KR101757031B1 - 편광소자 보호필름 및 이를 포함하는 편광판 - Google Patents

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Abstract

본 명세서에는 적어도 일면에 조도가 부여된 편광소자 보호필름, 이를 포함하는 편광판, 상기 편광소자 보호필름의 제조방법이 기재된다.

Description

편광소자 보호필름 및 이를 포함하는 편광판{PROTECTIVE FILM FOR POLARIZER AND POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME}
본 출원은 편광소자 보호필름 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다.
편광판은 폴리비닐알코올계(이하, PVA라 함) 폴리머 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 흡착 배향시킨 편광소자에 보호막으로서 트리아세틸셀룰로즈(TAC) 필름을 접착제로 접착한 것이 일반적이었다.
그러나, 상기 트리아세틸셀룰로즈(TAC) 필름은 흡습율이나 투습도가 크기 때문에 트리아세틸셀룰로즈(TAC) 필름을 보호막으로 사용하는 편광판은 고온 다습 환경하에서 편광 기능이 저하되는 문제가 있다. 이 때문에 트리아세틸셀룰로즈(TAC) 필름을 대체할 수 있는 필름의 개발이 시도되고 있다.
그러나, 대체 필름으로서 표면의 접착력이 낮은 필름을 적용하는 경우, 필름이 인접층과 접착되지 않고 떨어지거나 공정상 어려움이 있다. 낮은 접착력을 프라이머층을 넣어 해결하는 경우에는 필름 제막 외에 추가 공정이 필요하다.
한국 출원 공개 제2010-0130153호
본 출원은 접착력이 개선된 편광소자 보호필름 및 이를 포함하는 편광판을 제공하고자 한다.
본 명세서의 일 실시상태는 적어도 일면에 Ra 값이 0.2~0.5 ㎛인 조도가 부여된 편광소자 보호필름을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광소자 보호필름의 조도가 부여된 면의 Rz 값이 0.4~0.8 ㎛이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광소자 보호필름의 조도가 부여된 면의 Rmax 값이 1.5 ㎛ 이하이다.
상기 실시상태들에 따른 편광소자 보호필름은 전술한 바와 같이 조도가 부여됨에 따라 접착력이 향상될 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 (메트)아크릴계 필름; 및 상기 (메트)아크릴계 필름의 일면에 구비되고, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성(toughness)이 큰 수지 필름을 포함하고, 상기 (메트)아크릴계 필름에 상기와 같은 조도가 부여된 편광소자 보호필름을 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 실시상태에 따른 편광소자 보호필름의 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름이 자외선 흡수제를 포함하는 것인 편광소자 보호필름을 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 제1 (메트)아크릴계 필름; 제2 (메트)아크릴계 필름; 및 상기 제1 (메트)아크릴계 필름과 제2 (메트)아크릴계 필름의 사이에 구비되고, 상기 제1 또는 제2 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름을 포함하며, 상기 제1 (메트)아크릴계 필름에 Ra 값이 0.2~0.5 ㎛인 조도가 부여된 편광소자 보호필름을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광소자 보호필름의 조도가 부여된 면의 Rz 값이 0.4~0.8 ㎛이다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 편광소자 보호필름의 조도가 부여된 면의 Rmax 1.5 ㎛ 이하이다.본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 실시상태에 따른 편광소자 보호필름의 제1 또는 제2 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름이 자외선 흡수제를 포함하는 것인 편광소자 보호필름을 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 편광소자; 및 상기 편광소자의 적어도 일면에 구비된 전술한 실시상태들에 따른 편광소자 보호필름을 포함하는 편광판을 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 (메트)아크릴계 필름의 재료와, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름의 재료를 공압출하는 단계를 포함하는, 전술한 실시상태들에 따른 편광소자 보호필름의 제조방법을 제공한다.
본 명세서에 기재된 실시상태들에 따르면, 표면에 조도를 부여함으로써 편광소자 보호필름의 접착력을 향상시킬 수 있으므로, 편광판을 하드코팅층과 같은 다른 층과 적층할 때, 층간 접착력을 향상시킬 수 있다. 추가로, 조도가 부여된 필름을 인성이 높은 수지 필름과 적층하여 사용함으로써, 편광소자 보호필름에 요구되는 광학적 물성을 만족시킴과 동시에, 인성을 향상시킬 수 있다. 이에 의하여 편광소자 보호필름의 제조시나 편광판 또는 디스플레이에 적용시 파단이 생기거나 크랙이 생기는 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 편광소자 보호필름의 구조를 예시한 것이다.
도 2는 본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따른 편광소자 보호필름의 구조를 예시한 것이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 편광소자 보호필름의 제조공정 모식도를 나타낸 것이다.
도 4 및 5는 본 명세서의 실시상태들에 따른 편광판의 구조를 예시한 것이다.
이하에서 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
본 명세서의 일 실시상태는 적어도 일면에 특정 크기의 조도가 부여된 편광소자 보호필름을 제공한다. 조도의 크기는 Ra 값이 0.2~0.5 ㎛이다. 조도가 부여된 표면의 형태는 거칠기(roughness)가 표면전체에 부여된 상태이다. 상기와 같이 조도가 부여됨에 따라 접착력이 향상될 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 조도가 부여된 면의 Rz 값이 0.4~0.8 ㎛이다. 일 예에 따르면, 상기 조도가 부여된 면의 Rmax 값이 1.5 ㎛ 이하이다.
Ra, Rz 및 Rmax는 표면조도 거칠기에 관한 ISO 468 표준규격에 의하여 측정하며, 표면조도 거칠기는 표면의 거칠기를 의미한다.
Ra는 거칠기 곡선에서 평균선 방향으로 기준 길이 L만큼 뽑아내어 평균선 방향을 x축으로 하고, 높이 방향을 y축으로 하여, 거칠기 곡선을 함수 y=f(x)로 표현하였을 때 아래의 식으로 구해지는 값을 의미한다.
Figure 112014111720573-pat00001
Rz는 거칠기 곡선에서 평균선 방향으로 기준 길이 L만큼 뽑아내어 높이 방향으로 측정한 가장 높은 산봉우리부터 5번째 산봉우리까지의 높이의 평균값과 가장 낮은 골바닥에서 5번째까지의 골바닥의 깊이의 절대값의 평균값과의 합으로 구한다.
Rmax는 기준길이(cut-off) 내의 조도 곡선에서 중심선에 평행하고 그 곡선의 최고점과 최저점을 지나는 두 평행선간의 상하 거리로 조도의 크기를 나타낸다.
상기 조도는 상기 보호필름을 압출방법에 의하여 제조시 조도가 부여된 메트 터치롤을 이용하여 부여할 수도 있고, 필름에 실리카나 탄성체와 같은 입자를 첨가함으로써 부여할 수도 있다. 메트 터치롤을 이용하는 경우에는, 터치롤의 조도를 조정하여 원하는 조도를 부여할 수 있으며, 실리카나 탄성체의 경우에는 입자의 사이즈를 조정하여 제조할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 탄성체를 이용하여 보호필름에 조도를 부여할 수 있다. 보호필름의 재료에 탄성체를 첨가하고, 압출함으로써 조도가 부여된 보호필름을 제공할 수 있다. 탄성체로는 MA(methylacrylate), MMA(methylmethacrylate), BA(butylacrylate), BMA(butamethylacrylate) 등으로 구성되어 있는 고무 탄성체를 사용할 수 있다. 탄성체로는 코어 쉘 구조를 갖는 것이 사용될 수 있다. 또한, 탄성체로서 300 내지 500 nm의 입경을 갖는 것을 사용할 수 있다. 함량은 보호필름 내에 1~3 중량%로 포함될 수 있으며, 후술하는 바와 같이 보호필름이 2층 이상으로 이루어진 경우에는 표면 층에 1 ~ 3 중량%로 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 (메트)아크릴계 필름; 및 상기 (메트)아크릴계 필름의 일면에 구비되고, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름을 포함하고, 상기 (메트)아크릴계 필름에 전술한 크기의 조도가 부여된 편광소자 보호필름을 제공한다. 도 1에 상기 실시상태에 따른 보호필름의 구조를 예시하였다.
