KR20050076706A

KR20050076706A - 편광판용 아크릴계 점착제 조성물

Info

Publication number: KR20050076706A
Application number: KR1020050005479A
Authority: KR
Inventors: 김세라; 한인천; 장석기; 성혜란
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2005-07-26
Also published as: CN1764679A; KR100594514B1; TW200604220A; CN100378133C; TWI274762B; US7285313B2; WO2005068521A1; JP2006521418A; EP1706430A1; DE602005002454D1; ATE373062T1; DE602005002454T2; EP1706430B1; EP1706430B8; US20050181148A1

Abstract

본 발명은 편광판용 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것으로, 서로 다른 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체를 공중합한 아크릴계 공중합체를 포함하는 아크릴계 점착제 조성물을 제공한다.

본 발명의 아크릴계 점착제 조성물은 점착내구성, 절단성 등의 주요특성이 우수하면서도 동시에 응력완화 능력이 매우 우수하여 액정표시판에 부착된 편광판의 수축 또는 팽창에 의한 빛샘 현상을 최소화할 수 있다.

Description

편광판용 아크릴계 점착제 조성물{Acrylic Pressure-Sensitive Adhesive Composition for the Polarizing Film}

본 발명은 편광판용 아크릴계 점착제 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 빛샘 현상을 개선시킬 수 있는 편광판용 점착제 조성물, 이로부터 제조된 편광판, 및 이를 적용한 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 액정 표시 장치를 제조하기 위하여, 기본적으로 액정을 포함하고 있는 액정 셀과 편광판이 필요하며, 이를 접합하기 위한 적절한 접착층 또는 점착층이 사용되어야 한다. 또한 액정 표시 장치의 기능을 향상시키기 위하여 위상차판, 광시야각 보상판 또는 휘도향상 필름 등을 부가적으로 편광판에 부착하여 사용할 수 있다.

액정표시장치를 형성하는 주요 구조는 일정하게 배열되어 있는 액정층; 투명전극층을 포함하는 투명한 유리판, 또는 플라스틱계 판상 소재로 구성되어 있는 액정 셀을 기준으로 하여 점착층 또는 접착층으로 합체되어 있는 다층구조의 편광판; 위상차판; 그리고 추가의 기능성 필름층 등을 포함하는 것이 일반적이다.

이때, 편광판은 일정한 방향으로 배열된 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질을 포함하는 구조로서, 이들 편광소자를 보호하기 위하여 양면에 트리아세틸셀룰로오스(Triacetyl Cellulose, TAC)계 등의 보호 필름을 사용하여 다층을 구성하게 된다. 또한, 편광판은 일방성 분자배열을 갖는 형상의 위상차 필름이나, 액정형 필름 등의 광시야각 보상필름을 부가적으로 포함할 수 있다.

상기 언급된 각 필름들은 서로 다른 분자구조 및 조성을 가지는 재료로 만들어지기 때문에 서로 상이한 물리적 특성을 가지고 있다. 특히 열 또는 습열 조건 하에서는 일방성 분자 배열을 가진 재료들의 수축 또는 팽창에 따른 치수안정성이 부족하다. 따라서 편광판이 점착제에 의해 고정되어 있는 경우에 열 또는 습열 환경에 의한 변형응력이 잔류한 상태로 남아 있게 되며, 이로 인해 응력이 집중된 부분에서 빛샘이 발생하게 된다.

상기에서의 빛샘 현상을 개선시키기 위한 한가지 방법은 열 또는 습열 조건 하에서 편광판의 수축현상을 줄이는 것이 필요하지만, 서로 다른 물리적 특성을 가진 물질들로 구성된 편광판이 부착된 액정 판넬에서 발생되는 응력을 제거하는 것은 매우 어려운 일이다.

일반적으로 점착제는 고무계, 아크릴계, 그리고 실리콘계 등이 있는데, 이 중에서 아크릴계 점착제가 그 특성에 있어서 고기능 점착제 조성물의 제조에 가장 널리 사용되어지고 있다.

