KR102050625B1

KR102050625B1 - 광학 필름 및 이를 포함하는 편광판

Info

Publication number: KR102050625B1
Application number: KR1020160111794A
Authority: KR
Inventors: 김경원; 박준욱; 임이랑
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2019-11-29
Also published as: KR20180024850A

Abstract

본 명세서는 보호필름 및 상기 보호필름의 적어도 일면에 구비되고, 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지를 포함하는 기능성 코팅층을 포함하고, 상기 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지의 굴절율은 1.47 이하인 광학 필름 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다.

Description

광학 필름 및 이를 포함하는 편광판 {OPTICAL FILM AND POLARIZING PLATE COMPRISING THE SAME}

본 명세서는 광학 필름 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다.

편광판은 통상 이색성 염료 또는 요오드로 염색된 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, 이하 'PVA'라 함)계 수지로 이루어진 편광자의 일면 또는 양면에 접착제를 이용하여 보호필름을 적층한 구조로 사용되어 왔다. 종래에는 편광판 보호필름으로 트리아세틸셀룰로오스(TAC, triacetyl cellulose)계 필름이 주로 사용되어 왔으나, 이러한 TAC 필름의 경우 고온, 고습 환경에서 쉽게 변형된다는 문제점이 있었다. 따라서, 최근에는 TAC 필름을 대체할 수 있는 다양한 재질의 보호필름들이 개발되고 있으며, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 싸이클로올레핀 폴리머(COP, cycloolefin polymer), 아크릴계 필름 등을 단독 또는 혼합하여 사용하는 방안이 제안되었다.

그러나, 편광판 보호필름으로 일반적으로 사용되는 아크릴 필름은 한쪽 표면에서 반사되는 약 4%의 손실로 인해 높은 빛의 투과율을 요구하는 편광판 보호필름으로서의 사용에 큰 단점이 된다. 아크릴 필름 생산 후 다층의 박막을 형성시켜 저반사 필름을 제조하기에는 기술적, 경제적인 어려움이 따르기 때문에 실용적으로 아크릴 필름 생산 중에 저반사 기능성 코팅층이 도입(in-line coating)된 아크릴 필름의 개발이 필요한 실정이다.

일본 공개 특허 제2002-258051호

본 명세서는 광학 필름 및 이를 포함하는 편광판을 제공하고자 한다.

본 명세서의 일 구현예에 따르면, 본 발명은 보호필름; 및 상기 보호필름의 적어도 일면에 구비되고, 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지를 포함하는 기능성 코팅층을 포함하고, 상기 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지의 굴절율은 1.47 이하인 광학 필름을 제공한다.

또한, 편광자; 및 상기 편광자의 일면 또는 양면에 구비되며, 전술한 광학 필름을 포함하는 편광판을 제공한다.

본 발명의 광학 필름은 보호필름의 적어도 일면에 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지; 및 수분산 중공실리카를 포함하는 기능성 코팅층을 구비함으로써, 필름 코팅 외관이 우수하고 디스플레이의 휘도가 향상되는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명의 광학 필름은 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지를 사용함에 따라 굴절율이 낮아지므로 범용 수지보다 낮은 반사율을 나타낼 수 있는 이점이 있다. 이로 인하여 소량의 중공 실리카 또는 경우에 따라 수지 단독만으로 저반사층을 구현할 수 있으므로, 중공실리카의 배합으로 발생하는 코팅외관 불량 및 헤이즈 상승을 최소화 할 수 있고, 결과적으로 편광판의 휘도 향상을 극대화 할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다. 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기의 탄소수는 1 내지 20이다. 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, n-부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, sec-부틸기, 1-메틸-부틸기, 1-에틸-부틸기, 펜틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, tert-펜틸기, 헥실기, n-헥실기, 1-메틸펜틸기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸-2-펜틸기, 3,3-디메틸부틸기, 2-에틸부틸기, 헵틸기, n-헵틸기, 1-메틸헥실기, 시클로펜틸메틸기, 시클로헥실메틸기, 옥틸기, n-옥틸기, tert-옥틸기, 1-메틸헵틸기, 2-에틸헥실기, 2-프로필펜틸기, n-노닐기, 2,2-디메틸헵틸기, 1-에틸-프로필기, 1,1-디메틸-프로필기, 이소헥실기, 2-메틸펜틸기, 4-메틸헥실기, 5-메틸헥실기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.

