KR20080024452A - 편광판 및 이를 구비한 표시장치 - Google Patents

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KR20080024452A
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한승길
여상욱
방순홍
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 편광자와 상기 편광자를 보호하는 적어도 하나 이상의 투명 보호필름을 구비한 편광필름의 적어도 한 면에 도전성 물질과 수용성 혹은 수분산성 접착성분을 포함하는 프라이머층과 점착제층이 순차적으로 적층되어 이루어진 편광판 및 이를 구비한 표시장치를 제공하며, 본 발명의 편광판은 프라이머층을 형성하여 대전에 의한 정전기 발생을 억제하고 재박리성 및 편광판과 점착제층과의 밀착력을 증가시킴으로서 절단 가공특성이 우수하다.
편광 필름, 프라이머, 시클로올레핀계 수지, 보호필름

Description

편광판 및 이를 구비한 표시장치{Polarizing Plate and Display Device having the Same}
본 발명은 편광판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 편광자를 보호하는 투명 보호필름의 적어도 한 면에 도전성 물질과 수용성 혹은 수분산성 접착성분을 포함하는 도공성능이 우수한 프라이머층을 도입하여 공정상의 불량률을 저감시키고, 또한 점착층과의 밀착력을 높이는 동시에 액정표시장치(이하, LCD라고 함) 등에 부착시 정전기 발생을 억제하여 LCD 판넬 등의 회로의 파괴를 방지하고 판넬내부의 배열소자에 미치는 영향을 감소시켜 액정 배향의 틀어짐에 의한 불량유발을 저감시킬 수 있는 고품질의 편광판 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근, LCD는 노트북, 휴대전화, 액정TV 등 다양한 용도로 이용되고 있으며, 이러한 LCD 등에서는 편광판이 주요한 구성부품으로 이용되게 된다. 편광판은 예컨대, 폴리비닐알콜 등으로 이루어지는 필름상의 편광자의 양면에 보호필름으로서 투명 수지필름이 접합된 것이 일반적으로 이용되고 있으며, 통상 그 한쪽면에는 운송 중의 표면손상 방지 등의 목적으로 외부보호필름이 접착되고, 다른 한쪽면에는 점착제층 및 박리필름이 적층되는 다층구조로 이루어져 있다.
따라서, LCD에 부착시에는 박리필름을 제거한 후, 점착제층을 통해 LCD 표면에 부착하게 되는데, 만약 각층간에 이물이 존재한다면, LCD의 표시에 있어 도트결함 등의 표시불량을 발생시키기 때문에 치명적일 수 있고, 박리필름 제거시 발생한 정전기로 인해 LCD 회로가 파괴되거나 액정의 배향에 영향을 미처 불량을 유발하게 된다. 특히 최근의 대형 TV용 LCD의 경우에는 면적이 넓기 때문에 그 만큼 발생된 정전기 및 이물을 저감시키는 것이 고품질화 및 비용절감에 있어서 매우 중요한 요인이 되고 있다.
이물혼입은 대전에 의한 부착이 그 주요 원인이므로 이전부터 편광판의 대전방지 대책으로서 외부 보호필름에 대전방지제를 도포하는 방법이 널리 알려져 있으나 이 방법은 외부 보호필름을 박리할 때에 편광판이 대전되기 쉽다는 문제점이 있었다.
또한, 대전방지 대책으로서 셀룰로스계 보호필름에 대전방지제를 도포한 대전 방지판이 알려져 있고, 해당 대전방지판을 편광자와 접합하여 제조되는 편광판은 보호필름을 박리할 때에도 쉽게 대전되지 않는 것으로 나타나 있으며, 그 외에도 편광판의 표면에의 대전방지 처리, 점착제층에의 대전방지 처리, 편광판의 표면처리(하드코팅, 안티글레어)층에의 대전방지 처리 등이 제안되어 있고, 그 처리법으로서 그라비아코팅, 딥코팅, 스프레이코팅 등의 코팅방법이 개시되어 있다.
이 기술은 편광판을 LCD에 부착할 때에 외부 보호 필름의 박리에 의해 발생되는 편광판의 대전에 의한 정전기 발생 및 이로 인한 이물혼입이라는 문제를 해결하는데에는 다소 유용할 것으로 판단된다.
그러나 대전에 의한 정전기의 발생은 외부 보호필름뿐만 아니라 박리필름을 제거할 때도 발생하게 되며 이때 발생한 정전기에 의한 액정배향의 틀어짐에 의한 불량을 감소시키는데는 충분하지 못하다.
통상 편광판은 LCD에 부착되기 전 디스플레이 크기에 맞게 절단된 후 LCD에 부착되고, 부착된 LCD 판넬에 이물 등의 결함이 발생시 편광판은 재박리하고, 고가의 LCD 판넬의 경우는 다시 사용하게 된다.
