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KR101742845B1 - 자외선 차단 기능이 우수한 광학 필름 및 이를 포함하는 편광판 - Google Patents

자외선 차단 기능이 우수한 광학 필름 및 이를 포함하는 편광판 Download PDF

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KR101742845B1
KR101742845B1 KR1020130116992A KR20130116992A KR101742845B1 KR 101742845 B1 KR101742845 B1 KR 101742845B1 KR 1020130116992 A KR1020130116992 A KR 1020130116992A KR 20130116992 A KR20130116992 A KR 20130116992A KR 101742845 B1 KR101742845 B1 KR 101742845B1
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South Korea
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ultraviolet absorber
formula
hals
alkyl group
piperidine
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이남정
곽상민
권경재
오혜미
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Abstract

290 내지 320㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.07 내지 0.10 phr-1㎛-1인 제 1 피크를 가지고, 330 내지 400㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.11 내지 0.16 phr-1㎛-1인 제 2 피크를 가지는 자외선 흡수제; 아크릴계 수지; 및 분자 내 하기 화학식 A 및 B로 표시되는 구조를 포함하는 피페리딘계 광 안정제(HALS, Hindered Amine Light Stabilizer)를 포함하는 광학 필름 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다.
[화학식 A]

[화학식 B]
Figure 112013088920218-pat00041

상기 화학식 A는 에스테르기의 각 말단 산소가 피페리딘계 광 안정제(HALS) 내의 다른 원자와 연결되어 있고; 상기 화학식 B는 피페리딘 고리의 4-위치의 탄소가 피페리딘계 광 안정제(HALS) 내의 다른 원자와 연결되어 있으며; 상기 화학식 B의 R은 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기이다.

Description

자외선 차단 기능이 우수한 광학 필름 및 이를 포함하는 편광판{OPTICAL FILM EXHIBITING EXCELLENT BLOCKING PROPERTY FOR ULTRAVIOLET RAYS AND POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 자외선 차단 기능이 우수한 광학 필름 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적은 함량의 자외선 흡수제를 포함하여도 넓은 파장대역의 자외선을 효과적으로 차단할 수 있고, 자외선에 장기간 노출되어도 광 스펙트럼이 안정적인 광학 필름 및 이를 이용한 편광판에 관한 것이다.
현재 액정표시장치와 같은 화상표시장치에서 사용되는 편광판은 일반적으로 폴리비닐 알코올 편광자를 보호하기 위한 보호 필름으로 트리아세틸셀룰로오스 필름(이하, TAC 필름)을 주로 사용하고 있다. 그러나, TAC 필름은 내습열성이 충분하지 않아, 고온 또는 고습 하에서 사용되면 필름 변형에 의해 편광도나 색상 등의 편광판 특성이 저하된다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 최근에는 편광자 보호 필름의 재료로 TAC 필름 대신 내습열성이 우수한 투명한 아크릴계 수지 필름을 사용하는 방안이 제안되었다.
한편, 최근에는 폴리비닐알코올 편광자를 자외선으로부터 보호하기 위해, 보호 필름에 자외선 흡수제를 첨가하는 기술이 제안되고 있다. 태양광 자외선은 320 내지 400㎚의 파장 대역을 UVA 영역, 290 내지 320㎚의 파장 대역을 UVB 영역이라 부르는데, UVA 영역은 오존층에 흡수되지 않고, 강도(Intensity) 또한 높기 때문에 반드시 차단해야 할 필요가 있고, UVB 영역은 대부분이 오존층에 흡수되지만, 파장이 짧은 만큼 에너지가 강하기 때문에 지표에 도달하는 양이 적을지라도 차단해야 할 필요가 있다. 그러나, 현재까지 제안된 자외선 흡수제를 포함하는 보호 필름들의 경우, 자외선 차단 영역이 320 내지 400㎚ 파장대에 국한되어 있다는 문제점이 있다.
또한, 현재까지 제안된 자외선 흡수제를 포함하는 아크릴계 광학 필름의 경우, 유의미한 자외선 차단 효과를 얻기 위해서는 상당한 양의 자외선 흡수제를 첨가하여야 하나, 이와 같이 다량의 자외선 흡수제를 첨가시킬 경우 아크릴 필름 제조과정에서 압출기에서 높은 온도와 압력을 받아 용융되어 나온 아크릴 수지가 티-다이(T-die)를 지나 캐스팅 롤(Casting Roll)을 거치는 과정에서 갑자기 식을 때 자외선 흡수제가 분해되면서 필름 밖으로 빠져 나와 캐스팅 롤에 묻는 현상인 마이그레이션이 심하였으며, 그 결과 열분해 되는 자외선 흡수제가 필름에도 묻어나게 되어 필름 외관이 불량해지는 문제점이 있다. 또한, 자외선 흡수제는 분자량 및 유리전이온도가 낮기 때문에 자외선 흡수제의 함량이 증가하는 경우 이를 포함하는 아크릴계 필름의 분자량과 유리전이온도가 낮아지게 되어 내열성이 감소하는 문제점도 있다.
또한, 현재까지 제안된 자외선 흡수제를 포함하는 아크릴계 광학 필름의 경우, 자외선에 장시간 노출이 되면 자외선 흡수제의 일부가 자외선에 의해 깨져 라디칼이 생성이 되고, 따라서 초기에 흡수하던 영역에서 벗어난 다른 영역을 흡수하게 되며, 그 결과 일부 파장 대역에서의 광 투과도가 크게 감소하여 필름이 누렇게 변색이 되는 황변 현상 등이 발생하였다.
따라서, 적은 함량의 자외선 흡수제를 포함하여도, 상기 320~400㎚ 파장 대역의 자외선(UVA 영역)과 290~320㎚ 파장 대역의 자외선(UVB 영역)을 모두 효과적으로 차단할 수 있고, 나아가 자외선에 장시간 노출이 되어도 광 투과도의 변화가 거의 없는 등, 광 스펙트럼이 안정적인 아크릴계 광학 필름이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 적음 함량의 자외선 흡수제를 포함하여도, UVA 영역과 UVB 영역의 자외선을 모두 효과적으로 차단할 수 있고, 자외선에 장기간 노출되어도 광 스펙트럼이 안정적인, 아크릴계 광학 필름 및 이를 포함하는 편광판을 제공하고자 한다.
일 측면에서, 본 발명은 290 내지 320㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.07 내지 0.10 phr-1㎛-1인 제 1 피크를 가지고, 330 내지 400㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.11 내지 0.16 phr-1㎛-1인 제 2 피크를 가지는 자외선 흡수제; 아크릴계 수지; 및 분자 내 하기 화학식 A 및 B로 표시되는 구조를 포함하는 피페리딘계 광 안정제(HALS, Hindered Amine Light Stabilizer)를 포함하는 광학 필름을 제공한다.
[화학식 A]
Figure 112013088920218-pat00001
[화학식 B]
Figure 112013088920218-pat00002
상기 화학식 A는 에스테르기의 각 말단 산소가 피페리딘계 광 안정제(HALS) 내의 다른 원자와 연결되어 있고; 상기 화학식 B는 피페리딘 고리의 4-위치의 탄소가 피페리딘계 광 안정제(HALS) 내의 다른 원자와 연결되어 있으며; 상기 화학식 B의 R은 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기이다.
한편, 상기 피페리딘계 광 안정제(HALS, Hindered Amine Light Stabilizer)는 하기 화학식 Ⅰ 및 Ⅱ로 표시되는 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물일 수 있다.
[화학식 Ⅰ]
Figure 112013088920218-pat00003
상기 화학식 Ⅰ에서, X1은
Figure 112013088920218-pat00004
이고, X1의 에스테르기의 각 말단 산소는 피페리딘계 광 안정제(HALS) 내의 다른 원자와 연결되어 있으며; Y1은 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기이고; n은 1 내지 20의 정수다.
[화학식 Ⅱ]
Figure 112013088920218-pat00005
상기 화학식 Ⅱ에서, X2는
Figure 112013088920218-pat00006
이고, X2의 피페리딘 고리의 4-위치의 탄소는 에스테르기의 각 말단 산소와 연결되어 있으며; Y2는 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기이다.
한편, 상기 자외선 흡수제는 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112013088920218-pat00007
상기 화학식 1에서, R1~R3는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기인 것이 바람직하며, 각각 독립적으로 치환되지 않은 탄소수 1~6의 알킬기인 것이 보다 바람직하다.
[화학식 2]
Figure 112013088920218-pat00008
상기 화학식 2에서, R4~R5는 각각 독립적으로 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기인 것이 바람직하며, 각각 독립적으로 수소 또는 치환되지 않은 탄소수 1~6의 알킬기인 것이 보다 바람직하다.
보다 구체적으로, 상기 자외선 흡수제는 하기 화학식 1-1 및 2-1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure 112013088920218-pat00009