그러나, 상기 점착층을 부착하여 편광판을 제조하고, 이를 액정표시장치에 부착 후 장시간 사용(열 또는 습열)하면, 편광판 수축에 의한 응력이 집중되는 현상이 나타나게 되어, 이를 해결하기 위해서는 점착제층의 응력완화 기능이 필요하게 된다.

이를 해결하기 위하여, 미국 특허 제5,795,650 호에서는 점착제층에 가소제를 첨가하여 점착제에 응력을 완화시키는 기능을 부여하였다. 그러나, 상기 가소제의 첨가로는 빛샘 현상을 크게 개선시킬 수가 없으며, 또한 이들의 표면 이행 특성 때문에 점착제의 성능을 크게 손상시키는 것이 문제점으로 나타나 기포나 박리현상과 같은 내구신뢰성을 만족시키지 못하는 단점이 있다.

또한, 일본 특허공개공보 평10-279907호는 고분자량 아크릴계 폴리머와 분자량 30,000이하의 저분자량 아크릴계 폴리머를 혼합하여 편광판으로부터 발생되는 응력에 대한 완화 특성을 부여함으로써 빛샘 현상을 개선하는 방법을 제안하였다. 그러나, 상기의 해결수단과 마찬가지로 빛샘 개선효과는 미비하며, 장시간 사용 시 표면 이행 특성에 의한 점착 내구 신뢰성이 크게 감소하고 절단 특성이 나빠지는 단점이 있다.

또한, 점착제의 응력 완화 특성을 부여하기 위해, 화학 결합에 의한 가교밀도를 조절하는 방법이 있을 수 있는데, 이들만으로는 편광판의 응력 집중을 해소하기에 불충분하며, 가교밀도를 지나치게 낮출 경우에는 내구성에서 문제가 발생한다. 또한, 가소제나 저분자량 물질을 첨가함으로써 미가교된 부분으로 인해 점착제의 유동 특성을 부여하는 방법이 있으나, 이들의 표면 이행 특성 때문에 점착제의 성능을 크게 손상시키는 문제점이 있을 수 있다.

따라서, 점착 내구성, 절단성 등의 편광판 제품의 주요 특성을 거의 변화시키지 않으면서 빛샘 현상을 개선시킬 수 있는 새로운 편광판용 점착제의 개발 및 이를 적용한 편광판이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 기존 점착제의 점착내구성, 절단성 등의 주요 특성을 변화시키지 않으면서 동시에 빛샘 현상을 개선시킬 수 있는 편광판용 아크릴계 점착제 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 특성을 가지는 아크릴계 점착제 조성물을 이용한 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 특성을 가지는 아크릴계 점착제 조성물로부터 제조된 편광판을 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

a) -45 ℃ ∼ 10 ℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체 35 ∼ 94.9 중량부;

-90 ℃ ∼ -50 ℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체 5 ∼ 50 중량부;

가교 가능한 관능기를 포함하는 비닐계 단량체, 아크릴계 단량체, 또는 이들의 혼합물 0.1 ∼ 15 중량부를 공중합하여 얻은 아크릴계 공중합체 100 중량부; 및

b) 다관능성 가교제 0.01 ∼ 10 중량부

를 포함하는 편광판용 아크릴계 점착제 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 편광필름의 일면 또는 양면에, 상기한 아크릴계 점착제 조성물을 점착제층으로 포함하는 편광판을 제공한다.

상기 편광판은 보호층, 반사층, 위상차판, 광시야각 보상필름 및 휘도 향상필름으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 층을 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 편광판을 액정 셀의 일면 또는 양면에 접합한 액정패널을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명은 서로 다른 특성을 갖는 상이한 범위의 유리전이온도를 가진 호모폴리머 제조용 단량체를 공중합한 아크릴계 공중합체를 포함하는 응력 완화 능력이 우수한 아크릴계 점착제 조성물 및 이를 적용하여 제조된 편광판에 관한 것이다.

