KR101279612B1 - 편광판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 편광자 및 상기 편광자의 적어도 한 면에 구비되는 편광자 보호 필름을 포함하는 편광판으로서, 상기 편광자 보호 필름은 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛; 및 1종 이상의 스티렌계 유도체를 포함하는 스티렌계 유닛을 포함하고, 연신 유무와 관계없이 면 내 위상차(Rin) 및 두께 방향 위상차(Rth)의 절대값이 10nm 이하이며, 상기 편광자와 편광자 보호 필름 사이에는 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 라디칼 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 UV 경화형 접착제를 포함하는 접착층이 구비되는 것을 특징으로 하는 편광판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 프라이머 처리, 코로나 처리 등의 전처리가 필요하지 않고, 편광자 보호 필름과 편광자 간의 접착력이 우수하며, 접착층이 얇고 내수성이 우수하며, 또한 초기 광학 물성이 기존 수계 접착제 대비 우수한 편광판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 소비 전력이 낮고, 저전압으로 동작하고, 경량이고 박형인 등의 특징을 살려, 각종 표시용 디바이스에 사용되고 있다. 액정 표시 장치는 액정 셀, 편광판, 위상차 필름, 집광 시트, 확산 필름, 도광판, 광반사 시트 등 많은 재료로 구성되어 있다. 그 때문에, 구성 필름의 매수를 줄이거나, 필름 또는 시트의 두께를 얇게 함으로써, 생산성이나 경량화, 명도의 향상 등을 목표로 한 개량이 활발하게 이루어지고 있다.
액정 표시 장치는 용도에 따라서는 엄격한 내구 조건에 견딜 수 있는 제품이 필요로 되고 있다. 또한, 최근 액정 표시 장치의 대화면화가 진행되는 상황에서, 편광판의 열변형에 의한 화질 저하가 문제시되어 높은 열안정성을 나타내는 것이 요구되고 있다.
편광판은 통상 이색성 색소가 흡착 배향된 폴리비닐알콜계 수지로 이루어지는 편광자의 양면 또는 한 면에 보호 필름이 적층된 구조로 되어 있다. 편광자는 폴리비닐알콜계 수지 필름에 세로 일축 연신과 이색성 색소에 의한 염색을 행한 후 붕산 처리하여 가교 반응을 일으키고, 이어서 물로 세정하고 건조시키는 방법으로 제조되고 있다. 이색성 색소로는 요오드 또는 이색성 유기 염료가 사용된다. 이렇게 하여 얻어지는 편광자의 양면 또는 한 면에 보호 필름을 적층하여 편광판이 되고, 액정 표시 장치에 삽입되어 사용된다. 보호 필름에는, 트리아세틸로오스로 대표되는 셀룰로오스아세테이트계 수지 필름이 많이 사용되고 있다. 또한, 보호 필름의 적층에는, 폴리비닐알콜계 수지의 수용액으로 이루어지는 수계 접착제를 사용하는 경우가 대부분이다.
그러나, 상기 보호 필름이 아크릴계 필름인 경우에는 소재의 특성상 상기 수계 접착제와의 접착력이 약하고, 이로 인해 재가공성이나 재단성에 문제가 발생할 수 있다. 이 때문에 상기 보호 필름에 프라이머를 코팅한 후, 수계 접착제와 접착을 하는 번거로움이 발생하게 된다.
따라서, 당 기술분야에서는 디스플레이에 사용되기 위하여 편광자와 보호 필름 간의 접착력이 우수하고, 내수성이 우수한 편광판의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 프라이머 처리, 코로나 처리 등의 전처리가 필요하지 않고, 편광자 보호 필름과 편광자 간의 접착력이 우수하며, 접착층이 얇고 내수성이 우수한 편광판 및 이를 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 편광자 및 상기 편광자의 적어도 한 면에 구비되는 편광자 보호 필름을 포함하는 편광판으로서,
상기 편광자 보호 필름은 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛; 및 1종 이상의 스티렌계 유도체를 포함하는 스티렌계 유닛을 포함하고, 연신 유무와 관계없이 하기 수학식 1로 표시되는 면 내 위상차(Rin) 및 하기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차(Rth)의 절대값이 10nm 이하이며,
상기 편광자와 편광자 보호 필름 사이에는 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 라디칼 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 UV 경화형 접착제를 포함하는 접착층이 구비되는 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.
상기 수학식 1 및 수학식 2에서, nx는 필름 면 방향 굴절율 중 가장 큰 굴절율이고,
ny는 필름 면 방향 굴절율 중 nx와 수직인 방향의 굴절율이며,
nz는 필름 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
또한, 본 발명은 상기 편광판을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 편광판은 편광자 보호 필름과 편광자 간의 접착을 위해서 프라이머 처리, 코로나 처리 등의 전처리가 필요하지 않고, 접착력이 우수하며, 접착층이 얇고, 내수성이 우수한 특성을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 단면을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치의 단면을 나타낸 도이다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 편광판은 편광자 및 상기 편광자의 적어도 한 면에 구비되는 편광자 보호 필름을 포함하는 편광판으로서, 상기 편광자 보호 필름은 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛; 및 1종 이상의 스티렌계 유도체를 포함하는 스티렌계 유닛을 포함하고, 연신 유무와 관계없이 상기 수학식 1로 표시되는 면 내 위상차(Rin) 및 상기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차(Rth)의 절대값이 10nm 이하이며, 상기 편광자와 편광자 보호 필름 사이에는 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 라디칼 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 UV 경화형 접착제를 포함하는 접착층이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 편광판은 상기 편광자와 편광자 보호 필름이 UV 경화형 접착제에 의해 적층됨으로써, 상기 편광자 또는 편광자 보호 필름에 프라이머 처리, 코로나 처리 등의 별도의 전처리 공정이 필요하지 않고, 편광자와 편광자 보호 필름 간의 접착력이 우수하며 편광판의 내수성 등이 우수한 특징이 있다.
상기 UV 경화형 접착제는 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 라디칼 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 에폭시 아크릴레이트 올리고머는 적어도 하나 이상의 에폭시 화합물, 적어도 하나 이상의 (메트)아크릴산 화합물 및 폴리산을 갖는 (메트)아크릴레이트의 공중합물인 에폭시 (메트)아크릴레이트 프리폴리머인 것을 특징으로 한다.
