KR102388999B1 - 편광판의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 편광자 제조 단계 및 편광자와 보호필름의 접합 단계를 포함하는 편광판의 제조방법에 있어서, 상기 편광자 제조단계에서 편광자의 수분율을 15 내지 25%로 조절하며 광경화성 접착제에 의해 편광자와 보호필름을 접합시킴을 특징으로 하는 편광판의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조방법에 따르면, 광경화성 접착제를 이용하여 편광자와 편광자 보호필름을 접합하여 편광판을 제조하는 경우에도 우수한 접착력을 가지며 이물 시인성이 현저히 감소된 편광판의 제조가 가능하다.

Description

편광판의 제조방법 {Process for Preparing Polarizing Plate}
본 발명은 편광판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광경화성 접착제를 이용하여 편광판을 제조하는 경우에도 이물 시인성이 저하되며 편광자와 보호필름간의 접합력이 우수한 편광판의 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)를 포함한 각종 화상표시장치에 사용되는 편광판은 통상 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol, PVA)계 필름에 2색성 색소가 흡착 배향된 편광자의 적어도 한 면에 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose, TAC) 필름으로 대표되는 편광자 보호필름이 적층된 구조를 가진다.
편광판의 제조에 있어서 편광자와 편광자 보호필름의 접착을 위해서는 수계 접착제 또는 광경화성 접착제가 사용될 수 있으며, 광경화성 접착제의 경우, 수계 접착제와 달리, 편광자 표면에 세정되지 않고 남아 있는 이온들을 용해하지 않고 그대로 보호필름과 접합하기 때문에 돌출 및 눌림, 이물 시인성 등의 문제점이 발생하여 편광판 생산성이 저하되는 문제가 발생되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0088973호에서는 친수성 잔기 및 반응성 관능기를 가지는 중합체; 에폭시 아크릴레이트; 및 상기 중합체의 반응성 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 가지는 경화제를 포함하며 접착성 등의 물성이 우수한 광경화성 접착제 조성물을 개시하고 있다.
하지만, 광경화성 접착제를 사용하여 편광자와 보호필름을 접착할 경우 발생하는 이물 시인 문제를 해결할 수 있는 방법은 아직 개발되지 못하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0088973호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 한 목적은 광경화성 접착제를 이용하여 편광판을 제조하는 경우에도 이온성 이물 등에 의한 돌출, 눌림 및 이물 시인성이 현저히 감소되며 편광자와 보호필름간의 접합력 또한 우수한 편광판의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법에 의해 제조된 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것이다.
한편으로, 본 발명은 편광자 제조 단계 및 편광자와 보호필름의 접합 단계를 포함하는 편광판의 제조방법에 있어서, 상기 편광자 제조단계에서 편광자의 수분율을 15 내지 25%로 조절하며 광경화성 접착제에 의해 편광자와 보호필름을 접합시킴을 특징으로 하는 편광판의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 편광자의 수분율은 폴리비닐알코올계 필름의 연신, 가교 및 건조 공정을 포함하는 편광자 제조단계 중 건조 공정에서의 열풍 건조에 의해 15 내지 25%로 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 편광자의 열풍 건조는 온도를 30℃에서 100℃로 점진적으로 상승시키면서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광경화성 접착제는 에폭시계 모노머와 양이온 중합 개시제를 포함할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 편광판을 제공한다.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명의 편광판 제조방법은 광경화성 접착제를 사용하는 경우에도 이온성 이물 등에 의한 돌출, 눌림 및 이물 시인성이 현저히 낮으며 편광자와 보호필름 사이의 접합력 또한 우수한 편광판을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시형태는 편광자 제조 단계 및 편광자와 보호필름의 접합 단계를 포함하는 편광판의 제조방법에 있어서, 상기 편광자 제조단계에서 편광자의 수분율을 15 내지 25%로 조절하며 광경화성 접착제에 의해 편광자와 보호필름을 접합시킴을 특징으로 하는 편광판의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 편광자는 연신된 폴리비닐알코올계 필름에 이색성 색소를 흡착 배향시켜 제조할 수 있다.