본 발명은 점착제 고분자 사슬들의 유동 특성을 부여하여, 액정 표시 장치를 장기간 사용시 액정표시판에 부착된 편광판의 수축 또는 팽창에 의해 발생되는 응력의 집중으로 인한 빛샘현상을 최소화하는 특징이 있다.

본 발명은 점착제의 구조를 제어한 것으로, 화학결합에 의해 가교밀도는 필요한 정도로 유지하면서 물리적인 사슬 사이의 엉킴(entanglement) 구조와 유연성의 제어로 내구성, 절단성 등의 제반물성을 유지하며, 동시에 빛샘 현상을 개선한 것이다. 즉, 본 발명은 낮은 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 단량체(유연성이 높은 공중합 단량체)와 이보다 높은 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 단량체(유연성이 낮은 공중합 단량체)를 적절히 사용함으로써, 내구성과 절단성을 유지하면서, 점착제의 잔류 응력을 최소화 시켜 빛샘 현상을 개선한다. 이때, 낮은 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 단량체만을 사용한 점착제의 경우는 빛샘 개선에는 효과가 있으나, 점착제의 응집력이 취약하여 내구성과 절단성에 문제가 발생되어 이들의 응집력 보강을 위하여 이들보다 높은 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 단량체를 사용함으로써 내구성, 절단성 등의 제반 물성을 해치지 않도록 하였다. 또한, 높은 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 단량체만을 사용한 점착제의 경우는 내구성과 절단성은 우수하지만 유연성이 낮아 빛샘 개선 효과가 미비하여 이들의 유연성을 높이기 위하여 낮은 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 단량체를 사용함으로써 내구성 및 절단성을 유지하면서 빛샘 현상을 개선하도록 하였다.

본 발명의 편광판용 점착제 조성물은 여러가지 형태의 아크릴계, 실리콘계, 고무계, 우레탄계, 폴리에스터계, 에폭시계 등의 광학적으로 사용되는 제반 점착, 접착소재에 제한 없이 적용될 수 있지만, 그 중에서 아크릴계 점착제가 바람직하다.

본 발명의 아크릴계 점착제 조성물은 a) -45 ℃ ∼ 10 ℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체; -90 ℃ ∼ -50 ℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체; 및 가교 가능한 관능기를 포함하는 비닐계 단량체, 아크릴계 단량체, 또는 이들의 혼합물을 공중합하여 얻은 아크릴계 공중합체; 및 b) 다관능성 가교제를 포함한다.

이하에서는 상기 점착제 조성물의 각 성분을 구체적으로 설명한다.