상기 실시상태에 따르면, (메트)아크릴계 필름을 사용하면서도, 이보다 인성이 큰 수지 필름을 적층시킴으로써 편광소자 보호필름의 물성을 향상시킬 수 있다.
상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름으로는 인성이 상기 (메트)아크릴계 필름보다 큰 값을 갖는 수지 필름이라면 특별히 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서 인성이란 인장 실험을 통하여 얻어진 모듈러스 값과 낙구 시험 방법을 이용한 임팩트 에너지(impact energy)로 측정할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 모듈러스(Young's Modulus)는 JIS-K6251-1 규격에 따라 준비한 샘플의 양 끝 단을 고정시킨 후, 필름의 두께 방향에 수직한 방향으로 힘을 가하여 인장율(Strain)에 따른 단위 면적당의 응력(Stress)을 측정하여 얻어진 값을 말한다. 이 때 측정 기기로는, 예컨대, 인장강도계(Zwick/Roell Z010 UTM) 등을 사용할 수 있다. 임팩트 에너지는 낙구충격시험방법에 따라 준비한 샘플을 고정시키고 쇠구슬을 무게별, 높이별로 떨어뜨려 샘플이 깨지거나 찢어지는 정도를 측정하여 측정할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름은 상기 (메트)아크릴계 필름보다 모듈러스 값이 1 GPa 이상 큰 것이 바람직하다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름은 모듈러스 값이 2.5 GPa 이상, 더 바람직하게는 3 GPa 이상이다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름은 임팩트 에너지가 600 kNm/m3 이상, 더 바람직하게는 700 kNm/m3 이상 이다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름은 가시광 투과율이 90% 이상, 바람직하게는 92% 이상인 것이 좋다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름은 자외선 파장인 380 nm의 광투과율이 5% 이하인 것이 좋다. 이와 같은 자외선 투과율은 필름의 재료 또는 자외선 흡수제와 같은 첨가제의 첨가에 의하여 조절될 수 있다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름의 재료는 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지 등이 있다.
상기 폴리카보네이트계 수지로는 임의의 적절한 폴리카보네이트계 수지를 채용할 수 있다. 예컨대, 폴리카보네이트, 이것의 변성물이나 공중합체가 사용될 수 있다.
상기 폴리에스테르계 수지로는 임의의 적절한 폴리에스테르계 수지가 채용될 수 있따. 예컨대 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프타레이트), PBT(폴리부틸렌ㅌ르프탈레이트), 이들의 변성물이나 공중합체가 사용될 수 있다.
상기 폴리아미드계 수지로는 임의의 적절한 폴리아미드계 수지가 채용될 수 있다. 예컨대, 나일론6, 나일론66 등의 나일론계 수지, 아라미드 등의 전방향족 폴리아미드, 이들의 변성물이나 공중합체가 사용될 수 있다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름은 폴리카보네이트계 수지를 포함한다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름은 폴리카보네이트계 수지 필름이다.
상기 (메트)아크릴계 필름과 상기 (메트)아크릴계 필름 보다 인성이 큰 소지 필름은 전술한 인성의 조건을 만족하는 한, 목적에 따라 두께가 결정될 수 있다. 예컨대, 상기 (메트)아크릴계 필름과 상기 (메트)아크릴계 필름 보다 인성이 큰 소지 필름은 각각 1~40 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 전술한 실시상태에 따른 편광소자 보호필름은 모듈러스 값이 2.5 GPa 이상, 더 바람직하게는 3 GPa 이상이다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 전술한 실시상태에 따른 편광소자 보호필름은 임팩트 에너지가 600 kNm/m3 이상, 더 바람직하게는 700 kNm/m3 이상이다.
상기 (메트)아크릴계 필름과 상기 (메트)아크릴계 필름 보다 인성이 큰 소지 필름은 추가의 접착층 또는 점착층이 구비될 수 있으나, 후술하는 바와 같이 공압출 방법에 의하여 제조되는 경우, 별도의 접착층 또는 점착층이 구비되지 않을 수 있다. 별도의 접착층 또는 점착층이 구비되지 않는 경우, 접착층 또는 점착층의 재료를 사용하지 않아도 되기 때문에 공정이 단순해 지고, 비용이 저렴해질 뿐만 아니라, 접착층 또는 점착층의 재료에 따른 광학적 물성 또는 내구성에의 악영향 문제를 방지할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 (메트)아크릴계 필름은 아크릴계 수지 또는 메타아크릴계 수지를 주성분으로 하는 필름을 의미한다. 예컨대, 아크릴계 수지 또는 메타크릴계 수지는 특별히 한정되지 않으나, (메트)아크릴계 단량체의 호모 또는 공중합체; (메트)아크릴계 단량체와 방향족 비닐계 단량체의 공중합체; (메트)아크릴계 단량체, 방향족 비닐계 단량체 및 아크릴로니트릴계 단량체의 공중합체; (메트)아크릴계 단량체, 방향족 비닐계 단량체 및 산 무수물의 공중합체; 또는 아크릴계 단량체, 방향족 비닐계 단량체, 아크릴로니트릴계 단량체 및 산 무수물의 공중합체; 알킬메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체, 페닐말레이미드계 단량체 및 알킬아크릴레이트계 단량체의 공중합체 등이 사용될 수 있다.
본 명세서에서 공중합체라 함은, 본 명세서에서 단량체로 언급된 요소가 중합되어 공중합체 수지 내에서 반복 단위로서 포함되는 것을 의미하며, 본 명세서에서 상기 공중합체는 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서 공중합체에 포함되는 단량체를 언급하는 경우에도, 언급된 단량체만을 포함하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서, 상기 언급된 단량체 외에 다른 단량체를 공단량체로 추가로 포함할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 필름은 알킬메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체, 페닐말레이미드계 단량체 및 알킬아크릴레이트계 단량체의 공중합체를 포함한다. 이와 같은 공중합체를 이용하여 필름을 형성하는 경우, 필름 압출 시 발생하는 냄새를 저감시키고, 열 안정성이 우수하여 생산 효율성이 향상될 뿐만 아니라, 내열성 및 광학특성이 뛰어난 필름을 제공할 수 있다.
상기 공중합체는 공중합체 100 중량부를 기준으로 알킬메타크릴레이트계 단량체 70 내지 98 중량부, 스티렌계 단량체 0.1 내지 10 중량부, 페닐말레이미드계 단량체를 1 내지 15 중량부; 및 알킬아크릴레이트계 단량체 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 알킬메타크릴레이트계 단량체는 수지 조성물 또는 필름에 고투명한 광학적 특성을 제공할 수 있다.
