KR102301282B1 - 편광판, 이를 위한 편광판용 접착제 및 이를 포함하는 광학표시장치 - Google Patents

편광판, 이를 위한 편광판용 접착제 및 이를 포함하는 광학표시장치 Download PDF

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Abstract

편광자; 상기 편광자의 일면에 편광판용 접착층에 의해 적층된 제1보호층; 및 상기 편광자의 다른 일면에 적층된 제2보호층을 포함하는 편광판이고, 상기 편광판용 접착층은 폴리비닐알코올계 수지, 이민형 가교제 및 아미노 포름 알데히드계 수지를 포함하는 편광판용 접착제로 형성되고, 상기 제1보호층은 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 이상인 보호필름을 포함하고, 상기 편광판은 44℃의 물에서 12시간 동안 방치 후 상기 편광자와 상기 제1보호층 사이에 형성된 수포의 전체 면적이 상기 편광판의 단위 면적 100(mm)2 당 10(mm)2 이하인 것인 편광판, 이를 위한 편광판용 접착제 및 이를 포함하는 광학표시장치가 제공된다.

Description

편광판, 이를 위한 편광판용 접착제 및 이를 포함하는 광학표시장치{POLARIZING PLATE, ADHESIVE FOR THE SAME AND OPTICAL DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광판, 이를 위한 편광판용 접착제 및 이를 포함하는 광학표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정 패널 및 액정 패널의 양면에 부착된 편광판을 포함한다. 편광판은 편광자 및 편광자의 일면 또는 양면에 형성되어 편광자를 보호하는 보호필름을 포함한다. 편광자와 보호필름은 편광판용 접착제로 형성되는 편광판용 접착제층에 의해 접착된다.
상기 보호필름으로서 트리아세틸셀룰로스로 대표되는 셀룰로스계 보호필름이 사용될 수 있다. 셀룰로스계 보호필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계 필름, 아크릴계 필름, 시클릭올레핀폴리머, 노르보르넨계 등을 포함하는 시클릭올레핀폴리머 필름 대비 수분 투과도가 높다. 따라서, 셀룰로스계 보호필름은 편광판의 고온 고습에서 장기간 방치할 경우 편광판용 접착제 및/또는 편광자 내에서 발생할 수 있는 수분, 기포 등이 제1보호층을 통해 용이하게 방출됨으로써 편광판의 신뢰성을 좋게 할 수 있다.
그러나 셀룰로스계 보호필름은 수분 투과도가 높아서 편광판을 온수에 침지시켰을 때 외부의 수분이 편광판 내로 침투가 용이해지면서 편광자와 보호필름 사이에 수포가 발생하기 쉬웠다. 편광판용 접착제 중 가교제 함량을 높여 접착제층의 가교도를 높일 수도 있으나 접착제의 겔화 시간이 짧아져서 편광판 제조 공정성이 떨어진다는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 일본공개특허 제2015-010192호에 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 온수 침지 시에도 편광자와 보호층 사이에 수포 발생을 억제할 수 있는 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 편광판 제조 공정성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 침수시에도 접착성이 우수한 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 겔화 시간이 길어서 편광판 제조시 공정성을 개선할 수 있고 온수 침지 시에도 편광자와 보호층 사이에 수포 발생을 억제할 수 있는 편광판용 접착제를 제공하는 것이다.
본 발명의 편광판은 편광자; 상기 편광자의 일면에 편광판용 접착층에 의해 적층된 제1보호층; 및 상기 편광자의 다른 일면에 적층된 제2보호층을 포함하고, 상기 편광판용 접착층은 폴리비닐알코올계 수지, 이민형 가교제 및 아미노 포름 알데히드계 수지를 포함하는 편광판용 접착제로 형성되고, 상기 제1보호층은 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 이상인 보호필름을 포함하고, 상기 편광판은 44℃의 물에서 12시간 동안 방치 후 상기 편광자와 상기 제1보호층 사이에 형성된 수포의 전체 면적이 상기 편광판의 단위 면적 100(mm)2 당 10(mm)2 이하가 될 수 있다.
본 발명의 편광판용 접착제는 폴리비닐알코올계 수지, 이민형 가교제 및 아미노 포름 알데히드계 수지를 포함하고, 겔화 시간이 4시간 이상이 될 수 있다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다.
본 발명은 온수 침지 시에도 편광자와 보호층 사이에 수포 발생을 억제할 수 있는 편광판을 제공하였다.
