KR20090085761A - 점착제 조성물, 상기를 포함하는 편광판 및 액정표시장치 - Google Patents

점착제 조성물, 상기를 포함하는 편광판 및 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IPS 또는 VA 방식에서 특히 효과적으로 사용될 수 있는 점착제 조성물, 이를 포함하는 편광판 및 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명에서는 단량체 조성, 유리전이온도, 분자량, 분자량 분포 및 가교 밀도 등 점착제에 대한 전반적인 물성이 반영되는 밀린 거리를 최적화함으로써, 고온 또는 고온고습 조건 하에서의 내구신뢰성 및 작업성 등의 물성이 우수하게 유지되면서도, 저빛샘 특성이 현저히 개선된 점착제 조성물, 이를 포함하는 편광판 및 액정표시장치를 제공할 수 있다.
점착제 조성물, 밀린 거리, 아크릴계 공중합체, 액정표시장치, 편광판, IPS, VA

Description

점착제 조성물, 상기를 포함하는 편광판 및 액정표시장치 {Pressure-sensitive adhesive composition, polarizers and liquid crystal display comprising the same}
본 발명은 점착제 조성물, 상기를 포함하는 편광판 및 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온 및/또는 고온고습 조건 하에서의 내구 신뢰성 및 작업성 등의 제반 물성의 저하가 없고, 저빛샘 특성이 현저히 개선된 점착제 조성물, 이를 포함하는 편광판 및 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(liquid crystal display)는 두 장의 얇은 유리 기판 사이에 액체 결정을 넣어 화면을 표시하는 장치이다. 액정에 연결된 전극을 통해 전압을 가하면 액체 결정의 분자배열 방식이 달라지고, 액정을 통과하는 빛의 통과율이 달라져서 그림이나 색을 표시할 수 있다. 이와 같은 액정표시장치는 전력 소모가 적고, 평면적으로 얇게 만들 수 있다는 장점을 가져 현재 여러 분야에서 각광을 받고 있는 표시장치이다.
일반적으로 액정표시장치를 제조하기 위하여는 액정을 포함하는 액정셀 및 편광판이 필요하고, 이들을 접합하기 위한 적절한 접착층 또는 점착층이 사용되어야 한다. 또한 편광판에는 액정표시장치의 기능 향상을 목적으로 위상차판, 광시야각 보상판 및/또는 휘도향상 필름과 같은 부가적인 기능성 필름이 부착되기도 한다.
상기에서 편광판은 일정 방향으로 배열된 요오드계 화합물 또는 이색성 편광 물질을 포함하고, 양면에는 TAC(triacetyl cellulose)계 보호 필름 등을 포함하여 다층을 구성된다. 또한, 편광판은 일방성 분자 배열을 갖는 위상차 필름 또는 액정형 필름과 같은 광시야각 보상 필름을 부가적으로 포함할 수 있다. 이와 같은 각각의 필름들은 서로 상이한 분자 구조 및 조성을 갖는 재료로 제조되고, 이에 따라 상이한 물리적 특성을 갖는다. 따라서, 특히 고온 또는 고온고습 조건 하에서는 재료의 수축 및 팽창 거동의 차이에 따라 치수안정성이 부족하다. 그러므로, 편광판이 점착제로 고정되는 경우에 고온 또는 고온고습 조건 하에서의 수축 또는 팽창에 의해 TAC계 필름에 응력이 집중되어 빛샘 현상이 발생한다.
최근, 컴퓨터 모니터 또는 TV 등의 대형화 추세와 함께 편광판도 대형화되고 있으며, 이에 따라 TAC계 필름 및 점착제의 잔류 응력도 커지고, 빛샘 현상에 의한 문제점이 더욱 심해지고 있다.
현재 광흡수축이 액정셀의 표리에서 ∠45°, 135°로 교차되어 화상을 구현하는 TN(Twisted Nematic) 또는 STN(Super Twisted Nematic) 방식의 액정표시장치에서 빛샘 현상을 개선하기 위해서, 점착제에 응력 완화 특성을 부여하는 연구는 다양하게 시도되고 있다.
