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KR102706368B1 - 반사방지용 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 화상표시장치 - Google Patents

반사방지용 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 화상표시장치 Download PDF

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Publication number
KR102706368B1
KR102706368B1 KR1020220184968A KR20220184968A KR102706368B1 KR 102706368 B1 KR102706368 B1 KR 102706368B1 KR 1020220184968 A KR1020220184968 A KR 1020220184968A KR 20220184968 A KR20220184968 A KR 20220184968A KR 102706368 B1 KR102706368 B1 KR 102706368B1
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KR
South Korea
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layer
polarizing plate
phase difference
protective layer
coating
Prior art date
Application number
KR1020220184968A
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KR20240102688A (ko
Inventor
공지훈
임현준
황인섭
Original Assignee
동우 화인켐 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동우 화인켐 주식회사 filed Critical 동우 화인켐 주식회사
Priority to KR1020220184968A priority Critical patent/KR102706368B1/ko
Priority to PCT/KR2023/021299 priority patent/WO2024144107A1/ko
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Abstract

본 발명은 시인측으로부터 제1 보호층, 편광자, 제2 보호층 및 코팅형 위상차층이 순차적으로 적층되어 있는 반사방지용 편광판으로서, 상기 코팅형 위상차층은 상기 제2 보호층에 직접 코팅된 것인 반사방지용 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공한다. 본 발명에 따른 반사방지용 편광판은 제조 공정을 간소화할 수 있으며, 제조 공정 중 발생 가능한 원료 필름의 손실율 및 불량율을 감소시킬 수 있다.

Description

반사방지용 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 화상표시장치{Polarizing Plate for Antireflection, Preparation Method Thereof and Display Device Comprising the Same}
본 발명은 반사방지용 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조 공정을 간소화할 수 있으며, 제조 공정 중 발생 가능한 원료 필름의 손실율 및 불량율을 감소시킬 수 있는 반사방지용 편광판, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
유기발광다이오드(OLED) 패널은 전극 노출로 인해 태양광, 조명 등과 같은 외광을 반사시킬 수 있고, 반사된 외광에 의해 시인성과 대비비가 저하되어 표시 품질이 떨어질 수 있다.
이에, 대한민국 특허공개 제2009-0122138호에 개시된 바와 같이, 전원 off 상태에서 표면의 외광 반사를 차단하고 블랙 시감을 가지기 위해, 선 편광자와 λ/4 위상차층을 조합한 원 편광판을 반사방지용 편광판으로서 OLED 패널의 시인측에 부착하여 사용할 수 있다.
반사방지용 편광판의 제조를 위하여는 편광자와 보호층 그리고 위상차층 등의 다양한 원료 필름 간의 접합 공정이 수반된다. 이러한 원료 필름 간의 접합 공정이 많아지면 그에 따라 원료 필름의 손실도 더 발생할 수 있으며 불량율도 증가하게 된다.
따라서, 제조 공정을 간소화할 수 있으며, 제조 공정 중 발생 가능한 원료 필름의 손실율 및 불량율을 감소시킬 수 있는 반사방지용 편광판의 개발이 요구된다.
대한민국 특허공개 제2009-0122138호
본 발명의 한 목적은 제조 공정을 간소화할 수 있으며, 제조 공정 중 발생 가능한 원료 필름의 손실율 및 불량율을 감소시킬 수 있는 반사방지용 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 반사방지용 편광판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 반사방지용 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것이다.
한편으로, 본 발명은 시인측으로부터 제1 보호층, 편광자, 제2 보호층 및 코팅형 위상차층이 순차적으로 적층되어 있는 반사방지용 편광판으로서,
상기 코팅형 위상차층이 상기 제2 보호층에 직접 코팅된 것인 반사방지용 편광판을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 보호층은 기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 형성된 하드코팅층을 포함하며, 두께가 25 내지 70㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 하드코팅층은 투광성 수지, 광개시제, 자외선 흡수제 및 용제를 포함하는 하드코팅 조성물로부터 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 하드코팅층은 405nm 투과율이 2.1% 이하이며 435nm 투과율이 80% 이하이고 450nm 투과율이 87.5% 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제2 보호층은 기재 필름을 포함하며, 두께가 20 내지 60㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 코팅형 위상차층은 코팅형 λ/4 위상차층을 포함하며, 두께가 1㎛ 내지 5㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 반사방지용 편광판은 상기 코팅형 위상차층의 시인측 반대면에 점착제층이 더 적층되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 점착제층은 저장 탄성율(storage modulus)이 1140 kPa 이하이며, 두께가 10 내지 30㎛일 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명은
제2 보호층의 일면에 위상차층 형성용 조성물을 코팅하여 코팅형 위상차층을 형성하는 단계;
편광자의 시인측 반대면에 상기 코팅형 위상차층이 형성된 제2 보호층을 코팅형 위상차층이 시인측 반대면에 위치하도록 접합하는 단계; 및
상기 편광자의 시인측면에 제1 보호층을 접합하는 단계를 포함하는 반사방지용 편광판의 제조방법을 제공한다.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 반사방지용 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 반사방지용 편광판은 제조 공정을 간소화할 수 있으며, 제조 공정 중 발생 가능한 원료 필름의 손실율 및 불량율을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반사방지용 편광판의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 화상표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3a는 실시예 1의 편광판의 개략적인 제작 공정도이다.