편광자를 구성하는 폴리비닐알코올계 수지는 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어질 수 있다. 폴리아세트산 비닐계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐 이외에, 아세트산 비닐과 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는 불포화 카르복시산계, 불포화 술폰산계, 올레핀계, 비닐에테르계, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드계 단량체 등을 들 수 있다. 또한 폴리비닐알코올계 수지는 변성된 것일 수도 있으며, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지의 비누화도는 통상 85 내지 100몰%이며, 바람직하게는 98몰% 이상일 수 있다. 또한 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는 통상 1,000 내지 10,000이며, 바람직하게는 1,500 내지 5,000일 수 있다.
이러한 폴리비닐알코올계 수지를 막으로 형성한 것이 편광자의 원반 필름으로서 사용된다. 폴리비닐알코올계 수지의 막 형성 방법은 특별히 제한되는 것은 아니며, 공지된 방법을 이용할 수 있다. 원반 필름의 막 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 10 내지 150㎛일 수 있다.
상기 편광자 제조 단계는 상기와 같은 폴리비닐알코올계 필름을 일축 연신하는 공정, 이색성 색소로 염색하여 흡착시키는 공정, 붕산 수용액으로 처리하여 가교하는 공정 및 수세 및 건조하는 공정을 포함할 수 있다.
폴리비닐알코올계 필름을 일축 연신하는 공정은 염색 전에 수행할 수 있고, 염색과 동시에 수행할 수 있으며, 염색 후에 수행할 수도 있다. 염색 후에 일축 연신을 수행하는 경우에는 붕산 처리 전에 수행할 수 있고, 붕산 처리 중에 수행할 수도 있다. 물론 이들 복수개의 단계로 일축 연신을 수행하는 것도 가능하다. 일축 연신에는 주속이 다른 롤 또는 열 롤을 이용할 수 있다. 또한 일축 연신은 대기 중에서 연신하는 건식 연신일 수도 있고, 용매로 팽윤시킨 상태에서 연신하는 습식 연신일 수도 있다. 연신비는 통상 3 내지 8배이다.
연신된 폴리비닐알코올계 필름을 이색성 색소로 염색하는 공정은, 예를 들면 폴리비닐알코올계 필름을 이색성 색소를 함유하는 수용액에 침지하는 방법을 이용할 수 있다. 이색성 색소로는 요오드나 이색성 염료가 이용될 수 있다. 또한, 폴리비닐알코올계 필름은 염색 전에 물에 미리 침지하여 팽윤시키는 것이 바람직하다.
이색성 색소로서 요오드를 이용하는 경우에는 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 염색용 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지하여 염색하는 방법을 이용할 수 있다. 통상 염색용 수용액에서의 요오드의 함량은 물(증류수) 100중량부에 대하여 0.01 내지 1중량부이고, 요오드화칼륨의 함량은 물 100중량부에 대하여 0.5 내지 20중량부일 수 있다. 염색용 수용액의 온도는 통상 20 내지 40℃이고, 침지시간(염색시간)은 통상 20 내지 1,800초이다.
한편 이색성 색소로서 이색성 유기 염료를 이용하는 경우에는 통상 수용성 이색성 유기 염료를 포함하는 염색용 수용액에 폴리비닐알코올계 필름을 침지하여 염색하는 방법을 이용할 수 있다. 염색용 수용액에서의 이색성 유기 염료의 함량은 물 100중량부에 대하여 통상 1×10-4 내지 10중량부, 바람직하게는 1×10-3 내지 1중량부일 수 있다. 상기 염색용 수용액은 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 더 함유할 수 있다. 염색용 수용액의 온도는 통상 20 내지 80℃이고, 침지시간(염색 시간)은 통상 10 내지 1,800초이다.
