KR20200050716A - 편광판 - Google Patents

Abstract

본 출원은, 편광판 및 그 용도에 대한 것이다. 본 출원은, 유기발광장치 등의 반사성 디스플레이에서 휘도 손실을 없애거나 최소화하면서 반사에 의한 콘트라스트 및 시인성의 저하와 고스트 이미지와 림플 이미지의 인식 문제를 해결할 수 있는 편광판을 제공할 수 있다.

Description

편광판{Polarizing Plate}

본 출원은, 편광판에 관한 것이다.

유기발광장치는, 저전압으로 구동이 가능하고, 얇게 제조할 수 있으며, 응답 속도 측면 등에서도 장점을 가지는 장치이다.

유기발광장치는 통상 반사성을 가지는 전극 소재를 포함한다. 반사성의 전극 소재에 의한 반사는 콘트라스트나 시인성을 저하시키기 때문에, 흡수형 편광층과 1/4 위상차판으로 구성되는 편광판(소위 원편광판으로도 호칭되고 있다.)이 유기발광장치에 적용되고 있다.

그렇지만, 상기 편광판은 흡수형 편광층의 흡수에 의해서 투과율이 떨어지고, 휘도를 감소시키다. 이러한 점을 보완하기 위해 편광판에 반사형 편광층을 도입하는 기술이 검토되었다. 그렇지만, 편광판에 반사형 선형 편광층을 도입하면, 장치 내부에서의 반사 경로에 의해서 소위 고스트 이미지(Ghost image)가 인식되거나, 립플 이미지(ripple image)가 인식된다. 즉, 상기와 같은 고스트 이미지나 림플 이미지는, 유기발광장치의 구조상 반사형 편광층이 도입되면, 유기발광장치의 반사층(반사 전극 등)과 반사형 편광층의 사이의 간격이 형성되고, 이에 따라 시야각에 따라서는 1차 투과 화질과 2차 투과 화질의 경로의 차이가 발생하기 때문에 발생하는 것으로 생각된다.

본 출원은, 편광판에 대한 것이다. 본 출원은, 유기발광장치 등의 반사성 디스플레이에서 휘도 손실을 없애거나 최소화하면서 반사에 의한 콘트라스트 및 시인성의 저하 및 고스트 이미지와 림플 이미지의 인식을 해결할 수 있는 편광판을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.

특별히 달리 규정하지 않는 한, 본 명세서에서 언급하는 위상차, 굴절률 및/또는 굴절률 이방성 등의 기준 파장은 약 550 nm이다.

특별히 달리 규정하지 않는 한, 본 명세서에서 각도를 정의하면서 사용하는 용어 수직, 수평, 직교 및 평행은 실질적인 의미에서의 수직, 수평, 직교 및 평행으로서, 대략 ±10도 이내, ±9도 이내, ±8도 이내, ±7도 이내, ±6도 이내, ±5도 이내, ± 4도 이내, ±3도 이내, ±2도 이내 또는 ±1도 이내의 오차를 포함할 수 있다.

예시적인 본 출원의 편광판은, 적어도 흡수형 편광층, 반사형 편광층 및 액정층을 포함할 수 있다. 상기에서 흡수형 및 반사형 편광층은 각각 흡수형 선형 편광층 및 반사형 선형 편광층일 수 있다. 따라서, 상기 흡수형 편광층은 일 방향으로 형성된 투과축과 그와는 다른 방향으로 형성된 흡수축을 가지고, 상기 투과축과 평행한 편광은 투과시키고, 상기 흡수축과 평행한 편광은 흡수할 수 있다. 유사하게, 상기 반사형 편광층은 일 방향으로 형성된 투과축과 그와는 다른 방향으로 형성된 반사축을 가지고, 상기 투과축과 평행한 편광은 투과시키고, 상기 반사축과 평행한 편광은 흡수할 수 있다.

이에 제한되는 것은 아니지만, 통상 흡수형 편광층에서 투과축과 흡수축은 서로 수직으로 위치하고, 반사형 편광층에서 투과축과 반사축은 서로 수직으로 위치한다.

본 출원의 편광판에서 상기 반사형 편광층은 상기 흡수형 편광층의 하부에 위치할 수 있고, 상기 액정층은, 상기 흡수형 또는 반사형 편광층의 상부 또는 하부에 위치할 수 있다.

본 명세서에서 위치를 지칭하는 하부는, 상기 흡수형 편광층에서 상기 반사형 편광층으로 향하는 방향을 의미하고, 상부는 그 반대 방향을 의미한다. 일 예시에서 상기 하부는, 본 출원의 편광판이 유기발광장치 등의 디스플레이 장치에 적용되었을 때에 상기 편광판에서 상기 디스플레이 장치로 향하는 방향과 일치할 수 있다.

본 명세서에서 용어 편광층은 반사형 또는 흡수형 편광 기능을 가지는 필름, 시트 또는 소자를 의미한다. 편광층은 여러 방향으로 진동하는 입사광으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 광을 추출할 수 있는 기능성 소자이다.

본 출원에서 흡수형 편광층으로는, 흡수형 선형 편광층을 사용할 수 있다. 이러한 편광층으로는, 대표적으로 PVA(poly(vinyl alcohol)) 편광층이 알려져 있고, 이러한 편광층이 본 출원에서 적용될 수 있지만, 본 출원에서 적용될 수 있는 편광층의 종류가 상기 PVA 편광층에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 수평 배향된 상태로 중합된 액정 화합물과 이색성 염료를 포함하는 편광층으로서, 소위 코팅형 편광층으로 공지된 편광층도 본 출원에서 적용될 수 있다.

상기와 같은 편광층들은 다양하게 공지되어 있고, 그러한 편광층의 제조 방법이나 입수 방법도 잘 알려져 있다. 본 출원에서는 특별한 제한 없이 이러한 공지의 편광층들이 적용될 수 있다.

상기 적용되는 흡수형 편광층의 두께에는 특별한 제한은 없고, 공지의 편광층이 가지는 두께를 가질 수 있다. 통상 상기 편광층의 두께는 대략 0.5μm 내지 30μm의 범위 내일 수 있다.

본 출원의 편광판에서 상기 흡수형 편광층의 하부에는 반사형 편광층이 존재하며, 이는 전술한 반사형 선형 편광층일 수 있다. 이러한 반사형 편광층의 존재에 의해 상기 흡수형 편광층의 휘도 손실을 보완할 수 있다.

위와 같은 효과를 위해서는 상기 흡수형 편광층의 흡수축과 반사형 편광층의 투과축이 서로 수직할 필요가 있다. 따라서, 상기 흡수형 편광층의 흡수축과 상기 반사형 편광층의 투과축이 이루는 각도는 대략 80도 내지 100도의 범위 내일 수 있다. 상기 각도는 다른 예시에서 약 85도 이상 또는 95도 이하이거나, 대략 90도일 수 있다.

