KR102201547B1 - 편광자 보호 필름의 제조방법, 편광자 보호 필름 및 이를 포함하는 편광판 - Google Patents

편광자 보호 필름의 제조방법, 편광자 보호 필름 및 이를 포함하는 편광판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 미카엘 수용체(michael acceptor)을 포함하는 코팅조성물을 사이클릭 올레핀 폴리머 필름의 적어도 일면 상에 도포하는 단계; 및 상기 표면처리 조성물이 도포된 사이클릭 올레핀 폴리머 필름을 열처리하는 단계를 포함하는 편광자 보호 필름의 제조방법, 편광자 보호 필름 및 이를 포함하는 편광판에 관한 것이다.

Description

편광자 보호 필름의 제조방법, 편광자 보호 필름 및 이를 포함하는 편광판{METHOD FOR PREPARING OF POLARIZER PROTECTING FILM, POLARIZER PROTECTING FILM, AND POLARIZING PLATE COMPRISING SAME}
본 발명은 편광자 보호 필름의 제조방법, 편광자 보호 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 보호 필름을 적층한 구조로 사용되어 왔다.
보호필름은 각종 조립 공정에서 편광판 표면을 이물질로부터 보호하기 위한 것으로 접착제로 편광자에 접착되며, 종래에는 편광판 보호 필름으로 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 보호 필름들이 개발되고 있으며, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 싸이클로올레핀 폴리머(COP, cycloolefin polymer), 아크릴계 필름 등을 단독 또는 혼합하여 사용하는 방안이 제안되었다. 그러나 TAC 보호필름 및 COP 보호필름등은 소수성 보호필름으로 친수성인 수계 접착제와 접착력의 증대가 요구된다. 이와 같이 보호필름의 접착력을 증대시키기 위해 일반적으로 소수성인 TAC 필름은 알칼리 용액에 침지하여 필름 표면에 -OH기를 도입하여 필름 표면을 친수성으로 개질한다.
그러나 COP 보호필름은 특별히 화학적으로 표면만 개질할 수 있는 방안이 제시되어 있지 않아 COP와 편광자의 접착력 확보가 어려운 문제가 있다. COP의 접착력 증대를 위해 COP 표면에 코로나 방전을 가하여 접촉각을 낮추어 수계 접착제의 젖음성을 확보하는 방법, 변성PVA로 접착제를 개질하는 방법, 용매 처리를 통해 표면 개질하는 방법이 있다. 코로나 방전 및 변성 PVA로 접착제를 개질하는 방법등은 접착력이 0.4N/cm으로 낮아 편광자와 COP보호필름의 접착력을 극대화할 수 있는 방법이 요구된다.
이때, 상기 편광자와 보호 필름을 부착시키는데 사용되는 접착제로는 주로 폴리비닐알콜계 수지의 수용액으로 이루어지는 수계 접착체가 사용되고 있다. 그러나, 상기 수계 접착제의 경우, 보호 필름으로 TAC이 아닌 아크릴계 필름이나 COP 필름 등을 사용할 경우에는 접착력이 약하기 때문에 필름 소재에 따라 그 사용이 제한된다는 문제점이 있다.
한국 공개 공보 제2010-0092265호
본 발명은 편광자의 보호 필름인 사이클릭 올레핀 폴리머 필름은 수계 접착제와 접착력이 낮아 쉽게 박리되는 것을 해결하기 위한 것이며, 접착력이 높은 편광자 보호 필름의 제조방법, 편광자 보호 필름 및 이를 포함하는 편광판을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태는,
탄소수 10 이상의 직쇄 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물을 포함하는 표면처리 조성물을 사이클릭 올레핀 폴리머 필름의 적어도 일면 상에 도포하는 단계; 및
상기 표면처리 조성물이 도포된 사이클릭 올레핀 폴리머 필름을 열처리하는 단계를 포함하는 편광자 보호 필름의 제조방법을 제공한다.
또 다른 일 실시상태는, 사이클릭 올레핀 폴리머 필름; 및
상기 사이클릭 올레핀의 적어도 일면은 표면처리된 면을 포함하는 편광자 보호 필름으로서,
상기 표면처리된 면은 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물을 포함하는 표면처리 조성물을 포함하는 편광자 보호 필름을 제공한다.
