KR102195452B1 - 편광자 보호 필름의 제조방법 - Google Patents

편광자 보호 필름의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편광자 보호 필름의 제조방법에 관한 것이다.

Description

편광자 보호 필름의 제조방법{METHOD FOR PREPARING OF POLARIZER PROTECTING FILM}
본 발명은 편광자 보호 필름의 제조방법에 관한 것으로, 우수한 물리적, 광학적 특성을 나타낼 수 있고 하부 편광판의 손상을 방지할 수 있는 편광자 보호 필름의 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 휴대전화나 휴대용 소형 전자 기기로부터, 개인용 컴퓨터나 텔레비전 등의 대형 전자 기기에 이르기까지 널리 사용되고 있으며, 그 용도는 점점 확대되고 있는 평판 디스플레이 중 하나이다. 이러한 액정표시장치는 자체 발광형의 소자가 아니기 때문에 통상적으로 액정 셀 하부측에 구비되는 하부 편광판의 이면에 백라이트 유닛 등의 광원을 위치시키고, 상기 광원으로부터 출사되는 광을 액정 셀에 투과하여 액정 분자의 배열을 변화시켜 영상을 표시하게 된다.
최근 액정표시장치가 대형화되고, 슬림화(slim)되면서 이송되거나, 사용 시 액정 셀의 가운데 부분에 많은 하중이 가해지게 되어 하부 편광판의 처짐 현상이 발생하여, 액정 셀에 부착된 하부 편광판의 편광자 보호 필름이 백라이트 유닛 표면의 확산 시트와 맞닿아 하부 편광판이 갈리는 등 손상이 발생한다. 이를 해결하기 위해 하부 편광판의 보호 필름에 하드코팅 층을 코팅하는 방안이 제안되고 있으나, 공정 비용 상승의 문제가 있다.
이러한 필요성에 따라, 공정 비용을 절감하여 가격 경쟁력을 갖추면서도 하부 편광판의 손상을 방지할 수 있는 방법에 대한 개별이 요구되고 있다.
한국 공개 공보 제2012-0107256호
본 발명은 하부 편광판의 편광자 보호 필름이 손상되는 것을 해결하기 위한 것이며, 박형 및 내스크래치성을 갖는 편광자 보호 필름을 제공하기 위한 것으로, 우수한 물리적, 광학적 특성을 갖는 편광자 보호 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 기재 필름의 적어도 일면 상에 양이온 경화형 코팅 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 코팅 조성물이 도포된 기재 필름을 연신 및 열경화하는 단계를 포함하며, 상기 양이온 경화형 코팅 조성물은 양이온 경화형 바인더 및 양이온계 열개시제를 포함하는 것인 편광자 보호 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 편광자 보호 필름 제조방법에 따라 제조된 편광자 보호 필름은 우수한 내구성 및 내스크래치성을 가지고, 기재 필름과 코팅층 간의 부착성이 우수하며, 상기 편광자 보호 필름을 이용하여 편광판을 제조하는 경우, 박형의 편광판을 제조할 수 있다.
또한, 하부 편광판의 처짐 현상으로 인하여 백라이트 유닛 표면의 확산 시트와 맞닿아 편광자 보호 필름이 손상됨으로써 장치의 불량을 야기할 수 있는 문제점을 막아 우수한 광학물성을 나타낼 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 편광자 보호 필름 제조방법은 코팅 조성물을 경화시키기 위하여, 별도의 UV경화 장비가 필요하지 않으므로 생산 비용을 절감할 수 있으며, 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 편광자 보호 필름을 도시한 도이다.
도 2 및 3은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 편광자 보호 필름을 포함하는 편광판을 도시한 도이다.
도 4는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 편광자 보호 필름을 포함하는 액정표시장치를 도시한 도이다.
이하, 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 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명은 액정표시장치에 있어서 액정 셀의 하층부에 구비되는 하부 편광판의 백라이트 유닛과 인접하는 편광자 보호 필름의 제조방법에 관한 것이며, 기재 필름의 적어도 일면에 양이온 경화형 코팅 조성물을 도포하고, 상기 코팅 조성물이 도포된 기재 필름을 연신과 동시에 열경화 함으로써, 공정 시간의 단축 및 생산 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 제조방법으로 제조된 편광자 보호 필름은 하부 편광판의 처짐 현상으로 인하여 발생할 수 있는 손상을 방지할 수 있다.
도 4에는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 편광자 보호 필름을 포함하는 액정표시장치의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 4에 도시되어 있는 액정표시장치는 액정 셀(20); 액정 셀(20)의 상층부에 구비되어 있는 상부 편광판(10); 상기 액정 셀(20)의 하층부에 구비되어 있는 하부 편광판(30); 및 상기 하부 편광판의 하층부에 구비되어 있는 백라이트 유닛(40)을 포함하며, 이때 상기 하부 편광판(30)에는 백라이트 유닛에 인접한 면에 편광자 보호 필름(34)이 구비되어 있다.
본 발명에서 '상면' 및 '상부'라는 용어는 편광판이 액정표시장치와 같은 디바이스에 장착되었을 때 시청자 쪽, 즉 시인측을 향하도록 배치된 면 또는 방향을 의미한다. 반대로, '하면' 및 '하부'는 편광판이 디바이스에 장착되었을 때, 시청자의 반대쪽, 즉 백라이트 유닛을 향하도록 배치된 면 또는 방향을 의미한다.
이하, 본 발명의 편광자 보호 필름의 제조방법에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 기재 필름의 적어도 일면 상에 양이온 경화형 코팅 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 코팅 조성물이 도포된 기재 필름을 연신 및 열경화하는 단계를 포함하는 편광자 보호 필름의 제조방법에 관한 것으로, 상기 양이온 경화형 코팅 조성물은 양이온 경화형 바인더 및 양이온계 열개시제를 포함하는 것인 편광자 보호 필름의 제조방법을 제공한다.
편광자는 여러 방향으로 진동하면서 입사되는 빛으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 빛만을 추출할 수 있는 특성을 나타내며, 본 발명의 편광자 보호 필름은 상기 편광자를 외부로부터 보호하는 용도로 사용되며, 상기 편광자의 적어도 일면에 부착되는 보호 필름일 수 있고, 바람직하게는 상기 편광자의 하부 보호 필름으로 사용되는 것이다.
