KR102393992B1 - 편광판 보호층용 조성물, 편광판, 편광판의 제조방법 및 화상표시장치 - Google Patents

편광판 보호층용 조성물, 편광판, 편광판의 제조방법 및 화상표시장치 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 편광판 보호층용 조성물, 편광판, 편광판의 제조방법 및 화상표시장치에 관한 것이다.

Description

편광판 보호층용 조성물, 편광판, 편광판의 제조방법 및 화상표시장치{COMPOSITION FOR POLARIZER PROTECTIVE LAYER, POLARIZER, METHOD FOR PROCUDING THE SAME AND DISPLAY APPRATUS}
본 명세서는 편광판 보호층용 조성물, 편광판, 편광판의 제조방법 및 화상표시장치에 관한 것이다.
기존 액정 표시 장치용 편광판은 일반적으로 폴리비닐알코올계 편광자를 사용하고, 그 편광자의 적어도 한쪽 면에 TAC 등의 보호 필름을 부착하는 구성으로 되어있다.
최근 편광판 시장에서는 저빛샘 및 박형화에 따른 요구가 높아지고 있어, 이 물성을 만족하기 위하여 기존에 미리 제막한 보호 기재를 적용하는 대신 편광자의 한 면에 직접 보호막을 형성하는 방법이 검토되고 있다.
다만, 상기와 같이 편광자의 한 면에 직접 보호막을 형성하는 경우, 편광자 수축에 의해 발생되는 응력에 의해 편광자의 찢어짐 현상이 발생되는 문제를 해결하기 어려웠다.
대한민국 특허공개 제 2003-0045324 호 (2003.06.11 공개)
본 명세서는 편광판 보호층용 조성물, 편광판, 편광판의 제조방법 및 화상표시장치를 제공한다.
본 명세서는 중량평균분자량이 15,000 이상 60,000 이하인 우레탄 아크릴레이트계 올리고머;
이소보닐기를 포함하는 제1 아크릴레이트계 모노머;
하이드록시기를 포함하는 제2 아크릴레이트계 모노머; 및
광개시제를 포함하는 편광판 보호층용 조성물을 제공한다.
또한, 본 명세서는 편광자;
상기 편광자의 일면에 순차적으로 구비된 접착제층 및 보호필름; 및
상기 편광자의 타면에 구비되고, 상술한 편광판 보호층용 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는 보호층을 포함하는 편광판을 제공한다.
또한, 본 명세서는 편광자와 보호필름 사이에 접착제 조성물을 도포하여 편광자의 일면에 접착제층 및 보호필름을 순차적으로 적층하는 단계; 및
상기 편광자의 타면에 상기 편광판 보호층용 조성물을 도포 및 경화하여 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 상술한 편광판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 명세서는 상술한 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 명세서에 따른 편광판 보호층용 조성물을 이용하여 편광판 제조시 열충격 환경에서 내구성이 우수하다.
본 명세서에 따른 편광판 보호층용 조성물을 이용하여 편광판 제조시 열충격 환경에서 편광자의 크랙 발생 억제 효과가 우수하다.
도 1은 본 명세서의 일 실시예에 따른 편광판의 단면도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 편광판을 포함하는 화상표시장치의 단면도이다.
도 3은 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 제조 과정을 나타낸 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 설명한다.
본 명세서에 있어서, 2개 이상의 요소가 순차적으로 구비되어 있다는 것은, 예를 들어 용어 순차적으로 구비된 「A 및 B」는, 상기 요소 A와 B가 상기 순서로 배치되어 있으되, A와 B 사이에 다른 요소가 개재되어 있는 경우, 예를 들어 A 및 C 및 B가 상기 순서로 배치되어 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서, 2개의 요소가 서로 형성 또는 직접 형성되어 있다는 것, 예를 들면, 「A에 B가 직접 형성되어 있다는 것」은, A의 적어도 하나의 주 표면에 다른 요소가 개재되어 있지 않고, B가 직접 형성되어 있는 경우를 의미할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 단위 「중량부」는 각 성분 간의 중량의 비율을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 「조성물의 경화」는, 상기 조성물의 성분의 물리적 작용 또는 화학적 반응 등에 의하여 조성물이 접착 또는 점착 특성을 발현할 수 있도록 변화하는 과정을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 용어 「활성 에너지선」은, 마이크로파(microwaves), 적외선(IR), 자외선(UV), X선 및 γ선은 물론 α 입자선(α particle beam), 프로톤빔(proton beam), 뉴트론빔(neutron beam) 및 전자선(electron beam)과 같은 입자빔 등을 의미할 수 있고, 통상적으로는 자외선 또는 전자선 등 일수 있다. 또한, 상기에서 「활성 에너지선 경화형」이란 상기와 같은 경화가 활성 에너지선의 조사에 의해 유도될 수 있다는 것을 의미할 수 있다. 본 명세서의 하나의 예시에서, 상기 활성에너지선 경화형 조성물의 경화는, 활성 에너지선의 조사에 의한 자유 라디칼 중합 또는 양이온 반응을 통하여 수행될 수 있고, 바람직하게는 자유 라디칼 중합 및 양이온 반응이 동시 또는 순차로 함께 진행되어 수행할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 「에폭시 화합물」은, 하나 이상, 바람직하게는 2개 이상의 에폭시기를 포함하는 단량체성, 올리고머성 또는 폴리머성 화합물을 의미할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 편광판을 도 1을 참고하여 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 편광판(10)은 편광자(100); 상기 편광자의 일면에 구비된 보호층(101); 및 상기 편광자의 보호층이 구비된 면의 반대면에 순차적으로 구비된 접착제층(102) 및 보호필름(103)을 포함한다. 본 명세서의 일 실시상태에 따른 편광판 보호층용 조성물은 상기 편광판의 일면에 구비된 보호층 형성에 사용되는 것이다.