그러나, TV 등에 주로 적용되고 있는 IPS(In-Plane-Switching) 또는 VA(Vertical Alignment) 방식의 경우, 광흡수축이 액정셀 표리에서 ∠0°, 90°로 교차되어 화상을 구현한다. 따라서, 상기 방식에서는 사용되는 편광판의 종류도 상기 TN 또는 STN 방식과 다르고, 고온 또는 고온고습 하에서의 수축 및 팽창 거동도 다르게 나타난다. 이에 따라 IPS 또는 VA 방식의 빛샘 현상을 개선하기에 적합한 점착제가 요구된다.
일본 공개특허공보 제1997-137143호는 점착제에 응력 완화 특성을 부여하기 위하여, 가소제 또는 유동 파라핀을 첨가하는 기술을 개시한다. 그러나, 상기 기술은 IPS 또는 VA 방식에서의 빛샘 현상 개선 효과가 부족하다.
일본 공개특허공보 제2006-58718호는 IPS 또는 MVA(Multi Domain Vertical Alignment) 방식에서의 빛샘 현상 억제를 위해, 가교 후에 0 내지 50℃에서의 저장 탄성률이 105 내지 109 Pa이고, 유리전이온도가 -20℃ 이상인 점착제를 개시한다. 상기 기술에서는 기존의 점착제에 비하여 탄성률 및 유리전이온도가 큰 점착제를 사용하여 빛샘 현상을 개선하려고 시도하고 있다. 그러나, 단순히 단량체 조성에 의해 좌우되는 물성인 탄성률 및 유리전이온도만이 높다고 해서 빛샘 현상이 개선되지는 않는다.
이와 같이, IPS 또는 VA 방식에서 사용되고, 내구 신뢰성 및 절단성과 같은 주요 특성을 유지하면서 빛샘 현상을 개선시킬 수 있는 점착제는 개발되어 있지 않 은 실정이다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 고려하여 된 것으로, 고온 또는 고온고습 조건 하에서의 내구 신뢰성 및 작업성 등의 제반 물성의 저하가 없고, 저빛샘 특성이 현저히 개선된 점착제 조성물, 이를 포함하는 편광판 및 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 하기 일반식 1의 조건을 만족하는 점착제 조성물을 제공한다.
[일반식 1]
△X = 100 ㎛ ~ 500 ㎛
상기 식에서, △X는 상기 점착제 조성물을 함유하는 점착층이 형성된 편광판을 접착 면적 1cm × 1cm로 유리판에 부착 후 실온(25℃)에서 1000gf의 하중을 1000초 동안 걸었을 때의 점착제의 밀린 거리를 나타낸다.
상기 본 발명의 점착제 조성물은 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 90 내지 99.9 중량부; 및 가교성 관능기 함유 단량체 0.1 내지 10 중량부를 함유하는 아크릴계 공중합체를 함유하는 아크릴계 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 점착제 조성물에서 상기 아크릴계 공중합체는 아크릴로니트 릴, (메타)아크릴아미드, N-메틸 (메타)아크릴아미드, N-부톡시 메틸 (메타)아크릴아미드, 스티렌, 메틸 스티렌, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 및 비닐 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 단량체를 추가로 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 점착제 조성물에서 아크릴계 수지는 0.01 내지 10 중량부의 가교제를 추가로 포함하는 것이 바람직하며, 이 때 상기 가교제는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물 및 금속 킬레이트계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한 본 발명의 점착제 조성물에서 아크릴계 수지는 점착성 부여 수지 및/또는 실란계 커플링제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 편광 필름; 및 상기 편광 필름의 일면 또는 양면에 형성되고, 본 발명에 따른 점착제 조성물을 함유하는 점착층을 포함하는 점착 편광판을 제공한다.
상기 본 발명의 점착 편광판은 보호층, 반사층, 방현층, 위상차판, 광시야각 보상 필름 및 휘도 향상 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기능성층을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 점착 편광판이 액정셀의 일면 또는 양면에 접합되어 있는 액정 패널을 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
상기 본 발명의 액정표시장치에 포함되는 액정셀은 IPS 또는 VA 방식인 것이 바람직하다.
본 발명에서는 단량체 조성, 유리전이온도, 분자량, 분자량 분포 및 가교 밀도 등 점착제에 대한 전반적인 물성이 반영되는 밀린 거리를 최적화함으로써, 고온 또는 고온고습 조건 하에서의 내구신뢰성 및 작업성 등의 물성이 우수하게 유지되면서도, 저빛샘 특성이 현저히 개선된 점착제 조성물, 이를 포함하는 편광판 및 액정표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명은, 하기 일반식 1의 조건을 만족하는 점착제 조성물에 관한 것이다.
