KR100824115B1 - Reflective type high brightness polarizer and liquid crystal display device having same - Google Patents
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Abstract
Translated fromKoreanDescription
Translated fromKorean본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to
도 1은 본 발명의 반사형 고휘도 편광판의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고,1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a reflective high brightness polarizing plate of the present invention,
도 2는 콜레스테릭 액정필름의 시야각 편차를 나타낸 광학적 개념도이고,2 is an optical conceptual diagram showing the viewing angle deviation of the cholesteric liquid crystal film,
도 3은 콜레스테릭 액정필름의 각도에 따른 위상차 특성을 나타낸 개념도이고,3 is a conceptual diagram showing the phase difference characteristics according to the angle of the cholesteric liquid crystal film,
도 4는 보상을 위해 각도에 따라 필요한 위상차 특성을 나타낸 개념도이고,4 is a conceptual diagram showing a phase difference characteristic required according to an angle for compensation;
도 5는 보상 후의 각도에 따른 위상차 특성을 나타낸 개념도이고,5 is a conceptual diagram illustrating a phase difference characteristic according to an angle after compensation;
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 프리즘 패턴 코팅막이 형성된 반사형 고휘도 편광판의 구조를 도시한 단면도이고,6A and 6B are cross-sectional views illustrating a structure of a reflective high brightness polarizing plate on which a prism pattern coating film is formed, respectively, according to an embodiment of the present invention;
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 광분산 필름이 적층된 반사형 고휘도 편광판의 구조를 도시한 단면도이고,7A and 7B are cross-sectional views illustrating a structure of a reflective high luminance polarizer in which light scattering films are stacked, respectively, according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일실시예 따라 프리즘 패턴 코팅막이 형성된 반사형 고휘도 편광판을 제조하는 공정을 도시한 공정도이고,8 is a process chart showing a process of manufacturing a reflective high-brightness polarizing plate on which a prism pattern coating film is formed, according to an embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 실시예 1에 따른 반사형 고휘도 편광판의 선택반사영역 스펙트럼이고,9 is a selective reflection region spectrum of a reflective high luminance polarizer according to Example 1 of the present invention,
도 10은 실시예 2에 따른 편광판의 선택반사영역 스펙트럼이고,10 is a selective reflection area spectrum of a polarizing plate according to Example 2,
도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 반사형 고휘도 편광판의 시야각 특성을 나타낸 그래프이고,11 is a graph showing the viewing angle characteristics of the reflective high-brightness polarizing plate according to the second embodiment of the present invention,
도 12는 본 발명의 비교예 1에 따른 반사형 고휘도 편광판의 시야각 특성을 나타낸 그래프이고,12 is a graph showing viewing angle characteristics of a reflective high brightness polarizer according to Comparative Example 1 of the present invention;
도 13은 실시예 5 및 6에 따른 반사형 고휘도 편광판의 시야각 특성을 나타낸 그래프이다.FIG. 13 is a graph showing viewing angle characteristics of the reflective high brightness polarizer of Examples 5 and 6; FIG.
본 발명은 콜레스테릭 액정필름 및 λ/4 위상차 필름을 구비하는 반사형 고휘도 편광판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콜레스테릭 액정필름 및 λ/4 위상차 필름에서의 광 왜곡 문제를 해결하여 우수한 시야각 특성을 갖는 반사형 고휘도 편광판에 관한 것이다.The present invention relates to a reflective high-brightness polarizing plate having a cholesteric liquid crystal film and a λ / 4 retardation film, and more particularly to an excellent viewing angle by solving optical distortion problems in the cholesteric liquid crystal film and λ / 4 retardation film. A reflective high brightness polarizing plate having characteristics is provided.
디스플레이 패널은 전자계산기, 전자시계, 자동차 네비게이션, 사무자동화 기기, 휴대전화, 노트북 컴퓨터 및 정보통신 단말기 등의 표시장치에 널리 사용되고 있는데, 예를 들어 액정표시장치는 내부에 투명전극과 배향막을 형성시켜 대향시킨 상부 패널 및 하부 패널 사이에 액정이 주입된 구조로 되어 있다. 현재 사용되고 있는 액정표시장치는 선편광을 이용하고 있으므로, 흡수형 편광막을 패널의 전후에 배치하여 사용하고 있다.Display panels are widely used in display devices such as electronic calculators, electronic clocks, car navigation systems, office automation devices, mobile phones, laptop computers, and information communication terminals. For example, liquid crystal displays have transparent electrodes and alignment layers formed therein. The liquid crystal is injected between the opposing upper panel and the lower panel. Since the liquid crystal display device currently used uses linear polarization, the absorption type polarizing film is arrange | positioned before and behind a panel, and is used.
흡수형 편광막은 폴리비닐알코올 필름에 요오드나 이색성 염료를 흡착시키고 이를 일정방향으로 연신하여 제조하는 것이 통상적인데, 이렇게 제조한 편광막은 투과축의 방향에 대한 기계적 강도가 약하고 열이나 수분에 의해 수축하여 편광기능이 현저히 저하되는 단점이 있다. 따라서, 초산 셀룰로오스 필름 등의 지지체 사이에 접착제로 합착시킨 구조로 사용된다. 이와 같이 폴리비닐알코올 필름을 이용한 흡수형 편광막은 한쪽 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고 다른 한쪽으로 진동하는 빛만을 통과시켜 선편광을 만들게 되므로, 이론적으로 편광막의 효율이 50%를 넘을 수 없다. 이는 LCD의 효율과 휘도를 저하시키는 주요한 원인이 된다.Absorption-type polarizing film is usually produced by adsorbing iodine or dichroic dye on a polyvinyl alcohol film and stretching it in a certain direction. The polarizing film thus prepared has weak mechanical strength in the direction of the transmission axis and shrinks due to heat or moisture. There is a disadvantage that the polarization function is significantly reduced. Therefore, it is used by the structure which adhere | attached with the adhesive agent between support bodies, such as a cellulose acetate film. As described above, the absorption type polarizing film using the polyvinyl alcohol film absorbs light vibrating in one direction and passes only the light vibrating to the other to make linearly polarized light. Therefore, the efficiency of the polarizing film cannot theoretically exceed 50%. This is a major cause of lowering the efficiency and brightness of the LCD.