한편, 액정표시장치가 대형화 및 슬림화됨에 따라, 하부 편광판의 처짐 현상이 발생하여 하부 편광판의 하부 보호 필름이 백라이트 유닛과 맞닿아 스크래치가 발생하게 된다.
이에 본 발명의 제조방법에 의해 수득되는 편광자 보호 필름은 상기 코팅층으로 인하여 내스크래치성, 고경도 등 우수한 물리적 특성을 나타내어 하부 편광판을 효과적으로 보호하며, 갈수록 박형화, 대형화되는 액정표시장치용 편광판에 유용하게 적용할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따라 제조되는 편광자 보호 필름은 연신된 기재 필름; 및 상기 연신된 기재 필름의 일면 상에 형성되는 연신 코팅층을 포함한다.
상기 기재 필름은 특별히 제한되지 않으나, 폴리에스테르(polyester), 폴리에틸렌(polyethylene), 사이클릭 올레핀 폴리머(cyclic olefin polymer, COP), 사이클릭 올레핀 코폴리머(cyclic olefin copolymer, COC), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAC), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리이미드(polyimide, PI) 또는 셀룰로오스(cellulose) 등을 포함하는 필름을 사용할 수 있다.
상기 기재 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 후속하는 연신 공정을 고려할 때 약 50 내지 1,000㎛, 구체적으로 100 내지 500㎛의 두께를 갖는 필름을 사용할 수 있다.
상기 기재 필름의 성형 방법 또한 특별히 제한되지 않으며, 용액 캐스트법, 용융 압출법, 캘린더법, 압축 성형법 등 적절한 필름 성형법에 의해 미연신 기재 필름을 준비할 수 있다.
상기 기재 필름을 연신하는 경우, 연신 공정에서 고분자가 재배열되어 상기 연신된 기재 필름 상에 기능성 코팅층 등을 추가로 형성하고자 할 경우 부착성이 감소되는 문제점이 있다. 따라서, 부착성 확보를 위하여 프라이머층을 형성하는 등 별도의 공정을 추가하거나, 부착성을 증진시킬 수 있는 기능성 화합물을 코팅층에 포함시키는 방안이 있는데, 전자의 경우 제조 공정상 별도의 공정이 추가되어 생산성이 하락하는 문제가 있으며, 필름마다 물리, 화학적 성질이 달라 범용 프라이머 개발이 어려운 문제가 있다. 또한, 코팅층에 기능성 화합물을 추가하는 것도 비용 증가와 다른 물성 하락의 문제가 있을 수 있다.
이에, 본 발명은 이러한 문제점을 해결한 것으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 별도의 프라이머층이 없어도 기재가 되는 연신 필름과의 부착성이 높고 충분한 내스크래치성을 구비하고, 박형화가 가능한 편광자 보호 필름을 제공하는 것을 가능케 한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 기재 필름은 미연신 상태에서 그 일면상에 코팅 조성물을 도포할 수 있다.
또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름의 일면 상에 양이온 경화형 코팅 조성물을 도포하는 단계 전에, 상기 기재 필름을 연신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 연신하는 단계는 일축 연신일 수 있다.
이때 연신 방향은 특별히 제한되지 않으며, 폭(TD) 방향 또는 길이(MD) 방향으로 연신될 수 있으며, 1축 연신 또는 2축 연신될 수 있다. 또한, 연신비는 상기 연신 방향의 길이를 기준으로 1.1배 이상, 또는 1.2배 이상, 또는 1.5배 이상이고, 5배 이하, 또는 3배 이하가 되도록 연신할 수 있다.
상기 미연신되거나 또는 일축 연신된 기재 필름의 적어도 일면 상에 양이온 경화형 코팅 조성물을 도포한다.
일반적으로, 편광자 보호 필름에 하드코팅층과 같은 기능성 코팅층을 형성하기 위해서는 연신된 필름 상에 코팅 조성물을 도포하고 건조 및 경화하는 방법이 사용된다. 그런데, 연신 필름의 경우 연신 공정에서 고분자가 재배열되는 과정을 거치므로 코팅층이 연신 필름에는 잘 부착되지 않는 문제점이 있다. 부착성 확보를 위하여 프라이머층을 형성하는 방법이 있지만 제조 공정상 별도의 공정이 추가되어 생산성이 하락하는 문제가 있으며, 범용 프라이머 개발이 어려운 문제가 있다.
본 발명의 제조방법에 따르면, 상기 기재 필름 상에 코팅 조성물을 도포하고 동시에 연신 및 열경화하여 코팅층을 형성함으로써, 별도의 프라이머층을 필요로 하지 않으면서도 연신된 기재 필름과의 부착성이 높고 박형화가 가능한 편광자 보호 필름을 제공할 수 있다.
한편, 코팅 조성물이 너무 리지드(rigid)할 경우 코팅 후 연신 공정에서 코팅층이 불균일하게 되거나 연신이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있고, 반대로 코팅 조성물이 너무 유연할 경우 고배율 연신이 가능한 장점이 있으나, 코팅 및 경화 후 충분한 강도와 내스크래치성을 확보하지 못할 수 있다.
따라서 균일한 연신 공정과 경화 후 충분한 내스크래치성을 나타내기 위해서는 기재 필름의 연신비 조절과 더불어 코팅 조성물의 유연성과 강도를 적절히 조절하는 것이 중요하다.
이에, 본 발명의 제조방법에 따르면, 상기 코팅 조성물의 조성과 연신 공정을 최적화시킴으로써 전술한 요구 사항을 만족하는 편광자 보호 필름을 제공할 수 있다.
기존에는 편광자 보호 필름의 코팅층 형성을 위해 아크릴레이트계 바인더와 같은 라디칼 경화형 바인더를 주로 사용한다. 그런데 라디칼 경화형 수지는 경화도가 높아 고경도의 코팅층을 형성하기 위한 목적으로 사용되지만, 가교 결합 거리가 짧아 경화 수축 현상이 발생하여 이로 인해 기재 필름과의 부착성이 저하되거나, 코팅층에 컬이나 균열이 생기는 현상이 발생하기 쉽다.
그러나, 본 발명에 따르면, 아크릴레이트계 바인더와 같이 경화 수축이 큰 라디칼 경화형 바인더를 사용하지 않고, 양이온 경화형 바인더를 주성분으로 포함하는 코팅 조성물을 사용하며, 이러한 코팅 조성물의 도포 후 연신 공정을 수행함으로써, 경화 수축으로 인한 기재 필름과의 부착성 저하와 코팅층의 컬이나 균열 현상을 현저히 줄일 수 있다. 따라서, 코팅층과 기재 필름과의 부착성이 높고 유연성과 경도 또한 동시에 만족하는 보호 필름을 제조할 수 있다.
