KR20100035729A - 대전방지성 광확산 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 액정표시장치 - Google Patents

대전방지성 광확산 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대전방지성 광확산 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 굴절율이 n1인 아크릴계 점착제 수지, 굴절율이 n2인 확산제, 가교제 및 하기 화학식 1로 표시되는 대전방지제를 포함하는 점착제 조성물로서, 상기 확산제는 평균직경이 5 내지 30㎛이며 상기 아크릴계 점착제 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 50 내지 100중량부로 포함되고, 상기 아크릴계 점착제 수지와 확산제의 굴절율차(|n1-n2|)가 0.01 내지 0.05로 조절됨으로써 점착 내구성을 유지하면서도 프리즘 시트에서 기인하는 모아레 현상을 억제하고 역산란에 의한 편광도와 휘도의 저하를 방지하여 액정표시장치의 시인성을 향상시킬 뿐만 아니라 향상된 대전방지성을 부여할 수 있도록 개선된 대전방지성 광확산 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 액정표시장치에 관한 것이다:
M+[(FSO2)2N]-
[식 중, M은 알칼리 금속이다].
광확산 점착제, 모아레 현상, 편광도, 휘도

Description

대전방지성 광확산 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 액정표시장치{ANTI-STATIC AND LIGHT DIFFUSION ADHESIVE COMPOSITION, POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 점착제 자체의 물성을 유지하면서도 모아레 현상을 억제하고 편광도 및 휘도의 저하를 방지하여 액정표시장치의 시인성을 향상시킬 뿐만 아니라 향상된 대전방지성을 부여할 수 있도록 개선된 대전방지성 광확산 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)는 액정을 포함하고 있는 액정셀과 상기 액정셀의 양측에 적층된 편광판을 포함하는 액정패널과, 액정패널에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함한다.
백라이트 유닛은 광원의 빛을 균일하게 하고 휘도 및 광의 이용 효율을 향상시키기 위하여 필요에 따라 반사판, 백라이트 광원, 도광판, 광확산 부재(확산판, 확산 시트), 프리즘 시트 등으로 구성되며, 발광 광원이 배치되는 방식에 따라 웨 지형(wedge), 에지형(edge) 또는 직하형(direct light)으로 구별된다.
에지형 백라이트 유닛(10)은 도광판의 측면에 발광 광원이 배치되는 방식으로서, 도 1에 나타낸 바와 같이 광원(11), 반사 시트(12), 도광판(13), 확산 시트(14), 프리즘 시트(15) 및 보호 시트(16)를 포함한다. 광원(11)으로는 소정의 파장의 빛을 발생시킬 수 있는 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL) 또는 외부전극 형광램프(external electrode fluorescent lamp, EEFL)가 사용된다. 도광판(3)은 측면에 배치된 광 입사면을 통해 입사하는 빛을 균일화하고 광 출사면을 통해 상부에 배치된 액정패널 방향으로 빛을 방출하고, 반사 시트(12)는 도광판(13)의 배면으로 출사된 빛을 다시 도광판(13) 쪽으로 반사시켜 광효율을 향상시킨다. 도광판(13)의 광 출사면에서 출사된 빛은 확산 시트(14)에 입사되며, 확산 시트(14)는 입사하는 빛을 확산 또는 집광시켜 휘도를 균일하게 하고 시야각을 넓혀준다. 한편, 확산 시트(14)를 통과한 빛은 휘도가 급격히 떨어지게 되는데, 이를 보상하기 위하여 1 또는 2매의 프리즘 시트(15)가 사용된다. 프리즘 시트(15)는 확산 시트(14)에서 출사된 빛을 굴절시켜 낮은 각도로 입사되는 빛을 정면 쪽으로 집중시키기 때문에 유효 시야각 범위에서 휘도를 상승시킨다. 보호 시트(16)는 프리즘 시트(15)의 흠집을 방지하고, 프리즘 시트(15)에 의해 축소된 시야각을 소정의 범위 내에서 재확대시키는 기능을 한다.
직하형 백라이트 유닛(20)은 액정패널의 밑면에 발광 광원이 배치되는 방식으로서, 도 2에 나타낸 바와 같이 광원(21), 반사 시트(22), 확산판(27), 확산 시트(24), 프리즘 시트(25), 보호 시트(26) 및 하부 섀시(23)를 포함한다. 확산 판(27)은 광원(21)에서 발생한 빛을 액정패널 방향으로 향하게 하고 넓은 각도에서 입사할 수 있도록 하며, 하부 섀시(23)는 복수의 광원(21), 반사 시트(22)를 수납하기 위한 것이고, 이들을 제외한 구성 부분은 에지형 백라이트 유닛에서 설명한 바와 동일하다.
이와 같은 백라이트 유닛을 구성하는 부분들 중에서 프리즘 시트는 확산 시트 또는 확산판을 통과한 빛을 굴절 및 집광시켜 휘도를 향상시키는데 사용되고 있으나, 프리즘 시트를 통과한 빛은 프리즘 시트의 능선과 곡선과의 간섭 현상인 모아레(moire) 현상이 발생하여 액정표시장치의 시인성과 같은 표시품질을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 이러한 문제가 없는 액정표시장치의 개발이 요구되었다.
이를 해결하기 위하여, 꾸불꾸불한 형상을 갖는 프리즘 필름을 이용하는 방법(한국공개특허 제2007-0084410호), 프리즘 시트의 베이스 필름 하부에 확산입자 및 수지계 모재로 이루어진 보호층을 추가로 포함하는 백라이트 유닛을 이용하는 방법(한국공개특허 제2007-0109134호) 등이 제안되었다. 이러한 방법에 의하면 모아레 현상은 어느 정도 억제되지만 제조공정이 복잡하거나 경제적이지 못하며, 백라이트 유닛의 두께도 증가하여 최근들어 액정표시장치에 더욱더 요구되는 박형화에 부응하기 어렵다.
모아레 현상을 억제하고 액정표시장치의 박형화에 부응하기 위한 다른 방법으로 확산 점착제를 이용하는 방법이 제안되었다. 그러나, 확산제로서 사용되는 일부 미립자들은 유해한 광학적 효과를 유발하여 입사광 전체의 휘도 또는 투과율을 감소시킬 수 있으며, 점착 내구성도 저하시킬 수 있다. 특히, 미립자의 평균직경이 작은 경우에는 점착제층에 미립자가 균일하게 분포되지 않아 역산란이 일어날 수 있으며, 이로 인하여 편광도 및 휘도가 크게 감소될 뿐만 아니라 점착 내구성도 저하될 수 있다.