상기 알킬메타크릴레이트계 단량체의 알킬 부(moiety)는 치환 또는 미치환된 알킬기이거나 시클로알킬기일 수 있고, 이때, 알킬 부의 탄소수는 1 내지 10 정도인 것이 바람직하며, 1 내지 6인 것이 더욱 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기인 것이 가장 바람직하다. 구체적으로 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 이소보닐메타크릴레이트 및 시클로헥실메타크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 알킬메타크릴레이트계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 70 내지 98 중량부 정도이며, 82 내지 97 중량부 정도인 것이 더욱 바람직하다. 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 광학 특성이 우수한 필름을 얻을 수 있으며, 연신 시 발생하는 복굴절성을 최소화할 수 있다.
상기 스티렌계 단량체는 각 단량체 간의 중합 효율을 향상시켜, 제조된 공중합체 내 포함된 잔류 모노머를 저감시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 또한 스티렌계 단량체가 포함된 공중합체를 포함하는 수지 조성물에 의해 제조된 필름은 연신 위상차를 보다 용이하게 제어할 수 있어서 우수한 복굴절성을 가진 제로 위상차 필름을 제공할 수 있다.
상기 스티렌계 단량체는 치환되지 않은 스티렌 단량체 또는 치환된 스티렌 단량체일 수 있다. 상기 치환된 스티렌 단량체는 벤젠고리 또는 비닐기에 지방족 탄화수소 또는 헤테로 원자를 포함하는 치환기로 치환된 스티렌일 수 있다. 예를 들면, 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-클로로스티렌, 4-클로로스티렌, 2,4-디클로로스티렌, 2,6-디클로로스티렌, 옥타클로로스티렌, 2-브로모스티렌, 3-브로모스티렌, 4-브로모스티렌, 2,4-디브로모스티렌, α-브로모스티렌 및 β-브로모스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 바람직하게는, C1 -4 알킬 또는 할로겐으로 치환된 스티렌을 사용할 수 있다. 보다 상세하게 상기 스티렌계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, p-브로모 스티렌, p-메틸 스티렌 및 p-클로로 스티렌으로 이루어진 군으부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 스티렌, α-메틸스티렌 및 p-메틸 스티렌이다.
상기 스티렌계 단량체의 함량은 상기 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부 정도인 것이 바람직하며, 0.5 내지 5 중량부 정도인 것이 더욱 바람직하다. 스티렌계 단량체의 함량이 상기 범위를 만족할 경우, 잔류 모노머가 저감되는 효과 및 공중합체의 유리전이온도가 증가되는 효과를 얻을 수 있으며, 필름의 연신 위상차 조절이 용이하여 필름의 광학적 특성 면에서 보다 바람직한 효과를 얻을 수 있기 때문이다.
상기 페닐말레이미드계 단량체는, 수지 조성물 및 필름의 열 안정성 및 내열성을 향상시키고, 폴리카보네이트 수지와의 컴파운딩 상용성을 향상시킬 수 있다. 또한, 기존의 시클로헥실 말레이미드를 사용할 때와는 달리, 수지 조성물의 압출 시 자극적인 냄새의 발생을 억제할 수 있다.
일반적으로, 말레이미드계 잔류 모노머는 가공 과정에서 자극적인 냄새를 발생시키며, 쉽게 고체화되어 광학 필름 생산 시 외관 불량을 발생시킬 수 있다. 그러나, 페닐말레이드계 단량체는 시클로헥실말레이미드 단량체와는 달리 치환되어 있는 페닐기의 영향으로 단량체의 화학적인 구조가 일정하여 알킬메타크릴레이트계 단량체 및 스티렌계 단량체와 공중합체 형성이 용이하고, 내열성을 향상시킬 수 있으며, 중합시간이 상대적으로 짧은 장점이 있다. 이로 인해, 공중합체 형성 후 수지 내 잔류하는 페닐말레이미드계 단량체 양이 시클로헥실말레이미드계 함유 수지보다 매우 낮으며, 잔류하는 단량체로 인해 발생하는 가공과정에서의 냄새 발생을 감소시킬 수 있다.
상기 페닐말레이미드계 단량체의 구체적인 예로는 페닐말레이미드, 니트로페닐 말레이미드, 모노클로로페닐 말레이미드, 디클로로페닐 말레이미드, 모노메틸페닐 말레이미드, 디메틸페닐 말레이미드, 및 에틸메틸페닐 말레이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다.
상기 페닐말레이미드계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 1 내지 15 중량부 정도인 것이 바람직하고, 2 내지 10 중량부 정도인 것이 더욱 바람직하다. 페닐말레이미드계 단량체의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 수지 조성물 또는 필름의 내열성이 강화되고, 폴리카보네이트 수지와 잘 혼합되며, 석출 없이 필름 제막을 할 수 있다.
상기 알킬아크릴레이트계 단량체는, 수지 조성물에 중합 안정성 및 열 안정성과 연신된 필름에 강인성을 부여할 수 있다. 공중합체에, 이 구조 단위를 도입함으로써, 이형성 등의 성형 가공성이 향상되고, 공정 중 열에 의한 중량 감소를 방지하는 등 내열성이 뛰어난 조성물이 얻어지게 된다.
상기 알킬아크릴레이트계 단량체의 알킬 부(moiety)는 치환 또는 미치환된 알킬기이거나 시클로알킬기일 수 있고, 이때, 알킬 부의 탄소수는 1 내지 10 정도인 것이 바람직하며, 1 내지 6인 것이 더욱 바람직하고, 메틸기 또는 에틸기인 것이 가장 바람직하다. 구체적으로 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트 n-부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 히드록시메틸 아크릴레이트 또는 히드록시에틸 아크릴레이트일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 알킬아크릴레이트계 단량체의 함량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5 중량부 정도이며, 0.5 내지 3 중량부 정도인 것이 더욱 바람직하다. 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 공중합체 형성 시 알킬메타크릴레이트계 단량체와 페닐말레이미드계 단량체 간 중합이 용이해져 수지 조성물 내 페닐말레이미드 잔류물을 감소시키는 효과가 있고, 수지 용융 과정에서 발생할 수 있는 페닐말레이미드에 의한 열 분해 현상을 극복할 수 있으며, 필름 연신 시 강인성을 부여하여 연신 공정이 용이하게 진행되는 효과가 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 페닐말레이미드계 단량체와 알킬아크릴레이트계 단량체의 중량비가 2 : 1 내지 10 : 1 정도인 것이 바람직하며, 2 : 1 내지 7 : 1 정도인 것이 더욱 바람직하다. 상기 두 단량체의 중량비가 상기 범위를 만족하는 경우 공중합체 내에 잔류 모노머 함량이 저감될 수 있으며, 필름 가공시 압출기 및 폴리머 필터 내 체류 안정성이 향상될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 필름은 알킬메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체, 페닐말레이미드계 단량체 및 알킬아크릴레이트계 단량체의 공중합체를 포함하고, 미반응 페닐말레이미드계 단량체의 함량이, 30 ppm 이하, 더 바람직하게는 20 ppm 이하인 조성물을 이용하여 제조될 수 있다. 제조시, 후술하는 압출 방법을 이용할 수 있다. 종래에 내열성 수지를 구성하는 공중합체의 단량체로서 주로 사용하는 시클로헥실말레이미드 단량체는 시클로헥실기의 회전성이 커 비교적 중합도가 떨어짐을 알아냈다. 따라서, 공중합체 중합 후 수지 내에 잔류하는 단량체 양이 많을 뿐만 아니라, 상기 시클로헥실말레이미드 단량체는 자극적이고 해로운 냄새가 발생하므로, 공정상 문제점을 일으킨다. 그러나, 페닐말레이미드계 단량체는 안정된 방향족 고리로 인해, 시클로헥실말레이미드계 단량체에 비하여 중합도가 우수하여, 공중합체 내 잔류하는 단량체 양이 극히 미미하여, 공정의 안정성을 향상시키는 장점이 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 필름은 알킬메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체, 페닐말레이미드계 단량체 및 알킬아크릴레이트계 단량체의 공중합체와 함께 폴리카보네이트를 포함한다. 상기 폴리카보네이트는 위상차 조절을 위해 첨가되는 것으로 전체 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부 정도의 함량으로 포함될 수 있으며, 1 내지 5 중량부 정도로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 폴리카보네이트가 0.1 중량부 이상으로 포함되는 경우 연신 필름의 두께 방향 위상차가 양의 방향으로 증가되는 문제를 방지할 수 있고, 10 중량부 이하로 포함되는 경우 연신 필름의 두께 방향 위상차가 음의 방향으로 증가되는 문제를 방지할 수 있고, 아크릴계 수지 조성물과 상용성이 양호하여 백화 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 범위의 조성에 따라 하기 [식 1]로 정의되는 면 방향 위상차(Rin)의 절대값 및 하기 [식 2]로 정의되는 두께 방향 위상차(Rth)의 절대값을 각각 5nm, 바람직하게는 3nm, 더욱 바람직하게는 0이 되도록 함량을 조절하여 첨가할 수 있다.
