KR20210023002A - 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

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Abstract

편광자 및 상기 편광자의 하부면에 순차적으로 적층된, 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체 및 제3위상차층을 포함하고, 상기 편광자의 흡수축 또는 투과축을 기준으로 상기 제1위상차층의 지상축은 +40° 내지 +50° 또는 -50° 내지 -40°의 각도를 이루고, 상기 제1위상차층의 지상축과 상기 제2위상차층의 지상축은 +80° 내지 +100° 또는 -100° 내지 -80°의 각도를 이루고, 상기 제1위상차층은 정파장 분산성이고 파장 550nm에서 면내 위상차가 50nm 내지 100nm이고, 상기 제2위상차층은 정파장 분산성 또는 플랫 파장 분산성이고 파장 550nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 240nm인 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 측면을 포함하는 전방위에서의 반사율을 현저하게 낮추고 타원율을 현저하게 높일 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
OLED 디스플레이는 전극 반사를 막아 화면 품질을 향상시키기 위해 편광판이 필요하다. 반사 방지 기능을 수행하기 위해서는 편광판에 원편광판 기능이 반드시 필요하다. 원편광판을 구현하는 방식으로는 정파장 분산성 재료를 이용하는 방식과 역파장 분산성 재료를 이용하는 2가지 방식이 대표적이다.
종래 원편광판을 구현하는 방식으로서, 편광자의 하부면에, 역파장 분산성 1/4 위상차층과 포지티브 C 플레이트를 순서대로 적층하는 방법이 있다. 이것은 편광자와 롤 투 롤(Roll to Roll) 합지가 어려워 제조 공정성이 좋지 않고, 편광자의 하부 보호필름으로서의 강도가 약하고, 반사율과 타원율을 개선하는데 한계가 있다는 문제점이 있었다. 다른 방법으로, 편광자의 하부면에 1/2 위상차층과 1/4 위상차층을 순서대로 적층하는 방법이 있다. 이것은 측면을 포함하는 전방위에서 반사율이 높다는 문제점이 있었다. 한편, 원편광판에 있어서 1/4 위상차층, 1/2 위상차층 또는 포지티브 C 플레이트를 액정층으로 하는 방법이 있으나, 이것은 배향막이 필수적으로 필요하고, 각각의 층에 도공한 후 편광자에 순서대로 전사해야 하는 부가 공정이 필요하다는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 배경기술은 한국공개특허 2007-0052254호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 측면을 포함하는 전방위에서의 반사율이 현저하게 낮은 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 측면을 포함하는 전방위에서의 타원율이 현저하게 높은 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 두께 박형화 효과, 제조 공정성이 우수하고 기계적 강도가 우수한 편광자 보호 필름을 구비한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 편광판이다.
1.편광판은 편광자 및 상기 편광자의 하부면에 순차적으로 적층된, 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체 및 제3위상차층을 포함하고,
상기 편광자의 흡수축 또는 투과축을 기준으로 상기 제1위상차층의 지상축(slow axis)은 +40° 내지 +50° 또는 -50° 내지 -40°의 각도를 이루고,
상기 제1위상차층의 지상축과 상기 제2위상차층의 지상축은 +80° 내지 +100° 또는 -100° 내지 -80°의 각도를 이루고,
상기 제1위상차층은 정파장 분산성이고 파장 550nm에서 면내 위상차가 50nm 내지 100nm이고,
상기 제2위상차층은 정파장 분산성 또는 플랫 파장 분산성이고 파장 550nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 240nm이다.
2.1에서, 상기 편광판은 상기 편광자로부터 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층의 순서로 적층된 것일 수 있다.
3.1-2에서, 상기 편광판은 상기 편광자로부터 제2위상차층, 제1위상차층, 제3위상차층의 순서로 적층된 것일 수 있다.
4.1-3에서, 상기 제3위상차층은 포지티브 C 플레이트이고, 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -100nm 내지 -10nm일 수 있다.
5.1-4에서, 상기 제1위상차층은 네가티브 A 플레이트일 수 있다.
6.1-5에서, 상기 제2위상차층은 포지티브 A 플레이트 또는 네가티브 B 플레이트일 수 있다.
7.1-6에서, 상기 제1위상차층은 하기 식 1을 만족할 수 있다:
[식 1]
Re(450)/Re(550) ≥ 1.1
(상기 식 1에서, Re(450), Re(550)은 각각 상기 제1위상차층의 파장 450nm, 550nm에서의 면내 위상차이다).
8.1-7에서, 상기 제1위상차층은 파장 550nm에서 이축성 정도가 -0.5 내지 0일 수 있다.
9.1-8에서, 상기 제2위상차층은 하기 식 3을 만족할 수 있다:
[식 3]
0.95 ≤ Re(450)/Re(550) ≤ 1.03
(상기 식 3에서, Re(450), Re(550)은 각각 상기 제2위상차층의 파장 450nm, 550nm에서의 면내 위상차이다).
10.1-9에서, 상기 제2위상차층은 파장 550nm에서 이축성 정도가 1.0 내지 1.4일 수 있다.
11.1-10에서, 상기 제2위상차층은 상기 편광자의 흡수축 또는 투과축을 기준으로 지상축이 +40° 내지 +50°, -50° 내지 -40°, +130° 내지 +140° 또는 -140° 내지 -130°일 수 있다.
12.1-11에서, 상기 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 상기 제1위상차층의 지상축이 이루는 각도는 +40° 내지 +50°이고, 상기 제1위상차층의 지상축과 상기 제2위상차층의 지상축이 이루는 각도는 +80° 내지 +100°일 수 있다.
13.1-12에서, 상기 제1위상차층과 상기 제2위상차층의 적층체는 파장 550nm에서 면내 위상차가 100nm 내지 180nm일 수 있다.
14.1-13에서, 상기 제1위상차층과 상기 제2위상차층의 적층체는 파장 550nm에서 이축성 정도가 -0.2 내지 1.4일 수 있다.
15.1-14에서, 상기 제1위상차층, 상기 제3위상차층은 각각 비 액정층일 수 있다.
16.1-15에서, 상기 제1위상차층, 상기 제3위상차층은 각각 치환 또는 비치환된, 스티렌계, (메타)아크릴로니트릴계, 메틸(메타)아크릴레이트 등을 포함하는 알킬 (메타)아크릴레이트계, 셀룰로스계 중 1종 이상을 포함하는 조성물로 형성된 코팅층을 포함할 수 있다.
17.16에서, 상기 조성물은 방향족기를 갖는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
18.1-17에서, 상기 제2위상차층은 MD 1축 연신 또는 경사 연신된 필름을 포함할 수 있다.