또 다른 일 실시상태는, 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면 상에 전술한 편광자 보호 필름을 포함하는 것인 편광판을 제공한다.
또 다른 일 실시상태는, 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛의 일측에 구비된 액정 패널; 및 상기 백라이트 유닛과 상기 액정 패널 사이에 구비된 전술한 편광판을 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 편광자 보호 필름 제조방법에 따라 제조된 편광자 보호 필름은 우수한 접착력을 갖는다. 구체적으로 사이클릭 올레핀 폴리머 필름을 사용하여 표면처리함으로써 수계접착제의 아세토아세테이트(acetoacetate)기와 반응할 수 있는 작용기와 사이클릭 올레핀 폴리머와 친화성이 높은 직쇄 알킬기를 포함하는 물질을 도포하고 열처리 함으로써 사이클로 올레핀 폴리머 필름의 접착력을 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 편광자 보호 필름을 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 편광자 보호 필름을 포함하는 편광판을 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 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물을 포함하는 표면처리 조성물을 사이클릭 올레핀 폴리머 필름의 적어도 일면 상에 도포하는 단계; 및 상기 조성물이 도포된 사이클릭 올레핀 폴리머 필름을 열처리하는 단계를 포함하는 편광자 보호 필름의 제조방법에 관한 것이다.
상기 표면처리 조성물은 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물을 포함하고, 상기 화합물로 미카엘 수용체(michael acceptor)을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면처리 조성물은 탄소수 12 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면처리 조성물은 탄소수 10 내지 30의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면처리 조성물은 탄소수 12 내지 22의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물을 포함한다.
본 발명의 사이클릭 올레핀 폴리머 필름을 미카엘 수용체를 사용하여 표면 처리함으로써 수계접착제의 아세토아세테이트(acetoacetate)기와 반응할 수 있는 작용기와 사이클릭 올레핀 폴리머와 친화성이 높은 직쇄 알킬기를 포함하는 물질을 도포하고 열처리를 함으로써 사이클로 올레핀 폴리머 필름의 접착력을 향상시키는 것으로, 사이클릭 올레핀 폴리머와 친화성이 우수한 직쇄 알킬기를 갖는 불포화기를 갖는 물질이 표면에 존재하게 함으로써 직쇄 알킬기에 의한 사이클릭 올레핀 폴리머와 접착력 증가 및 불포화기에 의한 수계 접착제와 반응을 통해 접착력을 향상된다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 미카엘 수용체는 불포화기를 포함하는 화합물을 의미하며, 본 명세서에 있어서, 불포화기는 이중결합을 가지는 불포화 탄화수소를 의미하며, 보다 구체적으로는 알케닐기를 의미한다. 또한, 상기 미카엘 수용체는 α,β-불포화카보닐 화합물, α,β-불포화설포닐 화합물, 또는 α,β-불포화니트릴 화합물인 것이 바람직하나, 불포화기를 갖는다면 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 열처리하는 단계의 온도는 70℃ 이상이며, 보다 바람직하게는 70℃ 내지 140℃이다.
구체적으로 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 열처리 하는 단계는 70℃ 내지 140℃ 에서 20초 내지 5분 간 열처리하는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 열처리하는 단계는 표면처리액의 용매를 건조하는 단계로 용매의 건조 및 직쇄 알킬기가 사이클릭 올레핀 폴리머에 견고하게 부착되는 것으로, 상기 온도보다 낮은 온도에서 열처리하면 접착력 상승을 기대할 수 없다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면처리 조성물이 도포된 사이클릭 올레핀 폴리머 필름을 열처리 후 표면처리 조성물의 양은 0.005 g/m2 내지 0.1 g/m2이며, 0.005 g/m2 미만으로 잔류하면 접착력이 0.5N이하이며, 0.1 g/m2를 초과하면 헤이즈(Haze)가 증가하여 광학필름으로 부적합하다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면처리 조성물은 유기 용매를 포함한다. 이때, 유기 용매는 전제 표면처리 조성물 100 중량부에 50 내지 99.9 중량부로 포함하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면처리 조성물은 유기 용매를 포함한다. 이때, 유기 용매는 전제 표면처리 조성물 100 중량부에 50 내지 99.9 중량부로 포함되고, 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물은 0.1 내지 50 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 일실시상태에 있어서 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, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트 등과 같은 에스테르류; 헥산,시클로헥산, 메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산 등의 지방족 용매 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
유기용매는 별도의 제한은 없으나, 표면처리하였을 때 사이클로 올레핀 폴리머의 위상차를 변화시키는 용매는 30중량부 이하로 사용하는 것이 위상차 변화를 최소화시킨다는 측면에서 유리하다. 또한 용매의 비점이 너무 낮은 용매를 다량 사용하는 것은 고형분의 변동 위험성이 높고 상온에서 쉽게 증발하므로 작업자에게 위해를 가할 수 있어 부적절하며, 용매의 비점이 너무 높은 경우 유기용매의 휘발에 높은 온도 및 장시간이 필요하여 부적절하다.