이러한 과정에서 편광판을 절단시 대전방지처리된 투명 보호필름과 점착제층과의 밀착력이 충분하지 못한 경우 편광판의 단면에 점착제의 결락이 발생되어 이는 LCD 단부의 결함이 되어 표시품질을 떨어뜨리게 되며 편광판을 재박리할 때 점착제층이 LCD 판넬측에 남게되어 작업성을 떨어뜨리는 요인이 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 일반적으로 편광자를 보호하는 투명 보호필름과 점착제층사이에 대전방지층을 형성하는 방법이 널리 알려져 있으나 대부분 투명 보호필름에 사용되는 재료는 소수성 성질을 지니게 되고 이러한 보호필름상에 수용성 대전방지층을 형성시 도공성능이 떨어져 불량을 유발하기 쉽다. 이를 해결하기 위해 각종 알코올류등 유기용제를 희석하여 대전방지층을 형성하는 경우에는 보호필름과 점착층이 충분한 밀착력을 발휘하지 못하여 점착제의 결락등의 불량을 유발하는 경우가 많다. 또한 유기용제를 사용함으로 인해 인체에 유해할 뿐만 아니라 작업상의 위험으 로 인해 종래의 유기용제를 이용하지 않는 편광판 제조 설비에 적용하고자 하면, 방폭 설비의 신설 등 설비 개조의 번잡함이 따랐다.
상기의 문제점을 해결하기 위해, 종래에 사용되어 왔던 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 투명 보호 필름을 사용할 경우에 점착제층과의 밀착력을 증가시키는 것을 연구할 필요성이 제기된다. 다만, 셀룰로오스계 투명 보호 필름뿐 아니라, 편광자를 보호하는 다양한 투명 보호필름에 적용되어 수지필름과의 밀착력을 충분히 제공할 뿐만 아니라, 정전기에 의해 유발되는 불량을 감소시킬 수 있는 편광판을 개발하는 것이 요구된다.
이와 더불어, 편광자를 보호하는 다양한 종류의 투명 보호필름에 도공성이 뛰어난 대전방지층을 보다 간단한 구조로 형성할 뿐만 아니라 대전방지액이 유기용제를 사용하여 발생할 수 있는 문제점, 즉 기존의 설비에 적용하기 위해선 방폭설비를 추가적으로 갖추어야 하기 때문에 발생하는 생산성 저하 및 공정상 제작 비용 상승의 문제점을 해결할 수 있는 편광판 및 그 제조방법의 개발이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 박리필름을 제거할 때 발생되는 정전기 발생을 억제하고 동시에 편광자의 보호필름으로 사용되는 투명성 보호필름과 점착제층 사이의 밀착력을 증가시켜 LCD의 표시품질을 증가시키고 또한 작업성을 높일수 있는 고품질의 편광판을 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 편광자와 상기 편광자를 보호하는 적어도 하나 이상의 투명 보호필름을 구비한 편광필름의 적어도 한 면에 도전성 물질과 수용성 또는 수분산성 접착성분을 포함하는 프라이머층과 점착제층이 순차적으로 적층되어 이루어진 편광판을 제공한다.
또한, 상기 수용성 또는 수분산성 접착성분이 폴리비닐 알코올계 혹은 변성 폴리비닐 알코올계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.
또한, 상기 프라이머층의 수용성 또는 수분산성 접착성분이 상호 화학적으로 반응할 수 있는 가교제를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.
또한, 상기 수용성 또는 수분산성 접착성분과 화학적 결합이 이루어질 수 있는 가교제가 아민계열, 알데히드 계열, 이소시아네이트 계열, 금속 계열 중 하나인 것을 특징으로 하는 프라이머층을 포함하는 편광판을 제공한다.
또한, 상기 편광자의 투명 보호필름은 적어도 하나가 셀룰로오즈계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리설폰계 수지, 지환식폴리이미드계 수지 중 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.
또한, 상기 점착제층이 아크릴계 점착제로 이루어지는 편광판을 제공한다.
또한, 상기 프라이머층의 도전성 물질로서는 폴리티오펜 혹은 보론계 폴리머로서 도전성을 가지는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기에 기재된 도전성 물질과 수용성 또는 수분산성 접착성분을 포함하는 프라이머층과 점착제층이 순차적으로 적층되어 이루어진 편광판이 구비된 화상표시장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 편광판의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 편광판은 편광자(3)와 상기 편광자를 보호하는 적어도 하나 이상의 투명 보호필름(2)을 구비한 편광필름(10)의 적어도 한 면에 도전성 물질을 포함하는 프라이머층(4)과 점착제층(5)이 순차적으로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 편광판은 정전기 발생 및 절단시 점착제 결락에 의한 표시품위 저하를 방지하고 재작업성이 용이한 편광판을 제공하기 위해, 상기 투명성 보호필름과 점착제층(6 5)사이에 도전성 물질을 포함하는 프라이머층을 도입하는 것을 특징으로 한다. 즉, 도전성 물질을 포함하는 프라이머층(4)을 도입하는 것에 의해 정전기 발생을 억제하고 동시에 편광자의 보호필름으로 사용되는 투명 보호필름(2)과 점착제층(6, 5)사이의 밀착력을 증가시켜 작업성을 향상시키게 된다.