[식 1] Rin = (nx - ny) ×d,
[식 2] Rth = (nz - ny) ×d
상기 [식 1] 및 [식 2]에 있어서,
nx는 광학 필름의 면 방향 굴절율 중 가장 큰 굴절율이고,
ny는 광학 필름의 면 방향 굴절율 중 nx와 수직인 방향의 굴절율이고,
nz는 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
상기 공중합체 수지와 폴리카보네이트 수지를 포함하는 수지 조성물은, 예를 들면, 컴파운딩법과 같은 당해 기술 분야에 잘 알려진 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 전술한 (메트)아크릴계 필름을 제조하기 위한 공중합체 또는 이를 포함하는 수지 조성물의 유리전이온도는 100℃ 내지 150℃ 정도인 것이 바람직하며, 105℃ 내지 140℃ 인 것이 더 바람직하고, 110℃ 내지 130℃인 것이 가장 바람직하다. 유리전이온도가 100℃ 이상인 경우, 내열성이 우수하여 고온 고습 조건에서 필름의 변형을 방지할 수 있고, 그로 인해 편광판의 변형을 방지하여 액정 패널의 불균일성을 방지할 수 있다. 유리전이온도가 150℃ 이하인 경우, 수지 가공 특성이 양호하여, 압출 가공 시 적당한 점도로 인해 필름 형성이 용이하여, 생산성을 향상시킬 수 있다.
전술한 알킬메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체, 페닐말레이미드계 단량체 및 알킬아크릴레이트계 단량체의 공중합체 또는 이를 포함하는 수지 조성물은 열 안정성이 뛰어나다. 일반적으로, 알킬메타크릴레이트를 포함하는 수지가 사출 성형이나 압출 성형으로 실제로 성형되는 260℃ 부근에서는, 알킬메타크릴레이트를 포함하는 수지 특유의 지퍼 분해(zipper decomposition)가 일어난다. 이것은 말단의 이중 결합이 기점이 되어 진행하는 것이 알려져 있다. 이에 반해 전술한 공중합체는, 이 260℃ 부근에서의 열분해를 억제함으로써 성형 불량을 저감할 수 있고, 또 색조를 악화시키는 일 없이 안정된 광학 물품의 제조를 실현할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 열 안정성은 열중량 분석 장치(TGA)를 이용하여 평가할 수 있다. 예컨대, 질소 환경에서, 10℃/min 속도로 30℃에서부터 500℃ 승온하는 과정에서, 수지의 2% 중량이 감소되는 온도를 측정하여 그 온도를 비교하여 열 안정성을 평가할 수 있다. 2% 중량 감소 온도는 280℃ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 300℃ 이상, 가장 바람직하게는 320℃ 이상이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 (메트)아크릴계 필름의 재료인 (메트)아크릴계 수지로서 중량평균분자량이 1,000 내지 200만, 구체적으로 1만 내지 50만, 일 예로서 10만에서 15만인 수지를 사용할 수 있다. 일 예에 따른 (메트)아크릴계 수지의 유리전이온도는 100~150℃이며, MI(230℃, 3.8kg) 10이하, 바람직하게는 4~10이며, 내부 헤이즈 0.1~0.3%의 특징을 갖는다. 상기 MI는 수지의 흐름을 나타내는 척도로 230℃에서 하중 3.8kg으로 눌렀을 때 분당 흐르는 양을 나타낸다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 전술한 실시상태에 따른 편광소자 보호필름의 상기 (메트)아크릴계 필름의 일면에 구비되고, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름이 자외선 흡수제를 포함하는 것인 편광소자 보호필름을 제공한다. 이 때, 상기 (메트)아크릴계 필름에는 자외선 흡수제를 첨가하지 않고, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름에 자외선 흠수제를 첨가하는 경우에는 후술하는 공압출 과정에서 T-DIE로부터 나온 용융물을 롤을 이용하여 성형할 때, 상기 편광소자 보호필름 중 롤에 접하는 면이 (메트)아크릴계 필름측이 되도록 함으로써 자외선 흡수제가 제조공정 중 유출되는 문제를 방지할 수 있다.
상기 실시상태에 있어서, 자외선 흡수제는 당기술분야에 공지된 것들이 1 종 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있으며, 예컨대 (벤조)트리아졸계 자외선 흡수제, 트리아진계 자외선 흡수제 등이 사용될 수 있다. 구체적인 예로서, 비스 (bis) (2,2,6,6-테트라메틸(tetramethyl)-4-피페리딜(piperidyl)) 세바케이트(sebaceate) 등의 힌더드 아민(hindered amine)계 광안정제 등을 사용할 수 있다. 바람직하게로는 Tinuvin 328, Tinuvin 321, Tinuvin 326 및 Tinuvin 360이 사용될 수 있다. 열안정제로는 Igafos 168, Iganox 1076, Iganox 245, Iganox 1010 등이 첨가될 수 있다. 상기 자외선 흡수제의 함량은 이를 포함하는 수지 필름 중량을 기준으로 0.5-10 중량%로 포함될 수 있다.
그외, 상기 (메트)아크릴계 필름 또는 수지 필름은 필요에 따라 안티블로킹제(anti-blocking agent), 가소제, 윤활제, 충격완화제, 정전기 방지제, 안정제, 산화방지제, UV 안정제, 열안정제 등 각종 공지의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 첨가제들은 (메트)아크릴계 필름 또는 수지 필름의 물성을 해하지 않는 범위 내에서 적절한 함량으로 포함될 수 있으며, 예를 들면, 전체 필름 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 5 중량부 정도로 포함될 수 있다. 다만, 전술한 제조공정 중에서 유출 문제를 방지하기 위하여, (메트)아크릴계 필름 보다, 상기 수지 필름에 첨가제가 포함되는 것이 바람직하다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 제1 (메트)아크릴계 필름; 제2 (메트)아크릴계 필름; 및 상기 제1 (메트)아크릴계 필름과 제2 (메트)아크릴계 필름의 사이에 구비되고, 상기 제1 또는 제2 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름을 포함하고 상기 제1 (메트)아크릴계 필름에 Ra 값이 0.2~0.5 ㎛ 조도가 부여된 편광소자 보호필름을 제공한다. 조도가 부여된 표면의 형태는 거칠기(roughness)가 표면전체에 부여된 상태이다. 상기와 같이 조도가 부여됨에 따라 접착력이 향상될 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 조도가 부여된 면의 Rz 값이 0.4~0.8 ㎛이다. 일 예에 따르면, 상기 조도가 부여된 면의 Rmax 값이 1.5 ㎛ 이하이다.