본 발명은 편광판 제조 공정성이 우수한 편광판을 제공하였다.
본 발명은 침수시에도 접착성이 우수한 편광판을 제공하였다.
본 발명은 겔화 시간이 길어서 편광판 제조시 공정성을 개선할 수 있고 온수 침지시에도 편광자와 보호층 사이에 수포 발생을 억제할 수 있는 편광판용 접착제를 제공하였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 편광판의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고하여 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 "상부", "하부"는 도면을 기준으로 한 것으로서, 반드시 상부와 하부로 고정되는 것은 아니고, 보는 시각에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있다.
본 명세서에서 보호필름의 "수분 투과도"는 KS A1013 기준에 준하여 40℃ 및 90% 상대습도에서 측정된 값이다.
본 명세서에서 산의 "pKa"는 25℃에서 통상의 방법으로 측정된 값이다.
본 명세서에서 "수포"는 제1보호층에서부터 편광자까지의 접착제층 중 임의의 지점에 수분이 유입되어 제1보호층이 볼록렌즈 형상으로 부풀어 오른 모양으로 편광판의 평면상에서 보았을 때 소정의 단면적을 가지는 물방울로 정의될 수 있다.
구체적으로, 상기 "수포"는 제1보호층과 편광판용 접착층 사이, 편광판용 접착제층 내부, 편광자와 편광판용 접착층 사이 중 1종 이상에 형성될 수 있다.
본 명세서에서 "겔화 시간"은 접착제 배합 직후를 시작 시간으로 하여 15ml 투명 Vial 용기에 접착제를 10ml 담은 후 상기 용기의 상하를 뒤집었을 때 상기 접착제가 흐르지 않는 부분이 존재하기 시작하는 시간을 겔화 시간으로 정의될 수 있다.
본 발명의 발명자는 편광자, 상기 편광자의 일면에 편광판용 접착층에 의해 적층된 제1보호층; 및 상기 편광자의 다른 일면에 적층된 제2보호층을 포함하고, 상기 제1보호층이 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 이상인 보호필름을 포함하는 편광판에 있어서, 상기 편광판용 접착층이 폴리비닐알코올계 수지, 이민형 가교제 및 아미노 포름 알데히드계 수지를 포함하는 편광판용 접착제로 형성될 때, 온수에서의 내수성 평가 조건 즉 편광판을 온수에 침지하였을 때에 편광자와 보호필름 사이에 수포 발생 면적이 작아서 내수성이 우수하고, 편광판용 접착제의 겔화 시간을 늦추어 편광판의 제조 공정성도 우수함을 확인하여 본 발명을 완성하였다. 바람직하게는 상기 제1보호층, 상기 제2보호층은 각각 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 이상인 보호필름을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예의 편광판을 설명한다.
도 1을 참조하면, 편광판은 편광자(100), 편광자(100)의 일면에 편광판용 접착층(200)에 의해 적층된 제1보호층(300), 편광자(100)의 다른 일면에 적층된 제2보호층(400)을 포함할 수 있다.
편광판용 접착층
편광판용 접착층(200)은 편광자(100)와 제1보호층(300) 사이에 형성되어, 편광자(100)와 제1보호층(300)을 접착시킬 수 있다.
편광판용 접착층(200)은 폴리비닐알코올계 수지, 이민형 가교제 및 아미노 포름 알데히드계 수지를 포함하는 편광판용 접착제로 형성될 수 있다. 따라서, 제1보호층(300)의 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 이상으로서 수분 투과도가 (메타)아크릴계, 폴리에스테르계, 시클로올레핀계 필름 등에 비해 높아서 내수성이 불리한 보호필름을 사용하여 편광자를 접착시키는 경우에도 편광판의 온수 침지시 내수성을 좋게 할 수 있고, 편광판용 접착제의 겔화 시간이 길어서 편광판 제조시 공정성을 좋게 할 수 있다.
구체적으로 편광판은 44℃의 물에서 12시간 동안 방치 후 편광자와 제1보호층 사이에 형성된 수포의 전체 면적이 편광판의 단위 면적 100(mm)2 당 10(mm)2 이하가 될 수 있다. 상기 "편광판의 단위 면적"은 편광자와 상기 제1보호층 사이의 편광판의 면적 중 단위 면적으로 정의된다.
