KR101609153B1

KR101609153B1 - 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판

Info

Publication number: KR101609153B1
Application number: KR1020090065435A
Authority: KR
Inventors: 최지연; 유정호
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2016-04-05
Also published as: KR20110007807A

Abstract

본 발명은 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물, 폴리비닐알콜계 수지, 가교제 및 폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물을 포함함으로써, 접착제 조성물의 표면장력이 저하되고 접촉각이 작아져 편광자와 투명보호필름의 접합시 계면에서 발생하는 쿠닉 결함을 억제하며, 우수한 접착성과 내온수성의 유지가 가능하도록 개선된 편광자와 투명보호필름 접합용 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판에 관한 것이다.

접착제, 편광판, 폴리비닐알콜계 수지, 폴리에테르 변성 폴리실록산

Description

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

본 발명은 편광자와 투명보호필름의 접합시 계면에서 발생하는 쿠닉 결함을 억제할 수 있는 접착제 조성물 및 이를 이용한 편광판에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)는 그 화상 형성 방식 면에서 일정하게 배열되어 있는 액정층, 투명전극층을 포함하는 투명한 유리판 또는 플라스틱계 판상 소재로 구성된 액정셀과, 상기 액정셀의 양 면에 편광판이 배치되는 것이 필요 불가결하다.

일반적으로 편광판은 연신된 폴리비닐알콜계(polyvinyl alcohol, PVA) 필름에 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질이 흡착 배향된 편광자와, 상기 편광자의 적어도 한 면에 편광자를 보호하기 위한 투명보호필름이 적층된 구조를 가진다. 구체적으로, 편광판을 구성하는 편광자는 연신에 의해 제작되므로 수축되기 쉽고 표면이 매끄럽지 못하고 국소적인 요철이 존재 한다. 또한, 폴리비닐알콜계 필름은 친수성 폴리머를 이용한 것이기 때문에 특히 가열, 가습 조건 하에서는 변형되기가 매우 쉽고, 자체의 기계적 강도가 약하기 때문에 찢어지기도 쉽다. 이러한 이유로, 편광자의 적어도 한 면에 트리아세틸셀룰로오스(Triacetyl cellulose, TAC)로 대표되는 투명보호필름을 접합하여 강도를 보충하여 사용하고 있다.

한편, 편광판의 제작에 있어서, 편광자와 투명보호필름은 접착제에 의해 접합되는데, 폴리비닐알콜계 접착제를 통하여 접합할 때에는 쿠닉(쿠닉 결함)이 발생하는 문제가 있다. 쿠닉은, 종래 연신된 폴리비닐알콜계 편광자의 표면에 존재하는 국소적인 요철에 의해 접착제의 도포시 상기 요철 부분이 채워지지 않아 상기 편광자와 투명보호필름의 계면에서 국소적인 요철에 의한 결함이 발생되는 것을 의미한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 일본공개특허 제1998-166519호는 함수량을 조절한 폴리비닐알콜계 필름의 표면을 소정 조건 하에 캘린더 롤로 처리한 편광자를 이용하여 투명보호필름과 적층하는 방법을 개시하고 있다. 또한, 한국공개특허 제2007-0118021호는 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜계 수지를 함유하는 접착제에 평균입자직경이 1~100㎚인 금속화합물 콜로이드를 첨가하여 국소 요철을 채워주는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 쿠닉은 폴리비닐알콜계 접착제로서, 특히 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜계 수지를 함유한 접착제의 경우 여전히 발생하기 쉽다.

본 발명은 폴리비닐알콜계 수지, 특히 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜계 수지를 함유하는 경우에도 고온, 고습 조건 하에서 접착성과 내온수성을 유지하면서, 동시에 편광자와 투명보호필름의 계면에서 국소적인 요철에 의한 쿠닉의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 편광자와 투명보호필름 접합용 접착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 접착제 조성물로 접합된 편광판을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명은 물 100중량부에 대하여 폴리비닐알콜계 수지 1 내지 9중량부와 가교제 0.8 내지 4.5중량부를 포함하고, 상기 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물 0.1 내지 6중량부를 포함하는 편광자와 투명보호필름의 접합용 접착제 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 편광자와 투명보호필름이 상기 접착제 조성물로 접합된 편광판을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공한다.