상기 에폭시 (메트)아크릴레이트 프리폴리머는 중량 평균 분자량이 5,000 ~ 20,000 이고, 분자당 평균 에폭시 결합이 8 내지 20개 존재하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 에폭시 (메트)아크릴레이트 프리폴리머 내의 상기 폴리산은 중량 평균 분자량이 100 내지 3,000인 것을 특징으로 한다.
상기 폴리산은 폴리에테르 폴리산, 폴리에스테르 폴리산, 폴리포화 지방산 등이 바람직하다. 상기 폴리에테르 폴리산으로는 폴리에틸렌 글리콜, 1,2-폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 1,2-폴리부틸렌글리콜 등과 각 폴리올의 공중합하여 산이 치환된 형태가 예시될 수 있고, 폴리에스테르 폴리산으로는 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 3-메틸-1,8-옥탄다이올 등의 디올과 프탈릭산, 이소프탈릭산, 테레프탈릭산, 말레익산, 퓨마릭산, 아디픽산, 세바식산, 아젤릭산 등의 산이 반응한 형태의 폴리에스테르 폴리산 또는 그 공중합체가 예시될 수 있다. 또한, 폴리포화 지방산으로는 폴리산 분자 내 탄소수가 10개 이상 50개 미만을 갖는 지방산이 바람직하다.
상기 에폭시 (메트)아크릴레이트 프리폴리머는 중량 평균 분자량이 3,000내지 20,000인 것으로, 분자당 평균 에폭시 결합이 8 내지 20개의 범위로 존재하는 것이 바람직하다. 상기 중량 평균 분자량이 3,000 미만인 경우에는 경화 도막의 인장 강도 및 경도가 너무 높아지고 신율이 떨어져 부착성이 불량하며, 중량 평균 분자량이 20,000을 초과하는 경우에는 그 반대의 결과가 발생하므로 상기와 같은 분자량 분포를 갖는 것이 바람직하다.
상기 에폭시 아크릴레이트 올리고머의 함량은 UV 경화형 접착제 총 중량을 기준으로 5 내지 60 중량%인 것이 바람직하고, 20 내지 40 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 상기 에폭시 아크릴레이트 올리고머의 함량이 5 중량% 미만인 경우에는 접착제의 경화성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있고, 60 중량%를 초과하는 경우에는 접착제의 점도가 상승하는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 라디칼 중합성 화합물은 극성기를 함유하는 친수성 모노머 및 극성기를 함유하지 않은 소수성 모노머를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 친수성 모노머는 편광자와 편광자 보호 필름의 접착력을 개선하기 위한 것으로서, 수산기를 함유한 극성 모노머인 것이 바람직하다. 상기 친수성 모노머의 구체적인 예로는 히드록시 에틸 아크릴레이트(hydroxyl ethyl acrylate, HEA), 히드록시 에틸 메타크릴레이트(hydroxyl ethyl methacrylate, HEMA), 히드록시 프로필 아크릴레이트(hydroxyl propyl acrylate, HPA), 히드록시 프로필 메타크릴레이트(hydroxyl propyl methacrylate, HPMA), 히드록시 부틸 아크릴레이트(hydroxyl butyl acrylate, HBA), 아크릴산(acrylic acid, AA), N-비닐 피롤리돈(N-vinyl pyrrolidone), 디아세톤 (메트)아크릴아미드, 이소부톡시 메틸 (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸 (메타)아크릴아미드, 옥틸 (메트)아크릴아미드, N,N-디에틸 (메트)아크릴아미드, 히드록시 부틸 비닐 에테르, N-비닐 카프로락탐, 이들의 혼합물 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 친수성 모노머의 함량은 UV 경화형 접착제 총 중량을 기준으로 10 내지 70 중량%인 것이 바람직하다. 상기 친수성 모노머의 함량이 10 중량% 미만인 경우에는 접착제의 접착력이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있고, 70 중량%를 초과하는 경우에는 편광판의 내수성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 소수성 모노머의 구체적인 예로는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate, HDDA), 이소보닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate, IBOA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate, TMPTA), 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(dipropylene glycol diacrylate, DPGDA), 벤질 (메트)아크릴레이트, 페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 이들의 혼합물 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 소수성 모노머의 함량은 UV 경화형 접착제 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%인 것이 바람직하다. 상기 소수성 모노머의 함량이 1 중량 % 미만인 경우에는 편광판의 내수성이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있고, 30 중량%를 초과하는 경우에는 접착제의 접착력이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.
일반적으로 편광자를 보호하기 위한 편광자 보호 필름에는 UV 차단제를 포함하여 365nm 이하의 자외선은 대부분 흡수되므로, 상기 광중합 개시제는 365nm 이상의 범위에서 빛을 흡수하는 장파장 개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 이의 구체적인 예로는 α-히드록시케톤(α-hydroxyketone), 페닐글리옥실레이트(phenylglyoxylate), 벤질디메틸 케탈(benzildimethyl ketal), α-아미노케톤(α-aminoketone), 모노 아실 포스핀(mono acyl phosphine), 비스 아실 포스핀(bis acyl phosphine), 이들의 혼합물 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 광중합 개시제의 함량은 UV 경화형 접착제 총 중량을 기준으로 1 내지 5 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 편광판에 있어서, 상기 UV 경화형 접착제는 당 기술분야에 알려진 광 증감제, 산화 방지제 등을 1종 이상 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 편광판에 있어서, 상기 UV 경화형 접착제의 점도는 5 내지 100cP인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 접착층의 두께는 1㎛이하인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 편광판에 있어서, 상기 편광자 보호 필름은 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛; 및 1종 이상의 스티렌계 유도체를 포함하는 스티렌계 유닛을 포함하고, 연신 유무와 관계없이 상기 수학식 1로 표시되는 면 내 위상차(Rin) 및 상기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차(Rth)의 절대값이 10nm 이하, 바람직하게는 5nm이하인 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는 상기 편광자 보호 필름은 연신 유무에 관계없이 광탄성 계수의 절대값이 3×10-12 m2/N 이하이다. 상기 편광자 보호 필름은 광탄성 계수가 작기 때문에 외부응력에 의한 위상차 값의 변화가 작아, 빛샘 현상을 줄일 수 있다.