상기 기재 필름에 코팅되는 양이온 경화형 코팅 조성물은 양이온 열개시제를 포함하며, 에폭시계 화합물을 포함하는 양이온 경화형 바인더를 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 에폭시계 화합물의 중량 평균 분자량은 특별히 제한되지 않으나, 약 100 g/mol 내지 5,000 g/mol, 또는 약 200 g/mol 내지 5,000 g/mol일 수 있다. 상기 에폭시 화합물의 중량 평균 분자량이 너무 크면 점도가 높아 코팅성이 좋지 않을 수 있고, 중량 평균 분자량이 너무 작으면 비점이 낮아 연신 공정 중 휘발하는 문제점이 있다.
상기 에폭시계 화합물은 적어도 1개 이상의 에폭시기를 포함하며, 열처리에 의해 양이온 열개시제로부터 생성된 양이온에 의해 경화가 개시되는 바인더로, 방향족 에폭시계 화합물, 수소화 에폭시계 화합물, 지환식 에폭시계 화합물, 지방족 에폭시계 화합물 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 지환식 에폭시계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 방향족 에폭시계 화합물은, 분자 내에 적어도 하나 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 에폭시계 화합물을 의미하며, 이에 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 비스페놀 A의 디글리시딜에테르, 비스페놀 F의 디글리시딜에테르, 비스페놀 S의 디글리시딜에테르와 같은 비스페놀형 에폭시 수지; 페놀노볼락 에폭시 수지, 크레졸노볼락 에폭시 수지, 히드록시벤즈알데히드페놀노볼락 에폭시 수지와 같은 노볼 락형의 에폭시 수지 테트라히드록시페닐 메탄의 글리시딜에테르, 테트라히드록시벤 조페논의 글리시딜에테르, 에폭시화폴리비닐페놀과 같은 다관능형의 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
또한, 상기 수소화 에폭시계 화합물은, 상기 방향족 에폭시계 화합물을 촉매의 존재 하에 가압하에서 선택적으로 수소화 반응을 행함으로써 얻어지는 에폭시계 화합물을 의미하며, 이에 한정되는 것은 아니나, 그 중에서도 특히 수소화한 비스페놀 A의 디글리시딜에테르를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 지환식 에폭시계 화합물은, 에폭시기가 지방족 탄화수소 고리를 구성하는 인접하는 2개의 탄소 원자사이에 형성되어 있는 에폭시계 화합물을 의미하며, 이에 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 2-(3,4-에폭시)시클로헥실-5,5-스피로-(3,4-에폭시)시클로헥산-m-다이옥산, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산카르복실레이트, 비닐시클로헥산디옥시드, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트, 엑소-엑소비스(2,3-에폭시시클로펜틸)에테르, 엔도-엑소비스(2,3-에폭시시클로펜틸)에테르, 2,2-비스[4-(2,3-에폭시프로폭시)시클로헥실]프로판, 2,6-비스(2,3-에폭시프로폭시시클로헥실-p-다이옥산), 2,6-비스(2,3-에폭시프로폭시)노르보르넨, 리모넨디옥시드, 2,2-비스(3,4-에폭시시클로헥실)프로판, 디시클로펜타디엔디옥시드, 1,2-에폭시-6-(2,3-에폭시프로폭시)헥사히드로-4,7-메타노인단, p-(2,3-에폭시)시클로펜틸페닐-2,3-에폭시프로필에테르, 1-(2,3-에폭시프로폭시)페닐-5,6-에폭시헥사히드로-4,7- 메타노인단, o-(2,3-에폭시)시클로펜틸페닐-2,3-에폭시프로필에테르), 1,2-비스[5-(1,2-에폭시)-4,7헥사히드로메타노인다노키실]에탄시클로펜테닐페닐글리시딜에테르, 메틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산)에틸렌글리콜디(3,4-에폭시시클로헥실메틸)에테르, 에틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트), 3,4-에폭시시클로헥산메탄올의ε-카프로락톤(1~10몰) 부가물과 다원자가(3~20값) 알코올(GR, TMP, PE, DPE, 헥사펜타에리트리톨)의 에스테르화 화합물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 반응성의 관점에서 특히 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트나 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 양이온 경화형 코팅 조성물은 양이온 경화형 바인더로 옥세탄계 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 옥세탄계 화합물은 적어도 1개 이상의 옥세탄기를 포함하며, 열처리에 의해 양이온 열개시제로부터 생성된 양이온에 의해 경화가 개시되는 바인더로, 그 종류에는 특별한 제한없이 사용할 수 있다.
상기 옥세탄계 화합물은 양이온 경화형 조성물의 점도를 낮출 수 있으며, 경화 속도를 보다 향상시킬 수 있다.
상기 옥세탄계 화합물은 보다 구체적으로, 예를 들면 3-에틸-3-[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]옥세탄, 1,4-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]벤젠, 1,4-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 1,3-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 1,2-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]벤젠, 4,4'-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]비페닐, 2,2'-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]비페닐, 3,3',5,5'-테트라메틸- 4,4'-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]비페닐, 2,7-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]나프탈렌, 비스{4-[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]페닐}메탄, 비스{2-[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]페닐}메탄, 2,2-비스{4-[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]페닐}프로판, 노볼락형페놀-포름알데히드 수지의 3-클로로메틸-3-에틸옥세탄에 의한 에테르화 변성물, 3(4),8(9)-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]-트리시클로[5.2.1.0 2,6]데칸, 2,3-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]노르보르난, 1,1,1-트리스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]프로판, 1-부톡시-2,2-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시메틸]부탄, 1,2-비스{[2-(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]에틸티오}에탄, 비스{[4-(3-에틸옥세탄-3-일)메틸티오]페닐}술피드, 1,6-비스[(3-에틸옥세탄-3-일)메톡시]-2,2,3,3,4,4,5,5-옥타플루오로헥산 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 3-에틸-3-(히드록시메틸)옥세탄과, m-테트라메틸-자일렌 디이소시아네이트 아젤라오일 클로라이드, 테레프탈로일 클로리아드 및 1,3,5-벤젠 트리카르보닐 트리클로라이드를 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물과의 반응에 의해 얻어지는 화합물을 사용할 수 있다.