[화학식 2-1]
Figure 112013088920218-pat00010

한편, 상기 자외선 흡수제의 함량은 상기 아크릴계 수지 100 중량부에 대하여 0.3 내지 1.0 중량부인 것이 바람직하다.
한편, 상기 자외선 흡수제는 분자량이 400 내지 600g/mol인 것이 바람직하다.
한편, 상기 광학 필름은 두께 40㎛로 환산하여 측정한, 290㎚ 파장에서의 광 투과도 및 380㎚ 파장에서의 광 투과도가 7.5% 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광학 필름은 가시광선 영역에서의 광 투과도가 92% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광학 필름의 두께는 5㎛ 내지 80㎛인 것이 바람직하다.
한편, 상기 아크릴계 수지는 (메트)아크릴계 단량체; 및 스티렌계 단량체, 말레산 무수물계 단량체 및 말레이미드계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 단량체를 포함하는 것일 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 편광자; 및 상기 편광자의 일면 또는 양면에 상기 광학 필름을 포함하는 편광판과, 이러한 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명의 광학 필름은 자외선 흡수 성능이 뛰어나고, 두께 40㎛로 환산하여 측정한, 290㎚ 파장 대역에서의 광 투과도 및 380㎚ 파장 대역에서의 광 투과도를 모두 6.5% 이하로 낮출 수 있는 우수한 효과를 가지며, 조성이 단순하고 함량이 적어 열가공 압출과정에서 열분해 되어 손실되는 양이 적으며, 가격 경쟁력이 우수하다.
또한, 본 발명에 따른 광학 필름은 자외선에 오랜 시간 노출 되어도 광 투과도의 변화가 거의 없는 등 광 스펙트럼이 안정적인바, 황변 현상 등을 방지할 수 있다.
도 1은 DKSH사의 자외선 흡수제 NST5의 파장에 따른 흡광 계수를 보여주는 흡수 스펙트럼이다.
도 2는 DKSH사의 자외선 흡수제 NST5와 Adeka사의 피페리딘계 광 안정제(HALS) LA 63을 포함하는 광학 필름의 자외선 노광 시간에 따른 광 투과도를 보여주는 광 스펙트럼이다.
도 3은 DKSH사의 자외선 흡수제 NST5를 포함하고 피페리딘계 광 안정제(HALS)는 포함하지 않는 광학 필름의 자외선 노광 시간에 따른 광 투과도를 보여주는 광 스펙트럼이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명의 광학 필름은 290 내지 320㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.07 내지 0.10 phr-1㎛-1인 제 1 피크를 가지고, 330 내지 400㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.11 내지 0.16 phr-1㎛-1인 제 2 피크를 가지는 자외선 흡수제; 아크릴계 수지; 및 분자 내 하기 화학식 A 및 B로 표시되는 구조를 포함하는 피페리딘계 광 안정제(HALS, Hindered Amine Light Stabilizer)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 A]
Figure 112013088920218-pat00011