상기 방향족계 유닛과 상기 스티렌계 유닛의 함량비는 몰(mol)을 기준으로 65 ~ 75 : 100인 것이 바람직하다. 또한, 상기 방향족계 유닛과 상기 스티렌계 유닛의 함량비는 중량을 기준으로 45 ~ 55 : 100인 것이 바람직하다. 이 범위 내의 조성에 의하여 전술한 위상차 값 및 광탄성 계수를 얻는데 유리하다.
본 발명에 따른 편광자 보호 필름은 1종 이상의 (메트)아크릴레이트계 유도체를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 유닛을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 방향족계 유닛과 상기 스티렌계 유닛의 함량의 합과 상기 (메트) 아크릴레이트계 유닛의 함량의 비는 중량을 기준으로 1 : 99 내지 50 : 50인 것이 바람직하다. 이 범위 내의 조성이 전술한 위상차 값 및 광탄성 계수를 얻는데 유리하다.
상기 1종 이상의 (메트)아크릴레이트계 유도체를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 유닛; 상기 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛; 및 상기 1종 이상의 스티렌계 유도체를 포함하는 스티렌계 유닛은 각각 다른 화합물에 포함될 수도 있고, 상기 유닛들 중 2 이상의 유닛이 하나의 화합물에 포함될 수도 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛은 연신 과정에서 필름에 부의 면 내 위상차(Rin)와 음의 두께 방향 위상차(Rth)를 약한 정도로 부여하고, 상기 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛은 정의 면 내 위상차(Rin) 특성 및 양의 두께 방향 위상차(Rth) 특성을 부여하며, 상기 스티렌계 유닛은 강한 부의 면 내 위상차(Rin)와 음의 두께 방향 위상차(Rth)를 부여할 수 있다. 여기서, 부의 면 내 위상차란 연신 방향과 면 내에서 수직한 방향으로 굴절율이 가장 커지는 것을 의미하고, 정의 면 내 위상차란 연신 방향으로 굴절율이 가장 커지는 것을 의미하며, 음의 두께 방향 위상차는 두께 방향 위상차가 면 방향 평균 굴절율보다 큰 것을 의미하고, 양의 두께 방향 위상차는 면 내 평균 굴절율이 두께 방향 굴절율 보다 큰 것을 의미한다. 전술한 각 유닛의 위상차 특성에 의해, 상기 편광자 보호 필름의 위상차 특성은 각 성분들의 조성과 연신 방향, 연신비, 일축 또는 이축 연신 등의 연신방법에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 각 성분의 조성을 적절히 조합하여 연신 과정에서도 각 유닛의 복굴절이 서로 상쇄되는 효과를 얻을 수 있다. 이에 의하여, 본 발명에서는 필름이 광학적 굴절율 등방성을 유지하여 면 내 위상차 및 두께 방향 위상차의 절대값이 10nm인 필름을 제조할 수 있고, 잔류 위상차 또한 거의 없는 편광자 보호 필름을 제공할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 편광자 보호 필름은 부서지기 쉬운 아크릴계 필름과 달리 기계적 물성이 우수하다. 또한, 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛은 우수한 광학적 물성을 제공할 수 있고, 상기 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛은 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛을 포함하는 화합물과의 우수한 혼화성을 제공할 수 있다. 또한, 상기 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛의 함량에 따라 광탄성 계수의 값을 조절할 수 있으므로 외부응력에 의한 위상차 값의 변화가 작은 필름을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 편광자 보호 필름은 고리부를 갖는 고리계 유닛을 추가로 포함할 수 있다. 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛은 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛, 상기 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛 및 상기 스티렌계 유닛 중 적어도 하나가 포함된 화합물에 포함될 수도 있고, 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛, 상기 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛 및 상기 스티렌계 유닛 중 적어도 하나가 포함된 화합물과 상이한 화합물에 포함될 수도 있다. 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛은 필름에 우수한 내열성을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛과 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛을 포함하는 공중합체, 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛과 상기 스티렌계 유닛을 포함하는 공중합체, 상기 스티렌계 유닛과 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛을 포함하는 공중합체, 상기 (메트)아크릴렐이트계 유닛, 상기 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛 및 상기 스티렌계 유닛을 포함하는 공중합체가 사용될 수 있다. 이 때 상기 공중합체들은 상기 유닛들 중 적어도 하나를 2종 이상 포함할 수 있다.
구체적인 예로서, 메틸(메트)아크릴레이트와 같은 (메트)아크릴레이트계 유닛과 N-시클로헥실말레이미드와 같은 고리계 유닛을 포함하는 공중합체, 즉 폴리(N-시클로헥실말레이미드-co-메틸(메트)아크릴레이트)를 사용할 수 있다. 또한, 스티렌과 같은 스티렌계 유닛과 무수말레산과 같은 고리계 유닛을 포함하는 공중합체를 사용할 수 있다. 또한, (메트)아크릴레이트계 유닛으로서 메틸메타크릴레이트, 스티렌계 유닛으로서 스티렌과 알파메틸 스티렌, 및 고리계 유닛으로서 N-시클로헥실말레이미드를 포함하는 공중합체를 사용할 수 있다. 또한, (메트)아크릴레이트계 유닛으로서 메틸메타크릴레이트, 스티렌계 유닛으로서 스티렌 또는 알파메틸스티렌, 및 고리계 유닛으로서 N-시클로헥실말레이미드 및 무수말레산을 포함하는 공중합체를 사용할 수 있다. 그러나, 상기 예들은 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 상기 예들로 한정되는 것은 아니다.