한편, 액정표시장치가 박형화되고 공정의 고속화가 진행되면서 정전기 발생량이 더욱 증가하고 있으며, 이렇게 발생된 정전기는 광학부재에 이물이 흡착되어 표면을 오염시키는 문제, 액정 배향의 뒤틀림으로 인한 얼룩문제 등을 유발시키고, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT) 회선의 파손 유발의 우려가 있어, 이에 대한 문제 해결이 더욱 시급해지고 있다.
이를 해결하기 위하여 점착제에 대전방지성을 부여하는 방법이 제안되었다. 구체적으로, 일본공개특허 제1993-140519호는 점착제 내부에 에틸렌옥사이드 변성 프탈산 디옥틸계 가소제를 첨가하여 유연성을 갖게 하여 정전기 발생을 억제하는 방법에 대하여 개시하고 있으나, 편광판 표면으로의 가소제의 전사 문제가 발생하며 초기에 발생하는 정전기를 억제하기 어렵다. 한국공개특허 제2004-0030919호는 감압점착제에 유기염을 첨가하여 표면비저항이 1013Ω/□ 이하인 점착제층을 제조하는 방법에 대하여 개시하고 있으나, 고가의 유기염을 과량 사용함으로써 밀착성 저하 및 내구성에 문제가 있다. 또한, 일본공개특허 제1994-128539호는 폴리에테르폴리올과 1종 이상의 알칼리 금속염을 배합하여 대전방지성을 부여하는 방법에 대하여 개시하고 있으나, 이 방법은 가교제가 이소시아네이트인 경우 가교도에 영향을 줄 수 있을 뿐만 아니라 점착제에 첨가한 가소제의 친수성으로 인하여 표면 이행하 여 점착물성을 저하시킬 수 있다.
따라서, 이용분야가 더욱 확대될 것으로 전망되고 있는 액정표시장치의 시인성 향상과 함께 정전기 발생 문제를 해결할 수 있는 점착제 조성물이 요망되고 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 점착제 자체의 물성을 유지하면서도 프리즘 시트에서 기인하는 모아레 현상을 억제하고 동시에 우수한 휘도 및 편광도를 부여하여 액정표시장치의 시인성을 향상시킬 뿐만 아니라 편광판 취급 공정상의 문제점의 원인이 되는 정전기 발생을 억제할 수 있는 대전방지성 광확산 점착제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 대전방지성 광확산 점착제 조성물로 이루어진 대전방지성 광확산 점착제층 및 상기 대전방지성 광확산 점착제층이 적층된 편광판을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 액정셀의 적어도 한 면에 상기 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 굴절율이 n1인 아크릴계 점착제 수지, 굴절율이 n2인 확산제, 가교제 및 하기 화학식 1로 표시되는 대전방지제를 포함하는 점착제 조성물로서, 상기 확산제는 평균직경이 5 내지 30㎛이며 상기 아크릴계 점착제 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 50 내지 100중량부로 포함되고, 상기 아크릴계 점착제 수지와 확산제의 굴절율차(|n1-n2|)가 0.01 내지 0.05인 대전방지성 광확산 점착제 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
M+[(FSO2)2N]-
[식 중, M은 알칼리 금속이다].
또한, 본 발명은 상기 대전방지성 광확산 점착제 조성물로 이루어진 대전방지성 광확산 점착제층 및 상기 대전방지성 광확산 점착제층이 적층된 편광판을 제공한다.
또한, 본 발명은 액정셀의 적어도 한 면에 상기 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 점착성, 내구 신뢰성과 같은 점착제 자체의 물성을 유지하면서도 확산제 미립자가 단일층으로 균일하게 분포되어 프리즘 시트에서 기인하 는 모아레 현상을 억제하고, 역산란에 의해 유발되는 편광도 및 휘도의 저하를 방지하여 액정표시장치의 시인성을 향상시킬 뿐만 아니라 편광판 취급 공정상의 문제점을 유발하는 원인이 되는 정전기 발생을 억제하여 향상된 대전방지성을 부여할 수 있는 대전방지성 광확산 점착제 조성물과, 이를 이용한 편광판 및 액정표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명은 점착제 자체의 물성을 유지하면서도 모아레 현상을 억제하고 편광도 및 휘도의 저하를 방지하여 액정표시장치의 시인성을 향상시킬 뿐만 아니라 향상된 대전방지성을 부여할 수 있도록 개선된 대전방지성 광확산 점착제 조성물, 이를 이용한 편광판 및 액정표시장치에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 대전방지성 광확산 점착제 조성물은 아크릴계 점착제 수지, 확산제, 가교제 및 화학식 1로 표시되는 대전방지제를 포함한다.
[화학식 1]
M+[(FSO2)2N]-
[식 중, M은 알칼리 금속이다].
아크릴계 점착제 수지는 아크릴계 공중합체로서 알킬기의 탄소수가 1 내지 14인 (메타)아크릴레이트 단량체와 하기 가교제와 가교 가능한 관능기를 가지는 단량체의 공중합체를 사용할 수 있다. 이때, ‘(메타)아크릴레이트’는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 모두를 의미한다.
탄소수가 1 내지 14인 (메타)아크릴레이트 단량체의 구체적인 예로는, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, s-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, n-노닐(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, n-데실(메타)아크릴레이트, 이소데실(메타)아크릴레이트, n-도데실(메타)아크릴레이트, n-트리데실(메타)아크릴레이트, n-테트라데실(메타)아크릴레이트, 펜타플루오로옥틸아크릴레이트, 6-(1-나프틸옥시)-1-헥실아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 탄소수 1 내지 14의 (메타)아크릴레이트 단량체는 아크릴계 공중합체의 제조에 사용되는 총 단량체 함량(100중량%)에 대하여 50 내지 99중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
가교제와 가교 가능한 관능기를 가지는 단량체는 가교제와 반응하여 높은 온도 또는 습도 조건 하에서 점착제의 응집력 파괴가 일어나지 않도록 화학결합에 의한 응집력 또는 점착강도를 부여하는 작용을 하는 것으로서, 예를 들면 술폰산기 함유 단량체, 인산기 함유 단량체, 시아노기 함유 단량체, 비닐에스테르류, 방향족 비닐 화합물, 카르복시기 함유 단량체, 산무수물기 함유 단량체, 히드록시기 함유 단량체, 아미드기 함유 단량체, 아미노기 함유 단량체, 이미드기 함유 단량체, 에폭시기 함유 단량체 및 에테르기 함유 단량체 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 술폰산기 함유 단량체로는 스티렌술폰산, 알릴술폰산, 2-(메타)아크릴아미도-2-메틸프로페인술폰산, (메타)아크릴아미도프로페인술폰산, 술포프로필(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산, 비닐술폰산나트륨 등을 들 수 있다.