19.1-18에서, 상기 제1위상차층, 상기 제2위상차층, 상기 제3위상차층은 각각 적어도 일면에 프라이머층이 더 형성될 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함한다.
본 발명은 측면을 포함하는 전방위에서의 반사율이 현저하게 낮은 편광판을 제공하였다.
본 발명은 측면을 포함하는 전방위에서의 타원율이 현저하게 높은 편광판을 제공하였다.
본 발명은 두께 박형화 효과, 제조 공정성이 우수하고 기계적 강도가 우수한 편광자 보호 필름을 구비한 편광판을 제공하였다.
도 1은 본 발명 일 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 2는 도 1의 편광판 중 편광자의 흡수축, 제1층의 지상축, 제2층의 지상축이 이루는 각도를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명 다른 실시예의 편광판의 단면도이다.
도 4는 실시예 1의 반사율 측정 결과이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 의해 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 명칭을 사용하였다. 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 것이고, 보는 시각에 따라 '상부'가 '하부'로 '하부'가 '상부'로 변경될 수 있다.
본 명세서에서 '면내 위상차(Re)'는 하기 식 A로 표시되고, '두께 방향 위상차(Rth)'는 하기 식 B로 표시되고, '이축성 정도(NZ)'는 하기 식 C로 표시된다:
[식 A]
Re = (nx - ny) x d
[식 B]
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) x d
[식 C]
NZ = (nx - nz)/(nx - ny)
(상기 식 A 내지 식 C에서, nx, ny, nz는 측정 파장에서 각각 광학 소자의 지상축(slow axis) 방향, 진상축(fast axis) 방향, 두께 방향의 굴절률이고, d는 광학 소자의 두께(단위:nm)이다). 상기 식 A 내지 식 C에서 측정 파장은 450nm, 550nm 또는 650nm가 될 수 있다.
본 명세서에서 각도 기재시 '+'는 기준을 0°라고 하였을 때 반시계 방향의 각도를 표시하고, '-'는 기준을 0°라고 하였을 때 시계 방향의 각도를 표시한다.
본 명세서에서 수치 범위를 나타낼 때 'X 내지 Y'는 X 이상 Y 이하(X≤ 그리고 ≤Y)를 의미한다.
본 발명의 발명자는 편광자의 일면 구체적으로 편광자와 표시장치용 패널 쪽면에 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체 및 제3위상차층을 순차적으로 적층하고, 제1위상차층과 제2위상차층 각각의 파장 분산성 및 면내 위상차, 편광자의 흡수축과 제1위상차층의 지상축 간의 각도, 제1위상차층의 지상축과 제2위상차층의 지상축 간의 각도를 본 발명의 특정 범위로 제어함으로써 측면을 포함하는 전방위 특히 측면에서의 반사율을 현저하게 낮추고 타원율을 현저하게 높일 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다. 또한, 본 발명의 편광판은 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층을 편광자의 일면에 구비함으로써 롤 투 롤 접합에 의한 제조가 가능하여 제조 공정성이 우수하고 편광자 보호 필름으로서의 기계적 강도가 우수하였다.
일 구체예에서, 편광판은 편광자 및 편광자의 하부면에 편광자로부터 순차적으로 적층된 제1위상차층, 제2위상차층 및 제3위상차층을 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 편광판은 편광자 및 편광자의 하부면에 편광자로부터 순차적으로 적층된 제2위상차층, 제1위상차층 및 제3위상차층을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명 일 실시예의 편광판을 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1을 참고하면, 편광판은 편광자(140) 및 편광자(140)의 하부면에 편광자(140)로부터 순차적으로 적층된 제1위상차층(110), 제2위상차층(120), 제3위상차층(130)을 포함한다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제3위상차층(130)의 하부면에는 점착층 및/또는 접착층이 형성되어 편광판을 피착체(예: 발광표시장치의 패널 등을 포함하는 광학표시장치용 패널)에 적층시킬 수 있다.
편광판에서 편광자의 흡수축(absorbation axis) 또는 투과축(transmission axis), 제1위상차층의 지상축, 제2위상차층의 지상축은 서로 특정 각도 관계를 만족해야 한다. 이에 관하여, 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 편광자(140)의 흡수축(140a)을 기준으로 제1위상차층(110)의 지상축(slow axis)(110a)이 이루는 각도(α)는 +40° 내지 +50° 또는 -50° 내지 -40°이고, 제1위상차층(110)의 지상축(110a)과 제2위상차층(120)의 지상축(120a)이 이루는 각도(β)는 +80° 내지 +100° 또는 -100° 내지 -80°의 각도를 이룬다. 본 발명의 편광판과 같이 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층을 모두 구비한 편광판에서, 상기 각도 α와 β가 상기 범위를 모두 만족할 때 측면을 포함하는 전방위에서의 반사율과 타원율이 현저하게 개선되는데 용이할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 각도(α)는 +42° 내지 +48°, +43° 내지 +47°, 바람직하게는 +45°가 될 수 있다. 다른 구체예에서, 상기 각도(α)는 -48° 내지 -42°, -47° 내지 -43°, 바람직하게는 -45°가 될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 각도(β)는 +83° 내지 +97°, +85° 내지 +95°, 바람직하게는 +90°가 될 수 있다. 다른 구체예에서, 상기 각도(β)는 -97° 내지 -83°, -95° 내지 -85°, 바람직하게는 -90°가 될 수 있다.
도 2는 편광자의 흡수축을 기준으로 제1위상차층의 지상축이 이루는 각도를 나타낸 것이다. 그러나, 편광자의 투과축을 기준으로 제1위상차층의 지상축이 이루는 각도를 정할 수도 있다. 바람직하게는, 편광자의 흡수축을 기준으로 제1위상차층의 지상축이 이루는 각도를 정할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 제1위상차층의 지상축이 이루는 각도(α)는 +40° 내지 +50°이고, 제1위상차층의 지상축과 제2위상차층의 지상축이 이루는 각도(β)는 +80° 내지 +100°일 수 있다.
다른 구체예에서, 상기 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 제1위상차층의 지상축이 이루는 각도(α)는 -40° 내지 -50°이고, 제1위상차층의 지상축과 제2위상차층의 지상축이 이루는 각도(β)는 -80° 내지 -100°일 수 있다.
한편, 본 발명의 발명자는 상술한 각도 3종을 제어하는 것만으로는 광학표시장치에 적용시 반사율과 타원율을 모두 개선할 수 없음을 확인하였다. 이에, 제1위상차층, 제2위상차층 각각의 파장 분산성과 파장 550nm에서의 면내 위상차를 제어하였다. 특히, 본 발명의 편광판에서는, 종래 파장 550nm에서 알려져 있는 1/2 면내 위상차, 1/4 면내 위상차 대비 현저하게 다른 범위의 면내 위상차를 갖는 제1위상차층, 제2위상차층을 채용하고 제1위상차층, 제2위상차층 각각의 파장 분산성을 제어함으로써 반사율과 타원율을 모두 현저하게 개선할 수 있음을 확인하였다.
