KR101757058B1 - 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치 - Google Patents

편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성되는 배리어층을 포함하며, 상기 배리어층은 상대습도 88.5%, 온도 37.5℃ 조건에서 측정한 수분 투과율이 8 g/m2·day 이하인 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공한다.

Description

편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치{POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 2014년 9월 29일에 한국 특허청에 제출된 한국 특허출원 제10-2014-0130581호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용은 전부 본 발명에 포함된다.
본 발명은 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 낮은 수분 투과율을 갖는 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD)는 최근 휴대 전화 등의 모바일 기기로부터 대형 TV에 이르기 까지 화면의 크기를 불문하고 여러 용도로 사용되고 있다. 또한, 액정표시장치(LCD) 외에 다른 화상표시장치로는 특히 유기발광표시장치(OLED)가 모바일 기기에의 용도를 중심으로 수요가 크게 증가하고 있다.
상기와 같은 화상표시장치에 일반적으로 사용되고 있는 전통적인 편광판은 PVA계 편광자의 양면에 접착제를 매개로 투명 필름, 특히 TAC 필름을 부착하여 제조하고 있으며, 필요에 따라, 광학 특성을 갖는 위상차 필름 등을 접합한 형태로, 감압 접착제(PSA)를 이용하여 액정 패널이나 유기발광소자의 패널에 부착되어 사용되어 왔다.
한편, 최근 표시장치의 박형화 추세가 가속화됨에 따라, 편광판의 두께를 줄이기 위해 편광자의 일면에만 보호 필름을 구비하고, 반대면에는 보호 필름 없이 바로 점착층을 형성하는 편면형 편광판들이 개발되고 있다. 그러나, 상기와 같이 편광자에 바로 점착층을 형성한 편면형 편광판들의 경우, ITO 필름 등과 같은 투명 도전막 전극 등이 처리된 표시장치 패널에 부착시키는 경우, 수분 투과율이 높아, 편광자에 염착된 요오드 등이 용출이 되어 ITO 필름 등과 같은 투명 도전막 전극을 부식시키는 문제점이 있으며, 이 경우 패널에 얼룩이 시인되는 문제점이 있다.
본 발명은 편광자의 적어도 일면에 낮은 수분 투과율을 갖는 배리어층을 형성하여, 편광자로부터 요오드 등이 용출되는 것을 방지할 수 있는 편광판 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공하고자 한다.
한편, 본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 과제는 본 명세서의 내용 전반으로부터 이해될 수 있을 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 부가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.
일 측면에서, 본 발명은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면에 형성되는 배리어층을 포함하며, 상기 배리어층은 상대습도 88.5%, 온도 37.5℃ 조건에서 측정한 수분 투과율이 8 g/m2·day 이하인 편광판을 제공한다.
한편, 상기 배리어층은 자외선 경화형 조성물로 이루어진 경화 수지층인 것이 바람직하다.
한편, 상기 자외선 경화형 조성물은 에폭시계 화합물, 옥세탄계 화합물 및 양이온 중합 개시제를 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로는 전체 조성물 100 중량부에 대하여, 에폭시계 화합물 40 내지 80 중량부, 옥세탄계 화합물 10 내지 50 중량부, 및 양이온 중합 개시제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 에폭시계 화합물은 지환식 에폭시 화합물 및 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물의 혼합물인 것이 더욱 바람직하다. 보다 구체적으로는 지환식 에폭시 화합물 및 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물을 1:1 내지 3:1의 중량비로 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 양이온 중합성 조성물은 경화 후 유리전이온도가 90℃ 이상인 것이 바람직하며, 점도가 100cP 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 배리어층은 두께가 3㎛ 내지 15㎛인 것이 바람직하다.
한편, 상기 편광자는 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알코올계 필름인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 상기 편광자의 배리어층이 형성된 면의 반대면에 접착제층을 매개로 보호 필름이 부착될 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 배리어층 상기 편광자에 대향하는 면의 반대면에 점착층을 더 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 상기 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
보다 구체적으로, 본 발명의 화상표시장치는 투명 도전막 전극을 포함하는 화상표시 패널; 및 상기 화상표시 패널의 적어도 일면에 부착되는 편광판을 포함하며, 상기 편광판은 편광자, 상기 편광자의 일면에 형성되어 있는 상대습도 88.5%, 온도 37.5 ℃조건에서 측정한 수분 투과율이 8 g/m2·day 이하인 배리어층, 및 상기 배리어층의 상기 편광자에 대향하는 면의 반대면에 형성되어 있는 점착층을 포함하며, 이때 상기 점착층을 통하여 상기 화상표시 패널에 부착되는 것을 특징으로 한다.