상기 인산기 함유 단량체로는 2-히드록시에틸아크릴로일포스페이트를 들 수 있다.
상기 시아노기 함유 단량체로는 (메타)아크릴로니트릴을 들 수 있다.
상기 비닐에스테르류로는 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 라우르산비닐 등을 들 수 있다.
상기 방향족 비닐 화합물로는 스티렌, 클로로스티렌, 클로로메틸스티렌, α-메틸스티렌, 기타 치환된 스티렌 등을 들 수 있다.
상기 카르복시기 함유 단량체로는 (메타)아크릴산, 카르복시에틸(메타)아크릴레이트, 카르복시펜틸(메타)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이소크로톤산 등을 들 수 있다.
상기 산무수물 함유 단량체로는 무수 말레산, 무수 이타콘산 및 이들의 산무수물체 등을 들 수 있다.
상기 히드록시기 함유 단량체로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴레이트, 10-히드록시데실(메타)아크릴레이트, 12-히드록시라우릴(메타)아크릴레이트, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸아크릴레이트, N-메틸올(메타)아크릴아미드, 비닐알콜, 알릴알콜, 2-히드록시에틸비닐에테르, 4-히드록시부틸비닐에테르, 디에틸렌글리콜모노비닐에테르 등을 들 수 있다.
상기 아미드기 함유 단량체로는 (메타)아크릴아미드, 디에틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, N,N-디메틸(메타)아크릴아미드, N,N-디에틸(메타)아크릴아미드, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드, N,N-디메틸아미노프로필(메타)아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드 등을 들 수 있다.
상기 아미노기 함유 단량체로는 아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노프로필(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로일모르포린 등을 들 수 있다.
상기 이미드기 함유 단량체로는 시클로헥실말레이미드, 이소프로필말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, 이타콘이미드 등을 들 수 있다.
상기 에폭시기 함유 단량체로는 글리시딜(메타)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르 등을 들 수 있다.
상기 에테르기 함유 단량체로는 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴 레이트 및 아크릴로일모르포린 등을 들 수 있다.
상기 가교 가능한 관능기를 가지는 단량체는 아크릴계 공중합체의 제조에 사용되는 총 단량체 함량(100중량%)에 대하여 1 내지 50중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 아크릴계 공중합체는 용액중합법, 광중합법, 괴상중합법, 현탁중합법 및 유화중합법 등의 통상의 방법으로 제조할 수 있으며, 바람직하게는 용액중합법으로 제조하는 것이다.
상기 아크릴계 공중합체는 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)법에 의해 측정된 중량평균분자량(폴리스티렌 환산)이 통상 50,000 내지 2,000,000이며, 바람직하게는 100,000 내지 1,800,000이고, 보다 바람직하게는 500,000 내지 1,500,000이다.
확산제는 아크릴계 점착제 수지 중에 혼합 및 분산되어 균일하고 높은 광확산성을 부여하기 위한 미립자로서, 무기입자 또는 유기입자를 사용할 수 있다.
무기입자로는 실리카, 탄산칼륨, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 이산화티탄 등의 입자를 들 수 있다. 또한, 유기입자로는 폴리메틸메타크릴레이트 수지 등의 아크릴계 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌-아크릴 공중합체 수지, 폴리에틸렌 수지, 에폭시 수지 등의 입자를 들 수 있다. 이들 중에서 아크릴계 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌-아크릴 공중합체 수지와 같은 유기입자가 아크릴계 점착제 수지에 대한 분산성이 우수하다는 점에서 바람직하며, 보다 바람직하게는 폴리메틸메타크릴 레이트 수지이다.
상기 확산제는 미립자의 평균직경이 5 내지 30㎛인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 7 내지 15㎛인 것이다. 또한, 확산제로서 미립자를 포함하는 조성물로 이루어진 고탄성의 대전방지성 광확산 점착제층의 균일성의 관점에서 살펴보면, 일반적으로 미립자의 평균직경은 균일한 것이 바람직하다. 그 평균직경이 5㎛ 미만이면서 점착제층의 두께가 10㎛ 이상으로 조절되는 경우 점착제층 내부에 미립자가 2층 이상으로 불균일하게 분포되고, 이로 인하여 발생된 역산란 등에 의해 편광도 및 휘도가 저하된다. 또한, 그 평균직경이 30㎛를 초과하는 경우에는 미립자의 크기가 점착제층의 두께 공정마진을 저하시킬 우려가 있다.
상기와 같은 확산제는 분말 형태이므로 점도가 높은 아크릴계 점착제 수지에 직접 첨가하는 경우 분산 안정성이 저하되어 확산제 미립자가 점착제 수지 내에 균일하게 분포되지 않는다. 따라서, 확산제를 용매에 완전히 분산시킨 후 점착제에 첨가하는 것이 바람직하다. 확산제를 분산시키기 위한 용매로는 그 종류가 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 아크릴계 점착제 수지의 제조시 사용된 용매와 동일한 용매를 사용할 수 있으며, 유기입자에 대한 분산성 및 내용제성이 우수한 아세테이트계, 벤젠계 또는 케톤계 용매로서 에틸아세테이트, 톨루엔, 크실렌 또는 메틸에틸케톤 등을 사용할 수도 있다.
상기 확산제는 아크릴계 점착제 수지(고형분 함량 기준) 100 중량부에 대하여 50 내지 100중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 55 내지 75중량부로 포함되는 것이다. 본 발명에서 아크릴계 점착제 수지와 확산제의 굴절율 차(|n1-n2|)가 0.01 내지 0.05라는 점을 고려하면, 확산제의 함량이 50중량부 미만인 경우에는 헤이즈 값이 작아져 모아레 현상이 강해지며, 100중량부를 초과하는 경우에는 편광도 및 휘도가 낮아지고 점착 내구성이 저하된다.