염색된 폴리비닐알코올계 필름을 붕산 처리하는 공정은 물리적으로 흡착되어 있는 요오드 분자 또는 이색성 염료에 의한 염색성이 외부 환경에 의해 저하되지 않도록 염색된 폴리비닐알코올계 필름을 가교용 수용액에 침지시켜 흡착된 요오드 분자 또는 염료를 고정시키는 과정으로서 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 수행할 수 있다. 통상 붕산 함유 수용액에서의 붕산의 함량은 물 100중량부에 대하여 2 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부일 수 있다. 이색성 색소로서 요오드를 이용한 경우에는 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하며, 그 함량은 물 100중량부에 대하여 0.1 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부일 수 있다. 붕산 함유 수용액의 온도는 통상 50℃ 이상, 바람직하게는 50 내지 85℃, 보다 바람직하게는 60 내지 80℃일 수 있으며, 침지시간은 통상 60 내지 1,200초, 바람직하게는 150 내지 600초, 보다 바람직하게는 200 내지 400초일 수 있다.
붕산 처리 후 폴리비닐알코올계 필름은 통상 수세 및 건조 공정을 진행 할 수 있다. 수세 처리는 붕산 처리된 폴리비닐알코올계 필름을 물에 침지함으로써 수행할 수 있다. 수세 처리 시 물의 온도는 통상 5 내지 40℃이고, 침지시간은 통상 1 내지 120초이다.
수세 처리 후, 폴리비닐알코올계 필름은 건조 공정을 거치게 되며, 건조 공정에서 폴리비닐알코올계 필름의 수분율을 15내지 25%로 조절할 경우, 편광자 표면에 세정되지 않고 남아 있는 이온들이 급격히 감소되어, 편광자와 보호필름의 접합 후에도 이온성 이물 등에 의한 돌출과 눌림, 그리고 이물 시인성이 현저히 감소될 수 있다.
건조 처리는 통상 열풍 건조 또는 원적외선 가열에 의해 이루어질 수 있으며, 특히 열풍 건조에 의해 이루어질 수 있다. 건조 온도는 통상 30 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 80℃일 수 있으며, 건조 시간은 통상 30 내지 600초, 바람직하게는 30 내지 120초일 수 있으나, 편광자의 수분율이 15 내지 25%가 되도록 할 수 있는 온도와 시간의 조합이라면 제한되지 않는다.
특히 상기 열풍 건조는 온도를 2 내지 5℃/분으로 30℃에서 100℃까지 상승시키면서 수행될 수 있다.
상기한 바와 같이 제조된 편광자의 두께는 통상 5 내지 40㎛이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 편광자 보호필름은 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름; 폴리카보네이트 필름; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 필름; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 필름; 폴리카보네이트계 필름; 염화비닐계 필름; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 필름; 이미드계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 술폰계 필름; 폴리에테르에테르케톤계 필름; 황화 폴리페닐렌계 필름; 비닐알코올계 필름; 염화 비닐리덴계 필름; 폴리옥시메틸렌계 필름; 에폭시계 필름; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노르보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름 등을 들 수 있다.
상기 보호필름은 적절한 1종 이상의 첨가제가 함유된 것일 수도 있다. 첨가제로는 예를 들어 자외선흡수제, 산화방지제, 윤활제, 가소제, 이형제, 착색방지제, 난연제, 핵제, 대전방지제, 안료, 착색제 등을 들 수 있다.
상기 보호필름의 두께는 통상 20 내지 200㎛이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 편광자와 보호필름의 접합은 광경화성 접착제에 의해 이루어질 수 있다.
상기 광경화성 접착제는 광경화형 화합물 및 광중합 개시제를 포함할 수 있다.
상기 광경화형 화합물의 구체적인 예로는 폴리에스테르 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리부타디엔 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 등의 아크릴계 화합물 및 에폭시계 화합물 등이 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광경화형 화합물은 광경화형 에폭시계 화합물일 수 있으며, 상기 광경화형 에폭시계 화합물로서는 지환식 에폭시계 화합물, 지방족 에폭시계 화합물 및 수소화 에폭시계 화합물을 예로 들 수 있다.