본 발명에 따른 접착제 조성물은 혼탁도가 높지 않아 광학특성이 우수하고 접촉각이 낮아, 편광자와 투명보호필름의 접합시 고온, 고습 조건 하에서도 우수한 접착성과 내온수성을 나타내며, 동시에 이들의 계면에서 국소적인 요철에 의한 결함인 쿠닉(쿠닉 결함)이 발생하는 것을 억제하여 편광판의 제조시 공정수율과 생산성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 접착제 조성물은 편광자와 투명보호필름을 접합하기 위한 편광판용 접착제 조성물로서, 물, 폴리비닐알콜계 수지, 가교제 및 폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게, 물 100중량부에 대하여 폴리비닐알콜계 수지 1 내지 9중량부와 가교제 0.8 내지 4.5중량부를 포함하고, 상기 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물 0.1 내지 6중량부를 포함한다.

접착제 조성물의 형태는 특별히 제한되지 않지만, 피착체인 편광자 또는 투 명보호필름의 표면에 균일한 접착제층을 형성하기 위해 액형인 것이 바람직하다. 이러한 액형의 접착제로는, 각종 용제의 용액이나 분산액을 들 수 있으나, 기재에의 도공성에서 용액 타입인 것이 바람직하고, 안정성의 측면에서 통상은 물을 주체로 하는 용액이 적합하게 이용된다.

본 발명의 접착제 조성물에 주성분으로 포함되는 폴리비닐알콜계 수지는 부분 비누화 폴리비닐알콜 또는 완전 비누화 폴리비닐알콜 수지와, 그 외에도 카르복시기 변성 폴리비닐알콜, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜, 메틸올기 변성 폴리비닐알콜, 아미노기 변성 폴리비닐알콜과 같은 변성된 폴리비닐알콜계 수지를 사용할 수 있으며, 이들 중에서 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지가 반응성이 높은 관능기를 함유하고 있어 내구성 향상 면에서 바람직하다.

폴리비닐알콜계 수지의 평균 중합도는 특별히 제한되지 않으나, 접착성을 고려하여 평균 중합도가 100 내지 5000, 바람직하게는 1000 내지 4000인 것이 좋고, 평균 비누화도는 85 내지 100몰%, 바람직하게는 90 내지 100몰%인 것이 좋다.

또한, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜계 수지는 폴리비닐알콜계 수지와 디케텐(diketene)을 공지된 방법으로 반응시켜 얻을 수 있다. 구체적으로, 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 폴리비닐알콜계 수지에 디케텐 가스 또는 액상 디케텐을 직접 접촉시키는 방법 등에 의해 얻을 수 있다. 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜계 수지는 아세토아세틸기 변성도가 0.1몰% 이상인 것이면 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 0.1 내지 40몰%, 보다 바람직하게는 1 내지 20몰%, 가장 바람직하게는 2 내지 7몰%인 것이 좋다. 아세토아세틸기의 변성도가 0.1몰% 미만인 경우에는 접착제층의 내수성이 불충분하여 부적합하며, 아세토아세틸기의 변성도가 40몰%를 초과하는 경우에는 내수성 향상 효과가 미미할 수 있다.

폴리비닐알콜계 수지의 함량은 물 100중량부에 대하여 1 내지 9중량부일 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 8중량부인 것이 좋다. 그 함량이 1중량부 미만인 경우에는 접착성이 좋지 않아 내온수성이 충분하게 발현되지 않고, 9중량부를 초과하는 경우에는 접착제층의 점도가 상승하여 취급성, 도공성이 저하되어 편광도가 저하되는 현상이 발생한다.

본 발명의 접착제 조성물은 편광자와 투명보호필름의 접합에 있어서, 양호한 접착강도를 나타내고 단시간 내에 양호한 접착력을 얻을 수 있으며, 접착력을 보다 향상, 특히 내수 접착력을 향상시킬 목적으로 여러 가지 종류의 가교제를 병용하여 사용할 수 있다.