일반적으로, 편광판은 편광자의 양면에 접착제층을 매개로 보호필름이 구비된다. 이 경우, 편광판이 두꺼워지는 문제가 있다. 편광자의 일면에는 접착제층/보호필름 대신 보호층을 구비함으로써, 편광판을 박형화 할 수 있다.
또한, 편광판에 열충격이 가하면 편광자와 보호필름 간의 수축 변화율 차이로 인하여 편광자는 연신 방향(ex: MD 방향)으로 크랙이 발생할 수 있고, 크랙은 편광판의 편광도, 투과도 등의 광학 특성을 저하시키고 신뢰성을 낮출 수 있다. 접착제층(102)은 열에 대한 응력이 좋아 보호필름에서 편광자로 전달되는 열응력을 완화시킴으로써 편광자에 대한 열충격을 최소화하여 열충격 환경에서도 편광자에 크랙 발생을 낮추어 편광판의 내구성을 향상시킬 수 있다.
그러나, 편광자의 수축 변화율은 일반적으로 측정하기가 대단히 어렵고, 측정 중 편광자는 손상되기 쉬우며, 보호필름(ex: 폴리에틸렌테레프탈레이트)의 수축 변화율은 0%에 가깝다. 편광판에 80℃의 열을 가할 경우, 편광자는 수분이 빠져나가면서 일정 방향(ex: TD 방향)으로 수축하여 자체 변형으로 인한 크랙(Crack)이 발생될 수 있으나, 보호필름은 내구성이 우수하므로 열을 가하더라도 변형이 거의 일어나지 않는다. 이 경우, 편광자와 보호필름의 수축 차이에 의하여 발생된 크랙이 더욱 커지는 문제가 발생한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 편광판 보호층 조성물을 이용하여 제조된 보호층(101)은 상기 열에 대한 보호 역할을 효과적으로 수행하여, 편광자 크랙이 발생되는 것을 억제하거나, 편광자 크랙이 발생되더라도 크랙이 성장하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 명세서는 중량평균분자량이 15,000 이상 60,000 이하인 우레탄 아크릴레이트계 올리고머;
이소보닐기를 포함하는 제1 아크릴레이트계 모노머;
하이드록시기를 포함하는 제2 아크릴레이트계 모노머; 및
광개시제를 포함하는 편광판 보호층용 조성물을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 편광판 보호층용 조성물은 중량평균분자량이 15,000 이상 60,000 이하인 우레탄 아크릴레이트계 올리고머를 포함함으로써, 투명성이 우수하고, 내습, 내열성이 향상되는 효과가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112018096128885-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
상기 n 은 20 내지 60의 정수이고, 바람직하게는 30 내지 50의 정수, 더욱 바람직하게는 32 내지 42의 정수이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 L1 및 L2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 알킬렌기로는, 예를 들면, 메틸렌기, 에틸렌기, n-프로필렌기, 이소프로필렌기, 시클로프로필렌기, n-부틸렌기, 이소부틸렌기, s-부틸렌기, t-부틸렌기, 시클로부틸렌기, 1-메틸-시클로프로필렌기, 2-메틸-시클로프로필렌기, n-펜틸렌기, 1-메틸-n-부틸렌기, 2-메틸-n-부틸렌기, 3-메틸-n-부틸렌기, 1,1-디메틸-n-프로필렌기, 1,2-디메틸-n-프로필렌기, 2,2-디메틸-n-프로필렌기, 1-에틸-n-프로필렌기, 시클로펜틸렌기, 1-메틸-시클로부틸렌기, 2-메틸-시클로부틸렌기, 3-메틸-시클로부틸렌기, 1,2-디메틸-시클로프로필렌기, 2,3-디메틸-시클로프로필렌기, 1-에틸-시클로프로필렌기, 2-에틸-시클로프로필렌기, n-헥실렌기, 1-메틸-n-펜틸렌기, 2-메틸-n-펜틸렌기, 3-메틸-n-펜틸렌기, 4-메틸-n-펜틸렌기, 1,1-디메틸-n-부틸렌기, 1,2-디메틸-n-부틸렌기, 1,3-디메틸-n-부틸렌기, 2,2-디메틸-n-부틸렌기, 2,3-디메틸-n-부틸렌기, 3,3-디메틸-n-부틸렌기, 1-에틸-n-부틸렌기, 2-에틸-n-부틸렌기, 1,1,2-트리메틸-n-프로필렌기, 1,2,2-트리메틸-n-프로필렌기, 1-에틸-1-메틸-n-프로필렌기, 1-에틸-2-메틸-n-프로필렌기, 시클로헥실렌기, 1-메틸-시클로펜틸렌기, 2-메틸-시클로펜틸렌기, 3-메틸-시클로펜틸렌기, 1-에틸-시클로부틸렌기, 2-에틸-시클로부틸렌기, 3-에틸-시클로부틸렌기, 1,2-디메틸-시클로부틸렌기, 1,3-디메틸-시클로부틸렌기, 2,2-디메틸-시클로부틸렌기, 2,3-디메틸-시클로부틸렌기, 2,4-디메틸-시클로부틸렌기, 3,3-디메틸-시클로부틸렌기, 1-n-프로필-시클로프로필렌기, 2-n-프로필-시클로프로필렌기, 1-이소프로필-시클로프로필렌기, 2-이소프로필-시클로프로필렌기, 1,2,2-트리메틸-시클로프로필렌기, 1,2,3-트리메틸-시클로프로필렌기, 2,2,3-트리메틸-시클로프로필렌기, 1-에틸-2-메틸-시클로프로필렌기, 2-에틸-1-메틸-시클로프로필렌기, 2-에틸-2-메틸-시클로프로필렌기 및 2-에틸-3-메틸-시클로프로필렌기 등을 들 수 있다.　