지환식 에폭시계 화합물은 지환식 고리에 1개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물로서, 지환식 디에폭시 카르복실레이트일 수 있다. 구체예로서는, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 2-(3,4-에폭시시클로헥실-5,5-스피로-3,4-에폭시)시클로헥산-메타-디옥산, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실)아디페이트, 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실-3',4'-에폭시-6'-메틸시클로헥산카르복실레이트, ε-카프로락톤 변성 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 트리메틸카프로락톤 변성 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, β-메틸-δ-발레로락톤 변성 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3'4,'-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 메틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산), 에틸렌글리콜의 디(3,4-에폭시시클로헥실메틸)에테르, 에틸렌비스(3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트), 에폭시시클로헥사히드로프탈산디옥틸, 에폭시시클로헥사히드로프탈산디-2-에틸헥실 등을 들 수 있다.
지방족 에폭시계 화합물의 구체예로서는 1,4-부탄디올디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세린트리글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르류; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세린 등의 지방족 다가 알코올에 1종 또는 2종 이상의 알킬렌옥시드를 부가함으로써 얻어지는 폴리에테르폴리올의 폴리글리시딜에테르류; 지방족 장쇄 이염기산의 디글리시딜에스테르류; 지방족 고급 알코올의 모노글리시딜에테르류; 고급 지방산의 글리시딜에테르류; 에폭시화 대두유; 에폭시스테아르산부틸; 에폭시스테아르산옥틸; 에폭시화아마인유; 에폭시화 폴리부타디엔 등을 들 수 있다.
수소화 에폭시계 화합물은 방향족 에폭시 수지를 촉매 존재 하에 가압 하에서 선택적으로 수소화 반응을 행하여 얻어지는 수지를 말한다. 상기 방향족 에폭시 수지로는 예를 들면, 비스페놀 A의 디글리시딜에테르, 비스페놀 F의 디글리시딜 에테르, 비스페놀 S의 디글리시딜 에테르 등과 같은 비스페놀형 에폭시 수지; 페놀 노볼락 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 히드록시벤즈알데히드페놀노볼락에폭시 수지와 같은 노볼락형 에폭시 수지; 테트라히드록시페닐메탄의 글리시딜 에테르, 테트라히드록시벤조페논의 글리시딜 에테르, 에폭시화 폴리비닐 페놀과 같은 다관능형의 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 이들 방향족 에폭시 수지의 모핵 수소 첨가물이 수소화 에폭시 수지가 되지만, 이 중에서 수소화한 비스페놀 A의 글리시딜 에테르를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광중합성 화합물은 올리고머를 포함하며, 상기 올리고머는 중합도가 2~20 정도인 비교적 중합도가 낮은 상태의 수지를 말한다. 상기 올리고머의 예로서는 상기 모노머의 올리고머를 들 수 있다.
상기 광경화형 에폭시계 화합물은 고형분 함량을 기준으로 광경화성 접착제 조성물 전체 100 중량부에 대해 60 내지 98 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 그 함량이 60 중량부 미만인 경우에는 내습열 환경에서 내수성이 저하되기 쉽고, 98 중량부를 초과하는 경우에는 경화속도가 저하되어 밀착력이 저하되는 문제가 있다.
상기 광중합 개시제는 광조사에 의해 중합 반응을 개시시키는 것으로서, 광조사에 의해 라디칼을 발생시키는 라디칼 중합 개시제 및 광조사에 의해 양이온을 발생시키는 양이온 중합 개시제를 예로 들 수 있다.
라디칼 중합 개시제는 예를 들어, 경화성 수지 조성물이 아크릴계 모노머 및/또는 올리고머를 포함하는 경우 등에 있어서 사용될 수 있으며, 양이온 중합 개시제는 예를 들어, 경화성 수지 조성물이 에폭시계 모노머, 비닐에테르계 모노머 및/또는 올리고머를 포함하는 경우 등에 있어서 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양이온 중합 개시제는 특별한 제한 없이 당해 분야에 공지된 양이온 광개시제를 사용할 수 있으며, 예를 들면 광조사에 의해 루이스산을 방출하는 오늄염 또는 그 유도체를 들 수 있다. 이러한 화합물은 일반식 [X]x+[Y]x-로 나타내는, 양이온과 음이온으로 이루어진 염 형태이며, 양이온의 구체적인 예로는 방향족디아조늄염, 방향족요오도늄염, 방향족할로늄염, 방향족술포늄염 등을 들 수 있고, 음이온의 구체적인 예로는 테트라플루오로보레이트(BF4), 헥사플루오로포스페이트(PF6), 헥사플루오로안티모네이트(SbF6), 헥사플루오로아루세네이트(AsF6), 헥사클로로안티모네이트(SbCl6) 등을 들 수 있다. 이들 양이온 중합 개시제는 1종으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 광경화형 화합물 100 중량부에 대하여 0.5 내지 10 중량부일 수 있다. 함량이 상기 범위 내인 경우, 적정 경화 속도를 가지며, 우수한 내구성을 갖도록 한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 광경화성 접착제는 광경화형 에폭시계 화합물과 양이온 중합 개시제를 포함할 수 있다.