도 2에 상기 실시상태에 따른 보호필름의 구조를 예시하였다. 이 실시상태에 있어서, 상기 제1 (메트)아크릴계 필름과 제2 (메트)아크릴계 필름은 그 재료나 두께가 서로 같거나 상이하다. 이들 (메트)아크릴계 필름과 상기 수지 필름에 대한 설명은 전술한 실시상태들에 기재한 내용이 적용될 수 있다. 적층된 보호필름의 구조에서, 가운데 층에 인성이 우수한 수지 필름을 사용함으로써, 전체 필름의 깨짐 현상을 방지할 수 있다. 또한, 가운데 층에 인성이 우수한 수지를 배치하고, 외곽층에 접착력이 우수한 수지를 사용하여 단일 공정으로 편광자 보호필름이 요구하는 특성을 만족시킬 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 실시상태에 따른 편광소자 보호필름의 제1 또는 제2 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름이 자외선 흡수제를 포함하는 것인 편광소자 보호필름을 제공한다. 자외선 흡수제에 대한 설명은 전술한 실시상태에 기재한 설명이 적용될 수 있다.
전술한 실시상태들에 따른 편광소자 보호필름의 두께는 필요에 따라 조정될 수 있으며, 예컨대 5 ㎛ 내지 100 ㎛인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전술한 실시상태들에 따른 편광소자 보호필름은 열팽창 계수가 20 내지 200 ppm/℃, 바람직하게는 40 내지 150 ppm/℃, 가장 바람직하게는 50 내지 100 ppm/℃일 수 있다. 이와 같은 열팽창 계수를 갖는 경우, 폴리비닐알코올계 편광자와의 열팽창 계수의 차가 매우 작아 편광판 적용 시에 편광판 치수 변화를 효과적으로 억제할 수 있다.
전술한 실시상태들에 따른 편광소자 보호필름의 광투과도는 90% 이상이고, 헤이즈(haze) 특성은 0.6%이하, 바람직하게는 0.3% 이하의 범위를 가질 수 있다. 투과도 및 헤이즈가 상기 범위 내일 때 편광소자 보호필름으로 사용되기 유리하다.
일 실시상태에 따르면, 전술한 편광소자 보호필름은, 550nm 파장에서 하기 [식 1]로 표시되는 면 방향 위상차의 절대값 및 상기 [식 2]로 표시되는 두께 방향 위상차의 절대값이 각각 5nm 이하, 바람직하게는 3nm 이하일 수 있다.
[식 1] Rin = (nx - ny) ×d,
[식 2] Rth = (nz - ny) ×d
상기 [식 1] 및 [식 2]에 있어서, nx는 광학 필름의 면 방향 굴절율 중 가장 큰 굴절율이고, ny는 광학 필름의 면 방향 굴절율 중 nx와 수직인 방향의 굴절율이고,
nz는 두께 방향의 굴절율이고, d는 필름의 두께이다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 편광소자; 및 상기 편광소자의 적어도 일면에 구비된 전술한 실시상태들에 따른 편광소자 보호필름을 포함하는 편광판을 제공한다.
일 예에 따른 편광판은, 편광소자; 및 상기 편광소자의 적어도 일면에 구비된 편광소자 보호필름을 포함하며, 상기 편광소자 보호필름은 (메트)아크릴계 필름; 및 상기 (메트)아크릴계 필름의 일면에 구비되고, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름을 포함하고, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름이 상기 (메트)아크릴계 필름보다 편광소자에 더 가깝게 구비되며, 상기 (메트)아크릴계 필름에 조도가 부여된다. 이 때, 상기 (메트)아크릴계 필름상에 부여된 조도는 외부로 노출된다. 이와 같이 조도가 부여된 (메트)아크릴계 필름의 표면은 하드코팅층과 같은 다른 층과의 접착혁을 향상시키는데 기여한다. 도 4에 일 예에 따른 편광판의 구조를 예시하였다. 도 4에 따르면 편광소자의 일면에만 보호필름이 구비되어 있으나, 타면에도 본 명세서의 실시상태에 따른 보호필름 또는 공지의 보호필름이 구비될 수 있다.
또 하나의 예에 따른 편광판은 편광소자; 및 상기 편광소자의 적어도 일면에 구비된 편광소자 보호필름을 포함하며, 상기 편광소자 보호필름은 제1 (메트)아크릴계 필름; 제2 (메트)아크릴계 필름; 및 상기 제1 (메트)아크릴계 필름과 제2 (메트)아크릴계 필름의 사이에 구비되고, 상기 제1 또는 제2 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름을 포함하며, 상기 제1 (메트)아크릴계 필름보다 상기 제2 (메트)아크릴계 필름이 편광소자에 더 가깝게 구비되고, 상기 제1 (메트)아크릴계 필름에 조도가 부여된다. 이 때, 상기 제1 (메트)아크릴계 필름의 조도가 부여된 면은 편광소자와 접하는 면의 반대편에 위치한다. 이와 같이 조도가 부여된 제1 (메트)아크릴계 필름의 표면은 하드코팅층과 같은 다른 층과의 접착혁을 향상시키는데 기여한다. 도 5에 일 예에 따른 편광판의 구조를 예시하였다. 도 5에 따르면 편광소자의 일면에만 보호필름이 구비되어 있으나, 타면에도 본 명세서의 실시상태에 따른 보호필름 또는 공지의 보호필름이 구비될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 편광소자로는 당기술분야에 알려져 있는 것을 제한되지 않고 사용할 수 있으며, 예컨대 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알콜(PVA)로 이루어진 필름을 사용할 수 있다. 상기 편광소자는 PVA 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염착시켜서 제조될 수 있으나, 이의 제조방법은 특별히 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 편광소자는 보호 필름을 포함하지 않는 상태를 의미하며, 편광판은 편광소자와 보호 필름을 포함하는 상태를 의미한다.
상기 편광소자와 보호필름의 접착은 접착제층을 이용하여 수행할 수 있다.
상기 편광소자와 보호필름의 접착은 편광소자용 보호 필름 또는 편광소자인 PVA 필름의 표면 상에 롤 코터, 그라비어 코터, 바 코터, 나이프 코터, 또는 캐필러리 코터 등을 사용하여 접착제를 먼저 코팅하고, 접착제가 완전히 건조되기 전에 보호 필름과 편광소자를 합지 롤로 가열압착하거나 상온압착하여 합지하는 방법에 의하여 수행될 수 있다. 핫멜트형 접착제를 이용하는 경우에는 가열 압착롤을 사용하여야 한다.
상기 보호 필름과 편광판의 합지시 사용 가능한 접착제로는 당 기술 분야에 알려져 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 예컨대 일액형 또는 이액형의 폴리비닐알콜(PVA)계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 스티렌 부타디엔 고무계(SBR계) 접착제, 또는 핫멜트형 접착제 등이 있으나, 이들 예에만 한정되지 않는다.