가교제로는 폴리비닐알콜계 수지의 가교제로서 공지된 것 또는 카르복시기와 반응할 수 있는 작용기를 갖는 화합물 등을 사용할 수 있다. 예를 들면, 유기계 가교제로는 포름알데히드, 글리옥살, 글루탈알데히드 등의 알데히드 화합물; 요소 수지, 구아나민 수지, 메틸올멜라민 등의 메틸올기 함유 화합물; 아미노 수지, 수용성 에폭시 수지, 폴리아미드폴리아민에피클로로히드린 등의 글리시딜기 함유 화합물; 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 메타크실릴렌디아민, 1,3 비스아미노시클로헥산, 폴리옥시알킬렌형디아민 또는 폴리아민 등의 아민계 화합물; 아디프산디히드 라지드, 카르보히드라지드, 폴리아크릴산히드라지드 등의 히드라지드 화합물; 폴리이소시아네이트, 블록이소시아네이트 등의 이소시아네이트계 화합물; 히드라진 화합물; 또는 산무수물 등을 들 수 있다. 또한, 무기계 가교제로는 붕산 등의 붕소 화합물; 클로로히드록시옥소지르코늄(지르코졸 ZC-2, 다이이치 키겐소 화학사), 질산지르코닐(지르코졸 ZN, 다이이치 키겐소 화학사) 등의 지르코늄 화합물; 테트라알콕시치터네이트, 수용성 티타늄 화합물(TC-310, TC-400, 마쓰모토 제약사) 등의 티타늄 화합물; 황산알루미늄, 염화알루미늄, 질산알루미늄 등의 알루미늄 화합물; 아인산에스테르, 비스페놀A 변성폴리인산 등의 인산 화합물; 알콕시기 또는 글리시딜기 등의 반응성 작용기를 갖는 실리콘 화합물 등을 들 수 있다.

가교제의 함량은 특별히 제한되는 것은 아니며, 원하는 내온수성 등을 고려하여 정할 수 있다. 예를 들면, 물 100중량부에 대하여 0.8 내지 4.5중량부일 수 있으며, 바람직하게는 1.0 내지 3.5중량부인 것이 좋다. 그 함량이 0.8중량부 미만인 경우에는 접착성 향상 효과가 미미하고 내온수성이 저하될 수 있으며, 4.5중량부를 초과하는 경우에는 접착제 조성물 용액의 점도 안정성이 나빠지게 되고 오히려 접착력이 저하될 수 있다.

본 발명은 실리콘 화합물로서 폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물을 선택 사용하는데 특징이 있는 바, 상기 폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물은 계면활성 작용으로 인하여 접착제 조성물의 표면장력을 저하시키는 역할을 한다. 이로 인하여, 접착제 조성물을 편광자 또는 투명보호필름과 같은 기재필름에 도포하는 경우에도 상기 기재에 존재하는 국소적인 요철을 효과적으로 채울 수 있어 접합 경계면에서 발생하는 쿠닉의 발생을 억제할 수 있게 된다.

폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물은 폴리실록산에 폴리에테르 쇄를 도입하여 합성함에 의해 제조되며, 구체적으로 폴리에테르 쇄는 용매 속에서 폴리실록산과 폴리에테르를 반응시킴으로써 도입할 수 있다. 폴리실록산 화합물로는 폴리디메틸실록산, 폴리메틸페닐실록산, 폴리메틸에틸실록산, 폴리디에틸실록산, 폴리에틸페닐실록산, 폴리알킬메틸실록산 등을 들 수 있으며, 폴리에테르로는 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드 등을 들 수 있다. 또한, 시판되고 있는 화합물을 사용할 수 있는데, 독일 베젤 소재의 BYK Chemie사의 상품명 BYK-300, BYK-301, BYK-302 BYK-306, BYK-307, BYK-330, BYK-331, BYK-332, BYK-333, BYK-335, BYK-337, BYK-341, BYK-344, BYK-345, BYK-346, BYK-348, BYK-377, Union Carbide사의 상품명 SILWETL-7604, SILWETL-7607Ｎ, SILWETL-2104, SILWETL-2161, 신에츠화학공업사의 KF-351A, KF-352A, KF-353, KF-354L, KF-355A, KF-615A, KF-945, KF-640, KF-642, KF-643, KF-6020, X-22-6191, X-22-4515, KF-6011, KF-6012, KF-6015, KF-6017을 들 수 있다. 이들 중에서 폴리에틸렌 변성 폴리디메틸실록산인 BYK-306, BYK-307, BYK-333, BYK-348이 바람직하고, 폴리비닐알콜계 수지와의 혼합 안정성이 우수한 BYK-348이 더 바람직하다.

폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물의 함량은 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.1 내지 6중량부인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3 내지 5중량부인 것이 좋다. 그 함량이 0.1중량부 미만인 경우에는 표면장력의 저하에 의한 젖음성 개선 효과가 미미하여 쿠닉 발생을 억제하기 어려우며, 6중량부를 초과하는 경우에는 용해도가 저하되어 접착제 조성물이 혼탁해지는 경향이 있다.

