KR101525128B1

KR101525128B1 - 박막형 편광판의 제조방법, 박막형 편광판 및 이를 구비한 액정표시장치

Info

Publication number: KR101525128B1
Application number: KR1020080135809A
Authority: KR
Inventors: 장주열; 유병묵; 최한영
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2008-12-29
Filing date: 2008-12-29
Publication date: 2015-06-03
Also published as: KR20100077771A

Abstract

본 발명은 박막형 편광판의 제조방법, 박막형 편광판 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편광자의 한 면에 투명 보호필름을 접합시키면서, 동시에 상기 편광자의 다른 한 면에 점착제전사 테이프를 사용하여 감압점착제층을 접합시킴으로써, 종래 편광자의 외부 노출에 의한 표면손상과 열에 직접 노출됨에 의한 광학물성의 저하를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 공정의 단순화를 통하여 생산성을 증대시키고 제조비용을 절감시킬 수 있는 박막형 편광판의 제조방법과, 상기 방법에 의해 제조된 박막형 편광판 및 상기 박막형 편광판이 구비된 액정표시장치에 관한 것이다.

박막형 편광판, 점착제전사 테이프, 이형필름

Description

박막형 편광판의 제조방법, 박막형 편광판 및 이를 구비한 액정표시장치{METHOD FOR PREPARING ULTRA THIN POLARIZING PLATE, ULTRA THIN POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 편광자의 한 면에 투명 보호필름을 접합시키면서, 동시에 상기 편광자의 다른 한 면에 감압점착제층을 접합시킴으로써 공정을 단순화한 박막형 편광판의 제조방법과, 상기 방법에 의해 제조된 박막형 편광판 및 상기 박막형 편광판이 구비된 액정표시장치에 관한 것이다.

최근 슬림화된 액정표시장치의 시장이 급격하게 확대됨에 따라 액정표시장치의 모듈 전체를 얇게 하기 위하여 박막형 편광판(ultra thin polarizing plate, UTP)이 요구되고 있다.

일반적으로 박막형 편광판은 분자사슬이 일정한 방향으로 배열된 폴리비닐알콜계(polyvinylalcohol, PVA) 필름 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질이 흡착배향된 편광자 또는 폴리비닐알콜계 필름의 탈수반응 또는 폴리비닐클로라이드 필 름의 탈염산 반응에 의해 형성된 폴리엔(polyene) 구조를 갖는 편광자를 포함하며, 상기 편광자의 한 면에는 트리아세틸셀룰로오스(triacetyl cellulose, TAC) 필름으로 대표되는 투명 보호필름이 폴리비닐알콜계 수용액으로 이루어진 수계 접착제로 접합되어 있으며, 편광자의 다른 한 면에는 점착제층 또는 감압점착제층이 접합되어 있는 구조를 갖는다.

이러한 구조의 박막형 편광판은 횡전계 방식(in-plane switching; IPS), 모서리 전계 방식(fringe field switching, FFS) 등의 액정방식에서 구동되는 액정표시장치에 장착하면 시야각에서의 색변화(color shift) 문제를 크게 개선시킬 수 있어 유리하다.

이와 같은 박막형 편광판을 제조하기 위하여, 종래에는 편광자의 한 면에 투명 보호필름을 수계 접착제를 매개로 하여 접합(라미네이션)하고 건조한 후 점착제층을 적층하는 방법이 사용되었다. 그러나, 편광자와 투명 보호필름을 접합하고 건조하는 공정에 있어서 물리적으로 약한 편광자가 외부로 그대로 노출되어 기계적인 마찰에 의한 표면손상이 일어나기 쉽고, 건조 공정에서 편광자가 열에 직접 노출되어 광학물성이 악화되는 문제가 있다.

이를 해결하기 위하여, 한국공개특허 제2007-0076318호는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 투명 보호필름과 점착성 임시 보호필름 사이에 편광자를 위치시키는 단계; 상기 점착성 임시 보호필름과 편광자를 미리 합판한 후, 상기 투명 보호필름과 편광자를 수계 접착제를 매개로 하여 합판하고 건조하는 단계; 및 상기 점착성 임시 보호필름을 제거함과 동시에 점착제층을 합판하는 단계를 포함하는 편광판의 제 조방법을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 방법에 의하면 편광자와 투명 보호필름을 합판한 후에 점착성 임시 보호필름을 제거해야만 하며, 점착제를 도공하여 점착제층을 형성하는 별도의 공정을 필요로 하기 때문에 공정이 복잡하고 생산성이 저하된다. 뿐만 아니라, 제거된 점착성 임시 보호필름은 폐필름으로 버려지기 때문에 재료의 손실과 제품의 제조비용을 증가시키는 문제점이 있다.

본 발명은 편광자의 한 면에 투명 보호필름을 접합시키면서, 동시에 상기 편광자의 다른 한 면에 감압점착제층을 직접 접합함으로써, 편광판의 제조시 이물이 혼입되어 제품의 불량을 발생시키는 것을 방지하고 편광판의 제조공정을 단순화함으로써 생산성을 크게 향상시키고 제조비용을 절감시킬 수 있는 박막형 편광판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 박막형 편광판의 제조방법에 의해 제조된 박막형 편광판을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 박막형 편광판이 하나 이상 구비된 액정표시장치를 제공한다.