덧붙여, 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 편광판은 편광자의 적어도 일면에 수분 투과율이 낮은 배리어층이 형성되어 있는바, 편광자로부터의 요오드 등의 용출을 방지할 수 있으며, 따라서 본 발명의 편광판을 상기한 편면형 편광판으로 화상표시장치에 적용시, 패널에 처리되어 있는 ITO 필름 등과 같은 투명 도전막 전극 부식을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 편광판의 일례를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 편광판의 다른 일례를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 편광판의 또 다른 일례를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 화상표시장치의 일례를 보여주는 단면도이다.
도 5는 실시예 1에 따라 제조된 편광자의 표면을 촬영한 사진이다.
도 6은 비교예 1에 따라 제조된 편광자의 표면을 촬영한 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있다.
1. 편광판
본 발명자들은 연구를 거듭한 결과, 편광자의 적어도 일면에 수분 투과율이 낮은 배리어층을 형성하는 경우, 편광자로부터 요오드 등이 용출되는 것을 방지할 수 있으며, 그 결과 종래에 문제가 되던 ITO 필름 등과 같은 투명 도전막 전극의 부식 문제를 해결할 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성하였다.
보다 구체적으로, 본 발명의 편광판은 하기 도 1에 예시적으로 도시한 바와 같이, 편광자(10); 및 상기 편광자(10)의 적어도 일면에 형성되는 배리어층(20)을 포함하며, 상기 배리어층(20)은 상대습도 88.5%, 온도 37.5℃ 조건에서 측정한 수분 투과율이 8 g/m2·day 이하인 것을 특징으로 한다.
1-1. 편광자
먼저, 본 발명의 상기 편광자는 당해 기술분야에 잘 알려진 편광자, 예를 들면 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알콜(PVA)로 이루어진 필름을 사용할 수 있다. 이때, 상기 편광자는 폴리비닐알코올 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염착시키고 연신하여 제조될 수 있으나, 이의 제조방법은 특별히 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 편광자는 보호층, 배리어층, 또는 보호 필름을 포함하지 않는 상태를 의미하며, 편광판은 편광자와 보호층, 배리어층, 또는 보호 필름을 포함하는 상태를 의미한다.
한편, 상기 편광자가 폴리비닐알코올계 필름인 경우, 폴리비닐알코올계 필름은 폴리비닐알코올 수지 또는 그 유도체를 포함하는 것이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 이때, 상기 폴리비닐알코올 수지의 유도체로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 폴리비닐포르말 수지, 폴리비닐아세탈 수지 등을 들 수 있다. 또는, 상기 폴리비닐알코올계 필름은 당해 기술분야에 있어서 편광자 제조에 일반적으로 사용되는 시판되는 폴리비닐알코올계 필름, 예컨대, 구라레 사의 P30, PE30, PE60, 일본합성사의 M3000, M6000 등을 사용할 수도 있다.
한편, 상기 폴리비닐알코올계 필름은, 이로써 한정되는 것은 아니나, 중합도가 1,000 내지 10,000 정도, 바람직하게는 1,500 내지 5,000 정도인 것이 좋다. 중합도가 상기 범위를 만족할 때, 분자 움직임이 자유롭고, 요오드 또는 이색성 염료 등과 유연하게 혼합될 수 있기 때문이다.
한편, 본 발명의 경우 상기 편광자가 두께는 20㎛ 이하, 바람직하게는 1㎛ 내지 20㎛ 또는 1㎛ 내지 10㎛ 정도일 수 있다. 이 경우, 상기 편광자를 포함하는 편광판이나 화상표시장치 등의 디바이스의 박형 경량화가 가능하다.
1-2. 배리어층
다음으로, 본 발명의 상기 배리어층은 편광자에 염착된 요오드 등의 용출을 방지하기 위한 것으로, 상기한 바와 같이 상대습도 88.5%, 온도 37.5℃ 조건에서 측정한 수분 투과율이 8 g/m2·day 이하이며, 보다 바람직하게는 7 g/m2·day 이하, 예를 들면, 0.1 g/m2·day 내지 7 g/m2·day 정도일 수 있다. 투습도의 측정 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예컨대, 상기한 바와 같은 조건에서 하루 동안 배리어층을 투과하는 수분의 무게를 공지의 투습도 측정 장비로 측정할 수 있다.
