KR20100118639A - 편광판의 제조방법, 편광판 및 이것이 구비된 액정표시장치 - Google Patents

편광판의 제조방법, 편광판 및 이것이 구비된 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편광판의 제조방법, 편광판 및 이것이 구비된 액정표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편광자와 접합되는 시클로올레핀계 보호필름의 한 면을 CF4를 함유하는 혼합가스로 상압 플라즈마 처리함으로써 불소 원자에 의한 관능기가 형성되고 표면이 활성화되어, 폴리비닐알콜계 접착제를 이용하여 상기 보호필름과 편광자를 접합하는 경우 접착력을 향상시켜 밀착성이 우수한 편광판을 제공할 수 있는 편광판의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 편광판 및 이것이 구비된 액정표시장치에 관한 것이다.
편광판, 플라즈마, 시클로올레핀, 접착력

Description

편광판의 제조방법, 편광판 및 이것이 구비된 액정표시장치{METHOD FOR PREPARING POLARIZING PLATE, POLARIZING PLATE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 편광자와 편광자 보호필름의 접착력을 향상시켜 밀착성이 우수한 편광판의 제조방법, 편광판 및 이것이 구비된 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(Liquid crystal display device, LCD)는 컴퓨터, 텔레비전, 휴대전화, 자동차 네비게이션 시스템, 휴대정보 단말기 등의 다양한 용도로 이용되고 있으며, 액정셀과 편광판을 필수 부재로 포함하고 있다.
일반적으로 편광판은 폴리비닐알콜계(polyvinyl alcohol, PVA) 수지 필름에 이색성 물질이 흡착 배향된 편광자와, 상기 편광자의 적어도 한 면에 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose, TAC)와 같은 셀룰로오스계 편광자 보호필름이 적층된 구조를 갖는다.
한편, 셀룰로오스계 필름은 내습열성이 충분하지 않으며, 이것이 편광자 보 호필름으로 적용된 편광판은 고온 또는 고습 조건 하에서 편광도, 색상 등의 편광판 성능이 저하되는 단점이 있다. 또한, 셀룰로오스계 필름은 경사 방향의 입사광에 대하여 위상차를 만들어 내는데, 이로 인하여 점차 대형화되고 있는 액정표시장치의 시야각 특성에 영향을 미치게 된다.
이러한 점을 고려하여, 편광자 보호필름으로서 내열성과 광학적 투명성이 우수한 노보넨 등을 주된 단량체로 하는 시클로올레핀계 필름의 사용이 제안되었다.
일본공개특허 제2000-241627호는 노보넨 수지로 이루어진 보호필름의 표면에 코로나(corona) 방전 처리를 실시한 후 접착제를 개재시켜 편광자에 접합하여 편광판을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 또한, 일본공개특허 제2005-07140호, 일본공개특허 제2005-07140호, 일본공개특허 제2005-208456호는 PVA계 편광자와 시클로올레핀계 필름을 수계 접착제로 접합하거나, 또는 코로나 방전 처리한 후 접합하여 편광판을 제조하는 방법을 개시하고 있다.
시클로올레핀계 필름 표면을 코로나 방전 처리하는 것은 표면을 친수화하여 접착력을 향상시키고자 한 것이나, 친수화 처리 효과가 좋지 못하며 그 수명도 짧다는 단점이 있다. 또한, 친수화 처리 효과를 높이고 그 수명을 연장시키기 위하여 코로나 방전 처리의 강도를 높이게 되면, 시클로올레핀계 필름에 핀홀 또는 온도 상승에 기인한 주름 등이 발생하고, 소수성 수지 필름을 손상시키는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 일본공개특허 제2002-226616호는 산소 가스를 포함하는 분위기 하에서 상압 플라즈마 처리하여 시클로올레핀계 필름의 표면을 고도로 친수화하는 동시에 필름을 손상시키지 않도록 하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 방법 역시 시클로올레핀계 보호필름과 편광자 간의 만족할 만한 수준의 접착력을 얻기는 어려웠다.