편광자(3)의 투명 보호필름(2)으로 사용되는　보호　필름은　특별히　제한되지　않으며,　본　발명의　기술분야에서　알려진　보호필름이라면　모두　사용될 수　있고　본　발명에　포함된다.　 일례로,　시클로올레핀계　수지　필름,　셀룰로오스계　수지　필름,　폴리에틸렌　테레프탈레이트나　폴리에틸렌　나프탈레이트,　폴리부틸렌　테레프탈레이트와　같은　폴리에스테르계　수지를　포함하는　필름,　폴리카르보네이트계　수지를　포함하는　필름　등을　들　수　있다.　 상기　투명 보호필름(2)은　셀룰로오스계　및　시클로올레핀계　수지　중에서　적어도　하나　선택되는　것이　바람직하며, 특히 시클로올레핀계 수지 필름에 적용시 종래와는 다르게 점착제와의 결합력이 현저히 상승되는 우수한 효과를 얻을 수 있어 바람직하다.
셀룰로오스계　수지　필름은,　예를　들면　트리아세틸셀룰로오스　필름이나　디아세틸셀룰로오스 필름　등일　수　있다.　　시클로올레핀계　수지란,　예를　들면　노르보르넨이나　다환　노르보르넨계 단량체와　같은,　환상　올레핀(시클로올레핀)을　포함하는　단량체의　단위를　갖는　열가소성의 수지이다.　이　시클로올레핀계　수지는　상기　시클로올레핀의　개환　중합체나　두　종류　이상의 시클로올레핀을　이용한　개환　공중합체의　수소　첨가물　이외에,　시클로올레핀과　쇄상　올레핀이나　비닐기를　갖는　방향족　화합물과의　부가　공중합체일　수도　있다.　또한,　극성기가　도입되어　있는　것도　유효하다. 시클로올레핀과　쇄상　올레핀이나　비닐기를　갖는　방향족　화합물과의 공중합체로　만드는　경우, 　쇄상　올레핀의　예로서의　에틸렌이나　프로필렌　등을 들 수 있고, 또한 비닐기를　갖는　방향족　화합물의　예로서는　스티렌,　α-메틸스티렌,　핵　알킬　치환　스티렌　등을　들　수　있다.　　이러한　공중합체에　있어서,　시클로올레핀을　포함하는　단량체의　단위는　50몰%　이하,　예를　들면　15　내지　50몰%　정도일　수도　있다.　특히,　시클로올레핀과　비닐기를　갖는　방향족　화합물과의　삼원　공중합체로　만드는　경우,　시클로올레핀을　포함하는　단량체의　단위는　이와　같이　비교적　적은　양일　수　있다.　이러한　삼원　공중합체에　있어서, 쇄상　올레핀을　포함하는　단량체의　단위는　통상　5　내지　80　몰%　정도,　비닐기를　갖는　방향족　화합물을　포함하는　단량체의　단위는　통상　5　내지　80몰%　정도이다.
상기 투명 보호필름(2)은 적어도 하나 이상 사용하되, 편광자(3)의 한면 또는 양면에 상기 보호필름을 적층하는 것이 바람직하다. 보호　필름은　편광　필름의　한면에　접합될　수도　있고,　양면에　접합될　수도　있다.　　편광자(3)의　양면에　시클로올레핀계　수지를　포함하는　보호　필름을　접합하는　경우,　2매의　보호　필름은　동종의　것일　수도　있고, 다른 종류의 것일 수도 있다.　 예를　들어　편광　필름의　한면에　시클로올레핀계　수지를　포함하는　보호　필름을　접합하는　경우,　그　반대면에는　시클로올레핀계　수지　이외의　수지를　포함하는　보호　필름을　접합할　수　있다.　　바람직하기로는 상기 보호필름을 둘 이상 사용할 경우, 적어도 하나가 시클로올레핀계 수지 필름인 것이 바람직하다. 투명 보호　필름의　두께는　얇은　것이　바람직하지만,　너무　얇으면　강도가　 저하되어　가공성이　뒤떨어지게　되고,　한편으로　너무　두꺼우면　투명성이　저하되거나,　편광판의　중량이　커지는　등의　문제가　발생한다.　따라서,　보호　필름,　특히　시클로올레핀계　수지　필름이　적당한　두께는,　예를　들면 5　내지　200㎛　정도이고,　바람직하게는　10　내지　150㎛,　보다　바람직하게는　20　내지　100㎛이다.　　
또한,　상기　투명 보호필름(2)은　편광자에　접착하는　면의 반대측　면에는　방현(防眩) 처리, 하드　코팅　처리,　대전　방지처리,　반사　방지　처리　등의　표면　처리가 실시되어　있을　수도　있다.　　또한,　액정성　화합물이나　그의　고분자량　화합물　등을　포함하는　코팅층이　형성될　수도　있다.　이러한　표면　처리층이나　코팅층은,　편광자의　양면에　시클로올레핀계　수지를　포함하는　보호　필름을　접합하는　경우에는,　그의　한쪽　필름의　표면에　실시할　수　있고,　편광자의　한면에　시클로올레핀계　수지를　포함하는　보호　필름을　접합하고,　다른　한면에　그　이외의　수지를　포함하는　보호　필름을　접합하는　경우에는,　어느　하나의　보호　필름의　표면에　실시할　수도　있다.
