KR20100081918A - 위상차 필름 및 이를 포함하는 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 1) (a1) 알킬 메타크릴레이트계 단량체, (a2) 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체 및 알파메틸 스티렌 중에서 선택되는 1종 이상의 단량체, (a3) 방향족 비닐계 단량체 및 (a4) 산무수물계 단량체를 포함하는 아크릴계 공중합체 수지, 및 2) 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 블렌드 수지를 포함하는 위상차 필름, 이의 제조방법, 및 상기 위상차 필름을 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 위상차 필름은 내열성, 광학적 투명성, 기계적 강도, 내구성, 접착성 등이 우수하다.
위상차 필름, 액정 표시 장치

Description

위상차 필름 및 이를 포함하는 액정 표시 장치{RETARDATION FILMS AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY COMPRISING THE SAMES}
본 발명은 내열성 및 광학적 투명성이 뛰어나고, 헤이즈도 적고 잘 부서지지 않으며 기계적 강도가 우수하고, 접착성도 뛰어난 위상차 필름, 이의 제조방법, 및 상기 위상차 필름을 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다. 본 출원은 2009년 1월 6일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2009-0000886호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
근래 광학 기술의 발전을 발판으로 종래의 브라운관을 대체하는 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP), 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD) 등 여러 가지의 방식을 이용한 디스플레이 기술이 제안, 시판되고 있다. 이러한 디스플레이를 위한 폴리머 소재는 그 요구 특성이 한층 더 고도화하고 있다. 예를 들면, 액정 디스플레이의 경우 박막화, 경량화, 화면 면적의 대형화가 추진되면서 광시야각화, 고콘트라스트화, 시야각에 따른 화상 색조 변화의 억제 및 화면 표시의 균일화가 특히 중요한 문제가 되었다.
이에 따라 편광 필름, 편광자 보호 필름, 위상차 필름, 플라스틱 기판, 도광 판 등에 여러 가지의 폴리머 필름이 사용되고 있으며, 액정으로서 트위스티드 네메틱(twisted nematic, TN), 슈퍼 트위스티드 네메틱(super twisted nematic, STN), 버티컬 얼라인먼트(vertical alignment, VA), 인플레인 스위칭 (in-plane switching, IPS) 액정 셀 등을 이용한 다양한 모드의 액정 표시 장치가 개발되고 있다. 이들 액정 셀은 모두 고유한 액정 배열을 하고 있어, 고유한 광학 이방성을 갖고 있으며, 이 광학 이방성을 보상하기 위하여 다양한 종류의 폴리머를 연신하여 위상차 기능을 부여한 필름이 제안되어 왔다.
구체적으로, 액정 표시 장치는 액정 분자가 가지는 높은 복굴절 특성과 배향을 이용하기 때문에 시야각에 따라 굴절율이 달라져 그에 따라 화면의 색상과 밝기가 변한다. 예컨대, 버티컬 얼라인먼트 방식에 사용하는 대부분의 액정 분자는 액정 표시면의 두께 방향으로 양의 위상차를 갖기 때문에 이를 보상하기 위해서 두께 방향으로 음의 위상차를 갖는 보상 필름이 필요하다. 또한, 서로 직교된 두 편광판의 정면에서는 빛을 통과시키지 않지만 각도를 기울이면 두 편광판의 광축이 직교하지 않게 되어 빛샘 현상이 나타나며, 이를 보상하기 위하여 면 방향 위상차를 갖는 보상 필름이 필요하다. 또한, 액정을 이용한 표시 장치는 시야각을 넓게 하기 위해 두께 방향의 위상차 보상과 면 방향 위상차 보상이 동시에 필요하다.