상기 광경화성 접착제를 경화하여 형성되는 접착제층의 두께는 통상 0.01 내지 10㎛, 바람직하게는 0.5 내지 5㎛ 일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 편광판은 일반적으로, 광경화성 접착제를 미경화 상태로 보호필름에 도공하여 접착제 도공면을 형성하는 도공 공정과, 보호필름의 그 접착제 도공면에 편광자를 접착하는 접착 공정과, 광경화성 접착제를 경화하는 경화 공정을 포함하는 방법으로 제조할 수 있다.
본 발명에서 편광판을 제조하는 다른 방법으로는, 편광자와 보호필름 사이에 광경화성 접착제를 미경화 상태로 적하한 후, 롤 등으로 균일하게 펴 넓히면서 압착시키고, 이어서 상기 광경화성 접착제를 경화하여 접착제층을 형성하는 방법 등도 채택할 수 있다.
보호필름에 대한 광경화성 접착제의 도공 방법에 특별한 한정은 없고, 예를 들어 닥터 블레이드, 와이어바, 다이 코터, 콤마 코터, 그라비아 코터 등 여러 가지 도공 방식을 이용할 수 있다. 또한, 편광자와 보호필름 사이에 광경화성 접착제를 적하한 후, 롤 등으로 가압하여 균일하게 펴서 넓히는 방법에서, 롤의 재질로는 금속이나 고무 등을 사용하는 것이 가능하다. 또한, 편광자와 보호필름 사이에 광경화성 접착제를 적하한 것을 롤과 롤 사이에 통과시켜 가압해서 펴 넓히는 방법에서, 이들 롤은 동일한 재질이어도 되고, 상이한 재질이어도 된다.
보호필름에 광경화성 접착제를 도공했을 때에는, 이어서 그 접착제 도공면에 편광자가 접착된다. 또한, 편광자와 보호필름 사이에 광경화성 접착제를 적용했을 때에는 그대로 양자가 접착된다.
미경화 상태의 광경화성 접착제를 통해 편광자와 보호필름을 적층한 후에는 UV 경화 처리가 실시된다. 경화 처리는 자외선 조사 장치(예를 들어, 퓨전사 Fusion H 밸브)에 의해 한쪽의 표면으로부터 UVA 기준 적산광량 300 mJ/cm2로 수행될 수 있으며, 적산광량은 적절하게 선택될 수 있다. 또한 UV 경화 처리 후 편광자에 남아 있는 수분을 제거하기 위해 열풍 건조기나 원적외선 가열기를 이용하여 추가 건조를 수행할 수 있다. 건조처리 온도는 통상 50 내지 100℃, 바람직하게는 60 내지 80℃일 수 있으며, 건조시간은 통상 60 내지 600초, 바람직하게는 120 내지 600초일 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명은 상술한 제조방법에 의해 제조된 편광판을 제공한다.