본 발명은 편광자의 한 면에 투명 보호필름을 접합시키면서, 동시에 상기 편 광자의 다른 한 면에 경박리이형필름, 감압점착제층 및 중박리이형필름이 순서대로 적층된 점착제전사 테이프의 상기 경박리이형필름을 제거하면서 감압점착제층을 접합시키는 단계를 포함하는 박막형 편광판의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 박막형 편광판의 제조방법에 의해 제조된 박막형 편광판을 제공한다.

또한, 본 발명은 액정셀의 적어도 한 면에 상기 박막형 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 편광자의 한 면에 투명 보호필름을 접합시키면서, 동시에 상기 편광자의 다른 한 면에 감압점착제층을 직접 접합함으로써, 종래 편광자의 외부 노출에 의한 표면손상과 열에 직접 노출됨에 의한 광학물성의 저하 및 이물의 혼입에 의한 제품 불량을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 공정의 단순화를 통하여 생산성을 증대시키고 제조시간과 제조비용을 절감시켜, 특히 IPS 방식, FFS 방식에서 구동되는 액정표시장치에 구비되는 다양한 기능을 가진 박막형 편광판의 제조에 유용하게 사용 가능하다.

본 발명은 박막형 편광판의 제조방법과, 상기 방법에 의해 제조된 박막형 편광판 및 상기 박막형 편광판이 구비된 액정표시장치에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 박막형 편광판의 제조방법은, 편광자의 한 면에 투명 보호필름을 접합시키면서, 동시에 상기 편광자의 다른 한 면에는 점착제전사 테이프를 이용하여 감압점착제층을 직접 접합시키는 것을 특징으로 한다.

투명 보호필름은 편광자의 한 면에 접합되는 것으로서, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름; 폴리카보네이트 필름; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 필름; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 염화비닐계 필름; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 필름; 이미드계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 술폰계 필름; 폴리에틸케톤계 필름; 비닐알콜계 필름; 폴리옥시메틸렌계 필름; 에폭시계 필름 등의 통상의 필름을 모두 사용할 수 있다. 또한, 상기 투명 보호필름은 아크릴계, 우레탄계, 아크릴-우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화형 또는 자외선경화형 수지로부터 형성된 경화층일 수도 있다. 이들 중에서도 편광 특성 또는 내구성 등을 고려하면, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름이 바람직하다.

상기 투명 보호필름의 두께는 일반적으로 강도, 취급성 등의 작업성, 박막성 등을 고려하여 1 내지 200㎛인 것이 좋고, 바람직하게는 5 내지 100㎛인 것이다.

상기 투명 보호필름의 편광자와 접합되지 않는 다른 한 면 상에는, 필요에 따라 하드코팅층, 반사방지층, 확산 또는 안티클레어 코팅층, 방현층 등의 기능성 표면처리층이 더 적층될 수 있다.

편광자는 입사하는 자연광을 원하는 단일 편광상태(선평광 상태)로 바꿔주는 역할을 하는 광학필름으로서, 폴리비닐알콜계 수지로 된 필름에 2색성 색소가 흡착 배향된 것을 사용할 수 있다.

상기 편광자를 구성하는 폴리비닐알콜계 수지는 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화함으로써 제조할 수 있다. 폴리아세트산 비닐계 수지의 예로는, 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐 이외에, 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체의 구체적인 예로는, 불포화 카르복시산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지의 비누화도는 통상 85 내지 100몰% 정도, 바람직하게는 98몰% 이상일 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지는 변성된 것일 수도 있는데, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말 또는 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지의 중합도는 통상 1,000 내지 10,000 정도, 바람직하게는 1,500 내지 5,000 정도이다.

편광자는 통상 상기와 같은 폴리비닐알콜계 필름을 일축 연신하는 공정, 연신된 폴리비닐알콜계 필름을 2색성 색소로 염색하여 흡착시키는 공정, 2색성 색소가 흡착된 폴리비닐알콜계 필름을 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 수세하는 공정을 통하여 제조할 수 있다. 이때, 2색성 색소로는 요오드나 2색성의 유기 염료를 사용할 수 있다.

점착제전사 테이프는 경박리이형필름, 감압점착제층 및 중박리이형필름이 순서대로 적층된 구조를 갖는다.

경박리이형필름 및 중박리이형필름은 각각 기재 필름에 경박리이형코팅층과 중박리이형코팅층이 적층된 필름이다.

기재필름은 무연신, 1축 또는 2축 연신된 폴리에스테르계 필름으로서, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등과 같은 폴리에스테르계 수지의 단독 또는 2종 이상의 블렌드로부터 형성된 필름을 사용할 수 있다. 내열성 또는 표면에 실리콘 이형처리가 용이하다는 관점에서 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름이 바람직하고, 비용 면을 고려한다면 폴리에틸렌테레프탈레이트가 보다 바람직하다.

상기 기재필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 사용시 취급의 편리성 및 가격 등의 관점을 고려하여 10 내지 100㎛인 것이 바람직하다.