이와 같은 배치에 의해서 휘도의 손실이 보완되는 원리를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 반사 전극(18)과 발광층(15)을 가지는 유기발광장치(10)에 상기 흡수형 편광층(34)과 반사형 편광층(33)을 포함하는 편광판(30)이 위치한 경우의 모식도이다. 통상 유기발광장치에 적용된 편광판(30)은 도면과 같이 1/4 위상차층(32)을 포함한다. 용어 1/4 위상차층의 의미는 업계에 공지된 바와 같이 입사광을 입사광 파장의 1/4배 지연시키는 광학 필름이며, 입사광의 편광과 상기 위상차층의 지상축이 대략 40도 내지 50도의 범위의 각도를 이룰 때에 선형 편광을 원형 편광으로 변화시키고, 원형 편광은 선형 편광으로 변환시킬 수 있다. 도 1와 같은 배치에서 시인측(편광판이 존재하는 위치)을 향하여 외부에서 입사하는 광(221)의 일부는 편광판에서 반사되고, 나머지 입사광이 흡수형 편광층(34)에 입사하는데, 이 과정에서 대략 50% 정도의 입사광은 상기 편광층(34)에 흡수되고, 나머지 입사광이 상기 편광층(34)의 투과축과 평행한 선형 편광 상태의 광(220)으로 편광층(34)을 투과한다. 상기 편광층(34)의 흡수축와 반사형 편광층(33)의 투과축이 수직이면, 상기 선형 편광들(220)은 반사형 편광층(33)도 통과한다. 그 후 상기 반사형 편광층(33)을 통과한 입사광은 1/4 위상차층(32)을 거치면서 원 편광(240)이 되고, 반사 전극(18)에서 반사되는데, 이 과정에서 원 편광의 회전 방향이 역전되어 다른 회전 방향의 원편광(250)이 된다. 상기 원편광(250)은, 1/4 위상차층(32)을 통과하면서 선형 편광(260)이 되는데, 이 때의 선형 편광(260)은 당초 입사된 입사광(221)의 편광 방향과는 수직한 선형 편광(260)이며, 그 결과 반사형 편광층(33)에 의해 반사된다. 상기 반사광(270)은 다시 1/4 위상차층(33)에 의해 원 편광(280)이 되어 반사 전극(18)에 의해 다시 반사된다. 이 과정에서 원 편광은 회전 방향이 또 역전된 원편광(290)이 되고, 이 원편광(290)이 1/4 위상차층(32)을 거친 후의 광(300)은 반사형 편광층(33)을 투과할 수 있고, 외부로 추출된다. 이와 같은 일련의 과정에서 외부에서의 입사광의 상당 부분이 소실되고, 입사된 광 중에 일부만이 외부로 추출되고, 그에 의해 반사에 의한 콘트라스트 내지는 시인성의 저하가 완화된다.

발광층(15)에서의 광은 상기 1/4 위상차층(32)을 거쳐서 반사형 편광층(33)에 입사한다. 입사된 광 중에서 반사형 편광층(33)의 투과축과 평행한 광(410)이 상기 편광층(33)을 투과한 후에 흡수형 편광층(34)에 입사되고, 반사축와 평행한 광(420)은 반사된다. 흡수형 편광층(34)의 흡수축과 반사형 편광(33)층의 투과축이 평행하기 때문에 반사형 편광층(33)을 투과한 광(410)은 편광층(34)을 통과하여 외부로 방출된다. 상기 반사된 광(420)은 1/4 위상차층(32)에 의해 원 편광(430)이 되고, 이는 반사 전극(18)에 반사되어 회전 방향이 역전된 원편광(440)이 된 후에 1/4 위상차층(32)에 의해 선형 편광(450)이 된다. 상기 회전 방향의 역전에 의해서 상기 선형 편광(450)의 편광 방향은 반사형 편광층(33)의 투과축과 평행하게 되고, 따라서 외부로 방출될 수 있다. 이와 같은 과정에 의해서 당초 흡수형 편광층(34)에 흡수되어 소실될 광도 외부로 방출될 수 있고, 이를 통해 휘도를 개선할 수 있다.

본 출원에서 상기와 같은 작용을 할 수 있는 반사형 선형 편광자의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 위와 같은 작용을 할 수 있는 것으로 알려진 편광층에는 소위 유방성 액정층(Lyotropic Luquid Crystal Layer), 와이어 그리드 편광층(Wire Grid Polarizing Layer) 또는 이중휘도향상 필름(DBEF: Double Bright Enhancement Film) 등이 알려져 있는데, 이러한 반사형 편광층이 모두 본 출원에서 적용 가능하다. 또한, 다른 예시로서 콜레스테릭 액정층(Cholesteric Liquid Crystal Layer)과 1/4 위상차층이 조합된 적층체도 반사형 선형 편광층으로 사용될 수 있다. 통상 상기 콜레스테릭 액정층은, 좌원 편광 및 우원 편광 중 어느 하나는 반사하고, 다른 하나는 투과시키는 액정층이다. 떠라서, 이러한 액정층을 상기 1/4 위상차층과 적절히 조합시키면, 반사형 선형 편광층을 구현할 수 있다.

상기 반사형 편광층은 상기 흡수형 편광층의 하부에 존재하는데, 이 때 상기 2개의 편광층은 서로 접하고 있거나, 혹은 상기 2개의 편광층의 사이에 다른 층이 존재할 수 있다. 이 때 상기 다른 층으로는, 접착제층, 점착제층 또는 후술하는 액정층 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 적용되는 반사형 편광층의 두께에는 특별한 제한은 없고, 공지의 편광층이 가지는 두께를 가질 수 있다. 통상 상기 편광층의 두께는 대략 0.5μm 내지 200μm의 범위 내일 수 있다.

본 출원의 편광판에서는 상기 흡수형 편광층의 상부 또는 하부 또는 상기 반사형 편광층의 상부 또는 하부에 특정 액정층이 추가로 위치한다. 이 액정층과 상기 편광층과 직접 접하고 있거나, 혹은 상기 액정층과 편광층의 사이에는 접착제층이나 점착제층 또는 기타 다른 층이 위치하고 있을 수도 있다.

상기 액정층은, 수직 배향 상태로 중합된 액정 화합물과 이색성 염료를 포함할 수 있다. 상기 액정층은 다른 예시에서 게스트 호스트(Guest Host)층으로 불리울 수도 있다. 게스트 호스트층은, 배향된 액정 호스트와 상기 액정 호스트의 배향 방향에 따라 정렬된 이색성 염료 게스트를 포함하는 층이다. 따라서, 상기 액정층은 상기 수직 배향된 상태로 중합되어 상기 배향 상태가 고정된 액정 화합물과 상기 액정 화합물의 배향에 따라 역시 수직 방향으로 정렬되어 있는 이색성 염료를 포함할 수 있다.

이미 기술한 원리에 의해서 반사형 편광층이 존재하면, 종래의 원편광판이 적용된 경우 대비 휘도가 큰 폭으로 개선될 수 있다. 그렇지만, 도면에서 본 바와 같이 상기 과정에서 광은 반사 전극이나 반사형 편광층 또는 장치 내의 픽셀 구조 등에 의해 복수회 반사되는 재활용 경로를 거치게 된다. 이러한 재활용 경로가 경사각에서도 동일하게 나타내게 되면, 소위 고스트 이미지나 림플 이미지가 인식되는 문제점이 있다. 그렇지만, 본 출원에서는 상기 게스트 호스트층에 의해 상기와 같은 문제를 해결할 수 있다.

상기 액정층에 포함되는 중합성 액정 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 업계에서는 소위 RM(Reactive Mesogen)으로 호칭되는 화합물로서, 제어된 배향 상태에서 중합되어 그 배향 상태가 고정될 수 있는 중합성 액정 화합물이 다양하게 알려져 있으며, 본 출원에서는 이와 같은 액정 화합물이 대부분 사용될 수 있다.

