KR100659573B1

KR100659573B1 - 편광필름 제조방법

Info

Publication number: KR100659573B1
Application number: KR1020050019712A
Authority: KR
Inventors: 임경율; 이희원; 이상국
Original assignee: 주식회사 에이스 디지텍
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2006-12-19
Also published as: KR20060097401A

Abstract

본 발명은 본 발명은 편광필름 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 기존의 편광자 보호층으로 사용하는 고가의 TAC 대신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등과 같은 소수성 투명수지 필름을 사용하고, 편광자와 편광자 보호층을 접착시키는 점착제로 아크릴계 점착제를 사용하여 만들어지는 편광필름 및 이를 이용한 화상표시장치에 관한 것이다. 본 발명은 편광자, 편광자 보호층 그리고 점착제를 포함하는 편광필름에 있어서, 상기 편광자는 중합도 1,500 내지 3,000인 폴리비닐알콜이고, 상기 편광자 보호층은 폴리에스테르 중합체를 포함하는 투명수지 필름으로 이루어지고, 상기 투명수지 필름 100중량%에 대하여, 상기 폴리에스테르 중합체가 50 중량% 내지 98 중량%인 편광필름을 통하여 얻을 수 있다.

편광, 점착제, PVA, TAC, 보호층

Description

편광필름 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING POLARIZING FILM}

도 1은 탑-다운(Top-Down) 방식으로 편광자와 편광자 보호층을 접착하는 구조도,

도 2는 다운-탑(Down-Top) 방식으로 편광자와 편광자 보호층을 접착하는 구조도,

도 3은 수평합지 방식으로 편광자와 편광자 보호층을 접착하는 구조도,

도 4는 본 발명에 의한 편광자 보호층이 편광자 상하 양측에 접착한 편광필름의 구조도,

도 5는 본 발명에 의한 편광자 보호층이 편광자 상측에 접착한 편광필름의 구조도이다.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 편광자 20 : 편광자 보호층

30 : TAC 40 : 아크릴 점착제

50 : PVA 용액

본 발명은 편광필름 제조방법에 관한 것이다.

보다 상세하게는 기존의 편광자 보호층으로 사용하는 트리아세틸 셀룰로스(triacetyl cellulose, 이하 'TAC'이라 함) 대신 폴리에틸렌 테레프탈레이트(poly ethylene terephthalate, 이하 'PET'라 함) 등과 같은 소수성 투명수지 필름을 사용하고, 편광자와 편광자 보호층을 결합시키는 점착제로 아크릴계 점착제를 사용하여 구성하는 편광자 보호층과 이를 이용한 편광필름 그리고 이를 이용한 화상표시장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 편광자에 편광자 보호층을 접착시키기 위한 편광필름 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 편광필름은 편광자인 폴리비닐 알코올(poly vinyl alcohol, 이하 'PVA'라 함)과 TAC을 주성분으로하는 편광자 보호층을 편광자 상하로 접착시켜서 제조한다. PVA는 친수성이고 TAC는 소수성이기 때문에 TAC을 NaOH로 처리하여 표면을 친수성화한다. 친수성으로 변한 TAC 표면과 PVA를 주성분으로 하는 편광자를 접착제로 접착시킨다. 이때 사용하는 접착제는 PVA 용액으로 이루어진 접착제를 사용한다. 접착제로 PVA 용액을 사용하는 것은 편광자와 접착제의 접합성을 높이기 위함이다.

편광자 보호층으로 사용하기 위해서는 그 구성물질이 광학적으로 투명하고, 복굴절이 생기지 않아야 하며, 내열성을 지녀야하고, 기계적 강도가 높아 편광자를 물리적으로 지지 및 보호하여야 한다. 또한 표면이 광활하고, 접착제나 점착제와 양호하게 접합할 수 있어야 한다. 이러한 특성을 만족하는 화합물 중에서 널리 사용되는 것이 TAC이다.

하지만 기존 편광자 보호층으로 사용되는 TAC은 제품 가격이 지나치게 고가이다. 고가의 TAC을 대신할 화합물은 위에서 본 바와 같이 편광자 보호층으로 사용되기에 적합한 특성을 지녀야 한다. 또한, 편광자 보호층을 구성하는 새로운 화합물과 조화롭게 접합할 수 있는 화학적 특성을 가진 점착제 또는 접착제에 대한 연구가 필요하였다.