본 발명의 상기 배리어층은 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등을 대체하여 편광자의 일면에 구비되는 것으로서 편광자 보호필름의 역할도 동시에 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 배리어층은 내습열 조건에서 수분 투습 정도를 저하시키며, 고온 조건에서 편광판 모듈러스(modulus)를 유지시켜주는 역할을 수행한다. 결과적으로, 상기 배리어층은 보호필름을 대체하면서 동시에 박형화 추세에 부응할 수 있는 편면형 편광판의 요오드 등을 용출 문제를 방지하는 역할을 한다.
한편, 본 발명의 상기 배리어층은 자외선 경화형 조성물로 형성되는 경화 수지층인 것이 바람직하다. 이와 같이 배리어층이 자외선 경화형 조성물로 형성되는 경화 수지층인 경우, 그 제조 방법이 간단하고, 나아가 배리어층의 편광자와의 밀착성이 우수하다는 장점이 있다. 또한, 편광판의 내구성을 보다 개선시킬 수 있다. 이 같은 관점에서, 상기 배리어층은 상기 편광자와의 접착력이 1.5N/2cm 이상인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 접착력은 Texture analyser를 이용하여 상기 편광자와 상기 배리어층 간의 90도 박리력으로 측정한 접착력을 의미한다.
이때, 상기 자외선 경화형 조성물은 수분 투과율이 상기 범위를 만족하는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 라디칼 중합성 조성물, 양이온 중합성 조성물, 또는 이들의 하이브리드형 조성물일 수 있다. 다만, 이 중에서도 특히 편광자와의 밀착성이 우수하며, 나아가 내열성 및 내수성이 우수하여, 이를 이용하여 형성되는 상기 배리어층이 편광자 보호층의 역할까지 수행할 수 있는 관점에서 양이온 중합성 조성물인 것이 바람직하다.
한편, 상기 배리어층 형성 재료로 사용이 가능한 양이온 중합성 조성물로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 에폭시계 화합물, 옥세탄계 화합물 및 양이온 중합 개시제를 포함하는 것을 그 예로 들 수 있으며, 보다 바람직하게는 전체 조성물 100 중량부에 대하여 에폭시계 화합물 40 내지 80 중량부, 옥세탄계 화합물 10 내지 50 중량부 및 양이온 중합 개시제 1 내지 10 중량부를 포함하는 것을 그 예로 들 수 있다.
먼저, 상기 에폭시계 화합물로는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 지환식 에폭시 화합물 및 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물 중 적어도 하나 이상을 사용할 수 있고, 바람직하게는 지환식 에폭시 화합물과 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물의 혼합물을 사용할 수 있다. 이때, 지환식 에폭시 화합물이란, 에폭시화 지방족 고리기를 하나 이상 포함하는 화합물을 의미하며, 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물이란 글리시딜 에테르기를 적어도 하나 이상 포함하는 에폭시 화합물을 의미한다. 상기 지환식 에폭시 화합물은 비교적 높은 유리전이온도를 가지기 때문에 가교 후 고온고습이나 고온과 같은 조건에서 우수한 내구성을 구현하는 역할을 한다.
한편, 상기 지환식 에폭시 화합물로는, 우선 하기 화학식 1로 표시되는 에폭시시클로헥실메틸 에폭시시클로헥산카복실레이트계 화합물이 예시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112015094099797-pat00001
상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기를 나타낸다.
본 명세서에서 용어 알킬기는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형 알킬기를 의미할 수 있고, 상기 알킬기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의하여 치환되어 있거나, 비치환된 상태일 수 있다.
지환식 에폭시 화합물의 다른 예시로는, 하기 화학식 2로 표시되는 알칸디올의 에폭시시클로헥산 카복실레이트계 화합물을 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112015094099797-pat00002
상기 화학식 2에서 R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기를 나타내고, n은 2 내지 20의 정수를 나타낸다.
또한, 지환식 에폭시 화합물의 또 다른 예시로는, 하기 화학식 3으로 표시되는 디카르복시산의 에폭시 시클로헥실메틸 에스테르계 화합물을 들 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112015094099797-pat00003
상기 화학식 3에서 R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기를 나타내고, p는 2 내지 20의 정수를 나타낸다.