하나의 예시에서 본 출원에서는 상기와 같은 액정 화합물로서, 네마틱(Nematic) 액정 화합물 또는 스멕틱(Smectic) 액정 화합물 등을 적용할 수 있다. 이러한 액정 화합물은 보다 효과적으로 수직 배향 구조를 형성하고, 그에 의해 본 출원의 목적에 적합한 특성을 나타낼 수 있다. 통상적으로 상기 네마틱 및/또는 스멕틱 액정 화합물로는 굴절률 이방성이 대략 0.02 내지 0.3 의 범위 내에 있는 화합물이 적용될 수 있다.

중합성 액정 화합물의 수직 배향 상태는 실질적 수직 배향 상태이다. 따라서, 상기 액정층은 어느 정도의 면내 위상차를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 액정층은, 면내 위상차가 약 0nm 내지 10nm의 범위 내일 수 있다. 상기 면내 위상차는 다른 예시에서 약 9 nm 이하, 8 nm 이하, 7 nm 이하, 6 nm 이하, 5 nm 이하, 4 nm 이하, 3 nm 이하, 2 nm 이하 또는 1 nm 이하일 수 있다.

본 명세서에서 언급하는 용어 면내 위상차는 하기 수식 A로 계산되는 수치이다.

[수식 A]

Rin = d × (nx - ny)

수식 A에서 Rin은 면내 위상차이고, d는 액정층 혹은 위상차층의 두께이며, nx는 액정층 혹은 위상차층의 면내 지상축과 평행한 방향의 굴절률이고, ny는 액정층 혹은 위상차층의 면내 진상축과 평행한 방향의 굴절률이다.

상기 액정층은, 상기 수직 배향된 액정 화합물의 배향에 따라 정렬된 이색성 염료(Dichroic Dye)를 포함한다.

본 명세서에서 용어 염료는 가시광 영역의 광(대략 400 내지 700 nm 파장 범위 내의 광)의 전체 혹은 그 중 적어도 일부의 광을 집중적으로 흡수 및/또는 변형시킬 수 있는 물질을 의미하고 용어 이색성 염료(Dichroic Dye)는 상기와 같은 광의 흡수 및/또는 변형이 이방성을 가지는 경우의 물질을 의미할 수 있다.

이러한 이색성 염료로는, 소위 게스트 물질로 사용될 수 있는 것으로 알려진 모든 염료가 적용될 수 있다. 이색성 염료로는 아조계 이색성 염료 또는 안트라퀴논계 이색성 염료 등이 알려져 있고, 본 출원에서는 이러한 공지의 이색성 염료 중에서 일종 또는 이종 이상이 목적에 적합하도록 선택되어 사용될 수 있다.

본 출원에서 적용되는 상기 이색성 염료는 최대 흡수 파장이 380 nm 내지 780 nm의 범위 내에 있는 염료일 수 있다. 상기 이색성 염료의 최대 흡수 파장은, 유기발광장치의 종류나 기타 다른 요소에 의해서 고스트 이미지 내지는 림플 이미지의 주요한 원인이 되는 재활용 광에 따라서 변경될 수 있다. 상기 이색성 염료의 최대 흡수 파장은 상기 범위 내의 파장 중 어느 한 파장이거나, 상기 범위 내의 일부 영역 범위 내의 파장이거나, 혹은 상기 380 nm 내지 780 nm의 전체 영역일 수도 있다. 일정 범위 내에서 최대 흡수 파장을 가지도록 하기 위해서 필요하다면, 2종 이상의 이색성 염료가 동시에 액정층에 적용될 수도 있다.

이색성 염료가 상기와 같이 도입된 액정층은, 이색비(Dichroic ratio)가 2 내지 100의 범위 내일 수 있다. 액정층의 이색비는, 액정층의 측면 방향의 흡수율(도 10에서 100을 액정층이라고 할 때에, X축 또는 Y축 방향과 평행한 방향에서의 흡수율)을 액정층의 법선 방향의 흡수율(도 10에서 100을 액정층이라고 할 때에, Z축 방향과 평행한 방향에서의 흡수율)로 나눈 값 혹은 액정층의 법선 방향과 평행한 선편광(도 10에서 100을 액정층이라고 할 때에, Z축 방향과 평행한 선편광)에 대한 상기 액정층의 흡수율을 액정층의 법선 방향과 수직한 방향과 평행한 선편광(예를 들어, 도 10에서 100을 액정층이라고 할 때에, X축 또는 Z축 방향과 평행한 선편광)에 대한 상기 액정층의 흡수율로 나눈 값으로 정의될 수 있다. 이러한 이색비를 확인하는 방식은 공지이며, 예를 들면 후술하는 투과율의 비율을 통해 예상할 수 있다. 상기 이색비는 380 nm 내지 780 nm의 범위 내의 어느 한 파장을 기준으로 하거나, 혹은 상기 범위 전체를 기준으로 하거나, 혹은 상기 범위 내에서의 일정 영역의 파장을 기준으로 하여 측정할 수 있으며, 일 예시에서는 액정층에 도입된 이색성 염료의 최대 흡수 파장 또는 약 550 nm를 기준으로 하여 측정할 수 있다. 상기 이색비는 다른 예시에서 4 이상, 6 이상, 8 이상, 10 이상, 12 이상, 14 이상, 16 이상, 20 이상, 22 이상, 24 이상, 26 이상, 28 이상, 30 이상, 32 이상, 34 이상, 36 이상, 38 이상, 40 이상, 42 이상, 44 이상, 46 이상, 48 이상, 50 이상, 52 이상, 54 이상, 56 이상, 58 이상, 60 이상, 62 이상, 64 이상, 66 이상, 68 이상, 70 이상, 72 이상, 74 이상, 76 이상, 78 이상, 80 이상, 82 이상, 84 이상, 86 이상 또는 88 이상이거나, 98 이하, 96 이하, 94 이하, 92 이하, 90 이하, 88 이하, 86 이하, 84 이하, 82 이하, 80 이하, 78 이하, 76 이하, 74 이하, 72 이하, 70 이하, 68 이하, 66 이하, 64 이하, 62 이하, 60 이하, 58 이하, 56 이하, 54 이하, 52 이하, 50 이하, 48 이하, 46 이하, 44 이하, 42 이하, 40 이하, 38 이하, 36 이하, 34 이하, 32 이하, 30 이하, 28 이하, 26 이하, 24 이하, 22 이하, 20 이하, 18 이하, 16 이하, 14 이하, 12 이하 또는 10 이하 정도일 수도 있다.

상기 액정층은 또한 상기 액정층의 법선 방향(즉, 도 10의 100을 액정층이라고 할 때에 Z축과 평행한 방향)에서의 투과율(T₀)과 경사각 50도 방향(도 10의 100을 액정층이라고 할 때에 Z축과 50도를 이루는 방향과 평행한 방향)에서의 투과율(T₅₀)의 비율(100×T₅₀/T₀)이 85% 이하일 수 있다. 상기 비율(100×T₅₀/T₀)은 다른 예시에서 대략 80% 이하, 75% 이하, 70% 이하, 65% 이하, 60% 이하 또는 55% 이하이거나, 10% 이상, 15% 이상, 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 40% 이상, 45% 이상 또는 50% 이상 정도일 수 있다. 상기에서 액정층의 법선 방향(즉, 도 10의 100을 액정층이라고 할 때에 Z축과 평행한 방향)에서의 투과율(T₀)은, 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상 또는 85% 이상이거나, 100% 이하, 95% 이하 또는 90% 이하일 수 있다. 상기 투과율 혹은 그 비율은 공지의 투과율 측정 장비, 예를 들면, Axoscan 장비를 사용하여 측정할 수 있다. 상기 투과율 혹은 그 비율은 380 nm 내지 780 nm의 범위 내의 어느 한 파장을 기준으로 하거나, 혹은 상기 범위 전체를 기준으로 하거나, 혹은 상기 범위 내에서의 일정 영역의 파장을 기준으로 하여 측정할 수 있으며, 일 예시에서는 액정층에 도입된 이색성 염료의 최대 흡수 파장 또는 약 550 nm를 기준으로 하여 측정할 수 있다.