상기와 같은 성분을 포함하는 편광판용 접착제 조성물은 편광자에 대한 접촉각이 30° 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20° 미만인 것이 좋다. 접촉각이 상기 범위인 경우에는 표면에 국부적인 요철이 형성되어 있는 편광자에 도포시 잘 퍼져나가 젖음성이 좋아 상기 요철을 고르게 채워줄 수 있게 된다.

본 발명의 편광판용 접착제 조성물은 폴리비닐알콜계 수지 및 가교제와의 상용성과 계면활성 작용이 우수한 폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물을 포함하여, 접착제 조성물의 표면장력을 저하시켜 기재필름에 도포시 젖음성을 개선함으로써, 종래 연신된 편광자에 존재하는 국소적인 요철로 인해 상기 편광자와 투명보호필름의 접합시 계면에서 발생하는 쿠닉 결함을 억제할 수 있게 된다.

본 발명의 편광판은 편광자의 적어도 한 면에 투명보호필름이 적층된 구조를 가지며, 하기 편광자와 투명보호필름을 본 발명의 편광판용 접착제 조성물에 의해 접합된 것을 특징으로 한다.

편광자는 폴리비닐알콜계 필름에 이색성 색소가 흡착 배향된 것이다.

편광자를 구성하는 폴리비닐알콜계 수지는 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어질 수 있다. 폴리아세트산 비닐계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐 이외에, 아세트산 비닐과 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체 로는 불포화 카르복시산계, 불포화 술폰산계, 올레핀계, 비닐에테르계, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드계 단량체 등을 들 수 있다. 또한, PVA계 수지는 변성된 것일 수도 있으며, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 폴리비닐알콜계 수지의 비누화도는 통상 85 내지 100몰%이며, 바람직하게는 98몰% 이상인 것이 좋다. 또한, 폴리비닐알콜계 수지의 중합도는 통상 1,000 내지 10,000이며, 바람직하게는 1,500 내지 5,000인 것이 좋다.

이러한 폴리비닐알콜계 수지를 막으로 형성한 것이 편광자의 원반 필름으로서 사용된다. 폴리비닐알콜계 수지의 막 형성 방법은 특별히 제한되는 것은 아니며, 공지된 방법을 이용할 수 있다. 원반 필름의 막 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 10 내지 150㎛일 수 있다.

편광자는 통상 상기와 같은 폴리비닐알콜계 필름을 일축연신하는 공정, 이색성 색소로 염색하여 흡착시키는 공정, 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 수세, 건조하는 공정을 경유하여 제조된다.

폴리비닐알콜계 필름을 일축연신하는 공정은 염색 전에 수행할 수 있고, 염색과 동시에 수행할 수 있으며, 염색 후에 수행할 수도 있다. 일축연신을 염색 후에 수행하는 경우에는 붕산 처리 전에 수행할 수 있고, 붕산 처리 중에 수행할 수도 있다. 물론, 이들 복수개의 단계로 일축연신을 수행하는 것도 가능하다. 일축연신에는 주속이 다른 롤 또는 열 롤을 이용할 수 있다. 또한, 일축연신은 대기 중에서 연신하는 건식 연신일 수도 있고, 용매로 팽윤시킨 상태에서 연신하는 습식 연신일 수도 있다. 연신비는 통상 3 내지 8배이다.

연신된 폴리비닐알콜계 필름을 이색성 색소로 염색하는 공정은, 예를 들면 폴리비닐알콜계 필름을 이색성 색소를 함유하는 수용액에 침지하는 방법을 이용할 수 있다. 이색성 색소로는 요오드나 이색성 염료가 이용된다. 또한, 폴리비닐알콜계 필름은 염색 전에 물에 미리 침지하여 팽윤시키는 것이 바람직하다.

이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우에는, 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 염색용 수용액에 PVA계 필름을 침지하여 염색하는 방법을 이용할 수 있다. 통상 염색용 수용액에서의 요오드의 함량은 물(증류수) 100중량부에 대하여 0.01 내지 1중량부이고, 요오드화칼륨의 함량은 물 100중량부에 대하여 0.5 내지 20중량부이다. 염색용 수용액의 온도는 통상 20 내지 40℃이고, 침지시간(염색시간)은 통상 20 내지 1,800초이다. 한편, 이색성 색소로서 이색성 유기 염료를 이용하는 경우에는, 통상 수용성 이색성 유기 염료를 포함하는 염색용 수용액에 PVA계 필름을 침지하여 염색하는 방법을 이용할 수 있다. 염색용 수용액에서의 이색성 유기 염료의 함량은 물 100중량부에 대하여 통상 1×10^-4 내지 10중량부, 바람직하게는 1×10^-3 내지 1중량부인 것이 좋다. 이 염색용 수용액은 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 더 함유할 수 있다. 염색용 수용액의 온도는 통상 20 내지 80℃이고, 침지시간(염색 시간)은 통상 10 내지 1,800초이다.