지환식 에폭시 화합물의 또 다른 예시로는, 하기 화학식 4로 나타나는 폴리에틸렌글리콜의 에폭시시클로헥실메틸 에테르계 화합물을 들 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112015094099797-pat00004
상기 화학식 4에서 R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기를 나타내고, q는 2 내지 20의 정수를 나타낸다.
지환식 에폭시 화합물의 또 다른 예시로는, 하기 화학식 5로 나타나는 알칸디올의 에폭시시클로헥실메틸 에테르계 화합물을 들 수 있다.
[화학식 5]
Figure 112015094099797-pat00005
상기 화학식 5에서 R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기를 나타내고, r는 2 내지 20의 정수를 나타낸다.
지환식 에폭시 화합물의 또 다른 예시로는, 하기 화학식 6으로 나타나는 디에폭시트리스피로계 화합물을 들 수 있다.
[화학식 6]
상기 화학식 6에서 R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기를 나타낸다.
지환식 에폭시 화합물의 또 다른 예시로는, 하기 화학식 7로 나타나는 디에폭시모노스피로계 화합물을 들 수 있다.
[화학식 7]
Figure 112015094099797-pat00007
상기 화학식 7에서 R13 및 R14은 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기를 나타낸다.
지환식 에폭시 화합물의 또 다른 예시로는, 하기 화학식 8로 나타나는 비닐시클로헥센 디에폭시드 화합물을 들 수 있다.
[화학식 8]
Figure 112015094099797-pat00008
상기 화학식 8에서 R15는 수소 또는 알킬기를 나타낸다.
지환식 에폭시 화합물의 또 다른 예시로는, 하기 화학식 9로 표시되는 에폭시시클로펜틸 에테르 화합물을 들 수 있다.
[화학식 9]
Figure 112015094099797-pat00009
상기 화학식 9에서 R16 및 R17은, 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기를 나타낸다.
지환식 에폭시 화합물의 다른 예시로는, 하기 화학식 10으로 표시되는 디에폭시 트리시클로 데칸 화합물을 들 수 있다.
[화학식 10]
Figure 112015094099797-pat00010
상기 화학식 10에서 R18은, 수소 또는 알킬기를 나타낸다.
지환식 에폭시 화합물로는, 보다 구체적으로 에폭시시클로헥실메틸 에폭시시클로헥산 카복실레이트 화합물, 알칸디올의 에폭시시클로헥산 카복실레이트 화합물, 디카르복시산의 에폭시시클로헥실메틸 에스테르 화합물 또는 알칸디올의 에폭시시클로헥실메틸 에테르 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 7-옥사비시클로[4,1,0]헵탄-3-카르복시산과 (7-옥사-비시클로[4,1,0]헵토-3-일)메타놀과의 에스테르화물(상기 화학식 1에서 R1 및 R2가 수소인 화합물); 4-메틸-7-옥사비시클로[4,1,0]헵탄-3-카르복시산과 (4-메틸-7-옥사-비시클로[4,1,0]헵토-3-일)메탄올과의 에스테르화물(상기 화학식 1에서, R1이 4-CH3이고, R2가 4-CH3인 화합물); 7-옥사비시클로[4,1,0]헵탄-3-카르복시산과 1,2-에탄디올과의 에스테르화물(상기 화학식 2에서 R3 및 R4가 수소이고, n이 1인 화합물); (7-옥사비시클로[4,1,0]헵토-3-일)메탄올과 아디프산의 에스테르화물(상기 화학식 3에서 R5 및 R6가 수소이고, p가 2인 화합물); (4-메틸-7-옥사비시클로[4,1,0]헵토-3-일)메탄올과 아디프산의 에스테르화물(상기 화학식 3에서 R5 및 R6가 4-CH3이고, p가 2인 화합물); 및 (7-옥사비시클로[4,1,0]헵토-3-일)메탄올과 1,2-에탄디올의 에테르화물(상기 화학식 5에서 R9 및 R10이 수소이고, r이 1인 화합물)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 바람직하게 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물에는, 예를 들면, 노볼락 에폭시, 비스페놀 A계 에폭시, 비스페놀 F계 에폭시, 브롬화 비스페놀 에폭시, n-부틸 글리시딜에테르, 알리파틱 글리시딜에테르(탄소수 12 내지 14), 2-에틸헥실글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, o-크레실(cresyl) 글리시딜 에테르, 노닐 페닐 글리시딜 에테르, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르, 1,4-부탄디올 디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 폴리글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르 또는 글리세린 트리글리시딜에테르 등이 예시될 수 있고, 또한 1,4-시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르 등과 같은 고리형 지방족 골격을 가지는 글리시딜 에테르 또는 방향족 에폭시 화합물의 수소 첨가 화합물 등이 예시될 수 있으며, 바람직하게는 고리형 지방족 골격을 가지는 글리시딜 에테르, 바람직하게는 탄소수 3 내지 20, 바람직하게는 탄소수 3 내지 16, 보다 바람직하게는 탄소수 3 내지 12의 고리형 지방족 골격을가지는 글리시딜 에테르가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기 에폭시계 화합물은 전체 조성물 100 중량부에 있어서, 40 내지 80 중량부인 것이 바람직하고, 55 내지 65 중량부인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위보다 많이 포함되는 경우 유리전이온도가 떨어지는 문제가 있으며, 상기 범위보다 적게 포함되는 경우 접착력이 저하되는 문제가 있다.