편광자(3)와 투명 보호필름(2)은 제한되지 않으나 통상적으로 사용되는 변성폴리비닐알코올계 접착제를 통하여 적층되고 보호 필름을 적층하는 경우에 두 필름을 접착하는 방법은, 통상 일반적으로 알려져 있는 것일 수 있고, 예를 들면 유연법, 마이어 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 딥 코팅법, 분무법등에 의해, 편광자 혹은 보호필름의 접착면에 접착제를 도포하여 두 필름을 겹치는 방법을 들 수 있다. 유연법이란, 피도포물인 편광자 또는 보호필름을 대략 수직 방향, 수 평 방향, 또는 두 필름간의 경사 방향으로 이동시키면서, 그의 표면에 접착제를 흐르게 하여 넓게 도포시키는 방법이다. 접착제를 도포한 후, 편광자와 보호필름을 닙 롤 등에 의해 끼워 접합시킨다.
투명보호필름(2)상에 프라이머층(4)을 형성하는 경우에는 통상 일반적으로 알려져 있는 것일 수 있고, 예를 들면 유연법, 마이어 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 딥 코팅법, 분무법 등에 의해 투명보호필름(2)표면에 프라이머층(4)이 형성될 수 있다.
상기 프라이머층(4)은 접착성분을 포함한다. 건식 적층용 접착제나 스티렌 부타디엔 고무계 접착제, 에폭시계 2액 경화형 접착제 등은 통상 프라이머층 형성하는 과정에서 유기 용제를 함유하고 있고, 유기용제를 포함하는 경우 유기용제에 의한 보호필름의 손상 및 환경상이나 작업자의 건강상 문제가 있었다. 또한, 이러한 유기용제를 함유하는 접착제를, 종래의 유기용제를 이용하지 않는 편광판 제조 설비에 적용하고자 하면, 방폭 설비의 신설 등 설비 개조의 번잡함이 따랐다.
따라서 상기의 프라이머층으로 사용되는 접착성분은 수용성 또는 수분산성 접착성분을 사용하는 것이 바람직하다.　이러한 수용성 혹은 수분산성 접착성분으로서는　완전　검화　폴리비닐알코올,　부분　검화　폴리비닐알코올,　폴리비닐부틸올,　부분아세탈화폴리비닐알코올, 부분아세토아세틸화된 변성폴리비닐알콜계　수계　수지가　좋다.　　
상기 접착성분 중에서 시판 중인 폴리비닐 알코올계 수지, 구체적으로는 코세놀Z시리즈, WO-239(이상, 일본합성 공업(주)제조), PVA-403, PVA-105, KL-318, KL-506, KM-118, KM-618, C-506 ( (주) 쿠라레 제조) 등이 바람직하다.
본 발명에 사용된 프라이머층의 폴리비닐알코올계 접착성분의 농도는 특별히 한정하지는 않지만 물 100중량부에 대해 0.1~10중량부의 범위가 바람직하고, 0.1~5중량부가 더욱더 바람직하다. 접착성분의 농도가 10중량부를 넘어서는 경우에는 제작된 편광판의 광특성을 저하하기 쉽고 또한 대전방지기능을 저하시켜 충분한 성능을 발휘하기 어렵다. 농도가 0.1미만일 경우에는 보호필름에 도공시 도공성을 떨어뜨리는 결과를 초래하기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 상기 프라이머층(4)은 내수성 측면에서 수용성 혹은 수분산성 접착성분이 서로 반응할 수 있는 가교제를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 가교제의 예로는 특별하게 한정하지는 않지만 폴리비닐 알코올 계열의 수지와 반응할 수 있는 관능기를 적어도 2개 이상 가진 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 에틸렌디아민, 트리에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민 등의 알킬렌기와 아민기를 2개 이상 가진 알킬렌디아민류, 트리렌디이소시아네이트, 수소화트리렌디이소시아네이트, 트리메틸올프로판트리렌디이소시아네이트어덱트, 트리페닐메탄트리이소시아테이트 등의 이소시아네트류, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글린세린 또는 트리글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 트리메틸 올프로판트리글리시딜디에테르, 디글리시딜아닐린, 디글리시딜아민 등의 에폭시류, 포름알데히드, 아세토알데히드, 프로피온알데히드, 부틸알데히드 등의 모노알데히드류, 글리옥살, 마론디알데히드, 글루탈디알데히드, 말레인디알데히드, 프탈디알데히드 등의 디알데히드류, 메틸올요소, 메틸올멜라민, 알킬화메틸올요소, 알킬화메틸올화요소, 알킬화메틸올화멜라민 등의 아민포름알데히드수지, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 알루미늄, 철, 니켈 등의 2가 금속, 또는 3가 금속염 및 산화물 등이 가교제로서 바람직하고 이중 알킬렌디아민류, 디알데히드 가교제가 더욱더 바람직하다.