[화학식 B]
Figure 112013088920218-pat00012

상기 화학식 A는 에스테르기의 각 말단 산소가 피페리딘계 광 안정제(HALS) 내의 다른 원자와 연결되어 있고, 상기 화학식 B는 피페리딘 고리의 4-위치의 탄소가 피페리딘계 광 안정제(HALS) 내의 다른 원자와 연결되어 있으며, 상기 화학식 B의 R은 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기이다.
먼저, 본 발명의 상기 자외선 흡수제는, 하기 식 (1) ~ (2)를 이용하여 계산한 파장에 따른 흡광 계수를 보여주는 흡수 스펙트럼에 있어서, 290 내지 320㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.07 내지 0.10 phr-1㎛-1인 제 1 피크를 가지고, 330 내지 400㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.11 내지 0.16 phr-1㎛-1인 제 2 피크를 가지며, 보다 바람직하게는, 290 내지 320㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.075 내지 0.085 phr-1㎛-1인 제 1 피크를 가지고, 330 내지 400㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.125 내지 0.155 phr-1㎛- 1 인 제 2 피크를 가진다.
식 (1) A = -Log T
식 (2) A = εbc
상기 식 (1) ~ (2)에서, A는 흡광도, T는 투과도, ε는 흡광계수, b는 필름 두께(㎛), c는 자외선 흡수제의 농도(중량부)를 나타내는 것이며, 이 때 흡광계수 값은 자외선 흡수제를 필름에 첨가 후 계산하여 획득되는 것으로, 그 단위는 phr-1㎛-1이며, 참고로 흡광도의 단위는 없다(dimensionless).
상기와 같이 경우, 자외선 흡수제가 290 내지 400㎚의 넓은 파장 대역에서도 효과적으로 자외선을 흡수할 수 있다. 보다 구체적으로 살펴보면, 태양광 자외선은 320 내지 400㎚의 파장 대역을 UVA 영역, 290 내지 320㎚의 파장 대역을 UVB 영역이라 부르는데, UVA 영역은 오존층에 흡수되지 않고, 강도(Intensity) 또한 높기 때문에 반드시 차단해야 할 필요가 있고, UVB 영역은 대부분이 오존층에 흡수되지만, 파장이 짧은 만큼 에너지가 강하기 때문에 지표에 도달하는 양이 적을지라도 차단해야 할 필요가 있다. 상기 자외선 흡수제가 상기 조건들을 만족하는 경우 이러한 UVA 영역 및 UVB 영역의 자외선을 모두 효과적으로 흡수하게 되며, 따라서 자외선이 편광자의 광학 물성에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 상기 자외선 흡수제는, 이에 한정되는 것은 아니나, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 즉, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 자외선 흡수제이거나, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 자외선 흡수제이거나, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물을 모두 포함하는 자외선 흡수제일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112013088920218-pat00013

상기 화학식 1에서, R1~R3는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기를 나타낸다.
이때, 상기 화학식 1에 있어서, R1~R3로 표시되는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 제2부틸, 제3부틸, 이소부틸, 아밀, 이소아밀, 제3아밀, 헥실, 헵틸, 2-메틸헥실, 이소헵틸, 제3헵틸, n-옥틸, 이소옥틸, 제3옥틸, 2-에틸헥실, 노닐, 이소노닐, 데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 클로로메틸, 디클로로메틸, 트리클로로메틸, 2-히드록시에틸, 2-히드록시프로필, 3-히드록시프로필, 2-메톡시에틸, 2-에톡시에틸, 2-부톡시에틸, 2-메톡시프로필, 3-메톡시프로필 등을 그 예로 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112013088920218-pat00014

상기 화학식 2에서, R4~R5는 각각 독립적으로 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기를 나타낸다.
이때, 상기 화학식 2에 있어서, R4~R5로 표시되는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 제2부틸, 제3부틸, 이소부틸, 아밀, 이소아밀, 제3아밀, 헥실, 헵틸, 2-메틸헥실, 이소헵틸, 제3헵틸, n-옥틸, 이소옥틸, 제3옥틸, 2-에틸헥실, 노닐, 이소노닐, 데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 클로로메틸, 디클로로메틸, 트리클로로메틸, 2-히드록시에틸, 2-히드록시프로필, 3-히드록시프로필, 2-메톡시에틸, 2-에톡시에틸, 2-부톡시에틸, 2-메톡시프로필, 3-메톡시프로필 등을 그 예로 들 수 있다.
한편, 상기 화학식 1의 R1~R3는 각각 독립적으로 치환되지 않은 탄소수 1~6의 알킬기인 것이 보다 바람직하고, 상기 화학식 2의 R4~R5는 각각 독립적으로 수소 또는 치환되지 않은 탄소수 1~6의 알킬기인 것이 보다 바람직하다.
이때, 상기 화학식 1에 있어서, R1~R3로 표시되는 치환되지 않은 탄소수 1~6의 알킬기로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 메틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 제2부틸, 제3부틸, 이소부틸, 아밀, 이소아밀, 제3아밀, 헥실 등을 그 예로서 들 수 있다.
또한, 상기 화학식 2에 있어서, R4~R5로 표시되는 치환되지 않은 탄소수 1~6의 알킬기로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 메틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 제2부틸, 제3부틸, 이소부틸, 아밀, 이소아밀, 제3아밀, 헥실 등을 그 예로서 들 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 상기 자외선 흡수제는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물 및 화학식2-1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure 112013088920218-pat00015