본 발명에 있어서, 편광판의 구조는 특별히 제한되지 않으며 필요한 광학 특성을 만족시킬 수 있는 여러 종류의 광학층이 편광자 상에 적층된 것일 수 있다. 예를 들어, 편광자의 적어도 한 면에 편광자를 보호하는 보호필름이 적층된 구조; 편광자의 적어도 한 면 또는 보호필름 상에 하드코팅층, 반사방지층, 점착방지층, 확산방지층, 눈부심방지층 등의 표면처리층이 적층된 구조; 편광자의 적어도 한 면 또는 보호필름 상에 시야각을 보상하는 배향액정층 또는 또 다른 기능성 막이 적층된 구조를 가지는 것일 수 있다. 또한, 각종 화상표시장치를 형성하는데 이용되는 편광변환장치와 같은 광학막, 리플렉터, 반투과판, 1/2 파장판 또는 1/4 파장판 등의 파장판(λ판 포함)을 포함하는 위상차판, 시야각 보상막, 휘도향상막 중의 하나 이상이 광학층으로 적층된 구조일 수도 있다. 보다 상세하게는, 편광자의 한 면에 보호필름이 적층된 구조의 편광판으로서, 적층된 보호필름 상에 리플렉터 또는 반투과 리플렉터가 적층된 반사형 편광판 또는 반투과형 편광판; 위상차판이 적층된 타원형 또는 원형 편광판; 시야각 보상층 또는 시야각 보상막이 적층된 넓은 시야각 편광판; 또는 휘도향상막이 적층된 편광판 등이 바람직하다.
이러한 편광판은 통상의 액정표시장치뿐만 아니라 전계발광표시장치, 플라즈마표시장치, 전계방출표시장치 등의 각종 화상표시장치에 적용 가능하다.
따라서, 본 발명은 또한 상기 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 하기 실시예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
제조예 1: 접착제 조성물의 제조
페녹시 글리시딜 에테르(알드리치사) 47 중량부, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3',4'-에폭시시클로헥산카르복실레이트(다이셀사) 50 중량부, CPI-101A(산-에프로사) 3 중량부를 배합하여 광경화성 접착제 조성물을 제조하였다.
실시예 1: 편광판의 제조
1) 편광자의 제조
검화도가 99.9% 이상인 투명한 미연신 폴리비닐알코올 필름(PE60, KURARAY사)을 25℃의 물(탈이온수)에서 1분 20초 동안 침지하여 팽윤시킨 후, 요오드 1.25 mM/L와 요오드화칼륨 1.25중량%, 붕산 0.3중량%가 함유된 30℃의 염색용 수용액에 2분 30초 동안 침지하여 염색하였다. 이때, 팽윤 및 염색 단계에서 각각 1.56배, 1.64배의 연신비로 연신하여 염색조까지의 누적 연신비가 2.56배가 되도록 연신하였다. 이어서, 요오드화칼륨 13.9 중량%, 붕산 3중량%가 함유된 56℃의 가교용 수용액에 26초 동안 침지(제1가교 단계)하여 가교시키면서, 1.7배의 연신비로 연신하였다. 이후에, 요오드화칼륨 13.9중량%, 붕산 3중량%가 함유된 56℃의 가교용 수용액에 20초 동안 침지(제2 가교 단계)하여 가교시키면서 1.34배의 연신비로 연신하였다. 이어서 요오드화칼륨 5 중량%, 붕산 2 중량%가 함유된 40℃의 보색용 수용액에 10초 동안 침지하면서 1.01배 연신하였다. 이때, 팽윤, 염색, 가교, 보색 단계의 총 누적 연신비가 6배가 되도록 하였다. 가교가 완료된 후 폴리비닐알코올 필름을 90℃의 오븐에서 2분 동안 건조시켜 15% 수분율을 가지는 편광자를 제조하였다.
2) 편광판의 제조
상기에서 제조된 편광자와 보호필름으로 이용하여 편광판을 제조하였다. 이때 보호필름으로서는 COP 필름(제온사, 두께 50 um) 및 PMMA 필름(스미토모사, 60 um)을 사용하였다.
먼저, 상기 보호필름의 접착면에 코로나 방전 처리를 실시한 후, 실시예 및 비교예의 편광자 각각과 제조예 1에서 수득한 접착제 조성물을 사용하여 접합을 진행하고 자외선 조사 장치(퓨전사, Fusion H 밸브)에 의해 한쪽의 표면으로부터 UVA 기준 적산 광량 300 mJ/cm2으로 자외선을 조사하고, 80℃에서 2분 동안 추가 건조를 진행하여 편광판을 제조하였다.