유기 용제는 비점 80℃ 이상의 용매를 주 성분으로 하여 고비점 용매를 일부 사용해도 괜찮다.
본 발명의 일실시상태에 있어서, 상기 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure 112018048666294-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
R1은 수소, 니트릴기, 니트로기, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 6의 에스테르기이며,
R2는 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기이고,
X는 -C(=O)-, -S(=O)2- ,-S(=O)-, -P(=O)2-, 또는 -P(=O)- 이며,
Y는 -O-, -S- 또는 -NH-이고,
L는 직접결합; -O-; -NH-; 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이며
n은 0 내지 5의 정수이고, n이 2 이상인 경우 L은 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일실시상태에 있어서, 상기 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물의 알킬기는 탄소수 10 내지 30의 직쇄의 알킬기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 수소, 또는 탄소수 1 내지 6의 직쇄의 알킬기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 수소, 메틸기, 또는 에틸기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 탄소수 12 이상의 직쇄의 알킬기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 탄소수 10 내지 30의 직쇄의 알킬기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 탄소수 12 내지 22의 직쇄의 알킬기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 -C(=O)-이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y는 -O- 또는 -NH-이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 Y는 -O-이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 L는 직접결합이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 0 이다.
본 발명의 일실시상태에 있어서, 상기 L는 -O-; -NH-; 또는 프로필렌기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 n은 4 이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 라우릴 (메타)아크릴레이트; 스테아릴 (메타)아크릴레이트; 스테아릴 메타크릴레이트; 베헤닐 (메타)아크릴레이트; 또는 하기 구조식 중 선택된다.
Figure 112018048666294-pat00002
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 열처리 단계 후 코로나 처리한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 사이클릭 올레핀 폴리머 필름;
상기 사이클릭 올레핀의 적어도 일면은 표면처리된 면을 포함하는 편광자 보호 필름으로서,
상기 표면처리된 면은 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물을 포함하는 표면처리 조성물을 포함하는 편광자 보호 필름을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것인 편광자 보호 필름을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112018048666294-pat00003
상기 화학식 1에 있어서,
R1은 수소, 니트릴기, 니트로기, 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 탄소수 1 내지 6의 에스테르기이며,
R2는 탄소수 10 이상의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고,
X는 -C(=O)-, -S(=O)2-,-S(=O)-, -P(=O)2-, 또는 -P(=O)- 이며,
Y는 -O-, -S- 또는 -NH-이고,
L는 직접결합; -O-; -NH-; 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이며