이러한 경제적 및 기술적 과제를 해결하기 위하여 PVA 접착제를 이용하여 소수성 투명수지 필름과 편광자를 접착시키는 방식을 시도하였다. 다른 한편으로는 소수성 투명수지 필름 표면을 코로나 처리하여 친수성을 부여한 사례도 있었으며, 소수성 투명수지 필름을 공중합하여 친수성을 부여한 사례도 있었다.

하지만 PVA 접착제를 사용해서는 소수성 투명수지 필름과 편광자를 효과적으로 접착할 수 없었으며, 소수성 투명수지 필름을 코로나 처리하거나 공중합하여 친수성을 부여하려는 시도로는 만족스러운 접착력을 얻기 어려웠다.

본 발명은 기존의 편광자 보호층으로 TAC 대신 저렴하고 내구성이 좋은 PET와 같은 소수성 투명수지 필름을 사용하고, 편광자와 편광자 보호층을 결합시키는 점착제로 아크릴 점착제와 같은 본 발명에서 사용하는 소수성 투명수지 필름과 접합성이 좋은 점착제를 사용하여 구성되는 편광자 보호층, 이를 이용한 편광필름, 이를 이용한 화상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 아크릴 점착제를 이용하여 편광자와 편광자 보호층을 점착시키는 편광필름 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 편광필름 제조방법에 관한 것이다.

본 명세서에서 사용하는 주요 용어는 다음과 같이 정의한다.

본 명세서에서의 '편광자'는 폴리비닐알콜(poly vinyl alcohol, 이하 'PVA'라 함)을 요오드(Iodine)나 이색성 염료용액으로 처리한 후 연신하여 요오드나 염료 분자가 연신방향으로 나란하게 배열하도록 하여 편광기재 필름으로 기능하는 층을 말한다.

본 명세서에서의 '편광자 보호층'은 소수성 투명수지 필름으로 이루어지고 편광자 상하 양측에 부착되어 편광자를 지지 및 보호하는 층을 말한다. 하지만 동일한 작용효과를 나타낸다면, 본 명세서에서 편광자 보호층으로 사용되는 투명수지 필름은 소수성 투명수지 필름에 한정하지 않는다.

본 명세서에서 '점착제'는 편광자와 편광자 보호층을 접착시키는 물질로서 접착시키는 편광자와 편광자 보호층의 구성성분에 따라서 점착제의 성분이 달라진다.

이하 본 발명의 기술적 구성을 중심으로 상세히 설명한다.

편광필름 제작은 크게 편광자 제작공정과 편광자 보호층 접착공정으로 나뉜다. 이하에서는 일반적인 편광자 제작공정 및 편광자 보호층 접착공정에 대한 설명과 더불어 본 발명에서 채택하는 기술적 특징들을 함께 설명한다.

(1) 편광자 제작공정

본 발명에서는 PVA를 수세한 다음 첫번째 수조에서 팽윤시킨다[팽윤단계]. 팽윤된 수조로부터 나온 PVA는 요오드 또는 이색성 염료로 염색한다[염색단계]. 염색된 PVA는 다시 수세 수조로 옮겨진다[수세단계]. 염색된 요오드나 염료를 일축으로 연신한다[연신단계]. 연신한 후 붕산이나 붕사 등으로 PVA를 가교시킨다[가교단계]. 본 발명에서는 가교단계 후 다시 연신단계를 거칠 수도 있다. 충분히 연신단계와 가교단계를 거친 후 편광자를 건조한다.

본 발명에서 PVA의 중합도(DP, degree of polymerization)는 1,500 내지 3,000 인 것이 바람직하다. 편광자 제조에 사용되는 PVA의 중합도가 1,500 보다 작을 때는 편광 기재로서 기능하기에 충분하지 않으며, 중합도가 3,000 보다 클 때는 본 발명에서 원하는 편광자의 광학적 특성을 벗어날 염려가 있다.

또한, 본 발명에서 형성되는 편광자의 두께는 10㎛ 내지 40㎛ 인 것이 바람직하다. 편광자의 두께는 연신단계에서 연신되는 정도에 따라서 달라진다. 편광자의 두께가 10㎛ 보다 얇을 때는 편광 기능이 충분히 확보되지 못하고 내구성이 떨어질 수 있다. 또한 편광자의 두께가 40㎛ 보다 두꺼우면 연신이 충분하지 않아 편광 기능을 하는 요오드나 염료가 일직선으로 배열되지 않을 수 있으며 편광필름이 지나치게 두꺼워지고 또한 편광자를 제조하는 비용이 많이 드는 단점이 있다.