염색된 폴리비닐알콜계 필름을 붕산 처리하는 공정은 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 수행할 수 있다. 통상 붕산 함유 수용액에서의 붕산의 함량은 물 100중량부에 대하여 2 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부인 것이 좋다. 이색 성 색소로서 요오드를 이용한 경우에는 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하며, 그 함량은 통상 물 100중량부에 대하여 0.1 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부인 것이 좋다. 붕산 함유 수용액의 온도는 통상 50℃ 이상, 바람직하게는 50 내지 85℃, 보다 바람직하게는 60 내지 80℃인 것이 좋고, 침지시간은 통상 60 내지 1,200초, 바람직하게는 150 내지 600초, 보다 바람직하게는 200 내지 400초인 것이 좋다.

붕산 처리 후 폴리비닐알콜계 필름은 통상 수세 및 건조된다. 수세처리는 붕산 처리된 폴리비닐알콜계 필름을 물에 침지함으로써 수행할 수 있다. 수세처리의 물의 온도는 통상 5 내지 40℃이고, 침지시간은 통상 1 내지 120초이다. 수세 후 건조함으로써 편광자를 얻을 수 있다. 건조처리는 통상 열풍 건조기나 원적외선 가열기를 이용하여 수행할 수 있다. 건조처리 온도는 통상 30 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 80℃이고, 건조시간은 통상 60 내지 600초, 바람직하게는 120 내지 600초인 것이 좋다.

상기한 바와 같이 제조된 편광자의 두께는 5 내지 40㎛이다.

투명보호필름은 상기 편광자의 적어도 한 면에 부착되는 것으로서, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등에서 우수한 필름이 사용될 수 있다. 구체적인 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수 지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알콜계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 구성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다.

투명보호필름 중의 상기 열가소성 수지의 함량은 50 내지 100중량%, 바람직하게는 50 내지 99중량%, 보다 바람직하게는 60 내지 98중량%, 가장 바람직하게는 70 내지 97중량%인 것이 좋다. 그 함량이 50중량% 미만인 경우에는 열가소성 수지가 가지고 있는 본래의 고투명성을 충분히 발현하지 못할 수 있다.

이러한 투명보호필름은 적절한 1종 이상의 첨가제가 함유된 것일 수도 있다. 첨가제로는, 예를 들어 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다.

투명보호필름으로서는, 편광 특성이나 내구성 등의 면에서 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머가 바람직하다. 특히, 트리아세틸셀룰로오스 필름이 바람직하다. 또한, 편광자의 양측에 보호필름을 형성하는 경우, 상기 양측에 같은 폴리머 재료로 이루어지는 보호필름을 사용해도 되고, 양측에 각각 다른 폴리머 재료 등으로 이루어지는 보호필름을 사용해도 된다.

투명보호필름의 편광자와 접합되는 면에는 접합용이 처리를 행할 수 있다. 접합용이 처리로서는 플라즈마 처리, 코로나 처리 등의 드라이 처리, 알칼리 처리(비누화 처리) 등의 화학 처리, 용이한 접착제층을 형성하는 코팅 처리 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 용이한 접착제층을 형성하는 코팅 처리나 알칼리 처리가 바람직하다. 용이한 접착제층의 형성에는 폴리우레탄 수지, 폴리올 수지, 폴리카르복시산 수지, 폴리에스테르 수지 등의 각종 접합용이 재료를 사용할 수 있다. 또한, 용이한 접착제층의 두께는 통상 0.01 내지 10㎛ 정도, 바람직하게는 0.05 내지 5㎛, 가장 바람직하게는 0.1 내지 1㎛가 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 투명보호필름의 편광자와 접합되지 않는 면에는 하드코트처리, 반사방지처리, 스티킹방지처리, 확산 또는 안티글레어를 목적으로 한 처리를 행한 것이어도 좋다.

상기한 바와 같은 편광자와 투명보호필름을 본 발명의 편광판용 접착제 조성물을 이용하여 접합함으로써 편광판으로 제조할 수 있다. 접합방법은 당 분야에서 통상적인 방법일 수 있으며, 예를 들면 유연법, 마이어 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 딥 코팅법, 스프레이 코팅법 등을 이용하여 편광자 또는 투명보호필름의 접합면에 접착제 조성물을 도포한 후 이들을 접합하는 방법을 들 수 있다.