위상차 보상 필름으로 갖추어야 할 요건으로는 복굴절이 쉽게 조절되어야 한다는 것이다. 그런데, 필름의 복굴절은 물질이 가지는 근본적인 복굴절 뿐만 아니라 필름에 있어서 고분자 사슬의 배향에 의하여 이루어진다. 고분자 사슬의 배향은 대부분 외부에서 부가되는 힘에 의해 강제적으로 일어나거나 물질이 갖고 있는 고 유 특성에 기인하며, 외부의 힘에 의해 분자를 배향하는 방법은 고분자 필름을 일축 또는 이축으로 연신하는 것이다.
당 기술분야에서는 디스플레이에 사용되기 위하여 전술한 요구 특성들을 만족하는 폴리머 소재의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 연신방법을 통하여 필름의 면 내 위상차, 두께 방향 위상차 등을 조절할 수 있고, 광학적 특성이 뛰어난 동시에 광학적 투명성도 우수한 필름을 제조할 수 있으며, 연신 배향을 통해서 부서지기 쉬운 아크릴계 필름의 단점을 해소할 수 있고, 가공성 및 접착성도 우수하며, 내열성 등 내구성도 우수한 위상차 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 위상차 필름의 제조방법 및 상기 위상차 필름을 포함하는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 1) (a1) 알킬 메타크릴레이트계 단량체, (a2) 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체 및 알파메틸 스티렌 중에서 선택되는 1종 이상의 단량체, (a3) 방향족 비닐계 단량체 및 (a4) 산무수물계 단량체를 포함하는 아크릴계 공중합체 수지, 및 2) 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 블렌드 수지를 포함하는 위상차 필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 1) (a1) 알킬 메타크릴레이트계 단량체, (a2) 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체 및 알파메틸 스티렌 중에서 선택되는 1종 이상의 단량체, (a3) 방향족 비닐계 단량체 및 (a4) 산무수물계 단량체를 포함하는 아크릴계 공중합체 수지, 및 (b) 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 블렌드 수지 조성물을 준비하는 단계; 및 2) 상기 수지 조성물을 이용하여 필름을 성형하는 단계를 포함하는 위상차 필름의 제조방법을 제공한다. 이 제조방법은 상기 필름을 일축 또는 이축 연신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 위상차 필름을 하나 이상 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 위상차 필름은 광학적 특성이 뛰어난 동시에 광학적 투명성도 우수하고, 기계적 물성이 우수하며, 가공성, 내열성, 접착성, 위상차 특성 및 내구성이 우수하다.
본 발명에 따른 위상차 필름은 1) (a1) 알킬 메타크릴레이트계 단량체, (a2) 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체 및 알파메틸 스티렌 중에서 선택되는 1종 이상의 단량체, (a3) 방향족 비닐계 단량체 및 (a4) 산무수물계 단량체를 포함하는 아크릴계 공중합체 수지, 및 2) 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 블렌드 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 위상차 필름에 있어서, 상기 1)의 알킬 메타크릴레이트계 단량체의 알킬기는 탄소수 1 내지 10인 것이 바람직하고, 1 내지 4인 것이 더욱 바람직하며, 메틸기 또는 에틸기인 것이 더더욱 바람직하다. 상기 알킬 메타크릴레이트계 단량체의 구체적인 예로는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트 등을 들 수 있으며, 메틸 메타크릴레이트인 것이 보다 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 광학 필름은 상기 1) 아크릴계 공중합체 수지 내에 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체 및 알파메틸 스티렌 중에서 선택되는 1종 이상의 단량체를 포함함으로써, 아크릴계 공중합체 수지의 내열성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 위상차 필름에 있어서, 상기 1)의 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체의 구체적인 예로는 사이클로헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 3,3,5-트라이메틸사이클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 나프틸 메타크릴레이트 등을 들 수 있고, 사이클로헥실 메타크릴레이트인 것이 보다 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 위상차 필름에 있어서, 상기 1)의 방향족 비닐계 단량체로는, 벤젠 핵이 하나 이상의 C1 내지 C5의 알킬기 또는 할로겐기로 치환 또는 비치환된 구조의 단량체를 사용하는 것이 바람직하다. 예컨대, 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 스티렌계 단량체가 바람직하다.