[화학식 2-1]
Figure 112013088920218-pat00016

한편, 본 발명의 상기 자외선 흡수제의 함량은 상기 아크릴계 수지 100 중량부에 대하여 0.3 내지 1.0 중량부인 것이 바람직하다. 자외선 흡수제가 0.3 중량부 미만인 경우에는 충분한 자외선 차단 효과를 가지지 못하며, 자외선 흡수제가 1.0 중량부를 초과하는 경우에는, 아크릴 필름 제조과정에서 압출기에서 높은 온도와 압력을 받아 용융되어 나온 아크릴 수지가 티-다이(T-die)를 지나 캐스팅 롤(Casting Roll)을 거치는 과정에서 갑자기 식을 때 자외선 흡수제가 분해되면서 필름 밖으로 빠져 나와 캐스팅 롤에 묻는 현상인 마이그레이션이 심해지게 되고, 이러한 마이그레이션이 심해지는 경우 열분해 되는 자외선 흡수제가 필름에도 묻어나게 되며, 결국 필름 외관이 불량해지기 때문이다.
또한, 본 발명의 상기 자외선 흡수제는 가공성 및 생산성 측면을 고려할 때, 분자량이 400 내지 600g/mol인 것이 바람직하며, 500 내지 600g/mol인 것이 보다 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 있어서 상기 아크릴계 수지는 (메트)아크릴계 단량체를 주성분으로 하는 것으로, (메트)아크릴계 단량체로 이루어진 호모폴리머 수지뿐 아니라 (메트)아크릴계 단량체 이외에 다른 단량체 단위가 공중합된 공중합체 수지 및 상기와 같은 아크릴 수지에 다른 수지가 블랜드된 블랜드 수지도 포함하는 개념이다. 다른 수지로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 폴리카보네이트계 수지 등을 들 수 있으며, 이때 상기 폴리카보네이트계 수지는 분자 내에 방향족 환을 포함하는 폴리카보네이트계 수지이거나, 또는 분자 내에 지방족 환을 포함하는 폴리카보네이트계 수지일 수 있다.
한편, 이때, 상기 (메트)아크릴계 단량체는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 뿐만 아니라 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 유도체를 포함하는 개념으로, 예컨대 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 메톡시에틸 메타크릴레이트, 에톡시에틸 메타크릴레이트, 부톡시메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 메톡시에틸 아크릴레이트, 에톡시에틸 아크릴레이트, 부톡시 메틸 아크릴레이트 또는 이들의 올리고머 등 일 수 있으며, 그 중에서도 메틸 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트 등의 알킬 (메트)아크릴레이트인 것이 보다 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
한편, 내열성을 향상시키기 위하여, 상기 아크릴계 수지는 상기 (메트)아크릴계 단량체 이외의 다른 단량체로 말레산 무수물계 단량체, 말레이미드계 단량체 등을 포함할 수 있다. 그 중에서도 말레산 무수물계 단량체 또는 말레이미드계 단량체를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이때, 상기 말레산 무수물계 단량체로는 말레산 무수물, 메틸 말레산 무수물, 에틸 말레산 무수물, 프로필 말레산 무수물, 이소프로필 말레산 무수물, 시클로헥실 말레산 무수물, 페닐 말레산 무수물 등을 그 예로 들 수 있으며; 상기 말레이미드계 단량체로는 말레이미드, N-메틸 말레이미드, N-에틸 말레이미드, N-프로필 말레이미드, N-이소프로필 말레이미드, N-시클로헥실 말레이미드, N-페닐 말레이미드 등을 그 예로 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
한편, 부의 위상차 특성을 보다 향상시키기 위하여, 상기 아크릴계 수지는 상기 (메트)아크릴계 단량체 이외의 단량체로 스티렌계 단량체를 포함할 수 있다. 상기 스티렌계 단량체로는 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 2,5-디메틸스티렌, 2-메틸-4-클로로스티렌, 2,4,6-트리메틸스티렌, cis-β-메틸스티렌, trans-β-메틸스티렌, 4-메틸-α-메틸스티렌, 4-플루오르-α-메틸스티렌, 4-클로로-α-메틸스티렌, 4-브로모-α-메틸스티렌, 4-t-부틸스티렌, 2-플루오르스티렌, 3-플루오르스티렌, 4-플루오로스티렌, 2,4-디플루오로스티렌, 2,3,4,5,6-펜타플루오로스티렌, 2-클로로스티렌, 3-틀로로스티렌, 4-틀로로스티렌, 2,4-디클로로스티렌, 2,6-디클로로스티렌, 옥타클로로스티렌, 2-브로모스티렌, 3-브로모스티렌, 4-브로모스티렌, 2,4-디브로모스티렌, α-브로모스티렌, β-브로모스티렌, 2-하이드록시스티렌, 4-하이드록시스티렌 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 스티렌 및 α-메틸스티렌인 것이 보다 바람직하다. 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
한편, 상기 아크릴계 수지에는 상기한 스티렌계 단량체, 말레산 무수물계 단량체, 말레이미드계 단량체 등이 2종 이상 혼합되어 (메트)아크릴계 단량체와 함께 사용될 수도 있다. 예컨대, 상기 아크릴계 수지에는 (메트)아크릴계 단량체; 및 스티렌계 단량체, 말레산 무수물계 단량체 및 말레이미드계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 단량체가 포함될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 아크릴계 수지는, 이에 한정되는 것은 아니나, 시클로헥실 말레산 무수물-메틸 메타크릴레이트 공중합체, N-시클로헥실 말레이미드-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-시클로헥실 말레산 무수물-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-N-시클로헥실 말레이미드-메틸 메타크릴레이트 공중합체, α-메틸스티렌-N-시클로헥실 말레이미드-메틸 메타크릴레이트 공중합체, α-메틸스티렌-N-페닐 말레이미드-메틸 메타크릴레이트 공중합체 등일 수 있다.
한편, 상기 아크릴계 수지는 방향족 고리를 갖는 (메트)아크릴계 수지일 수 있으며, 방향족 고리를 갖는 (메트)아크릴계 수지로서는 한국공개특허 10-2009-0115040에 기재된 (a) 1종 이상의 (메트)아크릴계 유도체를 포함하는 (메트)아크릴계 단위; (b) 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족 부를 갖는 방향족계 단위; (c) 1종 이상의 스티렌계 유도체를 포함하는 스티렌계 단위; 및 (d) 고리부를 갖는 고리계 단위를 포함하는 수지 조성물을 들 수 있다. 상기 (a) 내지 (d) 단위들은 각각 별도의 공중합체 형태로 수지 조성물에 포함될 수도 있고, 상기 (a) 내지 (d) 단위들 중 2 이상의 단위가 하나의 공중합체 형태로 수지 조성물에 포함될 수도 있다.
다음으로, 본 발명에 있어서 상기 피페리딘계 광 안정제(HALS)는 광학 필름이 자외선에 장시간 노출 되어도 광 투과도의 변화가 거의 없도록 하기 위하여 포함된다. 보다 구체적으로, 광학 필름이 자외선에 장시간 노출되는 경우 이에 포함되는 자외선 흡수제의 일부가 자외선에 의해 깨지게 되어 라디칼이 발생하게 되고, 이러한 라디칼에 의해 자외선 흡수제가 초기에 흡수하던 영역이 아닌 다른 영역의 자외선을 흡수하게 되며, 그 결과 광학 필름의 어느 특정 파장대역(예컨대 400㎚ 근방)에서의 광 투과도가 크게 감소하게 된다. 그러나 상기 피페리딘계 광 안정제(HALS)를 광학 필름에 포함하는 경우 피페리딘계 광 안정제(HALS)가 이러한 현상을 방지해 주기 때문에 광 투과도의 변화가 거의 없도록 해주며, 그 결과 광 스펙트럼이 안정적인 광학 필름을 제공할 수 있게 해준다.
특히, 본 발명에서 사용되는 290 내지 320㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.07 내지 0.10 phr-1㎛-1인 제 1 피크를 가지고, 330 내지 400㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.11 내지 0.16 phr-1㎛-1인 제 2 피크를 가지는 자외선 흡수제를 포함하는 아크릴계 광학 필름의 경우, 상기 피페리딘계 광 안정제(HALS)를 포함하지 않는 경우에는 400㎚ 파장대역의 근방에서 광 투과도가 크게 감소할 수 있으며, 그 결과 400㎚ 파장대역 근방에서 빛이 많이 흡수가 되어, 상대적으로 붉은색 계열의 빛이 더 도드라지게 되어, 필름이 누렇게 변하는 황변 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 상기 피페리딘계 광 안정제(HALS)가 포함되는 것이다.
이때, 본 발명에 있어서 상기 피페리딘계 광 안정제(HALS)는 분자 내 하기 화학식 A 및 B로 표시되는 구조를 포함하는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 경우 이와 같이 분자 내 하기 화학식 A 및 B로 표시되는 구조를 포함하는 피페리딘계 광 안정제(HALS)를 사용하는 경우, 상기한 자외선 흡수제를 포함하는 아크릴계 광학 필름과의 상용성이 매우 우수하며, 따라서 제조되는 아크릴계 광학 필름에 기포 및 냄새가 거의 발생하지 않는다는 장점이 있다. 또한, 일반적으로 광 안정제(HALS)를 첨가하는 경우, 필름의 가열 가공과정에서 압출되어 나올 때 일부가 분해가 되어 가스(Fume)가 발생하는 경우가 많으며, 이 경우 작업 환경을 오염시키고, 캐스팅 롤을 오염시키는 마이그레이션의 원인이 되고 있으나, 본 발명의 상기 광 안정제(HALS)를 첨가하는 경우에는 이러한 가스(Fume)의 발생이 매우 적다는 장점이 있다.
[화학식 A]
Figure 112013088920218-pat00017