위와 같은 최대 흡수 파장, 이색비, 투과율 및/또는 투과율 비율을 가지는 이색성 염료의 적용을 통해 고스트 이미지 및/또는 림플 이미지의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

상기 액정층(게스트 호스트층)은, 상기 중합성 화합물 100 중량부 대비 대략 1 내지 40 중량부의 상기 이색성 염료를 포함할 수 있고, 이러한 범위에서 목적이 적합하게 달성될 수 있다. 그렇지만, 상기 이색성 염료의 함량은 본 출원의 하나의 예시이며, 구체적인 함량은 전술한 이색비, 투과율 및/또는 투과율의 비율을 만족하도록 제어될 수 있다.

이와 같은 액정층의 두께에는 특별한 제한은 없으며, 통상 0.1 μm 내지 20 μm의 범위 내에서 목적하는 효과가 적절하게 확보되지만, 이 범위는 구체적인 적용 형태, 예를 들면, 편광판이 적용되는 유기발광장치의 크기 등에 따라서 조절될 수 있다.

상기 액정층은 공지의 방식으로 형성할 수 있다. 예를 들면, 전술한 중합성 액정 화합물과 이색성 염료를 포함하는 코팅액 등을 적절한 배향성 표면상에 도포하고, 배향시킨 상태로 상기 중합성 액정 화합물을 중합시킴으로써, 상기 액정층을 형성할 수 있다. 이러한 방식에서 적용될 수 있는 상기 배향성 표면, 예를 들면, 수직 배향막 등은 공지의 구성이며, 이러한 구성을 적절하게 선택할 수 있다.

상기 편광판은 따라서 상기 액정층을 지지하는 기재 필름 및/또는 상기 액정층의 배향을 조절한 배향막을 추가로 포함할 수 있다. 다만, 예를 들어, 상기 액정층을 전사 방식 등으로 편광판에 형성하는 경우에는 상기 기재 필름 및/또는 액정층은 포함되지 않을 수도 있다.

본 출원의 편광판은, 상기 구성을 기본적으로 가지고, 추가적인 다른 구성을 포함할 수도 있다.

예를 들어, 상기 편광판은, 상기 반사형 편광층의 하부에 위치하는 위상차층을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 위상차층은, 소위 1/4 위상차층일 수 있다. 이와 같은 위상차층을 가져서 본 출원의 편광판은 소위 원편광판으로 작용할 수 있다.

상기 위상차층은, 단일층 구조일 수도 있고, 다층 구조일 수도 있으며, 상기 다층 구조가 전체적으로 1/4 위상차층의 특성을 나타낼 수도 있다. 예를 들면, 소위 1/2 위상차층과 1/4 위상차층을 조합시켜서 역파장 특성의 1/4 위상차층을 형성하는 기술도 알려져 있고, 이러한 기술도 본 출원에서 적용될 수 있다.

상기 위상차층은, 단일층으로서 또는 상기 다층 구조 전체로서 하기 수식 1 내지 3 중 어느 하나에 따른 굴절률 관계를 가질 수 있다.

[수식 1]

nx > ny = nz

[수식 2]

nx > ny > nz

[수식 3]

nx > ny 및 nz > ny

수식 1 내지 3에서 nx, ny 및 nz는 각각 상기 위상차층 면내의 지상축 방향과 평행한 방향의 굴절률, 상기 위상차층 면내의 진상축 방향과 평행한 방향의 굴절률 및 상기 위상차층의 두께 방향(지상축 및 진상축 모두와 수직한 방향)과 평행한 방향의 굴절률이다.

상기 위상차층은, 1/4 파장 위상 지연 특성을 가지는 범위의 면내 위상차를 가질 수 있다. 본 명세서에서 용어 n 파장 위상 지연 특성은, 적어도 일부의 파장 범위 내에서, 입사 광을 그 입사 광의 파장의 n배만큼 위상 지연시킬 수 있는 특성을 의미한다. 1/4 파장 위상 지연 특성은, 입사된 선편광을 타원편광 또는 원편광으로 변환시키고, 반대로 입사된 타원 편광 또는 원편광을 선편광으로 변환시키는 특성일 수 있다. 하나의 예시에서 위상차층은, 550 nm의 파장의 광에 대한 면내 위상차가 90 nm 내지 300 nm의 범위 내일 수 있다. 상기 면내 위상차는 다른 예시에서 100 nm 이상, 105 nm 이상, 110 nm 이상, 115 nm 이상, 120 nm 이상, 125 nm 이상 또는 130 nm 이상일 수 있다. 또한, 상기 면내 위상차는 290 nm 이하, 280 nm 이하, 270 nm 이하, 260 nm 이하, 250 nm 이하, 240 nm 이하, 230 nm 이하, 220 nm 이하, 210 nm 이하, 200 nm 이하, 190 nm 이하, 180 nm 이하, 170 nm 이하, 160 nm 이하, 150 nm 이하 또는 145 nm 이하일 수 있다.

상기 위상차층은 단층 구조 또는 다층 구조 전체로서 상기 특성을 나타낼 수 있으며, 따라서 위상차층이 다층 구조인 경우에는 그 전체로서의 면내 위상차가 상기 범위 내일 수 있다.

상기 위상차층의 두께 방향 위상차의 범위는, 예를 들면, 약 -200 nm 내지 200 nm의 범위 내일 수 있다. 상기 두께 방향 위상차는 다른 예시에서 -190 nm 이상, -180 nm 이상, -170 nm 이상, -160 nm 이상, -150 nm 이상, -140 nm 이상, -130 nm 이상, -120 nm 이상, -110 nm 이상, -100 nm 이상, -90 nm 이상, -80 nm 이상, -70 nm 이상, -60 nm 이상, -50 nm 이상, -40 nm 이상, -30 nm 이상, -20 nm 이상, -10 nm 이상, 0 nm 이상, 0 nm 초과, 1 nm 이상, 2 nm 이상, 3 nm 이상, 4 nm 이상 또는 5 nm 이상일 수 있다. 상기 두께 방향 위상차는 다른 예시에서 190 nm 이하, 180 nm 이하, 170 nm 이하, 160 nm 이하, 150 nm 이하, 140 nm 이하, 130 nm 이하, 120 nm 이하, 110 nm 이하, 100 nm 이하, 90 nm 이하, 80 nm 이하, 70 nm 이하, 60 nm 이하, 50 nm 이하, 40 nm 이하, 30 nm 이하, 20 nm 이하 또는 10 nm 이하일 수 있다.

본 명세서에서 언급하는 용어 두께 방향 위상차는 하기 수식 B로 계산되는 수치이다.

[수식 B]

Rth = d × (nz - ny)

수식 B에서 Rth는 두께 방향 위상차이고, d는 액정층 혹은 위상차층의 두께이며, ny는 액정층 혹은 위상차층의 면내 진상축과 평행한 방향의 굴절률이고, nz는 두께 방향(지상축 및 진상축 모두와 수직한 방향)과 평행한 방향의 굴절률이다.

상기 위상차층은, 하기 수식 4를 만족하는 층일 수 있다.