본 발명에 따른 위상차 필름에 있어서, 상기 1)의 산무수물계 단량체는 내열도 특성을 갖는 카르복실산 무수물을 사용할 수 있으며, 1가 또는 2가 이상의 다가 카르복실산 무수물을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 무수말레산 또는 이의 유도체를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 위상차 필름에 있어서, 상기 1) 아크릴계 공중합체 수지 내 알킬 메타크릴레이트계 단량체의 함량은 70 중량% 이상 100 중량% 미만, 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 아크릴계 공단량체의 함량은 0 초과 30 중량% 이하, 방향족 비닐계 단량체의 함량은 0 초과 10 중량% 이하, 및 산무수물계 단량체의 함량은 0 초과 15 중량% 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 위상차 필름은 상기 1) 아크릴계 공중합체 내에 방향족 비닐계 단량체 및 산무수물계 단량체를 포함함으로써, 위상차 필름의 접착성 및 내열성을 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 위상차 필름에 있어서, 상기 1) 아크릴계 공중합체 수지는 메틸 메타크릴레이트-사이클로헥실 메타크릴레이트-스티렌-무수말레산의 공중합체 수지인 것이 보다 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 위상차 필름에 있어서, 상기 2) 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 지방족 고리를 포함하는 수지는 폴리카보네이트계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리나프탈렌계 수지, 폴리노보넨계 수지 등을 이용할 수 있고, 폴리카보네이트계 수지인 것이 보다 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 위상차 필름에 있어서, 상기 블렌드 수지 내 1) 아크릴계 공중합체 수지의 함량이 60 내지 99 중량%, 및 2) 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 함량이 1 내지 40 중량%인 것이 바람직하고, 상기 블렌드 수지 내 1) 아크릴계 공중합체 수지의 함량이 70 내지 99 중량%, 및 2) 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 함량이 1 내지 30 중량%인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 위상차 필름에 있어서, 상기 블렌드 수지의 유리 전이 온도는 100℃ 이상인 것이 바람직하고, 120℃ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 블렌드 수지의 중량 평균 분자량은 내열성, 충분한 가공성, 생산성 등의 면에서 5만 내지 20만인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 위상차 필름은 하기 수학식 1로 표시되는 면 방향 위상차 값이 30 ~ 80nm 인 것이 바람직하고, 하기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차 값이 -50 ~ -100nm 인 것이 바람직하다.
Rin = (nx - ny) × d
Rth = (nz - ny) × d
상기 수학식 1 및 수학식 2에서,
nx는 필름의 면 방향에 있어서, 가장 굴절율이 큰 방향의 굴절율이고,
ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
nz는 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
또한, 본 발명에 따른 위상차 필름의 제조방법은 1) (a1) 알킬 메타크릴레이트계 단량체, (a2) 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체 및 알파메틸 스티렌 중에서 선택되는 1종 이상의 단량체, (a3) 방향족 비닐계 단량체 및 (a4) 산무수물계 단량체를 포함하는 아크릴계 공중합체 수지, 및 (b) 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 블렌드 수지 조성물을 준비하는 단계; 및 2) 상기 수지 조성물을 이용하여 필름을 성형하는 단계를 포함한다. 상기 위상차 필름의 제조방법은 상기 필름을 일축 또는 이축 연신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체 수지, 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 지방족 고리를 포함하는 수지 등의 구체적인 내용은 전술한 바와 동일하므로, 이에 대한 내용은 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 위상차 필름의 제조방법에 있어서, 상기 1) 단계의 수지 조성물은 전술한 성분들을 용융 혼합하여 블렌딩함으로써 제조할 수 있다. 상기 성분들의 용융 혼합은 용액 캐스트법, 압출법 등을 이용하여 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 위상차 필름의 제조방법에서는 용액 캐스트법을 이용하여 필름으로 제조하고, 연신 공정을 수행하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 경우에 따라서는 개량제를 첨가하여 압출법을 진행하는 것도 가능하다.