상기 각 유닛의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 전술한 각 성분들의 역할을 고려하여, 목적하는 면 내 위상차 및 두께 방향 위상차를 비롯한 광학적 특성, 기계적 물성, 투명성, 광탄성 계수, 혼화성 등을 달성하기 위하여 상기 각 유닛의 함량을 결정할 수 있다. 예컨대, 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛, 상기 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛, 상기 스티렌계 유닛 및 상기 고리계 유닛의 함량은 각각 약 0.1 내지 99 중량%의 범위 내에서 선택될 수 있다. 구체적으로, 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛의 함량은 약 50 내지 98 중량%인 것이 바람직하고, 상기 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛의 함량은 약 0.5 내지 40 중량%인 것이 바람직하며, 상기 스티렌계 유닛의 함량은 약 0.5 내지 30 중량%인 것이 바람직하다. 상기 고리계 유닛의 함량은 약 0.5 내지 45 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛, 상기 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛, 상기 스티렌계 유닛 또는 상기 고리계 유닛을 포함하는 화합물은 호모중합체 또는 공중합체일 수 있으며, 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위 내에서 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛, 상기 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛, 상기 스티렌계 유닛 및 상기 고리계 유닛 이외의 유닛을 추가로 포함할 수 있다. 상기 공중합체는 랜덤 또는 블록 공중합체일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛은 (메트)아크릴레이트 뿐만 아니라 (메트)아크릴레이트 유도체도 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 구체적으로 상기 (메트)아크릴레이트계 단량체로는 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 등이 있으나 이에만 한정되는 것은 아니다. 특히, 메틸메타크릴레이트(MMA)를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛을 포함하는 화합물로서, (메트)아크릴레이트계 유닛 및 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛을 포함하는 공중합체를 이용할 수 있다. 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛 및 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛을 포함하는 공중합체 내의 (메트)아크릴레이트계 유닛의 함량은 약 50 내지 99 중량%, 바람직하게는 약 70 내지 98 중량%이고, 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛의 함량은 약 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 약 2 내지 30 중량%이다. 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛의 함량이 50 중량% 이하이면 필름의 헤이즈(haze) 값을 낮추는데 유리하다.
상기 (메트)아크릴레이트계 유닛 및 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛을 포함하는 공중합체 중의 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛은 필름의 내열성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛의 예는 후술한다. 다만, 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛과 함께 공중합체에 포함되는 고리부를 갖는 고리계 유닛은 말레이미드부를 포함하는 말레이미드계 유닛인 것이 가장 바람직하다. 상기 말레이미드계 유닛은 N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드, N-메틸말레이미드, N-부틸말레이미드 등으로부터 유래한 고리부를 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니며, 특히 N-시클로헥실말레이미드로부터 유래한 고리부를 포함하는 것이 가장 바람직하다.
상기 (메트)아크릴레이트계 유닛 및 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛을 포함하는 공중합체는 (메트)아크릴계 단량체 및 말레이미드계 단량체와 같은 고리계 단량체를 이용하고, 괴상 중합, 용액 중합, 현탁 중합, 유화 중합 등의 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛의 수 평균 분자량은 1,500 내지 2,000,000 g/mol인 것이 바람직하다. 상기 방향족계 유닛은 페녹시계 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 페녹시계 수지는 벤젠 고리에 적어도 하나의 산소 라디칼이 결합된 구조를 포함한다. 예컨대, 상기 방향족계 유닛은 하기 화학식 1로 표시되는 유닛을 1종 이상 포함할 수 있다. 상기 방향족계 유닛은 하기 화학식 1의 유닛을 5 내지 10,000개, 더 바람직하게는 5 내지 7,000개, 더 바람직하게는 5 내지 5,000개 포함하는 것이 바람직하다. 상기 방향족계 유닛에 하기 화학식 1로 표시되는 유닛이 2종 이상 포함되는 경우, 이들은 랜덤, 교대 또는 블록의 형태로 포함될 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
X는 적어도 하나의 벤젠 고리를 포함하는 2가기이고, R은 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌이다.
구체적으로, X는 하기 화학식 2 내지 화학식 4와 같은 화합물로부터 유래된 2가기인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
[화학식 2]
R1은 직접결합, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌 또는 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬리덴이고,
R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐이며, n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이다.
[화학식 3]
R4는 수소, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐이며, p는 1 내지 6의 정수이다.
[화학식 4]
R6 및 R7은 각각 독립적으로 직접결합, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌 또는 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬리덴이고,
R5 및 R8는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐이며, q 및 r은 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이다.
상기 화학식 2 내지 화학식 4로 표시되는 화합물의 구체적인 예는 하기와 같으나, 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
상기 방향족계 유닛은 특히 하기 화학식 5로 표시되는 1종 이상의 페녹시계 유닛을 5 내지 10,000개 포함하는 것이 가장 바람직하다.
[화학식 5]
상기 식에 있어서, R9는 직접결합 또는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌이고, R10은 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌이다.
상기 화학식 5는 하기 화학식 6으로 표시되는 것이 바람직하다.
[화학식 6]
상기 방향족계 유닛을 포함하는 화합물의 말단은 OH기일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 스티렌계 유닛은 스티렌 뿐만 아니라 스티렌계 유도체도 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 스티렌계 유도체는 스티렌의 벤젠고리 또는 비닐기에 지방족 탄화수소 또는 헤테로 원자를 포함하는 치환기를 1 이상 갖는 화합물을 포함하며, 구체적으로 알파메틸 스티렌도 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 유닛을 포함하는 화합물로서, 스티렌계 유닛과 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛을 포함하는 공중합체를 이용할 수 있다. 상기 스티렌계 유닛 및 고리부를 갖는 고리계 유닛을 포함하는 공중합체 내의 스티렌계 유닛의 함량은 약 1 내지 99 중량%, 바람직하게는 약 30 내지 99 중량%, 더욱 바람직하게는 약 40 내지 95 중량%이고, 고리부를 갖는 고리계 유닛의 함량은 약 1 내지 99 중량%, 바람직하게는 약 1 내지 70 중량%, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 60 중량%이다. 상기 스티렌계 유닛 및 고리부를 갖는 고리계 유닛을 포함하는 공중합체를 용융 혼화하여 사용함으로써 필름의 접착성 및 내열성을 향상시킬 수 있다. 고리부를 갖는 고리계 유닛의 함량이 너무 적으면 혼화성이 다소 떨어질 수 있다. 상기 고리부를 갖는 고리계 유닛의 예는 후술한다. 다만, 상기 고리계 유닛과 함께 공중합체에 포함되는 고리부를 갖는 고리계 유닛은 무수말레산부를 포함하는 무수말레산계 유닛인 것이 가장 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 고리계 유닛은 필름의 내열성을 향상시킬 수 있다. 상기 고리계 유닛의 함량은 약 0.1 내지 99 중량%, 바람직하게는 약 0.5 내지 45 중량%이다. 상기 고리계 유닛 중 고리부로는 무수말레산, 말레이미드, 글루탈산 무수물, 글루탈이미드, 락톤 및 락탐 등이 포함되나, 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 하나의 실시상태에 따르면, 전술한 유닛들을 포함하는 성분들로서, 1) (메트)아크릴레이트계 유닛 및 말레이미드계 유닛을 포함하는 공중합체, 2) 페녹시계(phenoxy-based) 유닛을 포함하는 수지 및 3) 스티렌계 유닛과 무수 말레산 유닛을 포함하는 공중합체를 사용할 수 있다. 이 경우, 각각의 성분의 함량은 1 ~ 99 중량%인 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 1) 공중합체는 약 50 내지 99 중량%인 것이 바람직하고 약 75 내지 98 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 상기 2) 수지는 약 0.5 내지 40 중량%인 것이 바람직하며, 약 1 내지 30 중량%인 것이 더욱 바람직하다. 상기 3) 공중합체는 약 0.5 내지 30 중량%인 것이 바람직하고, 약 1 내지 20 중량%인 것이 더욱 바람직하다.