이러한 가교제의 함량은 특별히 한정하지는 않지만 폴리비닐알코올계열의 수용성 혹은 수분산성 접착성분 100중량부에 대해 0.1~150중량부가 바람직하고 0.1~100 중량부가 더더욱 바람직하다. 가교제 함량이 150중량부를 초과하는 경우 가교가 비약적으로 빠른시간 내에 진행되어 겔화 현상이 일어나거나 프라이머층의 도공성능을 떨어뜨리게 되며 가교제 함량이 0.1중량부보다 적을 경우에는 프라이머층의 응집력을 약화시켜 내수성능을 저하시키게 된다.
상기의 프라이머층(4)에 포함되는 도전성 물질로서는 예컨대, 수용성의 대전방지제가 이용될 수 있으며, 이 수용성 대전방지제로는 양이온계 대전방지제(예를 들어 4급 암모늄계, 포스포늄계, 설포늄계), 음이온계 대전방지제(카르복시산계, 설포네이트계, 설페이트계, 포스페이트계, 포스파이트계) 등이 이용될 수 있고, 또 한 이 중 양이온계 대전방지제로는 예컨대, 상업적으로 이용 가능한 일본순약이 제조한 SAT-6C 등의 양이온성 대전방지제를 언급할 수 있다.
또한, 상기의 형태뿐만 아니라 티오펜, 아닐린, 피롤, 보론 및 그 유도체의 단량체가 중합된 폴리티오펜류인 폴리티오펜, 폴리에틸렌디옥시티오펜, 폴리아닐린, 폴리보론 등의 고분자형태의 대전방지제 또한 사용될 수 있다. 시중에서 입수 가능한 고분자형태의 대전방지제는 예를들어, 폴리티오펜계(Baytron PH, Bayer사), 보론 화합물(Biomicelle BN-1300, 보론연구소), 보론 폴리머(주식회사 보론인터네셔널사의 하이보론 시리즈) 등의 고분자형태의 대전방지제 등이 이용될 수 있다. 상기의 대전방지제의 경우 한 종류 혹은 두 종류 이상의 대전방지제를 혼용해서 사용할 수도 있다.
이들 도전성 물질 중에서도 광학특성, 외관, 대전방지효과, 가열시, 가습시의 안정성이라는 관점에서 도전성 폴리머가 바람직하게 사용하게 된다. 수용성 도전성 폴리머나 수분산성 도전성 폴리머는 일반적으로 대전방지층 단독으로 수용액 혹은 물 분산액에 분산되어 사용되어지기도 하나 분산성 및 도포성 등을 증가시키기 위해 유기용제를 포함한 용액에 희석시켜 제조되는 경우가 일반적이다. 그러나 이렇게 대전방지층을 형성시키는 경우 보호필름과의 밀착력을 저하시켜 불량률을 증가시키며 또한 유기용제를 함유한 용액의 경우 기존설비에 적용시 용제를 증발시키는 과정에서 발화 위험성 등이 항상 존재하기에 건조장치에 방폭설비를 갖추어야 하는 등 막대한 비용을 초래하게 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 상기의 도 전성 물질을 용해 혹은 분산시킬 수 있는 수용성 접착성분을 포함한 프라이머층(4)에 직접 도입함으로써 공정을 용이하게 하여 제품 불량률를 감소시키고 보다 용이 하게 제작할 수 있다.
이상과 같은 대전방지제들은 통상 물, 저급 알콜, 그 밖의 용제로 희석되어 사용되게 된다. 프라이머층에 사용되는 대전방지제의 사용량은 특별하게 한정되지 않지만 사용되는 접착수지 기준으로 약 0.01 중량부 내지 50 중량부인 것이 바람직하고, 약 0.05 내지 10 중량부가 더욱 바람직하다. 0.01 중량부 미만의 함유량은 대전방지성능이 충분하지 못하고 50 중량부를 초과하는 함유량은 과도한 점도 상승으로 인해 프라이머층의 코팅성을 저하시킨다. 또한 투명 보호필름(2)은 표면 활성화 처리를 실시함으로 인해서 보다 용이하게 프라이머층이 형성될 수 있다. 이러한 표면 활성화 방법으로서는 플라즈마 처리, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염)처리, 및 비누화 처리 중 적어도 하나의 방법으로 표면 처리가 된 것을 특징으로 한다. 비누화 처리로서는, 수산화나트륨이나 수산화칼륨과 같은 알칼리 수용액에 침지하는 방법을 들 수 있다. 이렇게 형성된 대전방지성능을 지닌 프라이머층의 표면 저항률은 1x1011Ω/□이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 1x1010Ω/□이하인 것이 더욱 바람직하다. 표면저항률이 1x1011Ω/□를 초과하는 경우에는 대전방지 기능이 충분하지 않아, 외부보호필름의 박리나 점착제의 박리필름의 박리시 광학필름의 마찰에 의해 정전기가 발생하고 대전으로 인한 액정셀 회로의 파괴나 액 정 배향 등의 불량을 유발하게 된다.
상기 프라이머층(4)의 두께는 특별히 한정하지는 않지만 건조 후의 통상 0.001 내지 5㎛ 정도이고, 바람직하게는 0.01 내지 2㎛, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 1㎛이다. 프라이머층의 두께가 5㎛보다 두꺼워지면 편광판의 특성을 변화시키기 쉽고, 0.001㎛이하이면 점착제층과의 밀착력이 충분하지 못하여 가공특성을 저하시킨다.