상기 수지 조성물은 당 기술분야에서 일반적으로 사용되는 산화 방지제, UV 안정제, 열 안정제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 위상차 필름의 제조방법은 상기 필름을 일축 또는 이축 연신하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 연신 공정은 종 방향(MD) 연신, 횡 방향(TD) 연신을 각각 행할 수도 있고 모두 행할 수도 있다. 종 방향과 횡 방향 모두 연신하는 경우에는 어느 한 쪽을 먼저 연신한 후, 다른 방향으로 연신할 수 있고, 두 방향을 동시에 연신할 수도 있다. 연신은 한 단계로 연신할 수도 있으며 다단계에 걸쳐 연신할 수도 있다. 종 방향으로 연신할 경우에는 롤 사이의 속도차에 의한 연신을 할 수 있고, 횡 방향으로 연신할 경우에는 텐타를 사용할 수 있다. 텐타의 레일 개시각은 통산 10도 이내로 하여, 횡 방향 연신시 생기는 보잉(Bowing) 현상을 억제하고 광학 축의 각도를 규칙적으로 제어한다. 횡 방향 연신을 다단계로 하여 같은 보잉 억제 효과를 얻을 수도 있다.
상기 연신은, 상기 수지 조성물의 유리 전이 온도를 Tg라고 할 때, (Tg - 20℃) ~ (Tg + 30℃)의 온도에서 수행할 수 있다. 상기 유리 전이 온도는 수지 조성물의 저장 탄성율이 저하되기 시작하고, 이에 따라 손실 탄성율이 저장 탄성율보다 커지게 되는 온도로부터, 고분자 사슬의 배향이 완화되어 소실되는 온도까지의 영역을 가리키는 것이다. 유리 전이 온도는 시차주사형 열량계(DSC)에 의해 측정될 수 있다. 상기 연신 공정시의 온도는 필름의 유리 전이 온도인 것이 더욱 바람직하다.
연신속도는 소형 연신기(Universal testing machine, Zwick Z010)의 경우는 1 내지 100 mm/min의 범위에서, 그리고 파일로트 연신 장비의 경우는 0.1 내지 2 m/min의 범위에서 연신 조작을 행하는 것이 바람직하며, 5 내지 300%의 연신율을 적용하여 필름을 연신하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 위상차 필름은 전술한 방법에 의하여 일축 또는 이축으로 연신됨으로써, 위상차 특성을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 위상차 필름을 하나 또는 2 이상 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
상기 액정 표시 장치는 VA(vertical alignment) 모드 액정 표시 장치인 것이 바람직하다.
VA 모드 액정 표시 장치에서는 위상차 필름을 시야각 보상에 사용할 수 있는데, 두 가지의 보상해야 할 요소를 갖는다. 첫 번째는 액정 표시 장치를 경사 관찰하였을 경우 2장의 편광판의 흡수축이 외관상 직교가 아니게 되는 것에 기인하는 편광판의 광 누설 보상이고, 두 번째는 VA 셀을 경사 방향으로부터 관찰하면 액정 분자의 복굴절이 증가하여 흑색 표시시에 셀 기인의 광 누출이 발생하여 콘트라스트의 저하가 보여지기 때문에 필요한 보상이다.
위상차 필름과 조합시키는 편광자는 이색성 색소를 함유한 일축 연신된 폴리비닐알코올 필름으로 이루어지기 때문에 매우 취약하여 온도나 수분에 대한 내구성이 떨어지기 때문에 보호 필름으로 합지되어 있다. 보호 필름 대신에 위상차 필름을 직접 편광자에 접착할 수 있으면 보호 필름 1층분의 박형화된 위상차 필름 일체형 편광 필름을 얻을 수 있다.