상기 a)의 -45 ℃ ∼ 10℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산 에스테르 단량체는 응집력을 보강함으로써 점착내구성과 절단성 등을 유지할 수 있다. 상기 단량체의 함량은 a)의 아크릴계 공중합체 100 중량부 내에 35 내지 94.9 중량부가 사용되며, 바람직하게는 45 내지 90 중량부를 투입하여 공중합시키는 것이 유리하다. 이때, 상기 단량체의 함량이 94.9 중량부를 초과할 경우에는 잔류응력 완화 효과가 상대적으로 낮아지게 되고, 35 중량부 미만인 경우는 점착제의 응집력이 작게 되어 점착내구성 및 절단성의 물성을 해치는 결과를 준다. 상기 -45 ℃ ∼ 10 ℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체로는 n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 3-메틸부틸아크릴레이트, n-헥실메타아크릴레이트, n-옥틸메타아크릴레이트, n-테트라데실메타아크릴레이트 등이 있으며, 이들 단량체는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 a)의 -90 ℃ ∼ -50 ℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체는 고분자 사슬에 유연성을 증진시킴으로써, 응력 완화 효과를 주어 빛샘 현상 개선을 위해 사용된다. 상기 단량체의 함량은 a)의 아크릴계 공중합체 100 중량부 내에서 5 내지 50 중량부가 사용되며, 바람직하게는 10 내지 40 중량부를 투입하여 공중합시키는 것이 유리하다. 이때, 상기 단량체의 사용량이 50 중량부를 초과할 경우에는 잔류 응력 완화 효과는 높아지지만, 응집력이 낮아지게 되어 내구신뢰성에 문제가 될 수 있으며, 5 중량부 미만인 경우는 잔류 응력 완화 효과가 낮아지는 결과를 준다. 상기 -90 ℃ ∼ -50 ℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체의 예로는 n-옥틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 헵틸아크릴레이트, 노닐아크릴레이트, 펜틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, n-데실메타아크릴레이트, n-도데실메타아크릴레이트 등이 있으며, 이들 단량체는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 a)의 가교 가능한 관능기를 포함하는 비닐계 단량체, 아크릴계 단량체, 또는 이들의 혼합물에 있어서, 수산기를 포함하는 관능성 비닐계 단량체의 경우 가교제와 반응하여 고온 또는 고습 조건에서 점착제의 응집력의 파괴가 일어나지 않도록 화학결합에 의한 응집력을 부여한다. 또한 가교 가능한 관능기를 포함하는 아크릴계 단량체는 α,β불포화 카르복실산 단량체가 사용될 수 있으며, 이 성분은 접착강도 또는 응집력을 부여한다.

상기 가교 가능한 관능기를 포함하는 비닐계 단량체, 아크릴계 단량체, 또는 이들의 혼합물의 함량은 0.1 ∼ 15 중량부로 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 가교 가능한 관능기를 포함하는 단량체의 사용량이 0.1 중량부 미만이면 고온 또는 고습 조건에서 응집 파괴가 일어나기 쉽고, 접착력 향상 효과가 저하된다. 또한, 상기 단량체의 함량이 15 중량부를 초과 사용하게 되면 유동 특성을 감소시키고 응집력 상승으로 점착력이 저하된다.

상기 가교 가능한 관능기를 포함하는 비닐계 단량체의 예를 들면 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 이외에도 수산기를 포함하는 비닐계 단량체들은 모두 사용될 수 있다. 상기 언급된 성분들은 필요시 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

또한 상기 가교 가능한 관능기를 포함하는 아크릴계 단량체는 α,β불포화 카르복실산 단량체인 것이 바람직하다. 상기 α,β불포화 카르복실산 단량체의 예로는 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레인산, 말레인산 무수물 등이 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 단량체들은 단독 또는 혼합 사용될 수 있다.

본 발명은 상기한 조성의 단량체들을 공중합하여 아크릴계 공중합체를 제조할 수 있으며, 이러한 아크릴계 공중합체의 분자량은 점착 특성 및 코팅성 등을 고려하여 분자량 200,000 내지 2,000,000 범위의 값을 가지는 것이 바람직하다. 상기 아크릴계 공중합체의 제조방법은 특별히 한정되지는 않으며, 용액중합법, 광중합법, 벌크중합법, 서스펜션중합법 또는 에멀젼 중합법에 의하여 제조될 수 있다. 바람직하게는, 아크릴계 공중합체는 용액중합법을 사용하여 제조하며, 중합온도는 50 ∼ 140 ℃인 것이 바람직하고, 단량체들을 균일하게 혼합된 상태에서 개시제를 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 점착제 조성물에서, 상기 b)의 가교제는 카르복실기 및 수산기와 반응함으로써 점착제의 응집력을 높여 주는 역할을 한다. 상기 가교제의 함량은 a)의 아크릴계 공중합제 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 가교제는 이소시아네이트계, 에폭시계, 아지리딘계, 금속 킬레이트계 가교제 등이 사용될 수 있으며, 이중에서 이소시아네이트계가 사용상 용이하다. 상기 이소시아네이트계 가교제로는 톨리렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포름 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 및 이들의 트리메틸올프로판 등의 폴리올과의 수용체 등이 있다. 또한, 에폭시계 가교제로는 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메티올프로판트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜에틸렌디아민, 글리세린 디글리시딜에테르 등을 들 수 있다. 상기 아지리딘계 가교제로는 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사이드), N,N'-디페닐메탄-4,4`-비스(1-아지리딘카르복사이드), 트리에틸렌멜라민, 트리-1-아지리디닐포스핀옥사이드 등이 있다. 상기 금속 킬레이트계 가교제로는 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘, 바나듐 등의 다가 금속이 아세틸아세톤 또는 아세토초산에틸에 배위한 화합물 등을 들 수 있다.