한편, 콜레스테릭 액정을 이용하여 제조한 반사형 편광막을 흡수형 편광막을 구비한 액정패널과 반사판 사이에 추가로 사용하면 전술한 흡수형 편광막의 단점을 개선시킬 수 있다. 콜레스테릭 액정은 액정의 나선형 구조의 꼬인 방향과 원편광 방향이 일치하고 파장이 액정의 나선피치와 같은 원편광의 빛만을 반사하는 선택반사 특성이 있다. 이 선택반사 특성을 이용하면 일정한 파장대역의 비편광을 특정한 원편광으로 변환시키는 편광판의 제조가 가능하다. 즉, 좌원편광과 우원편광 성분이 절반씩 혼재되어 있는 비편광이 좌선성 또는 우선성 나선구조를 갖는 콜레스테릭 액정필름에 입사되면, 나선방향과 같은 원편광은 반사되고 반대방향의 원편광은 투과된다. 이 때 투과된 원편광은 λ/4 위상차 필름을 통과하면서 선편광으로 바뀌게 된다. 한편, 반사된 원편광은 반사판에서 재반사시 편광방향이 바뀌게 되므로, 액정필름을 투과하게 된다. 따라서, 콜레스테릭 액정필름으로 제조된 편광막을 추가로 사용하면 이론적으로 빛의 손실이 없기 때문에 휘도를 획기적으로 항상시킬 수 있다.On the other hand, if the reflective polarizing film manufactured using the cholesteric liquid crystal is further used between the liquid crystal panel having the absorption type polarizing film and the reflecting plate, the disadvantages of the absorption type polarizing film described above can be improved. The cholesteric liquid crystal has a selective reflection characteristic in which the twisted direction of the helical structure of the liquid crystal coincides with the circular polarization direction, and the wavelength reflects only circular polarized light such as the spiral pitch of the liquid crystal. By using this selective reflection characteristic, it is possible to manufacture a polarizing plate which converts unpolarized light of a certain wavelength band into a specific circularly polarized light. That is, when non-polarized light in which left circularly polarized light and right circularly polarized light are mixed in half is incident on a cholesteric liquid crystal film having a leftward or preferential spiral structure, circularly polarized light such as a spiral direction is reflected and circularly polarized light in the opposite direction is Is transmitted. At this time, the transmitted circularly polarized light is changed into linearly polarized light while passing through the λ / 4 retardation film. On the other hand, the reflected circularly polarized light is changed by the polarization direction upon re-reflection in the reflecting plate, thereby transmitting the liquid crystal film. Therefore, the additional use of a polarizing film made of a cholesteric liquid crystal film can theoretically make the luminance always remarkable since there is no loss of light in theory.
그러나, 이와 같은 콜레스테릭 액정필름을 이용한 편광막에서는, 콜레스테릭 액정필름의 두께 방향 굴절률이 평면 방향 굴절률보다 작아, 입사각에 따라 투과율의 차이로 인해 휘도 및 색상이 변화하는 문제가 있다.However, in the polarizing film using such a cholesteric liquid crystal film, the thickness direction refractive index of the cholesteric liquid crystal film is smaller than the plane direction refractive index, there is a problem that the brightness and color change due to the difference in transmittance according to the incident angle.
미국특허 5731886호에서는 콜레스테릭 액정필름과 λ/4 위상차 필름 사이에 두께 방향의 굴절율이 평면 방향의 굴절율보다 큰 보상층(Compensator)을 개재시켜 시야각에 따른 상기와 같은 문제를 해결하고자 하였다. 그러나, 이와 같은 구성은 콜레스테릭 액정필름의 복굴절에 의한 광 왜곡은 보상할 수 있으나, λ/4 위상차 필름의 복굴절에 의한 광 왜곡은 해결하지 못하는 문제가 있다.In US Pat. No. 5,731,886, the above-described problem is solved according to the viewing angle by interposing a compensator having a refractive index in the thickness direction greater than the refractive index in the planar direction between the cholesteric liquid crystal film and the λ / 4 retardation film. However, such a configuration can compensate for optical distortion due to birefringence of the cholesteric liquid crystal film, but does not solve the optical distortion due to birefringence of the λ / 4 retardation film.
본 발명의 목적은 콜레스테릭 액정층 및 λ/4 위상차 필름에서 시야각에 따라 휘도가 저하되거나 색이 변화하는 광 왜곡의 문제를 해결하여, 시야각이 변하여도 휘도 및 색상의 편차가 적어 우수한 시야각 특성을 갖는 광대역 반사형 고휘도 편광판을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the problem of optical distortion in which the luminance is lowered or the color changes depending on the viewing angle in the cholesteric liquid crystal layer and the λ / 4 retardation film, so that the luminance and color variations are small even when the viewing angle is changed, thereby providing excellent viewing angle characteristics. It is to provide a broadband reflective high brightness polarizing plate having a.
본 발명의 다른 목적은, 상기와 같이 우수한 시야각 특성을 가짐과 함께, 콜 레스테릭 액정층을 구성하는 콜레스테릭 액정필름들의 선택반사 파장영역의 폭이 넓어, 적은 수의 액정필름으로도 가시광선영역을 모두 커버할 수 있어, 두께를 최소화할 수 있고, 제조공정 또한 단축되어 경제성이 우수한 광대역 반사형 고휘도 편광판을 제공하는데 있다.Another object of the present invention, while having the excellent viewing angle characteristics as described above, the wide range of the selective reflection wavelength range of the cholesteric liquid crystal films constituting the cholesteric liquid crystal layer, visible light even with a small number of liquid crystal film It is possible to cover all of the areas, the thickness can be minimized, and the manufacturing process is also shortened to provide a broadband reflective high brightness polarizer having excellent economic efficiency.
본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 효과를 갖는 본 발명의 광대역 반사형 고휘도 편광판을 구비하는 액정표시장치를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having the broadband reflective high brightness polarizing plate of the present invention having the above effects.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광대역 반사형 고휘도 편광판은 콜레스테릭 액정층; 두께 방향의 굴절률이 평면 방향의 굴절률보다 작은 λ/4 위상차 필름; 및 상기 콜레스테릭 액정층과 상기 λ/4 위상차 필름을 투과한 빛의 위상지연을 보상하도록 두께 방향의 굴절률이 평면 방향의 굴절률보다 크게 조절된 보상층;을 포함하며, 상기 콜레스테릭 액정층, 상기 λ/4 위상차 필름 및 상기 보상층은 상기의 순서로 적층된 것을 특징으로 한다Broadband reflective high brightness polarizing plate of the present invention for achieving the above object is a cholesteric liquid crystal layer; Λ / 4 retardation film whose refractive index in the thickness direction is smaller than the refractive index in the planar direction; And a compensation layer in which a refractive index in a thickness direction is larger than a refractive index in a planar direction so as to compensate for phase delay of light transmitted through the cholesteric liquid crystal layer and the λ / 4 retardation film. The λ / 4 retardation film and the compensation layer are laminated in the above order
상기 반사형 고휘도 편광판은 콜레스테릭 액정층 및 λ/4 위상차 필름에서의 광 왜곡을 최소화하여 우수한 시야각 특성을 나타낸다.The reflective high brightness polarizer exhibits excellent viewing angle characteristics by minimizing light distortion in the cholesteric liquid crystal layer and the λ / 4 retardation film.
상기 콜레스테릭 액정층은 경화성 네마틱 액정 화합물과 경화성 카이랄 화합물의 혼합비를 달리하여 각각 서로 다른 선택반사 파장영역을 갖도록 형성된 다수의 콜레스테릭 액정필름들이 적층되어 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 경화성 네마틱 액정 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것이 바람직하고, 상기 경화성 카이랄 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것이 바람직하 다.The cholesteric liquid crystal layer may be formed by stacking a plurality of cholesteric liquid crystal films formed to have different selective reflection wavelength regions by varying the mixing ratio of the curable nematic liquid crystal compound and the curable chiral compound. In addition, the curable nematic liquid crystal compound is preferably a compound represented by the following Chemical Formula 1, and the curable chiral compound is preferably a compound represented by the following Chemical Formula 2.