셀룰로오스 유도체는 투수성이 우수하기 때문에 편광판의 제조공정에 있어서 편광자에 함유된 수분을 필름을 통해 휘산시킬 수 있다는 이점을 가지고 있다. 그러나, 한편으로 고온 고습 분위기하에서 흡습에 따른 치수 변화나 광학 특성의 변동이 비교적 크며, 실온 부근에서 습도가 변화되었을 경우의 위상차 값의 변화가 커서 안정된 시야각 개선에도 한계가 있으므로, 편광판의 광학 특성의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.
그리고, 폴리카보네이트계에서는 유리 전이 온도가 높아서 고온에서의 연신가공이 필요할 뿐만 아니라 필름의 광탄성계수가 크기 때문에 응력에 의한 광학변형이 생긴다. 노르보넨계 필름을 연신처리하는 경우 연신시의 응력이 높아지거나 연신시의 응력 불균일이 발생하는 등의 문제가 있다. 이러한 과제의 해결은 시야각 보상효과가 우수한 동시에 환경변화에도 위상차 값의 변화가 적은 아크릴계 위상차 필름을 채용함으로써 해결될 수 있다.
상기 위상차 필름을 하나 또는 2 이상 포함하는 액정 표시 장치를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
액정 셀 및 이 액정 셀의 양면에 각각 구비된 제1 편광판 및 제2 편광판을 포함하는 액정 표시 장치에 있어서, 위상차 필름은 상기 액정 셀과 상기 제1 편광판 및/또는 제2 편광판 사이에 구비될 수 있다. 즉, 제1 편광판과 액정 셀 사이에 위상차 필름이 구비될 수 있고, 제2 편광판과 액정 셀 사이에, 또는 제1 편광판과 액정 셀 사이와 제2 편광판과 액정 셀 사이 모두에 위상차 필름이 하나 또는 2 이상 구비될 수 있다.
상기 제1 편광판 및 제2 편광판은 일면 또는 양면에 보호 필름을 포함할 수 있다. 상기 내부 보호 필름으로는 트리아세테이트 셀룰로오스(TAC) 필름, 개환 상호교환 중합(ring opening metathesis polymerization; ROMP)으로 제조된 폴리노보넨계 필름, 개환 중합된 고리형 올레핀계 중합체를 다시 수소 첨가하여 얻어진 HROMP(ring opening metathesis polymerization followed by hydrogenation) 중합체 필름, 폴리에스터 필름, 또는 부가중합(addition polymerization)으로 제조된 폴리노보넨계 필름 등일 수 있다. 이외에도 투명한 고분자 재료로 제조된 필름이 보호 필름 등이 사용될 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 편광막을 포함하고, 상기 편광막의 일면 또는 양면에 본 발명에 따른 위상차 필름을 보호 필름으로 포함하는 일체형 편광판을 제공한다.
편광막의 일면에만 본 발명에 따른 위상차 필름이 구비되는 경우 나머지 타면에는 당 기술분야에 알려진 보호 필름이 구비될 수 있다.
상기 편광막으로는 요오드 또는 이색성 염료를 포함하는 폴리비닐알콜(PVA)로 이루어진 필름을 사용할 수 있다. 상기 편광막은 PVA 필름에 요오드 또는 이색성 염료를 염착시켜서 제조될 수 있으나, 이의 제조방법은 특별히 한정되지 않는다. 본 명세서에 있어서, 편광막은 보호 필름을 포함하지 않는 상태를 의미하며, 편광판은 편광막과 보호 필름을 포함하는 상태를 의미한다.
본 발명의 일체형 편광판에 있어서, 보호 필름과 편광막은 당 기술분야에 알려져 있는 방법으로 합지될 수 있다.
예컨대, 보호 필름과 편광막과의 합지는 접착제를 이용한 접착방식에 의하여 이루어질 수 있다. 즉, 먼저 편광막의 보호 필름 또는 편광막인 PVA 필름의 표면 상에 롤 코터, 그라비어 코터, 바 코터, 나이프 코터 또는 캐필러리 코터 등을 사용하여 접착제를 코팅한다. 접착제가 완전히 건조되기 전에 보호 필름과 편광막을 합지 롤로 가열 압착하거나 상온 압착하여 합지한다. 핫멜트형 접착제를 이용하는 경우에는 가열 압착롤을 사용하여야 한다.