도 3b는 비교예 1의 편광판의 개략적인 제작 공정도이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 시인측으로부터 제1 보호층, 편광자, 제2 보호층 및 코팅형 위상차층이 순차적으로 적층되어 있는 반사방지용 편광판으로서,
상기 코팅형 위상차층이 상기 제2 보호층에 직접 코팅된 것인 반사방지용 편광판에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 반사방지용 편광판은 코팅형 위상차층이 제2 보호층에 별도의 점접착제 없이 직접 코팅된 것을 특징으로 한다. 이러한 적층 구조로 인하여 위상차층을 접합하는 공정을 생략할 수 있어 제조 공정을 간소화할 수 있으며, 제조 공정 중 발생 가능한 필름의 손실율 및 불량율을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 반사방지용 편광판의 구조 단면도이다.
도 1을 참조할 때, 본 발명의 일 실시형태에 따른 반사방지용 편광판(100)은 시인측으로부터 순차적으로 적층된 제1 보호층(110), 편광자(120), 제2 보호층(130) 및 코팅형 위상차층(140)을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 반사방지용 편광판(100)은 상기 코팅형 위상차층(140)의 시인측 반대면에 점착제층(150)이 더 적층되어 있을 수 있다.
상기 편광자(120)는 친수성 고분자 필름을 요오드 또는 이색성 염료로 염색하고 배향시켜 제조되며, 친수성 고분자 필름으로서는 폴리비닐알코올계 필름, 부분적으로 검화된 폴리비닐알코올계 필름 등이 사용된다.
폴리비닐알코올계 필름은 중합도가 통상 500 내지 10,000이며, 바람직하게는 1,000 내지 6,000이고, 보다 바람직하게는 1,400 내지 4,000인 것이 사용될 수 있으며, 검화된 폴리비닐알코올계 필름의 경우, 검화도는 용해성의 측면에서 바람직하게는 95.0 몰% 이상인 것, 보다 바람직하게는 99.0 몰% 이상인 것, 보다 더 바람직하게는 99.9 몰% 이상인 것이 사용될 수 있다.
친수성 고분자 필름으로는 폴리비닐알코올계 필름 이외에도, 요오드 또는 이색성 염료에 의해 염색될 수 있는 필름이라면 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 필름, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 필름, 셀룰로오스 필름 및 이들의 부분적으로 검화된 필름 등과 같은 친수성 고분자 필름과, 탈수 처리된 폴리비닐알코올계 필름 및 탈염산 처리된 폴리염화비닐 등과 같은 폴리엔 배향 필름이 사용될 수 있다.
상기 편광자(120)의 두께는, 특히 제한되지는 않지만, 예를 들면 2 내지 40 ㎛의 범위이고, 바람직하게는 2 내지 30 ㎛의 범위이며, 보다 바람직하게는 5 내지 15 ㎛의 범위이다. 상기 편광자(120)의 두께가 상기 범위이면, 편광판의 박막화 및 건조/조습 환경하에서의 편광자 수축/팽창에 의한 수축력을 줄일 수 있어 컬(curl) 발생의 최소화가 가능하다.
상기 편광자(120)의 시인측 면에 제1 보호층(110)이 형성된다.
상기 제1 보호층(110)은 표면 경도 개선 및 근자외선(near-UV) 차단의 역할을 한다.
상기 제1 보호층(110)은 기재 필름(111) 및 상기 기재 필름 상에 형성된 하드코팅층(112)을 포함한다.
상기 기재 필름(111)으로는 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 필름이라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다. 구체적으로, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌 프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 폴리아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르케톤계 수지: 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 사용할 수도 있다. 이들 중에서도 특히 셀룰로오스계 수지 필름이 편광특성 또는 내구성을 고려하면 바람직하다.
상기 기재 필름(111)의 두께는 20내지 60 ㎛의 범위이고, 바람직하게는 20 내지 40 ㎛의 범위이다.