상기 옥세탄계 화합물을 추가로 포함할 경우 이의 함량은, 상기 에폭시계 화합물 100 중량부에 대하여, 약 5 중량부 내지 약 80 중량부, 바람직하게는 약 10 중량부 내지 약 60 중량부일 수 있다. 상기 옥세탄계 화합물이 너무 많이 포함될 경우 경화 후 코팅층의 경도가 떨어질 수 있고 너무 적게 포함될 경우 옥세탄계 화합물의 추가에 의한 효과가 미미하므로, 이러한 관점에서 상기 중량부 범위가 바람직하다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 양이온 경화형 코팅 조성물은 실리콘계 또는 불소계 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 실리콘계 화합물로는 예를 들어, 디메틸실록산, 메틸실록산 등의 실리콘기(silicon group)를 가지며 알킬기, 또는 폴리에테르기 등을 함유하는 비반응성 실리콘계 화합물; 또는 실리콘기를 가지며 비닐기, (메타)아크릴레이트기, 또는 (메타)아크릴옥시기 등을 함유하는 반응성 실리콘계 화합물; 실리콘기를 갖는 수지, 오일(oil) 또는 계면활성제 등을 들 수 있으며, 바람직하게는, 실리콘기를 가지며 비닐기, (메타)아크릴레이트기, 또는 (메타)아크릴옥시기 등을 함유하는 반응성 실리콘계 화합물을 사용할 수 있다.
상기 불소계 화합물로는 예를 들어, 플루오로알킬기 등의 불소기(fluorine group)를 갖는 비반응성 불소계 화합물; 또는 불소기를 가지며 비닐기, (메타)아크릴레이트기, 또는 (메타)아크릴옥시기 등을 함유하는 반응성 불소계 화합물; 불소기를 갖는 수지, 오일(oil) 또는 계면활성제 등을 들 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실리콘계 또는 불소계 화합물은 상기 코팅 조성물 내 양이온 경화성 바인더 100 중량부에 대하여 약 0.1 중량부 이상, 또는 약 0.3 중량부 이상, 또는 약 0.5 중량부, 또는 약 1 중량부 이상이면서, 약 10 중량부 이하, 또는 약 8 중량부 이하, 또는 약 6 중량부 이하의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 실리콘계 또는 불소계 화합물의 함량이 너무 적으면 내스크래치성 효과가 낮을 수 있고, 함량이 너무 많으면 코팅성 불량, 도막 강도 저하 및 코팅 막의 표면 용출 등의 문제가 발생할 수 있다.
상기 양이온 경화형 코팅 조성물은 양이온 열개시제를 포함한다. 상기 양이온 열개시제는 열개시 시작온도가 60 ℃ 이상 150 ℃ 이하인 것이 바람직하다.
상기 양이온 열개시제는 열처리에 의해 양이온(cation)이나 루이스산을 만들어내는 화합물로서 에폭시기와 같은 양이온 중합성기에 작용하여 양이온 중합 반응을 개시시키는 화합물을 의미한다.
이때, 상기 양이온 열개시제로는 당해 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 양이온 열 개시제들이 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 설포늄염, 암모늄염, 포스포늄염, 오늄염, 아이오도늄염 등일 수 있다. 구체적으로 암모늄/안티몬 헥사플루오라이드, 트리아릴설포늄 헥사플루오로안티모네이트염, 트리아닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트, (톨리큐밀) 아이오도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 비스(도데실페닐)아이오도늄 헥사플루오로안티모네이트, 아이오도늄 (4-메틸페닐)(4-(2-메틸프로필)페닐) 헥사플루오로포스페이트, 옥틸 디페닐아이오도늄 헥사플루오로안티모네이트, 디아릴아이오도늄염, 벤질설포늄염, 페나실설포늄염, N-벤질피리디늄염, N-벤질피라지늄염, N-벤질암모늄염, 포스포늄염, 하이드라지늄염, 암모늄 보레이트염, 트리페닐 메틸 클로라이드 및 이들의 혼합물을 들 수 있으며, 바람직하게는 암모늄/안티몬 헥사플루오라이드, 트리아닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐 메틸 클로라이드 등을 들 수 있으며, 시판품으로는 Sanshin Chemical社 산-에이드(San Aid) SI-B2A, SI-B3, SI-B3A, SI-300, SI-360 등을 사용할 수 있다.
상기 양이온 열개시제의 함량은 전체 양이온 경화형 바인더 100 중량부에 대하여, 0.05 중량부 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅 조성물은 광경화형 바인더 및 양이온 광개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 코팅 조성물이 광경화형 바인더를 포함하는 경우, 상기 편광자 보호 필름의 제조방법에서 코팅 조성물이 도포된 기재 필름을 연신 및 열경화하는 단계 후, 상기 코팅 조성물에 대해 광경화를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 광경화 공정의 자외선 조사량은 20 mJ/cm2 내지 800 mJ/cm2일 수 있다. 자외선 조사의 광원으로는 본 기술이 속하는 기술분야에서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, 블랙 라이트(black light) 형광 램프 등을 사용할 수 있다.
상기 양이온 경화형 코팅 조성물에 양이온 광개시제를 더 포함하는 경우, 양이온 광개시제의 함량은 전체 양이온 경화형 바인더 100 중량부에 대하여, 0.05 중량부 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.1 중량부 내지 5 중량부일 수 있다.
본 발명의 양이온 경화형 코팅 조성물은 점도가 낮고 코팅성이 양호하여 용매없이 무용제(solvent-free) 타입으로 사용할 수 있다. 그러나, 유기 용매의 사용을 배제하는 것은 아니며, 필요에 따라 당해 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 유기 용매를 소량으로 포함할 수 있다. 이때, 유기 용매는 전체 코팅 조성물 100 중량부에 대하여 약 100 중량부 이하로 포함하여 사용할 수 있다.
사용가능한 유기 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올과 같은 알코올계 용매, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 1-메톡시-2-프로판올과 같은 알콕시 알코올계 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸프로필케톤, 시클로헥사논과 같은 케톤계 용매, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸글리콜모노에틸에테르, 디에틸글리콜모노프로필에테르, 디에틸글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜-2-에틸헥실에테르와 같은 에테르계 용매, 벤젠, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족 용매 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅 조성물은 연신 코팅층의 경도 향상 및 안티블로킹성 부여를 위하여 미립자를 더 포함할 수 있다.