상기 보호 필름과 편광판의 합지시 사용가능한 접착제는 일액형 또는 이액형의 PVA 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 접착제, 스타이렌 부타디엔 고무계(SBR계) 접착제 또는 핫멜트형 접착제 등이 있으나, 이들에만 한정되지 않는다. 폴리우레탄계 접착제를 사용하는 경우, 광에 의해 황변되지 않는 지방족 이소시아네이트계 화합물을 이용하여 제조된 폴리우레탄계 접착제를 이용하는 것이 바람직하다. 일액형 또는 이액형의 드라이 라미네이트용 접착제 또는 이소시아네이트와 하이드록시기와의 반응성이 비교적 낮은 접착제를 사용하는 경우에는 아세테이트계 용제, 케톤계 용제, 에테르계 용제 또는 방향족계 용제 등으로 희석된 용액형 접착제를 사용할 수도 있다. 이 때 접착제 점도는 5,000cps 이하의 저점도형인 것이 바람직하다. 상기 접착제들은 저장안정성이 우수하면서도 400 내지 800nm에서의 광 투과도가 90% 이상인 것이 바람직하다.
충분한 점착력을 발휘할 수 있으면 점착제도 사용될 수 있다. 점착제는 합지 후 열 또는 자외선에 의하여 충분히 경화가 일어나 기계적 강도가 접착제 수준으로 향상되는 것이 바람직하며, 계면 접착력도 커서 점착제가 부착된 양쪽 필름 중 어느 한 쪽의 파괴없이는 박리되지 않는 정도의 점착력을 갖는 것이 바람직하다.
사용가능한 점착제의 구체적인 예로서는 광학 투명성이 우수한 천연고무, 합 성고무 또는 엘라스토머, 염화비닐/아세트산비닐 공중합체, 폴리비닐알킬에테르, 폴리아크릴레이트 또는 변성 폴리올레핀계 점착제 등과 여기에 이소시아네이트 등의 경화제를 첨가한 경화형 점착제를 들 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 일체형 편광판을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치가 전술한 일체형 편광판을 포함하는 경우에도 본 발명에 따른 위상차 필름 1장 이상을 편광판과 액정 셀 사이에 추가로 포함할 수 있다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 하기 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 한정될 것을 의도하는 것은 아니다.
< 실시예 >
< 실시예 1>
메틸 메타크릴레이트(82 중량부), 사이클로헥실 메타크릴레이트(10 중량부), 스티렌(3 중량부) 및 무수말레산(5 중량부)로 공중합체를 제조하였다. 제조된 공중합체의 중량 평균 분자량은 12만 5천이었다. 상기 제조된 공중합체 90 중량부와 폴리카보네이트 10 중량부로 수지를 제조하였다. 제조된 수지의 유리 전이 온도를 측정한 결과, 유리 전이 온도 124℃인 수지를 얻을 수 있었다. 이 수지를 용액 캐스팅법을 이용하여 필름을 제조한 후, 유리 전이 온도에서 연신을 실시하고, 그 필름의 위상차 값을 측정하였다. 그 결과 면 방향 위상차 값/두께 방향 위상차 값이 33nm/-66nm을 얻었다.
< 실시예 2>
메틸 메타크릴레이트(75 중량부), 사이클로헥실 메타크릴레이트(10 중량부), 스티렌(5 중량부) 및 무수말레산(10 중량부)로 공중합체를 제조하였다. 제조된 공중합체의 중량 평균 분자량은 12만이었다. 상기 제조된 공중합체 90 중량부와 폴리카보네이트 10 중량부로 수지를 제조하였다. 제조된 수지의 유리 전이 온도를 측정한 결과, 유리 전이 온도 130℃인 수지를 얻을 수 있었다. 이 수지를 용액 캐스팅법을 이용하여 필름을 제조한 후, 유리 전이 온도에서 연신을 실시하고, 그 필름의 위상차 값을 측정하였다. 그 결과 면 방향 위상차 값/두께 방향 위상차 값이 33nm/-67nm을 얻었다.