한편, 상기 지환식 에폭시 화합물 및 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물이 혼합되어 사용되는 경우, 그 중량비는 1:1 내지 3:1인 것이 바람직하며, 1.5:1 내지 2.5:1인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위보다 지환식 에폭시 화합물이 더 포함되는 경우 접착력 저하의 문제가 있으며, 상기 범위보다 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물이 더 포함되는 경우 유리전이온도 저하의 문제가 있다.
다음으로, 상기 옥세탄계 화합물은 분자 내에 4원환 에테르를 갖는 화합물로, 이에 한정되는 것은 아니나, 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄, 1,4-비스〔(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시메틸〕벤젠, 3-에틸-3-(페녹시메틸)옥세탄, 디〔(3-에틸-3-옥세타닐)메틸〕에테르, 3-에틸-3-(2-에틸헥실옥시메틸)옥세탄, 페놀노볼락 옥세탄 등을 그 예로 들 수 있다. 이들 옥세탄 화합물은 시판품을 용이하게 입수하는 것이 가능하고, 구체적으로는 아론옥세탄 OXT-101(도아 고세이(주) 제조), 아론옥세탄 OXT-121(도아 고세이(주) 제조), 아론옥세탄 OXT-211(도아 고세이(주) 제조), 아론옥세탄 OXT-221(도아 고세이(주) 제조), 아론옥세탄 OXT-212(도아 고세이(주) 제조) 등을 들 수 있다.
상기한 바와 같은 옥세탄계 화합물은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있으며, 그 함량은 전체 조성물 100 중량부에 있어서, 10 내지 50 중량부인 것이 바람직하고, 28 내지 40 중량부인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위보다 많이 포함되는 경우 접착력 저하의 문제가 있으며, 상기 범위보다 적게 포함되는 경우 점도가 상승하는 문제가 있다.
다음으로, 상기 양이온 중합 개시제는 자외선에 의해 산(H+)을 발생시키는 화합물로, 양이온 중합 개시제를 추가로 포함할 경우, 경화 속도를 보다 향상시킬 수 있으며, 나아가 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에서 사용 가능한 양이온 중합 개시제는, 예를 들면 설포늄 염(Sulfonium salt) 또는 요오드늄 염(Iodonium salt)이 포함된 것이 바람직하다. 설포늄 염(Sulfonium salt) 또는 요오드늄 염(Iodonium salt)이 포함된 양이온 개시제의 구체적인 예로는, 예를 들면 디페닐(4-페닐티오)페닐설포늄 헥사플루오로안티몬네이트(Diphenyl(4-phenylthio)phenylsulfonium hexafluoroantimonate), 디페닐(4-페닐티오)페닐설포늄 헥사플루오로포스페이트(Diphenyl(4-phenylthio)phenylsulfonium hexafluorophosphate), (페닐)[4-(2-메틸프로필) 페닐]-요오드늄 헥사플루오로포스페이트((phenyl)[4-(2-methylpropyl) phenyl]-Iodonium hexafluorophosphate), (티오디-4,1-페닐렌)비스(디페닐설포늄) 디헥사플루오로안티몬네이트((Thiodi-4,1-phenylene)bis(diphenylsulfonium) dihexafluoroantimonate) 및 (티오디-4,1-페닐렌)비스(디페닐설포늄) 디헥사플루오로포스페이트((Thiodi-4,1-phenylene)bis(diphenylsulfonium) dihexafluorophosphate)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 양이온 중합 개시제의 함량은 전체 조성물 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부인 것이 바람직하며, 5 내지 7 중량부인 것이 보다 바람직하다. 양이온 중합 개시제가 상기 수치범위의 함량으로 포함되는 경우, 포함되지 않거나, 상기 수치범위를 만족하지 않는 경우에 비해 경화가 우수하게 진행되며, 밀착성이 보다 향상되는 장점이 있다.