[화학식 B]
Figure 112013088920218-pat00018

상기 화학식 A는 에스테르기의 각 말단 산소가 피페리딘계 광 안정제(HALS) 내의 다른 원자와 연결되어 있고, 상기 화학식 B는 피페리딘 고리의 4-위치의 탄소가 피페리딘계 광 안정제(HALS) 내의 다른 원자와 연결되어 있으며, 상기 화학식 B의 R은 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기이다.
한편, 상기 화학식 B의 R은 수소 또는 치환되지 않은 탄소수 1~13의 알킬기인 것이 보다 바람직하며, 이때 탄소수 1~13의 알킬기로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 메틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 제2부틸, 제3부틸, 이소부틸, 아밀, 이소아밀, 제3아밀, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데카닐, 운데카닐, 도데카닐, 트리데카닐 등을 그 예로서 들 수 있다.
보다 구체적으로, 분자 내 상기 화학식 A 및 B로 표시되는 구조를 포함하는 피페리딘계 광 안정제(HALS)로는, 예컨대, 이에 한정되는 것은 아니나, 하기 화학식 Ⅰ 및 Ⅱ로 표시되는 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 등을 들 수 있다.
[화학식 Ⅰ]
Figure 112013088920218-pat00019
상기 화학식 Ⅰ에서, X1은
Figure 112013088920218-pat00020
이고, X1의 에스테르기의 각 말단 산소는 피페리딘계 광 안정제(HALS) 내의 다른 원자와 연결되어 있다. 이때, 연결 위치는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, X1의 주 사슬의 2-위치 탄소와 3-위치 탄소에 연결되어 있는 에스테르기가 피페리딘 고리와 연결되어 있고, 나머지 X1의 주 사슬의 1-위치 탄소와 4-위치 탄소가 피페리딘계 광 안정제(HALS)의 주 사슬과 연결되어 있을 수 있다.
또한, 상기 화학식 Ⅰ에서, Y1은 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기이며, 바람직하게는 수소 또는 치환되지 않은 탄소수 1~13의 알킬기이다. 이때, 탄소수 1~13의 알킬기로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 메틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 제2부틸, 제3부틸, 이소부틸, 아밀, 이소아밀, 제3아밀, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데카닐, 운데카닐, 도데카닐, 트리데카닐 등을 그 예로서 들 수 있다.
또한, 상기 화학식 Ⅰ에서, n은 1 내지 20의 정수인 것이 바람직하며, 예를 들면 1 내지 15, 1 내지 10, 또는 1 내지 5의 정수 일 수 있다.
이에 한정되는 것은 아니나, 상기 화학식 Ⅰ로 표시되는 화합물의 구체적인 예로는 Adeka사의 LA 63, LA 68 등을 들 수 있다.
[화학식 Ⅱ]
Figure 112013088920218-pat00021
상기 화학식 Ⅱ에서, X2는
Figure 112013088920218-pat00022
이고, X2의 피페리딘 고리의 4-위치의 탄소는 에스테르기의 각 말단 산소와 연결되어 있다.
또한, 상기 화학식 Ⅱ에서, Y2는 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기이며, 바람직하게는 수소 또는 치환되지 않은 탄소수 1~13의 알킬기이다. 이때, 탄소수 1~13의 알킬기로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 메틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 제2부틸, 제3부틸, 이소부틸, 아밀, 이소아밀, 제3아밀, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데카닐, 운데카닐, 도데카닐, 트리데카닐 등을 그 예로서 들 수 있다.
이에 한정되는 것은 아니나, 상기 화학식 Ⅱ로 표시되는 화합물의 구체적인 예로는 Adeka사의 LA 52, LA 57 등을 들 수 있다.
한편, 상기와 같은 본 발명의 광학 필름은 상기 자외선 흡수제 및 피페리딘계 광 안정제(HALS)를 아크릴 수지에 혼합하여 제조된 수지 조성물을 이용하여 제조될 수 있다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 광학 필름은 상기 자외선 흡수제 및 피페리딘계 광 안정제(HALS)가 혼합된 아크릴 수지를 용액 캐스터법이나 압출법과 같은 당해 기술 분야에 잘 알려진 방법에 따라 필름 형태로 제조함으로써 제조될 수 있다. 경제적인 면을 고려할 때 압출법을 사용하는 것이 더 바람직하다. 경우에 따라 필름 제조 공정 시에, 필름의 물성을 해하지 않는 범위 내에서 개량제와 같은 첨가제를 추가로 첨가할 수 있으며, 일축 또는 이축 연신 단계가 추가로 수행될 수 있다.