상기 화학식 1에서, S는 스페이서로서
이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.It is any one selected from the group consisting of.
상기 화학식 2에서, S는 스페이서로서
상기와 같은 구성의 콜레스테릭 액정층을 포함하는 광대역 반사형 고휘도 편광판은, 콜레스테릭 액정필름들의 선택반사 파장영역의 폭이 넓으므로 액정필름들을 수개만 적층하여도 가시광선영역이 모두 커버되어, 얇은 두께로도 액정표시장치에 사용시 휘도향상 특성을 극대화할 수 있으며, 제조공정 또한 단축되어 경제성이 있다.The broadband reflective high brightness polarizing plate including the cholesteric liquid crystal layer having the above configuration has a wide range of selective reflection wavelength region of the cholesteric liquid crystal films, so that the visible light region is covered even when only a few liquid crystal films are stacked. In addition, even when the thickness is small, it is possible to maximize the brightness improving characteristics when used in the liquid crystal display device, and the manufacturing process is also shortened and economical.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세 서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, which can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be various equivalents and variations.
도 1은 본 발명의 광대역 반사형 고휘도 편광판의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 광대역 반사형 고휘도 편광판(10)은 콜레스테릭 액정층(11), λ/4 위상차 필름(13) 및 보상층(15)이 상기 순서대로 적층된 구조를 갖는다.1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a broadband reflective high brightness polarizer of the present invention. Referring to FIG. 1, the broadband reflective
상기 콜레스테릭 액정층을 구성하는 콜레스테릭 액정은 보는 각도에 따라 색이 변화하는 특성을 갖는다. 이러한 콜레스테릭 액정으로 된 필름을 액정표시장치의 백라이트에 적용하면, 보는 각도에 따라 휘도가 저하되고 화면의 색이 변화하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 시야각 특성을 보상할 수 있는 필름을 사용해야 한다. 도 2에서 보는 바와 같이, 빛이 위상차 필름을 통과할 때는 사각으로 진행하는 빛은 완전히 선편광으로 바뀌지 못하고 선편광에 가까운 타원편광을 갖게 된다. 따라서, 선편광막을 지날 때 편광막의 투과축과 같은 성분은 투과를 하지만, 그렇지 않은 성분은 흡수가 되기 때문에 투과하는 빛의 양이 줄어들게 된다. 이것이 각도가 커지면서 휘도가 감소하는 이유이다. 입사각도에 따라 투과하는 빛의 색깔이 바뀌는 이유는 휘도가 감소하는 이유와 같다. 우리 눈에 보이는 빛의 색깔은 빨강, 녹색, 파랑 빛의 삼원색이 각각 얼마만큼 존재하는가에 따라 결정된다. 앞에서 휘도 감소의 이유를 설명하는 방식으로 접근해 보면, 각각 다른 색깔 의 빛이 콜레스테릭 액정층과 위상차 필름에서 겪게 되는 복굴절률이 서로 다르기 때문에, 최종적으로 선편광막을 투과하는 각각의 빛의 양도 각도에 따라 달라져서 빛의 색깔이 달라지게 되는 것이다.The cholesteric liquid crystal constituting the cholesteric liquid crystal layer has a characteristic that the color changes according to the viewing angle. When the film of the cholesteric liquid crystal is applied to the backlight of the liquid crystal display device, there is a problem that the brightness is lowered and the color of the screen is changed depending on the viewing angle. To solve this problem, it is necessary to use a film that can compensate for the viewing angle characteristics. As shown in FIG. 2, when the light passes through the retardation film, the light traveling in a square does not completely change into linearly polarized light but has an elliptical polarization close to the linearly polarized light. Therefore, while passing through the linear polarizing film, a component such as a transmission axis of the polarizing film transmits, but the other components are absorbed, and thus the amount of light transmitted is reduced. This is why the luminance decreases as the angle increases. The reason why the color of the transmitted light changes according to the incident angle is the same as the reason that the luminance decreases. The color of light we see is determined by how many three primary colors exist: red, green, and blue. Approaching the reason for the decrease in luminance above, the birefringence of different colors of light in the cholesteric liquid crystal layer and the retardation film is different from each other, so the transfer angle of each light passing through the linear polarizing film is finally different. Depending on the color of the light will be different.
시야각에 따른 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 콜레스테릭 액정층의 복굴절율과 반대가 되는 보상필름을 사용한 보상이 필요하다. 콜레스테릭 액정층은 필름 면상에서는 등방성이지만, 필름의 두께 방향으로는 굴절률이 필름 면에서의 값보다 작은 네가티브 C-플레이트이므로(도 3 참조), 보상필름은 도 4에 나타난 바와 같이 파지티브 C-플레이트이어야 한다. 즉, 필름 면상에서는 등방성이고, 필름의 두께 방향으로는 굴절률이 더 큰 필름을 사용하면, 콜레스테릭 액정층의 복굴절에 의해 발생하는 위상지연(phase retardation)을 복원할 수 있다. 도 3과 도 4에서 콜레스테릭 액정필름과 보상필름의 위상지연을 합치면, 도 5와 같이 각도에 따른 위상지연값이 거의 없어진다. 즉, 콜레스테릭 액정층에 수직하게 빛이 진행하는 경우나 사각으로 진행하는 경우나 모두 위상지연이 없어지게 되므로 빛의 편광상태가 바뀌지 않는다.In order to solve this problem according to the viewing angle, compensation using a compensation film opposite to the birefringence of the cholesteric liquid crystal layer is required. The cholesteric liquid crystal layer is isotropic on the film plane, but since the refractive index is negative C-plate smaller than the value on the film plane in the thickness direction of the film (see FIG. 3), the compensation film is positive C as shown in FIG. 4. It must be a plate. That is, when a film having isotropic on the film plane and having a larger refractive index in the thickness direction of the film is used, phase retardation caused by birefringence of the cholesteric liquid crystal layer can be restored. When the phase delays of the cholesteric liquid crystal film and the compensation film are combined in FIGS. 3 and 4, as shown in FIG. 5, the phase delay value according to the angle is almost eliminated. In other words, since the phase delay is eliminated in the case where the light proceeds perpendicularly to the cholesteric liquid crystal layer or in the case where the light proceeds in a square, the polarization state of the light does not change.
콜레스테릭 액정필름의 복굴절에 의한 광 왜곡은 λ/4 위상차 필름의 복굴절에 의해서도 동일하게 발생할 수 있다. 이에 본 발명의 광대역 반사형 고휘도 편광판은 두께 방향의 굴절률이 평면 방향의 굴절률보다 큰 보상층을, 콜레스테릭 액정층-λ/4 위상차 필름-보상층의 순서가 되도록, λ/4 위상차 필름 위에 적층하여, 콜레스테릭 액정층에서의 광 왜곡뿐만 아니라 λ/4 위상차 필름에서의 광 왜곡 역시 동시에 보상하게 된다.The optical distortion caused by the birefringence of the cholesteric liquid crystal film may be similarly generated by the birefringence of the λ / 4 retardation film. Accordingly, the broadband reflective high-brightness polarizing plate of the present invention has a compensation layer whose refractive index in the thickness direction is larger than the refractive index in the planar direction on the λ / 4 retardation film such that the cholesteric liquid crystal layer-λ / 4 retardation film-compensation layer is in order. By laminating, not only the optical distortion in the cholesteric liquid crystal layer but also the optical distortion in the λ / 4 retardation film are simultaneously compensated.