한편, 상기 양이온 중합성 조성물은 경화 후 유리전이온도가 90℃ 이상인 것이 바람직하며, 예를 들면, 90 ℃ 내지 200 ℃ 또는 90 ℃ 내지 150 ℃ 정도일 수 있다. 상기와 같은 수치 범위의 유리전이온도를 갖는 경우 우수한 내구성을 가지는 배리어층의 구현이 가능하다.
또한, 상기 양이온 중합성 조성물은 점도가 100cP 이하인 것이 바람직하며, 예를 들면, 10 내지 200cP 또는 20 내지 100cP 정도일 수 있다. 조성물의 점도가 상기 수치범위를 만족하는 경우 배리어층의 두께를 얇게 형성할 수 있고, 저점도를 갖기 때문에 작업성이 우수한 장점이 있다.
한편, 상기 배리어층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에 잘 알려진 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 편광자의 일면에 상기 자외선 경화형 조성물을 당해 기술 분야에 잘 알려진 코팅 법, 예컨대 스핀 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 그라비아 코팅, 블레이드 코팅 등의 방법으로 도포하여 배리어층을 형성한 다음, 자외선 조사를 통해 경화시키는 방법으로 수행될 수 있다. 자외선 조사 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 자외선 조사장치(fusion lamp, D bulb)를 이용하여 10 mJ/cm2 내지 2500mJ/cm2 정도의 자외선을 조사하는 방법으로 수행할 수 있다.
한편, 상기한 방법으로 형성된 배리어층의 두께는 3㎛ 내지 15㎛인 것이 바람직하며, 예를 들면, 3㎛ 내지 10㎛ 또는 5㎛ 내지 8㎛ 정도일 수 있다. 두께가 상기 범위보다 두꺼운 경우에는 박형화의 문제점이 있으며, 두께가 상기 범위보다 얇은 경우에는 내구성의 문제점이 있다.
1-3. 보호 필름
한편, 본 발명의 상기 편광판은 필요에 따라서 편광자의 일면에 보호 필름을 더 구비할 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명의 상기 편광판은 하기 도 2에 예시적으로 도시한 바와 같이 상기 배리어층(20)이 형성된 면의 반대면에 편광자(10)를 지지 및 보호하기 위하여 접착제층을 매개로 별도의 보호 필름(30)을 부착할 수 있다. 한편, 하기 도 2에는 접착제층은 생략하였다.
이때, 상기 보호 필름은 편광자를 지지 및 보호하기 위한 것으로, 당해 기술 분야에 일반적으로 알려져 있는 다양한 재질의 보호 필름들, 예를 들면, 셀룰로오스계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate) 필름, 싸이클로올레핀 폴리머(COP, cycloolefin polymer) 필름, 아크릴계 필름 등이 제한없이 사용될 수 있다.
한편, 상기 편광자와 보호 필름의 부착은 롤 코터, 그라비어 코터, 바 코터, 나이프 코터 또는 캐필러리 코터 등을 사용하여 편광자 또는 보호 필름의 표면에 접착제를 코팅한 후, 이들을 합지 롤로 가열 합지하거나, 상온 압착하여 합지하는 방법 또는 합지 후 UV 조사하는 방법 등에 의해 수행될 수 있다. 한편, 상기 접착제로는 당해 기술 분야에서 사용되는 다양한 편광판용 접착제들, 예를 들면, 폴리비닐알코올계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 아크릴계 접착제, 양이온계 또는 라디칼계 접착제 등이 제한 없이 사용될 수 있다.