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 중량평균분자량은 15,000 이상 50,000 이하, 바람직하게는 15,000 이상 40,000 이하일 수 있다. 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 조성물의 유리전이온도 및 저장탄성률을 높일 수 있으며, 이를 통해 내열, 내습 신뢰성을 향상 시킬 수 있고, 조성물의 점도가 과도하게 상승하는 것을 방지하여 보호층 코팅의 공정성이 개선될 수 있다. 본 명세서의 실시예 및 비교예를 참고하면, 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 중량평균분자량이 상기 범위일 때, 이를 포함하는 조성물의 유리전이온도가 높고, 저장탄성률이 우수하며, 내열 및 내습성이 향상되는 것을 알 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 중량평균분자량은 이 기술이 속하는 분야에서 일반적으로 사용되는 방법으로 측정될 수 있으며, 겔투과크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography: GPC)로 측정될 수 있다. 예를 들어, 유리병에 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran: THF)와 조성물을 넣은 1wt% 샘플 시료를 준비하고 표준시료(폴리스티렌)과 샘플시료의 용리(elution)시간을 표준 시료의 캘리브레이션 곡선과 비교하여 화합물의 분자량 및 분자량 분포를 얻을 수 있다. 이때, 측정 기기로 infinity 2 1260(agilient 사)를 이용할 수 있고 유속은 1 ml/min, 컬럼온도는 40℃로 설정할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 중량평균분자량은 제조시에 사용되는 지방족 카보네이트계 폴리올 자체의 분자량을 조절하거나, 지방족 카보네이트계 폴리올 및 자일렌 이소시아네이트의 몰 비를 조절하여 달성할 수 있다. 예컨대, 상기 지방족 카보네이트계 폴리올 및 자일렌 이소시아네이트의 몰 비를 1:2 내지 4:5로 조절할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는 폴리카보네이트계 우레탄 아크릴레이트계 올리고머이다. 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 종류가 폴리카보네이트계인 경우, 폴리에테르계 또는 폴리에스테르계인 경우보다 높은 결정성을 갖는다. 구체적으로, 폴리카보네이트계의 경우 주사슬에 포함되는 카보네이트 구조로 인해 강한 구조를 가지기 때문에, 조성물에 높은 유리전이온도(Tg) 및 높은 저장 탄성률(Storage Modulus G')을 부여할 수 있다.
상기 폴리카보네이트계 우레탄 아크릴레이트계 올리고머란, 관능기수가 2개인 지방족 폴리카보네이트 다이올 화합물(예를 들어, DURANOL G3452, ASAHI-KASEI사 제조)과 관능기수가 2개인 지방족 이소시아네이트(예를 들어, 자일렌 디이소시아네이트)를 1차 반응시킨 후, 중합 가능한 불포화 그룹을 분자당 2개 이상 함유하는 하이드록시 아크릴레이트 모노머(예를 들어, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트, 하이드록시 에틸 아크릴레이트)를 2차 반응 시켜 얻어진 것일 수 있다. 이때, 푸리에 변환 적외분광법(Fourier transform infrared spectroscopy: FTIR) 측정 후 2,200cm-1 내지 2,300cm-1에서 나타나는 이소시아네이트기(-NCO)의 피크(peak)가 사라지는 것을 확인한 후 반응을 종료한다.
상기 폴리카보네이트계 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 제조 과정을 나타내면 도 3과 같다. 상기 올리고머의 제조 과정을 설명하면, 관능기수가 2개인 지방족 폴리카보네이트 다이올 화합물(T5652)과 관능기수가 2개인 지방족 이소시아네이트(XDI)를 1차 반응시킨 후(1 STEP), 중합 가능한 불포화 그룹을 분자당 2개 이상 함유하는 하이드록시 아크릴레이트 모노머(2-HEMA)를 첨가하여 2차 반응(2 STEP) 시켜 얻어진 것일 수 있다. 이때, FTIR 측정 후 2200cm-1 내지 2300cm-1에서 나타나는 이소시아네이트기(-NCO)의 피크(peak)가 사라지는 것을 확인한 후 반응을 종료한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 관능기수는 2개 이상 5개 이하, 바람직하게는 2개 이상 4개 이하, 더욱 바람직하게는 2개 이상 3개 이하이다. 관능기수가 상기 수치 범위인 경우, 편광판 보호층에 적용시 내열성 및 경도가 향상되는 효과가 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 관능기수란, 경화 반응에 참여할 수 있는 작용기의 개수를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 관능기는 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 분자의 말단 또는 측쇄에 결합될 수 있으며, 종류로는 아크릴레이트 또는 비닐기일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 아크릴레이트계 모노머의 중량평균분자량이 150 이상이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 아크릴레이트계 모노머는 이소보닐 아크릴레이트(IBOA) 및 이소보닐 메타크릴레이트(IBOMA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 아크릴레이트계 모노머는 하이드록시에틸아크릴레이트(HEA) 및 하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광판 보호층용 조성물은 하이드록시부틸아크릴레이트(Hydroxybutyl acrylate: HBA), 하이드록시 부틸 메타크릴레이트(Hydroxybutyl metaacrylate: HBMA), 하이드록시 프로필 아크릴레이트(Hydroxypropyl acrylate: HPA) 및 하이드록시 프로필메타크릴레이트(Hydroxypropyl metaacrylate: HPMA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2 이상의 제3 아크릴레이트계 모노머를 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 100 중량부를 기준으로, 상기 제1 아크릴레이트계 모노머가 30 중량부 이상 80 중량부 이하, 바람직하게는 40 중량부 이상 75 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 40 중량부 이상 65 중량부 이하로 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 100 중량부를 기준으로, 상기 제2 아크릴레이트계 모노머가 5 중량부 이상 100 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이상 80 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 10 중량부 이상 50 중량부 이하로 포함된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 아크릴레이트계 모노머 및 상기 제2 아크릴레이트계 모노머의 중량비는 1:5 내지 5:1, 1:4 내지 4:1, 바람직하게는 1:3 내지 3:1이다.