본 발명은 폴리비닐알콜계 접착제를 이용하여 시클로올레핀계 보호필름과 편광자를 접합하는 경우 접착력을 향상시켜 밀착성이 우수한 편광판의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제조방법에 의해 제조된 편광판을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은 편광자의 적어도 한 면에 시클로올레핀계 보호필름이 폴리비닐알콜계 접착제에 의해 접합된 편광판의 제조방법으로서, 상기 편광자와 접합되는 시클로올레핀계 보호필름의 한 면을 N2 및 CF4의 혼합가스로 상압 플라즈마 처리하는 단계를 포함하는 편광판의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 편광판을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 편광판이 구비된 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 시클로올레핀계 보호필름의 한 면에 상압 플라즈마 처리에 의해 도입된 불소 원자에 의한 관능기가 형성되고 표면이 활성화됨으로써, 폴리비닐알콜계 접착제를 이용하여 시클로올레핀계 보호필름과 편광자를 접합하는 경우 이들 간의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 향상된 접착력으로 인하여 우수한 밀착성이 부여되어 내구 신뢰성이 우수한 편광판을 제공할 수 있다.
본 발명은 편광자와 편광자 보호필름의 접착력을 향상시켜 밀착성이 우수한 편광판의 제조방법, 편광판 및 이것이 구비된 액정표시장치에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 편광판의 제조방법은 편광자와 접합되는 시클로올레핀계 보호필름의 한 면을 N2 및 CF4의 혼합가스로 상압 플라즈마 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게, 본 발명의 편광판의 제조방법은 시클로올레핀계 보호필름의 한 면을 N2 및 CF4의 혼합가스로 상압 플라즈마 처리하는 단계; 및 상압 플라즈마 처리된 보호필름의 면과 편광자를 폴리비닐알콜계 접착제를 이용하여 접합하는 단계를 포함한다.
본 발명의 편광판은 편광자의 적어도 한 면에 시클로올레핀계 보호필름이 PVA계 접착제를 이용하여 적층된 편광판이다.
편광자는 PVA계 필름에 이색성 색소가 흡착 배향된 것이다.
편광자를 구성하는 PVA계 수지는 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화함으로써 얻어질 수 있다. 폴리아세트산 비닐계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐 이외에, 아세트산 비닐과 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는 불포화 카르복시산계, 불포화 술폰산계, 올레핀계, 비닐에테르계, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드계 단량체 등을 들 수 있다. 또한, PVA계 수지는 변성된 것일 수도 있으며, 예를 들면 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등도 사용할 수 있다.
PVA계 수지의 비누화도는 통상 85 내지 100몰%이며, 바람직하게는 98몰% 이상인 것이다. 또한, PVA계 수지의 중합도는 통상 1,000 내지 10,000이며, 바람직하게는 1,500 내지 5,000인 것이다.
이러한 PVA계 수지를 막으로 형성한 것이 편광자의 원반 필름으로서 사용된 다. PVA계 수지의 막 형성 방법은 특별히 제한되는 것은 아니며, 공지된 방법을 이용할 수 있다. PVA계 원반 필름의 막 두께는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 10 내지 150㎛일 수 있다.
편광자는 통상 상기와 같은 PVA계 필름을 일축연신하는 공정, 이색성 물질로 염색하여 흡착시키는 공정, 붕산 수용액으로 처리하는 공정, 및 수세, 건조하는 공정을 경유하여 제조된다.
PVA계 필름을 일축연신하는 공정은 염색 전에 수행할 수 있고, 염색과 동시에 수행할 수 있으며, 염색 후에 수행할 수도 있다. 일축연신을 염색 후에 수행하는 경우에는 붕산 처리 전에 수행할 수 있고, 붕산 처리 중에 수행할 수도 있다. 물론, 이들 복수개의 단계로 일축연신을 수행하는 것도 가능하다. 일축연신에는 주속(周速)이 다른 롤 또는 열 롤을 이용할 수 있다. 또한, 일축연신은 대기 중에서 연신하는 건식 연신일 수도 있고, 용매로 팽윤시킨 상태에서 연신하는 습식 연신일 수도 있다. 연신비는 통상 3 내지 8배이다.
연신된 PVA계 필름을 이색성 물질로 염색하는 공정은, 예를 들면 PVA계 필름을 이색성 물질을 함유하는 수용액에 침지하는 방법을 이용할 수 있다. 이색성 물질로는 요오드나 이색성 염료가 이용된다. 또한, PVA계 필름은 염색 전에 물에 미리 침지하여 팽윤시키는 것이 바람직하다.