상기 하드코팅층(112)은 투광성 수지, 광개시제, 자외선 흡수제 및 용제를 포함하는 하드코팅 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 투광성 수지는 광경화형 수지이며, 상기 광경화형 수지는 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머 및/또는 모노머를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머로는 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 폴리헤드달 올리고머릭 실세스퀴옥산 (메타)아크릴레이트 등을 사용할 수 있으며, 우레탄 (메타)아크릴레이트가 바람직하다.
상기 우레탄 (메타)아크릴레이트는 분자내에 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트와 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 촉매 존재 하에서 반응시켜 제조할 수 있다. 상기 분자내에 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트의 구체적인 예로는, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 히드록시아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트 등이 있다. 또한 상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물의 구체적인 예로는, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토도데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트), 4,4'-옥시비스(페닐이소시아네이트), 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트, 트리메틸올프로판어덕트톨루엔디이소시아네이트 등이 있다.
상기 모노머는 통상적으로 사용하는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 광경화형 관능기로 (메타)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등의 불포화기를 분자내에 갖는 모노머가 바람직하고, 그 중에서도 (메타)아크릴로일기를 갖는 모노머가 바람직하다.
상기 (메타)아크릴로일기를 갖는 모노머는 구체적인 예로, 네오펜틸글리콜아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 1,2,4-시클로헥산테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트 및 이소보네올(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
상기 예시한 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 모노머는 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 투광성 수지는 하드코팅 조성물 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 80 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 투광성 수지의 함량이 1 중량% 미만이면 충분한 경도 향상을 도모하기 어렵고, 80 중량%를 초과할 경우 컬링이 심해지는 문제가 있다.
상기 광개시제는 하드코팅 조성물의 광경화 유도를 위해 포함되며, 예를 들면 광 조사에 의해 라디칼을 형성할 수 있는 광 라디칼 개시제를 포함할 수 있다.
상기 광개시제의 예로서 화학구조 또는 분자결합 에너지의 차에 의해 분자의 분해로 라디칼을 생성시키는 Type 1형 개시제, 및 3차 아민과 공존하여 수소탈환을 유도하는 Type 2형 개시제 등을 들 수 있다.
예를 들면, 상기 Type 1형 개시제는 4-페녹시디클로로아세트페논, 4-t-부틸디클로로아세트페논, 4-t-부틸트리클로로아세트페논, 디에톡시아세트페논, 2-히드록시-2-메틸-l-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-l-온, 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)-페닐(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤 등의 아세트페논류; 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤질 디메틸케탈 등의 벤조인류; 포스핀옥사이드류; 티타노센 화합물 등을 포함할 수 있다.
예를 들면, Type 2형 개시제는 벤조페논, 벤조일벤조익산, 벤조일벤조익산 메틸에테르, 4-페닐벤조페논, 히드록시벤조페논, 4-벤졸-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3'-메틸-4-메톡시벤조페논 등의 벤조페논류; 티옥산톤, 2-크로로티옥산톤, 2-메틸티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 이소프로필티옥산톤 등의 티옥산톤류 등을 들 수 있다.
상술한 광개시제는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 상기 Type 1형 및 Type 2형 개시제를 단독으로 또는 병용하여도 무방하다.
상기 광개시제는 하드코팅 조성물 전체 100 중량%에 대하여 약 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 5 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 광개시제의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 충분한 경화가 진행되지 않아 하드코팅 필름 또는 하드코팅층의 기계적 물성 및 밀착력이 확보되지 않을 수 있다. 상기 광개시제의 함량이 10 중량%를 초과하는 경우, 경화 수축으로 인한 접착 불량, 크랙, 컬 현상이 초래될 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 예를 들어 2,4-디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-옥톡시벤조페논, 2-히드록시-4-도데실옥시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시-5-술포벤조페논, 비스(2-메톡시-4-히드록시-5-벤조일페닐메탄) 등의 벤조페논계 화합물; 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-tert-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시 3',5'-디-tert-아밀페닐벤조트리아졸, 2-{2'-히드록시-3'-(3',4',5',6'-테트라히드로프탈이미도메틸)-5'-메틸페닐}벤조트리아졸, 2,2'-메틸렌비스{4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀}, 2-(2'-히드록시-5'-메타크릴옥시페닐)-2H-벤조트리아졸 등의 벤조트리아졸계 화합물; 2-에틸헥실-2-시아노-3,3'-디페닐 아크릴레이트, 에틸-2-시아노-3,3'-디페닐아크릴레이트 등의 시아노아크릴레이트계 화합물; 2-(2-히드록시-4-[1-옥틸옥시카르보닐에톡시]페닐)-4,6-비스(4-페닐페닐)-1,3,5-트리아진, 2-[4-[(2-히드록시-3-도데실옥시프로필)옥시]-2-히드록시페닐]-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스[2-히드록시-4-부톡시페닐]-6-(2,4-디부톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2-[4-[(2-히드록시-3-트리데실옥시프로필)옥시]-2-히드록시페닐]-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진, 2-[4-[(2-히드록시-3-(2'-에틸)헥실)옥시]-2-히드록시페닐]-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진 등의 트리아진계 화합물 등일 수 있다.