[일반식 1]
△X = 100 ㎛ ~ 500 ㎛
상기 식에서, △X는 상기 점착제 조성물을 함유하는 점착층이 형성된 편광판을 접착 면적 1cm × 1cm로 유리판에 부착 후 실온(25℃)에서 1000gf의 하중을 1000초 동안 걸었을 때의 점착제의 밀린 거리를 나타낸다. 본 발명은 단량체 조성, 유리전이온도, 분자량, 분자량 분포, 가교 밀도 및 두께 등 점착제의 전반적인 물성을 반영하는 밀린 거리를 상기 일반식 1의 조건을 한정한 것을 특징으로 한다. 이에 따라 본 발명은 고온 또는 고온고습 조건에서의 내구신뢰성 및 절단성 등의 물성이 우수하면서도, 저빛샘 특성이 현저히 개선된 점착제 조성물을 제공하고, 상기 조성물은 특히 IPS 및 VA 방식의 액정표시장치에 효과적으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 점착제 조성물을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 조성물은 상기 일반식 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 점착제 조성물을 함유하는 점착층이 형성된 편광판을 접착 면적 1cm × 1cm로 유리판에 부착 후 실온(25℃)에서 1000gf의 하중을 1000초 동안 걸었을 때의 점착제의 밀린 거리가 100 내지 500 ㎛인 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 점착제 조성물의 밀린 거리를 상기와 같이 설정함으로써, 점착제에 작용하는 응력에 기인한 위상 지연(또는 위상차; retardation) 현상을 감소시켜, 광원으로부터 방출된 빛이 하부 편광판, 액정 셀 및 상부 편광판을 거치는 일련의 과정에서 발생하는 빛샘 현상을 억제할 수 있다. 상기 밀린 거리가 100 ㎛보다 작으면, 점착제 시공 후 들뜸 현상이 발생하는 등 내구신뢰성이 저하될 우려가 있고, 500 ㎛를 초과하면, 빛샘 현상의 개선 효과가 미미해질 우려가 있다.
본 발명에서는 점착제 조성물이 상기 일반식 1의 조건을 만족하는 한, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 고무계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 에폭시계 수지와 같은 광학적으로 허용되는 제반 점착 및/또는 접착 소재를 제한 없이 사용할 수 있으며, 이 중 아크릴계 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명의 점착제 조성물을 아크릴계 수지로 구성할 경우에, 상기 아크릴계 수지는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 90 내지 99.9 중량부; 및 가교성 관능기 함유 단량체 0.1 내지 10 중량부를 함유하는 아크릴계 공중합체를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 공중합체에 포함되는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체의 구체적인 종류는 특별히 한정되지 않다. 다만, 함유되는 알킬기가 지나치게 장쇄가 되면 점착제의 응집력이 떨어질 우려가 있기 때문에, 고온 조건에서의 응집력 유지의 관점에서 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 단량체를 사용하는 것이 바람직하고, 탄소수 2 내지 8의 알킬기를 갖는 단량체를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 단량체의 예로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트로 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트 및 이소노닐 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있다. 상기와 같은 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체는 아크릴계 공중합체 내에 90 내지 99.9 중량부의 양으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 90 중량부보다 작으면, 점착제의 초기 접착력이 저하될 우려가 있고, 99.9 중량부를 초과하면, 응집력 저하로 인해 내구성에 문제가 발생할 우려가 있다.
본 발명의 아크릴계 공중합체에 포함되는 가교성 관능기 함유 단량체의 종류 역시 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 히드록시기 함유 단량체, 카복실기 함유 단량체 및 질소 함유 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 이와 같은 가교성 관능기 함유 단량체는 후술하는 가교제와 반응하여 가교 구조를 형성함으로써, 고온 또는 고온고습 조건에서 점착제의 응집력 파괴가 일어나지 않도록 응집력 및 접착 강도를 부여하는 역할을 한다. 본 발명에서 사용할 수 있는 상기 히드록시기 함유 단량체의 예로는 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고; 카복실기 함유 단량체의 예로는 (메타)아크릴산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레인산, 말레인산 무수물 또는 푸마르산 등을 들 수 있으며; 질소 함유 단량체의 예로는 아크릴 아미드, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락톤 등을 들 수 있고, 상기 중 어느 하나 또는 두 개 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기와 같은 가교성 관능기 함유 단량체는 본 발명의 아크릴계 공중합체 내에서 0.1 내지 10 중량부의 양으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 0.1 중량부보다 작으면, 고온 또는 고온고습 조건에서 응집 파괴가 일어날 우려가 있고, 10 중량부를 초과하면, 상용성 감소로 인한 표면 이행 현상의 발생, 유동 특성의 감소 및/또는 응집력 상승으로 인한 응력 완화성의 저하와 같은 문제점이 발생할 우려가 있다.