특히, 상기 1) (메트)아크릴레이트계 유닛 및 말레이미드계 유닛을 포함하는 공중합체 내 말레이미드계 단량체의 함량이 50 중량% 이하인 경우에는 상기 1) 내지 3) 성분들의 혼합 비율에 관계없이 전 영역에 대하여 혼화성(miscibility)을 나타낼 수 있고, 이러한 조성의 광학 필름은 단일 유리 전이 온도(Tg)를 나타낼 수 있는 우수한 장점이 있다.
본 발명에 따른 편광자 보호 필름의 두께는 5 ~ 500㎛, 더 바람직하게는 5 ~ 300㎛인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 광학 필름의 광투과도는 90% 이상이고, 헤이즈(haze) 특성은 2.5% 이하, 바람직하게는 1% 이하, 더욱 바람직하게는 0.5% 이하의 범위를 가질 수 있다. 상기 편광자 보호 필름의 유리 전이 온도는 100℃ 이상인 것이 바람직하다.
상기 편광자 보호 필름은 상기 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛 및 스티렌계 유닛의 함량에 따라 광탄성 계수의 값을 극히 작게 조절할 수 있고, 이 경우 외부응력에 의한 위상차 값의 변화가 작은 특징을 가지게 되어, 빛샘 현상을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 편광자 보호 필름의 제조방법은 전술한 수지 조성물을 준비하는 단계; 및 상기 수지 조성물을 이용하여 필름을 성형하는 단계를 포함한다. 상기 광학 필름의 제조방법은 상기 필름을 일축 또는 이축 연신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 수지 조성물은 전술한 성분들을 용융 혼합하여 블렌딩함으로써 제조할 수 있다. 상기 성분들의 용융 혼합은 압출기 등을 이용하여 수행할 수 있다.
상기 수지 조성물은 일반적으로 사용되는 윤활제(lubricant), 산화 방지제, UV 안정제, 열 안정제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 편광자 보호 필름의 제조시에는 당 기술분야에 알려진 방법을 이용할 수 있고, 구체적으로는 압출 성형법을 이용할 수 있다. 예컨대, 상기 수지 조성물을 진공 건조하여 수분 및 용존 산소를 제거한 후, 원료 호퍼로부터 압출기를 질소 치환한 싱글 또는 트윈 압출기에 공급하고, 고온에서 용융하여 원료 펠렛을 얻고, 얻어진 원료 펠렛을 진공 건조하고, 원료 호퍼로부터 압출기까지를 질소 치환한 싱글 압출기로 용융한 후, 코트 행거 타입의 T-다이에 통과시키고, 크롬 도금 캐스팅 롤 및 건조 롤 등을 거쳐 필름을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 편광자 보호 필름의 제조시에는 상기 필름을 일축 또는 이축 연신하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 연신 공정은 종 방향(MD) 연신, 횡 방향(TD) 연신을 각각 행할 수도 있고 모두 행할 수도 있다. 종 방향과 횡 방향 모두 연신하는 경우에는 어느 한 쪽을 먼저 연신한 후, 다른 방향으로 연신할 수 있고, 두 방향을 동시에 연신할 수도 있다. 연신은 한 단계로 연신할 수도 있으며 다단계에 걸쳐 연신할 수도 있다. 종 방향으로 연신할 경우에는 롤 사이의 속도차에 의한 연신을 할 수 있고, 횡 방향으로 연신할 경우에는 텐타를 사용할 수 있다. 텐타의 레일 개시각은 통산 10도 이내로 하여, 횡 방향 연신시 생기는 보잉(Bowing) 현상을 억제하고 광학 축의 각도를 규칙적으로 제어한다. 횡 방향 연신을 다단계로 하여 같은 보잉 억제 효과를 얻을 수도 있다.
상기 연신은, 상기 수지 조성물의 유리 전이 온도를 Tg라고 할 때, (Tg - 20℃) ~ (Tg + 30℃)의 온도에서 수행할 수 있다. 상기 유리 전이 온도는 수지 조성물의 저장 탄성율이 저하되기 시작하고, 이에 따라 손실 탄성율이 저장 탄성율보다 커지게 되는 온도로부터, 고분자 사슬의 배향이 완화되어 소실되는 온도까지의 영역을 가리키는 것이다. 유리 전이 온도는 시차주사형 열량계(DSC)에 의해 측정될 수 있다.
연신속도는 소형 연신기(Universal testing machine, Zwick Z010)의 경우는 1 내지 100 mm/min의 범위에서, 그리고 파일로트 연신 장비의 경우는 0.1 내지 2 m/min의 범위에서 연신 조작을 행하는 것이 바람직하며, 5 내지 300%의 연신율을 적용하여 필름을 연신하는 것이 바람직하다.
상기 연신은 필름의 성형과 별개의 단계로서 진행될 수도 있고, 필름의 성형과 같은 공정에서 하나의 단계(one step)로 수행될 수도 있다.
전술한 유닛들 각각의 조성과 종 방향 연신비, 횡 방향 연신비, 연신온도 및 연신 속도를 적절히 조합시킬 수 있다.