상기 보상층에는 두께 방향의 굴절률이 평면방향의 굴절률보다 큰 필름이라면 본 발명의 목적 범위를 벗어나지 않는 범위에서 제한 없이 채용될 수 있으며, 그 제조 방법 또한 두께 방향의 굴절률이 평면방향의 굴절률보다 큰 필름의 제조에 사용된 종래의 공지 기술들이 모두 사용될 수 있다.As long as the film has a refractive index in the thickness direction larger than the refractive index in the planar direction, the compensation layer may be employed without limitation within the scope of the present invention, and the manufacturing method thereof also has a film in which the refractive index in the thickness direction is larger than the refractive index in the planar direction. All of the known techniques used in the preparation of these can be used.
상기 콜레스테릭 액정층(11)은 단일의 필름 또는 막으로 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 서로 다른 선택반사 파장 영역을 갖도록 형성된 다수의 콜레스테릭 액정필름들(11a, 11b, 11c)을 적층하여 형성할 수 있다. 그 제조방법은 특별히 제한되지 않으며, 종래에 알려진 공지의 기술들이 모두 사용될 수 있다.The cholesteric
다만, 상기 콜레스테릭 액정층(11)은 경화성 네마틱 액정 화합물과 경화성 카이랄 화합물의 혼합비를 달리하여 각각 서로 다른 선택반사 파장영역을 갖도록 형성한 다수의 콜레스테릭 액정필름들(11a, 11b, 11c)을 적층하여 형성하는 것이 바람직하다. 특히, 하기 화학식 1로 표시되는 경화성 네마틱 액정 화합물과 하기 화학식 2로 표시되는 경화성 카이랄 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 콜레스테릭 액정필름들(11a, 11b, 11c) 각각은 모두 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 동일한 종류의 경화성 네마틱 액정 화합물과 경화성 카이랄 화합물을 이용하여 형성한다. 다만, 선택반사 파장영역은 경화성 네마틱 액정 화합물과 경화성 카이랄 화합물의 혼합비를 달리하여 변화시킨다.However, the cholesteric
<화학식 1><Formula 1>
상기 화학식 1에서, S는 스페이서로서
이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.It is any one selected from the group consisting of.
<화학식 2><Formula 2>
상기 화학식 2에서, S는 스페이서로서
콜레스테릭 액정필름의 선택반사 영역의 폭은 네마틱 액정 화합물에 따라 달라지는데, 화학식 1의 경화성 네마틱 액정 화합물을 이용하여 콜레스테릭 액정필름을 제조하면 선택반사 영역의 폭이 큰 콜레스테릭 액정필름을 제조할 수 있다. 이에 따라, 적은 수의 콜레스테릭 액정필름들만 적층하여도 가시광선영역을 모두 커버할 수 있으므로, 두께가 작고 경제적인 고휘도 편광판이 제공될 수 있다. 한편, 화학식 2의 경화성 카이랄 화합물은 화학식 1의 경화성 네마틱 액정 화합물과의 상용성이 우수하므로, 콜레스테릭 액정필름의 편광특성 향상에 기여한다.The width of the selective reflection region of the cholesteric liquid crystal film depends on the nematic liquid crystal compound. When the cholesteric liquid crystal film is manufactured using the curable nematic liquid crystal compound of Formula 1, the cholesteric liquid crystal having a large width of the selective reflection region is formed. Films can be produced. Accordingly, since only a small number of cholesteric liquid crystal films may be stacked to cover all visible light regions, a high-brightness polarizer having a small thickness and economical efficiency may be provided. On the other hand, since the curable chiral compound of Formula 2 is excellent in compatibility with the curable nematic liquid crystal compound of Formula 1, it contributes to the improvement of the polarization characteristics of the cholesteric liquid crystal film.
상기 콜레스테릭 액정층(11)에 있어서, 콜레스테릭 액정필름들(11a, 11b, 11c)의 선택반사 파장영역은 경화성 네마틱 액정 화합물과 경화성 카이랄 화합물의 혼합비에 따라 결정되는데, 예를 들어, 콜레스테릭 액정필름들의 선택반사 파장영 역 중심파장이 각각 450 ~ 480㎚, 530 ~ 550㎚ 및 590 ~ 610㎚이 되도록 그 혼합비를 조절하면, 3장의 콜레스테릭 액정필름들만을 적층하여도 가시광선 영역을 효율적으로 모두 커버할 수 있다. 콜레스테릭 액정층을 구성하는 각각의 콜레스테릭 액정필름의 적층 순서는 선택반사 파장영역의 중심파장과 무관하며, 자유로이 적층순서를 정할 수 있다.In the cholesteric
한편, 콜레스테릭 액정층(11)의 일면에는 원편광을 선편광으로 변화시키는 λ/4 위상차 필름(13)을 적층한다. λ/4 위상차 필름(13)은 통상적으로 사용되는 λ/4 위상차 필름들이 제한 없이 사용될 수 있다.On the other hand, one side of the cholesteric
또한, 전술한 본 발명의 광대역 반사형 고휘도 편광판(10)의 일면에는 프리즘 패턴을 갖는 코팅막을 더 형성할 수 있다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 프리즘 패턴 코팅막(17)은 보상층(15) 위에 또는 보상층의 반대면, 즉 콜레스테릭 액정층(11) 위에 형성할 수도 있으며, 양면에 동시에 형성할 수도 있다. 프리즘 패턴 코팅막(17)은 종래에 백라이트 유니트에 별도로 조립되어 사용되었던 프리즘 필름의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 프리즘 패턴의 미세 프리즘 구조를 이용하여, 광원으로부터 입사된 빛을 특정방향(특히, 출광면의 법선방향)으로 집광하므로써 백라이트의 효율을 높여준다. 프리즘 패턴의 배열방법 및 형상은 빛을 특정방향으로 집광시킬 수 있다면 제한이 없으며, 예를 들어 일본국 특허공개공보 평10-319216호에 개시된 바와 같이, 삼각형, 반원형, 물결형, 달걀형, 싸이클로이드 형상 등의 패턴을 형성시킬 수 있다. 삼각주 형상의 패턴이 백라이트의 효율을 높이는데 유용한 것으로 알려져 있으므로, 삼각주 형상의 패턴이 특히 선호된다. 프리즘 패턴 코 팅막을 더 형성한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 광대역 반사형 고휘도 편광판은 편광판을 구성하는 콜레스테릭 액정필름들의 선택반사 파장영역의 폭이 넓으므로, 액정필름들을 수개만 적층하여도 가시광선영역이 모두 커버된다. 또한, 프리즘 패턴 코팅막을 채용함에 따라 별도의 프리즘 필름을 조립할 필요가 없으므로, 프리즘 필름을 사용함으로 인해 발생하는 스크래치 및 이물질에 의한 오염의 문제와 계면에서의 빛 손실을 방지할 수 있다.In addition, a coating film having a prism pattern may be further formed on one surface of the broadband reflective high