이하, 편광판 중 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층, 편광자에 대해 상세히 설명한다.
제1위상차층
제1위상차층(110)은 정파장 분산성이고, 파장 550nm에서 면내 위상차 50nm 내지 100nm를 갖는다. 상기 '정파장 분산성'은 파장 450nm 내지 650nm에서 파장이 증가할 수록 면내 위상차가 감소하는 것을 의미한다.
일 구체예에서, 제1위상차층은 파장 450nm 내지 550nm에서 정파장 분산성일 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층은 파장 550nm 내지 650nm에서 정파장 분산성 또는 플랫 파장 분산성일 수 있다.
제1위상차층은 본 발명의 편광판이 측면에서의 반사율과 타원율을 개선하도록 할 수 있다. 특히, 제1위상차층(110)은 종래 파장 550nm에서 알려진 1/4 면내 위상차와는 상이한 범위의 면내 위상차를 가지며 정파장 분산성을 가짐으로써 본 발명의 편광판에서 반사율과 타원율 개선 효과를 얻었다. 예를 들면, 제1위상차층(110)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 50nm 내지 90nm, 50nm 내지 80nm, 50nm 내지 70nm가 될 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층(110)은 하기 식 1을 만족할 수 있다: 하기 식 1을 만족할 때, 편광판 적용시 측면에서의 반사율과 타원율을 개선하는데 도움을 줄 수 있다.
[식 1]
Re(450)/Re(550) ≥ 1.1
0.9 ≤ Re(650)/Re(550) < 1.0 또는 Re(650)/Re(550) = 1.0
(상기 식 1에서, Re(450), Re(550), Re(650)은 각각 제1위상차층의 파장 450nm, 550nm, 650nm에서의 면내 위상차이다).
일 구체예에서, Re(450)/Re(550)은 1.1 내지 1.4, 바람직하게는 1.2 내지 1.3이 될 수 있다. 상기 범위에서, 우수한 반사 방지 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, Re(650)/Re(550)은 0.9 내지 1.0, 바람직하게는 0.93 이상 1.0 미만이 될 수 있다. 상기 범위에서, 우수한 반사 방지 효과가 있을 수 있다.
예를 들면, 제1위상차층은 Re(450)은 60 내지 90nm, 구체적으로 70nm 내지 80nm가 될 수 있고, Re(650)은 40nm 내지 70nm, 구체적으로 50nm 내지 60nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 우수한 반사 방지 효과가 있을 수 있다.
제1위상차층(110)은 네가티브 A 플레이트(-A 플레이트)로서 하기 식 2의 굴절률 관계를 만족할 수 있다.
제1위상차층으로 -A 플레이트를 사용함으로써 반사 방지 효과가 더 있을 수 있다.
[식 2]
nx ≒ nz >ny
(상기 식 2에서, nx는 제1위상차층의 지상축 방향의 굴절률, ny는 제1위상차층의 진상축 방향의 굴절률, nz는 제1위상차층의 두께 방향 굴절률이다). 상기 굴절률은 모두 파장 550nm에서의 값이다.
제1위상차층(110)은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -100nm 내지 0nm, 구체적으로 -80nm 내지 -20nm, 바람직하게는 -60nm 내지 -30nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 우수한 반사 방지 효과가 있을 수 있다.
제1위상차층(110)은 파장 550nm에서 이축성 정도가 -0.5 내지 0, 구체적으로 -0.4 내지 0이 될 수 있다. 상기 범위에서, 우수한 반사 방지 효과가 있을 수 있다.
제1위상차층(110)은 필름 또는 코팅층이 될 수 있다. 상기 '코팅층'은 제1위상차층용 조성물을 제2위상차층 또는 기재 필름에 코팅하고 경화시켜 형성되는 층임을 의미한다. 바람직하게는, 제1위상차층은 코팅층이 됨으로써 편광판의 박형화 효과를 제공할 수 있다. 제1위상차층(110)은 두께가 30㎛ 이하, 예를 들면 0㎛ 초과 10㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있고, 박형화 효과를 얻을 수 있다.
제1위상차층(110)이 필름일 경우, 제1위상차층(110)은 광학적으로 투명한 미연신 수지 필름을 상술한 면내 위상차 등의 물성을 갖도록 연신하여 제조될 수 있다. 상기 연신은 1축, 2축 또는 경사 연신을 포함할 수 있다. 예를 들면, 수지 필름은 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 포함하는 폴리올레핀, 환형 올레핀폴리머(COP) 중 1종 이상을 포함하는 수지 필름을 포함할 수 있다.
제1위상차층(110)이 코팅층일 경우, 제1위상차층(110)은 코팅층용 모노머, 올리고머 또는 수지를 포함하는 조성물로부터 형성된 코팅층을 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층(110)은 비-액정층이 될 수 있다. 제1위상차층을 액정으로 형성할 경우 액정을 일정 각도로 배향하기 위해 배향막이 필수적으로 포함되어야 하고, 이물이 발생할 수도 있다.
상기 코팅층용 모노머, 올리고머 또는 수지는 치환 또는 비치환된, 스티렌계, (메타)아크릴로니트릴계, 메틸(메타)아크릴레이트 등을 포함하는 알킬 (메타)아크릴레이트계, 셀룰로스계 중 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 치환 또는 비치환된, 셀룰로스계, 예를 들면 셀룰로스 에스테르계를 포함할 수 있다. 셀룰로스 에스테르계는 본 발명의 제1위상차층 구현이 용이하고, 하기 상술되겠지만 제2위상차층용 필름에 상기 조성물을 코팅 후 동시 연신시켜 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체가 용이하도록 할 수 있다. 상기 치환은 해당 수소 원자 중 1종 이상이 할로겐, C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, C6 내지 C20의 아릴기, C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬 함유 아실기, C6 내지 C20의 아릴기 함유 아실기로 치환되는 것을 의미하지만, 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에서, 제1위상차층은 셀룰로스 에스테르계 화합물을 포함하는 조성물로 형성될 수 있다.
다른 구체예에서, 제1위상차층은 셀룰로스 에스테르계 화합물과 방향족 융합 고리를 갖는 화합물을 포함하는 조성물로 형성될 수 있다.