본 발명에 있어서, 상기 아크릴계 점착제 수지의 굴절율(n1)과 확산제의 굴절율(n2)의 차이(|n1-n2|)가 0.01 내지 0.05인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.04인 것이다. 굴절율 차이가 0.01 미만인 경우에는 아크릴계 점착제 수지에 대하여 확산제를 다량으로 첨가하여야 하므로 점착 내구성이 저하되고, 0.05를 초과하는 경우에는 확산제를 소량 첨가할 수 있으나 편광도 특성이 저하된다.
가교제는 아크릴계 점착제 수지를 적절히 가교함으로써 점착제 조성물의 응집력을 강화하기 위하여 사용되는 것으로서, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 멜라민계 수지, 아지리딘계 화합물 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 이소시아네이트 화합물 또는 에폭시 화합물을 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 이소시아네이트 화합물로는 톨릴렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄디이소시아네트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네트, 이소포론디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다.
상기 에폭시 화합물로는 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜디아민, 글리세린디글리시딜에테르, 1,3-비스(N,N-디글리시딜아미노메틸)시클로헥세인 등을 들 수 있다.
상기 멜라민계 수지로는 헥사메틸올멜라민을 들 수 있다.
상기 아지리딘계 화합물로는 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사이드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사이드), 트리에틸렌멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘), 트리-1-아지리디닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있다.
상기 가교제는 아크릴계 점착제 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.01 내지 15중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.01중량부 미만인 경우에는 점착제의 점착력 또는 응집력이 좋지 못하며, 15중량부를 초과하는 경우에는 상용성이 감소되어 표면이행이 일어날 수 있으며 가교반응이 너무 진행되어 점착력이 저하된다.
또한, 상기 가교제로는 자외선경화형 다관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체를 사용할 수도 있다. 구체적인 예로는, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 인산디(메타)아크릴레이트, 디(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 알릴화 시클로헥실디(메타)아크릴레 이트, 디메틸올디시클로펜탄디아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 헥사히드로프탈산디아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸올프로판디아크릴레이트 및 아다만탄디아크릴레이트 등의 2관능성 단량체; 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트 및 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트 등의 3관능성 단량체; 디글리세린테트라(메타)아크릴레이트 및 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트 등의 4관능성 단량체; 프로피온산 변성 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트 등의 5관능성 단량체; 및 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등의 6관능성 단량체 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 자외선 경화형 다관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체는 아크릴계 점착제 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.1 내지 30중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 자외선 경화형 다관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체는 자외선을 조사함으로써 라디칼 또는 양이온을 생성하는 광중합개시제와 함께 사용할 수 있다.
상기 광중합개시제의 구체적인 예로는, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인-n-부틸에테르, 벤조인이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아미노아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡 시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티옥산톤, 2-에틸티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논디메틸케탈, p-디메틸아미노벤조산에스테르 또는 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 광중합개시제는 아크릴계 점착제 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 통상 0.1 내지 20중량부, 바람직하게는 0.2 내지 10중량부로 포함될 수 있다.
대전방지제는 알칼리 금속 양이온과 비스(플루오로술포닐)이미드 음이온으로 이루어지는 화학식 1로 표시되는 금속염인 것이 바람직하다.
[화학식 1]
M+[(FSO2)2N]-
[식 중, M은 알칼리 금속이다].
상기 알칼리 금속은 리튬, 나트륨, 칼륨 및 세슘으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종일 수 있으며, 바람직하게는 리튬, 나트륨 또는 칼륨이다.
상기 대전방지제는 음이온의 불소원자들의 전기음성도가 높아 알칼리 금속 양이온에 대한 낮은 배위결합성과 높은 소수성을 가지게 되어 아크릴계 점착제 수지와 상용성이 우수하고 표면이행성이 없으며, 점착 내구성과 함께 대전방지성의 물성을 부여한다. 또한, 과불소화 알킬술포닐이미드들과 비교하여 음이온 반경이 작아 점착제 내에서의 이동이 자유롭기 때문에 보다 우수한 대전방지성을 나타낸다.
상기 대전방지제의 함량은 특별히 제한되지는 않으며, 아크릴계 점착제 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.01 내지 8중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5중량부, 가장 바람직하게는 0.3 내지 3중량부로 포함되는 것이다. 그 함량이 0.01중량부 미만인 경우에는 대전방지성 부여 효과가 미미하며, 8중량부를 초과하는 경우에는 점착제의 응집성이 좋지 못하여 내구 신뢰성이 저하될 수도 있다.
상기와 같은 성분을 포함하는 대전방지성 광확산 점착제 조성물은 액정셀 또는 기재와 점합시 밀착성을 보다 양호하게 하기 위하여 필요에 따라 실란커플링제를 더 포함할 수 있다.
상기 실란커플링제의 구체적인 예로는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 또는 3-클로로프로필트리 메톡시실란 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 실란커플링제는 아크릴계 점착제 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.005 내지 5중량부로 포함될 수 있다.
또한, 대전방지성 광확산 점착제 조성물은 용도에 따라 요구되는 점착력, 응집력, 점성, 탄성률, 유리전이온도 등을 조절하기 위하여, 점착성 부여 수지, 산화방지제, 부식방지제, 레벨링제, 표면윤활제, 염료, 안료, 소포제, 충전제 또는 광안정제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 대전방지성 광확산 점착제 조성물로 이루어진 점착제층을 제공하며, 본 발명의 편광판은 상기 점착제층이 적층된 것을 특징으로 한다.
편광판은 편광자(또는 ‘편광필름’이라고 함)를 포함하며, 상기 편광자의 한 면에는 편광자를 보호하기 위한 편광자 보호필름, 액정셀과 점합하게 되는 점착제층 및 이형필름이 순서대로 적층되어 있고, 상기 편광자의 다른 한 면에는 편광자 보호필름이 구비되는 다층 구조를 갖는다.
편광자는 입사하는 자연광을 원하는 단일 편광상태(선편광 상태)로 바꿔주는 필름으로서, 폴리비닐알콜계 수지로 된 필름에 2색성 색소가 흡착 배향된 것을 사용할 수 있다. 상기 편광자를 구성하는 폴리비닐알콜계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐과, 아세트산 비닐과 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 사용할 수 있다. 이때, 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는 불포화 카르복시산류, 불포화 술폰산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다. 상기 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 통상적인 두께로 제조할 수 있다.
편광자 보호필름은 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등이 우수한 것이 바람직하며, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 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; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀계 필름, 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리이미드계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 술폰계 필름 등을 사용할 수 있으며, 이들의 두께 또한 특별히 제한되지 않는다.