또한, 전술한 본 발명의 광대역 반사형 고휘도 편광판의 일면에는 광분산 필름(19)을 더 적층할 수 있다. 광분산 필름의 표면에는 입사된 빛을 불특정 방향으로 분산시킬 수 있는 요철이 형성되어 있다. 요철 구조에 의해 입사된 빛이 여러 각도로 분산되므로, 시야각 특성이 개선된다. 필름 표면의 요철 정도를 평가하는 지표로서 통상 Ra 값이 사용된다. Ra는 필름 표면 곡선의 중심선을 기준으로 한 피크(산과 골)의 평균 높이인데, 1.2 내지 1.6인 것이 바람직하다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 광분산 필름은 보상층(15) 위에 또는 보상층의 반대면, 즉 콜레스테릭 액정층(11) 위에 형성할 수도 있으며, 양면에 동시에 형성할 수도 있다. 광분산 필름(19)의 형성방법 및 요철 형상은 빛을 여러 각도의 불특정 방향으로 빛을 분산시킬 수 있다면 제한이 없으며, 예를 들어 필름 표면 자체를 요철 구조로 형성하거나, 다수의 입자를 필름 표면에 혼입시켜 필름 표면에 요철 구조를 형성할 수 있다. 광분산 필름을 더 적층한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 광대역 반사형 고휘도 편광판은 편광판을 구성하는 콜레스테릭 액정필름들의 선택반사 파장영역의 폭이 넓으므로, 액정필름들을 수개만 적층하여도 가시광선영역이 모두 커버된 다. 또한, 편광판의 일면에 적층된 광분산 필름의 표면 요철 구조는 입사된 빛을 불특정 방향으로 분산시키므로 시야각 특성이 개선된다. 더불어, 광분산 필름을 비롯한 모든 구성요소가 일체화되어 있으므로, 계면에서의 빛 손실을 방지할 수 있다.In addition, the
본 발명의 광대역 반사형 고휘도 편광판의 제조방법을 예를 들어 살펴 보면, 다음과 같다.Looking at the manufacturing method of the broadband reflective high brightness polarizing plate of the present invention, for example, as follows.
먼저, 서로 다른 선택반사 파장영역을 갖도록 형성한 다수의 콜레스테릭 액정필름들을 준비한다. 콜레스테릭 액정필름들의 제조는 종래의 공지된 방법들이 제한 없이 채용될 수 있다. 다만, 앞서 설명한 바와 같은 이유로, 상기 화학식 1로 표시되는 경화성 네마틱 액정 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 경화성 카이랄 화합물의 혼합비를 변화시켜 각각 서로 다른 선택반사 파장영역을 갖도록 형성한 다수의 콜레스테릭 액정필름들을 준비하는 것이 바람직하다. 보다 상세히 설명하면, 화학식 1의 경화성 네마틱 액정 화합물과 화학식 2의 경화성 카이랄 화합물을 광개시제와 함께 소정비율로 유기용제에 녹여 기판에 롤코팅한 후, 건조기를 통과시켜 용제를 건조시키면서 액정물질을 배향한 다음, UV 조사를 통해 소정의 선택반사 파장영역을 갖는 콜레스테릭 액정필름을 제조한다. 동일한 방법으로, 화학식 1의 경화성 네마틱 액정 화합물과 화학식 2의 경화성 카이랄 화합물의 혼합비를 달리하여 다른 선택반사 파장영역을 갖는 콜레스테릭 액정필름을 각각 제조한다.First, a plurality of cholesteric liquid crystal films formed to have different selective reflection wavelength ranges are prepared. The production of cholesteric liquid crystal films may be employed without any known methods. However, for the same reason as described above, a plurality of cholesters formed to have different selective reflection wavelength regions by varying the mixing ratio of the curable nematic liquid crystal compound represented by Formula 1 and the curable chiral compound represented by Formula 2 It is preferable to prepare the liquid crystal films. In more detail, the curable nematic liquid crystal compound of Formula 1 and the curable chiral compound of Formula 2 are dissolved in an organic solvent with a photoinitiator at a predetermined ratio, roll coated onto a substrate, and then passed through a dryer to dry the solvent. After the alignment, a cholesteric liquid crystal film having a predetermined selective reflection wavelength range is manufactured by UV irradiation. In the same manner, cholesteric liquid crystal films having different selective reflection wavelength ranges are prepared by varying the mixing ratio of the curable nematic liquid crystal compound of Formula 1 and the curable chiral compound of Formula 2.
이어서, 선택반사 파장영역이 각각 다른 다수의 콜레스테릭 액정필름을 적층하여 광대역 선택반사 파장영역을 갖는 콜레스테릭 액정층을 제조한다. 적층방법은 각각의 콜레스테릭 액정필름들을 일체화시킬 수 있는 방법이라면 제한되지 않으나, 접착제를 이용하여 서로 적층하는 것이 편리하다.Subsequently, a plurality of cholesteric liquid crystal films having different selective reflection wavelength regions are stacked to prepare a cholesteric liquid crystal layer having a wide band selective reflection wavelength region. The lamination method is not limited as long as it can integrate each cholesteric liquid crystal film, but it is convenient to laminate each other using an adhesive.
그런 다음, 제조된 콜레스테릭 액정층의 일면에 λ/4 위상차 필름을 적층한다. 위상차 필름의 적층 방법 역시 접착제를 이용하여 접착하는 방법을 사용하는 것이 편리하다.Then, λ / 4 retardation film is laminated on one surface of the prepared cholesteric liquid crystal layer. It is convenient to use the method of laminating retardation film using an adhesive as well.
그 후, λ/4 위상차 필름의 일면에 보상층을 적층하여 광대역 반사형 편광판을 제조한다. 보상층의 적층 방법 역시 접착제를 이용하여 접착하는 방법을 사용하는 것이 편리하다.Thereafter, a compensation layer is laminated on one surface of the λ / 4 retardation film to manufacture a broadband reflective polarizer. It is convenient to use a method of laminating a compensation layer using an adhesive as well.