본 발명에서의 염색단계는 통상적으로 상온에서 작업하는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는 15℃ 내지 42℃ 범위에서 하는 것이 바람직하다. 염색온도가 15℃ 보다 낮으면 염색효율이 떨어지며, 42℃ 보다 높으면 염색이 지나치게 활발하여 제어하기가 힘들다.

또한, 가교단계에서의 가교조 온도는 45℃ 내지 68℃ 범위에서 하는 것이 바람직하다. 가교조 온도가 45℃ 보다 낮으면 가교반응이 활발하지 못하고 68℃보다 높으면 안정적인 가교반응을 유도할 수 없다.

(2) 편광자 보호층 접착공정

편광자에 편광자 보호층을 접착시키는 공정을 설명한다.

편광자와 편광자 보호층을 접착하는 방식은 크게 탑-다운(Top-Down) 방식, 다운-탑(Down-Top) 방식 그리고 수평합지 방식으로 나뉜다. 본 발명에서는 세 가지 접착 방식을 모두 사용할 수 있다. 탑-다운 방식, 다운-탑 방식 그리고 수평합지 방식은 도 1 내지 도 3에서 각각 도시하였다.

그리고 편광자에 편광자 보호층을 접착시킬 때에는 미리 점착제를 도포하여 접착시키거나, 편광자와 편광자 보호층이 합지되는 시점에 점착제를 떨어트려 접착시키는 방법이 있다. 본 발명에서는 도포하여 접착하거나 떨어트려 접착시키는 방법을 하나 선택하거나 둘을 모두 적용하여 편광자와 편광자 보호층을 접착시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명에서 사용되는 편광자 보호층과 점착제에 대하여 구성물질을 중심으로 상세히 살펴본다.

본 발명에서 편광자 보호층을 이루는 물질은 기존 TAC을 대신하여 보다 저렴한 PET와 같은 소수성 투명수지 필름을 사용하였고, 편광자와 편광자 보호층을 접착시키는 점착제 성분을 편광자 보호층과의 접합성을 고려하여 아크릴계 점착제를 사용하였다.

(3) 편광자 보호층

본 발명에 의한 편광자 보호층은 소수성 투명수지 필름 또는 글래스를 사용하는 것이 바람직하다. PET, TAC, 폴리아크릴레이트, 폴리이미드, 폴리에테르, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 셀로판, 방향족 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐알콜 등의 각종 투명수지 필름 및 석영 유리, 소다 유리 등이 유리기재 등을 단독으로 사용하거나 적절하게 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. PDP(plasma display panel), LCD(liquid crystal display), CRT(cathode-ray tube), OLED(organic light-emitting diode) 등에 사용할 수 있는 편광필름의 편광자 보호층으로 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성, 경제성 등을 감안한다.

본 발명에서는 특히 경제성을 감안하여 기존의 고가의 TAC 대신 보다 경제적으로 저렴한 소수성 투명수지 필름을 사용한다.

TAC 대신 본 발명에서 사용하는 편광자 보호층에 사용하는 소수성 투명수지 필름은 보다 구체적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스테르 중합체, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 중합체, 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체(AS 수지) 등의 스티렌계 중합체, 폴리카보네이트계 중합체 등을 사용할 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 사이클로계 또는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 중합체, 염화비닐계 중합체, 나일론 및 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 중합체, 이미드계 중합체, 설폰계 중합체, 폴리에테르 설폰계 중합체, 폴리에테르-에테르 케톤계 중합체, 폴리페닐렌 설파이드계 중합체, 비닐 알콜계 중합체, 비닐리덴 클로라이드계 중합체, 비닐 부티랄계 중합체, 알릴레이트계 중합체, 폴리옥시메틸렌계 중합체, 에폭시계 중합체, 상기 중합체의 블렌드 중합체, 아크릴계, 우레판계, 아크릴 우레탄계 및 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 또는 자외선경화형 수지는 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 소수성 투명수지 필름의 성분은 투명수지 필름 100 중량%에 있어서 PET는 50 중량% 내지 98 중량%인 것이 바람직하다. PET가 50 중량%보다 작을 때는 고가의 TAC을 대체하여 얻어지는 경제적인 효과가 그다지 크지 않으며, PET가 98 중량%보다 클 때는 PET 자제로 야기되는 편광도, 굴절율, 색차 등이 커서 다른 화합물이나 추가 필터를 첨가하여 편광도, 굴절율, 색차 등을 보정하기 힘들다.