상기 제1 아크릴레이트계 모노머 및 제2 아크릴레이트계 모노머의 함량이 상기와 같을 경우, 보호층의 내열성 및 경도가 향상될 수 있다. 또한, 상기 수치 범위를 만족할 때 과도한 경화밀도에 의해 내크랙성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 보호층의 편광자에 대한 접착력이 향상되고, 보호층의 저장탄성률이 우수한 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광개시제는 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 2,4,6-트리메틸 벤조일-디페닐포스핀 옥사이드, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸-1-온, 1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-하이드록시-2-메틸-프로판-1-온및 2,2-디에톡시-1-페닐-에타논으로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광판 보호층용 조성물은 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 100 중량부를 기준으로, 상기 광개시제를 0.1 중량부 이상 5 중량부 이하, 0.1 이상 4, 바람직하게는 0.2 이상 2 이하로 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광판 보호층용 조성물은 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 100 중량부를 기준으로, 실란 커플링제를 0.1 중량부 이상 5 중량부 이하, 0.1 이상 4, 바람직하게는 0.5 이상 2 이하로 포함한다. 상기 실란 커플링제는 보호층의 편광자에 대한 접착성, 내습성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 실란 커플링제는 상기 편광판 보호층용 조성물이 편광자에 도포 및 경화되어 보호층을 형성하는 과정에서 조성물에 포함된 올리고머와 모노머들이 편광자와의 유기적인 결합이 잘 일어날 수 있도록 가교 사이트의 역할을 한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 실란 커플링제는 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리에톡시실란, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸메틸디에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리이소프로페닐옥시실란 및 γ-글리시독시프로필트리이미노옥시실란으로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광판 보호층용 조성물은 그 물성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 당업계에 공지된 소포제, 안정제, 분산제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광판 보호층용 조성물은 무용제형일 수 있다. 즉, 실질적으로 용매를 포함하지 않을 수 있다. 이로 인해 조성물의 코팅성이 개선되며, 보호층의 두께를 용이하게 조절할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광판 보호층용 조성물의 25℃에서의 점도는 100 cPs 이상 2,000 cPs 이하, 300 cPs 이상 1,000 cPs 이하, 바람직하게는 300 cPs 이상 800 cPs 이하일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 조성물의 코팅성이 개선된다. 상기 점도는 이 기술분야에서 사용되는 통상적인 방법에 의하여 측정될 수 있다. 예를 들면, 상온(25℃) 및 18번 스핀들(Spindle)에서 브룩필드(Brookfield) 점도계를 이용하여 5분간 점도를 측정할 수 있다. 이때 측정되는 조성물의 양은 6.5mL 이상 10mL 이하일 수 있다
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광판 보호층용 조성물의 유리전이온도(Tg)가 90℃ 이상, 95℃ 이상, 바람직하게는 100℃ 이상일 수 있다. 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 편광판 보호층용 조성물을 이용하여 편광판 제조시 보호층의 내열성이 향상되는 효과가 있다.
상기 보호층용 조성물의 유리전이온도의 측정 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 상기 보호층용 조성물과 동일한 조성을 갖는 광경화성 조성물을 이형필름(예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)에 두께 6 내지 7 ㎛로 도포하고, 자외선을 조사하여 경화시킨 후, 이형 필름을 제거하고, 시편을 5 내지 10 mg을 취하여 DSC(differential scanning calorimetry)를 통해 측정한다. 이 때, 측정온도는 25℃의 시작 온도에서 5℃/min의 승온 속도로 150℃까지 승온하면서, Heat flow를 측정하여 그 변곡점에서 유리전이 온도를 측정한다.
본 명세서는
편광자;
상기 편광자의 일면에 순차적으로 구비된 접착제층 및 보호필름; 및
상기 편광자의 타면에 구비되고, 상기 편광판 보호층용 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는 보호층을 포함하는 편광판을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 보호층의 30℃에서의 저장 탄성률은 1,200 Mpa 이상, 바람직하게는 1,300 Mpa 이상, 더욱 바람직하게는 1,500 Mpa 이상이다. 보호층의 저장 탄성률이 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 편광자에 가해지는 스트레스를 효과적으로 억제하여, 고온 또는 고습 환경에서 편광자의 수축 또는 팽창에 의한 편광자의 크랙 발생을 효과적으로 억제하는 효과가 있다. 또한, 편광자에 대한 접착력이 향상된다. 이로써, 고온에서의 편광판의 수축 및 팽창을 억제하여 편광판이 액정 패널 등에 적용되었을 때, 빛샘 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 우수한 접착력을 나타내는 장점이 있다. 상기 보호층의 저장 탄성률의 상한은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들어 30℃에서 8,000 Mpa 이하, 바람직하게는 5,000 Mpa 이하, 더욱 바람직하게는 3,000 Mpa 이하일 수 있다.
상기 보호층의 저장 탄성률은 이형필름(예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)에 상기 보호층과 동일한 조성을 갖는 광경화성 조성물을 두께 50 ㎛로 도포하고, 광량 1,000mJ/cm2 이상의 조건에서 자외선을 조사하여 경화시킨 후, 이형 필름을 제거하고, 시편을 일정한 크기로 레이저 재단한 후, DMA를 통해 측정한다. 이 때, 측정온도는 -30℃의 시작 온도에서 5℃/min의 승온 속도로 160℃까지 승온 시키면서 10%의 strain으로 일정하게 인장할 때의 저장 탄성률을 측정하였으며, 30℃일 때의 저장 탄성률 값을 기록하였다.
보호필름
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 보호필름은 편광자를 지지 및 보호하기 위한 것으로, 당해 기술 분야에 일반적으로 알려져 있는 다양한 재질의 보호필름들, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate) 필름, 싸이클로올레핀 폴리머(COP, cycloolefin polymer) 필름, 아크릴계 필름 등이 사용될 수 있다. 이 중에서도 광학 특성, 내구성, 경제성 등을 고려할 때, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 보호필름의 80℃에서의 저장 탄성률이 1,500 Mpa 이상, 바람직하게는 1,800 Mpa 이상, 더욱 바람직하게는 2,000 Mpa 이상일 수 있다. 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 보호필름의 편광자 보호 효과가 증대될 수 있다. 구체적으로, 고온 환경하에서 편광자 수축에 의해 발생되는 응력에 의한 편광자의 찢어짐 현상을 방지할 수 있다.