셀룰로스 에스테르계 화합물은 셀룰로스 에스테르계 수지, 셀룰로스 에스테르계 올리고머, 셀룰로스 에스테르계 모노머 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
셀룰로스 에스테르계 화합물은 셀룰로스 상의 하이드록실기와 카복실산의 카복신산 기의 반응으로부터의 축합 반응 생성물을 지칭한다. 셀룰로스 에스테르계 화합물은 위치 선택적으로 또는 랜덤(random)하게 치환될 수 있다. 위치 선택성은 탄소 13 NMR에 의해 셀룰로스 에스테르 상의 C6, C3, C2에서의 상대적인 치환도를 결정함으로써 측정할 수 있다.
셀룰로스 에스테르계 화합물은 원하는 치환도 및 중합도를 가진 셀룰로스 에스테르를 제공하기에 충분한 접촉 시간 동안 셀룰로스 용액과 하나 이상의 C1 내지 C20의 아실화제를 접촉시킴으로써 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다. 바람직한 아실화제는 하나 이상의 C1 내지 C20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 아릴 카르복실산 무수물, 카르복실산 할라이드, 다이케톤, 또는 아세토아세트산 에스테르이다. 카복실산의 무수물의 예는 아세트산 무수물, 프로피온산 무수물, 부티르산 무수물, 이소브티르산 무수물, 발레르산 무수물, 헥사노산 무수물, 2-에틸헥사노산 무수물, 노나노산 무수물, 라우르산 무수물, 팔미트산 무수물, 스테아르산 무수물, 벤조산 무수물, 치환된 벤조산 무수물, 프탈산 무수물, 이소프탈산 무수물을 포함할 수 있다. 카르복실산 할라이드의 예는 아세틸, 프로피오닐, 부티릴, 헥사노일, 2-에틸헥사노일, 라우로일, 팔미토일, 벤조일, 치환된 벤조일, 및 스테아로일 클로라이드를 포함한다. 아세토아세트산 에스테르의 예는 메틸아세토아세테이트, 에틸아세토아세테이트, 프로필아세토아세테이트, 부틸아세토아세테이트, 3급부틸아세토아세테이트를 포함할 수 있다. 가장 바람직한 아실화제는 아세트산 무수물, 프로피온산 무수물, 부티르산 무수물, 2-에틸헥사노산 무수물, 노나노산 무수물, 스테아르산 무수물 등의 C2 내지 C9 직쇄 또는 분지쇄 알킬 카르복실산 무수물이다.
셀룰로스 에스테르계 화합물의 바람직한 예는 셀룰로스 아세테이트(CA), 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트(CAP), 셀룰로스 아세테이트 부티레이트(CAB)를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
일 구체예에서, 셀룰로스 에스테르계 화합물은 2개의 서로 다른 아실기의 치환기를 가질 수 있다. 상기 아실기 중 적어도 1개 이상은 방향족 치환기를 포함하고, 셀룰로스 에스테르계 화합물은 상대적 치환도(RDS, relative degree of substitution)가 C6>C2>C3이 될 수 있다. C6은 셀룰로스 에스테르 중 탄소 6번에서의 치환도, C2는 셀룰로스 에스테르 중 탄소 2번에서 치환도, C3은 셀룰로스 에스테르 중 탄소 3번에서 치환도를 의미한다. 상기 방향족계 화합물은 벤조에이트, 또는 치환된 벤조에이트를 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 셀룰로스 에스테르계 화합물은 하기 (a), (b)를 갖는 위치 선택적으로(regioselective) 치환된 셀룰로스 에스테르 화합물을 포함하고,
(a)복수 개의 크로모포어-아실 치환기,
(b)복수개의 피발로일 치환기,
상기 셀룰로스 에스테르계 화합물은 약 0.1 내지 약 1.2의 수산기 치환도를 가지고, 상기 셀룰로스 에스테르계 화합물은 약 0.4 내지 약 1.6의 크로모포어 아실 치환도를 가지고, 셀룰로스 에스테르계 화합물 중 탄소 2번에서의 크로모포어 아실 치환도와 탄소 3번에서의 크로모포어 아실 치환도의 총 합과 탄소 6번에서의 크로모포어 아실 치환도의 차이는 약 0.1 내지 약 1.6이고, 상기 크로모포어-아실은 하기 (i), (ii), (iii), (iv)으로부터 선택될 수 있다:
(i)(C6-20)아릴-아실, 이때, 아릴은 비치환되거나 또는 1개 내지 5의 R1으로 치환된 아릴이고,
(ii)헤테로 아릴, 이때 헤테로 아릴은 N, O, S로부터 선택되는 1개 내지 4개의 헤테로 원자를 갖는 5원 내지 10원의 고리이고, 상기 헤테로 아릴은 비치환되거나 또는 1개 내지 5개의 R1으로 치환되고
(iii)
Figure pat00001
상기 아릴은 C1-6 아릴,
상기 아릴은 비치환되거나 또는 1개 내지 5개의 R1으로 치환되고,
(iv)
Figure pat00002
상기 헤테로아릴은 N, O, S로부터 선택되는 1개 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5원 내지 10원의 고리고, 상기 헤테로아릴은 비치환되거나 또는 1개 내지 5개의 R1으로 치환되고,
상기 각각의 R1은 독립적으로, 니트로, 시아노, (C1-6)알킬, 할로(C1-6)알킬, (C6-20)아릴-CO2-, (C6-20)아릴, (C1-6)알콕시, 할로(C1-6)알콕시, 할로, N,O,S로부터 선택되는 1개 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5원 내지 10원의 헤테로아릴, 또는
Figure pat00003
이다.
일 실시예에서, 상기 크로모포어-아실은 비치환 또는 치환된 벤조일, 비치환 또는 치환된 나프틸일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 크로모포어-아실은 하기의 군으로부터 선택될 수 있다.:
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
또는
Figure pat00008
이때, *은 셀룰로스 에스테르의 산소에 대한 크로모포어-아실 치환기의 결합 부위를 나타낸다.
제1위상차층은 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제는 제1위상차층의 위상차 발현율과 파장 분산성을 조절하는 역할을 수행한다.