상기 경박리이형필름의 경박리이형코팅층의 형성에 사용되는 이형제는 당업계에서 일반적으로 사용되는 경박리 이형제라면 특별히 제한되지 않으며, 기재필름 의 내열성을 고려하여 실리콘계 이형제 중에서도 비교적 저온에서 경화되는 부가반응형 실리콘계 이형제를 사용하는 것이 바람직하며, 열과 자외선 경화를 병행할 수 있는 이형제를 사용할 수도 있다.

또한, 상기 중박리이형필름의 중박리이형코팅층의 형성에 사용되는 이형제도 특별히 제한되지는 않으나, 중박리이형필름의 박리제거시 감압점착제층의 표면을 훼손하여 편광판 또는 위상차판을 유리 등에 접착한 때에 외관이 나빠지지 않도록, 잔류 접착성을 저하시키지 않는 범위에서 박리가 쉬운 이형제를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 경박리이형필름 및 중박리이형필름의 경박리이형코팅층 및 중박리이형코팅층의 형성은 당업계에서 일반적으로 사용되는 코팅방법이라면 특별히 제한되지 않으며, 구체적으로 그라비아, 메이어 바, 에어나이프, 닥터나이프 등의 코팅방법에 의해 이형제를 기재필름 상에 도포한 후, 가열처리, 자외선 조사 등의 방법으로 건조, 경화시킴으로써 형성할 수 있다.

감압점착제층은 가교 가능한 관능기를 포함하는 공중합체, 가교제 및 실란커플링제를 포함하는 점착제 조성물로 이루어진 층이다.

가교 가능한 관능기를 포함하는 공중합체는 점착제 수지로서, 아크릴계, 실리콘계, 고무계, 우레탄계, 폴리에스테르계 또는 에폭시계 공중합체 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계 공중합체를 사용하는 것이다.

아크릴계 공중합체는 -90 내지 10℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체와 가교 가능한 관능기를 포함하는 단량체의 공 중합체일 수 있다. 여기서, “(메타)아크릴”은 “메타크릴”과 “아크릴” 모두를 의미한다.

호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체의 구체적인 예로는, n-옥틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 헵틸아크릴레이트, 노닐아크릴레이트, 펜틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, n-데실메타크릴레이트, n-도데실메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 3-메틸부틸아크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, n-옥틸메타크릴레이트, n-테트라데실메타크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체는 유리전이온도가 -90 내지 10℃인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 -80 내지 -10℃인 것이다.

상기 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체는 아크릴계 공중합체의 제조에 사용되는 총 단량체 함량(100중량%)에 대하여 85 내지 99.9중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 90 내지 95중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 85중량% 미만인 경우에는 초기 점착력과 응력완화 작용이 취약할 수 있으며, 99.9중량%를 초과하는 경우에는 점착 내구성이 약화될 수 있다.

가교 가능한 관능기를 포함하는 단량체는 가교제와 반응하여 높은 온도와 습도 조건 하에서 점착제의 응집력 파괴가 일어나지 않도록 화학결합에 의한 응집력 또는 점착강도를 부여하기 위한 단량체로서, 예를 들면 술폰산기 함유 단량체, 인 산기 함유 단량체, 시아노기 함유 단량체, 비닐에스테르류, 방향족 비닐 화합물, 카르복시기 함유 단량체, 산무수물기 함유 단량체, 히드록시기 함유 단량체, 아미드기 함유 단량체, 아미노기 함유 단량체, 이미드기 함유 단량체, 에폭시기 함유 단량체 및 에테르기 함유 단량체 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.

상기 술폰산기 함유 단량체로는 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메타)아크릴아미도-2-메틸프로페인술폰산, (메타)아크릴아미도프로페인술폰산, 술포프로필(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산, 비닐술폰산나트륨 등을 들 수 있다.

상기 인산기 함유 단량체로는 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트를 들 수 있다.

상기 시아노기 함유 단량체로는 (메타)아크릴로니트릴을 들 수 있다.

상기 비닐에스테르류로는 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 라우르산비닐 등을 들 수 있다.

상기 방향족 비닐 화합물로는 스티렌, 클로로스티렌, 클로로메틸스티렌, α-메틸스티렌, 기타 치환된 스티렌 등을 들 수 있다.

상기 카르복시기 함유 단량체로는 (메타)아크릴산, 카르복시에틸(메타)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메타)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이소크로톤산 등을 들 수 있다.

상기 산무수물 함유 단량체로는 무수 말레산, 무수 이타콘산 및 이들의 산무 수물체 등을 들 수 있다.

상기 히드록시기 함유 단량체로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴레이트, 10-히드록시데실(메타)아크릴레이트, 12-히드록시라우릴(메타)아크릴레이트, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸아크릴레이트, N-메틸올(메타)아크릴아미드, 비닐알콜, 알릴알콜, 2-히드록시에틸비닐에테르, 4-히드록시부틸비닐에테르, 디에틸렌글리콜모노비닐에테르 등을 들 수 있다.

상기 아미드기 함유 단량체로는 (메타)아크릴아미드, 디에틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, N,N-디메틸(메타)아크릴아미드, N,N-디에틸(메타)아크릴아미드, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드, N,N-디메틸아미노프로필(메타)아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드 등을 들 수 있다.

상기 아미노기 함유 단량체로는 아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노프로필(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로일모르포린 등을 들 수 있다.