이형필름은 점착제층을 보호하기 위한 필름으로서, 당업계에서 통상적으로 사용되는 필름이라면 그 종류가 특별히 제한되지 않는다. 구체적인 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-1-부텐 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-비닐알콜 공중합체 등의 폴리올레핀계 필름; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 필름; 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 나일론6, 부분 방향족 폴리아미드 등의 폴리아미드계 필름; 폴리염화비닐 필름; 폴리염화비닐리덴 필름; 또는 폴리카보네이트 필름 등을 들 수 있다. 이들은 실리콘계, 불소계, 실리카 분말 등에 의해 적절히 이형처리하여 사용할 수도 있다.
점착제층은 상기 대전방지성 광확산 점착제 조성물로 이루어져 모아레 현상이 억제되고 우수한 휘도 및 편광도와 함께 대전방지성이 부여된 점착제층이다.
상기 대전방지성 광확산 점착제층은 헤이즈(haze) 값이 30 내지 70%이면서 투과선명도가 20 내지 120인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 헤이즈 값이 30 내지 60%이면서 투과선명도가 30 내지 100인 것이다. 헤이즈 값이 30% 미만이면서 투과선명도가 120을 초과하는 경우에는 광확산이 저하되어 모아레 현상이 강해지게 되며, 헤이즈 값이 70%을 초과하면서 투과선명도가 20 미만인 경우에는 역산란의 문제로 인하여 편광도가 저하된다.
상기 대전방지성 광확산 점착제층은 하기 수학식 1로 정의되는 편광도가 99.94% 이상인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 99.95% 이상인 것이다. 편광도가 상기 범위인 경우에는 선명한 화상을 구현할 수 있어 액정표시장치의 시인성을 향상시킬 수 있다.
편광도(P) = [(T1 - T2) / (T1 + T2)]1/2
(식 중, T1은 한쌍의 편광판을 흡수축이 평행한 상태로 배치하였을 때 얻어지는 평행 투과율이고, T2는 한쌍의 편광판을 흡수축이 직교하는 상태로 배치하였을 때 얻어지는 직교 투과율이다.)
상기 대전방지성 광확산 점착제층의 휘도 저하율은, 확산제를 포함하지 않는 점착제층과 비교하여 20% 미만인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 15% 미만인 것이다. 휘도 저하율이 20% 이상인 경우에는 백라이트 유닛에서 발생하는 빛의 강도가 증가되어야 하며, 이로 인하여 전력 소모량의 증가 및 발열의 문제가 있다. 특히, 노트북 컴퓨터의 경우에는 소비 전력의 증가로 인하여 배터리 사용 시간이 단축되는 문제가 발생한다.
상기 대전방지성 광확산 점착제층의 두께는 확산제의 평균직경의 1배 이상 내지 2배 미만인 것이 바람직하다. 일반적으로 점착제층의 두께는 그 점착력에 따라 조절될 수 있으며, 통상 5 내지 70㎛이다. 그러나, 본 발명에서는 확산제가 서로 겹쳐지는 것을 억제하여 확산제가 다층이 아닌 단일층으로 균일하고 촘촘하게 분포되도록 하기 위하여 점착제층의 두께를 확산제의 평균직경에 따라 상기 범위로 조절하는 것이 바람직하며, 예를 들어 점착제층의 두께가 5 내지 59㎛인 것이 보다 바람직하고, 가장 바람직하게는 14 내지 29㎛인 것이다. 점착제층의 두께가 확산제의 평균직경의 1배 미만인 경우에는 확산제가 점착제층의 표면으로 돌출되기 때문에 점착 내구성이 저하될 수 있으며, 점착제층의 두께가 확산제의 평균직경의 2배 이상인 경우에는 확산제가 2층 이상의 다층으로 적층되기 때문에 빛의 역산란이 발생하고 편광도 및 휘도가 저하된다.
또한, 상기 대전방지성 광확산 점착제층은 입자투영 면적비가 0.5 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.7 내지 0.9인 것이다. 본 발명에 있어서, ‘입자투영 면적비’란 점착제층의 단위면적(평면) 내에 확산제 미립자가 단일층으로 균일하고 촘촘하게 분포된 정도와 빛이 투영되는 면적을 의미하며, 하기 수학식 2 로 정의된다. 입자투영 면적비가 0.5 미만인 경우에는 투과선명도가 증가하여 모아레 현상이 발생한다.
입자투영 면적비 = (확산제 입자의 총 면적 - 중첩된 확산제 입자의 총 면적) / 점착제층의 총 면적
상기와 같은 대전방지성 광확산 점착제층을 편광판에 적층하는 방법으로는 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 편광자 보호필름 상에 점착제 조성물을 유동 주조법, 및 바코터(bar coater), 에어 나이프(air knife), 그라비아(gravure), 리버스 롤(reverse roll), 키스 롤(kiss roll), 스프레이(spray) 또는 블레이드(blade) 방법 등의 도포방법을 이용하여 적당한 전개방식으로 직접 도포하여 건조한 후 편광판과 적층함으로써 제조할 수 있다. 또한, 실리콘 코팅된 이형필름 상에 상기와 동일한 도포방법으로 점착제층을 형성하여 점착제 시트를 제조하고, 이를 롤압착 장치를 이용하여 박리력이 다른 실리콘 코팅된 이형필름을 적층하여 점착제전사테이프를 제조한 후 편광판에 점착함으로써 제조할 수 있다. 이때, 가교제로 자외선경화형 화합물 및 광중합개시제가 사용되는 경우에는 편광판을 적층한 후에 이형필름 쪽에서 자외선을 조사하거나, 또는 롤압착 장치를 이용하여 박리력이 다른 실리콘 코팅된 이형필름을 적층한 후에 자외선을 조사하여 제조할 수 있다.
도 3에 본 발명의 편광판을 도시한 단면도를 나타내었다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 편광판(30)은 편광자(32)의 양면에 편광자 보호필름(31, 33)이 적층되어 있으며, 액정셀과 점합하는 부분의 편광자 보호필름(31) 상에 대전방지성 광확산 점착제층(34)이 적층되어 있는 구조를 갖는다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 편광판을 도시한 것이며, 편광자의 어느 한 면에만 편광자 보호필름이 적층된 편광판에도 적용 가능함은 당연한 것이다.