본 발명에 따른 광학 필름은, 보호필름; 및 상기 보호필름의 적어도 일면에 구비되고, 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지를 포함하는 기능성 코팅층을 포함하는 광학 필름을 제공한다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수분산 불소계 수지는 하기 화학식 1의 반복단위 및 화학식 2의 반복단위를 포함한다.

[화학식 1]

[화학식 2]

상기 화학식 1 및 2에 있어서,

X는 불소를 포함하는 반복단위이고,

R1은 수소 또는 메틸기이며,

R2는 탄소수 1 내지 30의 알킬기이고,

m 및 n은 괄호 내의 단위의 몰수이며,

m, n 및 p는 각각 1 내지 1,000의 정수임.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.

또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 R2는 메틸기, 에틸기, 프로필기, n-프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기일 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 X는 하기 화학식 3 내지 화학식 6 중 어느 하나일 수 있다.

[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]

[화학식 6]

상기 화학식 3 내지 화학식6에 있어서,

r1내지 r6는 각각 1 내지 1,000의 정수이다.

본 명세서에 따르면, 상기 수분산 실리콘계 수지는 작용기로서 실리콘을 포함하면 되는 것이고, 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 본 발명의 상기 수분산 실리콘계 수지는 폴리에스테르 실리콘계 수지, 폴리에스테르 아크릴 실리콘계 수지, 폴리우레탄 실리콘계 수지, 폴리우레탄 아크릴 실리콘계 수지 및 폴리아크릴 실리콘계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.

또 하나의 일 실시상태에 따르면, 상기 수분산 실리콘계 수지는 폴리에스테르 실리콘계 수지, 폴리우레탄 실리콘계 수지 또는 폴리아크릴 실리콘계 수지일 수 있다.

상기 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지를 사용하는 경우 굴절률이 낮아지고, 이에 따라 광학 필름을 제조하였을 경우 범용 수지보다 더 낮은 반사율을 나타내게 된다.

또한, 수분산 불소계 수지를 사용하여 기능성 코팅층을 형성하면 기능성 코팅층의 마찰계수가 낮아 슬립성이 우수해지는 이점이 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지는 중량평균분자량이 1만 내지 30만g/mol 일 수 있다. 바람직하게는 1만 내지 20만g/mol 일 수 있으며, 보다 바람직하게는 1만 내지 10만g/mol 일 수 있다. 상기 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지의 중량평균분자량이 상기 범위 내일 경우 기능성 코팅층을 형성할 때 적절한 점도를 부여할 수 있어 제조가 용이하며, 기능성 코팅층 코팅 후 연신이 용이한 이점이 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지의 굴절율은 1.47이하이다. 보다 구체적으로 상기 수분산 불소계 수지의 굴절율은 1.45이하이다. 상기 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지의 굴절율이 낮을수록 반사율이 낮아지므로 굴절율이 낮은 수지를 포함하는 광학 필름을 디스플레이 적용 시 휘도 향상이 극대화될 수 있다. 따라서, 상기 수분산 수지를 단독 또는 소량의 수분산 중공실리카를 포함하여도 저반사층을 구현할 수 있으므로, 수분산 중공실리카의 고비용 문제뿐만 아니라 수분산 중공 실리카의 배합으로 야기되는 코팅외관의 불량 및 헤이즈 상승을 최소화 할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 기능성 코팅층은 수분산 중공실리카를 더 포함할 수 있다.

본 명세서에 따르면, 상기 수분산 중공실리카는 굴절율이 1.17 내지 1.40일 수 있다. 상기 수분산 중공실리카의 굴절율의 상기 범위를 만족하는 경우, 우수한 반사방지 특성을 가질 수 있다.

본 명세서의 기능성 코팅층은 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지와 함께 상기 수분산 중공실리카를 포함하는 경우, 광학 필름의 저반사 성능을 더욱 효과적으로 발휘할 수 있다.