< 비교예 1>
메틸 메타크릴레이트(90 중량부) 및 사이클로헥실 메타크릴레이트(10 중량부)로 공중합체를 제조하였다. 제조된 공중합체의 중량 평균 분자량은 13만이었다. 상기 제조된 공중합체 90 중량부와 폴리카보네이트 10 중량부로 수지를 제조하였다. 제조된 수지의 유리 전이 온도를 측정한 결과, 유리 전이 온도 121℃인 수지를 얻을 수 있었다. 이 수지를 용액 캐스팅법을 이용하여 필름을 제조한 후, 유리 전이 온도에서 연신을 실시하고, 그 필름의 위상차 값을 측정하였다. 그 결과 면 방향 위상차 값/두께 방향 위상차 값이 32nm/-64nm을 얻었다.
< 비교예 2>
메틸 메타크릴레이트(87 중량부), 사이클로헥실 메타크릴레이트(10 중량부) 및 스티렌(3 중량부)으로 공중합체를 제조하였다. 제조된 공중합체의 중량 평균 분자량은 10만 5천이었다. 상기 제조된 공중합체 90 중량부와 폴리카보네이트 10 중량부로 수지를 제조하였다. 제조된 수지의 유리 전이 온도를 측정한 결과, 유리 전이 온도 119℃인 수지를 얻을 수 있었다. 이 수지를 용액 캐스팅법을 이용하여 필름을 제조한 후, 유리 전이 온도에서 연신을 실시하고, 그 필름의 위상차 값을 측정하였다. 그 결과 면 방향 위상차 값/두께 방향 위상차 값이 30nm/-60nm을 얻었다.
< 비교예 3>
메틸 메타크릴레이트(85.5 중량부), 사이클로헥실 메타크릴레이트(9.5 중량부) 및 무수말레산(5 중량부)로 공중합체를 제조하였다. 제조된 공중합체의 중량 평균 분자량은 12만 2천이었다. 상기 제조된 공중합체 90 중량부와 폴리카보네이트 10 중량부로 수지를 제조하였다. 그러나, 두 수지간의 상용성이 부족하여 블렌드 수지를 얻지 못하였다.
상기 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3의 블렌드 수지의 함량, 위상차 필름의 특성 등을 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
Figure 112009078245313-PAT00001
MMA : 메틸 메타크릴레이트
CHMA : 사이클로헥실 메타크릴레이트
SM : 스티렌
MAH : 무수말레산
PC : 폴리카보네이트
Figure 112009078245313-PAT00002
(1) 중량 평균 분자량(Mw) : 제조된 수지를 테트라하이드로퓨란에 녹여 겔 삼투 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 측정하였다.
(2) 유리 전이 온도(Tg) : TA Instrument 사의 DSC(Differential Scanning Calorimeter)를 사용하여 측정하였다.
(3) 위상차 값(Rin/Rth) : 필름의 유리 전이 온도에서 연신 후 Axometrics 사의 AxoScan을 사용하여 측정하였다.
상기 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 3의 결과로부터, 본 발명에 따른 위상차 필름은 광학적 특성이 뛰어난 동시에 광학적 투명성도 우수하고, 기계적 물성이 우수하며, 가공성, 내열성, 접착성, 위상차 특성 및 내구성이 우수함을 알 수 있다.

Claims (17)

1) (a1) 알킬 메타크릴레이트계 단량체, (a2) 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체 및 알파메틸 스티렌 중에서 선택되는 1종 이상의 단량체, (a3) 방향족 비닐계 단량체 및 (a4) 산무수물계 단량체를 포함하는 아크릴계 공중합체 수지, 및
2) 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 블렌드 수지를 포함하는 위상차 필름.