상기 미립자는 유기 미립자 및 무기 미립자로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 유기 또는 무기 미립자의 입경은 헤이즈 및 코팅 두께를 적절하게 하기 위한 측면에서 10 ㎛ 이하일 수 있으며, 보다 구체적으로 10 nm 내지 10 ㎛, 바람직하게는 20 nm 내지 5 ㎛, 보다 바람직하게는 50 nm 내지 3 ㎛일 수 있다.
상기 유기 미립자 및/또는 무기 미립자는 보호 필름의 코팅층 형성을 위해 사용되는 종류이면 한정되지 않는다.
상기 유기 미립자는 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 에폭시 수지 및 나일론 수지로 이루어진 유기 미립자로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 유기 미립자는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 스티렌, p-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-에틸스티렌, m-에틸스티렌, p-클로로스티렌, m-클로로스티렌, p-클로로메틸스티렌, m-클로로메틸스티렌, 스티렌설폰산, p-t-부톡시스티렌, m-t-부톡시스티렌, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 부티레이트, 비닐에테르, 알릴 부틸 에트르, 알릴 글리시틸 에트르, (메타)아크릴산, 말레산, 불포 화 카르복시산, 알킬(메타)아크릴아마이드, (메타)아크릴로니트릴 및 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 유기 미립자는 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴레이트-co-스티렌, 폴리메틸아크릴레이트-co-스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트-co-스티렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아마이드계, 폴리이미드계, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 에폭시레진, 페놀레진, 실리콘 수지, 멜라민 수지, 벤조구아민, 폴리디비닐벤젠, 폴리디비닐벤젠-co-스티렌, 폴리디비닐벤젠-co-아크릴레이트, 폴리디알릴프탈레이트 및 트리알릴이소시아눌레이트폴리머 중에서 선택된 하나의 이상의 것 또는 이들의 2 이상의 코폴리머(copolymer)인 것을 사용할 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 무기 미립자는 산화규소, 이산화티탄, 산화인듐, 산화주석, 산화지르코늄 및 산화알루미늄으로 이루어진 무기 미립자군으로부터 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기 및 무기 미립자의 총 함량은, 상기 양이온 경화형 코팅 조성물 고형분 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 내지 20 중량부, 바람직하게는 1 중량부 내지 10 중량부의 범위일 수 있다. 상기 유기 및 무기 미립자의 총 함량이 상기 양이온 경화형 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우, 경도 및 내스크래치성 향상 효과가 미미하고, 20 중량부를 초과하는 경우, 코팅 조성물의 점도가 높아져 코팅성이 불량해지고 내부 산란에 의한 헤이즈값이 너무 커져서 명암 대비비(contrast ratio)가 저하될 수 있다.
한편, 본 발명의 코팅 조성물은 전술한 성분들 외에도, 계면활성제, 산화방지제, UV 안정제, 레벨링제, 방오제, 대전방지제, UV 흡수제, 소포제, 방부제 등 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 또한 그 함량은 본 발명의 코팅 조성물의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로, 특별히 제한하지는 않으나, 예를 들어 전체 코팅 조성물 고형분 100 중량부에 대하여, 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부로 포함될 수 있다.
상기 코팅 조성물을 도포하는 방법은 본 기술이 속하는 기술분야에서 사용될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 바코팅 방식, 나이프 코팅방식, 롤 코팅방식, 블레이드 코팅방식, 다이 코팅방식, 마이크로 그라비아 코팅방식, 콤마코팅 방식, 슬롯다이 코팅방식, 립 코팅방식, 또는 솔루션 캐스팅방식 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 편광자 보호 필름 제조방법은 코팅 조성물이 도포된 기재 필름을 연신 및 열경화하는 단계를 포함한다.
이때, 연신 방향은 특별히 제한되지 않으며, 폭(TD) 방향 또는 길이(MD)방향으로 연신될 수 있으며, 1축 연신 또는 2축 연신될 수 있다. 또한, 연신비는 연신 방향의 길이를 기준으로 1.05배 내지 10배, 또는 1.2배 내지 10배, 1.5배 내지 5배, 또는 1.5배 내지 3배가 되도록 연신할 수 있다. 상기 연신비가 상기 범위를 만족하는 경우, 코팅층이 갈라지지 않고 연신의 효과를 충분히 달성할 수 있다.
상기 기재 필름이 상기 코팅 조성물을 도포하기 전 일축 연신된 상태이면, 상기 코팅 후 연신 방향은 상기 코팅 조성물의 도포 전의 연신 방향과 수직 방향으로 연신하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 코팅 조성물을 도포하기 전에 기재 필름을 길이(MD) 방향으로 연신하였다면, 상기 코팅 조성물을 도포한 후에는 폭(TD) 방향으로 연신할 수 있다.
또한, 상기 코팅 조성물을 도포하기 전과 후에 각각 연신을 하는 경우, 총 연신비는 상기 기재 필름의 총 연신 면적을 기준으로 1.1배 이상, 또는 1.2배 이상, 또는 1.5배 이상이고, 25배 이하, 또는 10배 이하, 또는 7배 이하가 되도록 연신할 수 있다. 상기 연신비가 상기 범위를 만족하는 경우, 코팅층이 갈라지지 않고 연신의 효과를 충분히 달성할 수 있다.
상기 연신 전, 코팅 조성물의 도포면을 평탄화하고, 코팅 조성물에 포함된 용매를 휘발시키기 위해 건조하는 과정을 더 수행할 수 있다.
상기 코팅 조성물이 도포된 기재 필름을 연신 및 열경화하는 단계에서 연신 및 열경화(열처리)온도는 약 80 ℃ 이상이다. 구체적으로 100 ℃ 이상 220 ℃ 이하이다. 보다 구체적으로 120 ℃ 이상 160 ℃이하이다. 상기 연신 및 열경화(열처리)온도가 상기 범위를 만족하는 경우 열개시제에 의한 열경화 반응이 진행됨과 동시에 균일한 연신도 가능하여 원하는 외관과 도막 강도를 갖는 필름을 얻을 수 있다. 연신 및 열처리 온도가 80 ℃ 미만인 경우 열개시반응이 일어나지 않아 원하는 도막 강도를 얻을 수 없고, 160 ℃ 초과의 경우 열개시반응이 너무 급격히 발생하여 연신시 코팅층이 갈라질 수 있다.