한편, 본 명세서에서 굴절률이란 입자 전체의 굴절율을 의미한다. 예컨대, 상기 수분산 중공실리카의 중공 입자를 형성하는 외곽의 굴절율을 의미하는 것이 아니라, 입자 전체의 굴절율을 의미한다. 상기 수분산 중공실리카의 굴절률이 1.17 내지 1.40 이내인 경우 우수한 반사방지 특성을 구현할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수분산 중공실리카는 평균입자 크기가 10nm 내지 200nm 정도, 더욱 바람직하게는 20nm 내지 70nm 정도이다. 수분산성 미립자의 평균 직경이 10nm 보다 작을 때는 표면에너지가 높아지므로 코팅 용액 내에서 수분산성 입자의 응집 및 침전이 일어나 용액의 안정성이 저해될 수 있고, 평균 직경이 200nm 보다 큰 경우에는 수분산성 입자가 코팅 용액 내에서 분산이 고르게 일어나지 않고, 입자가 뭉치면서 가시광선 파장보다 크기가 커져서 400nm이상의 빛을 산란하여 헤이즈가 상승할 수 있다. 상기와 같은 범위의 평균입자 크기를 갖는 수분산 중공실리카를 이용함으로써, 기능성 코팅층 표면에 적절히 요철을 형성하여, 보호필름과 기능성 코팅층의 접촉면에 있어서의 마찰력을 효과적으로 저감시킬 수 있다. 그 결과, 블로킹 억제능이 더욱 우수할 수 있다.

본 명세서에 따르면, 상기 수분산 중공실리카는 상기 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지 100중량부에 대하여 1 내지 30중량부로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 수분산 중공실리카가 상기 수분산 수지에 대하여 상기 범위내로 포함되는 경우 코팅 외관이 저하되지 않으면서 즉, 헤이즈 상승 없이 반사방지 특성이 높아지는 이점이 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 기능성 코팅층은 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르 수지 및 아크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지는 상기 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르 수지 및 아크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상은 상기 수분산 수지와 공중합하거나 블렌드하여 제조될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 주쇄에 카르복실산과 알코올의 반응에 의해 형성되는 에스테르기를 포함하는 수지를 의미하는 것으로, 바람직하게는, 수분산성 폴리에스테르 수지일 수 있으며, 더 바람직하게는, 다염기산과 폴리올의 반응에 의해 형성되는 폴리에스테르 글리콜을 포함할 수 있다.

이때, 상기 다염기산 성분으로는, 예를 들어 오르토(ortho)-프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 2,5-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 비페닐디카르복실산, 테트라하이드로프탈산 등의 방향족 디카르복실산; 옥살산, 숙신산, 말론산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라인산, 세바스산, 리놀레산, 말레산, 푸마르산, 메사콘산, 이타콘산 등의 지방족 디카르복실산; 헥사하이드로프탈산, 테트라하이드로프탈산, 1,3-시클로헥산디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산 등의 지환식 디카르복실산; 또는 이들의 산무수물, 알킬 에스테르, 산 할라이드 등의 반응성 유도체 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이 중에서도 테레프탈산, 이소프탈산, 숙신산 등이 특히 바람직하다. 또한, 염기산으로 술폰산염으로 치환된 이소프탈산을 사용할 경우, 수분산성 측면에서 특히 바람직하다.

한편, 상기 폴리올로서는 분자 중에 하이드록실기를 2개 이상 갖는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 임의의 적절한 폴리올을 채용할 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리올로는, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판온디올, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 1,10-데칸디올, 4,4'-디히드록시페닐프로판, 4,4'-디히드록시메틸메탄, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜(PEG), 디프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리프로필렌글리콜(PPG), 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디올, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 글리세린, 1,1,1-트리메틸올프로판, 1,2,5-헥사트리올, 펜타에리트리올, 글루코오스, 수크로오스, 및 소르비톨로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 1종인 것이 바람직하다. 또한 폴리올로서 카르복실기를 함유한 디메틸올알칸산 디메틸올아세트산, 디메틸올프로피온산, 디메틸롤부탄산 등을 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 경우, 수분산성 측면에서 특히 바람직하다.

한편, 상기 폴리에스테르 글리콜은 다염기산과 폴리올을 2.5:1 내지 1: 2.5의 몰비, 바람직하게는 2.3:1 내지 1:2.3의 몰비, 더 바람직하게는, 2:1 내지 1:2의 몰비로 반응시켜 형성되는 것이 바람직하다. 다염기산과 폴리올의 반응 몰비를 벗어나는 경우, 미반응 단량체에 의해 냄새가 발생하거나, 코팅 불량을 유발할 수 있기 때문이다.