점착제층(5)으로는 일반적으로 이용되는 점착제, 예컨대 아크릴계 점착제, 폴리이소부틸계 점착제, 스틸렌-부타디엔고무계 점착제, 부틸고무계 점착제 등이 이용될 수 있으며, 점착제는 각각 단독 또는 2종류 이상이 혼합되어 이용될 수 있고, 대전방지제를 함유할 수도 있으며, 이때 대전방지제의 함유량은 점착제 1중량부에 대해 0.2~2중량부, 특히 바람직하게는 0.3~1.2중량부 범위일 수 있다. 아크릴계 점착제는, 알킬(메타)아크릴레이트의 모노머 단위를 주 골격으로 하는 아크릴계 폴리머를 베이스로 하고 알킬(메타)아크릴레이트의 알킬기는 평균 탄소수가 1~12정도이고 대표적인 예로서는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, n-옥틸아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 이소보닐아크리레이트, 벤질아크릴레이트 등을 들수 있다.
상기 아크릴계 폴리머 중에는 접착성이나 내열성의 개선을 목적으로 1종류 이상의 각종 모노머가 공중합에 의해 도입된다. 구체적인 예로서는 (메타)아크릴산, 말레인산, 이타콘산 등의 극성 관능기가 카르복실기인 모노머, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트 등의 극성관능기가 수산기인 모노머, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드, 디아세톤디아미드,메타아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드 등의 모노머 등을 들수 있다.
아크릴계 폴리머 등의 베이스 폴리머와 가교제의 배합비율은 특별히 한정되지 않지만, 보통 베이스 폴리머(고형분) 100중량부에 대하여 가교제(고형분) 0.01에서 10중량부 정도가 바람직하다.
이상의 과정을 통해 제조되는 편광판(10)은 도 1에 나타낸 것처럼, 편광필름(10)의 한쪽 면에는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 등의 외부 보호필름(1)이 접착되고, 다른 면에는 점착제층(5) 및 박리필름(6)이 순차적으로 적층되게 된다.
본 발명은 또한, 상기 편광판이 적용된 표시장치를 제공한다.
본 발명의 편광판을 표시장치에 내장함으로써, 가시성이 우수한 다양한 본 발명의 표시 장치를 제조할 수 있다.　 본 발명의 편광판은 반사형, 투과형, 반투과형 LCD 또는 TN형, STN형, OCB형, HAN형, VA형, IPS형 등의 각종 구동 방식의 LCD에 적용되어 바람직하게 이용될 수 있다.　LCD에 관한 구성은 본 기술분야에서 잘 알려져 있으므로 설명을 생략한다.
본 발명에 따르면, 편광자의 보호필름과 점착제층사이에 도전성물질과 수용성 또는 수분산성 접착성분을 함유한 프라이머층을 형성하여 대전에 의한 정전기 발생을 억제하고 재박리성 및 편광판과 점착제층과의 밀착력을 증가시킴으로서 절단 가공특성이 우수한 고품질의 편광판을 제조하는 것이 가능하게 되어, 특히 대형 TV용 LCD 등에 사용되는 편광판을 제조하는데 적합한 효과가 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 구체화될 것이며, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 예시에 불과하며, 본 발명의 보호범위를 한정하거나 제한하고자 하는 것은 아니다.
(도공성 평가)
코로나처리(600W, 11m/min)를 실시한 투명보호필름(㈜옵테스 제조의 "제오노아 필름")에 각각의 프라이머 용액을 2번 마이어바로 기재 위에 도포한 후 90℃에서 2분간 건조시켜 건조 전후의 도공면을 육안으로 관찰하여 하기의 기준으로 평가했다.
○ 도포시 프라이머 용액의 응집이 없고 건조 후 도공얼룩 없음
△ 도포시 프라이머 용액 없으나 건조 후 도공얼룩이 남음
× 도포시 프라이머 용액의 응집이 발생하여 도공 불가
(표면저항값)
편광필름의 표면에 프라이머층을 형성한 후 프라이머층의 표면저항값을 표면 저항 측정기(Misubishi Chemical Corporation이 제조한 MCP-HT450)를 사용하여 측정하였다.
(대전 반감기 측정)
편광필름의 표면에 프라이머층을 형성한 후 시료를 감쇄도 측정기의 시편 위치에 올려 놓은 다음 코로나 방전량 10kV를 1분간 인가한 후 3분 후에 시간경과에 따른 전하 감쇄 곡선으로부터 반감기를 측정하였다. (일본 시시도 정전기㈜Static Honestmeter, H-0110, 시험방법: JISL1094~1980)
(밀착력 측정)
실시예와 비교예에서 제작된 편광판을 25mm x 50mm로 절단한 후 인듐틴옥사이드가 증착된 0.7mm글래스에 부착한 후 20분 이상 23℃ 60%RH의 환경 하에 방치했다. 그 후 60℃ 90%RH에서 48시간 방치 후 편광판을 컷터 나이프를 이용해 편광판과 점착제층 단부를 박리시켜 점착제층이 글래스에 부착된 상태를 확인한 다음 인장시험기를 이용해 180도 박리, 인장속도 300mm/min에서 실온 분위기 하(25℃)에서 보호필름과 점착제층 간의 밀착성을 측정하였다.