상기 접착제 중 폴리비닐알콜계 접착제가 바람직하며, 특히 아세트아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지 및 아민계 금속화합물 가교제를 포함하는 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 편광판용 접착제는 상기 아세트아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지 100 중량부 및 상기 아민계 금속화합물 가교제 1 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.
상기 폴리비닐알코올계 수지는 상기 편광소자와 보호필름을 충분히 접착할 수 있고, 광학적 투시도가 우수하며, 경시적인 황변 등의 변화가 없는 것이면 특별히 한정되지 않으나, 특히 가교제와의 원활한 가교반응을 고려하면 아세트아세틸기가 함유된 폴리비닐알코올계 수지를 이용하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 폴리비닐알코올계 수지의 중합도 및 검화도는 아세트아세틸기를 함유하기만 하면 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 중합도가 200 내지 4,000의 범위내이고, 검화도가 70몰% 내지 99.9몰%의 범위내인 것이 좋다. 분자 움직임의 자유로움에 따른 함유 물질과의 유연한 혼합을 고려하면, 중합도는 1,500 내지 2,500의 범위내이고, 검화도는 90몰% 내지 99.9몰%의 범위내인 것이 더욱 바람직하다. 이때, 상기 폴리비닐알코올계 수지는 상기 아세트아세틸기를 0.1 내지 30몰%로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 아세트아세틸기의 범위에서 가교제와의 반응이 원활할 수 있으며, 목적하는 접착제의 내수성 및 접착력에 충분히 유의하기 때문이다.
상기 아민계 금속화합물 가교제는 상기 폴리비닐알코올계 수지와의 반응성을 갖는 관능기를 가지는 수용성 가교제로서, 아민계 리간드를 함유하는 금속 착물 형태인 것이 바람직하다. 가능한 금속으로는 지르콘늄(Zr), 타이타늄(Ti), 하프늄(Hf), 텅스텐(W), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 등의 전이 금속이 가능하며, 중심 금속에 결합된 리간드로는 일차아민, 이차아민(다이아민), 삼차아민이나 암모늄하이드록사이드 등의 적어도 하나 이상의 아민기를 포함한 것이 모두 가능하다. 그 사용량은 상기 폴리비닐알콜계 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 50 중량부의 범위로 조절되는 것이 바람직하다. 상기한 범위에서 목적하는 접착제에 충분히 유의적인 접착력을 부여할 수 있으며, 접착제의 저장 안정성(pot life)을 향상시킬 수 있기 때문이다.
상기 아세트아세틸기를 함유하는 폴리비닐알코올계 수지와 상기 아민계 금속화합물 가교제를 함유하는 접착제 수용액은 pH 조절제를 사용하여 그 pH를 9이하로 조절하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 pH를 2초과 9이하의 범위로 조절할 수 있고, 더욱 바람직하게는 pH를 4 내지 8.5 범위로 조절할 수 있다.
폴리우레탄계 접착제를 사용하는 경우 광에 의해 황변되지 않는 지방족 이소시아네이트계 화합물을 이용하여 제조된 폴리우레탄계 접착제를 이용하는 것이 바람직하다. 일액형 또는 이액형의 드라이 라미네이트용 접착제 또는 이소시아네이트와 하이드록시기와의 반응성이 비교적 낮은 접착제를 사용하는 경우에는 아세테이트계 용제, 케톤계 용제, 에테르계 용제, 또는 방향족계 용제 등으로 희석된 용액형 접착제를 사용할 수도 있다. 이때 접착제 점도는 5000 cps 이하의 저점도형인 것이 바람직하다. 상기 접착제들은 저장안정성이 우수하면서도 400 ~ 800nm에서의 광투과도가 90% 이상인 것이 바람직하다.
충분한 점착력을 발휘할 수 있으면 점착제도 사용될 수 있다. 점착제는 합지 후 열 또는 자외선에 의하여 충분히 경화가 일어나 기계적 강도가 접착제 수준으로 향상되는 것이 바람직하며, 계면접착력도 커서 점착제가 부착된 양쪽 필름 중 어느 한 쪽의 파괴없이는 박리되지 않는 정도의 점착력을 갖는 것이 바람직하다.
사용가능한 점착제의 구체적인 예로서는 광학투명성이 우수한 천연고무, 합성고무 또는 엘라스토머, 염화비닐/초산비닐 공중합체, 폴리비닐알킬에테르, 폴리아크릴레이트, 변성 폴리올레핀계 점착제 등과 여기에 이소시아네이트 등의 경화제를 첨가한 경화형 점착제를 들 수 있다.
본 명세서의 실시상태에 따른 편광소자 보호필름이 편광소자의 일면에만 구비되는 경우, 편광소자의 타면에는 공지된 보호필름이 사용될 수 있으며, 보호필름 대신 위상차 필름이 구비될 수도 있다. 공지된 보호필름으로는 트리아세틸셀룰로즈(TAC)계 필름, 고리형 올레핀계 수지 필름, 폴리카보네이트 필름, 노보넨계 필름 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
일 실시상태에 따르면, 전술한 실시상태들에 따른 편광판은 액정 셀 등으로의 적층을 쉽게 하기 위하여 추가로 점착제층을 가질 수 있다. 상기 점착제은 상기 편광판의 한 면 또는 양면에 배치할 수 있다. 상기 점착제는 접착 후 열 또는 자외선에 의하여 충분히 경화가 일어나 기계적 강도가 접착제 수준으로 향상되는 것이 사용될 수 있다. 이 경우, 계면 접착력이 커서 점착제가 부착된 양쪽 필름 중 어느 한 쪽의 파괴 없이는 박리되지 않는 정도의 점착력을 가질 수 있다.
상기 점착제로서, 우수한 광학적 투명성, 적당한 습윤성, 응집성이나 접착성의 점착 특성을 갖는 재료가 사용될 수 있다. 구체적인 예로서는 아크릴계 폴리머나 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르, 합성 고무 등의 폴리머를 적절히 베이스 폴리머로서 조제된 점착제 등이 사용될 수 있다.
상기와 같이 제조되는 편광판은 각종 용도에 이용될 수 있다. 구체적으로, 액정표시장치(LCD)용 편광판, 유기 EL 표시장치의 반사 방지용 편광판 등을 포함하는 화상표시장치에 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 편광판은 각종 기능성 막, 예를 들면 λ/4판, λ/2판 등의 위상차판, 광확산판, 시야각 확대판, 휘도 향상판, 반사판 등의 여러 가지 광학층을 조합한 복합 편광판에 적용될 수 있다.
상기 편광판은 이후 화상표시장치 등에의 적용이 용이하도록 적어도 일면에 점착제층을 구비할 수 있다. 또한, 상기 편광판이 화상표시장치 등에 적용될 때까지 점착제층을 보호하기 위하여 상기 점착제층 상에 이형필름을 추가로 구비할 수 있다.
또한, 본 명세서의 또 하나의 실시상태는 전술한 실시상태들에 따른 편광판을 포함하는 전자 장치를 제공한다. 상기 전자 장치는 LCD와 같은 화상표시장치일 수 있다.
일 예에 따른 화상표시장치는 광원, 제1 편광판, 액정셀, 제2 편광판을 순차적으로 적층된 상태로 포함하고, 상기 제1 편광판 및 제2 편광판 중 적어도 하나의 보호필름으로서 전술한 편광소자 보호필름을 포함한다.