한편, 상기 편광자와 보호필름의 부착은 롤 코터, 그라비어 코터, 바 코터, 나이프 코터 또는 캐필러리 코터 등을 사용하여 편광자 또는 보호필름의 표면에 편광판용 접착제 조성물을 코팅한 후, 이들을 합지 롤로 가열 합지하거나, 상온 압착하여 합지하는 방법 또는 합지 후 UV 조사하는 방법 등에 의해 수행될 수 있다. 상기 편광판용 접착제 조성물에 대해서는 후술하기로 한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 접착제층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 당해 기술 분야에 잘 알려진 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 보호필름의 일면에 상기 활성 에너지선 경화형 조성물을 당해 기술 분야에 잘 알려진 코팅 법, 예컨대 스핀 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 그라비아 코팅, 블레이드 코팅 등의 방법으로 도포하여 보호층을 형성하고, 이를 편광자에 접합시키면서 자외선 조사를 통해 경화시키는 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 자외선 조사 장치를 이용하여 조사광인 자외선을 조사하는 방법으로 수행할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 자외선의 파장은 100nm 이상 400nm 이하, 바람직하게는 320nm 이상 400nm 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 조사광의 광량은 100mJ/cm2 이상 1,000mJ/cm2이하, 바람직하게는 500mJ/cm2 이상 1,000mJ/cm2이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 조사광의 조사 시간은 1초 이상 10분 이하, 바람직하게는 2초 이상 30초 이하일 수 있다. 상기 조사 시간 범위를 만족하는 경우, 광원으로부터 지나치게 열이 전달되는 것을 방지하여, 편광자에 주행 주름이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
편광자
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광자는 당해 기술분야에 잘 알려진 편광자, 예를 들면 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알코올(PVA)로 이루어진 필름을 사용할 수 있다. 상기 편광자는 폴리비닐알코올 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염착시켜서 제조될 수 있으나, 이의 제조방법은 특별히 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 편광자는 보호층(또는 보호필름)을 포함하지 않는 상태를 의미하며, 편광판은 편광자와 보호층(또는 보호필름)을 포함하는 상태를 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광자는 두께가 5㎛ 이상 40㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛ 이상 25㎛ 이하일 수 있다. 편광자의 두께가 상기 범위보다 얇으면 광학특성이 떨어질 수 있으며, 상기 범위보다 두꺼우면 저온(-30℃ 정도)에서의 편광자 수축량이 커져서 전체적인 편광판의 내열성에 문제가 될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광자가 폴리비닐알코올계 필름인 경우, 폴리비닐알코올계 필름은 폴리비닐알코올 수지 또는 그 유도체를 포함하는 것이면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 이때, 상기 폴리비닐알코올 수지의 유도체로는, 이에 한정되는 것은 아니나, 폴리비닐포르말 수지, 폴리비닐아세탈 수지 등을 들 수 있다. 또는, 상기 폴리비닐알코올계 필름은 당해 기술분야에 있어서 편광자 제조에 일반적으로 사용되는 시판되는 폴리비닐알코올계 필름, 예컨대, 구라레 사의 P30, PE30, PE60, 일본합성사의 M2000, M3000, M6000 등을 사용할 수도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리비닐알코올계 필름은, 이로써 한정되는 것은 아니나, 중합도가 1,000 이상 10,000 이하, 바람직하게는 1,500 이상 5,000 이하인 것이 바람직하다. 중합도가 상기 범위를 만족할 때, 분자 움직임이 자유롭고, 요오드 또는 이색성 염료 등과 유연하게 혼합될 수 있기 때문이다.
접착제층
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 접착제층은 편광판 접착제 조성물의 경화물이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 접착제층의 80℃에서의 열팽창계수는 130 ppm/K 이하이다. 상기 열팽창계수가 130 ppm/K를 초과하면 내열충격 환경에서 편광판의 크랙이 발생한다는 문제가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 접착제층의 80℃에서의 저장 탄성률이 100Mpa 이상 1,800 Mpa 이하일 수 있고, 바람직하게는 150Mpa 이상 1,300Mpa 이하일 수 있고, 더욱 바람직하게는 180Mpa 이상 500Mpa 이하일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 접착제층에 의한 접착력이 증대되어 보호 필름의 박리가 잘 일어나지 않는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 접착제층의 저장 탄성률은 이형필름(예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)에 상기 접착제층과 동일한 조성을 갖는 광경화성 조성물을 두께 50 ㎛로 도포하고, 광량 1,000mJ/cm2 이상의 조건에서 자외선을 조사하여 경화시킨 후, 이형 필름을 제거하고, 시편을 일정한 크기로 레이저 재단한 후, DMA를 통해 측정한다. 이 때, 측정온도는 -30℃의 시작 온도에서 5℃/min의 승온 속도로 160℃까지 승온 시키면서 10%의 strain으로 일정하게 인장할 때의 저장 탄성률을 측정하였으며, 80℃일 때의 저장 탄성률 값을 기록하였다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 접착제층은 광경화성 접착제 조성물로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 접착층이 광경화성 조성물로 형성되는 경화형 수지층인 경우, 그 제조 방법이 간단하고, 나아가 보호 필름과의 밀착성이 우수하다는 장점이 있다. 또한, 편광판의 내구성을 보다 개선시킬 수 있다.