또한, 상기 자외선 흡수제로는 히드록시페닐벤조트리아졸계 (메트)아크릴레이트의 부가 중합물 및/또는 벤젠환이 4개 이상 부가되고, 상기 벤젠환 중 적어도 1개가 히드록실기로 치환된 트리아진계 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
이들은 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 투광성 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부를 사용할 수 있다. 0.1 중량부 미만인 경우에는 충분한 자외선 차단 효과를 얻을 수 없으며, 10 중량부 초과인 경우에는 광경화 시 경화 장애로 코팅막의 기계적 특성의 저하가 있을 수 있다.
상기 용제는 당해 기술분야에서 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 예를 들어, 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루소브, 에틸솔루소브 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등), 아세테이트계(에틸아세테이트, 프로필아세테이트, n-부틸아세테이트, t-부틸아세테이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등), 헥산계(헥산, 헵탄, 옥탄 등), 벤젠계(벤젠, 톨루엔, 자일렌 등), 에테르계(디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등) 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 예시된 용제들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 하드코팅 조성물은 상기한 성분들 이외에도, 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 성분들, 예를 들어 레벨링제, 열 안정제, 항산화제, 계면활성제, 윤활제, 방오제 등이 추가적으로 포함될 수 있다.
상기 하드코팅층은 상기 하드코팅 조성물을 도포하고 경화시킴으로써 제조할 수 있다.
상기 하드코팅 조성물은 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아, 마이크로 그라비아, 스핀코팅 등 공지된 방식을 적절히 사용하여, 기재 필름에 도공(Coating Process)이 가능하다.
상기 하드코팅 조성물을 기재 필름에 도포한 후에는, 30 내지 150℃의 온도에서 10초 내지 1시간 동안, 보다 구체적으로는 30초 내지 30분 동안 휘발물을 증발시켜 건조시킨 다음, UV광을 조사하여 경화시킨다. 상기 UV광의 조사량은 구체적으로 약 0.01 내지 10J/㎠일 수 있으며, 보다 구체적으로 0.1 내지 2J/㎠일 수 있다.
상기 하드코팅층(112)은 405nm 투과율이 2.1% 이하이며 435nm 투과율이 80% 이하이고 450nm 투과율이 87.5% 이하일 수 있다. 상기 하드코팅층(132)은 상기 투과율 특성을 만족함에 따라 발광효율의 저하를 최소화하는 동시에 우수한 근자외선(near-UV) 차단 특성을 나타낼 수 있다.
상기 하드코팅층(112)의 두께는 5 내지 10 ㎛일 수 있다.
상기 제2 보호층은 두께가 25 내지 70㎛일 수 있으며, 바람직하게는 25 내지 50㎛의 두께를 갖는다.
상기 제1 보호층(110)의 편광자(120)와 접합되는 면에는 접합용이 처리를 행할 수 있다. 접합용이 처리로서는 프라이머 처리, 플라즈마 처리, 코로나 처리 등의 드라이 처리, 알칼리 처리(비누화 처리) 등의 화학 처리, 용이한 접착제층을 형성하는 코팅 처리 등을 들 수 있다.
상기 제1 보호층(110)은 접착제로부터 형성된 접착제층(미도시)에 의해 편광자(120)와 접합될 수 있다.
상기 접착제로는 임의의 적절한 접착제가 사용될 수 있고, 투명성, 열 안정성, 저복굴절성 등이 우수한 재료가 바람직하다. 구체적인 예는 수성 접착제, 열가소성 접착제, 핫-멜트(hot-melt) 접착제, 고무계 접착제, 열경화성 접착제, 모노머 반응형 접착제, 무기 접착제, 및 천연 접착제를 포함한다. 바람직한 예는 우수한 광학적 투명성, 내후성, 및 내열성의 관점에서, 지방족 이소시아네이트를 주성분으로서 함유하는 모노머 반응형 접착제 "Takenate 631"(상품명, Mitsui Takeda Chemicals사 제조); 및 아세토아세틸기를 갖는 변성 폴리비닐 알코올을 주성분으로서 함유하는 수성 접착제 "GOHSEFIMER Z 시리즈"(상품명, Nippon Synthetic Chemical Industry사 제조)를 포함한다.