본 발명의 점착제 조성물의 제조방법은 특별히 한정되지는 않으며, 상기한 아크릴계 공중합체와 가교제를 통상의 방법으로 혼합하여 얻을 수 있다.

이때, 다관능성 가교제는 점착층의 형성을 위하여 실시하는 배합과정에서 가교제의 관능기 가교반응이 거의 일어나지 않아야만 균일한 코팅작업을 할 수 있다. 상기 코팅작업이 끝나고 건조 및 숙성과정을 거치면, 가교구조가 형성되어, 탄성이 있으며 응집력이 강한 점착층을 얻을 수 있게 된다. 이때 점착제의 강한 응집력에 의하여 점착제품의 내구신뢰성 등의 점착물성 및 절단성이 향상된다.

본 발명에 따른 아크릴계 점착제 조성물은 최적의 물적 균형을 고려할 때, 점착제의 가교밀도는 5 내지 95%, 더 바람직하게는 15 내지 80%의 범위를 가질 수 있다. 상기 언급된 가교밀도는 일반적으로 알려진 아크릴계 점착제의 겔함량 측정법을 통하여 용매에 용해되지 않은 가교구조를 형성한 부분의 양을 중량%로 얻은 수치를 말한다.

또한, 본 발명의 조성물은 실란계 커플링제를 추가로 포함할 수 있으며, 이것은 유리판과 접착하는 경우에 접착 안정성을 향상시켜 내열내습 특성을 보다 향상시킬 수 있다. 상기 실란계 커플링제는 특히 고온 고습하에서 장시간 방치되었을 경우 접착 신뢰성을 향상시키는데 도움을 주는 역할을 하며, 그 함량은 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여 0.005 내지 5 중량부로 사용할 수 있다. 상기 실란계 커플링제 화합물로는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, 또는 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등이며, 이들은 단독 또는 혼합하여 사용 할 수 있다.

또한, 본 발명은 점착 성능을 조절하기 위하여 점착성부여수지를 더욱 첨가할 수 있으며, 그 함량은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 1 내지 100 중량부의 범위에서 사용할 수 있다. 이때, 상기 점착성 부여수지가 과량 사용되면 점착제의 상용성 또는 응집력을 감소시키는 경우가 있어 주의하여 적절하게 첨가하여야 한다. 상기 점착성 부여 수지의 예로는, (수첨)하이드로카본계수지, (수첨)로진수지, (수첨)로진에스터수지, (수첨)터펜수지, (수첨)터펜페놀수지, 중합로진수지, 중합로진에스터수지 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

이외에도, 본 발명은 특정한 목적을 위하여 가소제, 에폭시 레진 및 경화제 등을 추가로 혼합 사용할 수 있고, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제 등을 일반적인 목적에 따라 적절히 첨가하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 아크릴계 점착제 조성물을 편광필름의 점착층으로 포함하는 편광판을 제공한다.

본 발명의 편광판은 편광 필름의 한쪽 또는 양쪽면에 상기 점착제 조성물로부터 형성되는 점착제층을 포함하며, 편광판을 구성하는 편광필름 또는 편광소자는 특별히 제한되지는 않는다.