편광자 보호층으로 사용하는 상기 화합물은 위상차가 발생하지 않아야 하며, 굴절률 분포가 등방성인 물질을 사용하여야 한다. 본 발명에서 사용하는 편광자 보 호층에 의하여 위상차가 발생하며 굴절률이 일정하지 않는 경우, 위상차를 보정하고 굴절률을 고르게 분포시키는 추가 필터를 사용하는 것도 가능하다.

본 발명에 의한 편광자 보호층은 편광자 상하 양측에 접착하는 것이 바람직하다. 하지만, 본 발명에 의한 편광자 보호층은 상측과 하측 중 일측에만 접착하고, 다른 일측에는 TAC으로 이루어진 편광자 보호층이 편광자와 접착하는 것도 가능하다.

도 4는 본 발명에 의한 PET를 포함하는 편광자 보호층이 편광자 상하 양측에 접착한 편광필름의 구조도이고, 도 5는 본 발명에 의한 PET를 포함하는 편광자 보호층이 편광자의 상측에만 접착한 편광필름의 구조도이다. 도 4에서는 편광자(10) 상하 양측에 편광자 보호층(20)이 아크릴계 점착제(40)에 의하여 접착되어 있다. 도 6에서 편광자(10) 상측은 도 5와 동일하게 편광자 보호층(20)이 아크릴 점착제(40)에 의하여 접착되어 있고, 편광자(10) 하측에는 PVA 용액을 이용하여 TAC과 접착되어 있다. 이하에서는 편광자 보호층과 접착하는 아크릴계 점착제에 대하여 설명한다.

(4) 아크릴계 점착제

본 발명에 의한 편광자 보호층과 편광자를 접착시키는 점착제로는 아크릴계 점착제를 사용하는 것이 바람직하다. 아크릴계 점착제는 아크릴계 화합물 단독의 단량체로 이루어진 아크릴계 점착제, 아크릴계 화합물 2 이상의 단량체로 이루어진 아크릴계 점착제, 아크릴계 화합물에 작용기가 포함된 단량체로 이루어진 아크릴계 점착제를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 가능하다.

본 발명에서 사용하는 아크릴계 점착제의 구성물질은 에틸 아크릴레이트, 아밀 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 사이클로 헥실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트 등과 같은 아크릴산 알킬 에스테르와 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 헥실 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 등과 같은 메타크릴산 알킬 에스테르, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 벤질 메카크릴레이트, 비닐 아세테이트, 스티렌, 아크릴로니트릴, 아크릴산, 메타크릴산, 무수마레이산, 이타콘산과 같은 카르복실산 그룹을 함유하는 단량체, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트와 같은 히드록시 그룹을 함유하는 단량체, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 글리시딜아미드 등을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

또한 아크릴계 점착제의 구성물질로 라우릴아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 테트라히드로푸릴아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시아크릴레이트 등의 단일작용기 아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리틀테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 트리메틸올프로판아 크릴산벤조에이트 등의 다작용기 아크릴레이트 등의 아크릴산 유도체, 2-에틸헥실메타아크릴레이트, n-스테아릴메타아크릴레이트, 시클로헥실메타아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴메타아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타아크릴레이트 등의 단일 작용기 메타아크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타아크릴레이트, 글리세린디메타아크릴레이트 등의 다작용기 메타아크릴레이트 등의 메타아크릴산 유도체, 글리세린디메타아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 우레탄 아크릴레이트 등의 단량체 또는 올리고머를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.

아크릴계 점착제의 성분은 아크릴계 화합물을 주요성분으로 하고, 나머지는 기타 투명수지 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 아크릴계 점착제 100 중량%에 있어서 아크릴계 화합물은 45 중량% 내지 95 중량%인 것이 바람직하다. 아크릴계 점착제에서 아크릴계 화합물 성분이 95 중량% 이상일 때는 편광자 보호층에서 광학 이방성이 나타나고 복굴절에 의한 광간섭 무늬가 발생하는 단점이 있다. 또한 아크릴계 화합물이 45 중량%보다 작을 때는 PET를 주성분으로 하는 편광자 보호층과 접착이 용이하지 못하다.