상기 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제는 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 하기 구조 1 또는 하기 구조 2를 포함할 수 있다. 상기 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제로는 2-나프틸 벤조에이트, 하기 구조 3의 2,6-나프탈렌 다이카르복실산 다이에스테르, 나프탈렌, 하기 구조 4의 아비에트산 에스테르 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다:
[구조 1]
Figure pat00009
[구조 2]
Figure pat00010
[구조 3]
Figure pat00011
(상기 구조 3에서, R은 C1 내지 C20의 알킬 또는 C6 내지 C20의 아릴, n은 0 내지 6의 정수)
[구조 4]
Figure pat00012
(상기 구조 4에서, R은 C1 내지 C20의 알킬 또는 C6 내지 C20의 아릴)
바람직하게는 상기 방향족 융합 고리를 갖는 첨가제는 방향족 고리를 갖는 첨가제, 예를 들면 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 피렌, 2-나프틸 벤조에이트, 상기 구조 3의 2,6-나프탈렌 다이카르복실산 다이에스테르 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
방향족 융합 고리를 갖는 첨가제는 제1위상차층 중 0.1중량% 내지 30중량%, 바람직하게는 10중량% 내지 30중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 열안정성을 높이고, 두께당 위상차 발현율을 높이고 파장 분산성을 조절하는 효과가 있을 수 있다.
제1위상차층(110)은 당업자에게 알려진 통상의 첨가제 예를 들면 UV 흡수제, 파장 분산 조절제, 중합 금지제, 산화 방지제, 열 안정제, 가소제, 블록 방지제, 슬립제, 윤활제, 지연 개선제 중 1종 이상을 더 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제1위상차층(110)은 단일층이 될 수도 있고, 2층 이상의 다중층일 수도 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제1위상차층(110)의 적어도 일면에는 프라이머층이 존재할 수 있다. 프라이머층은 제1위상차층과 편광자 또는 제1위상차층과 제2위상차층 간의 점착력 또는 접착력을 개선할 수 있다. 프라이머층은 당업자에게 알려진 통상의 수지로 형성될 수 있고, 예를 들면, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴 우레탄계 수지, 에스테르계 수지, 에틸렌 이민계 수지 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 프라이머층의 두께는 편광판의 박형화 효과, 점착력 개선 효과에 영향을 주지 않는 범위 내에서 조절할 수 있는데, 예를 들면 10nm 내지 500nm, 구체적으로 50nm 내지 300nm가 될 수 있다.
제1위상차층(110)은 제2위상차층(120)에 점착층 또는 접착층 없이 직접적으로 형성될 수도 있고, 점착층(예: PSA(pressure sensitive adhesive) 또는 접착층을 매개로 제2위상차층에 적층될 수도 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 제1위상차층과 제2위상차층 사이에 임의의 점착층 또는 접착층이 존재하지 않음을 의미한다.
제2위상차층
제2위상차층(120)은 정파장 분산성 또는 플랫 파장 분산성이고 파장 550nm에서 면내 위상차 180nm 내지 240nm를 갖는다. 상기 '정파장 분산성'은 상기에서 상술한 바와 같다. 상기 '플랫 파장 분산성'은 파장 450nm 내지 650nm에서 파장이 증가할수록 면내 위상차가 실질적으로 증가 또는 감소하지 않음을 의미한다.
제2위상차층(120)은 본 발명의 편광판이 측면에서의 반사율과 타원율을 개선하도록 할 수 있다. 특히, 제2위상차층(120)은 종래 파장 550nm에서 알려진 1/2 면내 위상차와는 상이한 범위의 면내 위상차를 가지며 정파장 분산성 또는 플랫 파장 분산성을 가짐으로써 본 발명의 편광판에서 반사율과 타원율 개선 효과를 얻었다. 예를 들면, 제2위상차층(120)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 230nm, 180nm 내지 220nm가 될 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층(120)은 하기 식 3을 만족할 수 있다: 하기 식 3을 만족할 때, 편광판 적용시 측면에서의 반사율과 타원율을 개선하는데 도움을 줄 수 있다.
[식 3]
0.95 ≤ Re(450)/Re(550) ≤ 1.03
0.95 ≤ Re(650)/Re(550) ≤ 1.03
(상기 식 3에서, Re(450), Re(550), Re(650)은 각각 제2위상차층의 파장 450nm, 550nm, 650nm에서의 면내 위상차이다).
일 구체예에서, Re(450)/Re(550)은 0.95 내지 1.03, 바람직하게는 0.97 내지 1.03이 될 수 있다. 상기 범위에서, 우수한 반사 방지 효과가 있을 수 있다.
일 구체예에서, Re(650)/Re(550)은 0.95 내지 1.03, 바람직하게는 0.97 내지 1.03이 될 수 있다. 상기 범위에서, 우수한 반사 방지 효과가 있을 수 있다.
예를 들면, 제2위상차층은 Re(450)은 180nm 내지 240nm, 구체적으로 200nm 내지 230nm가 될 수 있고, Re(650)은 180nm 내지 240nm, 구체적으로 190nm 내지 230nm가 될 수 있다.
제2위상차층(110)은 포지티브 A 플레이트(+A 플레이트) 또는 네가티브 B 플레이트(-B 플레이트)로서 하기 식 4 또는 하기 식 5의 굴절률 관계를 만족할 수 있다: 제2위상차층으로 +A 플레이트 또는 -B 플레이트를 사용함으로써, 우수한 반사 방지 효과가 더 있을 수 있다.
[식 4]
nx > ny ≒ nz
[식 5]
nx > ny > nz
(상기 식 4, 식 5에서, nx는 제2위상차층의 지상축 방향의 굴절률, ny는 제2위상차층의 진상축 방향의 굴절률, nz는 제2위상차층의 두께 방향 굴절률이다). 상기 굴절률은 모두 파장 550nm에서의 값이다.
제2위상차층(120)은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 50nm 내지 250nm, 구체적으로 80nm 내지 200nm, 바람직하게는 100nm 내지 180nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 우수한 반사 방지 효과가 있을 수 있다.
제2위상차층(120)은 파장 550nm에서 이축성 정도가 1.0 내지 1.4, 구체적으로 1.0 초과 1.4 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 우수한 반사 방지 효과가 있을 수 있다.
제2위상차층(120)은 편광자의 흡수축 또는 투과축을 기준으로 지상축이 +40° 내지 +50°, -50° 내지 -40°, +130° 내지 +140° 또는 -140° 내지 -130°가 될 수 있다.
제2위상차층(120)은 필름 또는 코팅층이 될 수 있다. 바람직하게는, 제2위상차층은 필름이 됨으로써 편광판 중 제1위상차층, 제3위상차층의 형성을 용이하게 할 수 있다. 제2위상차층(120)은 두께가 60㎛ 이하, 예를 들면 0㎛ 초과 50㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있고, 편광판의 하부 보호필름으로서의 효과를 동시에 얻을 수 있다.
제2위상차층(120)이 필름일 경우, 제2위상차층(120)은 상기에서 상술한 광학적으로 투명한 미연신 수지 필름을 상술한 면내 위상차 등의 물성을 갖도록 연신하여 제조될 수 있다. 상기 연신은 1축, 2축 또는 경사 연신을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 수지 필름은 환형 올레핀폴리머(COP)를 포함하는 수지 필름을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제2위상차층은 MD 1축 연신 필름 또는 경사 연신 필름이 될 수 있다.