이색성 물질로서 요오드를 이용하는 경우에는, 통상 요오드 및 요오드화칼륨을 함유하는 염색용 수용액에 PVA계 필름을 침지하여 염색하는 방법을 이용할 수 있다. 통상 염색용 수용액에서의 요오드의 함량은 증류수(물) 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1중량부이고, 요오드화칼륨의 함량은 증류수 100 중량부에 대하여 0.5 내지 20중량부이다. 염색용 수용액의 온도는 통상 20 내지 40℃이고, 침지시간(염색시간)은 통상 20 내지 1,800초이다.
한편, 이색성 물질로서 이색성 유기 염료를 이용하는 경우에는, 통상 수용성 이색성 유기 염료를 포함하는 염색용 수용액에 PVA계 필름을 침지하여 염색하는 방법을 이용할 수 있다. 통상 염색용 수용액에서의 이색성 유기 염료의 함량은 증류수 100중량부에 대하여 통상 1×10-4 내지 10중량부, 바람직하게는 1×10-3 내지 1중량부이다. 염색용 수용액은 황산나트륨 등의 무기염을 염색 보조제로서 더 함유할 수 있다. 염색용 수용액의 온도는 통상 20 내지 80℃이고, 침지시간(염색 시간)은 통상 10 내지 1,800초이다.
염색된 PVA계 필름을 붕산 처리하는 공정은 붕산 함유 수용액에 침지함으로써 수행할 수 있다. 통상 붕산 함유 수용액에서의 붕산의 함량은 증류수 100중량부에 대하여 2 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부 이다. 이색성 물질로서 요오드를 이용한 경우에는 붕산 함유 수용액은 요오드화칼륨을 함유하는 것이 바람직하며, 그 함량은 통상 증류수 100중량부에 대하여 0.1 내지 15중량부, 바람직하게는 5 내지 12중량부이다. 붕산 함유 수용액의 온도는 통상 50℃ 이상, 바람직하게는 50 내지 85℃, 보다 바람직하게는 60 내지 80℃이고, 침지시간은 통상 60 내지 1,200초, 바람직하게는 150 내지 600초, 보다 바람직하게는 200 내지 400초이다.
붕산 처리 후 PVA계 필름은 통상 수세 및 건조된다. 수세처리는 붕산 처리된 PVA계 필름을 증류수에 침지함으로써 수행할 수 있다. 수세처리의 증류수 온도는 통상 5 내지 40℃이고, 침지시간은 통상 1 내지 120초이다. 수세 후 건조함으로써 편광자를 얻을 수 있다. 건조처리는 통상 열풍 건조기나 원적외선 가열기를 이용하여 수행할 수 있다. 건조처리 온도는 통상 30 내지 100℃, 바람직하게는 50 내지 80℃이고, 건조시간은 통상 60 내지 600초, 바람직하게는 120 내지 600초이다.
본 발명에 있어서, 편광자의 적어도 한 면에 적층된 편광자 보호필름은 시클로올레핀계 수지를 주성분으로 함유하는 시클로올레핀계 필름인 것이 바람직하다.
시클로올레핀계 수지는 노보넨 또는 다환 노보넨계 단량체와 같은 시클로올레핀(환상 올레핀)을 포함하는 단량체로부터 유도되는 단위를 갖는 열가소성 수지이다. 시클로올레핀계 수지는 시클로올레핀의 개환 중합체나 2종 이상의 시클로올레핀을 이용한 개환 중합체의 수소 첨가물일 수 있다. 또한, 시클로올레핀과 쇄상 올레핀 또는 비닐기를 갖는 방향족 화합물과의 부가 공중합체일 수도 있으며, 극성기가 도입된 것일 수도 있다.
또한, 시클로올레핀계 수지로는 시판되고 있는 토파스(Topas)(티코나(독일)), 아톤(JSR㈜), 제오노아(ZEONOR), 제오넥스(ZEONEX)(닛본 제온㈜), 아펠(미스이 가가꾸㈜) 등을 사용할 수도 있다.