상기 이미드기 함유 단량체로는 시클로헥실말레이미드, 이소프로필말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, 이타콘이미드 등을 들 수 있다.

상기 에폭시기 함유 단량체로는 글리시딜(메타)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르 등을 들 수 있다.

상기 에테르기 함유 단량체로는 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-에톡시 에틸(메타)아크릴레이트, 부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트 및 아크릴로일모르포린 등을 들 수 있다.

상기 가교 가능한 관능기를 갖는 단량체는 아크릴계 공중합체의 제조에 사용되는 총 단량체 함량(100중량%)에 대하여 0.1 내지 15중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 8중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 0.1중량% 미만인 경우에는 점착제의 응집력이 작아지게 되어 점착 내구성 및 절단성과 같은 물성이 저하될 수 있으며, 15중량%를 초과하는 경우에는 잔류응력 완화 효과가 상대적으로 낮아지게 된다.

상기와 같은 성분으로 이루어지는 아크릴계 공중합체는, 공중합체 내에 -90 내지 10℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체와 가교 가능한 관능기를 포함하는 단량체의 함량을 조절함으로써 응집력을 보강하여 점착 내구성과 절단성을 향상시키거나 또는 반대로 응력완화 특성을 향상시킬 수 있다.

상기 아크릴계 공중합체는 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)법에 의해 측정된 중량평균분자량(폴리스티렌 환산)이 통상 50,000 내지 2,000,000이며, 바람직하게는 100,000 내지 1,800,000이고, 보다 바람직하게는 500,000 내지 1,500,000이다.

상기 아크릴계 공중합체의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 용액중합법, 광중합법, 괴상중합법, 현탁중합법 또는 유화중합법 등의 통상의 중합방법에 의해 제조할 수 있으며, 바람직하게는 용액중합법으로 제조하는 것이다. 이때, 중합온도 는 50 내지 110℃인 것이 바람직하고, 단량체를 균일하게 혼합한 상태에서 중합개시제를 첨가하는 것이 바람직하다.

가교제는 아크릴계 공중합체를 적절히 가교함으로써 점착제 조성물의 응집력을 강화하기 위하여 사용되는 것으로서, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 멜라민계 수지, 아지리딘계 화합물 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 이소시아네이트 화합물 또는 에폭시 화합물을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.

상기 이소시아네이트 화합물로는 톨릴렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄디이소시아네트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네트, 이소포론디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다.

상기 에폭시 화합물로는 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜디아민, 글리세린디글리시딜에테르, 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노메틸)시클로헥세인 등을 들 수 있다.

상기 멜라민계 수지로는 헥사메틸올멜라민을 들 수 있다.

상기 아지리딘계 화합물로는 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사이드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사이드), 트리에틸렌멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘), 트리-1-아지리디닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있다.

상기 가교제는 아크릴계 공중합체(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.01 내지 15중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.01중량부 미만인 경우에는 점착제의 점착력 또는 응집력이 좋지 못하며, 15중량부를 초과하는 경우에는 상용성이 감소되어 표면이행이 일어날 수 있으며 가교반응이 너무 진행되어 점착력이 저하된다.

실란커플링제는 액정셀 또는 기재와의 접합시 점착력을 보다 강화하기 위한 것으로서, 공지의 실란커플링제를 사용할 수 있다. 바람직하게는 에폭시기를 함유하는 실란커플링제로서, 예를 들면 3-글리시독시프로필트리메톡시실란을 사용할 수 있다. 실란커플링제의 에폭시기는 상기 아크릴계 공중합체의 가교 가능한 관능기와 결합하고, 알콕시실란 부분은 액정셀의 유리기판과 강하게 결합함으로써 점착안정성을 향상시켜 내열내습 특성을 보다 향상시키며, 특히 높은 온도 또는 습도 조건하에서 장시간 방치하였을 경우 점착 내구성을 향상시키는데 도움을 주는 역할을 한다.

상기 실란커플링제는 아크릴계 공중합체(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.01 내지 1중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.01중량부 미만인 경우에는 액정셀과의 점착력이 취약할 수 있으며, 1중량부를 초과하는 경우에는 리워크성이 좋지 못하다.

상기와 같은 점착제 조성물로 이루어진 감압점착제층을 형성하는 방법은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 기재 상에 그라비아, 에어나이프, 리버스롤, 키스롤, 스프레이, 블레이드, 바코터, 콤마코터, 다이코터 등의 도포방법을 이용하여 점착제 조성물을 적당한 전개방식으로 직접 도포한 후 건조함으로써 형성할 수 있다. 형성된 감압점착제층의 두께는 5 내지 100㎛일 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 30㎛인 것이다.