본 발명의 아크릴계 공중합체에는 또한 가교 전 상태에서 유리전이온도가 -130 내지 50℃인 기능성 단량체가 추가로 공중합되어 있을 수 있다. 상기 공단량 체는 점착제의 유리전이온도의 조절 및 기타 기능성 부여를 목적으로 부가되는 것으로, 상기와 같은 유리전이온도를 갖는 것이라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있으나, 하기 화학식 1로 표시되는 단량체인 것이 바람직하다.
[화학식 1]
Figure 112008009365285-PAT00001
상기 식에서, R1은 수소 또는 알킬을 나타내고, R2는 시아노; 알킬로 치환 또는 비치환된 페닐; 아세틸옥시; 또는 COR3를 나타내며, 이 때 R3는 알킬로 치환 또는 비치환된 아미노 또는 글리시딜옥시를 나타낸다.
상기 식의 R1 내지 R3의 정의에서 알킬은 탄소수 1 내지 8의 알킬을 의미하며, 바람직하게는 메틸 또는 에틸이다.
상기 화학식 1로 나타나는 단량체의 구체적인 종류로는 아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드, N-메틸 (메타)아크릴아미드 또는 N-부톡시 메틸 (메타)아크릴아미드와 같은 질소 함유 단량체; 스티렌 또는 메틸 스티렌과 같은 스티렌계 단량체; 글리시딜 (메타)아크릴레이트; 또는 비닐 아세테이트 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 단량체를 단독 또는 두 개 이상의 혼합으로 사용할 수 있다. 상기와 같은 공단량체가 본 발명의 아크릴계 공중합체에 포함될 경우에는, 그 함량이 40 중량부 미만인 것이 바람직하다. 상기 함량이 40 중량부 이상이면, 점착제 조성물의 유연성 및/또는 박리력이 저하될 우려가 있다.
상기와 같은 성분을 포함하는 아크릴계 공중합체는 용액 중합, 광 중합, 벌크 중합, 서스펜션 중합 또는 에멀션 중합 등과 같은 이 분야의 통상의 방법으로 제조될 수 있으며, 특히 용액 중합법을 사용하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 용액 중합은 50 내지 140℃의 중합 온도에서 수행되고, 이 때 상기 각각의 단량체가 균일하게 혼합된 상태에서 개시제를 혼합하여 중합 반응을 실행시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 점착제 조성물은 전술한 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부의 가교제를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 가교제는 아크릴계 공중합체에 포함되는 가교성 관능기와 반응하여, 점착제 조성물의 점착 특성을 조절하고 응집력을 향상시키는 역할을 한다. 이와 같은 가교제의 구체적인 종류는 특별히 한정되지 않으며, 본 발명에서는 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물 및/또는 금속 킬레이트계 화합물과 같은 통상의 가교제를 사용할 수 있고, 이 중 이소시아네이트계 화합물이 보다 바람직하다.