아크릴계 점착제는 활성 유기 용매에 용해시키고, 열적 또는 광학적으로 활성화할 수 있는 중합개시제를 사용하여 중합시킨다.

중합개시제는 아크릴 점착제 100 중량부에 대하여 0.05 중량부 내지 4 중량 부를 사용하는 것이 바람직하다. 중합개시제가 0.05 중량부보다 작을 때는 아크릴 점착제의 중합을 일으키기 힘들고 중합개시제가 4 중량부보다 클 때는 중합 반응을 제어하기 힘들어 과도한 중합이 이루어질 수 있다.

열에 의하여 활성 라디칼을 발생하는 중합개시제는 2,2'-아조비스(2,4)-디메틸바렐로니트릴 등의 아조화합물, 벤조일퍼옥사이트, 라우로일퍼옥사이드 등의 유기포옥사이드를 사용할 수 있다. 자외선 또는 가시광선의 발산에 의하여 활성 라디칼을 발생시키는 중합개시제는 2,2'-디메톡시-2-페닐아세토페논, 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-원, 벤질디메틸케탈, 1-히드록시시클로헥실-페닐케톤, 2-메틸-2-모르포리노(4-티오메틸페닐)프로판-1-원 등의 아세토페논과 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인에테르와 벤조페논, o-벤조일메틸벤조에이트, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐설파이드, 4-벤조일-N,N'-디메틸-N-2[2-(1-옥소-2프로페닐옥시)에틸]벤젠메탄아미늄브로마이드, (4-벤조일벤질)트리메틸암모늄클로라이드 등의 벤조페논과 2,4-디에틸티오크산톤, 1-클로로-4-디클로로티오그산톤 등의 티오크산톤, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐벤조일 산화물 등을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

중합개시제를 사용하여 공중합시킨 아크릴계 점착제를 응집력을 부여하기 위하여 가교제를 사용하는 것이 바람직하다.

아크릴 점착제에 사용되는 가교제는 아크릴 점착제 100 중량부에 대하여 0.01 질량부 내지 5 중량부인 것이 바람직하다. 가교제가 0.01 중량부보다 작을 때는 가교 효과를 기대하기 힘들고 가교제가 5 중량부보다 클 때는 지나치게 가교되어 점착제로서의 기능을 얻기 힘들다.

본 발명에서 사용되는 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물, 금속 킬레이트 화합물, 금속 알콕사이드 금속염, 아민 화합물, 히드라진 화합물 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예와 본 발명과 비교되는 비교예의 실험 데이터값을 비교하면서 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

실시예는 편광자 보호층으로 본 발명에 의한 소수성 투명수지 필름을 이용한 편광필름을 사용하여 편광도, 색차, 외관특성을 실험하였다. 비교예에서는 편광자 보호층으로 일반적으로 사용되는 TAC를 사용하여 실험하였다.

실험데이터로는 편광도, 색차, 외관특성을 조사하였다.

편광도는 다음의 식을 이용하여 구하였다.

편광도(%) = [(Y₀-Y₉₀)/(Y₀+Y₉₀)]^1/2＊100

Y₀ : 2 매의 편광판의 편광축을 평행으로 하여 겹칠 때의 전광선 투과율

Y₉₀ : 2 매의 편광판의 편광축을 직교시켜서 겹칠 때의 전광선 투과율

색차는 각 4점을 C광원으로 측정하였다. 헌터의 색차식(E_H)을 이용하여 L, a, b치에서 색차를 산출하였다.

또한, 본 발명에서는 편광필름의 내구성을 측정하기 위하여 습열 과정 또는 건열 과정 후에 편광필름의 편광도 감소를 측정하였다. 습열 과정은 60℃, 90% 체임버 안에서 500시간 습열과정을 거쳤고, 건열과정은 80℃ 체임버 안에서 500시간 건열 과정을 거쳤다.

실시예 1

본 발명에 의한 편광필름에서 편광자의 상하 양측에 접착하는 편광자 보호층에서 투명수지 필름 100 중량%에 있어서 PET 90 중량%와 폴리아크릴계 중합체를 10 중량% 사용하였다. 또한, 아크릴계 점착제 100 중량부에 대하여 중합개시제는 0.5 중량부, 가교제는 0.6 중량부 사용하였다.