전술한 본 발명의 실시상태들에 따른 편광자 보호필름은 제1 편광판에 포함되는 편광소자와 액정셀 사이에, 제2 편광판에 포함되는 편광소자와 액정셀 사이에, 또는 제1 편광판의 편광소자와 액정셀 사이와 제2 편광판의 편광소자와 액정셀 사이 모두에 구비될 수도 있다. 또한, 전술한 본 발명의 실시상태들에 따른 편광자 보호필름은 편광소자의 액정셀에 대향하는 면의 반대면에 구비될 수도 있다. 이 경우, 편광자 보호필름은 자외선 흡수제를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 액정셀은 액정층; 이를 지지할 수 있는 기판; 및 상기 액정에 전압을 인가하기 위한 전극층을 포함한다. 이때, 본 발명에 따른 광학필름 또는 위상차 필름은 횡전계방식(In-Plane Switching mode; IPS mode), 수직배향방식(Vertically Aligned mode; VA mode), OCB 방식(Optically Compensated Birefringence mode), 비틀린 네마틱(Twisted Nematic mode; TN mode), FFS(Fringe Field Switching mode; FFS mode) 방식 등의 모든 액정 모드에 적용될 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 보호필름 재료를 압출 방법에 의하여 제조할 수 있다.
일 예에 따르면, 압출시, 필름을 형성하는 롤로서 조도가 부여된 메트 터치롤을 이용함으로써 보호필름에 조도를 부여할 수 있다. 상기 보호필름이 전술한 2층 구조 또는 3층 구조인 경우, (메트)아크릴계 필름의 재료와, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름의 재료를 공압출하는 단계를 포함하는, 전술한 실시상태들에 따른 편광소자 보호필름의 제조방법을 제공한다. 도 3에, 일 예에 따른 제조방법 모식도를 나타내었다. T-DIE를 통하여 (메트)아크릴계 필름의 재료와 상기 수지 필름의 재료를 공압출한 후, 첫번째 롤(#1)에 의하여 조도를 부여하고, 제2 롤(#2) 및 제3 롤(#3)을 이용하여 적층 필름을 성형한다. 상기 첫번째 롤은 조도를 부여하기 위하여 표면에 요철 구조를 구비할 수 있다. 상기 도 3에는 도시되어 있지 않지만, T-DIE로부터 나온 용융물을 제1 롤에 균일하게 도포하기 위하여 블레이드 등이 추가로 구비될 수 있으며, 상기 제1 롤 및 제2 롤은 상기 용융물을 냉각하여 필름으로 성형하는 역할을 할 수 있다. 공압출 방식으로 제조할 경우 프라이머층이 필요없이 접착력이 우수한 면을 갖게 할 수 있고, 좀더 쉽게 기능을 부여할 수 있다.
또 하나의 예에 따르면, 편광소자 보호필름 제조용 수지 조성물에 실리카나 탄성체를 첨가함으로써 보호필름에 조도를 부여할 수 있다.
상기 실시상태에 따른 제조방법을 이용함으로써, 공압출 방법을 사용하여 각 층에 인성 기능 및 접착, 자외선 차단 기능을 부여한 필름을 단일 공정으로 제조할 수 있다. 각 특성에 맞는 수지를 도포하여 적층 필름을 제조할 경우 공정이 복잡하고 각각의 부착력 및 Ÿ‡팅성(wetting)을 고려하여야 하기 때문에 어려움이 있다. 그러나, 상기 실시상태에 따르면, 공압출을 함으로써 인성이 향상되면서 접착력 및 자외선 차단을 할 수 있는 필름을 쉽게 제조할 수 있다.
압출법으로는 용융 압출 성형법을 이용할 수 있다. 예컨대, (메트)아크릴계 필름 제조용 수지 조성물과, (메트)아크릴계 필름 보다 인성이 큰 수지 필름 제조용 수지 조성물을, 필요한 경우 진공 건조하여 수분 및 용존 산소를 제거한 후, 원료 호퍼(hopper)로부터 압출기를 질소 치환한 싱글 또는 트윈 압출기에 공급하고, 고온에서 용융하여 원료 펠렛을 얻고, 얻어진 원료 펠렛을 진공 건조하고, 원료 호퍼로부터 압출기까지를 질소 치환한 싱글 압출기로 용융한 후, 코트 행거 타입의 T-다이에 통과시키고, 크롬 도금 캐스팅 롤 및 건조 롤 등을 거쳐 필름을 제조할 수 있다. 이때, 필름 성형 온도는 바람직하게는 150? 내지 350?, 보다 바람직하게는 200? 내지 300?이다. 한편, 상기와 같이, T 다이법으로 필름을 성형하는 경우에는, 공지된 단축 압출기나 2축 압출기의 선단부에 T-다이를 장착하고, 필름 형상으로 압출된 필름을 권취하여 롤 형상의 필름을 얻을 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제조방법은 연신 공정을 추가로 포함할 수 있다. 전술한 압출 공정 도중, 권취롤의 온도를 적절히 조정하여 압출 방향으로 연신을 가함으로써 1축 연신할 수도 있다. 또한, 압출 방향과 수직인 방향으로 필름을 연신함으로써 동시 2축 연신, 축차 2축 연신 등을 실시할 수도 있다.
연신 공정이 실시될 경우, 연신 온도는, 필름 원료인 수지 조성물의 유리전이온도 근처의 범위인 것이 바람직하고, 바람직하게는 (유리전이온도 -30℃) 내지 (유리전이온도 +100℃), 보다 바람직하게는 (유리전이온도 -20℃) 내지 (유리전이온도 +80℃)의 범위 내이다. 연신 온도가 (유리전이온도 -30℃) 미만이면 충분한 연신 배율이 얻어지지 않을 우려가 있다. 반대로, 연신 온도가 (유리전이온도 +100℃)를 초과하면, 수지 조성물의 유동(플로우)이 일어나, 안정적인 연신을 실시하지 못할 우려가 있다.
면적비로 정의한 연신 배율은, 바람직하게는 1.1 내지 25배, 보다 바람직하게는 1.3 내지 10배이다. 연신 배율이 1.1배 미만이면, 연신에 수반되는 인성의 향상으로 이어지지 않을 우려가 있다. 연신 배율이 25 배를 초과하면, 연신 배율을 높인 만큼의 효과가 인정되지 않을 우려가 있다.
연신 속도는, 일 방향으로 바람직하게는 10 내지 20,000 %/min, 보다 바람직하게는 100 내지 10.000 %/min 이다. 연신 속도가 10%/min 미만인 경우에는 충분한 연신 배율을 얻기 위해 다소 오랜 시간이 소요되어 제조 비용이 높아질 우려가 있다. 연신 속도가 20,000 %/min을 초과하면 연신 필름의 파단 등이 일어날 우려가 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제조방법은 연신 처리 후에, 편광소자 보호필름의 광학적 등방성이나 기계적 특성을 안정화시키기 위하여, 열처리(어닐링) 등을 실시할 수 있다. 열처리 조건은 특히 제한되지 않으며 당업계에 알려진 임의의 적절한 조건을 채용할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여, 전술한 실시상태에 따른 기술을 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정할 것을 의도한 것은 아니다.