이때, 상기 광경화성 접착제 조성물은 열팽창계수가 상기 범위를 만족하는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 에폭시계 화합물 및 옥세탄계 화합물을 포함하는 광경화성 조성물일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 에폭시계 화합물로는 지환족 에폭시 화합물 및 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물 중 적어도 하나 이상을 사용할 수 있고, 바람직하게는 지환족 에폭시 화합물과 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물이란 글리시딜 에테르기를 적어도 하나 이상 포함하는 에폭시 화합물을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물에는, 예를 들면, 노볼락 에폭시, 비스페놀 A계 에폭시, 비스페놀 F계 에폭시, 브롬화 비스페놀 에폭시, n-부틸 글리시딜에테르, 알리파틱 글리시딜에테르(탄소수 12 내지 14), 2-에틸헥실글리시딜 에테르, 페닐 글리시딜 에테르, o-크레실(cresyl) 글리시딜 에테르, 노닐 페닐 글리시딜 에테르, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리프로필렌글리콜 디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜 디글리시딜에테르, 1,4-부탄디올 디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 폴리글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜에테르 또는 글리세린 트리글리시딜에테르 등이 예시될 수 있고, 또한 1,4-시클로헥산디메탄올 디글리시딜 에테르 등과 같은 고리형 지방족 골격을 가지는 글리시딜 에테르 또는 방향족 에폭시 화합물의 수소 첨가 화합물 등이 예시될 수 있으며, 바람직하게는 고리형 지방족 골격을 가지는 글리시딜 에테르, 바람직하게는 탄소수 3 내지 20, 바람직하게는 탄소수 3 내지 16, 보다 바람직하게는 탄소수 3 내지 12의 고리형 지방족 골격을 가지는 글리시딜 에테르가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 지환족 에폭시 화합물 및 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물이 혼합되어 사용되는 경우, 그 중량비는 1:3 내지 3:1, 또는 1:2 내지 2:1인 것이 바람직하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 지환족 에폭시 화합물은 상기 에폭시계 화합물 전체 중량 기준으로 10 중량% 내지 50 중량% 포함될 수 있고, 바람직하게는 20 중량% 내지 40 중량% 포함될 수 있다. 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 광경화 시에 효과적으로 조성물이 경화될 수 있는 장점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 글리시딜 에테르 타입 에폭시 화합물은 상기 에폭시계 화합물 전체 중량 기준으로 10 중량% 내지 60 중량% 포함될 수 있고, 바람직하게는 30 중량% 내지 50 중량% 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광판 접착제 조성물은 에폭시 화합물을 포함한다. 상기 에폭시 화합물의 예로는 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시클로헥산카르복실레이트, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트의 카프로락톤 변성물, 다가 카르복실산과 3,4-에폭시시클로헥실메틸알코올의 에스테르화물 또는 카프로락톤 변성물, 말단에 지환족 에폭시기를 갖는 실리콘계 화합물, 비스페놀 A 의 디글리시딜에테르, 비스페놀 F 의 디글리시딜에테르, 브롬화비스페놀 A 의 디글리시딜에테르, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 테레프탈산디글리시딜에스테르, 프탈산디글리시딜에스테르, 말단 카르복실산 폴리부타디엔과 비스페놀 A 형 에폭시 수지의 부가 반응물, 디시클로펜타디엔디옥사이드, 리모넨디옥사이드, 4-비닐시클로헥센디옥사이드, 폴리에틸렌글리콜 (반복수 3 이상) 디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜 (반복수 3 이상) 디글리시딜에테르, 폴리테트라메틸렌글리콜 (반복수 3 이상) 디글리시딜에테르, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르, 에폭시화 식물유, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 양 말단 수산기의 폴리부타디엔디글리시딜에테르, 폴리부타디엔의 내부 에폭시화물, 스티렌-부타디엔 공중합체의 2 중 결합이 일부 에폭시화된 화합물〔예를 들어, 다이셀 화학 공업 (주) 제조의 "에포프렌드"〕, 및 에틸렌-부틸렌 공중합체와 폴리이소프렌의 블록 코폴리머의 이소프렌 단위가 일부 에폭시화된 화합물 (예를 들어, KRATON 사 제조의 "L-207") 등을 들 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광판 접착제 조성물은 광개시제를 더 포함할 수 있다. 광개시제의 종류나 함량은 편광판 보호층용 조성물에 포함되는 광개시제의 설명과 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광판 접착제 조성물은 필요에 따라서 염료, 안료, 에폭시 수지, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면 활성제, 광증감제 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 명세서는
편광자와 보호필름 사이에 접착제 조성물을 도포하여 편광자의 일면에 접착제층 및 보호필름을 순차적으로 적층하는 단계; 및
상기 편광자의 타면에 상기 편광판 보호층용 조성물을 도포 및 경화하여 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 상기 편광판의 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 접착제 조성물 또는 편광판 보호층용 조성물을 도포하는 방법은 필요한 양의 조성물을 균일하게 도포할 수 있으면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 스핀 코팅, 바 코팅, 롤 코팅, 그라비아 코팅, 블레이드 코팅 등의 방법이 있으며, 연속공정을 위하여 바람직하게는 롤 코팅에 의할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 편광판 보호층용 조성물은 활성 에너지선 경화형 조성물이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 상기 편광판 보호층용 조성물을 경화하는 것은 활성 에너지선 조사 장치를 이용하여 조사광을 조사하는 방법으로 수행될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 활성 에너지선 조사 장치는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 퓨전 램프(Fusion lamp), 아크 램프(Arc lamp), LED 및 저압램프를 들 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 활성에너지선의 광량은 100mJ/cm2 내지 1,000mJ/cm2, 바람직하게는 500mJ/cm2 내지 1,000mJ/cm2일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 조사광의 조사 시간은 1초 내지 10분, 바람직하게는 2초 내지 30초일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 활성에너지선의 광량 및 조사 시간 범위를 만족하는 경우, 접착제층 및 보호층의 경화 속도가 빠르고, 필름의 외관 특성 및 광학 특성을 저하시키지 않으면서도 광원으로부터 지나치게 열이 전달되는 것을 방지하여, 편광자에 주행 주름이 발생하는 것을 최소화하여 생산성이 우수하다는 장점이 있다.