이러한 시클로올레핀계 수지를 제막하여 필름으로 형성하게 되는데, 이때에는 용제 캐스팅법, 용융 압출법 등의 공지된 방법을 이용할 수 있다.
또한, 시판되고 있는 제막된 시클로올레핀계 필름으로는 에스시나, SCA40(세 끼스이 가가꾸 고교㈜), 제오노아(㈜옵테스) 등을 사용할 수도 있다.
이와 같은 시클로올레핀계 편광자 보호필름과 편광자를 적층하여 편광판을 제조할 수 있다.
먼저, 편광자와 접합되는 시클로올레핀계 편광자 보호필름의 적어도 한 면을 상압 플라즈마 처리하여 표면을 활성화시킨다. 보다 상세하게, 시클로올레핀계 보호필름을 상압 플라즈마 발생장치 내에 배치하거나 또는 컨베이어 벨트 위에서 지나가도록 하고, 이때 장치 내에서 상압 플라즈마를 발생하게 하여 상기 보호필름의 표면을 활성화시킨다. 종래에는 통상 비접촉식 코로나 처리, 플라즈마 처리, 오존 처리, 자외선 조사 처리 등과 같은 건식 처리를 통하여 필름의 표면을 활성화시키는 방법이 이용되었으며, 이들 중에서도 취급이 간편하고 표면 활성화 효과가 크다는 점에서 플라즈마 처리가 주로 사용되었다. 이러한 종래 방법에 의하면 필름의 표면에 산소 라디칼을 공급하거나 친수성을 부여하고, 또는 물에 대한 접촉각을 낮게 조절함으로써 접착력을 높여주는 방법이었다. 이와는 달리, 본 발명의 플라즈마 처리는 베이스 가스로서 N2 가스와 반응 가스로서 불소 원자를 함유하는 가스 중에서도 특히 CF4 가스의 혼합가스를 이용함으로써 시클로올레핀계 필름 표면에 불소 원자에 의한 관능기를 형성시키고, 형성된 관능기와 PVA계 접착제의 결합에 의해 접착력이 향상되도록 하는데 특징이 있다. 불소 원자에 의한 관능기는 X-선 광전자 분광기(XPS)(XIS-His, KRATOS 신사제)를 이용하여 분석하였다.
상압 플라즈마처리는 베이스 가스로서 불활성 가스인 N2와 반응가스로서 활 성 가스인 CF4의 혼합가스를 필수성분으로 하여 수행된다.
CF4 가스의 함량은 혼합가스 100부피%에 대하여 0.01 내지 50부피%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05 내지 45부피%인 것이다. 그 함량이 0.01부피% 미만인 경우에는 반응 가스의 농도가 너무 낮아 시클로올레핀계 보호필름 표면의 활성화 처리가 충분히 이루어지지 않아 원하는 밀착성 향상 효과를 얻기 어려우며, 50부피%를 초과하는 경우에는 시클로올레핀계 보호필름 표면의 발수화 경향이 나타나며 위험성으로 인해 공정상 어려움이 따른다.
상압 플라즈마를 발생하기 위하여 인가하는 전압은 특별히 제한되지 않으며, 통상 1 내지 10㎸ 범위일 수 있다. 또한, 전원의 작동 주파수도 특별히 제한되지 않으며, 통상 1㎑ 내지 150㎒의 범위일 수 있으며, 그 이상으로 강한 ㎓ 범위라도 무방하다. 그러나, 상압 플라즈마 처리되는 보호필름의 열에 의한 영향을 고려하면 1 내지 500㎑인 것이 바람직하다.
또한, 상압 플라즈마 장치의 전극간 거리는 베이스 가스의 압력, 농도, 고체 유전체의 두께, 인가 전압의 크기 등을 고려하여 결정된다. 전극간 거리가 짧아지면 안정된 방전 플라즈마를 얻을 수 있는 경향이 있으나, 일반적으로 0.5 내지 50㎜인 것이 바람직하다. 전극간 거리가 0.5㎜ 미만인 경우에는 전극간에 있어서 베이스 가스 중의 반응 가스의 농도 변화가 크고, 활성화 처리가 불균일하게 되기 쉽고, 전극 사이에 설치하는 피처리물의 두께가 한정되어 버리게 된다. 또한, 전극간 거리가 50㎜를 초과하는 경우에는 균일한 방전 플라즈마를 발생시키는 것이 곤란하 다.