특히, 본 발명의 경박리이형필름, 감압점착제층 및 중박리이형필름이 순서대로 적층된 점착제전사 테이프는 중박리이형필름의 중박리이형코팅층 상에 상기 점착제 조성물을 도포하여 감압점착제층을 형성한 후, 형성된 감압점착제층 상에 경박리이형필름의 경박리이형코팅층이 마주하도록 적층함으로써 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 점착제전사 테이프는 통상의 투명 보호필름 또는 위상차 필름이 적용되어, 경박리이형필름, 감압점착제층, 투명 보호필름 또는 위상차 필름, 감압점착제층 및 중박리이형필름이 순서대로 적층된 것일 수 있다. 이러한 점착제전사 테이프는 경박리이형필름의 경박리이형코팅층과 중박리이형필름의 중박리이형코팅층 상에 각각 상기 점착제 조성물을 도포하여 2개의 감압점착제층을 형성한 후, 형성된 2개의 감압점착제층 사이에 투명 보호필름 또는 위상차 필름을 위치시켜 적층함으로써 제조할 수 있다.

이와 같은 점착제전사 테이프는, 감압점착제층에 대하여 경박리이형필름의 박리력(W1)은 0.02N/25㎜ 내지 0.04N/25㎜이고, 중박리이형필름의 박리력(W2)은 0.04 내지 0.09N/㎜인 것이 바람직하다. 경박리이형필름의 박리력(W1)이 0.02N/25㎜ 미만인 경우에는 실리콘계 경박리이형코팅층의 밀착력이 약해 실리콘(Si) 배면전사가 발생하여 잉크 마킹성이 떨어지고 테이프에 대한 배면 접착력이 저하되어 공정성이 나빠질 수 있으며, 박리력(W1)이 0.04N/25㎜를 초과하는 경우에는 경박리 이형필름의 박리제거시 감압점착제층의 표면을 훼손할 수 있으며, 박리력 비율(W2/W1)이 2 내지 2.5가 되도록 하기 위해서는 중박리이형필름의 박리강도 값을 더 높게 조절해야 하기 때문에 액정셀에 접착한 때에 외관을 손상시킬 수 있다.

또한, 상기 경박리이형필름의 박리력(W1)과 중박리이형필름의 박리력(W2)의 비율(W2/W1)은 2 내지 2.5인 것이 바람직하다. 박리력 비율(W2/W1)이 2 미만인 경우에는 편광자와의 접합을 위하여 경박리이형필름을 박리제거할 때 중박리이형필름과 감압점착제층이 분리되는 점착제이형박리불량(나끼와카레)이 발생할 확률이 있다. 또한, 박리력 비율(W2/W1)이 2.5를 초과하는 경우에는 상기와 같은 점착제이형박리불량의 문제는 일으키지 않지만 감압점착제층이 적층된 편광판 또는 위상차판을 액정셀에 접합할 때에 테이프를 이용하여 박리, 제거하게 되는데 상대적으로 중박리이형필름의 박리력이 강하면 테이프로 실시하는 초기박리에 실패하여 라인이 멈출 수 있으며, 사용횟수에 따른 테이프의 잔류 접착률이 떨어져 사용횟수(교체주기)가 짧아지게 되어 생산성이 나빠지게 된다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 제조공정을 도시한 도 2를 참조하여, 본 발명의 박막형 편광판의 제조방법을 상세하게 설명한다.

본 발명의 박막형 편광판의 제조방법은, (a) 투명 보호필름과 점착제전사 테이프 사이에 편광자를 위치시키는 단계; 및 (b) 상기 투명 보호필름과 상기 편광자의 한 면을 접합시키면서, 동시에 상기 편광자의 다른 한 면에 상기 점착제전사 테이프의 경박리이형필름을 제거하면서 감압점착제층을 접합시키는 단계를 포함한다.

투명 보호필름과 편광자의 한 면의 접합은 수계 접착제를 매개로 하여 이들 을 접합함으로써 수행된다.

수계 접착제는 편광자와 투명 보호필름을 충분히 접합할 수 있고 광학적 투시도가 우수하며 경시적인 황변 등의 변화가 없는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 폴리비닐알콜계 수지와 가교제를 함유하는 조성물을 들 수 있다.

폴리비닐알콜계 수지로는 폴리비닐알콜 수지 또는 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알콜 수지를 들 수 있으며, 아세토아세틸기를 갖는 폴리비닐알콜 수지는 반응성이 높은 관능기를 갖는 폴리비닐알콜계 접착제로서, 편광판의 내구성이 향상된다는 점에서 바람직하다.

상기 폴리비닐알콜계 수지는 폴리아세트산비닐을 비누화하여 얻어진 폴리비닐알콜과 이의 유도체; 아세트산비닐과 공중합성을 갖는 단량체와의 공중합체의 비누화물; 폴리비닐알콜을 아세탈화, 우레탄화, 에테르화, 그라프트화, 인산에스테르화함으로써 얻어진 변성 폴리비닐알콜 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 상기 공중합성을 갖는 단량체로는 (무수)말레산, 푸말산, 크로톤산, 이타콘산, (메타)아크릴산 등의 불포화 카르복시산 및 그 에스테르류; 에틸렌, 프로필렌 등의 α-올레핀, (메타)알릴술폰산(소다), 술폰산소다(모노알킬말레이트), 디술폰산소다알킬말레이트, N-메틸올아크릴아미드, 아크릴아미드알킬술폰산알칼리염, N-비닐피롤리돈, N-비닐피롤리돈 유도체 등을 들 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지의 평균 중합도는 특별히 제한되지 않으나, 접착성을 고려하여 평균 중합도가 100 내지 5000 정도, 바람직하게는 1000 내지 4000이고, 평균 비누화도는 85 내지 100몰%, 바람직하게는 90 내지 100몰%일 수 있다.