1-4. 점착층
한편, 본 발명의 편광판은, 표시장치 패널 또는 위상차 필름 등과 같은 광학 필름과의 부착을 위해, 하기 도 3에 예시적으로 도시한 바와 같이, 상기 배리어층(20)의 상기 편광자에 대향하는 면의 반대면에 점착층(40)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 점착층은 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 다양한 점착제들을 사용하여 형성될 수 있으며, 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 점착층은 고무계 점착제, 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리비닐피롤리돈계 점착제, 폴리아크릴아미드계 점착제, 셀룰로오스계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제 등을 이용하여 형성될 수 있다.
한편, 상기 점착층은 배리어층의 상기 편광자에 대향하는 면의 반대면에 점착제를 도포하는 방법으로 형성될 수도 있고, 이형 시트 상에 점착제를 도포한 후 건조시켜 제조되는 점착 시트를 배리어층의 상기 편광자에 대향하는 면의 반대면에 부착하는 방법으로 형성될 수도 있다.
2. 화상표시장치
상기와 같은 본 발명의 편광판은 액정표시장치나 유기발광표시장치 등과 같은 화상표시장치에 유용하게 적용될 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 화상표시장치는, 하기 도 4에 예시적으로 도시한 바와 같이, ITO 필름 등과 같은 투명 도전막 전극을 포함하는 화상표시 패널(200); 및 상기 화상표시 패널의 적어도 일면에 부착되는 편광판(100)을 포함하며, 상기 편광판(100)은 편광자(10), 상기 편광자(10)의 일면에 형성되어 있는 상대습도 88.5%, 온도 37.5℃ 조건에서 측정한 수분 투과율이 8 g/m2·day 이하인 배리어층(20), 및 상기 배리어층(20)의 상기 편광자에 대향하는 면의 반대면에 형성되어 있는 점착층(40)을 포함하며, 이때 상기 점착층(40)을 통하여 상기 화상표시 패널에 부착되는 것일 수 있다. 한편, 하기 도 4에서는 화상표시 패널의 기타 구성은 생략하였다.
한편, 상기 화상표시 패널을 구성하는 기타 구성, 예를 들면, 액정, ITO 필름 등과 같은 투명 도전막 전극, 배향막, 상부 및 하부 기판(ex. 컬러 필터 기판 또는 어레이 기판) 등의 종류나 재질 등은 특별히 제한되지 않으며, 이 분야에 공지되어 있는 구성이 제한 없이 채용될 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것이며, 이에 의하여 본 명세서의 범위가 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
폴리비닐알코올(PVA)계 수지필름에 이색성 염료를 염착시킨 후, 일정한 방향으로 연신하고 가교시키는 방법으로 편광자를 제조하였다. 상기 제조한 편광자의 일면에는 롤 코터를 사용하여 두께가 10μm인 배리어층을 형성하였다. 상기 배리어층은 에폭시시클로헥실메틸에폭시시클로헥산카복실레이트 화합물 70 중량부, 아론옥세탄 OXT-101(도아고세이㈜ 제조) 화합물 20 중량부, 및 양이온 중합개시제로서 디페닐(4-페닐티오)페닐설포늄헥사플루오로안티몬네이트(Diphenyl(4-phenylthio)phenylsulfoniumhexafluoroantimonate)를 10 중량부 포함하였으며, 상대습도 88.5%, 온도 37.5℃ 조건에서 측정한 수분 투과율이 7 g/m2·day이었다. 상기 편광자의 배리어층이 형성된 면의 반대면에는 두께가 0.1μm 내지 20μm인 접착제층을 매개로 보호 필름을 부착하였다. 구체적으로, 상기 편광자의 반대면에 접착제 조성물을 도포한 후 보호 필름을 적층하여, 이들을 합지 롤로 가열 합지한 후 자외선을 조사하여 접착제 조성물을 경화시켰다. 상기 보호필름으로는 트리아세틸셀룰로오스 (TAC)필름이 사용되었다.
<비교예 1>
편광자의 일면에 배리어층을 형성하는 단계를 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
<실험예 1> 수분 투과도 평가
상기 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 편광판의 상대습도 88.5%, 온도 37.5℃ 조건에서의 수분 투과율을 비교하여 하기 표 1에 나타내었다.