(점착제 전사테스트)
실시예와 비교예에서 제작된 편광판을 100mmx100mm로 절단한 편광판을 박리필름을 제거한 후 점착제층을 이용하여 글래스판에 부착한 다음 20분간 A/C(오토클레이브)처리 후 상온에서 24시간 방치한 후 재박리를 실시하여 글래스판에 점착제의 전사유무를 육안으로 확인하였다. 하기의 기준으로 판정을 실시했다.
○ 글래스판에 전사된 점착제가 육안으로 확인되지 않음
△ 글래스판에 30%이하 점착제가 전사됨
× 글래스판에 30%이상 전사됨
(점착제 탈락테스트)
실시예와 비교예에서 제작된 편광판을 톰슨 칼날형으로 100mmx100mm크기로 절단하고 절단 단부를 시판 중인 점착테이프(3M사)의 점착면에 20회 접착시킨 후 단부를 육안으로 확인한 후 하기의 기준으로 평가했다.
○ 점착제의 탈락 없음
△ 0.3mm 이상의 점착제 탈락 없음
× 0.3mm 이상의 점착제 탈락 있음
<실시예 1>
(편광필름의　제조)
폴리비닐알코올필름을 하기와 같이, 팽윤조, 염색조, 제1붕산처리조, 제2붕산처리조, 수세조 순으로 반송하여 편광필름을 제조하였다. 평균　중합도　약　2,400,　비누화도　99.9몰%　이상으로　두께　75㎛의　폴리비닐알코올　필름을 약 30℃의 순수에 필름이 느슨해지지 않게 긴장상태로 유지한 채 약 130초간 침지하여 필름을 충분히 팽윤시킨 후, 요오드/요오드화칼륨/물이 중량비로 0.02/1.5/100인 수용액에 침지하여 염색처리하면서 일축연신을 실시하였다(연신3배). 그 후 요오드화칼륨/붕산/물이 중량비로 10/5/100 인 약 60℃ 수용액에 침지하여, 붕산처리하면서 원반으로부터 적산 연신배율이 4.9배로 될 때까지 일축연신을 실시하였다. 또한, 요오드화칼륨/붕산/물이 중량비로 10/3/100인 수용액 약 40℃에 약 30초간 침지하여 제2붕산처리를 실시하였다. 제2붕산처리 후, 약 10℃의 순수로 약 10초간 수세하였다. 수세 후, 약 60℃에서 2분간 건조시켜, 두께 약30㎛의 폴리비닐알코올에 요오드가 흡착된 편광자를 얻었다. 이 편광자의 한쪽 면에는 트리아세틸셀룰로오스 보호필름을, 다른 한 면은 코로나 처리가 실시된 노르보넨계 수지로 2축 연신된 두께 70㎛의 투명 보호 필름2 (㈜옵테스 제조의 "제오노아 필름")을, 변성 폴리비닐알코올계 접착제를 통해 접합하고, 80℃에서 5분간 건조시켜 편광필름을 얻었다. 이렇게 해서 얻어진 편광필름의 한쪽 면에 외부 보호필름(1, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 뒷면에 점착제가 도포된 시판품)을 롤압착장치를 이용하여 접합시켰다.
(프라이머층의 형성)
물 100중량부에 카르복실기 변성 폴리비닐알코올(㈜쿠라레 제조의 "쿠라레포발 KL318", 평균분자량:85,000) 1 중량부와 수용성 폴리아미드 에폭시 수지(스미또모 가가꾸 고교㈜)제조의 "스미레즈레진"(Srz650, 고형분 농도 30%의 수용액) 0.5 중량부, 도전성 물질로 폴리에틸렌디옥시티오펜 분산액(Baytron PH, Bayer사,고형분1.1%) 5 중량부로 희석한 프라이머 용액을 도1의 투명 보호필름2(㈜옵테스 제조의 "제오노아 필름"))의 일면에 도포한 후 80℃에서 2분간 건조한 후 프라이머층을 형성하였다.
(점착제층의 형성)
박리필름(6)(폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 한쪽면에 실리콘 수지가 처리된 시판품(린텍,상품명 PET3811)에 부틸아크릴레이트 98.9중량부, 아크릴산 1.1중량부의 공중합체로 이루어진 폴리스티렌 환산 중량평균분자량이 약150만의 아크릴계 폴리머용액(고형분 20%) 100중량부에 이소시아네이트 가교제로서 타케네이트D-160N(미쓰이타케다케미컬제, 고형분75%) 1.0중량부, 실란화합물로서 KBM803(신에츠화성) 0.4중량부를 혼합한 용액을 도포하고 90℃에서 2분간 건조시켜 점착제층을 형성한 후 상기에서 제작된 편광판의 프라이머층이 형성된 면과 점착제면을 롤압착장치를 이용해 접합하여 도 1의 구조로 된 편광판을 얻었다.