폴리비닐알코올계 수지는 비닐계 고분자 수지로서 폴리비닐알코올계 편광자와의 접착성이 우수할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지는 부분 비누화 폴리비닐알코올계 수지, 완전 비누화 폴리비닐알코올계 수지, 변성 폴리비닐알코올계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 변성 폴리비닐알코올계 수지는 카르복시산기 변경 폴리비닐알코올계 수지, 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올계 수지, 메틸올기 변성 폴리비닐알코올계 수지, 아미노기 변성 폴리비닐알코올계 수지 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 아세토아세틸기 변성 폴리비닐알코올계 수지가 반응성이 높은 관능기를 함유하고 있어서 바람직할 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지는 평균 중합도, 평균 비누화도가 특별히 제한되지 않는다. 폴리비닐알코올계 수지는 평균 중합도가 500 내지 5000, 바람직하게는 1000 내지 2500이 될 수 있고, 평균 검화도는 90% 내지 99.9몰% 바람직하게는 95몰% 내지 98몰%가 될 수 있다. 상기 범위에서 폴리비닐알코올계 편광자와 접착성이 우수할 수 있다.
편광판용 접착제는 용제로 수계 용제를 포함할 수 있다. 수계 용제는 폴리비닐알코올계 수지, 이민형 가교제 및 아미노 포름 알데히드계 수지를 용해시켜 편광판용 접착제의 도포성을 좋게 할 수 있다. 수계 용제는 물, 알콜류, 바람직하게는 물을 포함할 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지는 수계 용제 100중량부에 대해 1중량부 내지 10중량부, 바람직하게는 1중량부 내지 5중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 폴리비닐알코올계 수지, 이민형 가교제, 아미노 포름 알데히드계 수지의 분산이 용이하여 편광판용 접착제의 도포성이 좋을 수 있다.
이민형 가교제는 편광판용 접착제층에 포함되어, 온수 침지에 의한 내수성 평가에서도 물이 편광판의 측면으로 침투되는 것을 막아서 편광판의 내수성을 개선할 수 있다. 이민형 가교제 없이 폴리비닐알코올계 수지에 아미노 포름 알데히드계 수지만 포함하는 편광판용 접착제는 온수 침지에 의한 내수성 평가에서 내수성 개선에 한계가 있었다.
이민형 가교제로서 폴리에틸렌이민을 사용할 수 있다. 폴리에틸렌이민은 폴리비닐알코올계 수지와 아미노 포름 알데히드계 수지의 조합에 포함되어 수분 투과도 300g/m2ㆍday 이상의 수분 투과도가 높은 보호필름에서도 온수 침지에 의한 내수성 평가시 내수성을 개선할 수 있다.
이민형 가교제는 폴리비닐알코올계 수지 100중량부에 대해 0.1중량부 내지 20중량부, 바람직하게는 1중량부 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 측면에서의 물 침투를 억제하여 내수성을 개선할 수 있다.
아미노 포름 알데히드계 수지는 편광판용 접착제층에 포함되어, 극도의 내수성 평가에서도 물이 편광판의 표면 즉 제1보호층 쪽으로 침투되는 것을 막아서 편광판의 내수성을 개선할 수 있다. 아미노 포름 알데히드계 수지 없이 폴리비닐알코올계 수지에 이민형 가교제만 포함하는 편광판용 접착제는 극도의 내수성 평가에서 보호필름 표면에서 유입되는 수분을 막아서 편광자와 보호필름 사이에서 수포가 생성되는 것을 막는데 한계가 있었다.
아미노 포름 알데히드계 수지는 메틸올 요소, 메틸올 멜라민, 알킬화 메틸올 요소, 알킬화 메틸올화 멜라민, 아세토구아나민, 벤조구아나민과 포름알데하이드의 축합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 메틸올 멜라민을 사용할 수 있다.
아미노 포름 알데히드계 수지는 폴리비닐알코올계 수지 100중량부에 대해 10중량부 내지 150중량부, 바람직하게는 30중량부 내지 120중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판의 측면에서의 물 침투를 억제하여 내수성을 개선할 수 있고, 편광판용 접착제의 겔화 시간이 길어서 편광판의 제조 공정성이 개선될 수 있다.
편광판용 접착제는 실란계 커플링제, 티타늄 커플링제 등의 커플링제, 점착 부여제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 내열 안정제, 내가수분해 안정제 등의 안정제 중 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
편광판용 접착제는 겔화 시간이 4시간 이상, 구체적으로 4시간 내지 72시간이 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판용 접착제의 겔화가 느려서 편광판 제조시 공정성이 개선될 수 있다.