접착제층의 두께는 접착체의 역할을 하는 수지의 종류, 접착 강도, 접착제가 이용되는 환경 등에 따라 적절하게 결정될 수도 있다. 접착제층은 바람직하게는 0.01㎛ 내지 50㎛, 보다 바람직하게는 0.05㎛ 내지 20㎛, 보다 더 바람직하게는 0.1㎛ 내지 10㎛의 두께를 갖는다.
접합방법은 당해 분야에서 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면 유연법, 마이어 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 딥 코팅법, 스프레이 코팅법 등을 이용하여 편광자 또는 보호층의 접합면에 접착제 조성물을 도포한 후 이들을 접합하는 방법을 들 수 있다. 유연법은 편광자 또는 보호층을 대체로 수직방향, 수평방향 또는 이 둘 사이의 경사방향으로 이동시키면서 접합 면에 접착제 조성물을 유하(流下)하여 도포하는 방법이다. 접착제 조성물을 도포한 후 편광자 또는 보호층을 니프롤 등에 끼워서 접합시킨다.
접합 후에는 건조처리가 수행될 수 있다. 상기 접합 후 건조처리는 예를 들면 열풍을 분무함으로써 수행될 수 있다.
건조 후에는 상온 또는 그보다 약간 높은 온도, 예를 들면 20 내지 50℃의 온도에서 12 내지 600 시간 정도 양생시키는 것이 바람직하다.
상기 편광자(120)의 시인측 반대면에 제2 보호층(130)이 형성된다.
상기 제2 보호층(130)은 편광자의 다른 일면에 접합된 제1보호층과 함께 편광자의 수축을 균형적으로 방지하여 패널 휨 특성을 개선하는 역할을 한다.
상기 제2 보호층(130)은 기재 필름을 포함한다.
상기 기재 필름으로는 상기 제1 보호층(110)에 사용된 기재 필름을 사용할 수 있다.
상기 기재 필름의 투습도는 450g/㎡·Day 이상이며, 보다 바람직하게는 1000 g/㎡·Day 이상일 수 있다. 상기 투습도 특성을 가지는 기재 필름을 사용할 때 습열 조건 하에서 편광자가 열화되는 것을 방지할 수 있다.
특히, 상기 기재 필름으로는 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 기재 필름의 두께는 20 내지 60㎛일 수 있다. 상기 기재 필름의 두께가 상기 범위 밖이면 위상차층 제조 공정에 문제가 있을 수 있다.
상기 제2 보호층(130)의 편광자(120)와 접합되는 면에는 접합용이 처리를 행할 수 있다. 접합용이 처리로서는 프라이머 처리, 플라즈마 처리, 코로나 처리 등의 드라이 처리, 알칼리 처리(비누화 처리) 등의 화학 처리, 용이한 접착제층을 형성하는 코팅 처리 등을 들 수 있다.
상기 제2 보호층(130)은 접착제로부터 형성된 접착제층(미도시)에 의해 편광자(120)와 접합될 수 있다.
상기 접착제로는 상기 편광자(120)와 제1 보호층(110)을 접합하는데 사용된 재료를 사용할 수 있으며, 접착제층의 두께 및 접합방법도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 제2 보호층(130)의 시인측 반대면에 코팅형 위상차층(140)이 형성된다.
상기 코팅형 위상차층(140)은 λ/4 위상차층을 포함할 수 있다.
λ/4 위상차층은, 입사된 선편광을 타원편광 또는 원편광으로 변환시키고, 반대로 입사된 타원 편광 또는 원편광을 선편광으로 변환시킬 수 있다. 이에 따라, λ/4 위상차층은 OLED 패널에 적용되어 외광의 반사를 방지할 수 있으므로, 전원 off 상태에서 블랙 시감을 구현할 수 있다.
상기 λ/4 위상차층은 파장 550 nm에서 면내 위상차값(Re)이 120 nm 내지 170 nm일 수 있다.
상기 λ/4 위상차층은 두께방향위상차값(Rth)이 -150nm 내지 150 nm, 바람직하기로 -100nm 내지 100 nm일 수 있다.
상기 λ/4 위상차층은 역파장, 정파장 또는 플랫 파장 분산성일 수 있다.
상기 역파장 분산성은 파장 450nm 내지 650nm에서 파장이 증가할수록 면내 위상차가 증가하는 것을 의미한다.
상기 정파장 분산성은 파장 450nm 내지 650nm에서 파장이 증가할수록 면내 위상차가 감소하는 것을 의미한다.
상기 플랫 파장 분산성은 파장 450nm 내지 650nm에서 파장이 증가할수록 면내 위상차가 실질적으로 증가 또는 감소하지 않음을 의미한다.
상기 코팅형 위상차층(140)은 상기 제2 보호층(130)에 직접 코팅된 코팅형이다.