이러한 본 발명의 편광판은 편광자와 투명보호필름이 폴리에테르 변성 폴리 실록산 화합물을 포함하는 본 발명의 접착제 조성물의 접합에 의해 적층된 것으로서, 접착제 조성물의 표면장력이 저하되어 편광자 또는 투명보호필름과 같은 기재필름에 도포하는 경우 종래 상기 기재필름에 존재하는 국소적인 요철 부분을 효과적으로 채워줄 수 있어, 이들의 접합계면에서 발생하는 결함인 쿠닉을 충분히 억제할 수 있다.

본 발명의 액정표시장치는 상기 편광판이 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 액정표시장치는 당 기술분야에서 당업자에게 잘 알려져 있는 것이므로 각 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.

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 당연한 것이다.

[실시예]

제조예: 편광자의 제조

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

실시예 1

(1) 접착제 조성물 제조

물(증류수) 100중량부에 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지(코세놀 Z200, ㈜일본 합성화학공업㈜) 3중량부와 글리옥살 가교제 1.5중량부를 첨가하고, 여기에 상기 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 폴리에틸렌 변성 폴리디메틸실록산(BYK-348, BYK사) 0.3중량부를 첨가하여 접착제 조성물을 제조하였다.

(2) 편광자와 투명보호필름의 접합(편광판 제조)

제조예에서 제조된 편광자의 양 면에 제조된 접착제 조성물을 건조막 두께가 0.1㎛가 되도록 도포한 후 검화처리된 트리아세틸셀룰로오스계 필름(30㎝×20㎝)을 접합하였다. 접합체를 60℃의 온도에서 3분 동안 건조하여 편광판을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지 1중량부를 사용하였다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 아 세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지 7중량부를 사용하였다.

실시예 4

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 글리옥살 가교제 1중량부를 사용하였다.

실시예 5

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 글리옥살 가교제 3중량부를 사용하였다.

실시예 6

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 폴리에틸렌 변성 폴리디메틸실록산 1.5중량부를 사용하였다.

실시예 7

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 폴리에틸렌 변성 폴리디메틸실록산 2중량부를 사용하였다.

실시예 8

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 폴리에틸렌 변성 폴리디메틸실록산 3중량부를 사용하였다.

실시예 9

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 폴리에틸렌 변성 폴리디메틸실록산 4중량부를 사용하였다.

실시예 10

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 폴리에틸렌 변성 폴리디메틸실록산 5중량부를 사용하였다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지 0.5중량부를 사용하였다.

비교예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜 수지 10중량부를 사용하였다.

비교예 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 글리옥살 가교제 0.01중량부를 사용하였다.

비교예 4

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 글리옥살 가교제 5중량부를 사용하였다.

비교예 5

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 폴리에틸렌 변성 폴리디메틸실록산 0.01중량부를 사용하였다.

비교예 6

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 폴리에틸렌 변성 폴리디메틸실록산 7중량부를 사용하였다.

비교예 7

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 접착제 조성물의 제조시 폴리에틸렌 변성 폴리디메틸실록산 대신에 디프로필렌글리콜모노메틸 에테르(BYK-340, BYK사)를 사용하였다.

구분	PVA수지 (중량부)	가교제 (중량부)	폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물 (중량부)
구분	PVA수지 (중량부)	가교제 (중량부)	BYK-348	BYK-340
실시예1	3	1.5	0.3	-
실시예2	1	1.5	0.3	-
실시예3	7	1.5	0.3	-
실시예4	3	1	0.3	-
실시예5	3	3	0.3	-
실시예6	3	1.5	1.5	-
실시예7	3	1.5	2	-
실시예8	3	1.5	3	-
실시예9	3	1.5	4	-
실시예10	3	1.5	5	-
비교예1	0.5	1.5	0.3	-
비교예2	10	1.5	0.3	-
비교예3	3	0.01	0.3	-
비교예4	3	5	0.3	-
비교예5	3	1.5	0.01	-
비교예6	3	1.5	7	-
비교예7	3	1.5	-	0.3
- BYK-348, BYK-340의 함량은 PVA 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대한 중량비임.

시험예

상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 7에서 제조된 접착제 조성물 및 편광판의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

(1) 접착성(커터 평가)

제조된 편광판을 1시간 동안 상온에서 방치한 후, 편광자와 상기 편광자의 양 면에 각각 적층된 투명보호필름 사이에 각각 커터의 날을 넣고 날을 밀었을 때 날이 들어가는 방식을 확인하고, 하기 기준에 의거하여 평가하였다.

