위상지연값(Г) 및 선편광의 투과각(θEvaluation Example: Total Torsion Angle (Φ), Total Phase Delay Value (Г), and Transmittance Angle (θ) of the Phase Delay Film ℓℓ ))

Axometrics사의 AxoScan 장치를 사용하여 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조한 위상지연 필름의 총비틀림각(Φ), 총위상지연값(Г) 및 선편광의 투과각(θℓ)을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 측정을 위하여 기재필름에 코팅된 각 위상지연 필름을 위상차를 가지지 않는 TAC 필름에 다시 전사하여 측정하였다. The total twist angle (Φ), the total phase delay value (Г) and the transmission angle (θ l ) of the linearly polarized light of the phase delay films prepared in Examples 1, 2 and Comparative Example 1 were measured using AxoScan apparatus of Axometrics. Table 1 shows. At this time, each phase delay film coated on the base film for the measurement was measured by transferring again to a TAC film having no phase difference.

[표 1] TABLE 1

구분division 네마틱 액정 화합물 100중량부 기준 카이랄 화합물의 중량부Parts by weight of the chiral compound based on 100 parts by weight of the nematic liquid crystal compound 필름의 두께, [㎛]Film thickness, [μm] 총비틀림각(Φ), [°]Total Torsion Angle (Φ), [°] 총위상지연값(Г), [°]Total phase delay value (Г), [°] 선편광의 투과각(θℓ), [°]Transmission angle (θ ℓ ) of linearly polarized light, [°] 실시예 1Example 1 0.190.19 1.51.5 -38-38 1.201.20 8989 실시예 2Example 2 0.380.38 1.31.3 5858 1.381.38 22 비교예 1Comparative Example 1 -- 8080 -- -- 45 45

표 1을 참조하면, 종래의 광학시트에 구비된 일반 위상지연 필름은 선편광의 투과 방향이 필름의 느린축 방향과 이루는 각도(θℓ)가 45°로 고정되어 있어서(비교예 1), 이러한 위상지연 필름의 선편광 투과 방향을 선편광판의 광투과축과 일치시켜야 하는 추가 공정이 필수적이다. 반면에, 본 발명에 따른 비틀린 위상지연 필름의 경우 네마틱 액정 화합물의 함량 대비 카이랄 화합물의 함량 및 필름 두께를 조절함으로써, 선편광의 투과 방향을 임의로 조절할 수 있으며(실시예 1 및 2), 상기 두 개의 인자를 적절히 조절함으로써 비틀린 위상지연 필름의 선편광 투과 방향을 선편광판의 광투과축과 일치시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 비틀린 위상지연 필름은 제조시 작업성의 개선, 제조공정의 단순화, 제조비용 절감 및 생산성 증가 등의 잇점을 가질 수 있다. Referring to Table 1, in the conventional phase delay film provided in the conventional optical sheet, the angle (θ L ) of the linearly polarized light transmission direction with the slow axis direction of the film is fixed at 45 ° (Comparative Example 1). An additional process is necessary in which the direction of linear polarization transmission of the retardation film must match the light transmission axis of the linear polarizing plate. On the other hand, in the case of the twisted phase delay film according to the present invention by adjusting the content and the film thickness of the chiral compound relative to the content of the nematic liquid crystal compound, the transmission direction of the linearly polarized light can be arbitrarily adjusted (Examples 1 and 2), By adjusting the two factors properly, the linearly polarized light transmission direction of the twisted phase delay film can be matched with the light transmission axis of the linear polarizer plate. Therefore, the twisted phase delay film according to the present invention may have advantages such as improvement in workability during manufacture, simplification of the manufacturing process, reduction in manufacturing cost, and increase in productivity.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다. Although the preferred embodiment according to the present invention has been described above with reference to the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art can understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. There will be. Therefore, the protection scope of the present invention should be defined by the appended claims.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 비틀린 위상지연 필름을 구비하는 광학시트를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an optical sheet having a twisted phase delay film according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 광학시트에 구비된 비틀린 위상지연 필름의 액정 방향자 배향 구조를 모식적으로 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a view schematically showing a liquid crystal director alignment structure of a twisted phase delay film provided in the optical sheet of FIG. 1.

도 3a 및 도 3b는 각각 좌선성 비틀림 위상지연 필름 및 우선성 비틀림 위상지연 필름에 있어서 총비틀림각(Φ)과 총위상지연값(Г)의 변화에 따른 출력 편광의 상태[Im(Ey/Ex)]를 보여주는 그래프이다.3A and 3B show the state of output polarization according to the change of the total torsion angle Φ and the total phase delay value? In the left linear torsional phase delay film and the preferential torsional phase delay film, respectively. )] Is a graph.