[수식 4]

R(450)/R(550) < R(650)/R(550)

수식 4에서 R(450)은, 450 nm의 파장의 광에 대한 위상차층의 면내 위상차고, R(550)은 550 nm의 파장의 광에 대한 위상차층의 면내 위상차며, R(650)은 650 nm의 파장의 광에 대한 위상차층의 면내 위상차다.

상기 각 면내 위상차는 상기 수식 A에 따라 얻어질 수 있다. 450 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차는 수식 A에서 nx 및 ny로서 450 nm 파장의 광에 대한 굴절률이 적용되고, 550 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차는 수식 A에서 nx 및 ny로서 550 nm 파장의 광에 대한 굴절률이 적용되며, 650 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차는 수식 A에서 nx 및 ny로서 650 nm 파장의 광에 대한 굴절률이 적용된다.

수식 4를 만족하는 위상차층은 소위 역 파장 분산 특성(reverse wavelength dispersion)을 가지는 위상차층이다. 이러한 위상차층은 넓은 파장 범위에서 설계된 위상 지연 특성을 나타낼 수 있다. 수식 4를 만족하는 위상차층에서 R(450)/R(550) 및/또는 R(650)/R(550)를 조절함으로써 보다 우수한 효과의 편광판을 제공할 수 있다. 일 예시에서 상기 수식 4에서 R(450)/R(550)은, 0.6 내지 0.99의 범위 내일 수 있다. R(450)/R(550)은, 다른 예시에서 0.61 이상, 0.62 이상, 0.63 이상, 0.64 이상, 0.65 이상, 0.66 이상, 0.67 이상, 0.69 이상, 0.70 이상, 0.71 이상, 0.72 이상, 0.73 이상, 0.74 이상, 0.75 이상, 0.76 이상, 0.77 이상, 0.78 이상, 0.79 이상, 0.80 이상, 0.81 이상, 0.82 이상, 0.83 이상, 0.84 이상, 0.85 이상, 0.86 이상, 0.87 이상, 0.88 이상, 0.89 이상 또는 0.90 이상일 수 있다. 상기 R(450)/R(550)은, 다른 예시에서 0.98 이하, 0.97 이하, 0.96 이하, 0.95 이하, 0.94 이하, 0.93 이하, 0.92 이하, 0.91 이하, 0.90 이하, 0.89 이하, 0.88 이하, 0.87 이하, 0.86 이하 또는 0.85 이하일 수 있다. 수식 4의 R(650)/R(550)은, 1.00 내지 1.19의 범위 내일 수 있다. 상기 R(650)/R(550)은, 1.18 이하, 1.17 이하, 1.16 이하, 1.15 이하, 1.14 이하, 1.13 이하, 1.12 이하, 1.11 이하, 1.1 이하 또는 1.08 이하 정도일 수 있다. 수식 4의 R(650)/R(550)은, 다른 예시에서 1.01 이상, 1.02 이상, 1.03 이상, 1.04 이상, 1.05 이상, 1.06 이상, 1.07 이상, 1.08 이상 또는 1.09 이상일 수 있다.

위상차층의 R(450)/R(550) 및/또는 R(650)/R(550)을 상기 범위로 조절하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 업계에서는 1/4 위상차층으로 적용될 수 있는 것 중에서 역파장 특성을 가지는 것, R(450)/R(550) 및/도는 R(650)/R(550)이 상기 범위 내인 것 등이 다양하게 알려져 있고, 이러한 것들이 적절하게 선택되어 사용될 수 있다.

상기 위상차층의 지상축(slow axis)은 상기 흡수형 편광층의 흡수축과의 관계에서 상기 흡수형 편광층을 투과한 선형 편광을 원편광으로 변화시킬 수 있도록 배치될 수 있다. 이러한 지상축의 배치는 공지이다. 예를 들어, 상기 위상차층이 단일층의 1/4 위상차층인 경우에 상기 위상차층의 지상축과 상기 편광층의 흡수축이 이루는 각도는 약 30도 내지 60도의 범위 내일 수 있다. 상기 각도는 다른 예시에서 35도 이상 또는 40도 이상일 수 있고, 또한 55도 이하 또는 50도 이하일 수 있다.

상기 위상차층이 다층 구조인 경우에 각각의 층의 지상축과 흡수형 편광층의 흡수축이 이루는 각도는 각각 다르게 조절될 수 있지만, 전체적으로는 상기 흡수형 편광층을 투과한 선형 편광이 원편광으로 변화되도록 배치되며, 이러한 배치는 공지이다.

위상차층으로는 상기 면내 위상차를 가지는 것이라면, 특별한 제한 없이 공지의 소재가 사용될 수 있다.

예를 들어, 연신에 의해 광학 이방성을 부여할 수 있는 고분자 필름을 적절한 방식으로 연신한 연신 고분자층 또는 액정층이 상기 위상차층으로 사용될 수 있고, 상기 연신 고분자층과 액정층의 조합이나, 2종의 서로 다른 연신 고분자층의 조합 및/또는 2종의 서로 다른 액정층의 조합도 상기 위상차층으로 적용될 수 있다. 상기에서 액정층으로는, 액정 고분자층 또는 중합성 액정 화합물(소위 RM(Reactive Mesogen))의 경화층(중합층)을 사용할 수 있다.

상기에서 연신 고분자층으로는, 예를 들면, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리노르보넨 등의 고리형 올레핀 폴리머(COP: Cycloolefin polymer), 폴리염화비닐, 폴리아크릴로니트릴, 폴리설폰, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐알코올 또는 TAC(Triacetyl cellulose) 등의 셀룰로오스 에스테르계 폴리머이나 상기 폴리머를 형성하는 단량체 중에서 2종 이상의 단량체의 공중합체 등을 포함하는 고분자층을 사용할 수 있다.

상기 위상차층의 두께는 특별한 제한은 없으며, 전술한 면내 위상차 및/또는 두께 방향 위상차가 확보될 수 있는 범위로 두께가 조절될 수 있다.

본 출원의 편광판은 상기 언급된 요소들을 포함하면서 다양한 구조를 가질 수 있다.

예를 들면, 상기 위상차층이 존재하는 경우에 도 2에 나타난 바와 같이 상기 편광판은, 상기 흡수형 편광층(100), 그 하부에 위치하는 상기 반사형 편광층(200) 및 상기 위상차층(400)을 포함하고, 상기 액정층(게스트 호스트층)(300)은, 상기 위상차층(400)의 하부에 존재할 수 있다.

다른 예시에서 상기 위상차층이 존재하는 경우에 도 3에 나타난 바와 같이 상기 편광판은, 상기 흡수형 편광층(100), 그 하부에 위치하는 상기 반사형 편광층(200) 및 상기 위상차층(400)을 포함하고, 상기 액정층(게스트 호스트층)(300)은, 상기 위상차층(400)과 상기 반사형 편광층(200)의 사이에 존재할 수 있다.

다른 예시에서 도 4에 나타난 바와 같이 상기 편광판은 상기 흡수형 편광층(100)과 반사형 편광층(200)을 포함하고, 상기 액정층(게스트 호스트층)(300)은 상기 반사형 편광층(200)과 흡수형 편광층(100)의 사이에 위치할 수 있다. 이러한 경우에 상기 반사형 편광층(200)의 하부에 상기 언급한 위상차층(400)이 존재할 수 있다.

다른 예시에서 도 5에 나타난 바와 같이 상기 편광판은 상기 흡수형 편광층(100)과 반사형 편광층(200)을 포함하고, 상기 액정층(게스트 호스트층)(300)은 상기 흡수형 편광층(100)의 상부에 위치할 수 있다. 이러한 경우에 상기 반사형 편광층(200)의 하부에 상기 언급한 위상차층(400)이 존재할 수 있다.

