KR20140119252A - 편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편광판용 접착제 조성물, 이를 이용한 편광판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물, 에폭시 화합물 또는 옥세탄 화합물을 포함하는 희석 모노머, 양이온 광개시제 및 라디칼 광개시제를 포함함으로써 접착성 및 내수성이 우수한 편광판용 접착제 조성물, 이를 이용한 편광판에 관한 것이다.

Description

편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판 {ADHESIVE COMPOSITION FOR POLARIZING PLATE AND POLARIZING PLATE USING THE SAME}

본 발명은 접착력 및 내수성이 우수한 편광판용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판에 관한 것이다.

액정 표시 장치에는, 그 화상 형성 방식 면에서 액정 패널 표면을 형성하는 유리 기판의 양측에 편광판을 배치하게 된다. 일반적으로 편광판은 편광자와 상기 편광자의 적어도 일면에 접착된 보호필름으로 이루어진다.

편광자는, 일반적으로 폴리비닐알코올계 필름과 요오드 등의 2색성 재료로 염색한 후, 가교제를 이용하여 가교하고, 연신하여 얻어진다. 편광자는 연신에 의해 제작되기 때문에 수축되기 쉽다. 또 폴리비닐알코올계 필름은 친수성 폴리머를 사용하기 때문에 특히 가습열 조건하에서는 변형되기가 매우 쉽다. 또한 필름 자체의 기계적 강도가 약한 문제가 있다.

그 때문에, 편광자의 양면 또는 어느 한 면에 투명한 보호필름을 접착하여 강도를 보충한 편광판이 이용되고 있다. 이러한 편광판은 편광자와 투명 보호필름을 접착제에 의해 접착함으로써 제조된다.　

최근의 액정 표시 장치는 용도가 확대되어, 휴대 단말부터 가정용 대형 TV까지 폭넓게 확장되어 가고 있으며, 각 용도에 따라 각각의 규격이 형성된다. 이러한 액정 표시 장치의 용도 확대는 가혹한 환경에서도 작동을 할 수 있는 내구성의 개선을 더욱 요구하게 된다.

편광자는 보호필름에 의해 강도를 보강하여 편광판으로서 사용된다. 편광자와 보호필름의 접착에 이용하는 편광판용 접착제로는 수계 접착제가 바람직한데, 예를 들어, 폴리비닐알코올 수용액에 가교제를 혼합한 폴리비닐알코올계 접착제가 사용되고 있다. 그러나, 폴리비닐알코올계 접착제는, 가습열 조건하에서는 편광자와 투명 보호필름의 계면에서 박리가 발생되는 경우가 있다. 이것은, 접착제의 주성분인 폴리비닐알코올계 수지가 수용성 고분자이므로 결로된 상황하에서는 접착제의 용해가 일어났을 가능성을 생각할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 일본 공개특허공보 평7-198945호는 아세토아세틸기변성 폴리비닐알코올계 수지와 가교제를 함유하는 편광판용 접착제를 제안하였다.

하지만, 여전히 접착성 및 내수성을 동시에 만족시키는 해결책은 알려진 바 없다. 따라서, 높은 접착성 및 내수성을 나타내는 편광판용 접착제 조성물의 개발이 요구된다.

일본 공개특허공보 평7-198945호

본 발명은 가습열 조건에서도 박리되지 않는 내수성을 가지며, 편광자와 보호필름의 극성이 다른 경우에도 접착성이 우수한 편광판용 접착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 접착제 조성물을 사용하여 제조된 편광판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

1. 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물, 에폭시 화합물 또는 옥세탄 화합물을 포함하는 희석 모노머, 양이온 광개시제 및 라디칼 광개시제를 포함하는 편광판용 접착제 조성물.

2. 위 1에 있어서, 상기 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물은 화학식 1의 화합물을 (메타)아크릴산과 반응시켜 얻은 반응 생성물의 혼합물인 편광판용 접착제 조성물:

[화학식 1]

상기 화학식 1에서 n은 0 내지 2이며, R₁은 수소 또는 메틸기이고, R₁이 수소인 경우 R₂는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기이며, R₁이 메틸기인 경우 R₂는 탄소수가 2 내지 6인 알킬기이다.