연신 공정은 종 방향(MD) 연신, 횡 방향(TD) 연신을 각각 수행할 수도 있고, 모두 수행할 수도 있다. 또한, 종 방향 연신과 횡 방향 연신을 모두 수행하는 경우에, 어느 한 쪽을 먼저 연신한 후에 다른 방향으로 연신할 수도 있고, 두 방향을 동시에 연신할 수도 있다. 또한, 상기 연신은 한 단계로 수행될 수도 있고, 다단계에 걸쳐 이루어질 수도 있다. 종 방향 연신의 경우, 롤 사이의 속도 차에 의한 연신을 수행할 수 있으며, 횡 방향 연신의 경우 텐타를 사용할 수 있다. 텐타의 레일 개시각은 통상 10도 이내로 하여, 횡 방향 연신 시에 생기는 보잉(Bowing) 현상을 억제하고 광학 축의 각도를 규칙적으로 제어한다. 횡 방향 연신을 다 단계로 수행할 경우에도 보잉 억제 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기 연신은, (Tg-20)~(Tg+30)℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 상기 온도 범위는 수지 조성물의 저장 탄성율이 저하되기 시작하고, 이에 따라 손실 탄성율이 저장 탄성율보다 커지게 되는 온도부터, 고분자 사슬의 배향이 완화되어 소실되는 온도까지의 영역을 가리키는 것이다. 또는, 상기 연신 공정시의 온도는 수지 조성물의 유리전이온도일 수 있다. 수지 조성물의 유리전이온도는 시차주사형 열량계(DSC)에 의해 측정될 수 있다. 예컨대, 시차주사형 열량계(DSC)를 이용하는 경우, 약 10mg의 시료를 전용 펜(pan)에 밀봉하고 일정 승온 조건으로 가열할 때 상변이가 일어남에 따른 물질의 흡열 및 발열량을 온도에 따라 그려 유리전이온도를 측정할 수 있다.
연신 속도는 소형 연신기(universal testing machine, Zwick Z010)의 경우는 1 내지 100mm/min의 범위 내에서, 그리고 파일로트 연신 장비의 경우는 0.1 내지 2m/min의 범위 내에서 연신 조작을 행하는 것이 바람직하며, 연신 배율은 5 내지 300% 정도인 것이 바람직하다.
상기와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 광학 필름은, 두께 40㎛로 환산하여 측정한, 290㎚ 파장에서의 광 투과도 및 380㎚ 파장에서의 광 투과도가 7.5% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 가시 광선 영역에서의 광 투과도는 92%이상인 것이 바람직하다. 290㎚ 파장에서의 광 투과도 및 380㎚ 파장에서의 광 투과도가 모두 7.5% 이하인 경우 UVA 영역 및 UVB 영역의 자외선을 효과적으로 차단할 수 있으며, 가시 광선 영역에서의 광 투과도가 92%이상인 경우에 필름의 투명성 및 색상이 우수하기 때문이다.
상기와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 광학 필름은 두께가 5 내지 80㎛인 것이 바람직하며, 5 내지 50㎛인 것이 보다 바람직하다. 상기 식 (1) ~ (2)에서 확인할 수 있는 바와 같이, 두께와 관련한 b 값이 커질수록 흡광도가 증가하므로 필름의 두께가 두꺼울수록 흡광도가 증가하나, 박형화를 추구하는 현대 산업의 특성상 두께가 너무 두꺼워지는 것은 바람직하지 않다. 한편, 두께가 얇으면 자외선 차단 효과가 떨어지기 때문에 자외선 흡수제의 함량을 늘려야 하는데, 이 경우 비용 상승 등 이에 수반된 여러 문제가 생실 수 있다. 따라서, 적절한 두께 범위를 가지면서 경제적인 함량의 자외선 흡수제를 사용하여 효율적으로 자외선을 흡수할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학 필름은 편광자의 일면 또는 양면에 부착되어 편광판 보호 필름으로 유용하게 사용될 수 있다. 이때 편광자와 본 발명의 광학 필름의 부착은 롤 코터, 그라비어 코터, 바 코터, 나이프 코터 또는 캐필러리 코터 등을 사용하여 필름 또는 편광자의 표면에 접착제를 코팅한 후, 보호 필름과 편광자를 합지 롤로 가열 합지하거나, 상온 압착하여 합지하는 방법에 의해 수행될 수 있다. 한편, 상기 접착제로는 당해 기술 분야에서 사용되는 접착제들, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제 등이 제한 없이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 광학 필름은 액정표시장치, 플라즈마 디스플레이, 전계발광장치와 같은 다양한 화상표시장치에 적용될 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
자외선 흡수제
실험을 위해 시판되는 DKSH사의 자외선 흡수제 NST5의 성분 및 파장에 따른 흡광 계수를 측정하였다. 이때, 자외선 흡수제의 흡광 계수는 하기의 식 (1) ~ (2)를 이용하여 계산하였으며, 측정 결과는 하기 도 1에 나타내었다.
식 (1) A = -Log T
식 (2) A = εbc
상기 식 (1) ~ (2)에서, A는 흡광도, T는 투과도, ε 흡광 계수, b는 필름 두께(㎛), c는 자외선 흡수제의 농도(중량부)를 나타내는 것이며, 이 때 흡광 계수 값은 자외선 흡수제를 필름에 첨가 후 계산하여 획득되는 것으로, 그 단위는 phr-1㎛-1이며, 참고로 흡광도의 단위는 없다(dimensionless).
하기 도 1에서 볼 수 있듯이, DKSH사의 자외선 흡수제 NST5는 290 내지 320㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.073 내지 0.074 phr-1㎛-1인 제 1 피크를 가지고, 330 내지 400㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.130 내지 0.131 phr-1㎛-1인 제 2 피크를 가지는 것으로 나타났다.
피페리딘계 광 안정제( HALS )
실험을 위해 사용되는 피페리딘계 광 안정제(HALS)는 하기 표 1에 도시된 바와 같다.
상품명 분자량 구조식