상기 폴리에스테르 수지의 제조 방법은 당해 기술 분야에 알려진 임의의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 폴리에스테르 수지는, 다염기산과 폴리올의 에스테르화 반응 후, 축중합하는 방법 또는 다염기산 무수물과 폴리올의 에스테르화 반응 후, 축중합하는 방법 등에 의해 제조될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 상기 방법들은 (1) 폴리에스테르의 중합을 위한 중합원료를 혼합하여 원료혼합물을 수득하는 원료혼합단계, (2) 상기 원료혼합물을 에스테르화시키는 에스테르화 반응단계 및 (3) 에스테르화된 원료혼합물을 축중합시켜 폴리에스테르를 수득하는 축중합단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

다음으로, 본 발명에 있어서, 상기 폴리아크릴계 수지는 (메트)아크릴레이트 단위로부터 유도된 반복 단위를 포함하는 수지를 의미하는 것으로, 본 발명의 폴리아크릴 수지는, 예를 들면, 아크릴 단량체 또는 비닐 단량체를 공중합시켜 얻을 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한 비닐 단량체 성분에 추가하여 다른 단량체를 공중합시켜도 된다. 이때, 상기 다른 단량체로는 (메타)아크릴로 니트릴 등과 같은 불포화 니트릴류; (메타) 아크릴아미드등과 같은 불포화아미드류; 할로겐화 염화비닐, 염화비닐리덴 등의 β-불포화 지방족 단량체; 스티렌, 메틸스티렌 등과 같은 β-불포화 방향족 단량체 등이 사용될 수 있으며. 이들은 단독 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리우레탄계 수지는 주쇄에 폴리올과 이소시아네이트의 반응에 의해 형성된 우레탄 반복 단위를 포함하는 수지를 의미하는 것으로, 이때, 상기 폴리올은 2 이상의 수산기를 포함하는 화합물들이 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 폴리에스테르계 폴리올, 폴리카보네이트계 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리아크릴 폴리올 등이 사용될 수 있고, 상기 이소시아네이트는 2 이상의 NCO기를 갖는 화합물들이 제한 없이 사용될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 이소시아네이트 성분으로는, 예를 들면, 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(NDI), 톨리딘 디이소시아네이트(TODI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HMDI), 이소프론디이소시아네이트(IPDI), p-페닐렌 디이소시아네이트, 트랜스시클로헥산, 1,4-디이소시아네이트 및 자이렌디이소시아네이트(XDI)로 이루어진 그룹으로부터 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

한편, 상기 폴리올 성분은 분자 중에 하이드록실기를 2개 이상 갖는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 임의의 적절한 폴리올을 채용할 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리올로는, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판온디올, 1,3-프로판디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네올펜틸글리콜, 펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 1,10-데칸디올, 4,4'-디히드록시페닐프로판, 4,4'-디히드록시메틸메탄, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜(PEG), 디프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리프로필렌글리콜(PPG), 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디올, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 글리세린, 1,1,1-트리메틸올프로판, 1,2,5-헥사트리올, 펜타에리트리올, 글루코오스, 수크로오스, 및 소르비톨로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 1종인 것이 바람직하다. 이 중에서도 특히, 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리프로필렌글리콜(PPG) 및 폴리에틸렌글리콜(PEG)로 이루어진 그룹 으로부터 선택된 적어도 1종인 것이 바람직하다. 또한, 폴리올 성분으로, 술폰산염을 포함한 소듐 2-하이드록시-3-(4-2-하이드록시에틸)-1-피퍼아지닐1-프로판술포네이트를 사용할 경우, 수분산성 측면에서 특히 바람직하다.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 기능성 코팅층은 수분산 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 불소계 수분산 수지 또는 실리콘계 수분산 수지 내 불소, 실리콘 함량이 늘어날수록 코팅성이 저하되는 경향이 있으므로, 상기 불소계 수분산 수지 또는 실리콘계 수분산 수지에 수분산 첨가제를 포함하여, 코팅성이 저하되는 것을 최소화할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 수분산 첨가제는 분산제(dispersion), 습윤제(wetting), 레벨링제(leveling)일 수 있다.