3. 위 2에 있어서, 상기 반응 생성물의 혼합물은 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물의 혼합물인 편광판용 접착제 조성물:

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

상기 화학식 1 내지 3에서 n은 0 내지 2이며, R₁은 수소 또는 메틸기이고, R₁이 수소인 경우 R₂는 수소 또는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기이며, R₁이 메틸기인 경우 R₂는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기이며, R₃는 수소 또는 메틸기이다.

4. 위 1에 있어서, 편광판용 접착제 조성물 총 중량에 대하여 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물 5 내지 35중량%, 에폭시 또는 옥세탄 화합물을 포함하는 희석 모노머 60 내지 90중량%, 양이온 광개시제 0.1 내지 5중량%, 라디칼 광개시제 0.1 내지 5중량%를 포함하는 편광판용 접착제 조성물.

5. 위 1에 있어서, 상기 희석 모노머의 에폭시 화합물은 방향족 에폭시 화합물, 지환족 에폭시 화합물 및 지방족 에폭시 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.

6. 위 5 있어서, 상기 방향족 에폭시 화합물은 비스페놀A의 디글리시딜에테르, 비스페놀F의 디클리시딜에테르 및 페녹시 글리시딜에테르로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.

7. 위 5에 있어서, 상기 지환족 에폭시 화합물은 디시클로펜타디엔디옥시드, 리모넨디옥시드, 4-비닐시클로헥센디옥시드, 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트 및 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트로 에폭시화시클로헥실기를 가지는 화합물에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.

8. 위 5에 있어서, 상기 지방족 에폭시 화합물은 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨테트라글리시딜에테르 및 폴리테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.

9. 위 1에 있어서, 상기 희석 모노머의 옥세탄 화합물은 3-에틸-3-[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]옥세탄, 1,4-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]벤젠, 1,4-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 1,3-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 1,2-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 4,4'-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]비페닐, 2,2'-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]비페닐, 3-에틸-3-(2-에틸헥실옥실메틸)옥세탄, 3-에틸-3-페녹시메틸옥세탄 및 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.

10. 위 1에 있어서, 상기 양이온 광개시제는 방향족 디아조늄염 광개시제, 방향족 할로늄염 광개시제 및 방향족 술포늄염 광개시제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.

11. 위 1에 있어서, 상기 라디칼 광개시제는 카르보닐계 광개시제, 벤조인에테르계 광개시제 및 아세토페논계 광개시제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.

12. 편광자의 적어도 일면에 보호필름이 위 1 내지 11 중 어느 한 항의 편광판용 접착제 조성물로 접합된 편광판.

13. 위 12에 있어서, 상기 보호필름은 셀룰로오스계 수지필름, 시클로올레핀계 수지필름, 아크릴계 수지필름 및 폴리에스테르계 수지필름으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 편광판.

본 발명의 편광판용 접착제 조성물은 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함함으로써 가습열 조건에서도 박리되지 않는 우수한 내수성을 나타낸다.

본 발명의 편광판용 접착제 조성물은 편광자와 보호필름의 극성이 다른 경우에도 우수한 접착성을 나타낸다.

본 발명의 편광판용 접착제 조성물은 양이온 광개시제와 라디칼 광개시제를 병용할 수 있어 보다 경제적이다.

도 1은 내수성의 평가 시험 방법을 모식적으로 도시한 도면이다.

본 발명은 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물, 에폭시 화합물 또는 옥세탄 화합물을 포함하는 희석 모노머, 양이온 광개시제 및 라디칼 광개시제를 포함함으로써 접착성 및 내수성이 우수한 편광판용 접착제 조성물에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물은 경화 반응을 통해 접착제 조성물의 바인더 기능을 부여하는 성분이다. 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물이란 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산을 반응시켜 얻어지는 것으로, 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산을 반응시키면 에폭시기가 (메타)아크릴산에 의해 개환되어 에폭시기가 완전히 (메타)아크릴화된 디(메타)아크릴레이트 화합물 및 에폭시기가 일부만 (메타)아크릴화된 모노(메타)아크릴레이트 화합물의 혼합물을 지칭하며 미반응의 에폭시 화합물이 잔존하는 것도 포함하는 개념이다. 본 발명에 있어서, (메타)아크릴이란 아크릴 또는 메타아크릴을 의미한다.