일 구체예에서, 편광판용 접착제는 지르코늄 화합물을 포함하지 않을 수 있다. 본 발명의 편광판용 접착제는 지르코늄 화합물을 포함하지 않더라도 편광판의 온수 침지시 수포 발생을 억제할 수 있다.
일 구체예에서, 편광판용 접착제는 아미노 포름 알데히드계 수지 이외의 가교제(비-아미노 포름 알데히드계 가교제)를 포함하지 않을 수 있다. 본 발명의 편광판용 접착제는 비-아미노 포름 알데히드계 가교제를 포함하지 않더라도 편광판의 온수 침지시 수포 발생을 억제할 수 있다.
편광판용 접착층(200)은 두께가 10nm 내지 1㎛, 구체적으로 50nm 내지 200nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있고, 편광자와 보호필름이 서로 분리되지 않고 접착시킬 수 있다.
제1보호층
제1보호층(300)은 편광판용 접착제층(200)에 의해 편광자(100)의 일면에 형성되어 편광자를 보호하고 지지할 수 있다. 제1보호층(300)은 편광판용 접착제층(200) 및 편광자(100)에 각각 직접적으로 접촉하여 형성되어 있다.
제1보호층(300)은 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 이상인 보호필름을 포함할 수 있다. 상기 수분 투과도 범위를 가질 때 편광판의 고온 고습에서 장기간 방치할 경우 편광판용 접착제 및/또는 편광자 내에서 발생할 수 있는 수분, 기포 등이 제1보호층을 통해 용이하게 방출됨으로써 편광판의 신뢰성을 좋게 할 수 있다. 그렇다고 제1보호층의 수분 투과도가 높은 경우 외부의 수분이 쉽게 편광판 내로 침투될 수도 있다. 본 발명은 제1보호층으로서 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 이상인 보호필름을 포함하더라도 편광판용 접착제층을 폴리비닐알코올계 수지, 이민형 가교제 및 아미노 포름 알데히드계 수지를 포함하는 편광판용 접착제로 형성함으로써 고 수분 투과도에 따른 온수 침지 시 내수성 문제점을 해결하였다. 바람직하게는 상기 보호필름은 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 내지 1000g/m2ㆍday, 더 바람직하게는 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 내지 500g/m2ㆍday이 될 수 있다.
상기 보호필름은 상술한 수분 투과도를 가지면서 광학적으로 투명한 수지 필름을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 보호필름은 트리아세틸셀룰로스, 다이아세틸셀룰로스 등의 셀룰로스계 필름, 아크릴계 필름 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 보호필름은 두께가 10㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 80㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있고, 편광자를 보호할 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제1보호층(300)의 일면 즉 편광자가 접착하는 면과 대향하는 면에 기능성 코팅층이 추가로 형성될 수 있다. 상기 기능성 코팅층은 편광판에 추가적인 기능을 제공할 수 있다. 예를 들면, 상기 기능성 코팅층은 프라이머층, 하드코팅층, 내지문성층, 반사방지층, 안티글레어층, 저반사층, 초저반사층 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
제1보호층(300)은 두께가 10㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 80㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있고, 편광자를 보호할 수 있다.
제2보호층
제2보호층(400)은 편광자(100)의 다른 일면에 형성되어 편광자를 보호하고 지지할 수 있다.
일 구체예에서, 제2보호층은 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 이상, 바람직하게는 300g/m2ㆍday 내지 1000g/m2ㆍday, 더 바람직하게는 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 내지 500g/m2ㆍday이 될 수 있다.
다른 구체예에서, 제2보호층은 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 미만, 바람직하게는 0g/m2ㆍday 내지 200g/m2ㆍday, 더 바람직하게는 수분 투과도가 10g/m2ㆍday 내지 200g/m2ㆍday이 될 수 있다.
제2보호층(400)은 보호 필름 또는 보호코팅층 중 1종 이상이 될 수 있다.
제2보호층(400)이 보호 필름인 경우 제2보호층은 편광판용 접착층에 의해 편광자에 접착될 수 있다. 상기 제2보호층과 상기 편광자는 각각 상기 편광판용 접착층에 직접적으로 형성되어 있다.