n은 0 내지 5의 정수이고, n이 2 이상인 경우 L은 서로 같거나 상이하다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물을 포함하는 표면처리 조성물의 양은 0.005 g/m2 내지 0.1 g/m2인 것인 편광자 보호필름을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 코팅층의 헤이즈(Haze) 값은 0.05% 내지 1.0%인 것이 바람직하고, 1.0%보다 크면 광학 필름에 부적절하다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 헤이즈는 빛이 투명한 기재를 통과할 때 확산되어 불투명한 외관을 나타내는 현상으로 측정방법은 표면처리액 도포 후 열처리가 완료된 사이클로 올레핀 폴리머 필름을 HR-150(Murakami Color Research Laboratory사)로 측정하였다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면처리 면의 면방향 위상차 (Rin)는 Axoscan Mueler Matrix Polorometer(Axometrics사 제품)으로 측정하며 기재의 두께 d, Slow axis의 굴절률 nx, Fast Axis의 굴절률 ny에 대해 Rin=(nx-ny)*d의 관계를 갖는다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 표면처리 면의 면방향 위상차 (Rin)는 550㎚파장 조건에서 기재의 굴절률과 두께를 입력함으로써 Axoscan에서 측정된다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 표면처리 후의 위상차는 표면처리 전의 위상차보다 2 nm 이하로 증가 또는 감소하는 것이 바람직하다. 즉, 표면처리 전후의 위상차의 차이는 0 nm 내지 2 nm인 것이 바람직하다. 위상차의 변동폭이 클수록 편광자와 합지 후 얼룩이 잘 시인되므로 위상차 변동이 작을수록 좋다. 이 때의 사이클릭 올레핀 폴리머 필름의 표면처리 전의 위상차는 한정되지 않으므로, 본 발명의 사이클릭 올레핀 폴리머의 필름으로 미연신된 사이클릭 올레핀 폴리머 필름, 또는 연신된 사이클릭 올레핀 필름을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 위상차의 차는 표면처리액 도포 전의 필름의 위상차를 측정하고 표면처리 조성물 도포 및 열처리 후 동일위치의 위상차를 측정하여 표면 처리 후의의 위상차에서 표면처리 전의 위상차를 빼서 공정에 의한 위상차 변화를 측정하였다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물은 상기 전술한 화학식 1로 표시될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 편광자 보호 필름은 도 1로 표시되고, 구체적으로 사이클릭 올레핀 폴리머 필름의 일면이 표면처리된 면을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 편광판은 편광자; 및 상기 편광자의 적어도 일면 상에 전술한 편광자 보호 필름을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광자 및 상기 편광자 보호 필름 사이에 수계 접착층이 구비된 것이다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 편광판은 도 2로 표시되고, 구체적으로 사이클릭 올레핀 폴리머 필름의 일면에 표면처리된 면을 구비하고, 표면처리된 면 상에 접착층, 편광자, 제2 보호필름이 적층된 구조를 도시한 것이다. .
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광자 및 상기 편광자 보호 필름의 접착력은 0.5 N/2cm 이상 10 N/2cm 이하이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 접착력은 아래의 방법으로 측정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 편광판은 KOH로 검화 후 세척한 60㎛ TAC, 22㎛ 편광자, 표면처리된 사이클로올레핀 폴리머를 아세토 아세테이트(acetoacetate)기를 갖는 PVA(Z200, 일본합성화학)와 경화제로 구성된 수계 접착제로 접착한 후, 80℃ 컨벤션 오븐에서 5분 동안 건조한다. 그 후, 합지된 편광판을 폭 2㎝m, 길이 150㎝로 절단한 후 사이클로 올레핀 폴리머 필름쪽을 코로나 처리 후에 3M 양면 테이프로 고정한 후 인장실험기로 90° 박리 실험을 통하여 접착력을 측정하였다.
이때, 상기 편광자는 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술분야에 잘 알려진 편광자, 예를 들면, 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알코올(PVA)로 이루어진 필름이 사용된다.
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 편광자 보호 필름을 편광자에 적층하여 접착할 때, 상기 기재 필름이 편광자에 부착되는 것이 바람직하다.
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 면에 편광자에 부착되도록 하고, 상기 연신 코팅층은 편광판의 바깥쪽으로 위치하도록 적층하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명의 편광자 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 출원의 일 실시상태는 액정 셀; 상기 액정 셀의 상층부에 구비되는 상부 편광판; 상기 액정 셀의 하층부에 구비되는 하부 편광판; 및 상기 하부 편광판의 하층부에 구비되는 백라이트 유닛을 포함하며, 상기 하부 편광판은 편광자; 및 상기 편광자의 일면 또는 양면에 배치되는 본 출원의 일 실시상태에 따른 편광자 보호 필름을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광자 보호 필름은 백라이트 유닛에 대면되도록 배치되는 것인 액정표시장치를 제공한다.
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>
표면처리 조성물의 제조
제조예 1.