청구항 1에 있어서, 상기 1)의 알킬 메타크릴레이트계 단량체는 메틸 메타크릴레이트 또는 에틸 메타크릴레이트인 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
청구항 1에 있어서, 상기 1)의 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체는 사이클로헥실 메타크릴레이트인 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
청구항 1에 있어서, 상기 1)의 방향족 비닐계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌 및 비닐톨루엔으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
청구항 1에 있어서, 상기 1)의 산무수물계 단량체는 무수말레산 또는 이의 유도체 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
청구항 1에 있어서, 상기 1) 아크릴계 공중합체 수지 내 알킬 메타크릴레이트계 단량체의 함량은 70 중량% 이상 100 중량% 미만, 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 아크릴계 공단량체의 함량은 0 초과 30 중량% 이하, 방향족 비닐계 단량체의 함량은 0 초과 10 중량% 이하, 및 산무수물계 단량체의 함량은 0 초과 15 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
청구항 1에 있어서, 상기 1) 아크릴계 공중합체 수지는 메틸 메타크릴레이트-사이클로헥실 메타크릴레이트-스티렌-무수말레산의 공중합체 수지인 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
청구항 1에 있어서, 상기 2) 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 지방족 고리를 포함하는 수지는 폴리카보네이트계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리나프탈렌계 수지 및 폴리노보넨계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
청구항 1에 있어서, 상기 블렌드 수지 내 1) 아크릴계 공중합체 수지의 함량이 60 내지 99 중량%, 및 2) 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 지방족 고리를 포함 하는 수지의 함량이 1 내지 40 중량%인 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
청구항 1에 있어서, 상기 블렌드 수지의 유리 전이 온도는 100℃ 이상이고, 중량 평균 분자량은 5만 내지 20만인 것을 특징으로 하는 위상차 필름.
청구항 1에 있어서, 하기 수학식 1로 표시되는 면 방향 위상차 값이 30 ~ 80nm 이고, 하기 수학식 2로 표시되는 두께 방향 위상차 값이 -50 ~ -100nm 인 것을 특징으로 하는 위상차 필름:
[수학식 1]
Rin = (nx - ny) × d
[수학식 2]
Rth = (nz - ny) × d
상기 수학식 1 및 수학식 2에서,
nx는 필름의 면 방향에 있어서, 가장 굴절율이 큰 방향의 굴절율이고,
ny는 필름의 면 방향에 있어서, nx 방향의 수직 방향의 굴절율이며,
nz는 두께 방향의 굴절율이고,
d는 필름의 두께이다.
1) (a1) 알킬 메타크릴레이트계 단량체, (a2) 지방족 고리 또는 방향족 고리를 포함하는 (메타)아크릴계 단량체 및 알파메틸 스티렌 중에서 선택되는 1종 이상의 단량체, (a3) 방향족 비닐계 단량체 및 (a4) 산무수물계 단량체를 포함하는 아크릴계 공중합체 수지, 및 (b) 고분자 주쇄에 방향족 고리 또는 지방족 고리를 포함하는 수지의 블렌드 수지 조성물을 준비하는 단계; 및
2) 상기 수지 조성물을 이용하여 필름을 성형하는 단계
를 포함하는 위상차 필름의 제조방법.
청구항 12에 있어서, 상기 2) 단계 이후, 상기 필름을 일축 또는 이축 연신하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 위상차 필름의 제조방법.
청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항의 위상차 필름을 포함하는 액정 표시 장치.
청구항 14에 있어서, 상기 액정 표시 장치는 VA(vertical alignment) 모드 액정 표시 장치인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
편광막을 포함하고, 상기 편광막의 일면 또는 양면에 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항의 위상차 필름을 보호 필름으로 포함하는 일체형 편광판.
청구항 16의 일체형 편광판을 포함하는 액정 표시 장치.
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