도 6 내지 9에 나타난 바와 같이 상기 편광판은 상기 반사형 편광층(200)이 하부에 존재하는 점착제층(500)을 추가로 포함할 수 있으며, 이는 각각 상기 액정층(게스트 호스트층)(300) 또는 위상차층(400)의 하부에 위치할 수 있다.

본 출원의 편광판은, 상기 흡수형 및 반사형 편광층과 액정층(게스트 호스트층) 및 필요한 경우에 상기 위상차층을 기본적으로 포함하면서 다른 다양한 요소도 추가로 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 편광판은, 상기 흡수형 편광층의 상부(도 5의 구조의 경우 액정층(300)의 상부)에 적층되어 있는 추가적인 층(이하, 외곽층)을 포함할 수 있다.

외곽층의 종류로는, 편광층 보호 필름, 하드코팅층, 위상차 필름, 반사 방지층 또는 액정 코팅층 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 외곽층으로 사용되는 각 구성의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 편광판 등의 광학 필름을 구성하기 위해서 사용되는 다양한 종류의 필름 등이 제한 없이 사용될 수 있다.

예를 들면, 상기 외곽층은, 550 nm 파장에 대한 면내 위상차가 10 nm 이하인 광학 필름일 수 있다. 상기 광학 필름은, 상기 편광층의 보호 필름일 수 있다. 상기 보호 필름으로는 공지된 다양한 필름이 적용될 수 있다.

상기 외곽층은 또한 1/4 파장 위상 지연 특성을 가지는 리타데이션층일 수 있다. 이러한 리타데이션층은 전술한 외곽층 중에서 위상차 필름이나 액정 코팅층을 사용하여 구성할 수 있다. 따라서, 상기 편광판은, 상기 흡수형 편광층의 상부에 적층되어 있고, 550 nm 파장에 대한 면내 위상차가 90 nm 내지 300nm의 범위 내인 광학 필름(리타데이션층)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 리타데이션층의 면내 위상차는 다른 예시에서 100 nm 이상, 105 nm 이상, 110 nm 이상, 115 nm 이상, 120 nm 이상, 125 nm 이상 또는 130 nm 이상일 수 있다. 또한, 상기 면내 위상차는 290 nm 이하, 280 nm 이하, 270 nm 이하, 260 nm 이하, 250 nm 이하, 240 nm 이하, 230 nm 이하, 220 nm 이하, 210 nm 이하, 200 nm 이하, 190 nm 이하, 180 nm 이하, 170 nm 이하, 160 nm 이하, 150 nm 이하 또는 145 nm 이하일 수 있다.

상기 언급된 외곽층은 단일층이거나 다층 구조일 수 있다. 단일층 구조의 예시로는 상기 편광층 보호 필름의 단층 구조 또는 상기 1/4 파장 위상 지연 특성을 가지는 리타데이션층인 위상차 필름의 단층 구조 등이 예시될 수 있고, 다층 구조로는 상기 편광층 보호 필름 및/또는 위상차 필름상에 하드코팅층, 1/4 파장 위상 지연 특성을 가지는 액정 코팅층 및/또는 반사 방지층이 형성되어 있는 구조가 예시될 수 있고, 상기 하드코팅층, 1/4 파장 위상 지연 특성을 가지는 액정 코팅층 및 반사 방지층 등은 그 중 어느 한 층이 존재하거나 2층 이상이 다층으로 존재할 수도 있다.

상기 편광판은, 또한, 상기 반사형 편광층, 액정층(게스트 호스트층) 및/또는 위상차층의 하부에도 추가적인 층(이하, 하부층)을 포함할 수 있다.

하부층의 종류로는, 리타데이션층이나, 상기 편광판을 다른 요소에 부착하기 위한 점착제층(예를 들면, 도 6 내지 9의 점착제층(500) 등), 접착제층 또는 상기 점착제층 또는 접착제층을 보호하는 보호 필름 내지는 이형 필름이 예시될 수 있다.

본 출원은, 디스플레이 장치에 대한 것이다. 예시적인 디스플레이 장치는, 상기 편광판을 포함할 수 있다.

편광판을 포함하는 디스플레이 장치의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않는다. 상기 장치는, 예를 들면, 반사형 또는 반투과반사형 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 LCD거나, 유기발광장치(Organic Light Emitting Device) 등일 수 있다. 특히 본 출원의 편광판은 반사형의 LCD나 유기발광장치 등에 적합하고, 유기발광장치 등에서 발생하는 고스트 이미지 및 림플 이미지 문제를 해결하는 것이 적합하다.

디스플레이 장치에서 편광판의 배치 형태는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 공지의 형태가 채용될 수 있다. 예를 들어, 반사형 LCD에서 편광판은, 외부 광의 반시 방지 및 시인성의 확보를 위하여 액정 패널의 편광판 중에서 어느 하나의 편광판으로 사용될 수 있다.

또한 유기발광장치에 상기 편광판이 적용되는 경우 상기 유기발광장치는, 반사 전극, 투명 전극, 상기 반사 전극과 투명 전극의 사이에 개재되고, 발광층을 가지는 유기층 및 상기 편광판을 포함하고, 상기 편광판이 상기 반사 또는 투명 전극의 외측에 존재할 수 있다. 이러한 경우에 편광판의 하부 방향에 상기 유기발광장치가 존재하도록 배치될 수 있고, 예를 들면, 상기 흡수형 편광층에 비해서 상기 반사형 편광층이 상기 반사 또는 투명 전극에 가깝게 배치되어 있을 수 있다.

본 출원은, 유기발광장치 등의 반사성 디스플레이에서 휘도 손실을 없애거나 최소화하면서 반사에 의한 콘트라스트 및 시인성의 저하와 고스트 이미지와 림플 이미지의 인식 문제를 해결할 수 있는 편광판을 제공할 수 있다.

도 1은, 편광판의 휘도 향상 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 9는 예시적인 본 출원의 편광판 구조의 모식도이다.
도 10은, 지상축 방향, 진상축 방항 및 두께 방향 또는 시야각 방향 등을 설명하기 위한 도면이다.
도 11, 14, 17, 20, 23, 26, 29 및 32는 실시예의 편광판의 재활용 효율을 평가한 결과를 보여주는 도면이다.
도 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30 및 33은 실시예의 편광판의 반사 특성을 평가한 결과를 보여주는 도면이다.
도 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31 및 34는 실시예의 편광판의 투과 특성을 평가한 결과를 보여주는 도면이다.
도 35는 실시예의 편광판의 재활용 효율을 평가한 결과를 보여주는 도면이다.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만 본 출원의 범위가 하기 투과율 가변 장치에 의해 제한되는 것은 아니다.

1. 편광판의 재활용 특성 평가

편광판의 광의 재활용 특성은 흡수형 편광층의 흡수축 방향 시야각과 투과축 방향 시야각 각각에 대해서 평가하였다. 상기 시야각의 의미는 다음과 같다. 도 10을 참조로 설명하면, 도 10의 좌표의 X축과 Y축으로 이루어지는 평면을 편광판(100)의 흡수형 편광층 방향의 표면이라고 할 때에 해당 표면을 Z축 방향과 평행한 방향에서 관찰하는 경우를 시야각이 0도인 경우로 하였다. 상기 X축을 흡수형 편광층의 흡수축 방향으로 하고, Y축을 흡수형 편광층의 투과축 방향으로 하면, 흡수축 방향 시야각은 관찰 방향을 X축 방향으로 기울였을 때에 Z축과 상기 관찰 방향이 이루는 각도이고, 투과축 방향 시야각은 관찰 방향을 Y축 방향으로 기울였을 때에 Z축과 상기 관찰 방향이 이루는 각도로 한다. 이러한 시야각에서의 실시예 또는 비교예의 편광판을 유기발광장치(OLED55B7K, LG전자)상에 통상적으로 원편광판이 위치하는 방식대로 위치시키고, 측정 장비(Ezcontrast-MS80, Eldim社)를 사용하여 시야각별 스펙트럼을 측정함으로써 휘도를 측정하였다. 상기 측정은 유기발광장치가 백색(white) 이미지를 표시하는 상태에서 수행하였다.