실시예 2 내지 5 및 비교예 1 내지 2: 편광판의 제조
편광자 제조 단계에서 가교가 완료된 폴리비닐알코올 필름을 하기 표 1에 기재된 건조 온도 및 건조 시간으로 건조하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 편광판을 제조하였다.
구분 건조 온도(oC) 건조 시간(min) 편광자 수분율(%)
실시예 1 90 2 15
실시예 2 80 2 18
실시예 3 70 2 20
실시예 4 60 2 23
실시예 5 60 0.5 25
비교예 1 100 1 12
비교예 2 50 1 28
실험예: 이물 시인 및 밀착력 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 편광판의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 이물 시인 검사
상기 실시예 및 비교예에서 제작된 편광판을 광학 현미경(Nikon사, 제품명 SMZ800)의 반사모드(×100배)에서 이온성 이물이 시인되는지 평가를 진행하였다.
○：강시인
△：약시인
×：미시인
(2) 밀착력 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 편광판을 1시간 동안 상온에서 방치한 후, 접착제를 이용해 소다 글래스 위에 핸드롤러를 이용해서 접합을 진행한 후 압력 2atm, 온도 50℃, 시간 20분의 조건에서 오토 클레이브 처리를 진행하여 접합 시 발생된 기포를 제거하였다. 소다 글래스/접착제/편광판 구성에서, 보호필름과 편광자 사이에 칼을 넣고 오토 그라프를 이용하여 편광자 박리시 접착제층면에서의 180˚박리력(측정속도 300mm/min)을 측정하였다.
구분 이물 시인 COP 박리력(N/25mm) PMMA 박리력(N/25mm)
실시예 1 × 2.3 1.8
실시예 2 × 2.2 1.8
실시예 3 × 2.2 1.7
실시예 4 × 2.0 1.5
실시예 5 × 1.8 1.3
비교예 1 ○ 2.4 1.8
비교예 2 × 0.6 0.2
상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 15 내지 25%의 수분율을 갖는 편광자와 광경화성 접착제를 이용하여 제조된 실시예 1 내지 5의 편광판은 이온성 이물이 시인되지 않으며 편광자와 보호필름 사이의 접착력 또한 우수한 반면, 상기 범위 밖의 수분율을 갖는 편광자와 광경화성 접착제를 이용하여 제조된 비교예 1 내지 2의 편광판은 이물이 강하게 시인되거나 편광자와 보호필름 사이의 접착력이 열등한 것으로 확인되었다.
따라서, 편광자 제조시 건조 단계에서 편광자의 수분율을 15 내지 25% 범위로 조절함으로써, 광경화성 접착제를 이용한 편광판 제조시에도 이물이 시인되지 않고 접착력 또한 우수한 편광판의 제조가 가능하다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. 편광자 제조 단계 및 편광자와 보호필름의 접합 단계를 포함하는 편광판의 제조방법에 있어서, 상기 편광자 제조 단계에서 편광자의 수분율을 15 내지 25%로 조절하며 광경화성 접착제에 의해 편광자와 보호필름을 접합시키고,
    상기 보호필름은 시클로올레핀폴리머(COP) 필름 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 필름이며,
    상기 광경화성 접착제는 광경화형 에폭시계 화합물과 양이온 중합 개시제를 포함하고,
    상기 편광판은 이온성 이물이 시인되지 않으며, 편광자와 보호필름 사이의 박리력이 1.3 내지 2.3 N/25mm인 것을 특징으로 하는 편광판의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 편광자의 수분율은 폴리비닐알코올계 필름의 연신, 가교 및 건조 공정을 포함하는 편광자 제조 단계 중 건조 공정에서의 열풍 건조에 의해 15 내지 25%로 조절되는 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 열풍 건조는 온도를 2 내지 5℃/분으로 30℃에서 100℃까지 상승시키면서 수행되는 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 편광판.
  6. 제5항에 따른 편광판을 포함하는 화상표시장치.
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