◎: 커터의 날이 양쪽 모두에 전혀 들어가지 않음.

○: 커터의 날끝이 편광자와 보호필름 사이에 2㎜ 정도 들어가서 멈춤.

△: 날을 밀었을 때, 적어도 어느 한 쪽의 보호필름 사이에 날이 4-5㎜ 들어가서 멈춤.

×: 날을 밀었을 때, 적어도 어느 한 쪽의 보호필름 사이에 날이 무리없이 들어감(다른 한 쪽의 보호필름 사이에 날이 들어가지 않거나, 4-5㎜ 들어가서 멈추는 경우도 포함함).

(2) 내온수성

제조된 편광판을 23℃, 상대습도 55%의 환경 하에서 24 시간 방치한 후 내온수성을 시험하였다. 먼저, 편광판의 흡수축(연신방향)을 장변으로 하여 5㎝×2㎝의 직사각형 형상으로 편광판을 절단하여 샘플을 제작하고, 장변 방향의 치수를 정확히 측정하였다. 여기서, 샘플은 편광자에 흡착된 요오드에 기인하여 전면에 걸쳐 균일하게 특유의 색을 나타내고 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, (A)는 온수에 침지하기 전에 샘플(1)의 단변 측을 파지부(把持部)(5)에서 파지하는 것을 나타내며, (B)는 파지된 샘플(1)의 길이방향의 8할 정도를 60℃의 온수 수조에 침지하여 4시간 동안 유지한 후의 수축된 샘플(4)의 도면이다. 침지가 완료되면 샘플(4)을 수조로부터 꺼내 수분을 닦아 내고, 편광자의 수축정도를 측정한다. 구체적으로, 샘플(1)의 단변 중앙에 있어서의 보호필름의 끝(1a)으로부터 수축한 편광자(4)의 끝까지의 거리를 측정하고, 이를 수축길이로 하였다. 또한, 도 1(B)에서 온수 침지에 의해 편광판의 한가운데 위치하는 편광자(4)가 수축하고, 2장의 보호필름 사이에 편광자(4)가 존재하지 않는 영역(2)이 형성된다. 또한, 온수 침지에 의해 온수에 접하는 편광자(4)의 주변부로부터 요오드가 용출하여 샘플(1)의 주변부에 색이 빠진 부분(3)이 생긴다. 이 탈색 정도를, 샘플(1)의 단변 중앙에 있어서의 수축한 편광자(4)의 끝으로부터 편광판 특유의 색이 남아 있는 영역까지의 거리를 측정하고, 이를 요오드 빠짐길이로 하였다. 상기 수축길이와 요오드 빠짐길이의 합계를 총 침식길이(X)로 하였는데, 즉 총 침식길이(X)란 샘플(1)의 단변 중앙에 있어서의 샘플(1)의 끝(1a)에서부터 편광판 특유의 색이 남아있는 영역까지의 거리가 된다. 수축길이, 요오드 빠짐 길이 및 총 침식길이(X)가 작을수록 물의 존재 하에서 접착성(내온수성)이 높다고 판단할 수 있다.

◎: 총 침식길이(X) < 2㎜

○: 2 ≤ 총 침식길이(X) < 3㎜

△: 3 ≤ 총 침식길이(X) < 5㎜

×: 5 ≤ 총 침식길이(X)

(3) 접촉각

편광자를 50㎜×50㎜가 되도록 절단하여 샘플을 제작하였다. 샘플을 접촉각 측정기 플레이트(plate)에 올려놓고 테이프로 고정시킨 후, 여기에 제조된 접착제 조성물의 방울 길이가 170㎛ 크기가 되도록 떨어뜨려 접촉각을 측정하였다. 이때, 총 3번 측정하고, 그 평균값으로 나타내었다.

◎: 접촉각 < 20°

○: 20°≤ 접촉각 < 30°

△: 30°≤ 접촉각 < 40°

×: 40°≤ 접촉각

(4) 혼탁성

제조된 접착제 조성물을 30㎖의 바이알 병에 담고, 이 병의 뒤에 검정색 글자(12 포인트)가 인쇄된 흰 종이를 위치시켜 글자를 확인하였다. 글자의 뚜렷한 형상을 식별할 수 있는 거리(식별거리)를 측정하고, 이것을 기준으로 하여 혼탁성을 평가하였다. 이때, 혼탁성이 양호할수록 혼탁도가 높지 않은 것을 나타내며, 결과적으로 접착제의 투명성이 좋음을 나타낸다.