상기에서 이소시아네이트계 화합물의 예로는 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포름 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트 및 상기 중 어느 하나의 폴리올(ex. 트리메틸롤 프로판)과의 반응 물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있고; 에폭시계 화합물의 예로는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 및 글리세린 디글리시딜에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으며; 아지리딘계 화합물의 예로는 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사이드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사이드), 트리에틸렌 멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 및 트리-1-아지리디닐포스핀옥시드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있다. 또한, 상기 금속 킬레이트계 화합물의 예로는, 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 및/또는 바나듐과 같은 다가 금속이 아세틸 아세톤 또는 아세토초산 에틸 등에 배위하고 있는 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 다관능성 가교제 (특히, 이소시아네이트 가교제)는, 균일한 코팅 수행의 관점에서, 점착층의 형성 시에는 작용기의 가교 반응이 진행되지 않도록 제어되는 것이 바람직하다. 이와 같은 가교제는 코팅 작업 후의 건조 및 숙성 과정에서 가교구조를 형성하여 응집력을 향상시키고, 이에 따라 점착 제품의 점착 물성 및 절단성(cuttability) 등이 향상될 수 있다. 이러한 다관능성 가교제는 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부의 양으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 0.01 중량부보다 작으면, 가교 반응이 잘 진행되지 않아, 점착제의 응집력이 떨어질 우려가 있고, 10 중량부를 초과하면, 가교 반응이 지나치게 진행되어, 층간 박리나 들뜸 현상이 발생하는 등 내구신뢰성이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 점착제 조성물은 또한, 점착 성능의 조절의 관점에서, 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 1 내지 100 중량부의 점착성 부여 수지를 추가로 포함할 수 있다. 이와 같은 점착성 부여 수지의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 (수첨) 히드로카본계 수지, (수첨) 로진 수지, (수첨) 로진 에스테르 수지, (수첨) 테르펜 수지, (수첨) 테르펜 페놀 수지, 중합 로진 수지 또는 중합 로진 에스테르 수지 등의 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 점착성 부여 수지의 함량이 1 중량부보다 작으면, 첨가 효과가 미미할 우려가 있고, 100 중량부를 초과하면, 상용성 및/또는 응집력 향상 효과가 저하될 우려가 있다.
본 발명의 점착제 조성물은 또한 상기 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.005 내지 5 중량부의 실란 커플링제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 실란 커플링제는 본 발명의 점착제 조성물이 유리 기판에 접촉할 때에 접착 안정성을 향상시켜 내열성 및 내습성을 개선하고, 또한 점착제가 고온 및/또는 고습 하에 장시간 방치되었을 경우에 접착 신뢰성을 향상시키는 작용을 한다. 이와 같은 실란 커플링제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, γ-글리시독시프로필트리메톡시 실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시 실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시 실란, 3-머캅토프로필트리메톡시 실란, 비닐트리메톡시 실란, 비닐트리에톡시 실란, γ-메타크릴록시프로필트리메톡시 실란, γ-메타크릴록시프로필트리에톡시 실 란, γ-아미노프로필트리메톡시 실란, γ-아미노프로필트리에톡시 실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시 실란 및 γ-아세토아세테이트프로필트리메톡시 실란과 같은 이 분야의 통상의 커플링제를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 실란 커플링제의 함량이 0.005 중량부보다 작으면, 점착력 증가 효과가 미미할 우려가 있고, 5 중량부를 초과하면, 기포 또는 박리 현상 등이 발생하여 내구 신뢰성이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 아크릴계 수지는 또한, 전술한 성분에 추가로 아크릴계 저분자량체, 에폭시 수지, 경화제, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면 활성제 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기와 같은 성분을 포함하는 본 발명의 아크릴계 점착제 조성물은 이 분야의 통상의 방법을 통하여 제조할 수 있으며, 특히 열 경화 또는 광 경화 등의 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 편광 필름; 및
상기 편광 필름의 일면 또는 양면에 형성되고, 전술한 본 발명에 따른 점착제 조성물을 함유하는 점착층을 포함하는 점착 편광판에 관한 것이다.
상기 본 발명의 점착 편광판을 구성하는 편광 필름 또는 편광 소자의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 편광 필름으로서, 폴리비닐알코올계 수지로 되는 필름에 요오드 또는 이색성 염료 등의 편광 성분을 함유시키고, 연신하 여 제조되는 필름을 사용할 수 있다. 상기에서 폴리비닐알코올계 수지로는 폴리비닐알코올, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 또는 에틸렌 초산 비닐 공중합체의 검화물 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 편광 필름의 두께 역시 특별히 제한되지 않으며, 통상적인 두께로 형성하면 된다.
본 발명의 점착 편광판에서는 또한 상기 편광 필름의 양면에 트리아세틸 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스계 필름; 폴리카보네이트 필름 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름과 같은 폴리에스테르계 필름; 폴리에테르설폰계 필름; 및/또는 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름 또는 시클로계나 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀 필름 또는 에틸렌 프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀계 필름 등의 보호 필름이 적층된 다층 필름으로 형성될 수 있다. 이 때 상기 보호 필름의 두께 역시 특별히 제한되지 않으며, 통상적인 두께로 형성할 수 있다.