또한, 연신된 필름은 인성(toughness)이 상승하기 때문에 부서지기 쉬운 (메트)아크릴레이트계 필름의 단점을 효과적으로 보완할 수 있다.
본 발명의 따른 편광자 보호 필름은 연신 유무와 관계없이 상기 수학식 1로 표시되는 면 내 위상차 및 상기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차의 절대값이 10nm이하, 바람직하게는 5nm 이하이다. 또한, 본 발명에 따른 편광자 보호 필름은 연신 유무에 관계없이 광탄성 계수의 절대값이 3×10-12 m2/N 이하이다.
본 발명에 따른 편광자 보호 필름은 적어도 일면에 유기물 및 무기물 중 적어도 하나를 포함하는 추가 층을 구비하여 위상차 값 및 보상 특성 및/또는 편광자에 대한 부착성이 조절될 수 있다. 상기 유기물의 예로는 셀룰로오즈, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 액정 및/또는 이들의 유도체 등이 있고, 상기 무기물로는 TiO2, ITO 등이 있으나, 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 편광자 보호 필름은 상기 편광자의 일면에만 구비될 수도 있고, 양면에 구비될 수도 있다.
편광자의 일면에만 본 발명에 따른 편광자 보호 필름이 구비되는 경우 나머지 타면에는 당 기술분야에 알려진 보호 필름이 구비될 수 있다. 상기 공지된 보호 필름으로는 트리아세테이트 셀룰로오스(TAC) 필름, 개환 상호교환 중합(ring opening metathesis polymerization; ROMP)으로 제조된 폴리노보넨계 필름, 개환 중합된 고리형 올레핀계 중합체를 다시 수소 첨가하여 얻어진 HROMP(ring opening metathesis polymerization followed by hydrogenation) 중합체 필름, 폴리에스터 필름, 또는 부가중합(addition polymerization)으로 제조된 폴리노보넨계 필름 등일 수 있다. 이외에도 투명한 고분자 재료로 제조된 필름이 보호 필름 등이 사용될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 편광판에 있어서, 상기 편광자로는 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알콜(PVA)로 이루어진 필름을 사용할 수 있다. 상기 편광자는 PVA 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염착시켜서 제조될 수 있으나, 이의 제조방법은 특별히 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 편광자는 보호필름을 포함하지 않는 상태를 의미하며, 편광판은 편광자와 보호 필름을 포함하는 상태를 의미한다.
본 발명에 따른 편광판은 전술한 편광자, 편광자 보호필름 및 UV 경화형 접착제를 이용하고, 당 기술분야에 알려져 있는 방법을 이용하여 제조할 수 있다. 예컨대, 편광자 또는 편광자 보호필름의 적어도 한 면에 상기 UV 경화형 접착제를 도포하고, 편광자 및 편광자 보호필름을 라미네이터 등을 통과시켜 제조할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 상기 편광판을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다. 예컨대, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 액정 셀 및 이 액정 셀의 양면에 각각 구비된 제1 편광판 및 제2 편광판을 포함하는 액정 표시 장치로서, 상기 제1 편광판 및 상기 제2 편광판 중 적어도 하나가 본 발명에 따른 편광판인 것을 특징으로 한다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 하기 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 한정될 것을 의도하는 것은 아니다.
<실시예>
<제조예 1> 편광자 보호필름의 제조
폴리(N-시클로헥실말레이미드-co-메틸메타크릴레이트), 스티렌-무수말레산 공중합체 수지 및 페녹시계 수지를 100 : 2.5 : 5의 중량비로 균일하게 혼합한 수지 조성물을 원료 호퍼(hopper)로부터 압출기까지를 질소 치환한 24φ의 압출기에 공급하여 250℃에서 용융하여 원료 펠렛(pellet)을 제조하였다.
페녹시계 수지는 InChemRez®사의 PKFE(Mw = 60,000, Mn = 16,000, Tg = 95℃)을 사용하였고, 스티렌-무수말레산 공중합체 수지는 스티렌 85 중량%, 무수말레익안하이드라이드 15 중량%인 Dylarck 332를 사용하였으며, 폴리(N-시클로헥실말레이미드-co-메틸메타크릴레이트) 수지는 NMR 분석 결과 N-시클로헥실말레이미드의 함량이 6.5 중량%이었다.
얻어진 원료 펠렛을 진공 건조하고 260℃에서 압출기로 용융, 코트 행거 타입의 티-다이(T-die)에 통과시키고, 크롬 도금 캐스팅 롤 및 건조 롤 등을 거쳐 두께 150㎛의 필름을 제조하였다. 이 필름을 파일로트 연신 장비를 사용하여 125℃에서 MD 방향으로 롤의 속도차를 이용하여 하기 표 1에 기재한 비율로 연신한 후, TD 방향으로 125℃에서 덴터를 이용하여 하기 표 1에 기재한 비율로 연신하여 필름을 제조하였다. 상기 필름의 면 방향 위상차 값 및 두께 방향 위상차 값은 하기 표 1에 나타내었다.
| MD 연신비 | TD 연신비 | 위상차 값(nm) | 두께(㎛) | |
| Rin | Rth | |||
| 100% | 100% | 0.4 | +0.6 | 160 |
| 150% | 100% | 0.2 | +1.0 | 118 |
| 150% | 200% | 1.0 | -1.6 | 59 |
| 150% | 250% | 0.9 | -1.1 | 47 |
| 160% | 100% | 0.4 | +0.1 | 116 |
| 160% | 200% | 0.9 | -1.5 | 56 |
| 160% | 250% | 0.8 | -1.3 | 46 |
| 170% | 100% | 1.0 | +1.9 | 114 |
| 170% | 200% | 0.7 | -1.9 | 55 |
| 170% | 220% | 0.5 | -1.5 | 50 |
| 170% | 250% | 0.5 | -1.4 | 42 |
<실시예 1>
1) 접착제의 제조
에폭시 아크릴레이트 올리고머로서 CK0109A(분자당 평균 15개의 에폭시 결합을 갖는 중량 평균 분자량 7,000 에폭시 수지, 조광페인트) 40 중량부, 친수성 모노머로서 HEA 47 중량부, 소수성 모노머로서 IBOA 5 중량부 및 HDDA 5 중량부, 및 광중합 개시제로서 에폭시 아크릴레이트 올리고머와 라디칼 중합성 화합물의 총 중량을 기준으로 Irgacure 819(Ciba) 또는 Darocure TPO(Ciba) 3 중량부를 혼합하여 UV 경화형 접착제를 제조하였다. 상기 제조된 접착제의 점도는 약 30cP 였다.