또한, 상기 코팅 조성물이 도포된 기재 필름을 연신 및 열경화하는 단계의 열경화(열처리)시간은 20초 내지 10분일 수 있다. 구체적으로 30초 내지 5분일 수 있으며, 보다 구체적으로 30초 내지 2분일 수 있다. 상기 열경화(열처리)시간이 상기 범위를 만족하는 경우 열개시제에 의한 경화반응이 충분히 일어나 원하는 도막 강도를 갖는 필름을 얻을 수 있다.
상기와 같은 공정으로 수득한 본 발명의 편광자 보호 필름은 연신된 기재 필름 및 상기 연신된 기재 필름의 적어도 일면 상에 형성되는 연신 코팅층을 포함한다. 도 1은 본 발명의 제조방법에 의해 수득된 편광자 보호 필름의 일 예를 도시한 도이다.
상기 연신 코팅층은 상기 연신된 기재 필름과 일체화되어 연신된 것이므로, 별도의 프라이머층이 없어도 기재 필름과의 부착성이 높고 박형의 편광자 보호 필름을 제공하는데 유리하다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 연신 코팅층은 연신 및 경화된 후의 최종 두께가 50nm 내지 5㎛일 수 있으며, 구체적으로 100nm 내지 5㎛일 수 있다. 또한 보다 구체적으로 500nm 내지 3㎛일 수 있다. 이처럼 본 발명의 연신 코팅층은 박형으로 제조가 가능하며 충분한 강도를 나타낼 수 있다. 또한, 단일 코팅층에 의해서도 충분한 경도와 내스크래치성을 나타낼 수 있으며, 프라이머층 없이도 기재에 대한 높은 부착성을 나타내어 제조 공정의 작업성 및 생산성이 높다.
상기 연신 코팅층은 연신된 기재 필름의 일면에만 형성될 수도 있고, 양면에 모두 형성될 수도 있다.
상기 연신 코팅층이 연신된 기재 필름의 일면에만 형성되는 경우, 다른 일면에는 다른 광경화 코팅층 및/또는 열경화 코팅층이나, 기능성 부여를 위한 기타 층, 막, 또는 필름 등을 1개 이상으로 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 연신 코팅층 상에 다른 기능성 층을 추가로 형성하는 것도 가능하다.
이처럼 본 발명의 편광자 보호 필름이 상기 연신된 기재 필름의 다른 일면 상에 다른 층, 막 또는 필름 등을 포함하는 경우, 그 형성 방법 및 단계는 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 기재 필름의 연신 전에 코팅하여 연신 후 경화하는 방법, 상기 기재 필름의 연신 후에 코팅 및 경화하는 방법, 별도로 형성한 층, 막, 또는 필름을 접착제 등을 이용하여 상기 연신된 기재 필름에 라미네이션(lamination)하는 방법 등, 당 기술분야에 알려진 다양한 방법으로 상기 연신된 기재 필름의 다른 일면 상에 다른 층, 막, 또는 필름을 적층시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 제조방법에 의해 수득한 편광자 보호 필름은, 진동 발생기에 샘플을 연결하여 샘플과 확산 시트가 맞닿도록 포개어 놓고, 하중을 가한 상태에서 진동을 일정 시간 동안 가한 후, 편광자 보호 필름의 표면을 확인하여 내스크래치성을 평가할 수 있다.
또한 본 발명의 제조방법에 의해 수득한 편광자 보호 필름은, 500g 하중에서의 연필 경도가 H 이상일 수 있다.
상술한 제조방법에 의해 수득되는 편광자 보호 필름을 편광자의 적어도 일면에 적층하여 이를 포함하는 편광판을 제공할 수 있다.
편광자는 여러 방향으로 진동하면서 입사되는 빛으로부터 한쪽 방향으로 진동하는 빛만을 추출할 수 있는 특성을 나타낸다. 이러한 특성은 요오드를 흡수한 PVA(poly vinyl alcohol)를 강한 장력으로 연신하여 달성할 수 있다. 예를 들어 보다 구체적으로, PVA 필름을 수용액에 담가 팽윤(swelling)시키는 팽윤하는 단계, 상기 팽윤된 PVA 필름에 편광성을 부여하는 이색성 물질로 염색하는 단계, 상기 염색된 PVA 필름을 연신(stretch)하여 상기 이색성 염료 물질을 연신 방향으로 나란하게 배열시키는 연신 단계, 및 상기 연신 단계를 거친 PVA 필름의 색을 보정하는 보색 단계를 거쳐 편광자를 형성할 수 있다. 그러나, 본 발명의 편광판이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 편광자 보호 필름은 편광자의 양 면에 모두 부착할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 편광자의 일 면에만 상기 편광자 보호 필름이 구비되고, 다른 일 면에는 편광자 보호용으로 통상적으로 사용되는 범용의 보호 필름을 구비할 수 있다.
이때, 상기 편광판은 LCD의 하부 편광판으로 사용될 수 있으며, LCD 내의 적층 구조에 있어서, 본 발명의 편광자 보호 필름이 하부에 위치하도록 할 수 있다.
상기와 같이 상기 편광자 보호 필름을 하부로 하여 편광판을 LCD에 적층시킬 때, 편광판 하부에 구비되는 백라이트 유닛과 맞닿아 편광판의 하부 보호 필름이 손상됨으로써 헤이즈가 증가하는 문제점을 막아 우수한 광학물성을 나타낼 수 있다.
상기 편광자와 편광자 보호 필름은 접착제 등을 사용하여 라미네이션함으로써 접착시킬 수 있다. 사용 가능한 접착제로는 당 기술분야에 알려져 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 수계 접착제, 일액형 또는 이액형의 폴리비닐알콜(PVA)계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 스티렌 부타디엔 고무계(SBR계) 접착제, 또는 핫멜트형 접착제 등이 있으나, 본 발명이 이들 예에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 편광자 보호 필름을 편광자에 적층하여 접착할 때, 상기 연신 코팅층이 형성되지 않은 면이 편광자에 부착되도록 하고, 상기 연신 코팅층은 편광판의 바깥쪽으로 위치하도록 적층하는 것이 바람직하다. 도 2 및 3은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 편광자 보호 필름을 포함하는 편광판을 도시하는 도이다.