상기와 같은 편광 필름 상에 점착제층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 상기 필름에 바코터 등으로 점착제를 도포하고 건조시키는 방법, 또는 점착제를 일단 박리성 기재의 표면에 도포하고 건조시킨 후에, 상기 박리성 기재를 사용하여 점착제층을 편광 필름 표면에 전사하여 숙성시키는 방법 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 점착제층 형성 시에 조성물 내부의 휘발 성분 또는 반응 잔류물과 같은 기포 유발 성분을 충분히 제거한 후 사용하는 것이 바람직하다. 만약, 가교 밀도 또는 분자량 등이 지나치게 낮아 탄성률이 떨어질 경우에, 고온 상태에서 유리판 및 점착제층 사이에 존재하는 작은 기포들이 커져 내부에서 산란체를 형성할 우려가 있다.
본 발명의 편광판에는 또한 보호층, 반사층, 방현층, 위상차판, 광시야각 보상 필름 및 휘도 향상 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기능성층을 추가로 포함할 수 있으며, 본 발명에 따른 점착제 조성물을 함유하는 점착제가 상기 기능성층 각각에 부착되어 있을 수 있다.
본 발명은 또한, 전술한 본 발명에 따른 점착 편광판이 액정셀의 일면 또는 양면에 접합되어 있는 액정 패널을 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명의 액정표시장치를 구성하는 액정셀의 종류는 특별히 한정되지 않으나, IPS (In Plane Switching) 또는 VA (Vertical Alignment) 방식의 액정셀인 것이 바람직하다. 상기 IPS 및 VA 방식은 광흡수축이 액정셀의 표리에서 ∠0°, 및 90°로 교차됨으로서 화상을 구현하고, 따라서 광흡수축이 ∠45°, 135°로 교차됨으로써 화상을 구현하는 TN (Twisted Nematic) 또는 STN (Super Twisted Nematic) 방식에서와는 상이한 수축 및 팽창 거동을 나타낸다. 이에 따라 상기 IPS 및 VA 방식에서는 점착제의 응력 완화 특성, 즉 유동성이 증가될수록 빛샘 현상이 더욱 취약해질 우려가 있다. 그러나, 본 발명의 점착제 조성물의 경우 기존의 점착제에 비하여 낮게 설정되어 있기 때문에, IPS 또는 VA 방식의 액정표시장치에 특히 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 액정표시장치에 포함되는 기타 구성의 종류 및 그 제조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 이 분야의 일반적인 구성을 제한 없이 채용하여 사용할 수 있다.
이하, 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
제조예 1. 아크릴계 공중합체 A1의 제조
아크릴계 공중합체 제조
질소가스가 환류되고, 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1 L 반응기에 n-부틸 아크릴레이트 93.5 중량부, 아크릴산 6 중량부 및 히드록시에틸 메타크릴레이트 0.5 중량부를 포함하는 단량체 혼합물을 투입하고, 이어서 용제로서 에틸아세테이트 100 중량부를 투입하였다. 그 후 원료 내의 산소 제거를 위하여 질소 가스를 1 시간 동안 퍼징하고, 62℃로 유지시켰다. 상기 혼합물을 균일하게 한 후, 반응 개시제로서 에틸아세테이트에 50% 농도로 희석시킨 아조비스이소부티로니트릴 0.03 중량부를 투입하고, 8 시간 동안 반응시켜 아크릴계 공중합체 A1을 제조하였다.
제조예 2 및 3. 아크릴계 공중합체 A2 및 A3의 제조
하기 표 1에 나타난 성분 및 조성을 사용하여, 상기 제조예 1과 동일한 방법 으로 아크릴 공중합체 A2 및 A3를 제조하였다.