상기 보호 필름은 상술한 수분 투과도를 가지면서 광학적으로 투명한 수지 필름을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 보호 필름은 트리아세틸셀룰로스, 다이아세틸셀룰로스 등의 셀룰로스계 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 포함하는 폴리에스테르계 필름, 아크릴계 필름, 시클릭올레핀폴리머, 노르보르넨계 등을 포함하는 시클릭올레핀폴리머 필름 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 상기 편광판용 접착층은 상기 제1보호층에서 상술한 편광판용 접착제로 형성될 수 있다.
제2보호층(400)이 보호 코팅층인 경우, 제2보호층은 편광판용 접착층 없이 편광자에 직접적으로 형성될 수 있다.
상기 보호 코팅층은 편광자에 대한 양호한 밀착성, 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차단성, 내구성을 높일 수 있다. 일 구체예에서, 보호 코팅층은 활성 에너지선 경화성 화합물과 중합 개시제를 포함하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물로 형성될 수 있다. 활성 에너지선 경화성 화합물은 양이온 중합성의 경화성 화합물, 라디칼 중합성의 경화성 화합물, 우레탄 수지, 실리콘계 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 양이온 중합성 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 에폭시기를 갖는 에폭시계 화합물, 분자 내에 적어도 하나의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄계 화합물이 될 수 있다. 라디칼 중합성의 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴계 화합물이 될 수 있다. 에폭시계 화합물은 수소화 에폭시계 화합물, 사슬형 지방족 에폭시계 화합물, 고리형 지방족 에폭시계 화합물, 방향족 에폭시계 화합물 중 하나 이상이 될 수 있다. 라디칼 중합성의 경화성 화합물은 경도와 기계적 강도가 우수하고 내구성이 높은 보호코팅층을 구현할 수 있다. 라디칼 중합성의 경화성 화합물은 분자 내에 적어도 하나의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머, 관능기 함유 화합물을 2종 이상 반응시켜 얻을 수 있고 분자 내에 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 (메트)아크릴레이트 올리고머를 들 수 있다. (메트)아크릴레이트 모노머로는 분자 내에 1개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 단관능(메트)아크릴레이트 모노머, 분자 내에 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 2관능(메트)아크릴레이트 모노머, 및 분자 내에 3개 이상의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 다관능(메트)아크릴레이트 모노머가 될 수 있다. (메트)아크릴레이트 올리고머는 우레탄(메트)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트 올리고머, 에폭시(메트)아크릴레이트 올리고머 등이 될 수 있다. 중합 개시제는 활성 에너지선 경화성 화합물을 경화시킬 수 있다. 중합 개시제는 광양이온 개시제, 광증감제 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 광양이온 개시제는 당업자에게 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 광양이온 개시제는 양이온과 음이온을 포함하는 오늄염을 사용할 수 있다. 구체적으로, 양이온은 디아릴요오드늄, 트리아릴술포늄, 비스[4-(디페닐술포니오)페닐]술피드 등을 들 수 있다. 구체적으로, 음이온은 헥사플루오로포스페이트, 테트라플루오로보레이트, 헥사플루오로안티모네이트, 헥사플루오로아르세네이트, 헥사클로로안티모네이트 등을 들 수 있다. 광증감제는 당업자에게 통상적으로 알려진 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 광증감제는 티오크산톤계, 인계, 트리아진계, 아세토페논계, 벤조페논계, 벤조인계, 옥심계 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 활성 에너지선 경화성 수지 조성물은 실리콘계 레벨링제, 자외선 흡수제, 대전방지제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
제2보호층(400)은 두께가 10㎛ 내지 100㎛, 구체적으로 20㎛ 내지 80㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있고, 편광자를 보호할 수 있다.
도 1에서 도시되지 않았지만, 제2보호층(400)의 일면 즉 편광자와 접착하지 않는 면에는 점착층이 더 형성될 수도 있다. 점착층은 편광판을 액정패널, OLED 패널 등에 점착시킬 수 있다. 점착층은 (메트)아크릴계 점착층 등의 감압 점착제층으로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
편광자
편광자(100)는 제2보호층(400)으로부터 입사된 광을 제1보호층(300)으로 출사시킬 수 있다.
편광자(100)는 폴리비닐알콜계 필름을 1축 연신하여 제조되는 폴리비닐알콜계 편광자, 또는 폴리비닐알콜계 필름을 탈수하여 제조되는 폴리엔계 편광자를 포함할 수 있다. 편광자는 두께가 5㎛ 내지 40㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예의 편광판을 설명한다.