실시예 2

본 발명에 의한 편광필름에서 편광자의 상하 양측에 접착하는 편광자 보호층에서 투명수지 필름 100 중량%에 있어서 PET 85 중량%와 폴리아크릴계 중합체를 15 중량% 사용하였다. 또한, 아크릴계 점착제 100 중량부에 대하여 중합개시제는 0.5 중량부, 가교제는 0.6 중량부 사용하였다.

실시예 3

본 발명에 의한 편광필름에서 편광자의 상하 양측에 접착하는 편광자 보호층에서 투명수지 필름 100 중량%에 있어서 PET 80 중량%와 폴리아크릴계 중합체를 20 중량% 사용하였다. 또한, 아크릴계 점착제 100 중량부에 대하여 중합개시제는 0.5 중량부, 가교제는 0.6 중량부 사용하였다.

실시예 4

본 발명에 의한 편광필름에서 편광자의 상하 양측에 접착하는 편광자 보호층에서 투명수지 필름 100 중량%에 있어서 PET 75 중량%와 폴리아크릴계 중합체를 25 중량% 사용하였다. 또한, 아크릴계 점착제 100 중량부에 대하여 중합개시제는 0.5 중량부, 가교제는 0.6 중량부 사용하였다.

비교예 1

비교예는 본 발명에 의한 편광필름과 비교되는 편광필름으로서, 편광자의 상하 양측에 투명수지필름 100중량% 모두 TAC을 사용한 편광자 보호층을 사용하였다. 또한, 점착제 100 중량부에 대하여 중합개시제는 0.5 중량부, 가교제는 0.6 중량부 사용하였다.

비교예 2

비교예는 본 발명에 의한 편광필름과 비교되는 편광필름으로서, 편광자의 상하 양측에 투명수지필름 100중량%에 있어서 TAC을 90 중량% 사용하고, PET를 10 중 량% 사용한 편광자 보호층을 사용하였다. 또한, 점착제 100 중량부에 대하여 중합개시제는 0.5 중량부, 가교제는 0.6 중량부 사용하였다.

[표 1]은 본 발명에 의한 실시예와 비교예에 대하여 편광도, 색차 및 외관특성의 실험치를 나타낸 표이다.

구 분	편 광 도	색 차	외관 특성	편광도감소(습열후)	편광도감소(습열후)
실시예 1	99.6	0.48	이상무	-0.5	-0.4
실시예 2	99.5	0.46	이상무	-0.6	-0.4
실시예 3	99.7	0.48	이상무	-0.8	-0.6
실시예 4	99.6	0.45	이상무	-0.7	-0.5
비교예 1	99.8	0.45	이상무	-1.4	-1.4
비교예 2	99.7	0.46	이상무	-1.8	-1.6

[표 1]에서 보는 바와 같이 투명수지 필름으로 TAC 대신 PET 를 사용하는 경우 편광도, 색차, 외관특성에 있어서 TAC을 주성분으로 하는 편광자 보호층과 거의 비슷한 실험데이터를 얻을 수 있다. 또한, 건열 과정이나 습열 과정을 거친 후의 편광도 감소를 살펴보면 비교예 1과 비교예 2보다 실시예 1 내지 실시예 4에서 편광도 감소가 더 적음을 알 수 있다. 편광필름의 내구성은 TAC 보다 본 발명에 의한 소수성 투명수지 필름을 사용하는 편광필름이 더 우수함을 알 수 있다.

이상, 본 발명을 구성을 중심으로 실시예와 비교예를 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나 본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니라 첨부된 특허청구범위내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 가능한 다양한 변형 가능한 범위까지 본 발명의 청구 범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명을 통하여 값비싼 TAC 대신 보다 저렴한 PET와 같은 투명수지 필름을 사용하고, 편광자와 편광자 보호층을 결합시키는 점착제로 아크릴 점착제를 사용하여 구성되는 편광자 보호층, 이를 이용한 편광필름, 이를 이용한 화상표시장치을 얻을 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 아크릴 점착제를 이용하여 편광자와 편광자 보호층을 점착시키는 편광필름 제조방법을 얻을 수 있는 효과도 있다.