상기 에폭시 화합물로는 비스페놀A형 에폭시 화합물, 비스페놀F형 에폭시 화합물, 비스페놀AD형 에폭시 화합물, 노볼락형 에폭시 화합물, 나프탈렌형 에폭시 화합물, 트리스 페놀 메탄형 에폭시 화합물, 글리시딜 아민형 에폭시 화합물 등이 사용 가능하다.

상기 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물은 상기 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산을 적절한 당량으로 반응시켜 얻을 수 있으며, 반응물의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 에폭시 화합물 2당량에 대하여 (메타)아크릴산 0.01 내지 5당량으로 반응시킬 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 1.8당량으로 반응시키는 것이 좋다.

부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물을 형성하는 반응의 촉매는 특별히 한정되지 않으며, 아민류 또는 무기 알칼리 화합물일 수 있다. 아민류의 구체적인 예로 트리에틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 벤질메틸아민 등을 들 수 있고, 무기 알칼리 화합물의 구체적인 예로 크롬산나트륨, 탄산수소나트륨 등을 들 수 있다.

본 발명의 편광판용 접착성 조성물은 친수성인 에폭시기와 소수성인 아크릴기를 모두 가지는 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트를 포함함으로써 편광자와 보호필름의 극성이 다른 경우에도 우수한 접착성을 가지며, 에폭시기를 가지는 화합물을 중합할 때 사용하는 양이온 광개시제와 아크릴기를 가지는 화합물을 중합할 때 사용하는 라디칼 광개시제를 병용함으로써 비교적 저렴한 양이온 광개시제를 사용할 수 있게 되어 보다 경제적으로 조성물을 중합할 수 있게 한다.

부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물은 상기 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산과의 반응 생성물의 혼합물이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 하기 화학식 1의 화합물을 (메타)아크릴산과 반응시켜 얻은 반응 생성물의 혼합물일 수 있다. 이러한 상기 혼합물은 하기 화학식 1 내지 3의 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

상기 화학식 1 내지 3에서 n은 0 내지 2이며, R₁은 수소 또는 메틸기이고, R₁이 수소인 경우 R₂는 수소 또는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기이며, R₁이 메틸기인 경우 R₂는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기이며, R₃는 수소 또는 메틸기이다.

상기 화학식 1의 화합물은 미반응 에폭시 화합물 이며, 상기 화학식 2의 화합물은 에폭시기의 일부가 개환 반응을 거쳐 아크릴화된 모노아크릴레이트이고, 상기 화학식 3의 화합물은 에폭시기가 모두 개환 반응을 거쳐 아크릴화된 디아크릴레이트이다. 상기 화학식 1 내지 3에서 n은 0 내지 2이며 R₁은 수소 또는 메틸기 이고, R₁이 수소인 경우 R₂는 수소 또는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기이며, R₁이 메틸기인 경우 R₂는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기이며, R₃는 수소 또는 메틸기이다. 이와 같은 화합물로 편광판용 접착제 조성물을 형성하면 우수한 접착성을 가지며 경화도, 경화물의 Tg 및 경화 물성이 우수하다.

본 발명에 따른 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물은 상기 화학식 1 내지 3의 화합물이 혼합된 화합물로서 그 생성물의 혼합비는 특별히 한정되지 않는다. 상기 화학식 1의 화합물과 (메타)아크릴산을 당량비, 반응조건 등에 따라 반응시켜 혼합비를 조절할 수 있다. 아크릴산과 반응하는 경우에 상기 화학식의 R₃는 수소이며, 메타아크릴산과 반응하는 경우에 R₃는 메틸기이다.

상기와 같은 당량비나 반응조건에 따라 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물의 혼합비가 결정될 수 있으며, 예를 들면 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물 총 중량에 대하여 화학식 1로 표시된 화합물 15 내지 35중량%, 화학식 2로 표시된 화합물 30 내지 60중량% 및 화학식 3으로 표시된 화합물 10내지 50중량%를 포함할 수 있다.

부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 조성물 총 중량에 대하여, 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물 5 내지 35중량%를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 15 내지 25중량%인 것이 좋다. 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물이 5내지 35중량%인 경우 편광자와 보호필름간의 극성이 다른 경우 양면의 접착성을 현저히 상승시킬 수 있다.