일 구체예에서, 제2위상차층(120)은 위상차 발현율(제2위상차층의 두께 변화에 따른 제2위상차층의 면내 위상차의 변화에 대한 비율)이 5nm/㎛ 이상, 바람직하게는 5nm/㎛ 초과, 예를 들면 5nm/㎛ 내지 20nm/㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 박형의 제2위상차층을 사용함으로써 편광판을 박형화시킬 수 있다.
제2위상차층(120)은 당업자에게 알려진 통상의 첨가제 예를 들면 UV 흡수제, 파장 분산 조절제, 중합 금지제, 산화 방지제, 열 안정제, 가소제 중 1종 이상을 더 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제2위상차층(120)은 단일층이 될 수도 있고, 2층 이상의 다중층일 수도 있다.
제1위상차층(110)과 제2위상차층(120)의 적층체는 파장 550nm에서 면내 위상차가 100nm 내지 180nm, 구체적으로 120nm 내지 160nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 더 잘 구현될 수 있다.
제1위상차층(110)과 제2위상차층(120)의 적층체는 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 50nm 내지 120nm, 구체적으로 50nm 내지 110nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 더 잘 구현될 수 있다.
제1위상차층(110)과 제2위상차층(120)의 적층체는 파장 550nm에서 이축성 정도가 -0.2 내지 1.4, 구체적으로 -0.1 내지 1.3이 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 더 잘 구현될 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제2위상차층(120)의 적어도 일면에는 프라이머층이 존재할 수 있다. 프라이머층에 대한 내용은 상기에서 상술한 바와 같다.
제2위상차층(120)은 제3위상차층(130)에 점착층 또는 접착층 없이 직접적으로 형성될 수도 있고, 점착층(예: PSA(pressure sensitive adhesive) 또는 접착층을 매개로 제3위상차층에 적층될 수도 있다. 상기 "직접적으로 형성"은 제2위상차층과 제3위상차층 사이에 임의의 점착층 또는 접착층이 존재하지 않음을 의미한다.
제3위상차층
제3위상차층(130)은 제1위상차층(110), 제2위상차층(120) 대비 파장 550nm에서 면내 위상차 및/또는 두께 방향 위상차가 다르다.
제2위상차층(120)의 하부면에 제3위상차층(130)을 구비함으로써 측면에서의 반사율이 현저하게 낮아지고 타원율도 개선된다. 도 1의 편광판 구조에서 제3위상차층이 없는 경우 반사율과 타원율 모두에서 효과가 좋지 않았음을 확인하였다.
제3위상차층(130)은 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -100nm 내지 -10nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1위상차층, 제2위상차층과 함께 측면에서의 반사율과 타원율을 개선할 수 있다. 바람직하게는, 파장 550nm에서 두께 방향 위상차는 -90nm 내지 -30nm, 더 바람직하게는 -80nm 내지 -40nm가 될 수 있다.
제3위상차층(130)은 포지티브 C 플레이트(+C 플레이트)로서 하기 식 6의 굴절률 관계를 만족할 수 있다: 제3위상차층으로 +C 플레이트를 사용함으로써, 측면에서 우수한 반사 방지 효과를 더 얻을 수 있다.
[식 6]
nz > nx ≒ ny
(상기 식 6에서, nx, ny, nz는 각각 nx는 제3위상차층의 지상축 방향의 굴절률, ny는 제3위상차층의 진상축 방향의 굴절률, nz는 제3위상차층의 두께 방향 굴절률이다). 상기 굴절률은 모두 파장 550nm에서의 값이다.
제3위상차층(130)은 파장 550nm에서 면내 위상차가 10nm 이하, 예를 들면 0nm 내지 10nm가 될 수 있다.
제3위상차층(130)은 정파장 분산성, 역파장 분산성 또는 플랫 파장 분산성 특성을 가질 수 있다.
제3위상차층(130)은 필름 또는 코팅층이 될 수 있다. 바람직하게는, 제3위상차층은 코팅층이 됨으로써 편광판의 박형화 효과를 제공할 수 있다. 제3위상차층(130)은 두께가 30㎛ 이하, 예를 들면 0㎛ 초과 10㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있고, 박형화 효과를 얻을 수 있다.
제3위상차층(130)이 필름일 경우 상술한 광학적으로 투명한 미연신 수지 필름을 상술한 면내 위상차 등의 물성을 갖도록 연신하여 제조될 수 있다. 상기 연신은 1축, 2축 또는 경사 연신을 포함할 수 있다.
제3위상차층(130)이 코팅층일 경우, 제3위상차층(130)은 비-액정층이 될 수 있다. 제3위상차층을 액정으로 형성할 경우 액정을 일정 각도로 배향하기 위해 배향막이 필수적으로 포함되어야 하고, 이물이 발생할 수도 있다.
상기 코팅층은 상술한 두께 방향 위상차 및 포지티브 C 플레이트를 구현할 수 있다면, 종류에 제한을 두지 않는다. 예를 들면, 상기 코팅층은 치환 또는 비치환된, 스티렌계, (메타)아크릴로니트릴계, 메틸(메타)아크릴레이트 등을 포함하는 알킬 (메타)아크릴레이트계, 셀룰로스계 중 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 치환 또는 비치환된, 셀룰로스계 수지, 예를 들면 셀룰로스 에스테르계 수지를 포함할 수 있다. 셀룰로스 에스테르계 수지는 본 발명의 제3위상차층 구현이 용이할 수 있다.
일 구체예에서, 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층은 일체화될 수 있다. 상기 '일체화'는 제1위상차층, 제3위상차층이 점착층 또는 접착층 없이 제2위상차층에 적층된 3층 구조의 적층체를 의미한다.
상기 3층 구조의 적층체의 제조에 대해 설명한다.
제2위상차층을 위한 미연신 필름 또는 일부 연신 필름의 상부면에 제1위상차층용 조성물을 소정의 두께로 코팅하고, 상기 미연신 필름 또는 일부 연신 필름과 상기 제1위상층용 도막 전체를 동시에 연신시킴으로서 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체를 제조할 수 있다. 상기 연신은 MD 1축 연신 또는 경사 연신이 바람직할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 그런 다음, 제2위상차층의 하부면에 제3위상차층용 조성물을 코팅하고 건조 및/또는 경화시킴으로써, 상술 3층 구조의 적층체를 제조할 수 있다.