바람직하게, 상기 편광 필름의 예를 들면, 폴리비닐알콜계 수지로 된 필름에 요오드 또는 이색성 염료 등의 편광 성분을 함유시켜 연신하는 것에 의해 얻어진 필름 등이 있으며, 이들 편광 필름의 두께도 특별히 제한되지는 않으며, 통상적인 두께를 형성할 수 있다. 이때, 상기 폴리비닐알콜계 수지는 폴리비닐알콜, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 및 에틸렌, 초산 비닐 공중합체의 검화물 등이 사용될 수 있다.

상기 편광 필름의 양면에는 트리아세틸 셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름, 폴리에테르설폰계 필름, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계나 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀계, 에틸렌 프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 등의 보호필름이 적층된 다층 필름 등을 형성할 수 있다. 이때, 이들 보호필름의 두께도 특별히 제한되지는 않으며, 통상적인 두께를 형성할 수 있다.

본 발명에서 편광필름에 점착제층을 형성하는 방법은 특별한 제한이 없고, 이 편광 필름 표면에 직접 바코터 등을 사용하여 상기 점착제를 도포하여 건조시키는 방법, 또는 상기 점착제를 일단 박리성 기재 표면에 도포하고 건조 시킨 후 이 박리성 기재표면에 형성된 점착제층을 편광 필름 표면에 전사하고 이어서 숙성시키는 방법을 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 편광판에는 보호층, 반사층, 방현층, 위상차판, 광시야각 보상필름, 및 휘도향상필름 등의 추가기능을 제공하는 층이 1 종 이상 적층될 수 있다.

본 발명의 점착제가 적용된 편광판은 통상적인 액정표시장치에 모두 적용가능하며, 그 액정패널의 종류는 특별히 한정되지는 않는다. 바람직하게, 본 발명은 상기 점착편광판을 액정 셀의 일면 또는 양면에 접합한 액정패널을 포함하여 액정표시장치를 구성할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 점착제 조성물은 물성에 있어서 점착내구성, 절단성 등의 주요 특성을 변화시키지 않고, 동시에 열 또는 습열 하에서 장기간 사용시에도 편광판의 수축에 의해 발생되는 응력을 완화시켜 빛샘 개선에 큰 효과를 가져올 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

<아크릴계 공중합체 제조>

질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1L 반응기에 하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, n-부틸아크릴레이트(BA) 69.5 중량부, n-옥틸아크릴레이트(n-OA) 28.0 중량부, 아크릴산(AA) 1.0 중량부, 하이드록시에틸(메타)아크릴레이트(2-HEMA) 1.5 중량부로 구성되는 단량체들의 혼합물을 투입하였다. 그리고, 용제로서 에틸아세테이트(EAc) 120 중량부를 투입하였다. 산소를 제거하기 위하여 질소 가스를 60분간 퍼징한 후, 온도는 60 ℃로 유지하고, 반응 개시제인 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN) 0.03 중량부를 45% 농도로 에틸아세테이트에 희석시켜 투입하고 8시간 동안 반응시켜 최종 아크릴계 공중합체를 제조하였다.

<배합과정>

하기 표 2와 같이 상기에서 얻은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 가교제로 이소시아네이트계 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트 부가물(TDI-1) 2.0 중량부를 투입하고, 코팅성을 고려하여 적정의 농도로 희석하여 균일하게 혼합한 후 이형지에 코팅하여 건조한 후 30 미크론의 균일한 점착층을 얻었다.

<합판 과정>

상기에서 제조된 점착층을 두께 185 미크론의 요오드계 편광판에 점착 가공하였다. 얻어진 편광판을 적절한 크기로 절단하여 평가에 사용하였으며, 상기 점착제가 적용된 편광판에 관하여 이하의 평가를 한 결과를 하기의 표 2 에 나타내었다.