2) 편광판의 제조
상기 제조예 1에서 제조한 두께 60㎛의 Phenoxy-PS-PMMA 필름이 양면으로 덮혀진 PVA 소자 앞, 뒷면에 상기 제조한 접착제를 스포이드로 떨어뜨려 도포한 후, 라미네이터를 통과시켜 편광판을 제조하였다.
<실시예 2 ~ 13>
하기 표 2에 기재된 접착제 조성을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 편광판을 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서 편광판의 제조시 수계 접착제(Z200, 일본합성, 4.5 wt%; 및 KR 44(가교제, Ajinomoto 사) 3 wt% in water)를 이용한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 편광판을 제조하였다.
<비교예 2 ~ 3>
하기 표 2에 기재된 접착제 조성 및 보호 필름으로서 TAC 또는 COP를 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 편광판을 제조하였다.
| 보호필름 | 접착제 조성 | ||||||
| 에폭시 아크릴레이트 올리고머 | 라디칼 중합성 화합물 |
광중합 개시제 | |||||
| 종류 | 함량 (중량부) |
종류 | 함량 (중량부) |
종류 | 함량 (중량부) |
||
| 실시예 2 | Acryl | CK0109A | 40 | HEA HDDA |
50 10 |
Irgacure 819 | 4 |
| 실시예 3 | Acryl | CK0109A | 40 | HEA HDDA |
40 20 |
Irgacure 819 | 4 |
| 실시예 4 | Acryl | CK0109A | 40 | HEA DPGDA |
40 20 |
Irgacure 819 | 4 |
| 실시예 5 | Acryl | CK0109A | 40 | HEA NVP |
40 20 |
Irgacure 819 | 4 |
| 실시예 6 | Acryl | CK0109A | 40 | HEA ACMO |
40 20 |
Irgacure 819 | 4 |
| 실시예 7 | Acryl | CK0109A | 40 | HEA IBOA |
40 20 |
Irgacure 819 | 4 |
| 실시예 8 | Acryl | CK0109A | 40 | HEA HDDA IBOA |
40 10 10 |
Irgacure 819 | 4 |
| 실시예 9 | Acryl | EB3604 | 40 | HEA HDDA IBOA |
50 5 5 |
Irgacure 819 | 4 |
| 실시예 10 | Acryl | EB3605 | 40 | HEA HDDA IBOA |
50 5 5 |
Irgacure 819 | 4 |
| 실시예 11 | Acryl | EB3700 | 40 | HEA HDDA IBOA |
50 5 5 |
Irgacure 819 | 4 |
| 실시예 12 | Acryl | EB3701 | 40 | HEA HDDA IBOA |
50 5 5 |
Irgacure 819 | 4 |
| 실시예 13 | Acryl | EB3703 | 40 | HEA HDDA IBOA |
50 5 5 |
Irgacure 819 | 4 |
| 비교예 1 | Acryl | 수계 접착제 | |||||
| 비교예 2 | TAC | CK0109A | 40 | HEA HDDA IBOA |
40 10 10 |
Irgacure 819 | 4 |
| 비교예 3 | COP | CK0109A | 40 | HEA HDDA IBOA |
40 10 10 |
Irgacure 819 | 4 |
Acryl: Phenoxy-PS-PMMA
CK0109A: 분자당 평균 15개의 에폭시 결합을 갖는 중량 평균 분자량 7,000의 에폭시 수지, 조광페인트
EB3604: 고무 변성 에폭시 아크릴레이트, 중량 평균 분자량-1200, SK Cytec
EB3605: 비스페놀 A형 에폭시 수지의 부분 아크릴변성 에스테르(아크릴레이트, 에폭시드), 중량 평균 분자량-450, SK Cytec
EB3700: 비스페놀 A형 에폭시 수지의 디아크릴레이트 에스테르, 중량 평균 분자량-500, SK Cytec
EB3701: 변성 비스페놀 A형 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 중량 평균 분자량-850, SK Cytec
EB3703: 아민 변성 비스페놀 A형 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 중량 평균 분자량-850, SK Cytec
HEA: 히드록시 에틸 아크릴레이트(hydroxyl ethyl acrylate)
HDDA: 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate)
DPGDA: 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(dipropylene glycol diacrylate)
NVP: N-비닐 피롤리돈(vinyl pyrrolidone)
ACMO: 아크릴로일 모르폴린(acryloyl morpholine)
IBOA: 이소보닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate)
<실험예>
1) 편광판의 박리력 평가
UV 조사장치(수은 램프)를 이용하여 600 mJ/cm2의 자외선을 상기 제조한 실시예 2 내지 13, 및 비교예 1 내지 3의 각각의 편광판의 양면에 조사하였다. 그 후, 폭 20mm, 길이 100mm의 편광판을 이용하여 속도 5 mm/sec, 90도로 박리시의 박리력을 측정하여, 하기 표 3에 나타내었다.