미카엘 수용체로 라우릴 아크릴레이트 0.7 g (0.7 중량부, Aldrich) 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 99.3g (99.3 중량부, 대정화금)을 혼합하여 표면처리 조성물을 준비하였다.
제조예 2.
스테아릴 아크릴레이트 0.4 g (0.4 중량부, 미원 스페셜티 케미컬, Miramer M180) 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 99.6g (99.6 중량부, 대정화금)을 혼합하여 표면처리 조성물을 준비하였다.
제조예 3.
스테아릴 메타크릴레이트 0.4 g (0.4 중량부, 미원스페셜티 케미컬, Miramer M181) 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 99.6g (99.6 중량부, 대정화금)을 혼합하여 표면처리 조성물을 준비하였다.
제조예 4.
베헤닐 아크릴레이트 0.3g (0.3 중량부, BLEMMER VA, NOF CORPORATION(일유주식회사), 부틸아세테이트 49.7g (49.7 중량부, 대정화금) 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 50.0g (50.0 중량부, 대정화금)을 혼합하여 표면처리조성물을 준비하였다.
제조예 5.
라우릴 아크릴레이트 0.7g (0.7 중량부, Aldrich), 에틸시클로헥산 29.3g (29.3 중량부, 대정화금) 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 70g (70 중량부, 대정화금)을 혼합하여 표면처리 조성물을 준비하였다.
제조예 6.
베헤닐 아크릴레이트 0.4g (0.4 중량부, BLEMMER VA, NOF CORPORATION(일유주식회사), 부틸아세테이트 49.6g (49.6 중량부, 대정화금) 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 50.0g (50 중량부, 대정화금) 을 혼합하여 표면처리 조성물을 준비하였다.
제조예 7.
스테아릴 아크릴레이트 0.3 g (0.3 중량부, 미원 스페셜티 케미컬, Miramer M180), 에틸시클로헥산 29.7 g (29.7 중량부, 대정화금) 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 70.0g (70 중량부, 대정화금)을 혼합하여 표면처리 조성물을 준비하였다.
제조예 8.
미카엘 수용체로 스테아릴 알코올 26.29g(TCI) 과 3-이소시아나토프로필 아크릴레이트 13.71g(Showa Denko),및 THF 80g을 60℃로 승온한 후 디부틸주석 디라우레이트(dibutyltin dilaurate) 0.031g을 넣고 24시간동안 반응한 후 THF를 제거하여 얻은 화합물 0.4 g (0.4중량부), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 50g (50 중량부, 대정화금) 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 50g (50 중량부, 대정화금) 혼합하여 표면처리 조성물을 준비하였다.
제조예 9.
미카엘 수용체를 혼합하지 않고, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 100g (100 중량부, 대정화금)을 표면처리 조성물로 준비하였다.
제조예 10.
미카엘 수용체를 혼합하지 않고, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 100g (100 중량부, 대정화금)을 표면처리 조성물로 준비하였다.
제조예 11.
2-에틸헥실 아크릴레이트 1 g (1.0 중량부, Aldrich ), 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 99g (99.0 중량부, 대정화금)을 혼합하여 표면처리 조성물을 준비하였다.
제조예 12.
4-t-부틸시클로헥실 아크릴레이트 1 g (1.0 중량부, Aldrich), 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 99g (99.0 중량부, 대정화금)을 혼합하여 표면처리 조성물을 준비하였다.
편광자 보호필름의 제조
실시예 1
1) 편광자의 제조
두께 60um의 폴리비닐알코올 필름을 가이드롤을 이용하여 움직이면서 요오드와 요오드화 칼륨의 염색액에 침지하여 염색한 후 약 3~5배 연신처리하였다. 이이서 상기 필름을 붕산과 요오드화 칼륨의 조 안으로 투입하여 가교 처리를 하고 80℃에서 5~8분간 건조하여 PVA 편광소자를 얻었다.
2) 사이클릭 올레핀 폴리머 필름의 표면처리
40um ZT COP(Zeon사 사이클릭 올레핀 폴리머 필름) 상에, 상기 제조예 1의 표면처리 조성물을 바코팅 방식으로 코팅한 후, 80℃에서 1분간 열처리를 진행하여 도포량이 0.023g/m2이 되도록 한다.