◎: 15㎝ ≤ 측정거리

○: 10㎝ ≤ 측정거리 < 15㎝

△: 5㎝ ≤ 측정거리 < 10㎝

×: 측정거리 < 5㎝

(5) 편광도

제조된 편광판의 편광도(Py)는 자외가시광선 분광광도계(V-7100/VAP-7070, 닛폰 분코㈜ 제조)를 이용하여 편광판의 평행 투과율(H₀)과 직교 투과율(H₉₀)을 측정하고, 하기 수학식 1에 의거하여 계산하고, 하기 기준에 의거하여 평가하였다. 이때, 투과율은 JIS Z 8701 (1982 년판)에 규정된 2도 시야(C 광원)에 의해 시감도 보정을 실시한 Y 값이다.

편광도(Py, %) = {(H₀- H₉₀) / (H₀＋H₉₀)}^1/2 × 100

◎: 99.996% ≤ Py

○: 99.993% ≤ Py < 99.996%

×: Py < 99.993%

구분	접착성	내온수성	접촉각	혼탁성	편광도
실시예1	◎	◎	◎	◎	◎
실시예2	○	◎	◎	◎	◎
실시예3	◎	◎	◎	○	○
실시예4	◎	○	◎	◎	◎
실시예5	○	◎	◎	◎	◎
실시예6	◎	◎	◎	○	○
실시예7	◎	◎	◎	○	○
실시예8	◎	◎	◎	○	○
실시예9	◎	◎	◎	○	○
실시예10	◎	◎	◎	○	○
비교예1	×	○	○	○	○
비교예2	×	○	△	○	×
비교예3	◎	×	○	○	○
비교예4	×	○	○	○	○
비교예5	◎	◎	×	○	○
비교예6	◎	◎	◎	×	×
비교예7	◎	◎	○	×	×

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 폴리비닐알콜계 수지, 가교제 및 폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물을 특정 함량으로 포함한 실시예 1 내지 10의 접착제 조성물은 혼탁성이 높지 않아 투명성이 우수하며, 이를 이용하여 접합된 편광판은 접착성과 내온수성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.

반면, 폴리비닐알콜계 수지를 미량으로 포함한 비교예 1은 접착성이 저하되고, 과량으로 포함한 비교예 2는 접착면의 불균일로 인하여 취급성, 도공성이 좋지 못하여 편광도가 저하되었다. 가교제를 미량으로 포함한 비교예 3은 내온수성이 크게 저하되고, 과량으로 포함한 비교예 4는 오히려 접착성이 저하되었다. 또한, 폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물을 미량으로 포함한 비교예 5는 접촉각 성능이 발현되지 않았고, 과량으로 포함한 비교예 6은 상용성이 저하되어 접착제 조성물이 혼탁해졌다. 뿐만 아니라, 다른 종류의 실리콘 화합물을 포함한 비교예 7의 경우에도 실리콘 화합물의 상용성이 좋지 못하여 접착제 조성물의 안정성을 저하시키고 석출되어 혼탁도를 저하시켰다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 우수한 접착성과 내온수성뿐만 아니라 접합계면에서의 쿠닉 결함의 억제가 요구되는 편광자와 투명보호필름의 접합뿐만 아니라 각종 기재필름의 접합에 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 내온수성 시험방법을 나타낸 도면이다.

Claims

물 100중량부에 대하여 폴리비닐알콜계 수지 1 내지 9중량부와 가교제 0.8 내지 4.5중량부를 포함하고, 상기 폴리비닐알콜계 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물 0.1 내지 6중량부를 포함하는 편광자와 투명보호필름 접합용 접착제 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 폴리비닐알콜계 수지는 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알콜계 수지인 편광자와 투명보호필름용 접착제 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물은 폴리에틸렌 변성 폴리디메틸실록산인 편광자와 투명보호필름 접합용 접착제 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 폴리에테르 변성 폴리실록산 화합물은 상기 폴리비닐알콜계 수지 100중량부(고형분 함량 기준)에 대하여 0.3 내지 5중량부로 포함되는 편광자와 투명보호필름 접합용 접착제 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 접착제 조성물은 편광자에 대한 접촉각이 30° 미만인 편광자와 투명보호필름 접합용 접착제 조성물.
편광자와 투명보호필름이 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 청구항에 따른 접착제 조성물로 접합된 편광판.
청구항 6항의 편광판이 구비된 액정표시장치.