<평가시험>

내구신뢰성

상기에서 제조된 점착제가 코팅된 편광판 (90mm × 170mm)을 유리기판(110mm × 190mm × 0.7mm)에 양면으로 광학 흡수축이 크로스된 상태로 부착시켰다. 이때 가해진 압력은 약 5 kg/cm2으로 기포나 이물이 생기지 않도록 크린룸 작업을 하였다. 이 시편들을 내습열 특성을 파악하기 위하여 60 ℃, 90 % 상대습도 조건하에서 1000 시간 방치한 후 기포나 박리가 발생하였는지 관찰하였다. 내열특성은 80 ℃, 1000 시간 방치한 후 기포나 박리 여부를 관찰하였다. 시편의 상태를 평가하기 직전에 상온에서 24 시간 방치한 후 실시하였다. 신뢰성에 대한 평가기준은 다음과 같다.

○: 기포나 박리현상 없음

△: 기포나 박리현상 다소 있음

×: 기포나 박리현상 있음

광투과 균일성(빛샘)

상기와 동일한 시편을 사용하여 광투과도의 균일성을 조사하기 위하여 백라이트를 이용하여 암실에서 빛이 새어 나오는 부분이 있는지를 관찰하였다. 광투과 균일을 실험하는 방법으로는 코팅된 편광판 (200mm × 200mm)을 유리기판 (210mm × 210mm × 0.7mm)에 90도로 교차하여 양면에 부착하여 관찰하는 방법을 채택하였다. 광투과성의 균일성은 다음과 같은 기준으로 평가하였다.

○: 광투과성의 불균일현상 육안으로 판단하기 어려움

△: 광투과성의 불균일현상 다소 있음

×: 광투과성의 불균일현상 있음

절단성

상기의 점착제가 적용된 편광판을 톰슨 카터를 이용하여 절단성 시험을 하였다. 점착층의 잘려진 단면을 관찰하여 다음과 같은 기준으로 평가하였다.

○: 절단면의 점착제 잔류물 및 점착제가 빠져나간 정도가 양호함 (0.2 mm 미만)

△: 절단면의 점착제 잔류물 및 점착제가 빠져나간 정도가 다소불량 (0.2 mm ∼ 0.5mm)

×: 절단면의 점착제 잔류물 및 점착제가 빠져나간 정도가 심함 (0.5mm 이상)

[실시예 2 내지 4]

하기 표 1과 같이 실시예 1의 조성을 기준으로 각 성분의 일부를 첨가하지 않거나 부분 첨가하여 공중합하고, 표 2의 조성비와 같이 점착제 조성물의 조성에서 가교제 양을 변경하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 아크릴계 공중합체를 제조, 배합, 합판 과정을 실시하였다. 이후, 실시예 1과 같은 방법으로 내구신뢰성, 광투과 균일성, 절단성을 평가하고 그 결과는 표 2에 나타내었다.

[비교예 1 ∼ 4]

하기 표 1과 같이 실시예 1의 조성을 기준으로 각 성분으로 일부를 첨가하지 않거나 부분 첨가하여 공중합하고, 표 2의 조성비와 같이 점착제 조성물의 조성에서 가교제 양을 변경하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 아크릴계 공중합체를 제조, 배합, 합판 과정을 실시하였다. 이후, 실시예 1과 같은 방법으로 내구신뢰성, 광투과 균일성, 절단성을 평가하고 그 결과는 표 2에 나타내었다.