상압 플라즈마 처리된 시클로올레핀계 보호필름 표면의 물 접촉각은 50 내지 90°일 수 있다.
상기한 바와 같은 상압 플라즈마 처리가 완료되면, 상압 플라즈마 처리된 보호필름의 면과 편광자를 PVA계 접착제를 이용하여 접합하여 편광판을 제조한다.
PVA계 접착제는 접착제 성분을 물에 용해 또는 분산시킨 수계 접착제로서, 접착제층을 얇게 한다는 점에서 바람직하다. 접착제의 주성분인 PVA계 수지는 부분 비누화된 PVA 수지 또는 완전 비누화된 PVA 수지, 또는 카르복시기 변성 PVA 수지, 아세토아세틸기 변성 PVA 수지, 메틸올기 변성 PVA 수지, 아미노기 변성 PVA 수지와 같은 변성된 PVA계 수지일 수 있다. 이러한 PVA계 수지는 증류수(물) 100중량부에 대하여 통상 PVA계 수지가 1 내지 10중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 5중량부인 것이다.
또한, PVA계 접착제는 접착력을 높이기 위하여 글리옥살 또는 수용성 에폭시 수지와 같은 경화성 성분 또는 가교제를 더 포함하는 것이 바람직하다. 수용성 에폭시 수지는 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민 등의 폴리알킬렌폴리아민과 아디프산과 같은 디카르복시산과의 반응에 의해 얻어지는 폴리아미드폴리아민에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 폴리아미드 에폭시 수지일 수 있다. 이러한 폴리아미드 에폭시 수지로는 시판되고 있는 스미레즈레진 650, 스미레즈레진 675(스미또모 가가꾸㈜), WS-525(닛본 PMC㈜) 등을 사용할 수도 있다. 경화성 성분 또는 가교제의 함량은 PVA계 수지 100중량부에 대하여 통상 1 내지 100중량부, 바람직하 게는 1 내지 50중량부일 수 있다. 그 함량이 1중량부 미만인 경우에는 접착력 향상 효과가 미미하고, 100중량부를 초과하는 경우에는 접착제층의 물성이 취약해지는 경향이 있다.
상압 플라즈마 처리된 보호필름의 면과 편광자의 접합방법은 당 기술분야에서 알려진 통상의 방법일 수 있으며, 예를 들면 상기 보호필름 또는 편광자를 대체로 수직방향, 수평방향 또는 이 둘 사이의 경사방향으로 이동시키면서 표면에 접착제를 유하(流下)하여 도포하는 유연법, 또는 마이어 바 코팅법, 그라비아 코팅법, 다이 코팅법, 딥 코팅법, 스프레이 코팅법 등의 도포방법을 이용하여 적당한 전개방식으로 접착제를 상기 보호필름 또는 편광자의 접합면에 도포한 후 중첩시키고, 롤압착장치 등을 이용하여 접합시키는 방법을 들 수 있다.
이와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 편광판은 상압 플라즈마 처리에 의해 편광자 보호필름인 시클로올레핀계 필름의 표면에 형성된 불소 함유 관능기로 인하여 PVA계 접착제를 이용하여 편광자와 접합시 접착력이 향상됨으로써 우수한 밀착성이 부여된 편광판이다.
본 발명의 편광판은 상기 제조방법으로 제조된 것으로서, 편광자의 적어도 한 면에 시클로올레핀계 보호필름이 PVA계 접착제를 이용하여 적층된 편광판이다.
편광판은 편광자의 시클로올레핀계 보호필름이 적층되지 않은 다른 한 면에 동일한 시클로올레핀계 보호필름이 적층되거나 또는 다른 종류의 보호필름이 적층된 구조일 수 있다.