상기 분산제(dispersion)는 탄화수소계, 실리콘계 또는 불소계 분산제일 수 있다.

상기 수분산 첨가제는 상기 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지에 대하여 0.01 내지 10 중량부로 포함할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 보호필름은 아크릴계 필름일 수 있다. 구체적으로, 상기 보호필름은 (메트)아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있으며, (메트)아크릴레이트계 수지를 포함하는 필름은 (메트)아크릴레이트계 수지를 주성분으로 함유하는 성형 재료를 압출 성형에 의해 성형하여 획득할 수 있다.

상기 아크릴계 필름은 알킬(메트)아크릴레이트계 단위 및 스티렌계 단위를 포함하는 공중합체 및 주쇄에 카보네이트 부를 갖는 방향족계 수지를 포함하는 필름이거나, 알킬(메트)아크릴레이트계 단위, 스티렌계 단위, 적어도 하나의 카르보닐기로 치환된 3 내지 6 원소 헤테로 고리 단위 및 비닐 시아나이드 단위를 포함하는 필름일 수 있다. 또한, 락톤 구조를 갖는 아크릴계 수지일 수 있다.

락톤 고리 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트계 수지의 구체적인 예로서는 예를 들어 일본 공개특허공보 제2000-230016호, 일본공개특허공보 제 2001-151814호, 일본 공개특허공보 제 2002-120326호 등에 기재된 락톤 고리 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트계 수지를 들 수 있다.

방향족 고리를 갖는 (메트)아크릴레이트계 수지로서는 한국공개특허 10-2009-0115040에 기재된 (a) 1종 이상의 (메트)아크릴레이트계 유도체를 포함하는 (메트)아크릴레이트계 유닛; (b) 히드록시기 함유부를 갖는 쇄 및 방향족 부를 갖는 방향족계 유닛; 및 (c) 1종 이상의 스티렌계 유도체를 포함하는 스티렌계 유닛을 포함하는 수지조성물을 들 수 있다. 상기 (a) 내지 (c) 유닛들은 각각 별도의 공중합체 형태로 수지 조성물에 포함될 수도 있고, 상기 (a) 내지 (c) 유닛들 중 2 이상의 유닛이 하나의 공중합체 형태로 수지 조성물에 포함될 수도 있다.

상기 (메트)아크릴레이트계 수지 필름의 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 (메트)아크릴레이트계 수지와 그 밖의 중합체, 첨가제 등을 임의의 적절한 혼합 방법에 의해 충분히 혼합하여 열가소성 수지 조성물을 제조한 후 이를 필름 성형하여 제조하거나, 또는 (메트)아크릴레이트계 수지와, 그 밖의 중합체, 첨가제 등을 별도의 용액으로 제조한 후 혼합하여 균일한 혼합액을 형성한 후 이를 필름 성형할 수도 있다.

상기 열가소성 수지 조성물은 예를 들어 옴니 믹서 등 임의의 적절한 혼합기로 상기 필름 원료를 프리블렌드한 후 얻어진 혼합물을 압출 혼련하여 제조한다. 이 경우, 압출 혼련에 이용되는 혼합기는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 단축 압출기, 2축 압출기 등의 압출기나 가압 니더 등 임의의 적절한 혼합기를 이용할 수 있다.

상기 필름 성형의 방법으로는 용액 캐스트법(용액 유연법), 용융 압출법, 캘린더법, 압축 성형법 등 임의의 적절한 필름 성형법을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니나, 용액 캐스트 법(용액 유연법), 용융 압출법이 바람직하다.

상기 용액 캐스트법(용액 유연법)에 이용되는 용매는 예를 들어 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류; 시클로헥산, 데칼린 등의 지방족 탄화수소류; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류; 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 알코올류; 테트라하이드로푸란, 디옥산 등의 에테르류; 디클로로메탄, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소류; 디메틸포름아마이드; 디메틸술폭사이드 등을 들 수 있으며, 이들 용매를 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다.

상기 용액 캐스트법(용액 유연법)을 실시하기 위한 장치로는 예를 들어 드럼식 캐스팅 머신, 밴드식 캐스팅 머신, 스핀 코터 등을 들 수 있다. 상기 용융 압출법으로는 예를 들어 T 다이법, 인플레이션법 등을 들 수 있다. 성형 온도는 구체적으로 150~350℃, 보다 구체적으로 200~300℃이나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 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. 이 때, 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.