상기와 같은 편광판은 통상의 액정표시장치에 모두 적용가능하며, 액정셀의 상판 및 하판 편광판으로 사용할 수 있다. 특히, 투과형 액정표시장치의 하판 편광판으로서 보다 바람직하게 적용된다. 액정표시장치의 상판에 광확산 기능을 가지는 점착제층을 적용하면 프리즘 시트에서 기인된 왜곡된 광(모아레 현상)이 액정셀을 통과하기 때문에 선명한 화상을 구연하기 어렵다. 따라서, 왜곡된 광을 액정셀에 전달하기 전에 하판의 대전방지성 광확산 점착제층을 통하여 광의 왜곡을 해결한 후 액정셀에 전달하는 것이 바람직하다.
본 발명의 액정표시장치는 액정셀의 적어도 한 면에 상기 대전방지성 광확산 점착제층이 적층된 편광판이 구비된 것을 특징으로 한다.
도 4에 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도를 나타내었다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치(100)는 액정셀(50)과, 액정셀(50)의 시인측의 상판 편광판(40)과 백라이트 유닛 측에 대전방지성 광확산 점착제층이 적층된 하판 편광판(30)이 적층된 액정패널과, 직하형 백라이트 유닛(20)을 포함한다.
본 발명에 있어서 액정표시장치는 본 발명의 기술분야에서 당업자에게 잘 알 려져 있는 것이므로 각 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
이하의 합성예, 실시예 및 비교예에서 함량을 나타내는 ‘%’및 ‘부’는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
합성예 1. 아크릴계 공중합체A 제조
4-넥 재킷(neck jacket) 반응기(1L)에 교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하로트 및 질소 가스 도입관을 장치하고, 반응장치에 질소가스를 투입하여 치환시킨 후 에틸아세테이트 120부, n-부틸아크릴레이트(n-BA) 90부, 6-(1-나프틸옥시)-1-헥실아크릴레이트(1-NOHA) 8부, 아크릴산(AA) 0.5부, 2-히드록시에틸아크릴레이트(2-HEA) 1.4부를 투입하고, 반응기의 외부온도를 50℃로 승온하였다. 이어서, 반응기에 에틸아세테이트 10부에 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.1부를 완전히 용해한 용액을 적하하였다. 재킷 외부 온도를 50℃로 유지하면서 추가적으로 5시간 동안 반응시킨 후, 반응이 종료되면 에틸아세테이트로 희석하여 고형분 함량이 20%인 아크릴계 공중합체A 용액을 수득하였다. 제조된 공중합체의 GPC에 의한 중량평균분자량은 1,500,000이며, 굴절율은 1.45였다.
합성예 2. 아크릴계 공중합체B 제조
단량체로 n-부틸아크릴레이트(n-BA) 98.1부, 아크릴산(AA) 0.5부, 2- 히드록시에틸아크릴레이트(2-HEA) 1.4부를 사용한 것을 제외하고는 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 제조된 아크릴계 공중합체B는 고형분 함량이 20%이고, GPC법에 의한 중량평균분자량(폴리스티렌　환산)이 약 1,500,000이며, 굴절율은 1.42였다.
실시예 1
아크릴계 공중합체 수지A(고형분 함량 기준) 100부, 가교제인 트리메틸올프로판-변성 톨릴렌디이소시아네이트(Coronate L, Nippon Polyurethane Industry사 제조) 0.8부, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(KBM-403) 0.15부, 확산제로 폴리메틸메타크릴레이트 미립자(평균직경:10㎛, 구형, 굴절율:1.49) 60부, 대전방지제인 KN(FSO2)2 0.1부를 에틸아세테이트 용매에 분산시킨 용액을 투입하고, 에틸아세테이트를 이용하여 적절한 농도로 희석하여 점착제 조성물을 제조하였다.
제조된 점착제 조성물을 어플리케이터를 이용하여 이형제가 코팅된 PET 필름(41㎝ × 34㎝) 위에 건조 후 점착제의 두께가 18㎛가 되도록 도포하고, 100℃ 오븐의 강제순환식 열풍건조기에서 3분간 건조하여 다수매의 광확산 점착시트를 제조하였다. 이들 중에서 일부 시트는 점착제층 상에 다른 이형필름을 라미네이션하여 적층하여 NCF(non-carrier film) 형태로 제조하고 입자투영 면적비, 헤이즈, 투 과선명도, 모아레 현상, 내구성 및 표면비저항 등의 물성 측정을 위하여 항온항습기(60%, 25℃)에 보관하였고, 나머지 시트는 통상의 편광판에 점착하여 편광도 및 휘도와 같은 광학특성을 평가하였다.
실시예 2
대전방지제인 KN(FSO2)2 1부를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 3
대전방지제인 KN(FSO2)2 7부를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 4
아크릴계 공중합체 수지B(고형분 함량 기준) 100부, 확산제로 폴리메틸메타크릴레이트 미립자(평균직경:10㎛, 진구형, 굴절율:1.44) 70부를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 5
확산제로 폴리메틸메타크릴레이트 미립자(평균직경:15㎛, 진구형, 굴절율:1.49) 60부를 첨가하고, 건조 후 점착제의 두께가 25㎛가 되도록 한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 1
확산제 미립자 및 대전방지제를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 2
아크릴계 공중합체 수지B(고형분 함량 기준) 100부, 대전방지제인 KN(FSO2)2 0.005부를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 3
아크릴계 공중합체 수지B(고형분 함량 기준) 100부, 대전방지제인 KN(FSO2)2 9부를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 4
확산제 미립자 30부를 첨가하고, 건조 후 점착제의 두께가 18㎛가 되도록 한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 5
확산제 미립자 40부를 첨가하고, 건조 후 점착제의 두께가 30㎛가 되도록 한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 6
대전방지제로 LiClO4 1부를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예 7
대전방지제로 IL-P14-2(4-methyl-1-hexylpyridinium hexafluorophosphate) 1부를 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다.