다른 종류의 보호필름으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 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; 폴리카보네이트계 필름; 염화비닐계 필름; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 필름; 이미드계 필름; 폴리에테르술폰계 필름; 술폰계 필름; 폴리에테르에테르케톤계 필름; 황화 폴리페닐렌계 필름; 비닐알콜계 필름; 염화 비닐리덴계 필름; 폴리옥시메틸렌계 필름; 에폭시계 필름 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 특히 알칼리 등에 의해 검화된 표면을 가진 셀룰로오스계 필름이 편광특성 또는 내구성을 고려하면 바람직하다. 또한, 시판되고 있는 셀룰로오스계 필름인 후지태크 TD80, 후지태크 TD80UF, 후지태크 TD80UZ(후지 샤싱 필름㈜), KC8UX2MW, KC8UY(코니카 미놀타 옵토㈜) 등을 사용할 수 있다. 이러한 보호필름의 두께는 통상 20 내지 200㎛이다.
바람직하게는, 편광자의 한 면에는 시클로올레핀계 보호필름이 적층되고, 편광자의 다른 한 면에는 셀룰로오스계 보호필름이 적층된 구조의 편광판인 것이다.
또한, 편광자 보호필름인 시클로올레핀계 보호필름은 위상차 기능을 겸비한 필름일 수 있으며, 이 경우 액정셀과 접합시 시클로올레핀계 보호필름이 액정셀 측면에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.
편광자와 접합되지 않는 편광자 보호필름의 다른 한 면 상에는 필요에 따라 하드코팅층, 반사방지층, 방현층, 대전방지층 등의 표면처리층이 더 적층될 수 있다. 또한, 액정성 화합물 또는 이의 고분자 화합물 등을 포함하는 코팅층이 더 적층될 수도 있다.
본 발명의 액정표시장치는 상기 편광판이 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 액정표시장치는 당 기술분야에서 당업자에게 잘 알려져 있는 것이므로 각 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명은 액정표시장치 이외에도 전계발광표시장치, 플라즈마표시장치, 전계방출표시장치 등의 각종 화상표시장치에 적용 가능하다.
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.
제조예 1. 편광자 제조
중합도가 2,400이고, 비누화도가 99.9몰% 이상인 75㎛ 두께의 PVA 필름을 건식으로 약 5배로 일축연신하고, 긴장 상태를 유지한 채로 60℃의 증류수에 1분 동안 침지한 후 요오드/요오드화칼륨/증류수의 중량비가 0.05/5/100인 28℃의 수용액에서 60초 동안 침지하였다. 그 후, 요오드화칼륨/붕산/증류수의 중량비가 8.5/8.5/100인 72℃ 수용액에 300초 동안 침지하고, 26℃의 증류수로 20초 동안 세정한 후 65℃에서 건조하여 PVA계 필름에 요오드가 흡착 배향된 편광자를 제조하였다.
제조예 2. PVA계 접착제 제조
증류수 100중량부에 카르복시기 변성 PVA 수지(쿠라레포발 KL318, (주)쿠라레) 3중량부와 폴리아미드 에폭시 수지(스미레즈레진 650(고형분 함량 30%), 스미또모 가가꾸㈜) 1.5중량부를 첨가하여 접착제를 제조하였다.
실시예 1
편광자 보호필름으로 가로250㎜×세로700㎜×두께40㎛인 시클로올레핀(노보넨)계 수지를 포함하는 제오노아 필름(닛본 제온㈜)을 사용하였다. 보호필름의 한 면을 상압 플라즈마 처리장치(PN-APP300TT, 엠에이케이사)를 이용하여 표면 활성화 처리하였다. 이때, N2:CF4의 부피% 비율이 99:1인 혼합가스를 이용하였다. 또한, 상압 플라즈마 발생 장치의 전원으로서 주파수가 20㎑인 교류 전원을 이용하였으며, 8.5㎸의 전압을 인가하였고, 플라즈마 전극간 거리는 2㎜, 처리속도는 300㎜/sec가 되도록 하였다.
제조예 1에서 제조된 PVA계 편광자의 한 면에는 제오노아 필름의 상압 플라즈마 처리가 완료된 면을 위치시키고, 상기 PVA계 편광자의 다른 한 면에는 검화처리된 아세틸셀룰로오스계 필름을 위치시킨 후, 이들을 제조예 2에서 제조된 PVA계 접착제를 이용하여 접합시켰다. 이 접합체를 50 내지 80℃의 온도에서 5분 동안 건조하여 편광판을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, N2:CF4의 부피% 비율이 99.9:0.1인 혼합가스를 이용하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, N2:CF4의 부피% 비율이 60:40인 혼합가스를 이용하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, PVA계 접착제 대신에 폴리우레탄계 접착제를 사용하였다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, PVA계 접착제 대신에 폴리아크릴계 접착제를 사용하였다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상압 플라즈마 처리시 N2 가스만을 단독으로 사용하였다.