선택적으로 광대역 반사형 고휘도 편광판의 일면에 프리즘 패턴 코팅막을 더 형성하는 경우 다음과 같은 단계가 추가된다. 전술한 방법으로 준비한 광대역 반사형 편광판의 일면에 광경화성 수지액을 코팅한다. 광경화성 수지액은 용제를 사용하지 않고 광경화가 가능한 단량체나 올리고머로 이루어진 액상의 수지액을 사용하는 것이 바람직한데, 예를 들어 아크릴레이트계 단량체 및 첨가제를 formulation한 용액을 사용할 수 있다. 특히, 광경화성 수지액으로는 벤젠고리를 많이 함유하는 구조의 올리고머 또는 모노머 및 그들의 혼합물로서 자외선 및 전자선에 의해서 경화되는 수지를 사용하는 것이 더욱 바람직하며, 방향족기를 갖는 다양한 단량체를 사용할 수 있다. 예로서는 비스페놀에이 폴리페닐렌 디아크릴레이트, 디브로모 비스페놀에이(bisphenol A) 폴리에톡시레이트 디아크릴레이트 올리고머 등의 방향족기를 가지는 올리고머와 2-하이드록시-3-페녹시-프로필 아크릴레이트, 비스페놀에이 디에틸렌 디아크릴레이트 등의 방향족기를 가지는 단량체를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 상기 조성물에 상기 올리고머 및/또는 단량체를 경화시키는 광개시제를 첨가하여 사용한다. 코팅방법으로는 그라비아 롤 코팅기, 또는 콤마 코팅기를 이용하여 일정두께의 수지액을 기재에 코팅할 수 있는데, 이 때 코팅기를 통해 기재필름에 올리는 코팅액의 두께는 바람직하게는 10 ~ 45㎛, 더욱 바람직하게는 15 ~ 25㎛이다. 그런 다음, 광경화성 수지액이 코팅된 면을 프리즘 패턴이 양각된 롤에 통과시키면서 광을 조사하여 프리즘 패턴을 형성한다. 도 8에 프리즘 패턴을 형성하는 공정을 도시하였다. 도 8을 참조하면, 광경화성 수지액이 코팅된 면은 프리즘 패턴이 양각된 롤을 통과하면서, 양각된 프리즘 패턴이 광경화성 수지액을 찍어 눌러 패턴을 형상화한다. 한편, 롤의 반대면에 있는 광 조사장치에서는 광을 조사하여 형상화된 패턴을 고정화한다.Optionally, when the prism pattern coating film is further formed on one surface of the broadband reflective high brightness polarizer, the following steps are added. The photocurable resin liquid is coated on one surface of the broadband reflective polarizing plate prepared by the above method. As the photocurable resin solution, it is preferable to use a liquid resin solution composed of monomers or oligomers which can be photocured without using a solvent. For example, a solution in which an acrylate monomer and an additive are formulated can be used. In particular, as the photocurable resin liquid, it is more preferable to use a resin which is cured by ultraviolet rays and electron beams as an oligomer or monomer having a structure containing a lot of benzene rings and mixtures thereof, and various monomers having aromatic groups can be used. Examples include oligomers having aromatic groups such as bisphenol A polyphenylene diacrylate, dibromo bisphenol A polyethoxylate diacrylate oligomer, 2-hydroxy-3-phenoxy-propyl acrylate and bisphenol A. Monomers having an aromatic group, such as diethylene diacrylate, may be used alone or in combination. A photoinitiator for curing the oligomer and / or monomer may be added to the composition. As a coating method, a resin solution having a predetermined thickness may be coated on the substrate using a gravure roll coater or a comma coater. At this time, the thickness of the coating liquid to be raised on the substrate film through the coater is preferably 10 to 45 μm, more preferably. Preferably it is 15-25 micrometers. Then, light is irradiated while passing the surface coated with the photocurable resin liquid through a roll on which the prism pattern is embossed to form a prism pattern. 8 illustrates a step of forming a prism pattern. Referring to FIG. 8, the surface coated with the photocurable resin liquid passes through a roll in which the prism pattern is embossed, and the embossed prism pattern dips the photocurable resin liquid to form a pattern. On the other hand, the light irradiation apparatus on the opposite side of the roll is irradiated with light to fix the shaped pattern.
또한, 선택적으로 광대역 반사형 고휘도 편광판의 일면에 광분산 필름을 더 적층하는 다음과 같은 단계가 추가된다. 전술한 방법으로 준비한 광대역 반사형 편광판의 일면에 광분산 필름을 적층한다. 광분산 필름의 적층 방법 역시 접착제를 이용하여 접착하는 방법을 사용하는 것이 편리하다. 광분산 필름의 제조방법으로는 공지된 제조방법에 따라 압출된 필름 표면을 요철 구조가 양각된 롤에 통과시켜 제조하거나, 대한민국 공개특허공보 제2002-35607호에 개시된 바와 같이 다수의 입자를 필름 표면에 혼입시켜 필름 표면에 요철 구조를 형성할 수 있다.In addition, an optional step of further laminating a light scattering film on one surface of the broadband reflective high brightness polarizer is added. A light scattering film is laminated on one surface of the broadband reflective polarizer prepared by the above method. Laminating method of the light dispersion film is also convenient to use a method of bonding using an adhesive. As a manufacturing method of the light-dispersion film, a film surface extruded according to a known manufacturing method is produced by passing through a roll embossed with a concave-convex structure, or as disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-35607, a film surface It can be incorporated in to form an uneven structure on the film surface.
전술한 본 발명에 따른 광대역 반사형 고휘도 편광판들은 액정표시장치에 구비되어 유용하게 사용될 수 있다.The above-described broadband reflective high luminance polarizers according to the present invention may be usefully provided in a liquid crystal display device.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되어지는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to help understand the present invention. However, embodiments according to the present invention can be modified in many different forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the following examples. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
비교예 1Comparative Example 1
먼저, 다른 선택반사 파장영역을 갖는 콜레스테릭 액정필름 3장을 각각 제조하였다. 경화성 네마틱 액정 화합물(BASF사 LC1057)과 경화성 카이랄 화합물(BASF사 LC756)을 사이클로펜타논에 30중량%의 농도로 용해시켰다. 각각의 콜레스테릭 액정필름 제조시에 첨가된 경화성 카이랄 화합물의 함량은 각각 경화성 네마틱 액정 화합물의 함량 대비 7.7중량%, 6.2중량% 및 5.5중량%이고, 5중량%의 광개시제(IG184, Ciba-Geigy)와 0.2중량%의 레벨링제(BYK361, BYK사)를 첨가제로 첨가하였다. 준비된 용액들을 각각 수평배향막이 도포된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 위에 롤코팅한 후, 건조기에서 용제를 건조시키며 액정을 배향시킨 다음, UV 광조사하여 콜레스테릭 액정필름들을 각각 제조하였다. 건조 조건은 85℃였고, UV 광조사는 300W(중심파장 360㎚) 램프를 사용하였다. 얻어진 각각의 콜레스테릭 액정필름들의 선택반사 영역의 중심파장은 각각 470㎚, 535㎚, 600㎚였다.First, three cholesteric liquid crystal films having different selective reflection wavelength ranges were prepared. The curable nematic liquid crystal compound (LC1057 from BASF) and the curable chiral compound (LC756 from BASF) were dissolved in cyclopentanone at a concentration of 30% by weight. The content of the curable chiral compound added in the preparation of each cholesteric liquid crystal film was 7.7% by weight, 6.2% by weight and 5.5% by weight relative to the content of the curable nematic liquid crystal compound, respectively, and 5% by weight of the photoinitiator (IG184, Ciba). -Geigy) and 0.2% by weight of leveling agent (BYK361, BYK) were added as additives. Each of the prepared solutions was roll coated on a polyethylene terephthalate film coated with a horizontal alignment layer, and then the solvent was dried in the dryer to orient the liquid crystal, and then UV light irradiation was used to prepare cholesteric liquid crystal films, respectively. The drying conditions were 85 ° C., and UV light irradiation used a 300 W (center wavelength 360 nm) lamp. The center wavelengths of the selective reflection regions of the respective cholesteric liquid crystal films obtained were 470 nm, 535 nm, and 600 nm, respectively.