상기와 같은 방식으로 시야각별 휘도를 측정하되, 수직 배향 액정층이 존재하지 않는 경우의 휘도(L₁)를 측정하고, 다시 수직 배향 액정층이 존재하는 경우의 휘도(L₂)를 확인한 후에 L₂/L₁-1로 계산되는 결과를 재활용 특성으로 평가하였다.

시야각 방향에서 광의 재활용 효율이 높을수록 그 방향에서 고스트 이미지 및/또는 림플 이미지가 인식될 가능성은 증가한다.

2. 편광판의 반사 특성 및 투과 특성

편광판의 반사 특성 및 투과 특성은 측정 장비(Ezcontrast-MS80, Eldim社)를 사용하여 평가하였다. 상기 측정 장비의 투과 측정 모드를 이용하여 유기발광장치의 백색 이미지를 켠 상태로 시야각별 투과 특성을 평가하였고, 반사 측정 모드를 이용하여 유기발광장치의 흑색(black) 이미지를 켜거자 전원을 끈 상태로 반사 특성을 평가하였다.

3. 이방 흡수 특성 평가

Axoscan 장비를 사용하여 수직 배향 액정층의 법선 투과율(Ts(0))과 경사각 50도 투과율(Ts(50)을 평가하고, 그 비율(100×Ts(50)/Ts(0))을 하기에 기재하였다. 상기에서 법선 투과율은 도 10의 부호 100을 수직 배향 액정층이라고 할 때에 Z축 방향과 평행한 방향의 투과율이고, 경사각 50도 투과율은 상기 Z축과 50도를 이루는 방향과 평행한 방향의 투과율이다. 이 때 투과율은 550 nm 파장을 기준으로 하였다.

실시예 1.

액정층(게스트 호스트층)의 제작

액정층 제조 시의 중합성 액정 화합물(RM: Reactive Mesogen)로는 중합성 네마틱 액정 화합물(RMM460, Merck社, 굴절률 이방성(550 nm 기준): 0.12)을 사용하였고, 이색성 염료로는 G-241(Hayashibara社)를 사용하였다. 상기 중합성 액정 화합물, 상기 이색성 염료, 톨루엔 및 부틸셀로솔브를 20:2:47:31의 중량 비율로 혼합하여 코팅액을 제조하였다. 일반적인 수직 배향막이 표면에 형성된 등방성 TAC(Triacetyl cellulose) 필름의 상기 수직 배향막상에 상기 코팅액을 도포하고, 중합성 액정 화합물이 배향될 수 있도록 한 후에 자외선을 조사하여 중합성 액정 화합물을 중합시킴으로써 액정층을 제조하였다. 액정층의 상기 비율(100×Ts(50)/Ts(0))은 약 78.3%였으며, 이로부터 이색비는 대략 5 정도로 예상될 수 있다. 액정층의 두께는 약 1 μm였고, 면내 위상차는 0.1 nm 정도였다.

편광판의 제작

흡수형 선형 편광층으로서, 공지의 PVA(Poly(vinyl alcohol)) 편광 필름을 적용하고, 반사형 편광층으로는 DBEF(Double Bright Enhancement Film)(3M사)를 적용하였다. 또한, 1/4 위상차층(QWP: Quarter Wave Plate)으로는 중합성 액정 화합물로 제조된 역파장 위상차층(Hero40, FujiFilm社)으로서, 550 nm 파장의 광에 대한 면내 위상차가 대략 137.5nm 정도인 액정 필름(R(450)/R(550): 0.86, R(650)/R(550): 1.02)을 적용하였다. 상기 흡수형 선형 편광층, 반사형 편광층 및 1/4 위상차층을 순차 접착제로 부착하여 적층하였다. 이 때 흡수형 선형 편광층의 흡수축과 반사형 편광층의 투과축은 대략 90도가 되도록 하였고, 상기 흡수축과 1/4 위상차층의 지상축은 대략 45도가 되도록 하였다. 이어서 1/4 위상차층의 하부에 상기 제조된 액정층을 접착제로 부착하였다. 이어서 상기 액정층의 하부에 통상적인 광학 아크릴계 점착제층을 형성하여 편광판을 제조하였다. 평가 시에는 상기 점착제층을 사용하여 편광판을 유기발광장치에 부착하였다. 도 11은 상기 편광판에 대해서 측정한 재활용 효율 그래프이다. 도 11로부터 실시예 1의 편광판은 시야각이 증가할수록 재활용 효율이 떨어지고, 그에 따라서 고스트 이미지 및 림플 이미지의 인식 가능성도 낮아질 것을 알 수 있다. 한편, 도 12 및 13은 각각 상기 편광판에 대해서 측정한 반사 특성과 투과 특성에 대한 결과이다.

실시예 2.

상기 비율(100×Ts(50)/Ts(0))이 대략 73.4%(이색비 예상값: 10)인 액정층을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 편광판에 대해서 평가를 진행하였다. 상기 액정층의 비율 및 이색비는, 이색성 염료의 함량을 조절하거나, 중합성 액정으로서 배향 특성이 우수한 액정(예를 들면, 스멕틱 액정) 등을 적용하여 조절할 수 있다. 상기 액정층은, 두께는 약 1 μm였고, 면내 위상차는 0.1 nm 정도였다. 도 14는 상기 편광판에 대한 재활용 효율의 평가 결과이다. 도 14로부터 상기 편광판은 시야각이 증가할수록 재활용 효율이 떨어지고, 그에 따라서 고스트 이미지 및 림플 이미지의 인식 가능성도 낮아질 것을 알 수 있다. 한편, 도 15 및 16은 각각 상기 편광판에 대해서 측정한 반사 특성과 투과 특성에 대한 결과이다.

실시예 3.

상기 비율(100×Ts(50)/Ts(0))이 대략 67.5%(이색비 예상값: 20)인 액정층을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 편광판에 대해서 평가를 진행하였다. 상기 액정층의 비율 및 이색비는, 이색성 염료의 함량을 조절하거나, 중합성 액정으로서 배향 특성이 우수한 액정(예를 들면, 스멕틱 액정) 등을 적용하여 조절할 수 있다. 상기 액정층은, 두께는 약 1 μm였고, 면내 위상차는 0.1 nm 정도였다. 도 17는 상기 편광판에 대한 재활용 효율의 평가 결과이다. 도면으로부터 상기 편광판은 시야각이 증가할수록 재활용 효율이 떨어지고, 그에 따라서 고스트 이미지 및 림플 이미지의 인식 가능성도 낮아질 것을 알 수 있다. 한편, 도 18 및 19는 각각 상기 편광판에 대해서 측정한 반사 특성과 투과 특성에 대한 결과이다.

실시예 4.