본 실시예의 편광판은 도 1의 편광판에서 편광판용 접착제층이 폴리비닐알코올계 수지, 이민형 가교제, 아미노 포름 알데히드계 수지 및 pKa -3 내지 5의 산을 포함하는 편광판용 접착제로 형성되는 점을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예의 편광판과 실질적으로 동일하다.
본 발명의 편광판은 편광판용 접착제층이 폴리비닐알코올계 수지, 이민형 가교제, 아미노 포름 알데히드계 수지를 포함하는 접착제로 형성됨으로써 온수 침지에 의한 내수성 평가 조건에서도 내수성이 우수할 수 있고, 편광판용 접착제의 겔화 시간이 늦어져서 편광판 제조시 공정성을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명의 편광판은 편광판용 접착제층이 pKa -3 내지 5의 산을 포함하는 편광판용 접착제로 형성됨으로써 아미노 포름 알데히드계 수지의 반응성을 지연시켜 편광판용 접착층 형성 전 편광판용 접착제의 제조, 보관, 이송에 있어서 보다 공정성을 개선할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지, 이민형 가교제, 아미노 포름 알데히드계 수지는 상기에서 상술한 바와 같다.
pKa -3 내지 5의 산은 폴리비닐알코올계 수지, 이민형 가교제, 아미노 포름 알데히드계 수지의 혼합물에서 아미노 포름 알데히드계 수지의 반응성을 지연시킴으로써 편광판용 접착제의 공정성을 개선하면서도 편광자와 보호필름 간의 접착력에는 영향을 주지 않을 수 있다. 구체적으로, pKa -3 내지 5의 산, 바람직하게는 pKa -1.5 내지 5의 산은 질산, 아세트산 중 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
pKa -3 내지 5의 산은 편광판용 접착제 중 폴리비닐알코올계 수지 100중량부에 대해 0.1중량부 내지 20중량부, 바람직하게는 1중량부 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 편광판용 접착제의 공정성을 개선하고, 편광자와 보호필름 간의 접착력에는 영향을 주지 않을 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학표시장치를 설명한다.
본 발명의 광학표시장치는 본 발명의 편광판을 포함할 수 있다. 광학표시장치는 액정표시장치, 유기발광표시장치를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 사양은 다음과 같다
(A)폴리비닐알코올계 수지: 변성 폴리비닐알코올 수지(중합도 1200, 검화도 98.5%, 아세토아세틸화 5몰%, 고상, Z200, 일본합성社)
(B)이민형 가교제: 폴리에틸렌이민(SP018, 일본촉매社, 고형분: 98중량%)
(C)아미노 포름 알데히드계 수지: 메틸올멜라민(S-695, DIC社, 고형분: 60중량%)
(D)질산: 질산(삼전순약社, 25℃에서 pKa: -1.4, 농도: 60중량%)
(E)지르코늄 화합물: Zirconium-ZN(제일희원소화학공업社)
(F)아세트산: 아세트산(삼전순약社)
(G)물: 정제수(distilled water)
(H)트리아세틸셀룰로스 필름: 수분투과도 300g/m2ㆍday(Fujifilm, 두께:25㎛, 일면에 하드코팅층이 형성됨)
(I)트리아세틸셀룰로스 필름: 수분투과도 500g/m2ㆍday(Fujifilm, 두께:20㎛, 제로 위상차)
(J)글리옥살
실시예 1
(G)물 3200중량부에, (A)폴리비닐알코올계 수지 100중량부를 첨가하고 95℃에서 60분 동안 용해시키고 상온으로 식혔다. 폴리비닐알코올계 수지 100중량부 기준으로 (B)이민형 가교제 1중량부, (C)아미노 포름 알데히드계 수지 50중량부를 첨가하여 편광판용 접착제를 제조하였다.
폴리비닐알콜 필름(일본합성사, 두께:60㎛, 검화도:99.5%, 중합도:2000)을 0.3중량% 요오드 수용액에 침지시켜 염착한 후 연신 배율이 3.0배가 되도록 연신하였다. 연신된 폴리비닐알콜 필름을 3중량%의 붕산 용액과 2중량% 요오드화 칼륨 수용액에 침지시켜 색상 보정을 하고, 50℃에서 4분 동안 건조시켜 편광자(두께:24㎛)를 제조하였다.