상기 아크릴계 필름은 미연신 필름 또는 연신 필름 중 어느 것일 수 있다. 연신 필름인 경우에는 1축 연신 필름 또는 2축 연신 필름 일 수 있고, 2축 연신 필름인 경우에는 동시 2축 연신 필름 또는 축차 2축 연신 필름 중 어느 것일 수 있다. 2축 연신한 경우에는 기계적 강도가 향상되어 필름 성능이 향상된다. 아크릴계 필름은 다른 열가소성 수지를 혼합함으로써, 연신하는 경우에도 위상차의 증대를 억제할 수 있고, 광학적 등방성을 유지할 수 있다.

연신 온도는, 필름 원료인 열가소성 수지 조성물의 유리전이 온도 근처의 범위인 것이 바람직하고, 바람직하게는 (유리 전이 온도 -30℃)~(유리 전이 온도 +100℃), 보다 바람직하게는 (유리전이온도 -20℃)~(유리전이온도 +80℃)의 범위 내이다. 연신 온도가 (유리 전이 온도 -30℃) 미만이면 충분한 연신 배율이 얻어지지 않을 우려가 있다. 반대로, 연신 온도가 (유리 전이 온도 +100℃)를 초과하면, 수지 조성물의 유동(플로우)이 일어나, 안정적인 연신을 실시하지 못할 우려가 있다.

면적비로 정의한 연신 배율은, 바람직하게는 1.1~25배, 보다 바람직하게는 1.3~10배이다. 연신 배율이 1.1배 미만이면, 연신에 수반되는 인성의 향상으로 이어지지 않을 우려가 있다. 연신 배율이 25배를 초과하면, 연신 배율을 높인 만큼의 효과가 인정되지 않을 우려가 있다.

연신 속도는, 일 방향으로 바람직하게는 10~20,000%/min, 보다 바람직하게는 100~10.000%/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.

아크릴계 필름은 이의 광학적 등방성이나 기계적 특성을 안정화시키기 위하여, 연신 처리 후에 열처리(어닐링) 등을 실시할 수 있다. 열처리 조건은 특히 제한되지 않으며 당업계에 알려진 임의의 적절한 조건을 채용할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태는, 상기 기능성 코팅층의 두께가 10nm 내지 500nm 인 광학 필름을 제공한다. 상기 기능성 코팅층의 두께는 구체적으로 50nm 내지 300nm일 수 있다. 상기 기능성 코팅층의 두께가 상기 범위 내인 경우 가시광선 영역에서의 반사율 특성이 우수하며, 기재 필름과의 접착력이 충분히 부여될 수 있다. 또한, 수분산 중공실리카가 처방된 경우 기능성 코팅층 표면에 요철을 형성시켜 슬립성을 향상시키는 이점이 있다.

상기 기능성 코팅층은 필요에 따라 접착력 향상을 위한 표면처리가 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 광학필름의 적어도 일면에 알칼리 처리, 코로나 처리 또는 플라즈마 처리를 수행할 수 있다.

상기 적어도 일면에 기능성 코팅층이 구비된 보호필름은 필요에 따라 연신될 수 있으며, 1축 또는 2축 연신일 수 있다. 연신되는 경우 연신 배율은 1배 내지 5배, 보다 바람직하게 2배 내지 3배이다.

본 명세서의 일 실시상태는 또한, 편광자; 및 상기 편광자의 일면 또는 양면에 부착되며 전술한 광학 필름을 포함하는 편광판을 제공한다.

상기 편광자의 일면 또는 양면에 접착층이 형성될 수도 있으며, 상기 접착층으로는 폴리비닐알코올(PVA)계 수지가 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로 아세토아세틸기 등을 포함한 변성 PVA를 사용하는 경우 접착성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 더욱 구체적으로 일본합성화학 Gohsefimer (상품명) Z-100, Z-200, Z-200H, Z-210, Z-229, Z-320 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

<실시예>

실시예 1.