또한, 상기 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알콜계 수지는 폴리비닐알콜계 수지와 디케텐(diketene)을 공지된 방법으로 반응시켜 얻을 수 있다. 예를 들어, 폴리비닐알콜계 수지를 아세트산 등의 용매 중에 분산시킨 후 여기에 디케텐을 첨가하는 방법, 폴리비닐알콜계 수지를 디메틸포름아미드 또는 디옥산 등의 용매에 미리 용해시킨 후 여기에 디케텐을 첨가하는 방법, 또는 폴리비닐알콜에 디케텐 가스 또는 액상 디케텐을 직접 접촉시키는 방법 등에 의해 얻을 수 있다. 아세토아세틸기를 함유하는 폴리비닐알콜계 수지는 아세토아세틸기 변성도가 0.1몰% 이상인 것이면 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 0.1 내지 40몰% 정도, 보다 바람직하게는 1 내지 20몰%, 가장 바람직하게는 2 내지 7몰%인 것이다. 아세토아세틸기의 변성도가 0.1몰% 미만인 경우에는 접착제층의 내수성이 불충분하여 부적합하며, 아세토아세틸기의 변성도가 40몰%를 초과하는 경우에는 내수성 향상 효과가 미미할 수 있다.

상기 편광자의 다른 한 면과 감압점착제층의 접합은 점착제전사 테이프의 경박리이형필름을 제거하면서 편광자의 한 면에 감압점착제층을 접합함으로써 수행된다.

상기 (b) 단계에서 투명 보호필름, 편광자 또는 점착제전사 테이프 등에 이물이 부착되어 있는 경우에는 접합되는 표면상태가 균일하지 못하게 되므로, 이물이 부착되지 않도록 부유하는 이물이 적은 환경 하에서 수행되는 것이 바람직하다. 이물의 양은 부착된 이물의 양을 이물이 부착되어 있는 기재의 표면적으로 나눈 값으로서, 단위면적당 1g/㎡ 이하, 바람직하게는 0.51g/㎡ 이하가 되도록 하는 것이 며, 이물의 양이 적으면 적을수록 좋다. 이러한 이물을 제거하기 위한 방법으로는, 보호필름, 편광자, 점착제전사 테이프 등에 악영향을 주는 일 없이 이물을 제거할 수 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 물의 흐름을 이용하거나 또는 기체 분사에 의한 방법 등을 사용할 수 있다.

상기 (b) 단계 이후에 투명 보호필름과 감압점착제층이 동시에 접합된 편광판, 즉 투명 보호필름, (수계 접착제), 편광자, 감압점착제 및 중박리이형필름이 순서대로 구비된 편광판을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.

건조 온도는 사용된 접착제의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 수계 접착제를 사용한 경우에는 30℃ 이상, 바람직하게는 30 내지 100℃, 보다 바람직하게는 40 내지 90℃인 것이다.

상기와 같은 제조공정은 일련의 제조라인에서 수행되는 것이 성능 및 생산 효율 면에서 바람직하다. 이에 따라, 하나의 공정만으로도 투명 보호필름, (수계 접착제), 편광판, 감압점착제층 및 중박리이형필름이 순서대로 적층되어 있는 구조의 박막형 편광판을 제조할 수 있으며, 이러한 박막형 편광판의 중박리이형필름을 박리, 제거한 후 화상표시장치에 적용할 수 있게 된다.

또한, 도 3에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상차 필름이 적층된 박막형 편광판의 제조공정을 도시한 도면을 나타내었다. 이때, 위상차 필름 대신에 투명 보호필름이 적용될 수도 있으며, 그 제조공정은 동일하다.

위상차 필름이 적층된 편광판의 제조시에는 점착제전사 테이프로서, 경박리이형필름, 감압점착제층, 위상차 필름, 감압점착제층 및 중박리이형필름이 순서대 로 적층된 테이프를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 박막형 편광판의 제조방법에서와 동일하다.

또한, 본 발명의 박막형 편광판은 상기와 같은 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.

이러한 박막형 편광판은 액정표시장치용(LCD) 편광판, 유기발광다이오드(EL) 표시장치의 반사 방지용 편광판 등을 포함하는 화상표시장치 등의 각종 용도에 바람직하게 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 액정표시장치는 액정셀의 적어도 한 면에 상기 박막형 편광판이 구비된 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 박막형 편광판의 중박리이형필름을 박리, 제거하여 액정셀에 접착함으로써 액정표시장치를 구성할 수 있다.

특히, 액정표시장치는 IPS 방식 또는 FFS 방식과 같은 액정 방식에서 바람직하게 구동될 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.

제조예 1. 편광자의 제조

두께 75㎛의 폴리비닐알콜계 수지 필름(평균 중합도; 1700, 평균 비누화도; 99.9몰% 이상)을 연신 배율 5배로 1축 연신한 후, 장력을 유지한 채로 요오드 및 요오드화 칼륨을 포함한 수용액(요오드:요오드화 칼륨:물=0.05:5:100 중량부)에 60초 동안 침지하였다. 이어서, 요오드화 칼륨 및 붕산을 포함하는 65℃의 수용액(요오드화 칼륨:붕산:물=2.5:7.5:100 중량비)에 300초 동안 침지하였다. 25℃의 순수한 물로 20초 동안 수세한 후 50℃로 건조하여 폴리비닐알콜계 수지로 형성된 편광자를 수득하였다.