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편광자 제조공정 및 편광자 보호층 접착공정을 포함하는 편광필름 제조방법에 있어서,

(1) 상기 편광자 제조공정은

ⅰ) 상기 편광자를 수조에서 팽윤시키는 팽윤단계;

ⅱ) 팽윤되어 나온 상기 편광자를 요오드 또는 이색성 염료로 염색하는 염색단계;

ⅲ) 염색된 편광자는 다시 수세 수조로 옮겨서 수세하는 수세단계;

ⅳ) 염색된 요오드나 염료를 일축으로 연신하는 연신단계; 및

ⅴ) 연신한 후 붕산이나 붕사로 편광자를 가교시키는 가교단계를 포함하고,

(2) 상기 편광자 보호층 접착공정에서 상기 편광자 보호층은 폴리에스테르 중합체를 포함하는 투명수지 필름이고, 접착방식은 점착제를 떨어뜨린 탑-다운(top-down) 방식으로 이루어지며,

상기 투명수지 필름 100 중량%에 있어서,

상기 폴리에스테르 중합체가 50 중량% 내지 98 중량%인 것을 특징으로 하는 편광필름 제조방법
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제 10 항에 있어서,

상기 편광자는 두께가 10㎛ 내지 40㎛ 인 것을 특징으로 하는 편광필름 제조방법
제 10 항에 있어서,

상기 편광자의 염색단계에서 염색온도는 15℃ 내지 42℃ 인 것을 특징으로 하는 편광필름 제조방법
제 10 항에 있어서,

상기 편광자의 가교단계에서 가교조 온도는 45℃ 내지 68℃ 인 것을 특징으로 하는 편광필름 제조방법
제 10 항에 있어서,

상기 투명수지 필름은 에스테르계 중합체, 아크릴계 중합체, 스티렌계 중합체, 폴리카보네이트계 중합체, 폴리올레핀, 폴리올레핀계 중합체, 염화비닐계 중합체, 아미드계 중합체, 이미드계 중합체, 설폰계 중합체, 케톤계 중합체, 설파이드계 중합체, 비닐 알콜계 중합체, 비닐리덴 클로라이드계 중합체, 비닐 부티랄계 중합체, 알릴레이트계 중합체, 폴리옥시메틸렌계 중합체, 에폭시계 중합체, 상기 중합체의 블렌드 중합체, 우레판계 중합체, 실리콘계 중합체, 상기 중합체의 블렌드 중합체를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 편광필름 제조방법
제 10 항에 있어서,

상기 점착제는 아크릴계 화합물, 중합개시제 그리고 가교제를 포함하고,

상기 점착제 100 중량%에 있어서 상기 아크릴계 화합물은 45 중량% 내지 95 중량% 포함하고,

상기 중합개시제는 상기 점착제 100 중량부에 대하여 0.05 중량부 내지 4 중량부이고,

상기 가교제는 상기 점착제 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 5 중량부인 것을 특징으로 편광필름 제조방법
제 16 항에 있어서,

상기 아크릴계 화합물은 에틸 아크릴레이트, 아밀 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 사이클로 헥실 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이 트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 헥실 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 벤질 메카크릴레이트, 비닐 아세테이트, 스티렌, 아크릴로니트릴, 아크릴산, 메타크릴산, 무수말레인산, 이타콘산, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 글리시딜아미드, 라우릴아크릴레이트, 에톡시디에틸렌클리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 테트라히드로푸릴아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리틀테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 트리메틸올프로판아크릴산벤조에이트, 2-에틸헥실메타아크릴레이트, n-스테아릴메타아크릴레이트, 시클로헥실메타아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴메타아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타아크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타아크릴레이트, 글리세린디메타아크릴레이트, 글리세린디메타아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트, 또는 이들의 단량체 또는 올리고머를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 편광필름 제조방법
제 16 항에 있어서,

상기 중합개시제는 2,2'-아조비스(2,4)-디메틸바렐로니트릴, 벤조일퍼옥사이트, 라우로일퍼옥사이드, 2,2'-디메톡시-2-페닐아세토페논, 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-원, 벤질디메틸케탈, 1-히드록시시클로헥실-페닐케톤, 2-메틸-2-모르포리노(4-티오메틸페닐)프로판-1-원, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조페논, o-벤조일메틸벤조에이트, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐설파이드, 4-벤조일-N,N'-디메틸-N-2[2-(1-옥소-2프로페닐옥시)에틸]벤젠메탄아미늄브로마이드, (4-벤조일벤질)트리메틸암모늄클로라이드, 2,4-디에틸티오크산톤, 1-클로로-4-디클로로티오그산톤, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐벤조일 산화물를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 편광필름 제조방법
제 16 항에 있어서,

상기 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물, 금속 킬레이트 화합물, 금속 알콕사이드 금속염, 아민 화합물, 히드라진 화합물을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 편광필름 제조방법