화상표시장치
본 명세서는 상술한 편광판을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
이하, 본 명세서의 일 실시예에 따른 화상표시장치를 설명한다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예의 화상표시장치의 단면도이다.
상기 화상표시장치는 편광판이 포함되는 통상의 광학표시장치로서, 예를 들면 액정표시장치 등이 있다.
도 2에 따르면, 화상표시장치(20)은 액정표시패널(201), 상기 액정표시패널(201)의 일면에 구비된 제1 편광판(202) 및 상기 액정표시패널의 타면과 광원부(204) 사이에 구비된 제2 편광판(203)을 포함할 수 있고, 상기 제1편광판(202) 및 제2편광판(203) 중 어느 하나 이상은 본 명세서의 일 실시예에 따른 편광판일 수 있다.
이때, 상기 액정표시장치에 포함되는 액정 패널의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 그 종류에 제한되지 않고, TN(twisted nematic)형, STN(super twisted nematic)형, F(ferroelectic)형 또는 PD(polymer dispersed)형과 같은 수동 행렬 방식의 패널; 2단자형(two terminal) 또는 3단자형(three terminal)과 같은 능동행렬 방식의 패널; 횡전계형(IPS; In Plane Switching) 패널 및 수직배향형(VA; Vertical Alignment) 패널 등의 공지의 패널이 모두 적용될 수 있다. 또한, 액정표시장치를 구성하는 기타 구성, 예를 들면, 상부 및 하부 기판(ex. 컬러 필터 기판 또는 어레이 기판) 등의 종류 역시 특별히 제한되지 않고, 이 분야에 공지되어 있는 구성이 제한 없이 채용될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 단, 본 발명의 권리 범위가 실시예 범위로 한정되는 것은 아니다.
[제조예]
[올리고머 1 합성, MW: 20,000]
반응에 참여 하지 않은 점도조절용 모노머인 이소보닐 아크릴레이트(IBOA) 자일렌 디이소시아네이트(XDI) 3mol 지방족 폴리카보네이트 다이올 화합물(DURANOL? G3452, asahi-kasei사 제조, 수평균분자량 2,000g/mol) 2mol을 투입하여 혼합물을 제조하였다. 이때, 상기 이소보닐 아크릴레이트의 함량은 전체 혼합물 100 중량을 기준으로 30 중량부였다.
상기 혼합물을 50℃로 승온 유지 후, 촉매로 디브틸주석디라우레이트(DBTDL) 40ppm 투입하고 발열 반응을 유도하여 1차 반응을 시켜 수지를 합성하였다.
상기 합성된 수지에 하이드록시 메타크릴레이트(HEMA) 2mol을 적하하여 지방족 카보네이트계 우레탄 올리고머를 제조하였으며, 가스크로마토그래피를 통해 확인 결과, 중량평균분자량은 약 20,000g/mol이었다.
이때, 상기 지방족 카보네이트계 우레탄 올리고머의 관능기 수는 2개였다.
[올리고머 2 합성: MW: 40,000]
자일렌 디이소시아네이트(XDI)의 몰 수를 5mol, 지방족 폴리카보네이트 다이올의 몰수를 4mol로 각각 변경한 것 외에는 상기 올리고머 1과 동일한 방법으로 올리고머 2를 제조하였으며, 가스크로마토그래피를 통해 확인 결과, 중량평균분자량은 약 40,000g/mol이었다.
[올리고머 3 합성: MW: 3,000]
자일렌 디이소시아네이트(XDI)의 몰 수를 2mol로 변경하고, 지방족 폴리카보네이트 다이올 화합물의 종류 및 몰수를 수평균분자량 500g/mol인 화합물(DURANOL? T650E, asahi-kasei사 제조) 및 1mol로 변경한 것 외에는 상기 올리고머 1과 동일한 방법으로 올리고머 3을 제조하였으며, 가스크로마토그래피를 통해 확인 결과, 중량평균분자량은 약 3,000g/mol이었다.
[올리고머 4 합성: MW: 12,000]
자일렌 디이소시아네이트(XDI)의 몰 수를 5mol로 변경하고, 지방족 폴리카보네이트 다이올 화합물의 종류 및 몰수를 수평균분자량 500g/mol인 화합물(DURANOL? T650E, asahi-kasei사 제조) 및 4mol로 변경한 것 외에는 상기 올리고머 1과 동일한 방법으로 올리고머 4를 제조하였으며, 가스크로마토그래피를 통해 확인 결과, 중량평균분자량은 약 12,000g/mol이었다.
상기 합성예에서 MW는 올리고머의 중량평균분자량을 의미한다.
[조성물의 제조]
하기 표 1의 조성비를 갖는 올리고머, 단량체 및 광개시제를 혼합하여 조성물 1 내지 7을 제조하였다. 아래 표 1에서, 제1 모노머(제1 아크릴레이트계 모노머), 제2 모노머(제2 아크릴레이트계 모노머), 광개시제 및 실란 커플링제의 함량은 올리고머 100 중량부 기준이다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
올리고머 1 100 100 - - - - - -
2 - - 100 100 - - - -
3 - - - - 100 100 - -
4 - - - - - - 100 100
제1 모노머 IBOA 20 20 20 20 20 20 20 20
IBOMA 40 40 40 40 40 40 40 40
제2 모노머 HEA 20 0 20 0 20 0 20 0
HEMA 0 20 0 20 0 20 0 20
광개시제 - 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
실란 커플링제 - 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
[실험예 1: 저장 탄성률 측정]
이형필름(예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름)에 상기 보호층과 조성물을 두께 50 ㎛로 도포하고, 광량 1,000mJ/cm2 이상의 조건에서 자외선을 조사하여 경화시킨 후, 이형 필름을 제거하고, 시편을 일정한 크기로 레이저 재단한 후, DMA(Dynamic Mechanical Analysis)를 통해 측정한다. 이 때, 측정온도는 -30℃의 시작 온도에서 5℃/min의 승온 속도로 160℃까지 승온 시키면서 10%의 strain으로 일정하게 인장할 때의 저장 탄성률을 측정하였으며, 30℃일 때의 저장 탄성률 값을 기록하였다.