즉, 상기 코팅형 위상차층(140)은 예를 들어 반응성 액정 화합물을 경화시킨 액정층일 수 있다.
상기 코팅형 위상차층은 액정 화합물을 포함하는 위상차층 형성용 조성물로부터 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 액정 화합물은 광학 이방성을 가지고, 광 또는 열에 의한 반응성을 갖는 액정 화합물일 수 있다.
상기 액정 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 그 형상으로부터, 봉상 타입(봉상 액정 화합물)과 원반상 타입(원반상 액정 화합물, 디스코틱 액정 화합물)으로 분류할 수 있다. 또한 각각 저분자 타입과 고분자 타입이 있다. 본 발명에서는, 어느 액정 화합물을 이용할 수도 있다. 2종 이상의 봉상 액정 화합물, 2종 이상의 원반상 액정 화합물, 또는 봉상 액정 화합물과 원반상 액정 화합물의 혼합물을 이용해도 된다.
특히, 상기 액정 화합물은 광학 특성의 온도 변화 및/또는 습도 변화를 작게 할 수 있다는 점에서, 중합성기를 갖는 액정 화합물(봉상 액정 화합물 또는 원반상 액정 화합물)을 이용하여 형성하는 것이 보다 바람직하다. 액정 화합물은 2종류 이상의 혼합물이어도 되고, 그 경우 적어도 하나가 2 이상의 중합성기를 갖고 있는 것이 바람직하다.
상기 위상차층 형성용 조성물은 상술한 액정 화합물 이외에 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 중합성 모노머, 중합 개시제 및 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 코팅형 위상차층은 상기 위상차층 형성용 조성물을 도포하여 도막을 형성하고, 얻어진 도막에 대하여 경화 처리(자외선의 조사(광조사 처리) 또는 가열 처리)를 실시함으로써 형성될 수 있다.
상기 코팅형 위상차층(140)의 두께는 1㎛ 내지 5㎛일 수 있다. 상기 코팅형 위상차층(140)의 두께가 상기 범위일 때, 표면의 외광 반사를 더욱 잘 차단할 수 있어 더욱 우수한 블랙 시감을 가지며 편광판의 박형화가 가능한 이점이 있다.
상기 코팅형 위상차층(140)의 시인측 반대면에는 반사방지용 편광판(100)을 OLED 패널(10) 또는 터치패널에 부착시키기 위한 점착제층(150)이 적층되어 있다.
상기 점착제층(150)은 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 다양한 점착제로부터 형성될 수 있다.
예를 들면, 상기 점착제로는 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제 등을 예로 들 수 있다.
바람직하게는, 상기 점착제층(150)의 저장 탄성율(storage modulus)은 1140 kPa 이하, 예를 들어 50 kPa 내지 1140 kPa일 수 있다.
상기 점착제층(150)의 저장 탄성율이 1140 kPa 초과이면 점착력의 저하로 인해 패널에 부착시키는 역할에 문제가 발생할 수 있다.
상기 점착제층(150)의 두께는 10 내지 30 ㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 반사방지용 편광판은 상기 하드코팅층(112)의 시인측면에 박리 가능한 보호 필름(미도시)이 적층될 수 있다.
상기 박리 가능한 보호 필름은 기재 필름, 및 상기 기재 필름의 일면에 형성된 점착제층을 포함한다.
상기 보호 필름의 기재 필름으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름; 또는 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 필름 등을 들 수 있다. 상기 점착제층의 재료로는 상기 예시된 점착제를 사용할 수 있다.
상기 보호 필름의 두께는 10 내지 150㎛, 바람직하게는 25 내지 130㎛일 수 있다. 상기 보호 필름의 두께가 10㎛ 미만이면 보호 필름의 박리가 용이하지 않을 수 있고 150㎛ 초과이면 하드코팅층(112)과의 밀착성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 반사방지용 편광판은 상기 점착제층(150)의 시인측 반대면에 박리 필름이 더 적층될 수 있다.
상기 박리 필름은 편광판을 OLED 패널 또는 터치패널에 부착시킬 때 제거된다.
상기 박리 필름의 기재로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 필름; 또는 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 필름 등을 들 수 있다.
상기 박리 필름의 기재는 점착제층(150)과 접하는 표면이 이형 처리될 수 있다. 상기 이형 처리는 실리콘계 이형제, 불소계 이형제, 장쇄 알킬그래프트 폴리머계 이형제 등의 이형제나 플라즈마 처리에 의해 표면 처리하는 방법 등을 사용할 수 있다.