3) 편광판의 제조
상기 PVA 편광소자의 한면에 보호필름으로써 두께 60㎛의 비누화 처리된 트리아세틸셀룰로우스(Triacetyl cellulose, 이하 TAC이라 함)필름을, 반대면에 코팅처리된 사이클릭 올레핀 폴리머 필름을 적층 후 각각의 계면을 수계 접착제를 도포 후 건조하여 편광판을 제조하였다.
실시예 2
제조예 1의 표면처리 조성물 대신 제조예 2의 표면처리 조성물을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
실시예 3
제조예 1의 표면처리 조성물 대신 제조예 3의 표면처리 조성물을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
실시예 4
제조예 1의 표면처리 조성물 대신 제조예 4의 표면처리 조성물을 사용하고, 100℃에서 1분간 열처리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
실시예 5
제조예 1의 표면처리 조성물 대신 제조예 5의 표면처리 조성물을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
실시예 6
제조예 1의 표면처리 조성물 대신 제조예 6의 표면처리 조성물을 사용하고, 100℃에서 1분간 열처리한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
실시예 7
제조예 1의 표면처리 조성물 대신 제조예 7의 표면처리 조성물을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
실시예 8
제조예 1의 표면처리 조성물 대신 제조예 8의 표면처리 조성물을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
실시예 9
사이클로 올레핀 폴리머 필름의 표면을 코로나 처리후에 제조예 2의 표면처리 조성물로 표면처리한 것을 제외하고, 실시예 2과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
실시예 10
40㎛ ZT COP 대신에 30㎛ ZT COP(Zeon사)을 사용한 것을 제외하고, 실시예 6과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
실시예 11
40㎛ ZT COP 대신에 액정코팅한 40㎛ ZT COP(Zeon사)을 사용한 것을 제외하고, 실시예 6과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
실시예 12
40㎛ ZT COP 대신에 액정코팅한 30㎛ ZF COP(Zeon사)을 사용한 것을 제외하고, 실시예 6과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
실시예 13
40㎛ ZT COP 대신에 무연신 COP인 40㎛ ZF14(Zeon사)을 사용한 것을 제외하고, 실시예 6과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
비교예 1
제조예 1의 표면처리조성물 대신 제조예 9의 표면처리조성물을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
비교예 2
제조예 1의 표면처리조성물 대신 제조예 10의 표면처리조성물을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
비교예 3
제조예 1의 표면처리조성물 대신 제조예 11의 표면처리조성물을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
비교예 4
제조예 1의 표면처리조성물 대신 제조예 12의 표면처리조성물을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광자 보호필름을 제조하였다.
<실험예 >
실시예 1 내지 13 및 비교예 1 내지 4의 편광자 보호필름에 Z200(일본합성화학)과 경화제로 구성된 수계 접착제를 사용하여 편광자를 접착하여, 80℃, 5분 조건에서 건조한 후 2cm 폭으로 재단하여 보호필름의 물성을 측정하여 표 1에 나타내었다.
하기 헤이즈, Rin, 코팅 전후의 위상차, 및 접착력 측정은 상기 명세서에 전술한 방법으로 측정하였다.
코로나 전처리 헤이즈(%) 표면처리전Rin(nm) 표면처리전후의 위상차 차(nm) 접착력
(N/2cm)
실시예 1 X 0.3 119.4 0.3 2.9
실시예 2 X 0.1 119.2 0.3 3.2
실시예 3 X 0.2 119.3 0.3 3.4
실시예 4 X 0.2 119.2 0.4 1.5
실시예 5 X 0.3 119.3 0.3 2.8
실시예 6 X 0.4 119.2 0.4 4.3
실시예 7 X 0.1 119.2 0.1 1.5
실시예 8 X 0.2 119.2 0.4 2.5
실시예 9 X 0.2 119.4 0.3 3.0
실시예 10 X 0.4 117.1 0.3 4.4
실시예 11 X 0.4 119.2 0.3 4.0
실시예 12 X 0.4 116.9 1.9 4.0
실시예 13 X 0.4 0 0.4 4.0
비교예 1 X 0.1 119.4 0.0 0.3
비교예 2 X 0.1 119.2 0.3 0.4
비교예 3 X 0.1 119.3 0.0 0.3
비교예 4 X 0.1 119.3 0.3 0.3
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 13은 불포화기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 사용하지 않은 비교예 1 및 2와 비교하여 높은 접착력을 갖는 것을 알 수 있으며, 탄소수 9 이하의 알킬기를 포함한 미카엘 수용체를 사용하는 비교예 3 및 4와 비교하여도 높은 접착력을 갖는 것을 확인하였다.