희석 모노머는 반응에 있어서 점도 조절제로 사용되며, 반응성에 영향을 주어 조성물의 경화도를 조절하는 기능을 가진다. 특히, 옥세탄 화합물은 옥세탄 화합물의 고리상의 산소의 염기성이 강하기 때문에 개환 반응의 반응성을 매우 향상시킨다.

에폭시 화합물 또는 옥세탄 화합물을 포함하는 희석 모노머의 종류는 당업계에서 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 일반적으로 알려져 있는 경화성 화합물을 사용할 수 있다.

희석 모노머의 에폭시 화합물의 종류는 당업계에서 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 방향족 에폭시 화합물, 지환족 에폭시 화합물 및 지방족 에폭시 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다.

상기 방향족 에폭시 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 비스페놀A의 디글리시딜에테르, 비스페놀F의 디클리시딜에테르 및 페녹시 글리시딜에테르로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다.

상기 지환족 에폭시 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 디시클로펜타디엔디옥시드, 리모넨디옥시드, 4-비닐시클로헥센디옥시드, 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트 및 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트로 이루어진 에폭시화시클로헥실기를 갖는 군에서 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다.

상기 지방족 에폭시 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨테트라글리시딜에테르 및 폴리테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다.

상기 희석 모노머의 옥세탄 화합물의 종류는 당업계에서 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 3-에틸-3-[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]옥세탄, 1,4-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]벤젠, 1,4-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 1,3-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 1,2-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 4,4'-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]비페닐, 2,2'-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]비페닐, 3-에틸-3-(2-에틸헥실옥실메틸)옥세탄, 3-에틸-3-페녹시메틸옥세탄 및 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다.

에폭시 또는 옥세탄 화합물을 포함하는 희석 모노머의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 편광판용 접착제 조성물 총 중량에 대하여 에폭시 또는 옥세탄 화합물을 포함하는 희석 모노머 60 내지 90중량%을 포함할 수 있고, 바람직하게는 70내지 80중량%인 것이 좋다. 희석 모노머가 90중량%를 초과하는 경우 반응성이 과도하게 높아져 접착력이 저하되며, 60중량% 미만인 경우 반응성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 편광판용 접착제 조성물은 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함함으로써, 에폭시기와 아크릴기를 모두 가지므로 중합 반응시에 양이온 광개시제와 라디칼 광개시제를 병용할 수 있으며, 비교적 저렴한 양이온 광개시제를 사용함으로써 보다 경제적이다.

상기 양이온 광개시제의 종류는 당업계에서 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 방향족 디아조늄염 광개시제, 방향족 할로늄염 광개시제 및 방향족 술포늄염 광개시제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다. 시판되는 양이온 광개시제의 구체적인 예로, 아데카옵토머 SP-150, 아데카옵토머 SP-170, 아데카옵토머 SP-152, 아데카옵토머 SP-172, Photoinitiator 2074(로디아사), CPI-110A(산-에프로사), CPI-100P(산-에프로사), CPI-101A(산-에프로사) 등을 들 수 있다.

상기 양이온 광개시제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 편광판용 접착제 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 3중량%인 것이 좋다. 양이온 광개시제의 함량이 0.1중량% 미만인 경우 본 발명의 접착제 조성물이 충분히 경화가 일어나지 않는 문제가 발생할 수 있고, 양이온 광개시제의 함량이 5중량%를 초과하는 경우에는 경화에 참여하지 않는 미반응 광중합 개시제가 황변을 발생시킬 수 있다.

상기 라디칼 광개시제의 종류는 당업계에서 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 카르보닐계 광개시제, 벤조인에테르계 광개시제 및 아세토페논계 광개시제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함할 수 있다. 시판되는 라디칼 광개시제의 구체적인 예로, darocur 1173, darocur 4265, darocur BP, darocur TPO, darocur MBF, irgacure 184, irgacure 500, irgacure 2959, irgacure 754, irgacure 651, irgacure 369, irgacure 907, irgacure 1300, irgacure 819, irgacure 2022, irgacure 819DW, irgacure 2100, irgacure 784, irgacure 250 등을 들 수 있다.