Adeka社
LA 63
2000
g/mol
Figure 112013088920218-pat00023
실시예
유리전이온도가 120℃인 폴리(N-시클로헥실말레이미드-co-메틸메타크릴레이트-co-α메틸-스티렌) 100 중량부에 스위스 DKSH사의 자외선 흡수제 NST5 0.6 중량부 및 Adeka사의 피페리딘계 광 안정제(HALS) LA 63 0.2 중량부를 균일하게 혼합한 수지 조성물을 원료 호퍼(hopper)로부터 압출기까지를 질소 치환한 24φ 압출기에 공급하여 245℃ 용융하여 원료 펠렛(pellet)을 제조하였다. 폴리(N-시클로헥실말레이미드-co-메틸메타크릴레이트-co-α-메틸-스티렌) 수지는 NMR 분석 결과 N-시클로헥실마레이미드의 함량이 6.0 중량%, α-메틸-스티렌의 함량은 2.0 중량%였다.
위에서 제조한 원료 펠렛을 진공 건조하고 245℃에서 압출기로 용융한 뒤, 코트 행거 타입의 티-다이(T-die)에 통과시키고, 크롬 도금 캐스팅 롤 및 건조 롤 등을 거쳐 두께 160㎛의 필름을 제조하였다.
이 필름을 실험용 필름 연신 장비를 사용하여 130~135℃에서 MD 및 TD 방향으로 각각 2배의 비율로 연신하여 40㎛ 두께의 이축 연신 필름을 제조하였다.
비교예
유리전이온도가 120℃인 폴리(N-시클로헥실말레이미드-co-메틸메타크릴레이트-co-α메틸-스티렌) 100 중량부에 스위스 DKSH사의 자외선 흡수제 NST5 0.6 중량부를 균일하게 혼합한 수지 조성물을 원료 호퍼(hopper)로부터 압출기까지를 질소 치환한 24φ의 압출기에 공급하여 245℃에서 용융하여 원료 펠렛(pellet)을 제조하였다. 폴리(N-시클로헥실말레이미드-co-메틸메타크릴레이트-co-α메틸- 스티렌) 수지는 NMR 분석 결과 N-시클로헥실마레이미드의 함량이 6.0 중량%, α메틸-스티렌의 함량은 2.0 중량%였다.
위에서 제조한 원료 펠렛을 진공 건조하고 245℃에서 압출기로 용융한 뒤, 코트 행거 타입의 티-다이(T-die)에 통과시키고, 크롬 도금 캐스팅 롤 및 건조 롤 등을 거쳐 두께 160㎛의 필름을 제조하였다.
이 필름을 실험용 필름 연신 장비를 사용하여 130~135℃에서 MD 및 TD 방향으로 각각 2배의 비율로 연신하여 40㎛ 두께의 이축 연신 필름을 제조하였다.
먼저, 상기 실시예 및 비교예의 광학 필름의 290㎚, 380㎚에서의 광 투과도를 Hitachi社의 U-3310 spectrometer를 이용하여 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. 하기 표 2의 광 투과도는 전체 광 투과도를 100으로 설정하는 경우, 그 중 빚의 투과량을 %로 나타낸 것이다.
구분 자외선 흡수제 광 안정제 광 투과도
종류 함량(중량부) 종류 함량(중량부) %T_290㎚ %T_380㎚
실시예 NST5 0.6 LA 63 0.2 6.9 6.6
비교예 NST5 0.6 - - 6.9 6.6
상기 표 2에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 290 내지 320㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.07 내지 0.10 phr-1㎛-1인 제 1 피크를 가지고, 330 내지 400㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.11 내지 0.16 phr-1㎛-1인 제 2 피크를 가지는 상기 자외선 흡수제를 아크릴계 광학 필름에 사용시 적은 함량으로도 290㎚ 및 380㎚ 파장 영역에서의 광 투과도가 모두 7.5% 이하로써, UVA 및 UVB 영역 모두에서의 광 투과도를 모두 효과적으로 낮출 수 있는 우수한 효과를 가진다는 것을 알 수 있다.
다음으로, 상기 실시예 및 비교예의 광학 필름의 290㎚, 380㎚, 400㎚ 파장 대역에서의 자외선 노광 시간에 따른 광 투과도(초기 및 100시간 후) 및 황변 현상 발생 정도를 측정하여 하기 표 3에 나타내었다. 또한, 상기 실시예 및 비교예의 광학 필름의 400㎚ 파장 대역에서의 자외선 노광 시간에 따른 광 투과도(초기 및 100시간 후)를 보여주는 스펙트럼을 하기 도 2 ~ 3에 나타내었다. 측정 방법은 하기와 같다.
1. 자외선 노광: Atlas사의 UV2000에서 60℃, 0.6W/㎡ 조건으로 100시간 동안 및 500시간 동안 노광 하였다.
2. 광 투과도: Hitachi사의 U-3310 spectrometer를 이용하여 측정하였다.
3. 황변 현상 발생 정도: 광학 필름은 a 값이 크면 빨강(red), a값이 작으면 초록(green), b값이 크면 노랑(yellow), b값이 작으면 파랑(blue)을 나타내게 되며, b값이 작아야 황변 현상의 발생 정도가 작은 것을 의미한다. 여기서 a와 b는 각각 하기 식 (3) ~ (8)을 이용하여 계산한다.
식 (3)
Figure 112013088920218-pat00024
식 (4)
Figure 112013088920218-pat00025
식 (5)
Figure 112013088920218-pat00026
식 (6)
Figure 112013088920218-pat00027
식 (7)
Figure 112013088920218-pat00028
식 (8)
Figure 112013088920218-pat00029