편광자
편광자(140)는 입사된 자연광 또는 편광을 중 특정 방향의 직선 편광으로 변환시킬 수 있다. 편광자(140)는 흡수축 및 흡수축과 실질적으로 직교하는 투과축을 구비한다. 흡수축, 투과축은 각각 일 방향으로 형성되어 있다.
폴리비닐알코올계 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름으로부터 제조될 수 있다. 구체적으로, 편광자는 상기 고분자 필름을 요오드나 이색성 염료를 염색시키고, 이를 MD로 연신시켜 제조될 수 있다. 구체적으로, 팽윤 과정, 염색 단계, 연신 단계, 가교 단계를 거쳐 제조될 수 있다.
편광자(140)는 전광선 투과율이 42% 이상, 예를 들면 42% 내지 50%, 편광도가 99% 이상, 예를 들면 99% 내지 100%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층과 조합시 반사 방지 성능을 높일 수 있다.
편광자(140)는 두께가 0.1㎛ 내지 30㎛, 구체적으로 1㎛ 내지 25㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 편광판에 사용될 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 편광자(140)의 상부면에는 보호 필름이 더 적층될 수 있다.
보호 필름은 편광자의 상부면에 형성됨으로써, 편광자를 외부 환경으로부터 보호하고, 편광판의 기계적 강도를 높이는 효과가 더 있을 수 있다. 보호 필름은 편광자를 외부 환경으로부터 보호하는데, 광학적 투명 필름으로서, 예를 들면 트리아세틸셀룰로스(TAC) 등을 포함하는 셀룰로오스계, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트(PET), 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계, 고리형 폴리올레핀계, 폴리카보네이트계, 폴리에테르술폰계, 폴리술폰계, 폴리아미드계, 폴리이미드계, 폴리올레핀계, 폴리아릴레이트계, 폴리비닐알코올계, 폴리염화비닐계, 폴리염화비닐리덴계 중 하나 이상의 수지로 된 필름이 될 수 있다. 구체적으로, TAC, PET 필름을 사용할 수 있다.
보호 필름은 두께가 5㎛ 내지 70㎛, 구체적으로 15㎛ 내지 45㎛가 될 수 있고, 상기 범위에서 편광판에 사용할 수 있다.
보호 필름의 상부면에는 기능성 코팅층이 형성되어 편광판에 추가 기능을 제공할 수 있는데, 예를 들면 기능성 코팅층은 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층 등이 될 수 있고, 이들은 단독 또는 2종 이상으로 적층되어 형성될 수 있다. 보호 필름은 편광자에 접착층을 통해 접착될 수 있다. 접착층은 수계 또는 UV 경화계 접착제로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
이하, 도 3을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예의 편광판을 설명한다.
도 3을 참조하면, 편광판은 편광자(140), 제2위상차층(120), 제1위상차층(110), 제3위상차층(130)이 순차적으로 적층된 점을 제외하고는 본 발명 일 실시예인 도 1의 편광판과 실질적으로 동일하다. 도 1에서 설명된 편광자, 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층에 대한 상세 설명은 그대로 채용될 수 있다.
이하, 본 발명의 광학표시장치를 설명한다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명 실시예의 편광판을 포함한다. 예를 들면, 광학표시장치는 유기발광표시장치 등을 포함하는, 발광표시장치 또는 액정표시장치를 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 본 발명의 편광판에서 제1위상차층이 편광자에 비하여 표시장치용 패널에 더 인접하게 배치될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 1
폴리비닐알코올 필름(PS60, 일본 Kuraray사, 연신 전 두께:60㎛)을 55
Figure pat00013
요오드 수용액에서 6배로 연신하여 광 투과율 45%의 편광자(두께:12㎛)를 제조하였다.
제2위상차층을 형성하기 위한 수지로서 환형 올레핀 폴리머(COP)[JSR社]를 사용하여 압출 제막 후 연신하였다. 얻은 연신 필름의 상부면에 제1위상차층을 형성하기 위한 조성물[셀룰로즈계 함유]을 소정의 두께로 코팅하고 건조시킨 다음 동시 연신시킴으로써 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체를 제조하였다. 이때 연신비와 연신 방향을 조절함으로써, 제1위상차층의 지상축과 제2위상차층의 지상축 간의 각도, 제1위상차층과 제2위상차층 각각의 물성을 조절할 수 있다.
상기 제2위상차층의 하부면에 제3위상차층을 형성하기 위한 조성물[Eastman社, 셀룰로스계 함유]을 코팅하고 건조시켜, 제2위상차층의 하부면에 제3위상차층을 형성함으로써, 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층의 적층체를 제조하였다.
상기 제조한 편광자의 하부면에, 점착층을 매개로 상기 제조한 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층이 순차적으로 적층되도록 함으로써 편광판을 제조하였다.
최종 제조된 편광판 중 구체적인 사양을 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 2 내지 실시예 5
실시예 1에서, 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층의 물성, 각도를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 편광자의 하부면에, 역파장 분산성 필름(+A 플레이트, 편광자의 흡수축에 대해 지상축이 이루는 각도는 +45°, 파장 550nm에서 면내 위상차는 135nm)과 포지티브 C 플레이트(파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -50nm)을 순차적으로 적층시켜 편광판을 제조하였다.
비교예 2 내지 비교예 11
실시예 1에서, 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층의 물성, 각도를 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
실시예와 비교예의 편광판을 가지고 측면(@60°)에서의 반사율과 타원율을 평가하고 하기 표 1, 하기 표 2, 하기 표 3에 나타내었다.
측면에서의 반사율과 타원율을 평가하기 위하여, 반사율은 DMS를 이용하여 60도 각도에서의 방위각 평균값을 비교하였고 타원율은 AXOSCAN을 사용하여 방위각에서의 최저치를 비교하는 방법으로 평가하였다.
반사율이 낮을수록 타원율이 높을수록 디스플레이 장치에 적용시 화면 품질이 우수하고, 반사율은 1.3% 이하, 타원율은 75% 이상이 되어야 한다.