제조예 2. 수계 접착제의 제조

물 100중량부, 카르복시기 변성 폴리비닐알콜인 KL-318(쿠라레사) 1.8중량부, 수용성 폴리아미드에폭시 수지인 스미레즈레진 650(田岡화학사) 0.9중량부를 첨가하고 교반하여 PVA계 수계 접착제 용액을 제조하였다.

제조예 3. 점착제전사 테이프A 제조

(1) 중박리이형필름 제조 - 두께가 38㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 1축 횡연신 필름인 에스테르　K1581(동양방적주식회사)의 한 면에, 부가반응형 실리콘계 이형제인 SRX-211(토우레·다우코닝실리콘주식회사) 100중량부에 촉매로서 SRX-212(토우레·다우코닝실리콘주식회사) 2중량부를 첨가하고 이형 첨가제로서 X92-128(신에쓰화학공업주식회사) 20중량부를 첨가한 코팅액을 베이커 어플리케이터를 장착한 자동 도공기를 이용하여 고형분이　0.2g/㎡가 되도록 도포한 후, 110℃의 열풍순환식　건조로에서 60초 동안 건조하여 중박리력 0.04N/25㎜인 중박리이형필름을 수득하였다.

(2) 경박리이형필름 제조 - 두께가 38㎛인 폴리에스테르필름 상에 실리콘계 이형제인 SRX-211(토우레·다우코닝실리콘주식회사) 100중량부에 촉매로서 SRX-212(토우레·다우코닝실리콘주식회사) 2중량부를 첨가한 코팅액을 고형분이　0.2g/㎡가 되도록 도포한 후, 110℃의 열풍순환식　건조로에서 60초 동안 건조하여 경박리력 0.02N/25㎜인 경박리이형필름을 수득하였다.

(3) 점착제 조성물의 제조 - 4-넥 재킷(neck jacket) 반응기(1L)에 교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하로트 및 질소 가스 도입관을 장치하고, 반응장치에 질소가스를 투입하여 치환시킨 후 에틸아세테이트 120부, n-부틸아크릴레이트 98.1부, 아크릴산 0.5부,　2-히드록시에틸아크릴레이트 1.4부를 투입하고, 반응기의 외부온도를 50℃로 승온하였다. 이어서, 반응기에 에틸아세테이트 10부에 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.1부를 완전히 용해한 용액을 적하하였다. 재킷 외부온도를 50℃로 유지하면서 추가적으로 5시간 동안 반응시킨 후 에틸아세테이트 90부를 1시간 동안 적하로트를 이용하여 천천히 적하하였다. 이어서 재킷 외부온도를 50℃로 유지하면서 추가적으로 5시간 동안 반응시킨 후, 반응이 종료되면 에틸아세테이트로 희석하여 고형분 함량이 20%인 아크릴계 공중합체 용액을 수득하였다. 제조된 공중합체 용액의 GPC에 의한 중량평균분자량은 1,500,000이었다.

제조된 아크릴계 공중합체 수지(고형분 함량 기준) 100부, 가교제인 트리메틸올프로판-변성 톨릴렌디이소시아네이트인 Coronate L(일본 폴리우레탄 공업사) 0.8부, 실란커플링제로 3-글리시독시프로필트리메톡시실란인 KBM-403(신에츠사) 0.15부를 에틸아세테이트 용매에 분산시킨 용액을 투입하고, 에틸아세테이트를 이용하여 적절한 농도로 희석하여 점착제 조성물을 제조하였다.

(4) 점착제전사 테이프A 제조 - (1)에서 제조된 중박리이형필름(350㎝ × 500㎝)의 중박리이형코팅층 상에 (3)에서 제조된 점착제 조성물을 건조막 두께가 25㎛이고 면적이 310㎝ × 470㎝가 되도록 도포한 후, 100℃에서 2분 동안 건조하여 감압점착제층을 적층하였다. 감압점착제층 상에 (2)에서 제조된 경박리이형필름의 경박리이형코팅층이 마주하도록 적층한 후 25℃, 상대습도 50%의 항온항습기에서 14일 동안 양생하여 점착제전사 테이프A를 제조하였다.

제조예 4. 점착제전사 테이프B 제조

(1)에서 제조된 중박리이형필름과 (2)에서 제조된 경박리이형필름 각각의 코팅층 상에 (3)에서 제조된 점착제 조성물을 건조막 두께가 25㎛이고 면적이 310㎝ × 470㎝가 되도록 도포한 후, 100℃에서 2분 동안 건조하여 감압점착제층을 적층하였다. 이어서, 2개의 감압점착제층 사이에 위상차 필름을 적층한 후 25℃, 상대습도 50%의 항온항습기에서 14일 동안 양생한 것을 제외하고는 상기 제조예 3과 동일한 방법으로 실시하여 위상차 필름을 포함하는 점착제전사 테이프B를 제조하였다.