폴리(시클로헥실말레이미드-co-메틸메타크릴레이드) (㈜LGMMA PMMA830HR) 수지를 250℃, 250rpm 조건하에서 T-다이 제막기를 이용하여 폭 800mm의 미연신 아크릴계 필름을 제조한 후, 135℃의 온도에서 MD방향으로 1.8배 연신하였다.

굴절율이 1.43인 수분산 불소계 수지(Daikin SE-310: 고형분 50% 수용액) 2.00g, 순수 18.00g을 혼합하여 코팅액을 제조하였다.

MD방향으로 연신된 상기 아크릴계 필름 위에 메이어바(Mayer bar)로 상기 제조한 코팅액을 코팅한 후 135℃의 온도에서 1분 동안 TD방향으로 2.5배 연신하여 광학 필름을 제조하였다.

실시예 2.

코팅액 제조시 굴절율이 1.43인 수분산 불소계 수지(Daikin SE-310: 고형분 50% 수용액) 1.80g, 중공 실리카(일본촉매화성 평균입도 50nm: 고형분 8.8% 수용액) 1.02g, 순수 17.18g을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.

실시예 3.

코팅액 제조시 굴절율이 1.47인 수분산 실리콘계 수지(EVONIK SILIKOPUR 8080: 고형분 33% 수용액) 3.03, 순수 16.97g을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.

실시예 4.

코팅액 제조시 굴절율이 1.47인 수분산 실리콘계 수지(EVONIK SILIKOPUR 8080: 고형분 33%수용액) 2.55g, 중공 실리카(일본촉매화성 평균입도 50nm: 고형분 8.8% 수용액) 1.91g, 순수 15.55g을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.

실시예 5.

코팅액 제조시 굴절율이 1.47인 수분산 실리콘계 수지(EVONIK SILIKOPUR 8080: 고형분 33% 수용액) 2.33g, 중공 실리카(일본촉매화성 평균입도 50nm: 고형분 8.8% 수용액) 2.63g, 순수 15.04g을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.

<비교예>

비교예 1.

이후 코팅하는 과정 없이, 135℃의 온도에서 1분 동안 TD방향으로 2.5배 연신하여 광학 필름을 제조하였다.

비교예 2.

코팅액 제조시 굴절율이 1.49인 수분산 우레탄 수지((주)조광페인트 CK-PUD: 고형분 30% 수용액) 3.33g, 순수 16.97g을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.

비교예 3.

코팅액 제조시 굴절율이 1.49인 수분산 우레탄 수지((주)조광페인트 CK-PUD: 고형분 30% 수용액, 굴절율 1.49) 2.57g, 중공 실리카(일본촉매화성 평균입도 50nm: 고형분 8.8% 수용액) 2.63g, 순수 14.81g을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.

비교예 4.

코팅액 제조시 굴절율이 1.49인 수분산 우레탄 수지((주)조광페인트 CK-PUD: 고형분 30% 수용액, 굴절율 1.49) 2.40g, 중공 실리카(일본촉매화성 평균입도 50nm: 고형분 8.8% 수용액) 3.27g, 순수 14.33g을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 광학 필름을 제조하였다.

<실험예>

실험예 1. 코팅외관 평과(연신 후)

기능성 코팅층이 코팅된 20cm X 20cm의 필름을 기능성 코팅층이 코팅되지 않은 필름과 비교하여 전면 얼룩, 바무늬 얼룩, spot 성 얼룩 및 dewetting 자국 등 코팅 외관 불량 정도를 평가하였고 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.

Ο (양호): 불량 부위 면적이 1%미만임.

△ (보통): 불량 부위 면적이 10%미만임.

X (불량): 불량 부위 면적이 10% 이상임.

실험예 2. 투과도(Tt) 평가

헤이즈 미터(Haze Meter(HM-150/ MURAKAMI)), 규격 JIS K 7361을 이용하여 필름 3지점을 측정하고, 그 평균값을 계산하여 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.

실험예 3. 헤이즈 평가

Haze Meter(HM-150/MURAKAMI), 규격 JIS K 7136을 이용하여 필름 3지점을 측정하고, 그 평균값을 계산하여 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다.