이와 같은 본 발명의 보호 필름을 구비하는 편광판은, LCD에 적용하는 것으로 예를 들어 설명하였지만 이에 제한되는 것은 아니며, 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 예를 들어 이동통신 단말기, 스마트폰, 기타 모바일 기기, 디스플레이 기기, 전자칠판, 옥외 전광판, 각종 표시부의 용도로 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 편광판은 TN(Twisted Nematic), STN(Super Twisted Nematic) 액정용 편광판일 수 있으며, IPS(In-Plane Switching), Super-IPS, FFS(Fringe Field Switching) 등의 수평배향모드용 편광판일 수도 있고, 수직배향 모드용 편광판일 수도 있다.
본 발명의 편광자 보호 필름의 제조방법으로 제조된 편광자 보호 필름이 부착된 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공할 수 있다.
상기 액정표시장치는 액정 셀; 상기 액정 셀의 상층부에 구비되는 상부 편광판; 상기 액정 셀의 하층부에 구비되는 하부 편광판; 및 상기 하부 편광판의 하층부에 구비되는 백라이트 유닛을 포함한다.
상기 하부 편광판은 편광자; 및 상기 편광자의 일면 또는 양면에 배치되는 전술한 편광자 보호 필름을 포함한다.
상기 상부 편광판은 편광자; 및 상기 편광자의 일면 또는 양면에 배치되는 전술한 편광자 보호 필름을 포함한다.
상술한 본 발명의 편광자 보호 필름을 포함하는 편광판을 액정표시장치의 상부 편광판으로 하여 제공될 수 있다.
상술한 본 발명의 편광자 보호 필름을 포함하는 편광판을 액정표시장치의 하부 편광판으로 하여 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 편광자 보호 필름을 포함하는 편광판은 액정표시장치의 하부 편광판으로 하고, 본 발명의 편광자 보호 필름은 백라이트 유닛에 대면되도록 배치될 수 있다.
상기와 같이 상기 편광자 보호 필름을 하부로 하여 편광판을 LCD에 적층시킬 때, 편광판 하부에 구비되는 백라이트 유닛과 맞닿아 편광판의 하부 보호 필름이 손상되는 문제점을 막아 우수한 광학물성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 편광자의 일 면에만 상기 편광자 보호 필름이 구비되고, 다른 일 면에는 편광자 보호용으로 통상적으로 사용되는 범용의 보호 필름을 구비할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제조방법에 의해 수득된 편광자 보호 필름을 포함하는 액
정표시장치를 도시하는 도이다.
백라이트 유닛은 액정 패널의 배면으로부터 광을 조사하는 광원을 포함하며, 상기 광원의 종류는 특별히 제한되지 않고, CCFL, HCFL 또는 LED 등 일반적인 LCD용 광원을 사용할 수 있다.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
< 실시예 >
코팅 조성물의 제조
제조예 1.
양이온 경화형 바인더로, 지환식 에폭시계 모노머 S28(Synasia 社) 100g, 양이온 열개시제 San-Aid SI-B3(Sanshin Chemical 社) 0.1g 및 실리콘계 첨가제로 Tego Rad 2250(Tego 社) 0.7g을 혼합하여 코팅 조성물을 준비하였다.
제조예 2.
상기 제조예 1에서 양이온 열개시제로 San-Aid SI-B3(Sanshin Chemical 社) 0.1g 대신 San-Aid Si-360(Sanshin Chemical 社) 2g을 사용하는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 준비하였다.
제조예 3.
상기 제조예 1에서 양이온 경화형 바인더로 S28(Synasia 社) 대신에 지환식 에폭시계 모노머인 Celloxide 2021P(Daicel 社) 100g을 사용하고, 실리콘 첨가제로 Tego Rad 2250 대신에 Tego Glide 440 (Tego사) 0.7g 사용하는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 준비하였다.
제조예 4.
상기 제조예 1에서 양이온 경화형 바인더로 S28 대신에 지환식 에폭시계 모노머인 Celloxide 2021P(Daicel 社) 80g과 옥세탄계 화합물인 OXT-221 (Toagosei 사) 20g을 사용하는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 준비하였다.
제조예 5.
상기 제조예 1에서 유기 미립자로 PMMA 비드 MX-800T (Soken 사) 2g을 추가로 더 첨가한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 준비하였다.
제조예 6.
상기 제조예 1에서 광경화성 양이온 중합 개시제인 CPI-100P (San-Apro사) 2g을 추가로 더 첨가한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 준비하였다.
제조예 7.
상기 제조예 1에서 양이온 개시제로 열개시제인 San-Aid SI-B3(Sanshin Chemical 社) 0.1g 대신 광개시제인 CPI-100P (San-Apro사) 3g을 사용하는 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물을 준비하였다.
편광자 보호 필름 제조
실시예 1.
폴리메틸메타크릴레이트 수지를 250℃ 조건 하에서 T-다이 제막기를 이용하여 폭 800mm, 두께 200㎛의 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 135℃의 온도에서 길이(MD) 방향으로 1.8배 연신하여 일축 연신 필름을 제조하였다.
상기 일축 연신 필름 상에, 상기 제조예 1의 코팅 조성물을 바 코팅(bar coating) 방식으로 코팅한 후, 132℃ 온도에서 폭(TD) 방향으로 2.5배 연신과 동시에 열처리를 1분간 진행하여 두께가 2㎛인 코팅층이 형성된 편광자 보호 필름을 제조하였다.
실시예 2.
제조예 1의 코팅 조성물 대신 제조예 2의 코팅 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호 필름을 제조하였다.
실시예 3.
제조예 1의 코팅 조성물 대신 제조예 3의 코팅 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호 필름을 제조하였다.
실시예 4.
제조예 1의 코팅 조성물 대신 제조예 4의 코팅 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호 필름을 제조하였다.
실시예 5.
제조예 1의 코팅 조성물 대신 제조예 5의 코팅 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호 필름을 제조하였다.
실시예 6.
제조예 1의 코팅 조성물 대신 제조예 6의 코팅 조성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅층이 형성된 연신필름을 제조한 후에 추가로 코팅면에 자외선 조사를 실시하여 편광자 보호 필름을 제조하였다.
비교예 1.
폴리메틸메타크릴레이트 수지를 250℃ 조건 하에서 T-다이 제막기를 이용하여 폭 800mm, 두께 200㎛의 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 135℃의 온도에서 길이(MD) 방향으로 1.8배 연신한 후, 135℃의 온도에서 폭(TD) 방향으로 2.5배 순차적으로 연신하여 이축 연신한 폴리메틸메타크릴 필름을 제조하였다.