냉각관, 질소 도입관, 온도계 및 교반 장치를 구비한 반응 용기에, 아크릴산 부틸 100중량부, 아크릴산 2중량부, 아크릴산 2-히드록시에틸 0.2중량부 및 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.3중량부를 아세트산에틸과 함께 첨가하여 용액을 제조했다. 용액 내 질소 가스 분위기 하에서 교반하고, 60℃에서 6시간 반응시켜, 중량 평균 분자량 170만의 아크릴계 중합체를 함유하는 용액을 얻었다. 또한, 이 아크릴계 중합체를 함유하는 용액에 메틸에틸케톤을 첨가하여 고형분 농도를 20％의 아크릴계 중합체 용액을 얻었다. 상기 아크릴계 중합체 용액의 고형분 100부에 대해 이소시아네이트기를 가지는 Soken社의 L-45를 0.3중량부를 가교제로 투입하고, 신에쯔社의 실란 커플링제 KMB-403을 0.05중량부 투입하여 점착제 용액을 제조했다. 상기 점착제 용액을, 박리 처리한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께 38㎛)으로 이루어지는 이형 시트의 표면에, 건조 후의 두께가 20㎛로 되도록 도포하고, 건조하여, 점착제층을 형성했다.
상기 편광자의 일면에 상기 제조한 편광판용 접착제를 100nm 두께로 도포하고 상기 (H)트리아세틸셀룰로스 필름을 합지하였다. 상기 편광자의 다른 일면에 상기 제조한 편광판용 접착제를 소정의 두께로 도포하고 상기 (I)트리아세틸셀룰로스 필름을 합지하였다. 50℃의 건조 오븐에서 1분, 85℃의 건조 오븐에서 2분 열처리하였다. (I)트리아세틸셀룰로스 필름의 일면에 상기 제조한 점착제층을 접착시켜 편광판을 제조하였다.
실시예 2 내지 실시예 5와 비교예 1 내지 비교예 6
실시예 1에서, 편광판용 접착제의 구성을 하기 표 1(단위:중량부)과 같이 변경한 것을 제외하고는 동일한 방법으로, 편광판용 접착제 조성물을 제조하였다. 그런 다음, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
(A) (B) (C) (D) (E) (F) (J)
실시예1 100 1 50 0 0 0 0
실시예2 100 1 50 5 0 0 0
실시예3 100 1 50 10 0 0 0
실시예4 100 1 100 10 0 0 0
실시예5 100 5 50 10 0 0 0
비교예1 100 3 0 5 15 0 0
비교예2 100 0 35 0 0 10 0
비교예3 100 0 50 5 0 0 0
비교예4 100 1 0 0 0 0 0
비교예5 100 0 50 0 0 0 0
비교예6 100 0 50 0 0 0 1
*표 1에서, (B),(C),(D),(E),(F),(J)의 함량은 각각 (A) 100중량부에 대한 함량임.
실시예와 비교예의 편광판에 대해 하기 표 2의 물성을 평가하였다.
(1)단부 박리: 상기 제조된 편광판을 편광자의 흡수축 방향을 45도 각도로 하는 길이 x 폭 50mm x 50mm 정사각형 크기로 재단하고 점착제층의 이형필름을 떼어낸 후 유리판에 부착하여 시료를 제조하였다. 그 시료를 44℃ 물속에 완전히 침지하고 12시간 경과 이후 시료 단부의 정 중앙 부분에서부터 분리된 길이를 측정한다.
◎: 편광자와 제1보호층 간의 분리된 길이가 0.1mm 이하
○: 편광자와 제1보호층 간의 분리된 길이가 0.1mm 초과 1mm 이하
△: 편광자와 제1보호층 간의 분리된 길이가 1mm 초과 5mm 이하
X: 편광자와 제1보호층 간의 분리된 길이가 5mm 초과
(2)편광자와 보호층 사이의 수포 면적: 상기 제조된 편광판을 편광자의 흡수축 방향을 45도 각도로 하는 길이 x 폭 50mm x 50mm 정사각형 크기로 재단하고 점착제층의 이형필름을 떼어낸 후 유리판에 부착하여 시료를 제조하였다. 그 시료를 44℃ 물속에 완전히 침지하고 12시간 경과 이후 단위 면적 100(mm)2 당 편광자와 제1보호층 사이의 수포 면적을 계산하였다.