2) 편광판의 내수성 평가
제조된 편광판을 5×8cm 사이즈로 펀칭(punching)기로 재단하여, 글래스(glass)에 점착제를 이용해 붙인 뒤, 60℃ 항온조에 담궈서 편광판 내 요오드 탈색 여부로, 내수성을 평가하였다. 이에 대한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
| 점도 (cP at RT) |
Tg(℃) | 박리력 (N/cm2) |
내수성 | |
| 실시예 2 | 32.8 | 27.1 | 2.3 | 4.5 |
| 실시예 3 | 32.9 | 30.0 | 1.9 | 5 |
| 실시예 4 | 34.9 | 30.0 | 1.8 | 5 |
| 실시예 5 | 29.3 | 34.2 | 1.8 | 5 |
| 실시예 6 | 31.9 | 40.2 | 0.7 | 5 |
| 실시예 7 | 32.8 | 30.0 | 1.4 | 2 |
| 실시예 8 | - | 26.8 | 1.8 | 4 |
| 실시예 9 | - | 37.0 | 0.4 | 2 |
| 실시예 10 | - | 36.9 | 1.7 | 3 |
| 실시예 11 | - | 60.3 | 0.2 | 4.5 |
| 실시예 12 | - | 40.7 | 1.6 | 2 |
| 실시예 13 | - | 34.8 | 1.1 | 2 |
| 비교예 1 | - | - | 0.3 | 5 |
| 비교예 2 | - | 1.5 | 1.5 | 4 |
| 비교예 3 | - | 2 | 2 | 4 |
내수성 평가: 5(매우 양호), 3(보통), 1(불량)
상기 표 2 및 3의 결과로부터, 본 발명에 따른 편광판은 편광자 보호 필름과 편광자 간의 접착을 위해서 프라이머 처리, 코로나 처리 등의 전처리가 없어도 접착력이 우수함을 알 수 있다.
1: 편광자
2a, 2b: 편광자 보호 필름
3: 접착층
P: 편광판
C: 액정 셀
2a, 2b: 편광자 보호 필름
3: 접착층
P: 편광판
C: 액정 셀
Claims (19)
- 편광자 및 상기 편광자의 적어도 한 면에 구비되는 편광자 보호 필름을 포함하는 편광판으로서,
상기 편광자 보호 필름은 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족부를 갖는 방향족계 유닛; 및 1종 이상의 스티렌계 유도체를 포함하는 스티렌계 유닛을 포함하고, 연신 유무와 관계없이 하기 수학식 1로 표시되는 면 내 위상차(Rin) 및 하기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차(Rth)의 절대값이 10nm 이하이며,
상기 편광자와 편광자 보호 필름 사이에는 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 라디칼 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 UV 경화형 접착제를 포함하는 접착층이 구비되고,
상기 에폭시 아크릴레이트 올리고머는 적어도 하나 이상의 에폭시 화합물, 적어도 하나 이상의 (메트)아크릴산 화합물 및 폴리산을 갖는 (메트)아크릴레이트의 공중합물인 에폭시 (메트)아크릴레이트 프리폴리머인 것을 특징으로 하는 편광판.
[수학식 1]
[수학식 2]
상기 수학식 1 및 수학식 2에서, nx는 필름 면 방향 굴절율 중 가장 큰 굴절율이고,
ny는 필름 면 방향 굴절율 중 nx와 수직인 방향의 굴절율이며,
nz는 필름 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다. - 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 에폭시 (메트)아크릴레이트 프리폴리머는 중량 평균 분자량이 3,000 ~ 20,000 이고, 분자당 평균 에폭시 결합이 8 내지 20개 존재하는 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 1에 있어서, 상기 에폭시 (메트)아크릴레이트 프리폴리머 내의 상기 폴리산은 중량 평균 분자량이 100 내지 3,000인 폴리에테르 폴리산, 폴리에스테르 폴리산 및 폴리포화 지방산 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 1에 있어서, 상기 에폭시 아크릴레이트 올리고머의 함량은 UV 경화형 접착제 총 중량을 기준으로 20 내지 60 중량%인 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 1에 있어서, 상기 라디칼 중합성 화합물은 친수성 모노머 및 소수성 모노머를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 6에 있어서, 상기 친수성 모노머는 히드록시 에틸 아크릴레이트(hydroxyl ethyl acrylate, HEA), 히드록시 에틸 메타크릴레이트(hydroxyl ethyl methacrylate, HEMA), 히드록시 프로필 아크릴레이트(hydroxyl propyl acrylate, HPA), 히드록시 프로필 메타크릴레이트(hydroxyl propyl methacrylate, HPMA), 히드록시 부틸 아크릴레이트(hydroxyl butyl acrylate, HBA), 아크릴산(acrylic acid, AA), N-비닐 피롤리돈(N-vinyl pyrrolidone), 디아세톤 (메트)아크릴아미드, 이소부톡시 메틸 (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸 (메타)아크릴아미드, 옥틸 (메트)아크릴아미드, N,N-디에틸 (메트)아크릴아미드, 히드록시 부틸 비닐 에테르 및 N-비닐 카프로락탐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 6에 있어서, 상기 소수성 모노머는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate, HDDA), 이소보닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate, IBOA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate, TMPTA), 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(dipropylene glycol diacrylate, DPGDA), 벤질 (메트)아크릴레이트, 페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트 및 에틸 (메트)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 6에 있어서, 상기 친수성 모노머의 함량은 UV 경화형 접착제 총 중량을 기준으로 10 내지 70 중량%이고, 상기 소수성 모노머의 함량은 UV 경화형 접착제 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 1에 있어서, 상기 UV 경화형 접착제의 점도는 5 내지 100cP인 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 1에 있어서, 상기 접착층의 두께는 1㎛이하인 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 1에 있어서, 상기 편광자 보호 필름의 광탄성 계수의 절대값은 3×10-12 m2/N 이하인 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 1에 있어서, 상기 편광자 보호 필름은 1종 이상의 (메트)아크릴레이트계 유도체를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 1에 있어서, 상기 편광자 보호 필름은 고리계 유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 1에 있어서, 상기 편광자 보호 필름의 방향족계 유닛은 페녹시계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 1에 있어서, 상기 편광자 보호 필름의 방향족계 유닛은 하기 화학식 1로 표시되는 적어도 1종의 유닛을 5 내지 10,000개 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
X는 적어도 하나의 벤젠 고리를 포함하는 2가기이고, R은 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌이다. - 청구항 13에 있어서, 상기 (메트)아크릴레이트계 유닛은 (메트)아크릴레이트 유도체 및 말레이미드의 공중합체로 되고, 상기 방향족계 유닛은 하기 화학식 6으로 표시되는 유닛을 5 내지 10,000개 포함하며, 상기 스티렌계 유닛은 스티렌 유도체 및 말레산무수물의 공중합체로 되는 것을 특징으로 하는 편광판:
[화학식 6]
- 청구항 1에 있어서, 상기 편광자 보호 필름의 두께는 5 ~ 500㎛인 것을 특징으로 하는 편광판.
- 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 18 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
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Legal Events
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