도 4a 및 도 4b는 각각 좌선성 비틀림 위상지연 필름 및 우선성 비틀림 위상지연 필름에 있어서, 선편광이 출력될 조건이 만족될 때 각 조건에서의 선편광이 비틀림 위상지연 필름의 느린축과 이루는 각도를 보여주는 그래프이다.4A and 4B show the angles of linear polarization under a slow axis of the torsion retardation film in each condition when the conditions for outputting the linear polarization are satisfied in the left linear torsion retardation film and the preferential torsion retardation film, respectively. It is a graph.

도 5a는 도 1의 광학시트에 구비된 비틀린 위상지연 필름의 편광 변환 특성을 보여주는 도면이고, 도 5b는 종래의 광학시트에 구비된 일반 위상지연 필름의 편광 변환 특성을 보여주는 도면이다.Figure 5a is a view showing the polarization conversion characteristics of the twisted phase delay film provided in the optical sheet of Figure 1, Figure 5b is a view showing the polarization conversion characteristics of the general phase delay film provided in the conventional optical sheet.

도 6은 도 1의 광학시트에 구비된 비틀린 위상지연 필름의 기본 구조를 모식적으로 보여주는 도면이다.6 is a view schematically showing the basic structure of the twisted phase delay film provided in the optical sheet of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100: 광학시트 110: 반사형 편광판100: optical sheet 110: reflective polarizer

111: 콜레스테릭 액정(CLC) 필름 112, 125: 점착제층111: cholesteric liquid crystal (CLC) film 112, 125: pressure-sensitive adhesive layer

120: 색보정 필름 130: 비틀린 위상지연 필름120: color correction film 130: twisted phase delay film

131: 기재필름 132: 액정131: base film 132: liquid crystal

140: 선편광판 Φ: 총비틀림각140: linearly polarizing plate Φ: total twist angle

Г: 총위상지연값 θℓ: 선편광의 투과각Г: Total phase delay value θ ℓ : Transmission angle of linearly polarized light

Claims (10)

원편광을 선편광으로 변환시키는 것으로 콜레스테릭 액정(CLC)을 포함하는 비틀린 위상지연 필름.A twisted phase delay film containing cholesteric liquid crystals (CLC) by converting circularly polarized light into linearly polarized light. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 콜레스테릭 액정은 네마틱 액정 화합물 및 카이랄 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 비틀린 위상지연 필름.The cholesteric liquid crystal is a twisted phase delay film comprising a nematic liquid crystal compound and a chiral compound. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 카이랄 화합물은 좌선성이고, 상기 비틀린 위상지연 필름의 광투과축 방향은 상기 비틀린 위상지연 필름의 빠른축 방향(폭방향)과 동일한 것을 특징으로 하는 비틀린 위상지연 필름. The chiral compound is left linear, and the optical transmission axis direction of the twisted phase delay film is a twisted phase delay film, characterized in that the same as the fast axis direction (width direction) of the twisted phase delay film. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 카이랄 화합물은 우선성이고, 상기 비틀린 위상지연 필름의 광투과축 방향은 상기 비틀린 위상지연 필름의 느린축 방향(길이방향)과 동일한 것을 특징으로 하는 비틀린 위상지연 필름. Wherein said chiral compound is preferential and said optical transmission axis direction of said twisted phase delay film is the same as the slow axis direction (length direction) of said twisted phase delay film. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 카이랄 화합물의 함량은 상기 네마틱 액정 화합물 100중량부에 대하여 2~5중량부인 것을 특징으로 하는 비틀린 위상지연 필름. The content of the chiral compound is a twisted phase delay film, characterized in that 2 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the nematic liquid crystal compound. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 비틀린 위상지연 필름의 두께는 0.1㎛~10㎛인 것을 특징으로 하는 비틀린 위상지연 필름.The twisted phase delay film is a twisted phase delay film, characterized in that the thickness of 0.1㎛ ~ 10㎛. 반사형 편광판;Reflective polarizer; 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 비틀린 위상지연 필름; 및A twisted phase delay film according to any one of claims 1 to 6; And 상기 비틀린 위상지연 필름 상에 배치된 선편광판을 구비하는 광학시트.An optical sheet having a linear polarizer plate disposed on the twisted phase delay film. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 반사형 편광판은 콜레스테릭 액정(CLC) 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학시트.The reflective polarizing plate comprises a cholesteric liquid crystal (CLC) film, characterized in that the optical sheet. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 반사형 편광판과 상기 비틀린 위상지연 필름 사이에 배치된 색보정 필름을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 광학시트. The optical sheet further comprises a color correction film disposed between the reflective polarizing plate and the twisted phase delay film. 제7항에 따른 광학시트를 구비하는 액정표시장치.A liquid crystal display device comprising the optical sheet according to claim 7.
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