라디칼 광개시제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 편광판용 접착제 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 3중량%인 것이 좋다. 라디칼 광개시제의 함량이 0.1중량% 미만인 경우 본 발명의 접착제 조성물이 충분히 경화가 일어나지 않는 문제가 발생할 수 있고, 양이온 광개시제의 함량이 5중량%를 초과하는 경우에는 경화에 참여하지 않는 미반응 광중합 개시제가 황변을 발생시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 편광자의 적어도 일면에 보호필름이 본 발명의 편광판용 접착제 조성물로 접합된 편광판에 관한 것이다.

상기 편광자는 폴리비닐알코올계 수지가 사용될 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지는 폴리아세트산비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어진다. 폴리아세트산비닐계 수지로는 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 이외에, 아세트산비닐과 그것에 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐에 공중합되는 다른 단량체로는, 예를 들면 불포화 카르복실산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다

상기 보호 필름의 종류는 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차단성 및 등방성이 우수한 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 셀룰로오스계 수지 필름, 시클로올레핀계 수지필름, 아크릴계 수지필름 및 폴리에스테르계 수지필름으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 각종 투명 수지 필름을 사용할 수 있다.

보호 필름으로서 셀룰로오스계 수지필름을 이용하는 경우 셀룰로오스의 적어도 일부가 아세트산 에스테르화된 아세트산 셀룰로오스계 수지인 것이 좋으며 예를 들면 트리아세틸 셀룰로오스, 디아세틸 셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등을 들 수 있다.

시클로올레핀계 수지필름은, 예를 들면 노르보르넨이나 다환 노르보르넨계 단량체와 같은 시클로올레핀의 단량체 유닛을 갖는 열가소성의 수지필름이고, 상기 시클로올레핀의 개환 중합체나 2종 이상의 시클로올레핀을 이용한 개환 공중합체의 수소 첨가물일 수 있을 뿐 아니라, 시클로올레핀과 쇄상 올레핀이나 비닐기를 갖는 방향족 화합물과의 부가 공중합체일 수도 있다. 또한, 시클로올레핀계 수지에 극성기가 도입되어 있을 수도 있다.

이 외에도 폴리에틸렌테레프탈레이트나 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리메틸메타아크릴레이트 등의 아크릴계 수지, 폴리스티렌이나 아크릴로니트릴·스티렌 공중합체(AS 수지) 등의 스티렌계 수지, 폴리카보네이트계 수지 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 편광판용 접착제 조성물을 이용한 편광자와 보호 필름과의 접합방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 유연법, 메이어 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 침지 코팅법, 분무법 등에 의해 편광자 및 보호 필름의 접합면 중 적어도 일면에 본 발명의 접착제 조성물을 도포하고, 양자를 접합시키는 방법을 들 수 있다. 유연법이란, 피도포물인 편광자 또는 보호 필름을 대개 수직 방향, 대개 수평 방향, 또는 양자간의 경사 방향으로 이동시키면서, 그의 표면에 접착제 조성물을 도포하는 방법이다.

본 발명의 접착제 조성물을 도포한 후, 편광자와 보호 필름을 니프 롤에 의해 끼워 접합시킨다.

또한, 접착성을 향상시키기 위해, 편광자 및/또는 보호 필름의 표면에 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 적절하게 실시할 수도 있다. 비누화 처리로는 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리의 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다.

편광자와 보호 필름을 접합한 후에는 건조 처리가 실시된다. 건조 처리는, 예를 들면 열풍을 분무함으로써 행해지며, 그 때의 온도는 50 내지 100℃ 범위에서 적절하게 선택된다. 건조 시간은 특별히 한정되지 않으며, 통상 30 내지 1,000 초이다.

이러한 편광판은 통상의 화상장치에 모두 적용 가능하다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

제조예 - 편광자 제조

평균중합도가 2,400이고, 비누화도가 99.9몰% 이상인 75㎛ 두께의 폴리비닐알코올 필름을 건식으로 약 5배로 일축 연신하고, 연신 상태를 유지한 채로 60℃의 물(증류수)에 1분 동안 침지한 후 요오드:요오드화 칼륨:증류수의 중량비가 0.05:5:100인 28℃의 수용액에서 60초 동안 침지하였다. 그 후, 요오드화 칼륨:붕산:증류수의 중량비가 8.5:8.5:100인 72℃ 수용액에 300초 동안 침지하고, 26℃의 증류수로 20초 동안 세정한 후 65℃에서 건조하여 PVA계 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광자를 제조하였다.