실시예 1

80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 투명 보호필름과 점착제전사 테이프A 사이에 편광자를 위치시켰다. TAC 필름과 편광자 사이에 PVA계 수계 접착제 용액 을 넣으면서 TAC 필름과 편광자의 한 면을 접합키면서, 동시에 점착제전사 테이프A의 경박리이형필름을 제거하면서 상기 편광자의 다른 한 면과 감압점착제층을 접합하였다. 이어서, 접합체를 80℃에서 8분 동안 건조하여 박막형 편광판을 제조하였다.

실시예 2

점착제전사 테이프B를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 위상차 필름을 포함하는 박막형 편광판을 제조하였다.

비교예 1

80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 투명 보호필름과 임시 보호필름으로서 점착제 처리가 되어있는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 사이에 편광자를 위치시키고, TAC 필름과 편광자 사이에 PVA계 수계 접착제 용액을 넣으면서 라미네이터로 합판한 후 80℃에서 8분 동안 건조하여 TAC 필름/(수계 접착제)/편광자/임시 보호필름으로 구성된 접합체를 제조하였다. 별도로, 중박리이형필름(350㎝ × 500㎝) 상에 점착제 조성물을 건조막 두께가 25㎛이고 면적이 310㎝ × 470㎝가 되도록 도포한 후, 100℃에서 2분 동안 건조하여 감압점착제층을 제조하였다. 이어서, 접합체의 임시 보호필름을 제거하면서 동시에 별도로 제조한 감압점착제층을 접합한 후 80℃에서 8분 동안 건조하여 편광판을 제조하였다.

비교예 2

80㎛ 두께의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름과 위상차 필름 사이에 편광자를 위치시켰다. TAC 필름과 편광자 사이 및 편광자와 위상차 필름 사이에 PVA계 수 계 접착제 용액을 넣으면서 라미네이터로 합판한 후 80℃에서 8분 동안 건조하여 TAC 필름/(수계 접착제)/편광자/(수계 접착제)/위상차 필름으로 구성된 접합체를 제조하였다. 별도로, 중박리이형필름(350㎝ × 500㎝) 상에 점착제 조성물을 건조막 두께가 25㎛이고 면적이 310㎝ × 470㎝가 되도록 도포한 후, 100℃에서 2분 동안 건조하여 감압점착제층을 제조하였다. 이어서, 접합체의 위상차 필름과 별도로 제조한 감압점착제층을 접합한 후 80℃에서 8분 동안 건조하여 편광판을 제조하였다.

시험예

상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2의 편광판의 제조방법에 따라 1시간 동안 제조된 편광판의 개수를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
편광판의 구조
편광판의 개수(1시간)	20	17	11	8

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 따른 실시예 1 내지 2에 의하면, 편광자의 한 면에 투명 보호필름을 접합시키면서, 동시에 상기 편광자의 다른 한 면에는 감압점착제층을 접합시킴으로써 비교예 1 내지 2와 비교하여 공정의 수가 감소하였으며, 단위 시간당 생산량이 1.8배 이상 증가된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 편광자가 외부로 노출되지 않고 하나의 제조라인에서 편광판으로 제조되어, 기계적인 마찰에 의한 표면손상 및 이물의 혼입에 의한 제품 불량을 방지할 수 있었다.

도 1은 종래의 편광판의 제조공정을 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 편광판의 제조공정을 도시한 단면이며,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상차 필름이 적층된 편광판의 제조공정을 도시한 단면도이다.

Claims

편광자의 한 면에 투명 보호필름을 접합시키면서, 동시에 상기 편광자의 다른 한 면에 경박리이형필름, 감압점착제층 및 중박리이형필름이 순서대로 적층된 점착제전사 테이프의 상기 경박리이형필름을 제거하면서 감압점착제층을 접합시키는 단계를 포함하고,

이때 상기 경박리이형필름의 박리력(W1)은 0.02 내지 0.04N/㎜이고, 중박리이형필름의 박리력(W2)은 0.04 내지 0.09N/㎜인 것인 박막형 편광판의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 편광자의 한 면과 투명 보호필름의 접합은 수계 접착제를 매개로 하여 수행되는 박막형 편광판의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 경박리이형필름은 폴리에스테르 기재 필름에 경박리이형코팅층이 적층된 것인 박막형 편광판의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 중박리이형필름은 폴리에스테르 기재 필름에 중박리이형코팅층이 적층된 것인 박막형 편광판의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 경박리이형필름의 박리력(W1)과 중박리이형필름의 박리력(W2)의 박리력 비율(W2/W1)은 2 내지 2.5인 것인 박막형 편광판의 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 점착제전사 테이프는 감압점착제층과 중박리이형필름 사이에 투명 보호필름 또는 위상차 필름, 감압점착제층이 추가되는 것을 특징으로 하는 박막형 편광판의 제조방법.
제1항의 제조방법에 의해 제조되며,

적어도 투명보호필름, 편광자, 감압점착제층 및 중박리이형필름이 순서대로 적층된 구조를 포함하는 박막형 편광판.
삭제
제7항에 있어서, 추가로 상기 박막형 편광판은 감압점착제층과 중박리이형필름 사이에 투명 보호필름 또는 위상차필름, 감압점착제층이 추가된 것인 박막형 편광판.