(3)겔화 시간: 편광판용 접착제 10ml를 바이알(최하부면의 면적이 490mm2인 원형이고 높이가 6cm인 총 부피 15ml의 투명한 바이알)에 넣고 바이알을 뒤집었을 때 접착제가 흐르지 않는 부분이 존재하기 시작하는 시간으로 평가하였다. 겔화 시간이 길수록 편광판 제조시 공정성이 우수함을 의미한다.
(4)침수 접착성: 편광판의 침수 접착성을 확인하기 위해서 편광판을 상온의 물에 1시간 침수 후 꺼낸 후 물을 닦아내고 단부의 제 1보호층과 편광자의 사이에 커터 칼끝을 삽입하였다. 제1 보호층과 편광자 사이에 칼끝이 들어가지 않는 것을 ◎, 칼끝이 조금 들어간 것을 ○, 칼끝이 조금 들어갔지만 일정한 강도가 있어 도중에 보호필름이 찢어진 것을 △, 칼끝이 용이하게 들어간 것을 X로 평가하였다.
단부
박리		 편광자와 제1보호층 사이의 수포 면적((mm)2) 겔화 시간 침수접착성
실시예1 ○ 2 4시간 ◎
실시예2 ◎ 0.5 48시간 ○
실시예3 ◎ 8 72시간 ○
실시예4 ◎ 4.5 24시간 ○
실시예5 ◎ 9 48시간 ○
비교예1 ○ 17 * △
비교예2 △ 8 12시간 ○
비교예3 △ 2 4일 △
비교예4 X 36 * ◎
비교예5 △ 4.5 4시간 ○
비교예6 △ 5 4시간 ○
* 상기 비교예 1과 비교예 4는 시간이 지속되어도 겔화가 되지 않음.
상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 편광판은 온수 침지시에도 편광자와 보호층 사이에 수포 발생을 억제할 수 있고, 겔화 시간이 길어서 공정성이 우수하며, 침수시에도 접착성이 우수하고, 온수 침지시에도 단부 박리를 최소화할 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (13)

  1. 편광자; 상기 편광자의 일면에 편광판용 접착층에 의해 적층된 제1보호층; 및 상기 편광자의 다른 일면에 적층된 제2보호층을 포함하는 편광판이고,
    상기 편광판용 접착층은 폴리비닐알코올계 수지 100중량부, 이민형 가교제 1중량부 내지 20중량부, 아미노 포름 알데히드계 수지 50중량부 내지 150중량부, 및 25℃에서 pKa -1.5 내지 5의 산 5중량부 내지 20중량부를 포함하는 편광판용 접착제로 형성되고, 상기 편광판용 접착제는 지르코늄 화합물을 포함하지 않고,
    상기 제1보호층은 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 이상인 보호필름을 포함하고,
    상기 편광판은 44℃의 물에서 12시간 동안 방치 후 상기 편광자와 상기 제1보호층 사이에 형성된 수포의 전체 면적이 상기 편광판의 단위 면적 100(mm)2 당 10(mm)2 이하인 것인, 편광판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 아미노 포름 알데히드계 수지는 메틸올 요소, 메틸올 멜라민, 알킬화 메틸올 요소, 알킬화 메틸올화 멜라민, 아세토구아나민, 벤조구아나민과 포름알데하이드의 축합물 중 1종 이상을 포함하는 것인, 편광판.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이민형 가교제는 폴리에틸렌이민을 포함하는 것인, 편광판.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 pKa -1.5 내지 5의 산은 질산, 아세트산 중 1종 이상을 포함하는 것인, 편광판.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2보호층은 수분 투과도가 300g/m2ㆍday 이상인 보호필름을 포함하는 것인, 편광판.
  9. 폴리비닐알코올계 수지 100중량부, 이민형 가교제 1중량부 내지 20중량부, 아미노 포름 알데히드계 수지 50중량부 내지 150중량부, 및 25℃에서 pKa -1.5 내지 5의 산 5중량부 내지 20중량부를 포함하는 편광판용 접착제로서, 상기 편광판용 접착제는 겔화 시간이 4시간 이상인 것인, 편광판용 접착제.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서, 상기 pKa -1.5 내지 5의 산은 질산, 아세트산 중 1종 이상을 포함하는 것인, 편광판용 접착제.
  13. 제1항, 제3항, 제4항, 제6항, 제8항 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는, 광학표시장치.

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