실시예 1

< 편광판용 접착제 조성물의 제조>

하기 [X₁]의 에폭시 화합물 700g(n=1)과 촉매로 트리에틸아민 1g, 4-메톡시페놀 2g을 넣고 교반시키면서 온도를 80℃까지 가열시켰다. 이후 메타아크릴산을 200g을 적하시킨 후 5시간 동안 환류 교반시켰다. 얻어진 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물에 톨루엔과 1% 옥살산을 넣고 교반시켜 이온을 제거시킨 후 톨루엔 과 1% 옥살산을 제거하여 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물을 얻었다. 합성한 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물을 GPC로 측정한 결과 에폭시기가 아크릴레이트에 의해 개환되어 에폭시기가 완전히 아크릴화된 디아크릴레이트 화합물이 30중량%, 에폭시기가 일부만 아크릴화된 모노아크릴레이트 화합물이 45중량% 및 미반응의 에폭시 화합물이 25중량% 포함되어 있었다.

[X₁]

합성한 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물 20 중량부에 옥세탄 화합물(OXT-211, 동아합성사) 75중량부, 양이온 광개시제 (CPI-110A, 산-에프로사) 3중량부, 라디칼 광개시제 (Irg 184, 시바사) 2중량부를 배합하여 편광판용 접착제 조성물을 얻었다.

<편광판의 제작>

보호필름으로서 다음 2종의 필름을 이용하였다. 연신 노르보르넨계 수지 필름(70㎛), 폴리메틸메타아크릴레이트 필름(50㎛), 이 두 필름의 접착면에 코로나 방전 처리를 실시하고 나서, 제조된 편광자와의 접합에 제공하였다.

상기 연신 노르보르넨계 수지 필름의 코로나 방전 처리면에, 상기에서 제조한 접착제 조성물을 바 코터로 3㎛ 두께로 도공하고, 그 위에 제조된 편광자를 접합하였다. 별도로, 상기 폴리메틸메타아크릴레이트 필름에도 동일 접착제를 바 코터로 3㎛ 두께로 도공하고, 상기 노르보르넨계 수지 필름을 접합한 편광자의 반대측에 접합하였다. 이렇게 해서 양면에 보호필름이 접합된 편광자에 벨트 컨베어가 있는 자외선 조사 장치(Fusion H 밸브, 퓨전사)에 의해 한쪽의 표면으로부터 적산 광량 300 mJ/㎠로 자외선을 조사하여 편광판을 제작하였다.

실시예 2

[X₁]의 화합물 대신에 [X₂]의 화합물(n=1)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작하였다.

[X₂]

실시예 3

[X₁]의 화합물 대신에 [X₃]의 화합물(n=1)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제작하였다.

[X₃]

실시예 4 내지 15 및, 비교예 1 내지 6

하기 표 1에 도시된 성분 및 조성비를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 접착제 조성물 및 편광판을 제조 하였다.

A: 방향족 에폭시 화합물 (페녹시글리시딜에테르, 알드리치사)

B: 지환족 에폭시 화합물 (3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 다이셀사)

C: 지방족 에폭시 화합물 (1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 알드리치사))

D: 옥세탄 화합물 (OXT-211, 동아합성사)

E: 옥세탄 화합물 (3-에틸-3-[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]옥세탄, 동아합성사)

F: 옥세탄 화합물(1,2-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 동아합성사)

G: N-하이드록시에틸 아크릴아마이드(HEAA, TCI사)

H: 4-아크릴오닐 모폴린(ACMO, Beijing RBL Chemical사)

I: 다이메틸아미노에틸 아크릴레이트(DMAEA, TCI사)

J: 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카복실레이트(CEL2021P, 다이셀사)

K: 1,4-부탄디올 디글리시딜에테르(알드리치사)

L: 비스페놀A 에폭시(YD-114, 국도화학사)

시험예

실시예 및 비교예로 얻을 수 있던 각각의 편광판에 대하여, 하기의 평가 시험을 실시하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.

〔1〕접착성(커터) 평가

각 편광판을 1시간 상온에서 방치한 후, 편광판의 각 필름 사이(편광자와 보호필름 사이)에 커터의 날을 넣고, 날을 밀고 나아갔을 때의 날이 들어가는 방식을 이하의 기준으로 평가하였다.