<실시예 2>
실시예 1에서 제작된 편광자의 양면에 보호필름으로 트리아세틸 셀룰로오즈 필름을 사용한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 편광판을 제작하였다.
<실시예 3>
프라이머층으로 물100중량부에 일본합성의　변성폴리비닐 알코올 코세놀　Z-200　(평균중합도　1000,　검화도　99.0　몰%　이상)을　2중량부,　글리옥살　1.5중량부,　도전성 물질로서 반극성 구조를 가진 보론폴리머 바이오마이셀 BN-1300(30%수용액) 5중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예1과 동일하게 편광판을 제작하였다.
<비교예 1>
프라이머층에 카르복실기 변성 폴리비닐알코올(㈜쿠라레 제조의 "쿠라레포발 KL318", 평균분자량:85,000) 를 첨가하지 않은것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 편광판을 제작하였다.
<비교예 2>
프라이머층에 도전성 물질과 가교제를 함유하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 편광판을 제작하였다.
<비교예 3>
도전성물질을 포함한 프라이머층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 편광판을 제작하였다.
<비교예 4>
실시예 1에서 제작된 편광필름의 한 면을 물과 이소프로필알코올을 2;3의 중량비로 혼합한 용액에 도전성 물질로 폴리에틸렌디옥시티오펜 분산액(Baytron PH, Bayer사,고형분1.1%) 5 중량부를 분산시킨 후 8번 마이어바로 도공한 후 80℃에서 2분간 건조시켜 대전방지층을 형성하였다. 상기 대전방지층에 물 100부에 카르복실기 변성 폴리비닐알코올(㈜쿠라레 제조의 "쿠라레포발 KL318", 평균분자량:85,000) 1.8 중량부와 수용성 폴리아미드 에폭시 수지(스미또모 가가꾸 고교㈜)제조의 "스미레즈레진"(Srz650,고형분 농도 30%의 수용액)0.9 중량부를 혼합한 프라이머층을 도포한 후 90℃에서 2분간 건조시킨 후 실시예1과 동일하게 프라이머층과 점착제면을 접합하여 편광판을 제조하였다
상기 실시예와 비교예의 평가결과를 표 1,2에 나타냈다.
<표 1>
항　　 목 프라이머층 조성 도공성평가
Batron PH BN-1300 KL318 Z-200 글리옥살 Srz650
실시예1 5부* - 1부 - 0.5부 ○
실시예2 5부 - 1부 - 0.5부 ○
실시예3 - 5부 2부 1.5부 - ○
비교예1 5부 0.5부 ×
비교예2 - - 1부 - - ○
비교예3 - - - - - -
비교예4* - - 1.8부 - 0.9부 ○
물 100부에 대한 중량부수를 나타낸다.
* 실시예1에서 제작한 편광필름에 대전방지층을 형성한 후 프라이머층 형성
<표 2>
항　　 목 평가결과
밀착력 (N/25mm) 표면저항 (Ω/□) 반감기 (sec) 점착제 전사여부 점착제 탈락
실시예1 35 2.3x106 1.3 ○ ○
실시예2 30 1.3 x106 1.0 ○ ○
실시예3 33 2.1x107 1.1 ○ ○
비교예1 11 6.2x1014 ＞180 △ △
비교예2 15 3.3x1013 ＞180 × △
비교예3 12 7.2x1014 ＞180 × ×
비교예4** 7** 7.2x108 1.3 × ○
**보호필름과 대전방지층에서 박리발생
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 편광판의 단면 개략도이다.
** 도면의 주요부호에 대한 설명 **
1: 외부 보호필름
2: 투명 보호필름
3: 편광자
4: 프라이머층
5: 점착제층
6: 박리필름
10: 편광필름

Claims (8)

  1. 편광자와 상기 편광자를 보호하는 적어도 하나 이상의 투명 보호필름을 구비한 편광필름의 적어도 한 면에 도전성 물질과 수용성 또는 수분산성 접착성분을 포함하는 프라이머층과 점착제층이 순차적으로 적층되어 이루어진 편광판.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수용성 또는 수분산성 접착성분이 폴리비닐 알코올계 혹은 변성 폴리비닐 알코올계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 프라이머층은 수용성 또는 수분산성 접착성분이 상호 화학적으로 반응할 수 있는 가교제를 포함하는 것을 특징으로 하는 편광판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 수용성 또는 수분산성 접착성분과 화학적 결합이 이루어질 수 있는 가교제가 아민계열, 알데히드계열, 이소시아네이트계열, 금속계열 중 하나인 것을 특징으로 하는 프라이머층을 포함하는 편광판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 투명 보호필름은 적어도 하나가 셀룰로오즈계 수지, 시클로올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리설폰계 수지 지환식폴리이미드계 수지로부터 선택되어지는 것을 특징으로 하는 편광판
  6. 제 1항에 있어서, 상기 점착제층이 아크릴계 점착제로 이루어지는 편광판.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 도전성 물질은 폴리티오펜계 혹은 보론계 폴리머로 이루어지는 편광판.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 물질과 수용성 또는 수분산성 접착성분을 포함하는 프라이머층과 점착제층이 순차적으로 적층되어 이루어진 편광판을 포함하는 화상표시장치.
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