구분 공중합체 확산제 가교제 실란 커플링제 대전방지제
종류 함량 COR-L KBM403 KN(FSO2)2 LiClO4 IL-P14-2
실시예1 A 100 60 0.8 0.15 0.1 - -
실시예2 A 100 60 0.8 0.15 1 - -
실시예3 A 100 60 0.8 0.15 7 - -
실시예4 B 100 70 0.8 0.15 1 - -
실시예5 A 100 60 0.8 0.15 1 - -
비교예1 A 100 - 0.8 0.15 - - -
비교예2 B 100 60 0.8 0.15 0.005 - -
비교예3 B 100 60 0.8 0.15 9 - -
비교예4 A 100 30 0.8 0.15 1 - -
비교예5 A 100 40 0.8 0.15 1 - -
비교예6 A 100 60 0.8 0.15 - 1 -
비교예7 A 100 60 0.8 0.15 - - 1
구분 공중합체 굴절율 (n1) 확산제 굴절율 (n2) 굴절율차 |(n1-n2)| 확산제 직경 (㎛) 점착제 두께 (㎛) 점착제 두께/ 확산제평균직경
실시예1 1.45 1.49 0.04 10 18 1.8
실시예2 1.45 1.49 0.04 10 18 1.8
실시예3 1.45 1.49 0.04 10 18 1.8
실시예4 1.42 1.44 0.02 10 18 1.8
실시예5 1.45 1.49 0.04 15 25 1.7
비교예1 1.45 - - - 18 -
비교예2 1.42 1.49 0.07 10 18 1.8
비교예3 1.42 1.49 0.07 10 18 1.8
비교예4 1.45 1.49 0.04 10 18 1.8
비교예5 1.45 1.49 0.04 10 30 3
비교예6 1.45 1.49 0.04 10 18 1.8
비교예7 1.45 1.49 0.04 10 18 1.8
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 점착시트 및 편광판의 물성을 하기의 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
(1) 입자투영 면적비
제조된 NCF(non-carrier film) 형태의 시트를 4㎝ × 4㎝ 크기로 절단하고 광학현미경(×1000)으로 측정한 후 사진을 촬영하고 인쇄하였다. 인쇄된 사진을 15㎝ × 15㎝(면적:225㎠) 크기로 자른 후 인쇄된 사진 속의 미립자의 수와 미립자의 면적의 합을 계산하고, 미립자들 중에서 중첩된 미립자들의 면적을 계산하였다. 이어서, 하기 수학식 2를 이용하여 입자투영 면적비를 계산하였다. 입자투영 면적비 값이 클수록 확산제 미립자가 균일하게 분포된 것을 나타내며, 이때 인쇄된 사진의 크기를 다르게 하여 측정할 수도 있다.
[수학식 2]
입자투영 면적비 = (확산제 입자의 총 면적 - 중첩된 확산제 입자의 총 면적) / 점착제층의 총 면적
(2) 헤이즈(haze, %)
제조된 NCF(non-carrier film) 형태의 시트를 4㎝ × 4㎝ 크기로 절단한 후 헤이즈미터기(HZ-1, Suga Test Instrument Co., Ltd. 제조)를 이용하여 JIS K 7361-1 규정에 의거하여 측정하고, 하기 수학식 3으로 계산하였다.
헤이즈(haze, %) = 확산광 / 전광선투과광 × 100
(3) 투과선명도
제조된 NCF(non-carrier film) 형태의 시트를 4㎝ × 4㎝ 크기로 절단한 후 투과선명도 측정기(ICM-1T, Suga Test Instrument Co., Ltd. 제조)를 이용하여 측 정하였다. 이때, 투과선명도는 광학 콤으로서 암부와 명부의 폭 비가 1:1로 그 폭이 각각 0.125㎜, 0.5㎜, 1.0㎜, 2.0㎜인 4종류의 광학 콤을 사용하여 측정할 수 있으며, JIS K 7105 규정에 의한 투과법에 의해 빛의 입사방향은 수직 방향으로 4종류의 광학 콤을 사용하여 각각의 상 선명도를 측정하고, 이들의 합계를 투과선명도의 합계로 하였다.
(4) 모아레 현상
제조된 NCF(non-carrier film) 형태의 시트를 반사판, 광원, 확산판 및 프리즘 시트가 순서대로 적층되어 있는 백라이트 유닛의 프리즘 시트 상에 적층한 후, 프리즘 시트로부터 기인한 모아레 현상의 발생 강도를 육안으로 판단하고, 하기 기준에 의거하여 평가하였다.
◎ - 모아레 현상이 전혀 발생하지 않음
○ - 모아레 현상이 거의 발생하지 않음
△ - 모아레 현상이 부분적으로 발생함
× - 모아레 현상이 많이 발생함
(5) 편광도(%)
제조된 광확산 점착제 시트가 적층된 편광판을 4㎝ × 4㎝ 크기로 자른 후 자외가시광선 분광계(VAP-7070, JASCO사 제조)를 이용하여 측정하였다. 이때, 편광도는 상기에서 기재된 수학식 2로 정의된다.
(6) 휘도 저하율(%)
광확산 점착제층이 적층된 편광판(하판)을 도 1에 도시한 바와 같은 에지형 백라이트 유닛에 접합한 후 휘도계(CA-210, KONIKA MINOLTA제조)를 이용하여 측정하였다. 이때, 확산제가 사용되지 않은 비교예 1의 편광판의 휘도 값을 기준으로 하여 휘도 저하율을 나타내었다.
(7) 내구 신뢰성
제조된 NCF(non-carrier film) 형태의 시트를 300㎜ × 220㎜로 절단한 후 삼성코닝정밀유리사의 이글XG 유리(380 ㎜ × 300 ㎜ × 0.7 ㎜)에 점합하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편을 오토클레이브에서 5기압, 50℃의 조건으로 20분 동안 처리한 후 60℃, 상대습도 90%의 오븐에서 500시간 동안 방치하였다. 방치된 시편의 외관상의 들뜸 및 벗겨짐 등의 박리현상과, 기포의 발생 여부를 육안으로 확인하고, 하기의 기준에 의거하여 평가하였다.
○ : 박리현상과 기포의 발생이 없음(양호)
× : 박리현상과 기포의 발생이 많이 있음(불량)
(8) 표면비저항(Ω/□)
- 측정기 : 표면저항 측정기(MCP-HT450/MITSUBISHI CHEMICAL)
Probe(URS, UR100), Probe Checker(URS용, UR 100용)
- 측정법 : 제조된 NCF(non-carrier film) 형태의 시트의 이형필름을 박리한 후 표면의 3지점을 각각 10회씩 측정하고, 그 평균값으로 나타내었다.