◎: 커터의 날이 어느 필름에도 들어가지 않는다.

○: 커터의 날 끝이 필름 사이에 2㎜정도 들어갔을 때 멈춘다.

△: 날을 밀고 나아갔을 때, 적어도 어느 한 쪽의 필름 사이에 날이 4∼5㎜ 들어갔을 때 멈춘다.

×: 날을 밀고 나아갔을 때, 적어도 어느 한 쪽의 필름 사이에 날이 무리 없이 들어간다(어느 한 쪽의 필름 사이에 날이 무리 없이 들어가는 것이라면, 남은 다른 쪽에는 날이 들어가지 않거나, 4∼5㎜ 들어갔을 때 멈추는 경우도 포함함).

〔2〕내수성 평가

23℃, 상대 습도 55%의 환경 하에서 24 시간 방치한 각 편광판에 대해, 이하의 내수성 시험(온수 침지 시험)을 행하여 내수성을 평가하였다. 우선, 편광판의 흡수축(연신 방향)을 긴 변으로 하여 5㎝×2㎝의 직사각형 형상으로 편광판을 컷트하여 샘플을 제작하고, 긴 변 방향의 치수를 정확히 측정하였다. 여기서, 샘플은, 편광 필름에 흡착된 요오드에 기인하여 전면에 걸쳐 균일하게 특유의 색을 나타내고 있다. 여기서, 도 1은 내수성의 평가 시험 방법을 모식적으로 나타내는 도면이고, 도 1(A)는 온수 침지 전의 샘플(1)을, 도 1(B)는 온수 침지 후의 샘플(1)을 나타내고 있다. 도 1(A)에 나타낸 바와 같이, 샘플의 하나의 짧은 변 측을 파지부(把持部)(5)에서 파지하고, 길이 방향의 8할 정도를 60℃의 수조에 침지하여 4 시간 유지하였다. 그 후, 샘플(1)을 수조로부터 꺼내서 수분을 닦아냈다.

온수 침지에 의해, 편광판의 편광 필름(4)은 수축한다. 이 편광 필름(4)의 수축 정도를, 샘플(1)의 짧은 변 중앙에 있어서의 샘플(1)의 끝(1a)(보호 필름의 끝)에서부터 수축한 편광 필름(4)의 끝까지의 거리를 측정함으로써 평가하여, 수축 길이로 하였다. 또한 도 1(B)에 나타난 바와 같이, 온수 침지에 의해 편광판의 한가운데에 위치하는 편광 필름(4)이 수축함으로써, 보호 필름 사이에 편광 필름(4)이 존재하지 않는 영역(2)이 형성된다.

또한, 온수 침지에 의해 온수에 접하는 편광 필름(4)의 주변부로부터 요오드가 용출하여, 샘플(1)의 주변부에 색이 빠진 부분(3)이 생긴다. 이 탈색 정도를, 샘플(1)의 짧은 변 중앙에 있어서의 수축한 편광 필름(4)의 끝에서부터 편광판 특유의 색이 남아 있는 영역까지의 거리를 측정함으로써 평가하여, 요오드 빠짐 길이로 하였다. 또한, 상기 수축 길이와 요오드 빠짐 길이의 합계를 총 침식 길이(X)로 하였다. 즉, 총 침식 길이(X)란, 샘플(1)의 짧은 변 중앙에 있어서의 샘플(1)의 끝(1a)(보호 필름의 끝)에서부터 편광판 특유의 색이 남아 있는 영역까지의 거리이다. 수축 길이, 요오드 빠짐 길이 및 총 침식 길이(X)가 작을수록, 물 존재 하에 있어서의 접착성(내수성)이 높다고 판단할 수 있다.　

　◎：총 침식길이 Ｘ가 ２㎜ 미만

　○：총 침식길이 Ｘ가 ２㎜이상 ~ ３㎜미만

　△：총 침식길이 Ｘ가 ３㎜이상 ~ ５㎜미만

　×：총 침식길이 Ｘ가 ５㎜이상

표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함하는 접착제 조성물의 경우에는 접착성 및 내수성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.