상기 비율(100×Ts(50)/Ts(0))이 대략 63.1%(이색비 예상값: 30)인 액정층을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 편광판에 대해서 평가를 진행하였다. 상기 액정층의 비율 및 이색비는, 이색성 염료의 함량을 조절하거나, 중합성 액정으로서 배향 특성이 우수한 액정(예를 들면, 스멕틱 액정) 등을 적용하여 조절할 수 있다. 상기 액정층은, 두께는 약 1 μm였고, 면내 위상차는 0.1 nm 정도였다. 도 20은 상기 편광판에 대한 평가 결과이다. 도면으로부터 상기 편광판은 시야각이 증가할수록 재활용 효율이 떨어지고, 그에 따라서 고스트 이미지 및 림플 이미지의 인식 가능성도 낮아질 것을 알 수 있다. 한편, 도 21 및 22는 각각 상기 편광판에 대해서 측정한 반사 특성과 투과 특성에 대한 결과이다.

실시예 5.

상기 비율(100×Ts(50)/Ts(0))이 대략 59.5%(이색비 예상값: 40)인 액정층을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 편광판에 대해서 평가를 진행하였다. 상기 액정층의 비율 및 이색비는, 이색성 염료의 함량을 조절하거나, 중합성 액정으로서 배향 특성이 우수한 액정(예를 들면, 스멕틱 액정) 등을 적용하여 조절할 수 있다. 상기 액정층은, 두께는 약 1 μm였고, 면내 위상차는 0.1 nm 정도였다. 도 23은 상기 편광판에 대한 평가 결과이다. 도면으로부터 상기 편광판은 시야각이 증가할수록 재활용 효율이 떨어지고, 그에 따라서 고스트 이미지 및 림플 이미지의 인식 가능성도 낮아질 것을 알 수 있다. 한편, 도 24 및 25는 각각 상기 편광판에 대해서 측정한 반사 특성과 투과 특성에 대한 결과이다.

실시예 6.

상기 비율(100×Ts(50)/Ts(0))이 대략 56.6%(이색비 예상값: 50)인 액정층을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 편광판에 대해서 평가를 진행하였다. 상기 액정층의 비율 및 이색비는, 이색성 염료의 함량을 조절하거나, 중합성 액정으로서 배향 특성이 우수한 액정(예를 들면, 스멕틱 액정) 등을 적용하여 조절할 수 있다. 상기 액정층은, 두께는 약 1 μm였고, 면내 위상차는 0.1 nm 정도였다. 도 26은 상기 편광판에 대한 평가 결과이다. 도면으로부터 상기 편광판은 시야각이 증가할수록 재활용 효율이 떨어지고, 그에 따라서 고스트 이미지 및 림플 이미지의 인식 가능성도 낮아질 것을 알 수 있다. 한편, 도 27 및 28은 각각 상기 편광판에 대해서 측정한 반사 특성과 투과 특성에 대한 결과이다.

실시예 7.

상기 비율(100×Ts(50)/Ts(0))이 대략 54.5%(이색비 예상값: 60)인 액정층을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 편광판에 대해서 평가를 진행하였다. 상기 액정층의 비율 및 이색비는, 이색성 염료의 함량을 조절하거나, 중합성 액정으로서 배향 특성이 우수한 액정(예를 들면, 스멕틱 액정) 등을 적용하여 조절할 수 있다. 상기 액정층은, 두께는 약 1 μm였고, 면내 위상차는 0.1 nm 정도였다. 도 29는 상기 편광판에 대한 평가 결과이다. 도면으로부터 상기 편광판은 시야각이 증가할수록 재활용 효율이 떨어지고, 그에 따라서 고스트 이미지 및 림플 이미지의 인식 가능성도 낮아질 것을 알 수 있다. 한편, 도 30 및 31은 각각 상기 편광판에 대해서 측정한 반사 특성과 투과 특성에 대한 결과이다.

실시예 8.

상기 비율(100×Ts(50)/Ts(0))이 대략 53.0%(이색비 예상값: 70)인 액정층을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 편광판에 대해서 평가를 진행하였다. 상기 액정층의 비율 및 이색비는, 이색성 염료의 함량을 조절하거나, 중합성 액정으로서 배향 특성이 우수한 액정(예를 들면, 스멕틱 액정) 등을 적용하여 조절할 수 있다. 상기 액정층은, 두께는 약 1 μm였고, 면내 위상차는 0.1 nm 정도였다. 도 32는 상기 편광판에 대한 평가 결과이다. 도면으로부터 상기 편광판은 시야각이 증가할수록 재활용 효율이 떨어지고, 그에 따라서 고스트 이미지 및 림플 이미지의 인식 가능성도 낮아질 것을 알 수 있다. 한편, 도 33 및 34는 각각 상기 편광판에 대해서 측정한 반사 특성과 투과 특성에 대한 결과이다.

비교예 1.

액정층을 적용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 편광판을 제조하였다. 도 35는 상기 편광판에 대한 평가 결과이다. 도면으로부터 비교예 1의 경우, 시야각에 따라서 재활용 효율이 떨어지는 정도가 미미하거나 오히려 증가하게 되고, 그에 따라서 고스트 이미지 및 림플 이미지의 인식 가능성이 매우 높은 점을 확인할 수 있다.

Claims (15)

1. 흡수형 편광층; 상기 흡수형 편광층의 하부에 위치하는 반사형 편광층; 및 상기 흡수형 또는 반사형 편광층의 상부 또는 하부에 위치하고, 수직 배향 상태로 중합된 액정 화합물과 이색성 염료를 포함하는 액정층을 포함하는 편광판.
2. 제 1 항에 있어서, 흡수형 편광층의 흡수축과 반사형 편광층의 투과축이 이루는 각도가 80도 내지 100도의 범위 내인 편광판.
3. 제 1 항에 있어서, 반사형 선형 편광층은, 유방성 액정층, 와이어 그리드 편광층, 이중휘도향상 필름(DBEF) 또는 콜레스테릭 액정층과 1/4 위상차층의 적층체인 편광판.
4. 제 1 항에 있어서, 액정 화합물은 네마틱 액정 화합물 또는 스멕틱 액정 화합물인 편광판.
5. 제 1 항에 있어서, 액정층은, 면내 위상차가 0 내지 10nm의 범위 내인 편광판.
6. 제 1 항에 있어서, 액정층은, 이색비가 2 내지 100의 범위 내인 편광판.
7. 제 1 항에 있어서, 액정층의 법선 방향 투과율(T₀)과 경사각 50도 방향 투과율(T₅₀)의 비율(100×T₅₀/T₀)이 85% 이하인 편광판.
8. 제 1 항에 있어서, 이색성 염료는 최대 흡수 파장이 380 nm 내지 780 nm의 범위 내에 있는 편광판.
9. 제 1 항에 있어서, 액정층은, 액정 화합물 100 중량부 대비 1 내지 40 중량부의 이색성 염료를 포함하는 편광판.
10. 제 1 항에 있어서, 반사형 편광층의 하부에 위치하고, 면내 위상차가 90 nm 내지 300 nm의 범위 내에 있는 위상차층을 추가로 포함하는 편광판.
11. 제 10 항에 있어서, 액정층이 위상차층의 하부에 위치하는 편광판.
12. 제 10 항에 있어서, 액정층이 위상차층과 반사형 편광층의 사이에 위치하는 편광판.
13. 제 1 항에 있어서, 액정층이 반사형 편광층과 흡수형 편광층의 사이에 위치하는 편광판.
14. 제 1 항에 있어서, 액정층이 흡수형 편광층의 상부에 위치하는 편광판.
15. 제 1 항의 편광판을 포함하는 유기발광장치.

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