상기 연신 필름 상에, 상기 제조예 7의 코팅 조성물을 바 코팅(bar coating) 방식으로 2㎛ 두께로 코팅한 후 자외선을 조사하여 코팅층이 형성된 편광자 보호 필름을 제조하였다.
비교예 2.
폴리메틸메타크릴레이트 수지를 250℃ 조건 하에서 T-다이 제막기를 이용하여 폭 800mm, 두께 200㎛의 미연신 필름을 제조하였다. 상기 미연신 필름을 135℃의 온도에서 길이(MD) 방향으로 1.8배 연신한 후, 135℃의 온도에서 폭(TD) 방향으로 2.5배 순차적으로 연신하여 이축 연신한 폴리메틸메타크릴 필름을 제조하였다.
상기 연신 필름 상에, 상기 제조예 1의 코팅 조성물을 바 코팅(bar coating) 방식으로 2㎛ 두께로 코팅한 후 130℃의 온도에서 1분간 열처리를 진행하였으나, 열처리 공정 중 필름이 크게 수축하면서 코팅 도막이 매우 불균일해져서 결국 균일한 외관을 가진 필름을 얻지 못하였다.
< 실험예 >
<측정방법>
실시예의 편광자 보호 필름에 대하여 하기 방법으로 물성을 측정하였다.
1) 내스크래치성
진동 발생기가 연결된 샘플 폴더(50 mm X 50 mm)에 실시예 및 비교예의 편광자 보호 필름의 코팅층과 확산 시트(LG Electronics Inc., ND146)가 맞닿도록 포개어 놓고 300g의 무게추로 하중을 준 상태에서 진동(인가 진동 세기 2.8 Grams, 주파수 20-60Hz)을 240초간 가하였다. 이후 편광자 보호 필름의 코팅층 및 확산 시트 표면에 스크래치 및 갈림 발생 유무를 가지고 내스크래치성을 평가하였다. 스크래치나 갈림 발생이 없으면 ○, 미세한 스크래치나 갈림이 발생하면 △, 스크래치가 뚜렷하게 발생하면 X로 기재하였다.
2) 연필경도
연필경도계(경도시험기, 제조사: 충북테크)를 이용하여 500g의 하중에서 연필경도를 측정하였다. ASTM 3363-74에 따라 표준 연필(Mitshbishi)을 6B~9H로 변화시키면서 45° 각도를 유지하여 코팅층 표면에 스크래치를 가하여 표면의 변화를 관찰하였다. 각각의 실험값은 5회 측정 후 평균값으로 기재하였다.
3) 부착성
ASTM D3359에 의거하여 실시예 및 비교예의 편광자 보호 필름의 코팅층에 대해, 가로 및 세로가 각각 1mm가 되도록 100개(10x10)의 칼집을 내고 테이프(상품명: CT-24, 제조사: Nichiban)를 붙인 후, 박리하여 테이프와 함께 떨어지는 코팅층 칸의 개수를 세었다. 떨어지는 칸이 0 내지 5개인 경우 O, 6개 이상인 경우 X로 평가하였다.
상기 물성 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
내스크래치성 연필경도 부착성 비고
실시예 1 ○ H ○
실시예 2 ○ H ○
실시예 3 ○ 2H ○
실시예 4 ○ 2H ○
실시예 5 ○ 2H ○
실시예 6 ○ 2H ○
비교예 1 ○ H X
비교예 2 - - - 불균일한 필름 제작 실패
표 1로부터, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 실시예 1 내지 6의 편광자 보호 필름은 우수한 내스크래치성, 연필경도 및 기재와의 우수한 부착성을 갖는 것을 확인하였다.
하지만, 양이온계 열개시제가 아닌 광개시제를 포함하는 비교예 1은 기재와 코팅층의 부착성이 매우 떨어지는 것을 확인할 수 있으며, 2축 연신 필름에 코팅 조성물이 도포된 후 추가 연신 공정 없이 열처리 공정만 진행된 비교예 2는 열처리 공정 중 연신 필름이 과도하게 수축하면서 균일한 필름을 얻지 못하였다.
10: 상부 편광판
20: 액정 셀
30: 하부 편광판
34: 편광자 보호 필름
40: 백라이트 유닛

Claims (13)

  1. 기재 필름의 적어도 일면 상에 양이온 경화형 코팅 조성물을 도포하는 단계; 및
    상기 코팅 조성물이 도포된 기재 필름을 연신 및 열경화하는 단계를 포함하는 편광자 보호 필름의 제조방법에 관한 것으로,
    상기 양이온 경화형 코팅 조성물은 양이온 경화형 바인더 및 양이온계 열개시제를 포함하고,
    상기 기재 필름을 연신 및 열경화하는 단계에서의 연신비는 연신 방향의 길이를 기준으로 1.5배 내지 3배인 편광자 보호 필름의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기재 필름을 연신 및 열경화하는 단계의 연신 및 열경화 온도는 80℃ 이상인 편광자 보호 필름의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기재 필름은 폴리에스테르(polyester), 폴리에틸렌(polyethylene), 사이클릭 올레핀 폴리머(cyclic olefin polymer, COP), 사이클릭 올레핀 코폴리머(cyclic olefin copolymer, COC), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAC), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리이미드(polyimide, PI) 및 셀룰로오스(cellulose)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 편광자 보호 필름의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 양이온 경화형 바인더는 에폭시계 화합물을 포함하는 편광자 보호 필름의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 에폭시계 화합물의 중량 평균 분자량은 100 g/mol 내지 5,000 g/mol인 편광자 보호 필름 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 에폭시계 화합물은 지환족 에폭시계 화합물인 편광자 보호 필름의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 양이온 경화형 바인더는 옥세탄계 화합물을 더 포함하는 편광자 보호 필름의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 양이온 경화형 코팅 조성물은 실리콘계 또는 불소계 화합물을 더 포함하는 편광자 보호 필름의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 실리콘계 또는 불소계 화합물은 양이온 경화형 바인더 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 편광자 보호 필름의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 양이온 경화형 코팅 조성물은 미립자를 더 포함하는 편광자 보호 필름의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 기재 필름의 일면 상에 양이온 경화형 코팅 조성물을 도포하는 단계 전에, 상기 기재 필름을 연신하는 단계를 더 포함하는 것인 편광자 보호 필름의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 코팅 조성물이 도포된 기재 필름을 연신 및 열경화하는 단계 후,
    상기 코팅 조성물에 대해 광경화를 수행하는 단계를 더 포함하는 것인 편광자 보호 필름의 제조방법.
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