[표 1]
제조예 1 제조예 2 제조예 3
아크릴계 공중합체A1 아크릴계 공중합체 A2 아크릴계 공중합체 A3
n- BA 93.5 95.5 89.6
EA - - 8.4
AA 6.0 4.5 -
2- HEMA 0.5 - 2
n-BA: n-부틸 아크릴레이트
EA: 에틸 아크릴레이트
AA: 아크릴산
2-HEMA: 2-히드록시에틸 메타크릴레이트
단위: 중량부
실시예 1
제조된 아크릴계 공중합체 A1 100 중량부에, 가교제로서 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트 부가물 (이소시아네이트계 화합물, TDI-1) 0.6 중량부를 투입하고, 적정의 농도로 희석하여 균일하게 혼합하였다. 이어서 상기 혼합물을 이형지에 코팅, 건조하여, 두께 25 ㎛의 균일한 점착층을 제조하고, 제조된 점착층을 편광판에 합판하여 점착 가공함으로써, 점착 편광판을 제조하였다. 이와 같이 제조된 점착 편광판을 유리판에 점착 면적을 1cm ×1cm로 하여 부착하고, 실온에서 24시간 숙성(aging)시킨 후, 1000gf 하중에서 1000초 동안 유지하면서 점착제가 밀린 거리(㎛)를 측정하였고, 이 때 밀린 거리는 360 ㎛였다.
실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 3
아크릴계 공중합체의 종류, 가교제의 함량 및 점착층의 두께를 하기 표 2 및 3와 같이 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 3을 제조하고, 밀린 거리를 측정하였다. 하기 표 2 및 3에서 사용된 가교제의 종류는 실시예 1의 경우와 같다.
[표 2]
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
아크릴계 공중합체 A1 (100) A1 (100) A3 (100) A2 (100)
가교제 0.6 1.0 0.5 0.6
두께 25 25 25 15
밀린 거리 (㎛) 360 150 450 340
단위: 중량부
[표 3]
비교예 1 비교예 2 비교예 3
아크릴계 공중합체 A1 (100) A3 (100) A2 (100)
가교제 2.1 0.1 0.6
두께 25 25 30
밀린 거리 (㎛) 60 1210 600
단위: 중량부
<물성 평가>
상기와 같이 제조된 실시예 및 비교예의 편광판에 대하여 하기 제시된 방법으로 내구 신뢰성 및 저빛샘 특성을 측정하고, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
1. 내구 신뢰성의 측정
제조된 각각의 점착 편광판을 90㎜×170㎜ (가로×세로)의 크기로 재단하여 샘플을 제조하고, 이를 유리기판 (110㎜×190㎜×0.7㎜ = 가로×세로×높이)의 양면에 광학 흡수축이 교차(cross)된 상태로 부착시켜 시편을 제조하였다. 이때 가해진 압력은 약 5 Kg/cm2였으며, 기포 또는 이물 등이 발생하지 않도록 크린 룸(clean room)에서 작업을 진행하였다. 제조된 시편의 내습열 특성을 측정하기 위하여 60℃의 온도 및 90%의 상대습도 조건하에서 1000 시간 동안 방치시킨 후에, 기포 및/또는 박리 발생 여부를 관찰하였다. 또한, 내열 특성은 각각의 시편을 80℃의 온도에서 1000 시간 동안 방치시킨 후에, 기포 및/또는 박리 발생 여부를 관찰하여 평가하였다. 상기 측정은 측정 직전에 시편을 상온에서 24 시간 동안 방치한 후에 실시하였으며, 이와 같은 방법으로 평가한 편광판의 신뢰성 평가기준은 다음과 같다.
○: 기포나 박리현상 없음
△: 기포나 박리현상 약간 발생
×: 기포나 박리현상 다량 발생
2. 저빛샘 특성 ( 광투과도의 균일성)
내구 신뢰성 측정에 사용한 것과 동일한 시편을 사용하여 저빛샘 특성(광투과도의 균일성)을 측정하였다. 구체적으로는, 암실에서 백라이트를 사용하여 편광 판에서 빛이 새어 나오는 부분이 있는지를 관찰하였다. 이 때 점착제가 코팅된 연신 방향이 0°인 상부 편광판(400㎜×200㎜ = 가로×세로) 및 연신 방향이 90°인 하부 편광판(400㎜×200㎜ = 가로×세로)을 유리기판 (410㎜×210㎜×0.7㎜ = 가로×세로×높이)의 양면에 광축을 교차하여 부착시켰다. 그 후 시편을 60℃에서 500시간, 또는 40℃ 및 70% R.H에서 500시간 동안 방치한 후에 관찰하였으며, 이 때 저빛샘 특성은 하기의 기준으로 평가하였다.