1 : 사이클릭 올레핀 폴리머 필름
2 : 표면처리 면
3 : 접착층
4: 편광자
5: 제2보호필름(TAC)

Claims (11)

  1. 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물과 유기 용매로 이루어진 표면처리 조성물을 사이클릭 올레핀 폴리머 필름의 적어도 일면 상에 도포하는 단계; 및
    상기 표면처리 조성물이 도포된 사이클릭 올레핀 폴리머 필름을 열처리하는 단계를 포함하고,
    상기 열처리하는 단계의 온도는 70℃ 내지 140℃인 것인 편광자 보호 필름의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 표면처리 조성물이 도포된 사이클릭 올레핀 폴리머 필름을 열처리 후 표면처리 조성물의 양은 0.005 g/m2 내지 0.1 g/m2인 것인 편광자 보호 필름의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것인 편광자 보호 필름의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure 112020085793996-pat00004

    상기 화학식 1에 있어서,
    R1은 수소; 니트릴기; 니트로기; 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 또는 탄소수 1 내지 6의 에스테르기이며,
    R2는 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기이고,
    X는 -C(=O)-; -S(=O)2-; -S(=O)-; -P(=O)2-; 또는 -P(=O)- 이며,
    Y는 -O-; -S-; 또는 -NH-이고,
    L는 직접결합; -O-; -NH-; 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이며,
    n은 0 내지 5의 정수이고, n이 2 이상인 경우 L은 서로 같거나 상이하다.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물은 라우릴 (메타)아크릴레이트; 스테아릴 (메타)아크릴레이트; 스테아릴 메타크릴레이트; 베헤닐 (메타)아크릴레이트; 또는 하기 구조식 중 선택되는 것인 편광자 보호 필름의 제조방법:
    Figure 112020085793996-pat00005
  6. 사이클릭 올레핀 폴리머 필름; 및
    상기 사이클릭 올레핀 폴리머 필름의 적어도 일면은 표면처리된 면을 포함하는 편광자 보호 필름으로서,
    상기 표면처리된 면은 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물로 이루어진 것인 편광자 보호 필름.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기 및 불포화기를 포함하는 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것인 편광자 보호 필름:
    [화학식 1]
    Figure 112020085793996-pat00006

    상기 화학식 1에 있어서,
    R1은 수소; 니트릴기; 니트로기; 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기; 또는 탄소수 1 내지 6의 에스테르기이며,
    R2는 탄소수 10 이상의 직쇄의 알킬기이고,
    X는 -C(=O)-; -S(=O)2-; -S(=O)-; -P(=O)2-; 또는 -P(=O)-이며,
    Y는 -O-; -S-; 또는 -NH-이고,
    L는 직접결합; -O-; -NH-; 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이며,
    n은 0 내지 5의 정수이고, n이 2 이상인 경우 L은 서로 같거나 상이하다.
  8. 편광자; 및
    상기 편광자의 적어도 일면 상에 청구항 6 및 7 중 어느 한 항의 편광자 보호 필름을 포함하고,
    상기 편광자 및 상기 편광자 보호 필름 사이에 수계 접착층이 구비되며,
    상기 편광자 보호 필름의 표면처리된 면이 상기 수계 접착층과 접촉하는 것인 편광판.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 편광자 및 상기 편광자 보호 필름의 접착력은 1 N/2cm 이상 10 N/2cm 이하인 것인 편광판.
  11. 백라이트 유닛; 상기 백라이트 유닛의 일측에 구비된 액정 패널; 및 상기 백라이트 유닛과 상기 액정 패널 사이에 구비된 청구항 8의 편광판을 포함하는 액정 디스플레이 장치.
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