수분 투과율 (g/m2·day)
실시예 1에 따라 제조된 편광판 (배리어층 포함)
7.25
비교예 1에 따라 제조된 편광판 (배리어층 미포함)
8.38
<실험예 2> 내구성 평가
실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 편광판을 각각 -40℃의 온도에서 30분간 방치한 후, 70℃의 온도에서 30분간 방치하는 과정을 100시간 동안 수행하였다. 내구성 평가 결과를 비교하여 하기 표 2에 나타내었다.
-40℃↔70℃, 100시간
(온도별 30분씩 진행)		 편광판 크랙 발생 여부
실시예 1에 따라 제조된 편광판
(배리어층 포함)		 크랙 없음
비교예 1에 따라 제조된 편광판
(배리어층 미포함)		 10개 이상의 크랙 발생
온도 변화에 따라 폴리비닐알코올(PVA) 편광자가 수축 및 팽창을 반복하면서 크랙이 발생할 수 있다. 도면 6에서 확인할 수 있듯이, 편광자의 표면에 크랙이 생기게 된다. 반면, 상기 표 2 및 도면 5에서 확인할 수 있듯이, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 편광판은 배리어층을 포함함으로써 폴리비닐알코올(PVA) 편광자의 온도 변화에 따른 수축 및 팽창 현상을 완화시켜 크랙 발생을 방지할 수 있다. 즉, 배리어층이 요오드 등의 용출 방지뿐만 아니라 보호필름 역할도 수행함을 알 수 있다.
10: 편광자
20: 배리어층
30: 보호 필름
40: 점착층
100: 편광판
200: 화상표시 패널

Claims (14)

  1. 편광자; 및
    상기 편광자의 적어도 일면에 형성되는 배리어층을 포함하며,
    상기 배리어층은 상대습도 88.5%, 온도 37.5℃ 조건에서 측정한 수분 투과율이 7.25 g/m2·day 이하이고,
    상기 배리어층은 자외선 경화형 조성물로 이루어진 경화 수지층이며,
    상기 자외선 경화형 조성물은 전체 조성물 100 중량부에 대하여, 에폭시계 화합물 40 내지 80 중량부, 옥세탄계 화합물 10 내지 50 중량부, 및 양이온 중합 개시제 1 내지 10 중량부를 포함하고,
    상기 배리어층은 두께가 5㎛ 내지 10㎛인 편광판.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 에폭시계 화합물은 지환식 에폭시 화합물 및 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물의 혼합물인 편광판.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 에폭시계 화합물은 지환식 에폭시 화합물 및 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물을 1:1 내지 3:1의 중량비로 포함하는 것인 편광판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 경화형 조성물은 경화 후 유리전이온도가 90℃ 이상인 편광판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 경화형 조성물은 점도가 100cP 이하인 편광판.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광자는 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알코올계 필름인 편광판.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광자의 배리어층이 형성된 면의 반대면에 접착제층을 매개로 보호 필름이 부착된 편광판.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 배리어층의 상기 편광자에 대향하는 면의 반대면에 점착층을 더 포함하는 편광판.
  13. 제 1 항, 제 5 항 내지 제 8 항 및 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 화상표시장치.
  14. 투명 도전막 전극을 포함하는 화상표시 패널; 및
    상기 화상표시 패널의 적어도 일면에 부착되는 편광판을 포함하며,
    상기 편광판은 편광자, 상기 편광자의 일면에 형성되어 있는 상대습도 88.5%, 온도 37.5℃ 조건에서 측정한 수분 투과율이 7.25 g/m2·day 이하인 배리어층, 및 상기 배리어층의 상기 편광자에 대향하는 면의 반대면에 형성되어 있는 점착층을 포함하며, 이때 상기 점착층을 통하여 상기 화상표시 패널에 부착되는 것인 화상표시장치에 있어서,
    상기 배리어층은 자외선 경화형 조성물로 이루어지고,
    상기 자외선 경화형 조성물은 전체 조성물 100 중량부에 대하여, 에폭시계 화합물 40 내지 80 중량부, 옥세탄계 화합물 10 내지 50 중량부, 및 양이온 중합 개시제 1 내지 10 중량부를 포함하며,
    상기 배리어층은 두께가 5㎛ 내지 10㎛인 화상표시장치.
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JP2008249896A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Fujifilm Corp 偏光板用保護フィルム、偏光板、及び液晶表示装置
JP2012014148A (ja) * 2010-06-04 2012-01-19 Fujifilm Corp 偏光板および液晶表示装置

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