제조된 콜레스테릭 액정필름들을 중심파장이 단파장에서 장파장인 순서대로 접착제를 이용하여 가압접착하였다. 접착제는 용액 형태로서 액정물질 도포시와 마찬가지로 롤코팅 방법에 의해 박막도포 후, 건조기에서 용제를 건조시키고 압착하 였다. 압착 후 일정시간동안 에이징하여 완전 접착시켰다. 적층된 액정필름들의 두께는 약 13마이크론이었다.The prepared cholesteric liquid crystal films were pressure-bonded using an adhesive in the order of the central wavelength from the short wavelength to the long wavelength. The adhesive was in the form of a solution, as in the case of liquid crystal material coating, and after the thin coating, the solvent was dried and pressed in a dryer. After pressing, it was aged for a certain time and completely bonded. The thickness of the stacked liquid crystal films was about 13 microns.
전술한 방법으로 제조한 적층 액정필름의 단파장 면에 감압점착제(Pressure sensitive adhesive, PSA)가 코팅된 λ/4 위상차 필름(두께 50마이크론, 위상차 110nm, Nx:1.5817, Ny:1.5795, Nz:1.5778)을 상온에서 압착하여, 광대역 반사형 고휘도 편광판을 제조하였다.Λ / 4 retardation film (50 microns thick, 110 nm retardation, Nx: 1.5817, Ny: 1.5795, Nz: 1.5778) coated with a pressure sensitive adhesive (PSA) on the short wavelength surface of the laminated liquid crystal film prepared by the above-described method. Was pressed at room temperature to prepare a broadband reflective high brightness polarizing plate.
실시예Example 1 One
경화성 네마틱 액정 화합물과 경화성 카이랄 화합물을 각각 종래의 Merck사 RMS 02 및 Merck사 RMS 03을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 적층 액정필름을 제조하였다.A laminated liquid crystal film was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1 except that the curable nematic liquid crystal compound and the curable chiral compound were each used with Merck's RMS 02 and Merck's RMS 03, respectively.
전술한 방법으로 제조한 적층 액정필름의 단파장 면에 감압점착제(Pressure sensitive adhesive, PSA)가 코팅된 λ/4 위상차 필름(두께 50마이크론, 위상차 110nm, Nx:1.5817, Ny:1.5795, Nz:1.5778)을 상온에서 압착하였다.Λ / 4 retardation film (50 microns thick, 110 nm retardation, Nx: 1.5817, Ny: 1.5795, Nz: 1.5778) coated with a pressure sensitive adhesive (PSA) on the short wavelength surface of the laminated liquid crystal film prepared by the above-described method. Was pressed at room temperature.
마지막으로, λ/4 위상차 필름 위에 감압점착제(Pressure sensitive adhesive, PSA)가 코팅된 보상층(두께 3 마이크론, Nx: 1.5270, Ny:1.5270, Nz:1.6597)을 상온에서 압착하여 광대역 반사형 고휘도 편광판을 제조하였다.Finally, a compensation layer (Pressure sensitive adhesive (PSA) coated with a pressure sensitive adhesive (PSA) on a λ / 4 retardation film (thickness 3 microns, Nx: 1.5270, Ny: 1.5270, Nz: 1.6597) was pressed at room temperature to provide a broadband reflective high brightness polarizer. Was prepared.
실시예 2Example 2
상기 비교예 1에서 제조된 광대역 반사형 고휘도 편광판의 λ/4 위상차 필름 위에 감압점착제(Pressure sensitive adhesive, PSA)가 코팅된 보상층(두께 3 마이크론, Nx: 1.5270, Ny:1.5270, Nz:1.6597)을 상온에서 압착하여 광대역 반사형 고휘도 편광판을 제조하였다.Compensation layer (Pressure sensitive adhesive, PSA) coated on the λ / 4 retardation film of the broadband reflective high brightness polarizing plate prepared in Comparative Example 1 (thickness 3 microns, Nx: 1.5270, Ny: 1.5270, Nz: 1.6597) Was pressed at room temperature to prepare a broadband reflective high brightness polarizer.
전술한 방법으로 제조한 실시예 2 및 비교예 1의 편광판의 색좌표 편차를 구해본 결과, 보상층을 사용한 실시예 2의 편광판이 비교예 1의 편광판보다 각도에 따른 색좌표 편차가 적음을 확인하였다.As a result of obtaining the color coordinate deviations of the polarizing plates of Example 2 and Comparative Example 1 manufactured by the above-described method, it was confirmed that the polarizing plate of Example 2 using the compensation layer had less color coordinate deviations depending on the angle than the polarizing plate of Comparative Example 1.
실시예 1 및 실시예 2에 따른 편광판의 선택반사영역 스펙트럼을 각각 도 9 및 도 10에 나타냈다. 도 10를 살펴 보면, 본 발명에 따른 경화성 네마틱 액정 화합물과 경화성 카이랄 화합물로 형성된 콜레스테릭 액정필름들을 적층시킨 편광판은 선택반사 영역의 폭이 넓어 3개의 액정필름만을 적층하여도 가시광선영역을 모두 커버하고 있음을 알 수 있다. 그러나, 도 9에 나타난 바와 같이, 통상적인 네마틱 액정 화합물과 카이랄 화합물로 형성된 콜레스테릭 액정필름들을 적층시킨 실시예 1의 편광판은 커버하지 못하는 가시광선 영역대가 존재하여 고휘도 특성을 달성하는데 문제가 있음을 알 수 있다. 실제로, 실시예 1과 실시예 2의 편광판을 액정표시장치의 패널에 장착하여 휘도를 측정한 결과, 반사형 편광판을 사용하지 않았을 때의 휘도를 100이라고 할 때, 실시예 2의 편광판을 장착시의 휘도는 135, 실시예 1의 편광판을 장착시의 휘도는 125로 나타났다.Selective reflection region spectra of the polarizing plates of Example 1 and Example 2 are shown in FIGS. 9 and 10, respectively. Referring to FIG. 10, the polarizing plate in which the cholesteric liquid crystal films formed of the curable nematic liquid crystal compound and the curable chiral compound according to the present invention is laminated has a wide range of selective reflection region, so that only the three liquid crystal films are stacked. You can see that they cover all of them. However, as shown in FIG. 9, the polarizing plate of Example 1, in which a cholesteric liquid crystal film formed of a conventional nematic liquid crystal compound and a chiral compound is laminated, has a visible light band which cannot cover, thereby achieving a high brightness characteristic. It can be seen that there is. In fact, as a result of measuring the luminance by attaching the polarizing plates of Example 1 and Example 2 to the panel of the liquid crystal display device, when the luminance when the reflective polarizing plate is not used is 100, the polarizing plate of Example 2 is mounted. The luminance of the lens was 135, and the luminance of the polarizing plate of Example 1 was 125.