○: 광투과성의 불균일 현상을 육안으로 판별하기 어려움
△: 광투과성의 불균일 현상이 약간 있음
×: 광투과성의 불균일 현상이 다량 있음
[표 4]
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3
내구 신뢰성 ○ ○ ○ ○ × × ○
저빛샘 특성 ○ ○ ○ ○ ○ × ×
상기 표 4의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 실시예의 경우 내구 신뢰성 및 저빛샘 특성이 모두 우수하게 나타났다. 반면, 점착제의 밀린 거리가 짧은 비교예 1의 경우 내구 신뢰성이 떨어졌으며, 밀린 거리가 긴 비교예 2 및 3의 경우 저빛샘 특성이 떨어지는 것으로 나타났다. 특히, 밀린 거리가 1210 ㎛로서, 지나치게 큰 비교예 2의 경우에는 저빛샘 특성은 물론 내구 신뢰성도 크게 저하되는 것으로 나타났다.

Claims (18)

  1. 하기 일반식 1의 조건을 만족하는 점착제 조성물:
    [일반식 1]
    △X = 100 ㎛ ~ 500 ㎛
    상기 식에서, △X는 상기 점착제 조성물을 함유하는 점착층이 형성된 편광판을 접착 면적 1cm × 1cm로 유리판에 부착 후 실온(25℃)에서 1000gf의 하중을 1000초 동안 걸었을 때의 점착제의 밀린 거리를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 고무계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 에폭시계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    아크릴계 수지는 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 90 내지 99.9 중량부; 및
    가교성 관능기 함유 단량체 0.1 내지 10 중량부를 함유하는 아크릴계 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    (메타)아크릴산 에스테르계 단량체는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트로 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트 및 이소노닐(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  5. 제 3 항에 있어서,
    가교성 관능기 함유 단량체는 히드록시기 함유 단량체, 카복실기 함유 단량체 및 질소 함유 단량체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  6. 제 3 항에 있어서,
    아크릴계 공중합체가 하기 화학식 1로 표시되는 단량체를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112008009365285-PAT00002
    상기 식에서, R1은 수소 또는 알킬을 나타내고, R2는 시아노; 알킬로 치환 또는 비치환된 페닐; 아세틸옥시; 또는 COR3를 나타내며, 이 때 R3는 알킬로 치환 또는 비치환된 아미노 또는 글리시딜옥시를 나타낸다.
  7. 제 6 항에 있어서,
    화학식 1로 표시되는 단량체가 아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드, N-메틸 (메타)아크릴아미드, N-부톡시 메틸 (메타)아크릴아미드, 스티렌, 메틸 스티렌, 글리시딜 (메타)아크릴레이트 및 비닐 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  8. 제 3 항에 있어서,
    아크릴계 수지가 0.01 내지 10 중량부의 가교제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    가교제가 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물 및 금속 킬레이트계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  10. 제 3 항에 있어서,
    아크릴계 수지가 1 내지 100 중량부의 점착성 부여 수지를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    점착성 부여 수지가 (수첨) 히드로카본계 수지, (수첨) 로진 수지, (수첨) 로진 에스테르 수지, (수첨) 테르펜 수지, (수첨) 테르펜 페놀 수지, 중합 로진 수지 및 중합 로진 에스테르 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  12. 제 3 항에 있어서,
    아크릴계 수지가 0.005 내지 5 중량부의 실란 커플링제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  13. 제 3 항에 있어서,
    아크릴계 수지가 아크릴계 저분자량체, 에폭시 수지, 경화제, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면 활성제 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  14. 편광 필름; 및
    상기 편광 필름의 일면 또는 양면에 형성되고, 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 점착제 조성물을 함유하는 점착층을 포함하는 점착 편광판.
  15. 제 14 항에 있어서,
    편광 필름의 양면에 셀룰로오스계 필름, 폴리에스테르계 필름, 폴리에테르설폰계 필름 및 폴리올레핀계 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 보호 필름이 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 점착 편광판.
  16. 제 14 항에 있어서,
    보호층, 반사층, 방현층, 위상차판, 광시야각 보상 필름 및 휘도 향상 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기능성층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 점착 편광판.
  17. 제 14 항에 따른 점착 편광판이 액정셀의 일면 또는 양면에 접합되어 있는 액정 패널을 포함하는 액정표시장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    액정셀이 IPS 또는 VA 방식인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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