실험예 4. 마찰계수(μK) 평가

마찰계수 시험기(FP-2260, Thwing-Albert Instrument Company) 플레이트에 기능성 코팅층이 코팅된 면이 위를 향하게 하여 필름을 고정하고 Sled에 기능성 코팅층이 코팅되지 않은 필름을 부착하여 상기 고정된 필름 위에 올려놓는다. Sled를 18.0cm/min 속도로 8cm 주행시키고 2~8cm 구간에 걸린 평균 힘과 Sled 무게를 이용하여 마찰계수를 계산하였고 그 결과를 하기 [표 1]에 나타내었다. 이때, Load cell 을 1000gf, Sled는 200g이었다.

구 분	기재	기능성 코팅층		코팅외관	물성
구 분	기재	바인더	중공실리카 함량(phr)	코팅외관	Tt (%)	Haze (%)	마찰 계수 (μK)
실시예 1	아크릴	수분산 불소계	-	Ο	93.5	0.3	0.3~0.5
실시예 2	아크릴	수분산 불소계	10	Ο	94	0.4	0.3~0.5
실시예 3	아크릴	수분산 실리콘계	-	Ο	92.9	0.3	> 1
실시예 4	아크릴		20	Ο	93.5	0.4	0.3~0.5
실시예 5	아크릴		30	Ο	94	0.4	0.3~0.5
비교예 1	아크릴	-	-	Ο	92.4	0.2	> 1
비교예 2	아크릴	수분산 우레탄계	-	Ο	92.4	0.3	> 1
비교예 3	아크릴		30	Ο	93.5	0.4	0.3~0.5
비교예 4	아크릴		40	△	94	0.4	0.3~0.5

Claims

보호필름; 및
상기 보호필름의 적어도 일면에 구비되고, 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지를 포함하는 기능성 코팅층을 포함하고,
상기 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지의 굴절율은 1.47 이하이며,
상기 수분산 불소계 수지는 하기 화학식 1의 반복단위 및 화학식 2의 반복단위를 포함하고,
상기 수분산 실리콘계 수지는 폴리에스테르 실리콘계 수지, 폴리우레탄 실리콘계 수지 또는 폴리아크릴 실리콘계 수지인 것인 광학 필름:
[화학식 1]

[화학식 2]

상기 화학식 1 및 2에 있어서,
X는 불소를 포함하는 반복단위이고,
R1은 수소 또는 메틸기이며,
R2는 탄소수 1 내지 30의 알킬기이고,
m 및 n은 괄호 내의 단위의 몰수이며,
m, n 및 p는 각각 1 내지 1,000의 정수임.
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삭제
제1항에 있어서, 상기 기능성 코팅층은 수분산 중공실리카를 더 포함하는 것인 광학 필름.
제1항에 있어서, 상기 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지는 중량평균분자량이 1만 내지 30만g/mol인 것인 광학 필름.
제4항에 있어서, 상기 수분산 중공실리카는 굴절율이 1.17 내지 1.40인 것인 광학 필름.
제4항에 있어서, 상기 수분산 중공실리카는 평균입자 크기가 10nm 내지 200nm인 것인 광학 필름.
제1항에 있어서, 상기 기능성 코팅층은 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르 수지 및 아크릴계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것인 광학 필름.
제1항에 있어서, 상기 기능성 코팅층은 수분산 첨가제를 더 포함하는 것인 광학 필름.
제9항에 있어서, 상기 수분산 첨가제는 상기 수분산 불소계 수지 또는 수분산 실리콘계 수지에 대하여 0.01 내지 10중량부로 포함되는 것인 광학 필름.
제9항에 있어서, 상기 수분산 첨가제는 탄화수소계, 실리콘계 또는 불소계 수분산 첨가제인 것인 광학 필름.
제 1항에 있어서, 상기 보호필름은 아크릴계 필름인 것인 광학 필름.
제12항에 있어서, 상기 아크릴계 필름은 알킬(메트)아크릴레이트계 단위 및 스티렌계 단위를 포함하는 공중합체 및 주쇄에 카보네이트 부를 갖는 방향족계 수지를 포함하는 것인 광학 필름.
제 1항에 있어서, 상기 기능성 코팅층의 두께는 10nm 내지 500nm인 것인 광학 필름.
편광자; 및
상기 편광자의 일면 또는 양면에 구비되며, 청구항 1, 및 4 내지 14항 중 어느 한 항의 광학 필름을 포함하는 것인 편광판.