실시예Example 3 3
실시예 2에 따라 제조한 광대역 반사형 편광판의 위상차 필름 부착 면에 자 외선 경화성 수지액을 코팅하였다. 자외선 경화성 수지액 조성물은 비스페놀에이(bisphenol A) 폴리페닐렌 디아크릴레이트 올리고머 60 중량%, 2-하이드록시-3-페녹시-프로필 아크릴레이트 모노머 40 중량%의 경화성 조성물에 개시제로 머크(Merck社) 개시제 "Darocure 1173"을 경화형 조성물의 전체 함량에 대하여 3 중량% 를 혼합한 것이다.The ultraviolet-ray curable resin liquid was coated on the retardation film attachment surface of the broadband reflective polarizing plate prepared according to Example 2. The UV curable resin liquid composition is composed of 60% by weight of bisphenol A polyphenylene diacrylate oligomer and 40% by weight of 2-hydroxy-3-phenoxy-propyl acrylate monomer as an initiator. ) 3% by weight of the initiator "Darocure 1173" based on the total content of the curable composition.
이어서, 도 8에 도시된 공정을 통해 자외선 경화성 수지액을 30㎛의 두께로 코팅하고 패턴을 찍으면서 UV 경화장치를 통해서 프리즘부의 정각을 고정화하여 프리즘 패턴 코팅막이 형성된 광대역 반사형 고휘도 편광판을 제조하였다. 제조된 프리즘 부의 굴절률은 1.60이고 프리즘의 정각이 90도이었다.Subsequently, the UV curable resin solution was coated with a thickness of 30 μm through the process shown in FIG. 8 and the pattern was imprinted to fix the right angle of the prism portion through a UV curing apparatus, thereby manufacturing a broadband reflective high brightness polarizing plate having a prism pattern coating film. . The prepared prism portion had a refractive index of 1.60 and a prism right angle of 90 degrees.
실시예Example 4 4
프리즘 패턴 코팅막을 위상차필름 부착 면의 반대면에 형성한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 프리즘 패턴 코팅막이 형성된 광대역 반사형 고휘도 편광판을 제조하였다.A broadband reflective high brightness polarizing plate having a prism pattern coating film was prepared in the same manner as in Example 3 except that the prism pattern coating film was formed on the opposite side of the retardation film attachment surface.
실시예 3 및 실시예 4의 프리즘 패턴 코팅막이 형성된 광대역 반사형 고휘도 편광판을 액정표시장치에 장착시, 실시예 1의 광대역 반사형 고휘도 편광판에 통상적인 프리즘 필름(3M사 BEF-II)를 얹어 장착한 액정표시장치보다 약 3% 정도 휘도가 향상됨을 확인하였다.When attaching the broadband reflective high brightness polarizer having the prism pattern coating films of Examples 3 and 4 to the liquid crystal display device, a conventional prism film (3M BEF-II) was mounted on the broadband reflective high brightness polarizer of Example 1 It was confirmed that the luminance was improved by about 3% compared to one LCD.
참고예Reference Example 5 5
감압점착제(Pressure sensitive adhesive, PSA)가 코팅된 λ/4 위상차 필름으로서, 두께가 50마이크론이고 위상차가 135㎚(Teijin사)인 필름을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 광대역 반사형 고휘도 편광판을 제조하였다.Λ / 4 retardation film coated with a pressure sensitive adhesive (PSA), having a thickness of 50 microns and a phase difference of 135 nm (Teijin), except for using a broadband reflective type in the same manner as in Comparative Example 1 A high brightness polarizing plate was prepared.
참고예Reference Example 6 6
압출된 필름 표면을 요철 구조가 양각된 롤에 통과시켜 제조한 광분산 필름(Ra 값이 1.4인 폴리카보네이트 압출필름, GE사)을 참고예 5의 위상차 필름 위에 접착, 적층하여 광분산 필름이 적층된 광대역 반사형 고휘도 편광판을 제조하였다.A light dispersion film (polycarbonate extruded film having a Ra value of 1.4, GE Corporation) manufactured by passing the extruded film surface through a roll having an uneven structure is bonded and laminated on the phase difference film of Reference Example 5 to laminate the light dispersion film. The prepared broadband reflective high brightness polarizer was prepared.
도 11은 참고예 5 및 6에 따른 광대역 반사형 고휘도 편광판의 시야각 특성을 나타낸 그래프이다. 도 11에 나타난 바와 같이, 광분산 필름을 적층한 참고예 6의 광대역 반사형 고휘도 편광판의 시야각 특성이 광분산 필름을 적층하지 않은 참고예 5의 광대역 반사형 고휘도 편광판의 시야각 특성보다 더욱 우수함을 알 수 있다.FIG. 11 is a graph illustrating viewing angle characteristics of a broadband reflective high brightness polarizer according to Reference Examples 5 and 6. FIG. As shown in FIG. 11, it was found that the viewing angle characteristic of the broadband reflective high luminance polarizing plate of Reference Example 6 in which the light dispersion film was laminated was superior to the viewing angle characteristics of the broadband reflective high luminance polarizing plate of Reference Example 5 in which the light dispersion film was not laminated. Can be.
본 발명의 광대역 반사형 고휘도 편광판은, 콜레스테릭 액정층 및 λ/4 위상차 필름에서의 시야각에 따라 휘도가 저하되거나 색이 변화하는 광 왜곡의 문제를 해결하여, 시야각이 변하여도 휘도 및 색상의 편차가 적어 우수한 시야각 특성을 나타낸다.The broadband reflective high-brightness polarizing plate of the present invention solves the problem of optical distortion in which the luminance decreases or the color changes depending on the viewing angle in the cholesteric liquid crystal layer and the λ / 4 retardation film. It has little variation and shows excellent viewing angle characteristics.
더불어, 본 발명의 광대역 반사형 고휘도 편광판은, 앞서 설명한 바와 같은 상기 화학식 1의 경화성 네마틱 액정 화합물과 화학식 2의 경화성 카이랄 화합물을 사용함으로써, 콜레스테릭 액정층을 구성하는 콜레스테릭 액정필름들의 선택반사 파장영역의 폭이 넓어져, 액정필름들을 수개만 적층하여도 가시광선영역이 모두 커버된다. 이에 따라, 제조된 광대역 반사형 고휘도 편광판의 두께도 비교적 얇게 되어 액정표시장치에 사용시 휘도향상 특성이 극대화되며, 제조공정 또한 단축되어 경제성이 있다.In addition, the broadband reflective high brightness polarizing plate of the present invention is a cholesteric liquid crystal film constituting the cholesteric liquid crystal layer by using the curable nematic liquid crystal compound of Formula 1 and the curable chiral compound of Formula 2 as described above. As the selective reflection wavelength range of these films becomes wider, even if only a few liquid crystal films are stacked, all visible light ranges are covered. Accordingly, the thickness of the manufactured broadband reflective high brightness polarizer is also relatively thin, thereby maximizing luminance improvement when used in the liquid crystal display device, and the manufacturing process is also shortened and economical.
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