비교예 4
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상압 플라즈마 처리시 부피% 비 율이 99:1인 N2:NF3 혼합가스를 사용하였다.
비교예 5
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상압 플라즈마 처리시 부피% 비율이 99:1인 N2:O2 혼합가스를 사용하였다.
비교예 6
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상압 플라즈마 처리시 건조공기(clean dry air, CDA)만을 단독으로 사용하였다.
비교예 7
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 상압 플라즈마 처리시 부피% 비율이 99:1인 CDA:CF4 혼합가스를 사용하였다.
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 편광판의 접착력을 하기 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
* 접착력 평가
제조된 편광판의 편광자와 시클로올레핀계 보호필름인 제오노아 필름 사이를 손으로 박리시킨 후 이들 간의 박리 정도와 파손 정도를 관찰하고, 이를 하기 기준에 의거하여 평가하였다. 이때, 편광자와 시클로올레핀계 보호필름이 서로 박리되지 않고 파손될수록 접착력이 우수한 것을 나타낸다.
○: 박리되지 않고 파손됨.
△: 박리되는 면적이 크고 일부 파손됨.
×: 박리되고 거의 파손되지 않음.
* 물 접촉각 측정
상압 플라즈마 처리 후 처리면의 물 접촉각을 접촉각 측정기(CAM200, KSV Instruments사)를 사용하여 측정하였다.
구분 혼합가스 접착제 접촉각 접착력
베이스 가스
(부피%)		 반응 가스
(부피%)
실시예1 N2(99) CF4(1) 폴리비닐알콜계 80 ○
실시예2 N2 (99.9) CF4 (0.1) 폴리비닐알콜계 79 ○
실시예3 N2 (60) CF4 (40) 폴리비닐알콜계 82 ○
비교예1 N2(99) CF4(1) 폴리우레탄계 80 ×
비교예2 N2(99) CF4(1) 폴리아크릴계 80 ×
비교예3 N2(100) - 폴리비닐알콜계 78 ×
비교예4 N2(99) NF3(1) 폴리비닐알콜계 79 ×
비교예5 N2(99) O2(1) 폴리비닐알콜계 74 ×
비교예6 CDA(100) - 폴리비닐알콜계 79 ×
비교예7 CDA(99) CF4(1) 폴리비닐알콜계 78 ×
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 시클로올레핀계 보호필름의 한 면을 N2와 CF4의 혼합가스로 상압 플라즈마 처리한 후 PVA계 접착제를 이용하여 편광자와 접합하여 제조한 실시예 1 내지 3의 편광판은 비교예 1 내지 7과 비교하여 접합력이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
반면, 비교예 1 또는 2에서와 같이 폴리우레탄계 또는 폴리아크릴계 접착제를 사용하는 경우, 또는 비교예 3 내지 7에서와 같이 다른 종류의 혼합가스로 상압 플라즈마처리한 경우에는 밀착력 향상 효과를 얻기 어려웠다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 밀착성이 향상된 편광판이 요구되는 액정표시장치뿐만 아니라 전계발광표시장치, 플라즈마표시장치, 전계방출표시장치 등의 각종 화상표시장치에 적용 가능하다.

Claims (5)

  1. 편광자의 적어도 한 면에 시클로올레핀계 보호필름이 폴리비닐알콜계 접착제에 의해 접합된 편광판의 제조방법으로서,
    상기 편광자와 접합되는 시클로올레핀계 보호필름의 한 면을 N2 및 CF4의 혼합가스로 상압 플라즈마 처리하는 단계를 포함하는 편광판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, CF4 가스의 함량은 혼합가스 100부피%에 대하여 0.01 내지 50부피%인 편광판의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상압 플라즈마 처리된 시클로올레핀계 보호필름 표면의 물 접촉각은 50 내지 90°인 편광판의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의해 제조된 편광판.
  5. 제4항의 편광판이 구비된 액정표시장치.
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