상기 박리 필름의 두께는 10 내지 150㎛, 바람직하게는 25 내지 130㎛일 수 있다. 상기 박리 필름의 두께가 10㎛ 미만이면 박리 필름의 박리가 용이하지 않을 수 있고 150㎛ 초과이면 상기 점착제층(150)과의 밀착성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 반사방지용 편광판(100)은 최외곽층에 위치할 수 있으며, 별도의 윈도우를 필요로 하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는
제2 보호층의 일면에 위상차층 형성용 조성물을 코팅하여 코팅형 위상차층을 형성하는 단계;
편광자의 시인측 반대면에 상기 코팅형 위상차층이 형성된 제2 보호층을 코팅형 위상차층이 시인측 반대면에 위치하도록 접합하는 단계; 및
상기 편광자의 시인측면에 제1 보호층을 접합하는 단계를 포함하는 반사방지용 편광판의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 반사방지용 편광판의 제조방법은 상기 코팅형 위상차층의 시인측 반대면에 점착제층을 적층하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층, 편광자, 제2 보호층, 코팅형 위상차층 및 점착제층에 대한 구체적인 설명은 상기 반사방지용 편광판(100)에서 설명된 바와 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 반사방지용 편광판의 제조방법은 제2 보호층의 일면에 코팅형 위상차층을 먼저 형성시킨 다음, 편광자의 시인측 반대면에 상기 코팅형 위상차층이 형성된 제2 보호층을 접합하는 방식을 사용함으로써 별도의 위상차층을 접합하는 공정 없이 제2 보호층을 접합하는 공정만으로 위상차층을 적층시킬 수 있어 제조 공정을 간소화할 수 있으며, 제조 공정 중 발생 가능한 필름의 손실율 및 불량율을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는 상기 반사방지용 편광판(100)을 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
도 2를 참조로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 화상표시장치는 상기 반사방지용 편광판(100); 및
상기 반사방지용 편광판(100)의 시인측 반대면에 적층된 OLED 패널(10)을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 화상표시장치는 유기 EL 표시장치일 수 있으며, 통상의 평판 디스플레이 형태일 수 있다.
이하, 실시예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
제조예 1: 편광자의 제조
평균 중합도 약 2,400, 가수분해도 99.9몰% 이상인 두께 30㎛의 폴리비닐알코올 수지 필름(Kuraray사)을 증류수에 침지시켜 팽윤시킨 다음, 요오드화칼륨/붕산/물을 중량비 10/5/100으로 혼합한 수용액에 53℃에서 1분간 침지하면서 약 5배로 일축 연신하였다. 그런 다음, 15℃의 순수한 물로 1.5초간 세정한 후 50℃에서 5분간 건조시켜 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착 배향된 두께 12㎛의 편광자를 제조하였다.
실시예 1: 편광판의 제작
하기 방법에 따라 도 1의 실시형태와 동일한 구조로 편광판을 제작하였다.
상기 제조예 1에서 제조한 편광자의 시인측 반대면에 수계 접착제를 이용하여 제2 보호층으로서, 두께 3㎛의 λ/4 위상차층(네마틱 액정층)이 시인측 반대면에 코팅된 두께 40㎛의 TAC 필름(Fuji사)을 접합하였다. 그 다음, 상기 편광자의 시인측면에 수계 접착제를 이용하여 제1 보호층으로서 두께 9㎛의 하드코팅층이 형성된 두께 25㎛의 TAC 필름(DNP사)을 접합하였다. 이때, 상기 수계 접착제로는 열경화성 수계 PVA 접착제를 사용하였다. 상기 수계 접착제는 60℃ 오븐에서 5분 동안 건조하여 경화시켰다.
그 다음, 상기 위상차층의 시인측 반대면에 점착제층을 접합하였다. 이때, 상기 점착제층으로는 두께 25㎛의 아크릴계 점착제 (Lintec 사, 탄성율: 1,140 kPa)를 사용하였다.
도 3a에 실시예 1의 편광판 제작 공정을 간략히 도시하였다.
도 3a를 통해, 본 발명은 제2 보호층에 직접 코팅된 코팅형 위상차층(140)을 사용하여 이를 접합하는 공정을 별도로 수행할 필요가 없어 편광판 제조 공정을 간소화할 수 있음을 알 수 있다.
비교예 1: 편광판의 제작
상기 제조예 1에서 제조한 편광자의 시인측 반대면에 수계 접착제를 이용하여 제2 보호층으로서 두께 25㎛의 TAC 필름을 접합하였다. 그 다음, 상기 편광자의 시인측면에 수계 접착제를 이용하여 제1 보호층으로서 두께 9㎛의 하드코팅층이 형성된 두께 25㎛의 TAC 필름(DNP사)을 접합하였다. 이때, 상기 수계 접착제로는 열경화성 수계 PVA 접착제를 사용하였다. 상기 수계 접착제는 60℃ 오븐에서 5분 동안 건조하여 경화시켰다.