실시예
1 2 3 4 5
각도 α +45 -45 +45 +45 +45
각도 β +90 -90 +90 +90 +90
제1층 분산성 정파장 정파장 정파장 정파장 정파장
Re 60 60 60 50 60
NZ -0.2 -0.2 -0.2 -0.2 -0.2
성질 -A -A -A -A -A
제2층 분산성 플랫 플랫 정파장 플랫 플랫
Re 200 200 200 200 180
NZ 1.2 1.2 1.0 1.2 1.2
성질 -B -B +A -B -B
제3층 Rth -50 -50 -50 -50 -50
성질 +C +C +C +C +C
제1층과 제2층 적층체의 Re 140 140 140 150 120
제1층과 제2층 적층체의 Rth 98 98 58 105 84
제1층과 제2층 적층체의 NZ 1.2 1.2 0.9 1.2 1.2
측면 반사율(%) 1.2 1.2 1.3 1.3 1.2
측면 타원율(%) 76 76 75 75 75
비교예
1 2 3 4 5 6
각도 α +45 +45 +45 +35 +55 +45
각도 β - +90 +90 +90 +90 +75
제1층 분산성 역파장 역파장 정파장 정파장 정파장 정파장
Re 135 60 60 60 60 60
성질 - -A -A -A -A -A
제2층 분산성 - 플랫 역파장 플랫 플랫 플랫
Re - 200 200 200 200 200
성질 - -B -B -B -B -B
제3층 Rth -50 -50 -50 -50 -50 -50
성질 +C +C +C +C +C +C
측면 반사율
(%)		 1.5 1.8 1.7 2.1 2.2 2.4
측면 타원율(%) 74 71 72 70 69 68
비교예
7 8 9 10 11
각도 α +45 +45 +45 +45 +45
각도 β +105 +90 +90 +90 +90
제1층 분산성 정파장 정파장 정파장 정파장 정파장
Re 60 45 105 60 60
성질 -A -A -A -A -A
제2층 분산성 플랫 플랫 플랫 플랫 플랫
Re 200 200 200 175 245
성질 -B -B -B -B -B
제3층 Rth -50 -50 -50 -50 -50
성질 +C +C +C +C +C
측면 반사율
(%)		 2.5 2.7 3.0 3.2 3.3
측면 타원율(%) 67 66 64 63 62
*표 1, 표 2, 표 3에서
각도 α는 편광자의 흡수축(0°)과 제1위상차층의 지상축이 이루는 각도(단위:°)
각도 β는 제1위상차층의 지상축과 제2위상차층의 지상축이 이루는 각도(단위:°)
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 편광판은 반사율이 현저하게 낮고 타원율이 현저하게 높았다.
반면에, 본 발명의 편광판 구조를 채용하지 않은 비교예 1은 반사율과 타원율이 실시예 대비 좋지 않았다. 또한, 상기 표 1에서 도시되지 않았지만 편광자와, 제1위상차층과 제3위상차층을 롤 투 롤 합지하여 편광판을 제조할 경우 합지가 어려우며 편광자 하부 보호필름으로서의 강도가 약하다는 문제점이 있었다.
또한, 본 발명의 각도 α, 각도 β, 제1위상차층의 파장 분산성과 면내 위상차, 제2위상차층의 파장 분산성과 면내 위상차를 벗어나는 비교예 2 내지 비교예 11의 편광판은 반사율과 타원율이 실시예 대비 현저하게 좋지 못하였다.
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 및 상기 편광자의 하부면에 순차적으로 적층된, 제1위상차층과 제2위상차층의 적층체 및 제3위상차층을 포함하고,
    상기 편광자의 흡수축 또는 투과축을 기준으로 상기 제1위상차층의 지상축(slow axis)은 +40° 내지 +50° 또는 -50° 내지 -40°의 각도를 이루고,
    상기 제1위상차층의 지상축과 상기 제2위상차층의 지상축은 +80° 내지 +100° 또는 -100° 내지 -80°의 각도를 이루고,
    상기 제1위상차층은 정파장 분산성이고 파장 550nm에서 면내 위상차가 50nm 내지 100nm이고,
    상기 제2위상차층은 정파장 분산성 또는 플랫 파장 분산성이고 파장 550nm에서 면내 위상차가 180nm 내지 240nm인 것인, 편광판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 편광판은 상기 편광자로부터 제1위상차층, 제2위상차층, 제3위상차층의 순서로 적층된 것인, 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 편광판은 상기 편광자로부터 제2위상차층, 제1위상차층, 제3위상차층의 순서로 적층된 것인, 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3위상차층은 포지티브 C 플레이트이고, 파장 550nm에서 두께 방향 위상차가 -100nm 내지 -10nm인 것인, 편광판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 네가티브 A 플레이트인 것인, 편광판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 포지티브 A 플레이트 또는 네가티브 B 플레이트인 것인, 편광판.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 하기 식 1을 만족하는 것인, 편광판:
    [식 1]
    Re(450)/Re(550) ≥ 1.1
    (상기 식 1에서, Re(450), Re(550)은 각각 상기 제1위상차층의 파장 450nm, 550nm에서의 면내 위상차이다).
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층은 파장 550nm에서 이축성 정도가 -0.5 내지 0인 것인, 편광판.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 하기 식 3을 만족하는 것인, 편광판:
    [식 3]
    0.95 ≤ Re(450)/Re(550) ≤ 1.03
    (상기 식 3에서, Re(450), Re(550)은 각각 상기 제2위상차층의 파장 450nm, 550nm에서의 면내 위상차이다).
  10. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 파장 550nm에서 이축성 정도가 1.0 내지 1.4인 것인, 편광판.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 상기 편광자의 흡수축 또는 투과축을 기준으로 지상축이 +40° 내지 +50°, -50° 내지 -40°, +130° 내지 +140° 또는 -140° 내지 -130°인 것인, 편광판.
  12. 제1항에 있어서, 상기 편광자의 흡수축을 0°라고 할 때, 상기 제1위상차층의 지상축이 이루는 각도는 +40° 내지 +50°이고, 상기 제1위상차층의 지상축과 상기 제2위상차층의 지상축이 이루는 각도는 +80° 내지 +100°인 것인, 편광판.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층과 상기 제2위상차층의 적층체는 파장 550nm에서 면내 위상차가 100nm 내지 180nm인 것인, 편광판.
  14. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층과 상기 제2위상차층의 적층체는 파장 550nm에서 이축성 정도가 -0.2 내지 1.4인 것인, 편광판.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층, 상기 제3위상차층은 각각 비 액정층인 것인, 편광판.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층, 상기 제3위상차층은 각각 치환 또는 비치환된, 스티렌계, (메타)아크릴로니트릴계, 메틸(메타)아크릴레이트 등을 포함하는 알킬 (메타)아크릴레이트계, 셀룰로스계 중 1종 이상을 포함하는 조성물로 형성된 코팅층을 포함하는 것인, 편광판.
  17. 제16항에 있어서, 상기 조성물은 방향족기를 갖는 첨가제를 더 포함하는 것인, 편광판.
  18. 제1항에 있어서, 상기 제2위상차층은 MD 1축 연신 또는 경사 연신된 필름을 포함하는 것인, 편광판.
  19. 제1항에 있어서, 상기 제1위상차층, 상기 제2위상차층, 상기 제3위상차층은 각각 적어도 일면에 프라이머층이 더 형성된 것인, 편광판.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 광학표시장치.
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