상기 식에 있어서, S(λ), x(λ), y(λ), z(λ)는 측정하는 스펙트로미터(spectrometer)의 광원 스펙트럼으로, Hitachi사의 U-3310 spectrometer에 해당하는 값을 사용하였으며, R(λ)는 필름 샘플을 스펙트로미터(spectrometer)에 넣고 측정한 샘플의 광 투과도 스펙트럼으로, 상기 Hitachi사의 U-3310 spectrometer에 필름 샘플을 넣고 측정한 광 투과도 스펙트럼 값을 사용하였다.
구분 자외선흡수제 광 안정제 광 투과도 황변 현상
종류 함량 종류 함량 구분 %T_290㎚ %T_380㎚ %T_400㎚ a b
실시예 NST5 0.6
중량부		 LA 63 0.2
중량부		 초기 6.9 6.6 74.5 -0.4 0.7
100시간후 7.6 7.0 73.0 -0.4 0.7
500시간후 7.2 6.8 70.5 -0.6 1.0
비교예 NST5 0.6
중량부		 - - 초기 6.9 6.6 74.5 -0.4 0.7
100시간후 7.4 6.4 67.5 -0.7 1.2
500시간후 7.4 6.2 58.2 -1.1 1.9
상기 표 3 에서 볼 수 있듯이, 실시예와 같이 상기 광 안정제(HALS)를 포함하는 광학 필름의 경우에는 400㎚ 파장대역 근방에서의 광 투과도의 변화량이 매우 작아 황변 현상이 거의 발생하지 않는 등 우수한 광 안정성 효과를 가지는 것을 알 수 있다. 그러나 비교예와 같이 상기 광 안정제(HALS)를 포함하지 않는 광학 필름의 경우에는 400㎚ 파장대역 근방에서의 광 투과도의 변화량이 매우 커서 황변 현상이 심하게 발생하는 것을 알 수 있다. 광 안정제(HALS)의 유무에 따른 차이는 하기 도 2 ~ 3을 통해서도 명확하게 알 수 있다. 도 2는 상기 실시예의 광학 필름의 자외선 노광 시간에 따른 광 투과도를 보여주는 광 스펙트럼이고, 도 3은 상기 비교예의 광학 필름의 자외선 노광 시간에 따른 광 투과도를 보여주는 광 스펙트럼이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (13)

  1. 편광자; 및 상기 편광자의 일면 또는 양면에 편광판용 보호 필름을 포함하는 편광판이고,
    상기 편광자와 편광판용 보호 필름은 접착제에 의하여 서로 합지되어 부착된 것이며,
    상기 편광판용 보호 필름은,
    290 내지 320㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.07 내지 0.10 phr-1㎛-1인 제 1 피크를 가지고, 330 내지 400㎚ 파장 대역에서 최대 흡광 계수가 0.11 내지 0.16 phr-1㎛-1인 제 2 피크를 가지는 자외선 흡수제; 아크릴계 수지; 및 분자 내 하기 화학식 A 및 B로 표시되는 구조를 포함하는 피페리딘계 광 안정제(HALS, Hindered Amine Light Stabilizer)를 포함하고,
    상기 편광판용 보호 필름의 두께는 40㎛ 내지 80㎛ 이고,
    상기 자외선 흡수제는 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 화합물 중 하나 이상의 화합물을 포함하며,
    상기 아크릴계 수지는, (메트)아크릴계 단량체; 및 스티렌계 단량체, 말레산 무수물계 단량체 및 말레이미드계 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 단량체를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판:
    [화학식 A]
    Figure 112016119103073-pat00030

    [화학식 B]
    Figure 112016119103073-pat00031

    (상기 화학식 A는 에스테르기의 각 말단 산소가 피페리딘계 광 안정제(HALS) 내의 다른 원자와 연결되어 있고; 상기 화학식 B는 피페리딘 고리의 4-위치의 탄소가 피페리딘계 광 안정제(HALS) 내의 다른 원자와 연결되어 있으며; 상기 화학식 B의 R은 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기임)
    [화학식 ]
    Figure 112016119103073-pat00045

    (상기 화학식 1에서, R1~R3는 각각 독립적으로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기를 나타냄)
    [화학식 2]
    Figure 112016119103073-pat00046

    (상기 화학식 2에서, R4~R5는 각각 독립적으로 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기를 나타냄)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피페리딘계 광 안정제(HALS, Hindered Amine Light Stabilizer)는 하기 화학식 Ⅰ 및 Ⅱ로 표시되는 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물인 편광판.
    [화학식 Ⅰ]
    Figure 112016119103073-pat00032

    (상기 화학식 Ⅰ에서, X1은
    Figure 112016119103073-pat00033
    이고, X1의 에스테르기의 각 말단 산소는 피페리딘계 광 안정제(HALS) 내의 다른 원자와 연결되어 있으며; Y1은 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기이고; n은 1 내지 20의 정수임)
    [화학식 Ⅱ]
    Figure 112016119103073-pat00034

    (상기 화학식 Ⅱ에서, X2는
    Figure 112016119103073-pat00035
    이고, X2의 피페리딘 고리의 4-위치의 탄소는 에스테르기의 각 말단 산소와 연결되어 있으며; Y2는 수소 또는 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 18 이하의 알킬기임)
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 화학식 1의 R1~R3는 각각 독립적으로 치환되지 않은 탄소수 1~6의 알킬기이고, 상기 화학식 2의 R4~R5는 각각 독립적으로 수소 또는 치환되지 않은 탄소수 1~6의 알킬기인 편광판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 흡수제는 하기 화학식 1-1 및 2-1로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함하는 것인 편광판.
    [화학식 1-1]
    Figure 112016119103073-pat00038


    [화학식 2-1]
    Figure 112016119103073-pat00039
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 흡수제의 함량은 상기 아크릴계 수지 100 중량부에 대하여 0.3 내지 1.0 중량부인 편광판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 흡수제는 분자량이 400 내지 600g/mol인 편광판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광판용 보호 필름은 두께 40㎛로 환산하여 측정한, 290㎚ 파장에서의 광 투과도 및 380㎚ 파장에서의 광 투과도가 7.5% 이하인 편광판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광판용 보호 필름은 가시광선 영역에서의 광 투과도가 92% 이상인 편광판.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 1 항의 편광판을 포함하는 화상표시장치.
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