구분 입자투영 면적비 헤이즈 (%) 투과 선명도 모아레 판정 편광도 휘도 저하율 (%) 내구성 표면비저항 (Ω/□)
실시예1 0.7 55 75/400 ○ 99.97 10 ○ 2.60E+11
실시예2 0.7 55 75/400 ○ 99.97 10 ○ 7.90E+10
실시예3 0.7 55 75/400 ○ 99.97 10 ○ 3.80E+09
실시예4 0.8 58 68/400 ○ 99.97 15 ○ 8.20E+10
실시예5 0.7 60 63/400 ○ 99.96 18 ○ 8.50E+10
비교예1 - 0 379/400 × 99.97 0 ○ over
비교예2 0.8 75 35/400 ○ 99.94 35 ○ 6.50E+12
비교예3 0.8 75 35/400 ○ 99.94 35 × 1.80E+09
비교예4 0.4 30 185/400 △ 99.97 10 ○ 7.90E+10
비교예5 0.35 55 125/400 △ 99.96 25 ○ 5.10E+10
비교예6 0.7 55 75/400 ○ 99.97 10 △ 3.80E+11
비교예7 0.7 55 75/400 ○ 99.97 10 ○ 3.50E+11
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 대전방지성 광확산 점착시트 및 편광판은 내구 신뢰성을 유지하면서 모아레 현상을 억제하고 편광도와 휘도가 양호할 뿐만 아니라 대전방지성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 보다 상세하게, 실시예에서는 아크릴계 점착제 수지와 확산제의 굴절율차와 확산제 미립자의 평균직경에 따른 점착제층의 두께를 조절함으로써 도 5에 나타낸 바와 같이 확산제 미립자가 2층 이상 적층되지 않고 미립자가 차지하는 면적 비율이 증가되어 입자투영 면적비가 0.7 내지 0.8로 크게 증가되었다. 이를 통하여 적절한 헤이즈 및 투과선명도 값을 얻게 되어 모아레 현상을 개선하고 편광도 및 휘도의 저하를 방지할 수 있었으며, 화학식 1로 표시되는 대전방지제를 포함함으로써 내구 신뢰성의 저하됨이 없이도 대전방지성이 우수하였다.
반면, 확산제와 대전방지제를 포함하지 않는 비교예 1은 모아레 현상이 강하게 발생하고 대전방지성이 좋지 못하였다. 굴절율차(|n1-n2|)가 본 발명의 범위에 포함되지 않고 대전방지제를 미량 또는 과량으로 포함하는 비교예 2 및 3은 모아레 현상은 개선되었으나 헤이즈 값이 높게 나타나고 편광도 및 휘도가 저하되었으며, 특히 대전방지제를 미량으로 포함한 비교예 2는 대전방지성이 좋지 못하였고, 대전방지제를 과량으로 포함한 비교예 3은 내구성이 크게 저하되었다. 비교예 4 및 5는 확산제의 함량을 각각 다르게 사용하고 점착제의 두께를 조절한 것으로서, 비교예 4는 확산제의 함량이 적어 헤이즈는 낮고 투과선명도는 높아져 모아레 개선이 미약하였으며, 비교예 5는 도 6에 나타낸 바와 같이 확산제 미립자가 촘촘하지 않고 불균일하게 분포됨으로 인해 입자투영 면적비가 작아지고 투과선명도, 편광도가 좋지 못하여 휘도가 저하되었다. 또한, 본 발명의 범위에 해당하지 않는 대전방지제를 사용한 비교예 6 및 7은 실시예 2와 비교하여 대전방지성이 좋지 못하였다.
도 1은 에지형 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.
도 2는 직하형 백라이트 유닛을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 대전방지성 광확산 점착제층이 적층된 편광판을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 광확산 점착시트의 광학현미경(×1500) 사진이다.
도 6은 본 발명의 비교예 5에 따른 광확산 점착시트의 광학현미경(×1500) 사진이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 에지형 백라이트 유닛 20 : 직하형 백라이트 유닛
11, 21 : 광원 12, 22 : 반사판
13 : 도광판 14, 24 : 확산 시트
15, 25 : 프리즘 시트 16, 26 : 보호 시트
23 : 하부 섀시 27 : 확산판
30 : 편광판(하판) 40 : 편광판(상판)
31, 33, 41, 43 : 편광자 보호필름
32, 42 : 편광자 34 : 대전방지성 광확산 점착제층
44 : 점착제층 50 : 액정셀
100 : 액정표시장치

Claims (11)

  1. 굴절율이 n1인 아크릴계 점착제 수지, 굴절율이 n2인 확산제, 가교제 및 하기 화학식 1로 표시되는 대전방지제를 포함하는 점착제 조성물로서,
    상기 확산제는 평균직경이 5 내지 30㎛이며 상기 아크릴계 점착제 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 50 내지 100중량부로 포함되고, 상기 아크릴계 점착제 수지와 확산제의 굴절율차(|n1-n2|)가 0.01 내지 0.05인 대전방지성 광확산 점착제 조성물:
    [화학식 1]
    M+[(FSO2)2N]-
    [식 중, M은 알칼리 금속이다].
  2. 제1항에 있어서, 상기 알칼리 금속은 리튬, 나트륨, 칼륨 및 세슘으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종인 대전방지성 광확산 점착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 대전방지제는 아크릴계 점착제 수지(고형분 함량 기준) 100중량부에 대하여 0.1 내지 8중량부로 포함되는 대전방지성 광확산 점착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 대전방지성 광확산 점착제 조성물로 이루어진 점착제층의 헤이즈 값은 30 내지 70%이면서 투과선명도는 20 내지 120인 대전방지성 광확산 점착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 대전방지성 광확산 점착제 조성물로 이루어진 점착제층의 편광도는 99.94% 이상인 대전방지성 광확산 점착제 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 대전방지성 광확산 점착제 조성물로 이루어진 대전방지성 광확산 점착제층.
  7. 제6항에 있어서, 상기 점착제층의 두께는 확산제의 평균직경의 1배 이상이고 2배 미만인 대전방지성 광확산 점착제층.
  8. 제6항에 있어서, 하기 수학식 2로 정의되는 입자투영 면적비가 0.5 이상인 대전방지성 광확산 점착제층:
    [수학식 2]
    입자투영 면적비 = (확산제 입자의 총 면적 - 중첩된 확산제 입자의 총 면적) / 점착제층의 총 면적
  9. 제6항에 따른 대전방지성 광확산 점착제층이 적층된 편광판.
  10. 액정셀의 적어도 한 면에 제9항에 따른 편광판이 구비된 액정표시장치.
  11. 백라이트 유닛측의 액정셀에 제9항에 따른 편광판이 구비된 액정표시장치.
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