그 다음, 상기 제2 보호층의 시인측 반대면에 점착제층을 이용하여 위상차 시트(141)로서 두께 3㎛의 λ/4 위상차층(네마틱 액정층)을 접합하였다. 이때, 상기 점착제층으로는 두께 5㎛의 아크릴계 점착제(Lintec 사)를 사용하였다.
그 다음, 상기 위상차층의 시인측 반대면에 점착제층을 접합하였다. 이때, 상기 점착제층으로는 두께 25㎛의 아크릴계 점착제 (Lintec 사, 탄성율: 1,140 kPa)를 사용하였다.
도 3b에 비교예 1의 편광판 제작 공정을 간략히 도시하였다.
도 3b를 통해, 비교예의 경우 위상차 시트(141)와 점착제층(150)을 접합하기 위한 다수의 접합 공정이 필요하여 공정이 복잡해짐을 알 수 있다.
실험예:
(1) 원료 손실율 및 불량율
상기 실시예 및 비교예의 제조 공정에서 발생하는 각각의 원료 손실율 및 불량율을 비교하였다. 원료 손실율과 불량율은 최종 200m의 편광판 생산 기준으로 비교하였다.
이때, 원료 손실율과 불량율은 각각 하기 수학식 1 및 2로 계산하였다. 또한, 불량율은 접합 공정 간소화로 인한 불량율 감소를 확인하기 위하여, 전체 불량품 중 스크래치 기인의 불량품의 비율로 계산하였다.
[수학식 1]
원료 손실율(%) = (생산된 편광판의 길이(m)/투입된 원료의 길이(m))×100
[수학식 2]
불량율(%)= (스크래치 기인의 불량품(매)/생산된 편광판의 전체 불량품(매))×100
그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 비교예 1
원료 손실율(%) 제1보호층 5% 20%
편광자 5% 20%
제2보호층 5% 20%
점착제층 0% 15%
코팅형 위상차층 5% 10%
점착제층 5% 5%
불량율(%) 3% 6%
상기 표 1을 통해, 본 발명의 일 실시형태에 따라 코팅형 위상차층이 제2 보호층에 직접 코팅된 것을 사용하여 제조한 실시예 1의 반사방지용 편광판은, 위상차층을 별도의 점착제층을 사용하여 접합시킨 비교예 1의 반사방지용 편광판에 비해 원료 손실율 및 불량율이 적은 것을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
10: OLED 패널 100: 반사방지용 편광판
110: 제1 보호층 111: 기재 필름
112: 하드코팅층 120: 편광자
130: 제2 보호층 140: 코팅형 위상차층
141: 위상차 시트 150: 점착제층

Claims (10)

  1. 시인측으로부터 제1 보호층, 접착제층, 편광자, 접착제층, 제2 보호층 및 코팅형 위상차층이 순차적으로 적층되어 있으며,
    상기 코팅형 위상차층은 상기 제2 보호층에 직접 코팅된 것인 반사방지용 편광판의 제조방법으로서,
    제2 보호층의 일면에 위상차층 형성용 조성물을 코팅하여 코팅형 위상차층을 형성하는 단계;
    편광자의 시인측 반대면에 상기 코팅형 위상차층이 형성된 제2 보호층을 접착제층에 의해 코팅형 위상차층이 시인측 반대면에 위치하도록 접합하는 단계; 및
    상기 편광자의 시인측면에 제1 보호층을 접착제층에 의해 접합하는 단계를 포함하는 반사방지용 편광판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 보호층은 기재 필름 및 상기 기재 필름 상에 형성된 하드코팅층을 포함하며, 두께가 25 내지 70㎛인 반사방지용 편광판의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 하드코팅층은 투광성 수지, 광개시제, 자외선 흡수제 및 용제를 포함하는 하드코팅 조성물로부터 형성되는 반사방지용 편광판의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 하드코팅층은 405nm 투과율이 2.1% 이하이며 435nm 투과율이 80% 이하이고 450nm 투과율이 87.5% 이하인 반사방지용 편광판의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 보호층은 기재 필름을 포함하며, 두께가 20 내지 60㎛인 반사방지용 편광판의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 코팅형 위상차층은 코팅형 λ/4 위상차층을 포함하며, 두께가 1㎛ 내지 5㎛인 반사방지용 편광판의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 코팅형 위상차층의 시인측 반대면에 점착제층을 적층하는 단계를 더 포함하는 반사방지용 편광판의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 점착제층은 저장 탄성율(storage modulus)이 1140 kPa 이하이며, 두께가 10 내지 30㎛인 반사방지용 편광판의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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