또한, 실시예 15는 본 발명의 함량범위를 약간 벗어나, 실시예 1 내지 14보다는 내수성은 떨어지나, 비교예보다는 접착성 및 내수성이 우수함을 확인할 수 있었다.

부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물이 아닌 아크릴레이트 화합물만을 포함하는 비교예 1 내지 4 및 에폭시 화합물만을 포함하는 비교예 5 및 6의 경우에는 접착성 및 내수성이 실시예보다 저하됨을 확인 할 수 있었다.

1 : 샘플
1a : 보호필름의 끝
2 : 편광자가 존재하지 않는 영역
3 : 샘플의 주변부에 색이 빠진 부분
4 : 편광자
5 : 파지부

Claims (13)

1. 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물, 에폭시 화합물 또는 옥세탄 화합물을 포함하는 희석 모노머, 양이온 광개시제 및 라디칼 광개시제를 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물은 화학식 1의 화합물을 (메타)아크릴산과 반응시켜 얻은 반응 생성물의 혼합물인 편광판용 접착제 조성물:
   [화학식 1]
   

   

   
   상기 화학식 1에서 n은 0 내지 2이며, R₁은 수소 또는 메틸기이고, R₁이 수소인 경우 R₂는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기이며, R₁이 메틸기인 경우 R₂는 탄소수가 2 내지 6인 알킬기이다.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 반응 생성물의 혼합물은 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 화합물의 혼합물인 편광판용 접착제 조성물:
   [화학식 1]
   

   

   
   [화학식 2]
   

   

   
   [화학식 3]
   

   

   
   
   상기 화학식 1 내지 3에서 n은 0 내지 2이며, R₁은 수소 또는 메틸기이고, R₁이 수소인 경우 R₂는 수소 또는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기이며, R₁이 메틸기인 경우 R₂는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기이며, R₃는 수소 또는 메틸기이다.
   
4. 청구항 1에 있어서, 편광판용 접착제 조성물 총 중량에 대하여 부분 에폭시 (메타)아크릴레이트 화합물 5 내지 35중량%, 에폭시 또는 옥세탄 화합물을 포함하는 희석 모노머 60 내지 90중량%, 양이온 광개시제 0.1 내지 5중량%, 라디칼 광개시제 0.1 내지 5중량%를 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 희석 모노머의 에폭시 화합물은 방향족 에폭시 화합물, 지환족 에폭시 화합물 및 지방족 에폭시 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
   
6. 청구항 5 있어서, 상기 방향족 에폭시 화합물은 비스페놀A의 디글리시딜에테르, 비스페놀F의 디클리시딜에테르 및 페녹시 글리시딜에테르로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
   
7. 청구항 5에 있어서, 상기 지환족 에폭시 화합물은 디시클로펜타디엔디옥시드, 리모넨디옥시드, 4-비닐시클로헥센디옥시드, 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트 및 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트로 에폭시화시클로헥실기를 가지는 화합물에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
   
8. 청구항 5에 있어서, 상기 지방족 에폭시 화합물은 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨테트라글리시딜에테르 및 폴리테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
   
9. 청구항 1에 있어서, 상기 희석 모노머의 옥세탄 화합물은 3-에틸-3-[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]옥세탄, 1,4-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]벤젠, 1,4-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 1,3-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 1,2-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 4,4'-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]비페닐, 2,2'-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]비페닐, 3-에틸-3-(2-에틸헥실옥실메틸)옥세탄, 3-에틸-3-페녹시메틸옥세탄 및 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
   
10. 청구항 1에 있어서, 상기 양이온 광개시제는 방향족 디아조늄염 광개시제, 방향족 할로늄염 광개시제 및 방향족 술포늄염 광개시제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
    
11. 청구항 1에 있어서, 상기 라디칼 광개시제는 카르보닐계 광개시제, 벤조인에테르계 광개시제 및 아세토페논계 광개시제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 포함하는 편광판용 접착제 조성물.
    
12. 편광자의 적어도 일면에 보호필름이 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항의 편광판용 접착제 조성물로 접합된 편광판.
    
13. 청구항 12에 있어서, 상기 보호필름은 셀룰로오스계 수지필름, 시클로올레핀계 수지필름, 아크릴계 수지필름 및 폴리에스테르계 수지필름으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 편광판.
    

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