[실험예 2: 유리전이온도 측정]
조성물을 이형필름(예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름) 사이에 두께 2 내지 3 ㎛로 도포하고, 광량 1,000mJ/cm2 이상의 조건에서 자외선을 조사하여 경화시킨 후, 이형 필름을 제거하여 시편을 제작한다. 그리고, 이 시험 샘플을 알루미늄제 오픈 셀에 약 1 내지 10mg 칭량하고, 온도 변조 DSC를 이용하여 50ml/min의 질소 분위기하에서 승온 속도 10℃/min으로 조성물의 Reversing Heat Flow(비열성분) 거동을 얻는다. 상기 Reversing Heat Flow의 저온 측의 베이스 라인과 고온 측의 베이스 라인을 연장한 직선으로부터 종축 방향으로 등거리에 있는 직선과 유리 전이의 계단 형상 변화 부분의 곡선이 교차하는 점의 온도를 유리전이온도(Tg)로 한다.
[실험예 3: 내열, 내습성 테스트]
편광자(PVA)의 일면에 보호필름(triacetyl cellulose: TAC)을 접착제를 통해 합지한 편광판용 연신 반제품을 준비하고, 연신 반제품과 이형필름(폴리에틸렌테레프탈레이트, PET) 사이에 상기 편광판 보호층용 조성물을 20 ㎛ 두께로 도포하고, 1,000mJ/cm2 이상의 광량 조건에서 자외선을 조사하여 경화시켜 편광판을 제조하였다. 이때, 온도 60℃, 상대습도 90% 환경 또는 온도 80℃, 상대습도 90% 환경 에서 각각 500 시간 동안 방치하여 내열 내습성 테스트를 수행하여, 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
이때, 편광판 테두리 부분에 기포가 차거나 보호층과 편광자 사이가 박리되는 경우를 NG로 구분하고, 그렇지 않은 경우를 OK로 구분하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
실험예 1 1560Mpa 2036Mpa 1640Mpa 2264Mpa 855Mpa 965Mpa 998Mpa 1064Mpa
실험예 2 91℃ 105℃ 95℃ 112℃ 70℃ 73℃ 81℃ 85℃
실험예 3
(60℃)		 OK OK OK OK NG NG NG NG
실험예 3
(80℃)		 OK OK OK OK NG NG NG NG
상기 결과로부터, 실시예 조성물을 사용하여 편광판을 제조한 경우, 보호층의 저장탄성률이 향상되는 효과가 있으며, 실시예 조성물의 유리전이온도가 우수하기 때문에, 내열 내습성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
그러나, 비교예 조성물을 사용하여 편광판을 제조한 경우, 보호층의 저장탄성률이 낮고, 내열 내습성이 낮은 것을 확인할 수 있다.

Claims (15)

  1. 중량평균분자량이 15,000 이상 60,000 이하인 우레탄 아크릴레이트계 올리고머;
    이소보닐기를 포함하는 제1 아크릴레이트계 모노머;
    하이드록시기를 포함하는 제2 아크릴레이트계 모노머; 및
    광개시제를 포함하는 편광판 보호층용 조성물로서,
    상기 제1 아크릴레이트계 모노머는 이소보닐 아크릴레이트(IBOA) 및 이소보닐 메타크릴레이트(IBOMA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2 가지의 모노머이고,
    상기 제2 아크릴레이트계 모노머는 하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA)이고,
    상기 편광판 보호층용 조성물의 유리전이온도(Tg)가 100℃ 이상인 편광판 보호층용 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는 폴리카보네이트계 우레탄 아크릴레이트계 올리고머인 것인 편광판 보호층용 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 관능기수는 2개 이상 5개 이하인 것인 편광판 보호층용 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 하이드록시부틸아크릴레이트(HBA), 하이드록시 부틸 메타크릴레이트(HBMA), 하이드록시 프로필 아크릴레이트(HPA) 및 하이드록시 프로필메타크릴레이트(HPMA)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2 이상의 제3 아크릴레이트계 모노머를 더 포함하는 것인 편광판 보호층용 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 100 중량부를 기준으로, 상기 제1 아크릴레이트계 모노머가 30 중량부 이상 80 중량부 이하로 포함되는 것인 편광판 보호층용 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 100 중량부를 기준으로, 상기 제2 아크릴레이트계 모노머가 5 중량부 이상 100 중량부 이하로 포함되는 것인 편광판 보호층용 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 100 중량부를 기준으로, 실란 커플링제를 0.1 중량부 이상 5 중량부 이하로 더 포함하는 것인 편광판 보호층용 조성물.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 실란 커플링제는 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리에톡시실란, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸메틸디에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리이소프로페닐옥시실란 및 γ-글리시독시프로필트리이미노옥시실란으로 이루어진 군에서 선택된 1 또는 2 이상인 것인 편광판 보호층용 조성물.
  11. 삭제
  12. 편광자;
    상기 편광자의 일면에 순차적으로 구비된 접착제층 및 보호필름; 및
    상기 편광자의 타면에 구비되고, 청구항 1 내지 3 및 6 내지 10 중 어느 한 항에 따른 편광판 보호층용 조성물 또는 이의 경화물을 포함하는 보호층을 포함하는 편광판.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 보호층의 30℃에서의 저장 탄성률은 1,200 Mpa 이상인 편광판.
  14. 편광자와 보호필름 사이에 접착제 조성물을 도포하여 편광자의 일면에 접착제층 및 보호필름을 순차적으로 적층하는 단계; 및
    상기 편광자의 타면에 상기 편광판 보호층용 조성물을 도포 및 경화하여 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 청구항 12에 따른 편광판의 제조방법.
  15. 청구항 12에 따른 편광판을 포함하는 화상표시장치.
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