실시예 1
제1 아크릴 수지 필름, 폴리카보네이트 필름 및 제2 아크릴 수지 필름을 포함하는 필름을 T-DIE 압출하여 롤 캐스팅 시 메트 터치롤을 적용하여 메트 터치롤과 접하는 면에 Ra 0.3 ㎛의 조도를 부여하여 제조하였다. 이렇게 제조된 필름을 연신하여 두께 40 ㎛ 필름을 제조하였다. 제조된 필름의 조도 및 접착력을 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 2
메트 터치롤의 조도를 Ra 0.4㎛로 증가시켜 필름을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 3
메트 터치롤의 조도를 Ra 0.5㎛로 증가시켜 필름을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 4
아크릴 수지 필름과 폴리카보네이트 필름의 두께를 변경한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하였다.
실시예 5
아크릴 수지 필름에 입자를 첨가함으로써 표면이 돌출되어 조도가 부여되고, 메트 터치롤을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 상기 입자로서는 MMA/BA/MMA 코어 쉘 구조로 되어 있는 입경 250 nm의 고무 입자를 사용하였으며, 입자가 첨가된 층 중량에 대하여 3 중량%로 첨가되었다.
비교예 1
아크릴 수지 필름을 두께 40㎛로 조도 부여 없이 형성하였다.
비교예 2
아크릴계 수지 필름을 두께 5㎛로 조도 부여 없이 형성하였다.
비교예 3
폴리카보네이트 필름을 두께 30㎛로 조도 부여 없이 형성하였다.
실시예 및 비교예에서 제조된 필름의 Ra, Rz, Rmax, 접촉각 및 접착력을 측정하였다. Ra, Rz, Rmax는 표면조도 거칠기에 관한 ISO 468 표준규격에 따라 측정하였으며, 접팍력은 제조된 필름을 PVA 편광자의 양면에 접착하여 편광판을 제작하고, 편광판을 폭 2cm, 길이 15cm으로 재단한 후, TA(Texture Analyzer)를 이용하여 90°Peel Test를 통하여 접착력을 측정하였다.
구분 필름 구조 아크릴 필름 두께
(㎛)		 폴리
카보네이트 필름
두께(㎛)		 Ra
(㎛)		 Rz
(㎛)		 Rmax
(㎛)		 접촉각
(°)		 접착력
(N/cm2)		 Modulus
(Gpa)
(MD/TD)
실시예 1 Acryl/PC/Acryl 5 30 0.3 0.5 1.4 45 2.5 3.1/3.2
실시예 2 Acryl/PC/Acryl 5 30 0.4 0.6 1.3 39 2.6 3.1/3.2
실시예 3 Acryl/PC/Acryl 5 30 0.5 0.8 1.3 33 2.8 3.1/3.2
실시예 4 Acryl/PC/Acryl 10 20 0.4 0.6 1.3 39 2.6 2.6/2.5
실시예 5 Acryl/PC/Acryl
스킨층 입자 첨가		 5 30 0.3 0.5 1.3 52 2.5 3.1/3.2
비교예 1 Acryl 40 0 0.1 0.1 0.1 69 1.5 1.6/1.7
비교예 2 Acryl 5 0 0.1 0.1 0.1 69 1.5 1.9/2.0
비교예 3 PC 0 30 0.1 0.1 0.1 82 0.3 3.8/3.7

Claims (23)

  1. 적어도 일면에 Ra 값이 0.2~0.5 ㎛인 조도가 부여된 편광소자 보호필름으로서,
    상기 조도는 조도가 부여된 메트 터치롤을 이용하여 부여된 것이고,
    상기 편광소자 보호필름은 (메트)아크릴계 필름; 및 상기 (메트)아크릴계 필름의 일면에 구비되고, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름을 포함하고 상기 (메트)아크릴계 필름에 조도가 부여되고,
    상기 (메트)아크릴계 필름은 알킬메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체, 페닐말레이미드계 단량체 및 알킬아크릴레이트계 단량체의 공중합체를 포함하며,
    상기 공중합체는 공중합체 100 중량부를 기준으로 알킬메타크릴레이트계 단량체 70 내지 98 중량부, 스티렌계 단량체 0.1 내지 10 중량부, 페닐말레이미드계 단량체를 1 내지 15 중량부, 및 알킬아크릴레이트계 단량체 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것인 편광소자 보호필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 편광소자 보호필름의 조도가 부여된 면의 Rz 값이 0.4~0.8 ㎛인 것인 편광소자 보호필름.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 편광소자 보호필름의 조도가 부여된 면의 Rmax값이 1.5 ㎛ 이하인 것인 편광소자 보호필름.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름이 자외선 흡수제를 포함하는 것인 편광소자 보호필름.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 수지 필름은 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 폴리아미드계 수지를 포함하는 것인 편광소자 보호필름.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 편광소자 보호필름은 제1 (메트)아크릴계 필름; 제2 (메트)아크릴계 필름; 및 상기 제1 (메트)아크릴계 필름과 제2 (메트)아크릴계 필름의 사이에 구비되고, 상기 제1 또는 제2 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름을 포함하며, 상기 제1 (메트)아크릴계 필름에 조도가 부여된 것인 편광소자 보호필름.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 또는 제2 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름이 자외선 흡수제를 포함하는 것인 편광소자 보호필름.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 (메트)아크릴계 필름 및 제2 (메트)아크릴계 필름 중 적어도 하나는 알킬메타크릴레이트계 단량체, 스티렌계 단량체, 페닐말레이미드계 단량체 및 알킬아크릴레이트계 단량체의 공중합체를 포함하는 것인 편광소자 보호필름.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 수지 필름은 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 폴리아미드계 수지를 포함하는 것인 편광소자 보호필름.
  15. 편광소자; 및 상기 편광소자의 적어도 일면에 구비된 청구항 1 내지 3, 8 및 10 내지 14 중 어느 한 항에 따른 편광소자 보호필름을 포함하는 편광판.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 편광소자 보호필름은 (메트)아크릴계 필름; 및 상기 (메트)아크릴계 필름의 일면에 구비되고, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름을 포함하고, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름이 상기 (메트)아크릴계 필름보다 편광소자에 더 가깝게 구비되며, 상기 (메트)아크릴계 필름에 조도가 부여된 편광판.
  17. 청구항 15에 있어서, 상기 편광소자 보호필름은 제1 (메트)아크릴계 필름; 제2 (메트)아크릴계 필름; 및 상기 제1 (메트)아크릴계 필름과 제2 (메트)아크릴계 필름의 사이에 구비되고, 상기 제1 또는 제2 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름을 포함하며, 상기 제1 (메트)아크릴계 필름보다 상기 제2 (메트)아크릴계 필름이 편광소자에 더 가깝게 구비되고, 상기 제1 (메트)아크릴계 필름에 조도가 부여된 편광판.
  18. 편광소자 보호필름 재료를 압출하는 단계를 포함하는 청구항 1 내지 3, 8 및 10 내지 14 중 어느 한 항에 따른 편광소자 보호필름의 제조방법.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 편광소자 보호필름 재료를 압출 후 표면 요철 구조를 갖는 메트 터치롤을 이용하여 조도를 부여하는 것인 편광소자 보호필름의 제조방법.
  20. 삭제
  21. 청구항 18에 있어서, 상기 압출 단계는 (메트)아크릴계 필름의 재료와, 상기 (메트)아크릴계 필름보다 인성이 큰 수지 필름의 재료를 공압출하는 단계를 포함하는, 편광소자 보호필름의 제조방법.
  22. 청구항 18에 있어서, 압출 이후에 연신 단계를 더 포함하는 편광소자 보호필름의 제조방법.
  23. 청구항 22에 있어서, 연신 단계 이후에 열처리 단계를 더 포함하는 편광소자 보호필름의 제조방법.
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