아크릴계 공중합체 배합조성

구분(중량부)	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
n-BA	69.5	54.0	87.0	78.5	89.1		22.5	94.0
EA		4.2						1.5
MA					8.0
n-OA	28.0		10.0	5.0		96.0	70.0	2.0
HA		40.0		14.0			5.7
2-HEMA	1.5	1.8		1.5	1.9	1.0	1.8	1.5
AA	1.0		3.0	1.0	1.0	3.0		1.0
AIBN	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03	0.03
EAc	120	120	120	120	120	120	120	120

상기 표 1에서, 약어는 다음과 같다.

n-BA : n-부틸아크릴레이트

EA : 에틸아크릴레이트

MA : 메틸아크릴레이트

n-OA : n-옥틸아크릴레이트

HA : 헥실아크릴레이트

2-HEMA: 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트

AA : 아크릴산

AIBN : 아조비스이소부티로니트릴

EAc : 에틸아세테이트

구분		실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
접착제조성물배합조성(중량부)	아크릴공중합체	100	100	100	100	100	100	100	100
접착제조성물배합조성(중량부)	가교제	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0
물성	내구신뢰성	○	○	○	○	○	×	×	○
	광투과균일성	○	○	○	○	×	○	○	×
	절단성	○	○	○	○	○	×	△	○

상기 표 2의 결과에서 보면, 본 발명의 실시예 1 내지 4의 경우 내구신뢰성, 광투과 균일성, 절단성이 양호하나, 비교예 1 내지 4의 경우 내구신뢰성, 광투과 균일성 및 절단성이 다소 또는 심하게 불량함을 확인할 수 있었다.

본 발명은 점착내구성, 절단성 등의 주요 특성을 변화시키지 않고 열 또는 습열 하에서 장기간 사용시 편광판의 수축에 의해 발생되는 응력을 완화시켜 빛샘 개선에 효과가 있는 편광판용 아크릴계 점착제 조성물를 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 점착제 조성물을 액정표시장치의 편광판에 적용하여 장시간 사용하여도 응력 집중에 의한 빛샘현상을 방지할 수 있게 한다.

Claims

a) -45 ℃ ∼ 10 ℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체 35 ∼ 94.9 중량부;

-90 ℃ ∼ - 50 ℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체 5 ∼ 50 중량부;

가교 가능한 관능기를 포함하는 비닐계 단량체, 아크릴계 단량체, 또는 이들의 혼합물 0.1 ∼ 15 중량부를 공중합하여 얻은 아크릴계 공중합체 100 중량부; 및

b) 다관능성 가교제 0.01 ∼ 10 중량부

를 포함하는 편광판용 아크릴계 점착제 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 a)의 -45℃ ∼ 10℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체가 n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 3-메틸부틸아크릴레이트, n-헥실메타아크릴레이트, n-옥틸메타아크릴레이트, 및 n-테트라데실메타아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 아크릴계 점착제 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 a)의 -90℃ ∼ -50℃의 유리전이온도를 갖는 호모폴리머 제조용 (메타)아크릴산에스테르 단량체가 n-옥틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 헵틸아크릴레이트, 노닐아크릴레이트, 펜틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, n-데실메타아크릴레이트, 및 n-도데실메타아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 아크릴계 점착제 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 a)의 가교 가능한 관능기를 포함하는 비닐계 단량체는 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 및 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 아크릴계 점착제 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 가교 가능한 관능기를 포함하는 아크릴계 단량체는 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레인산, 및 말레인산 무수물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 α,β불포화 카르복실산 단량체인 아크릴계 점착제 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 a)의 아크릴 공중합체의 분자량이 20만 내지 200만인 아크릴계 점착제 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 b)의 다관능성 가교제가 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물, 및 금속 킬레이트계 화합물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 아크릴계 점착제 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 아크릴계 점착제 조성물의 가교밀도는 5 내지 95% 인 아크릴계 점착제 조성물.
편광필름의 일면 또는 양면에, 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 아크릴계 점착제 조성물을 점착제층으로 포함하는 점착편광판.
제 9항에 있어서,

상기 점착편광판은 보호층, 반사층, 위상차판, 광시야각 보상필름 및 휘도 향상필름으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 층을 추가로 포함하는 점착편광판.
제 9항의 점착편광판을 액정 셀의 일면 또는 양면에 접합한 액정패널을 포함하는 액정표시장치.